2023-2024学年北京朝阳区高一上学期期末物理试题及答案

这是一份2023-2024学年北京朝阳区高一上学期期末物理试题及答案，共10页。

（考试时间 90 分钟 满分 100 分）
2024．1
一、本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
下列物理量属于标量的是
A．速度B．加速度C．力D．路程
小郑同学对田径比赛中的一些运动进行了思考，其中正确的是 A．原地投掷实心球的成绩，其依据是实心球的位移大小 B．跳远比赛中研究运动员起跳是否犯规时，可以将其看成质点
C．跳高比赛中运动员以“背越式”飞越横杆时，其重心可能低于横杆
D．在标准跑道上的 400 米跑比赛中小红获得冠军，是由于她全程的平均速度最大
如图甲、乙所示，分别表示物体运动的位移 x、速度 v 随时间 t 的变化图像。下列说法正确的是
甲图中物体在 0~t1 时间内沿 x 轴正向做匀加速直线运动
甲图中物体在 t1~t2 时间内沿 x 轴正向做匀速直线运动
乙图中物体在 0~t1 时间内速度的变化率保持恒定
乙图中物体在 t1~t2 时间内处于静止状态
如图所示，台秤放置在水平地面上，物块静止在水平秤盘上。下列说法正确的是 A．地面受到的压力是由于台秤底座发生微小形变产生的
B．物块所受支持力的反作用力是地面受到的压力
C．物块的重力与秤盘对物块的支持力是一对相互作用力 D．台秤对地面的压力与地面对台秤的支持力是一对平衡力
在太空舱内可采用动力学方法测物体质量。先对质量为 m0 的标准物体施加一水平推力，测得其加速度大小为2m/s2；然后将该标准物体与待测物体紧靠在一起施加相同的水平推力，测得其共同加速度大小为 1m/s2。若 m0=2kg，则待测物体的质量为
A．1kgB．2kgC．3kgD．4kg
无人快递车可以完成短途物流配送。在一条东西方向的平直公路上进行实验测试，确定某交通岗亭为位置零点，以向西方向为正方向，如图所示。快递车某段时间在此公路上运动的位置坐标 x 随时间 t 的变
化规律为 x = 2t2 -4t + 9（x、t 均取国际单位）。则此快递车
初速度大小为 4m/s
加速度大小为 2m/s2
t=0 时位于交通岗亭
一直向东运动
图甲是某旅游景点观光缆车的实景图，图乙是其简化模型。假定货物放置在缆车的水平底板上，缆车沿倾斜直缆绳上行。下列说法正确的是
甲乙
A．若缆车沿缆绳匀速上行，则货物受到底板的摩擦力方向水平向左 B．若缆车沿缆绳匀加速上行，则货物对底板的压力小于货物的重力
C．若缆车沿缆绳匀加速上行，则车厢对货物的作用力不可能沿缆绳斜向上 D．若缆车沿缆绳匀减速上行，则车厢对货物的摩擦力方向沿缆绳斜向下
下图中的 h、t、v、v 和 v 分别表示物体竖直向下运动的距离、时间、瞬时速度、速度变化量和平均速
度，由此可推断物体做自由落体运动的是（重力加速度 g=10m/s2）
如图所示，一辆货车运送砂石料到工地，停车后自动卸货系统控制货车的厢体缓慢倾斜，当厢体的倾角增加到一定程度时，砂石料会自动从厢体尾部滑出完成卸货任务。下列说
法正确的是
A．砂石料开始滑动之前所受合力不断增加 B．砂石料匀速滑出过程中所受合力沿厢体向下
C．砂石料加速滑出过程中，货车受到地面向右的摩擦力
D．砂石料加速滑出过程中，货车对地面的压力大于货车与砂石料的总重力 10．图示为 A、B 两球在同一平直轨道上同向运动的频闪照片，图中球
上方数字是时刻（单位：s）。在该段时间内，根据图中信息无．法．推得的结论是
A．B 球初速度大于 A 球初速度
B．A、B 两球会出现瞬时速度相等的时刻
C．A、B 两球相遇两次
D．B 球最终停在 7.225cm 的位置
二、本题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对
的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有错选的得 0 分。
图甲、乙、丙体现了利用 v-t 图像推导匀变速直线运动位移公式的思路和方法。下列说法正确的是
可以把整个运动过程分割成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，各小段位移之和可近似代表总位移
这种用图像面积表示位移大小的方法只适用于匀变速直线运动
用图中矩形面积之和表示位移大小，图甲得到的结果比图乙的更接近真实值 D．若将图丙中纵坐标改为加速度，则图线下方阴影面积表示对应时间内的速度变化量
生活中常用绳索悬吊重物。图示悬绳的O点被水平绳BO牵引，重物静止时悬绳AO与竖直方向成夹角
θ，重物所受重力为G。下列说法正确的是
绳AO所受的拉力大小为Gcsθ B．绳BO所受的拉力大小为Gtanθ
C．若仅将夹角θ减小少许，则绳AO与绳BO所受的拉力均减小 D．若剪断绳BO，则剪断后瞬间重物的加速度方向水平向左
图甲为某同学设计的加速度测量仪原理简图。将一端连有摆球的细线悬挂于小车顶部的 O 点，小车沿水平方向做直线运动。小球与车保持相对静止时，通过如图乙所示的加速度仪表盘测出细线与竖直方向的夹角 θ，即可推算出小车此时的加速度。已知重力加速度大小为 g。不计空气阻力
及细线与刻度盘间的摩擦。下列说法正确的是
当 θ=30°时，小车的加速度大小为 3 g
3
若细线在 0 刻线两侧角度相同时，表示小车的加速度相同
若细线相对静止在 0 刻线右侧，则表示小车向右运动
若将角度对应的加速度进行标注，则加速度越大表盘刻度越密集
如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩 0.4m 后锁定，t=0 时解除锁定同时释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出其 v-t 图像如图乙所示，其中 ab 段为曲线， bc 段为直线，bc 段对应的运动时间为 0.4s。倾斜直线 d 是 t=0 时速度图线的切线。已知滑块质量 m=7.0kg，重力加速度 g=10m/s2。下列说法正确的是
甲乙
滑块与地面间的动摩擦因数为 0.2B．滑块速度最大时弹簧弹力大小为 35N C．弹簧的劲度系数为 262.5N/mD．滑块与弹簧分离后运动的距离为 0.4m
三、本题共 2 小题，共 18 分。把答案填在答题纸相应的横线上。
15．（8 分）
在“探究两个互成角度 力的合成规律”实验中，如图甲所示，桌上放一块木板，用图钉把一张白纸钉在木板上，再用图钉把橡皮条一端固定在木板上的 A 点，橡皮条的另一端通过一个轻质小圆环连接了两根细绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉动小圆环。
乙
实验中用两个弹簧测力计与只用一个弹簧测力计拉动小圆环时，两次效果相同的依据是 。
两个弹簧测力计示数之和等于一个弹簧测力计的示数 B．橡皮条伸长相同的长度
C．橡皮条上的轻质小圆环处于同一位置
如图乙所示，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环时，两弹簧的弹力分别为 F1、 F2，利用平行四边形定则得到其合力为 F；用一个弹簧测力计拉动小圆环时，弹簧的弹力为 F'，则
（选填“F”或“F'”）的方向一定与 AO 在一条直线上。
下列操作正确的是 。
在不超出量程的前提下弹簧测力计读数应适当大一些 B．橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上
标记同一细绳方向的两点要适当远些
用两个弹簧测力计拉动小圆环时两细绳的夹角应为 90°
实验中仅将两细绳套换成两根橡皮条，则（选填“能”或“不能”）完成本实验。
16．（10 分）
如图甲为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置示意图。实验中认为钩码所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。
下列操作正确的是。
在平衡摩擦力时，需要将木板的一侧垫高并将钩码用细线通过定滑轮系在小车上
实验时应先接通打点计时器电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车
调节滑轮时应使细线与木板平行
图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为 7 个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻计数
点之间的距离分别为
sAB＝3.22 cm、sBC＝3.65 cm、sCD＝4.08 cm、sDE＝4.49 cm、sEF＝4.91 cm、sFG＝
5.34 cm。已知打点计时器的工作频率为 50 Hz，则小车的加速度 a＝m/s2。（结果保留两位有效数字）
在探究小车加速度 a 与所受合力 F 的关系时，某同学根据实验数据作出的 a-F 图像如图丙所示。
丙
①该图线不过坐标原点的原因可能是。
长木板远离滑轮的一端垫得过高 B．长木板远离滑轮的一端垫得过低
②该图线后一部分弯曲的原因可能是。
钩码的质量太小 B．钩码的质量太大
在探究小车加速度 a 与所受合力 F 的关系时，某同学准确平衡了摩擦力，并在小车上放置了 5 个钩码。将 n（依次取 n=1,2,3,4,5）个钩码挂在细线下端，其余 5-n 个钩码仍留在小车内。正确操作后共获得 5 组数据，并作出了 a-F 图像。请你从理论上分析说明该图线的特点。
四、本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的 不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把解答过程填在答题纸相应的空白处。
17．（8 分）
某同学在水平地面上推沙发，沙发的质量 m=30kg，该同学给沙发施加了水平向右的推力 F=80N，但没有推动。重力加速度 g=10m/s2。
请在虚线框中画出沙发的受力示意图；
求沙发所受的摩擦力大小 f；
若该同学给沙发施加水平向右的推力 F1=140N，沙发运动起来。已知沙发和地面间的动摩擦因数
μ=0.4。求沙发在运动过程中所受的摩擦力大小 f1。
18．（10 分）
平静海面上飞机在航母甲板上加速起飞，此过程可视为匀加速直线运动，加速度大小为 a=8m/s2。已知飞机安全起飞相对海面的速度至少为 v=80m/s。
假定飞机起飞过程中航母始终保持静止状态。
若飞机的初速度为零，求航母甲板的最短长度 L1；
若通过弹射系统使飞机迅速具有 v0=40m/s 的初速度，求航母甲板的最短长度 L2。（不计弹射轨道长度）
在没有弹射系统加速情况下，为了能够安全起飞，可以使航母沿飞机起飞的方向航行。已知航母甲板的长度为 L=256m，航行速度大小为 v1=18m/s，且保持不变，飞机相对航母由静止开始加速，请通过计算推断飞机能否安全起飞。
19．（10 分）
如图所示，汽车坐垫表面通常有一定的倾角。某驾驶员将手机放在副驾驶坐垫上，手机质量为 m，与坐垫之间的动摩擦因数为 μ。坐垫表面可视为平面，且与水平面成夹角 θ。重力加速度为 g。
若汽车匀速行驶时手机与坐垫保持相对静止，求手机对坐垫的压力大小 N；
若驾驶员突然发现前方有障碍物立即刹车，汽车停止前的运动可视为匀减速直线运动。假定刹车过程中手机与坐垫保持相对静止且不受摩擦力，求刹车过程中加速度的大小 a1；
若汽车以加速度 a2 匀加速直线行驶时，手机与坐垫仍能保持相对静止，求手机所受的摩擦力大小 f。
20.（12 分）
奥地利空中跳伞运动员费利克斯·鲍姆伽特纳于 2012 年 10 月 14 日，从距地面高度约 3.9 万米的氦气球携带的太空舱上跳下，并成功着陆，打破了“最高海拔自由落体运动”世界记录。
已知在 3 万米以上的高空，由于空气稀薄且温度低，音速大约为 290m/s。在最初下落阶段，运动员鲍姆伽特纳的速度随时间的变化情况如下表。在距地面高度约 3.9 万米范围内可粗略认为重力加速度不变。
根据上述信息，回答以下问题：
若运动员在 0~22s 内的下落过程可视为匀加速直线运动，求运动员在该段时间内下降的距离 h。
已知运动员及装备的总质量为 M，重力加速度为 g。
请估算在 0~64s 内运动员及装备所受空气阻力的最大值与其重力的比值。
若运动员及装备下落过程中所受空气阻力 f 与其横截面积 S 成正比，与其下落速度 v 的平方成正比，即 f=kSv2（其中 k、S 已知）。求运动员匀速下降时速度 vm 的表达式。
此前，许多媒体报道了这次跳伞计划，某报道如下：
……他将乘坐经过改装的氦气气象气球，从美国新墨西哥州起飞，上升到 3.9 万米高空，从气球携带的太空舱中跳下，35 秒钟左右将处于超音速下落状态，接下来 10 分钟，他将一直呈自由落体下降，速度逐渐增加，预计最高时速可达 1100 公里……
上文中提到“35 秒钟左右将处于超音速下落状态，接下来 10 分钟，他将一直呈自由落体下降，速度逐渐增加”，请分析说明这段话是否科学。
t/s
0
22
24
26
28
30
32
34
36
v/(m·s-1)
0
202.0
219.5
236.1
251.4
265.8
278.6
289.5
299.7
t/s
38
40
42
44
46
48
60
62
64
v/(m·s-1)
309.1
317.5
321.7
325.0
325.8
325.8
325.8
281.8
280.1
参考答案
一、本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
二、本题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对
的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
三、本题共 2 小题，共 18 分。把答案填在答题纸相应的横线上。
15．（8 分）
（1）C （2 分） （2）F'（2 分） （3）AC（2 分） （4）能 （2 分）
16．（10 分）
（1）BC （2 分） （2）0.42 （2 分） （3）①A②B （2 分）
设悬挂的钩码总质量为 m，小车和车上钩码的总质量为 M，细线中的拉力为 T。对悬挂的钩码，有
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
C
A
B
A
C
B
C
D
题号
11
12
13
14
答案
AD
BC
AD
BD
mg  T  ma ；对小车和车上钩码，有T  Ma 。可得 a 
mg M  m
，由题意可知：悬挂钩码所受的重力等于
使小车做匀加速直线运动的合力，即 F=mg，则a 
坐标原点的一条倾斜直线。（4 分）
F
M  m
，由于（M+m）不变，可见 a-F 图像应当为过
四、本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的 不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把解答过程填在答题纸相应的空白处。
17．（8 分）
解：（1）沙发受到重力 G，地面对它的支持力 N 及静摩擦力 f，人施加的推力 F，如图所示。（2 分）
根据平衡条件有
f=F=80N（3 分）
沙发受到水平向左的滑动摩擦力，大小为
f1   N
N  mg
得
18．（10 分）
f1  120 N（3 分）
1
解：（1）a. 根据运动学公式 v2  0  2aL
得L1 =400m（3 分）
b. 根据运动学公式
v2  v2  2aL
02
得L2 =300m（3 分）
（2）设飞机在甲板上运动的时间为 t，根据运动学公式有
飞机的位移为
x  v t  1 at2
112
飞机的速度为航母的位移为
v2  v1  at
x2  v1t
且x1  x2  L
得v2 =82m/s
由于 v2  v ，因此飞机能够安全起飞。（4 分）
19．（10 分）
f0
θ
N´
解：（1）手机受力如图 1 所示，根据平衡条件有
N   mg cs
根据牛顿第三定律有
N  N   mg cs（3 分）
手机受力如图 2 所示，根据牛顿运动定律有mg
水平方向竖直方向得
N1 sin  ma1 N1 cs  mg
N1
θ
f
mg N
图 2
θ
图 1
a1  g tan（3 分）
手机受力如图 3 所示，根据牛顿运动定律有
水平方向竖直方向得
20.（12 分）
f cs  N sin  ma2
f sin  N cs  mg
f =mg sin  ma2 cs（4 分）
mg
图 3
解：（1）根据运动学公式有
h= 1
2
(v0+ v)t
得h=2222m（3 分）
（2）a．由表中数据可判断空气阻力最大值 fm 出现在 60~62s 内，设此段时间内加速度为 a，有
得a =-22m/s2
a  v  v0
t
根据牛顿第二定律有 Mg-fm=Ma
m
重力加速度近似取 10m/s2，得 b．匀速下降时受力平衡，有
fm  3.2
Mg
（4 分）
得vm 
Mg  kSv2
（3 分）
Mg
kS
（3）这段话不科学。根据表格中的数据可以看出跳下后 44~60s 期间其速度已趋于稳定，不可能是 “自由落体”，且 60s 后开始出现减速，所以接下来的 10 分钟速度不可能一直增加。
（2 分）
全卷评分说明：用其他方法解答正确，给相应分数。