北京师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期期中考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份北京师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期期中考试物理试卷（Word版附解析），文件包含北京市北京师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期期中考试物理试题Word版含解析docx、北京市北京师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期期中考试物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。

一、单项选择题。本大题共16小题，共32分。
1. 下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A. 速率B. 加速度C. 时间D. 质量
【答案】B
【解析】
【详解】速率、时间、质量均为标量；加速度属于矢量。
故选B。
2. 如图所示，一个重5N的瓶子被手握住竖直立于空中，则瓶子受到的静摩擦力大小（ ）
A. 等于5NB. 大于5NC. 小于5ND. 一定为零
【答案】A
【解析】
【详解】根据受力平衡可知，瓶子受到的静摩擦力大小为
故选A。
3. 有两个大小分别为3N和5N的作用力，它们合力的大小可能是（ ）
A. 0B. 10NC. 12ND. 4N
【答案】D
【解析】
【详解】合力的范围为
所以3N和5N的力合力范围
所以它们合力的大小可能是4N。
故选D。
4. 小球从5m高处自由落下，被地面竖直弹回，在1m高处被接住。在整个过程中小球的路程和位移的大小分别是（ ）
A. 6m，5mB. 5m，4mC. 5m，1mD. 6m，4m
【答案】D
【解析】
【详解】在整个过程中小球的路程为
在整个过程中小球的位移大小为
故选D。
5. 下图给出了两个物体做直线运动的速度—时间图像，其中图像乙为通过坐标原点的直线。由图可知（ ）
A. 甲做匀加速直线运动B. 甲、乙运动方向相反
C. 乙做匀速直线运动D. 乙做匀加速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】由图像可知，甲向正方向做匀减速直线运动，乙向正方向做匀加速直线运动，甲、乙运动方向相同。
故选D。
6. 甲、乙、丙三辆小车同时、同地出发，它们的位移-时间图像如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 乙车做直线运动，甲、丙两车做曲线运动
B. 从出发到再次相遇，三车通过的路程相等
C. 从出发到再次相遇，三车通过的位移相等
D. 三车在10s 时间内平均速度大小相等，方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A．位移-时间图像只能描绘直线运动的图线，故A错误；
B．由图可知，从出发到再次相遇，甲的路程最大，乙、丙相同，故B错误；
C．三车出发点相同，末位置相同，所以位移相同，故C正确；
D．三车的图线都是向正方向延伸，所以运动方向都是正方向，故D错误。
故选C。
7. 关于运动物体的速度和加速度的关系，以下说法正确的是（ ）
A. 物体的加速度为零，速度一定为零
B. 速度越大的物体加速度也越大
C. 速度变化大的物体加速度大
D. 加速度方向与速度方向同向，物体速度将越来越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体的加速度为零，速度不一定为零，例如匀速直线运动，故A错误；
B．速度很大，加速度可以很小，故B错误；
C．速度变化大的，需要时间也长，加速度不一定大，故C错误；
D．加速度方向与速度方向同向，物体速度将越来越大，故D正确。
故选D。
8. 关于摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 静止的物体受到的摩擦力可以是滑动摩擦力
B. 运动的物体受到的摩擦力一定是滑动摩擦力
C. 摩擦力一定阻碍物体的运动
D. 滑动摩擦力的方向可以与物体的相对运动方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．静止的物体受到的摩擦力可以是滑动摩擦力，比如物体在粗糙水平地面滑行时，地面受到滑动摩擦力作用，故A正确；
B．运动的物体受到的摩擦力可以是静摩擦力，比如物体随倾斜传送带向上匀速运动时，物体受到传送带的静摩擦力作用，故B错误；
CD．摩擦力总是阻碍物体的相对运动，不一定阻碍物体的运动，滑动摩擦力的方向总是与相对运动方向相反，故CD错误。
故选A。
9. 如图所示，沿光滑水平面运动的小滑块，当冲上光滑的斜面后，受到的力有（ ）
A. 重力、弹力、上冲力B. 重力、弹力
C. 重力、弹力、下滑力D. 重力、弹力、上冲力、下滑力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】小球受重力、斜面的支持力，没有上冲力，因为该力没有施力物体，也没有下滑力，下滑力是重力的一个分力，故B正确ACD错误。
故选B。
10. 如图所示，甲、乙两位同学利用直尺测量反应时间。甲用一只手在直尺末端做捏尺的准备，在他看到乙同学放开直尺时，他立刻捏住直尺，测出直尺在这段时间内下落的高度，计算出直尺下落的时间，就是甲同学的反应时间。若在某次测试中，直尺下落的高度为20cm，则这次实验测量出甲的反应时间是（g取10m/s2）（ ）
A. 0.02sB. 0.1sC. 0.14sD. 0.2s
【答案】D
【解析】
【详解】由自由落体运动公式
得实验测量出甲的反应时间为
故D正确。
故选D。
11. 在体育课上，一名同学用手接住水平抛过来的速度大小为4m/s的篮球，并以3m/s的速度将它反向水平抛出，这个过程历时0.5s，则这个过程中（ ）
A. 篮球的速度变化量是1m/s
B. 篮球的加速度大小为2m/s2
C. 加速度a的方向和速度变化量的方向相同
D. 加速度a的方向和速度的方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．以水平抛出的速度方向为正方向，这个过程中篮球的速度变化量为
根据
可知加速度a的方向和速度变化量的方向相同，加速度大小为
故AB错误，C正确；
D．加速度a的方向与速度的方向没有直接关系，故D错误。
故选C。
12. 图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片．该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%．已知子弹飞行速度约为500m/s，因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近
A 10-3sB. 10-6s
C. 10-9sD. 10-12s
【答案】B
【解析】
【详解】子弹的长度约5cm；则子弹飞行的距离；则照片的曝光时间；
【点睛】本题的基本技巧是要抓住“数量级”构建，题目所求曝光时间等于子弹影像前后错开的距离除以子弹速度，所以，必须知道子弹影像前后错开距离和子弹速度的数量级．
13. 运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行正前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。以下说法正确的是（ ）
A. 冰壶受到的摩擦力方向可能与运动方向相同
B. 运动员摩擦冰面可以增大冰壶受到的摩擦力
C. 冰壶受到冰面的摩擦力大小等于冰面受到冰壶的摩擦力大小
D. 在运动员不摩擦冰面的情况下，冰壶将一直做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．冰壶相对冰面向前运动，受到的摩擦力向后，与冰壶运动方向相反，故A错误；
B．运动员摩擦冰面是为了减小冰壶受到的摩擦力，故B错误；
C．冰壶受到冰面的摩擦力与冰面受到冰壶的摩擦力是作用力与反作用力，大小相等，故C正确；
D．在运动员不摩擦冰面情况下，冰壶与冰面间有摩擦力，冰壶做减速直线运动，故D错误。
故选C。
14. 如图 所示，壁虎沿竖直墙面斜向上匀速爬行，速度为 v，壁虎所受的重力为 G，与墙面之间的摩擦力 为关于壁虎在竖直墙面内的受力分析，下列示意图中正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】壁虎匀速直线运动，处于平衡状态；对壁虎进行受力分析：竖直向下的重力和墙面的摩擦力，则f与mg大小相等，方向相反．故选A．
15. 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中必须让木板保持匀速运动
B. 图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】C
【解析】
【详解】AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；
C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C正确；
D．根据
，
可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。
故选C。
16. 如图所示，以匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有将熄灭，此时汽车距离停车线。该车加速时的最大加速度大小为，减速时的最大加速度大小为。此路段允许行驶的最大速度为，下列说法中正确的有（ ）
A. 如果立即做匀加速运动，绿灯熄灭前汽车不可能通过停车线
B. 如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速
C. 如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线
D. 如果距停车线处减速，汽车能停在停车线处
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．立即做匀加速运动，2s后的速度为
则汽车匀加速2s后未超速，汽车在2s内的位移为
则汽车立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前能通过停车线汽车未超速，故AB错误；
C、如果立即做匀减速运动，汽车的刹车时间为
2s内的位移即为1.6s内的位移
则在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线，故C正确；
D．如果距停车线5m处再减速，汽车的刹车距离为
此时汽车已经超过停车线，故D错误。
故选C。
二、多项选择题。本大题共4道小题，共12分。
17. 一列火车和一辆汽车分别做匀变速直线运动，它们在各个时刻速度大小如下表所示。从表中数据可以看出
A. 0~4s内火车的平均速度较大
B. 0~4s内汽车的平均速度较大
C. 火车的速度变化比较快
D. 汽车的速度变化比较快
【答案】AD
【解析】
【详解】A B．0~4s内火车的平均速度：

0~4s内汽车的平均速度
则火车的平均速度较大，选项A正确，B错误；
CD．火车的加速度

汽车的加速度
因汽车就加速度较大，则汽车的速度变化比较快，选项C错误，D正确；
故选AD.
18. 高中物理教材中渗透了许多科学的思维方法，下列说法中正确的是（ ）
A. 根据速度定义式，当极小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义运用了类比的思想方法
B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了等效替代法
C. 在探究滑动摩擦力与正压力、接触面粗糙程度之间的关系的实验中，运用了控制变量法
D. 伽利略认为重的物体和轻的物体下落一样快，充分运用了逻辑推理的方法
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据速度定义式，当极小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义运用了极限的思想方法，故A错误；
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法，故B错误；
C．在探究滑动摩擦力与正压力、接触面粗糙程度之间的关系的实验中，运用了控制变量法，故C正确；
D．伽利略认为重的物体和轻的物体下落一样快，充分运用了逻辑推理的方法，故D正确。
故选CD。
19. 如图所示，一个大人单独提起重100N的一桶水而静止不动，如果这桶水让两个小孩共同提起也静止不动。下列说法正确的是（ ）

A. 这两个小孩对水桶作用力的合力不等于100N
B. 这两个小孩对水桶作用力的合力等于100N
C. 两个小孩对水桶的作用力与一个大人对水桶的作用力效果相同，判断的依据是两种情况下人的拉力使水桶和手接触的部位产生了同样的形变
D. 两个小孩对水桶的作用力与一个大人对水桶的作用力效果相同，判断的依据是两种情况下人的拉力和水桶的重力共同作用下使水桶处于平衡状态
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据受力平衡可知，这两个小孩对水桶作用力合力等于100N，故A错误，B正确；
CD．两个小孩对水桶的作用力与一个大人对水桶的作用力效果相同，判断的依据是两种情况下人的拉力和水桶的重力共同作用下使水桶处于平衡状态，故C错误，D正确。
故选BD。
20. 如图所示，倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列判断正确的是（ ）
A. 木块受到的摩擦力大小是mg csα
B. 木块对斜面体的压力大小是mg csα
C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sinα
D. 桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．木块静止在斜面体上，以木块为对象，根据受力平衡可得木块受到的摩擦力大小为
木块受到的支持力大小为
则木块对斜面体的压力大小为，故A错误，B正确；
CD．以斜面体和木块为整体，根据受力平衡可知，桌面对斜面体的摩擦力为0，桌面对斜面体的支持力大小为
故C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题。本大题共2道小题，共18分。
21. 某一组同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。

（1）以下是这组同学根据自己的设想拟定的实验步骤，请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上___________ 。
A．以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图像；
B．记下弹簧下端不挂钩码时，其下端处指针在刻度尺上指示的刻度l0；
C．将铁架台固定于桌子上，将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺，调节弹簧上端与刻度尺零刻度线对齐；
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度，记录在表格内，然后取下钩码；
E．由图像求出弹簧的劲度系数。
（2）下图为根据实验测得数据标出的对应点，作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图像。

根据图像可知此弹簧下端不挂钩码时，其下端处指针指示的刻度l0=_______m，劲度系数k=_____N/m。（取，计算结果均保留三位有效数字）
（3）右图是另一组同学通过实验描绘的弹簧的弹力F与伸长量Δl的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，主要原因是___________。此时和正常状态相比，弹簧的抗拉性能表现得更___________（选填“软”或“硬”） 。

【答案】 ①. CBDAE ②. 0.100 ③. 16.7##16.5##16.6##16.8##16.9 ④. 弹簧受到的拉力超过弹性限度 ⑤. 软
【解析】
【详解】（1）[1]本实验的操作步骤是：将铁架台固定于桌上，将弹簧一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺，记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度，依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码，以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来，由图像，进一步找出弹簧弹力与弹簧形变量之间的关系。故步骤顺序为CBDAE。
（2）[2][3]根据受力平衡可得
可得
根据图像横轴截距可知
图像的斜率为
则劲度系数为
（3）[4][5]图线的AB段明显偏离直线OA，主要原因是弹簧受到的拉力超过弹性限度；此时和正常状态相比，由图像可知，弯曲部分发生明显的形变量，弹簧弹力变化很小，则弹簧的抗拉性能表现得更软。
22. 某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为50.0 Hz的交流电源上。
使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1， 2，…， 8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离x1， x2，…， x7，并求出打点2， 3，…， 7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立坐标系，根据重锤下落的速度作出图线并求重力加速度。
（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度v3 =___________m/s（结果保留3位有效数字）。
（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度v3对应的坐标点，并作出图线。（ ）
（3）根据图3，实验测得的重力加速度g =___________m/s2（结果保留3位有效数字）。
（4）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。（ ）
【答案】 ①. 1.15 ②. 见解析 ③. 9.74~9.80 ④. 如果小球的初速度为0，其速度，那么它通过的位移。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。
【解析】
【详解】（1）[1]相邻计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，打点3时，重锤下落的速度为
（2）[2]根据在图中标出对应的坐标点，作出图线如图所示
（3）[3]根据作出的图像，可得重力加速度为
（4）[4]如果小球的初速度为0，其速度，那么它通过的位移。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。
四、计算题。本大题共4道小题，共38分。
23. 一物体沿斜面匀加速下滑，初速度的大小是2m/s，加速度的大小是4m/s2.求：
（1）物体运动2s后的速度大小v；
（2）物体在前3s内的位移大小x。
【答案】（1）10m/s；（2）24m
【解析】
【详解】（1）物体初速度为，加速度为，根据速度公式
可得物体运动2s后的速度大小为
（2）根据位移公式
可得物体在前3s内的位移大小为
24. 如图甲所示，物体所受重力为30 N，用细绳OC悬于O点，绳OC所能承受的最大拉力为50 N。现用细绳AB绑住绳OC的A点，再用缓慢增大的水平力牵引A点，当OA段刚被拉断时，绳AB的拉力为多少？要求在图乙中单独画出A点受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】以A点为对象，其受力如图所示
根据题意可知
，
根据受力平衡可知，绳AB的拉力为
25. 某轻质弹簧，上端挂在铁架台上，长度是40mm，在下面挂一个重5N的物体，弹簧的长度变为48mm（不超过弹性限度）。求：
（1）弹簧的劲度系数。
（2）如果弹簧弹力大小等于2N，弹簧的形变量是多少？
（3）将两个完全一样的轻质弹簧串联在一起，做成一个新弹簧。请分析说明，新弹簧的劲度系数跟原来的每一个弹簧的劲度系数相比是变大了还是变小了？
【答案】（1）625N/m；（2）3.2mm；（3）变小，当弹簧两端施加同样大小的弹力时，由于弹簧弹力处处相等，显然对于这两种情况下的每个弹簧的形变量相同，由于串联后的总形变量变大，故新弹簧的劲度系数变小。
【解析】
【详解】（1）由胡克定律
可得
（2）由胡克定律
可得弹簧的形变量是
（3）将两个完全一样的轻质弹簧串联在一起时，用力F拉伸弹簧，由于弹簧弹力处处相等，所以每个弹簧的形变量相同，设每个弹簧形变量为x，则每个弹簧有
则串联后的新弹簧形变量为2x，有
联立可得
所以新弹簧的劲度系数变小。
26. 要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道。求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。有关数据见表格。
（1）某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度v1，然后再减速到v2，；； 。
请你写出这种解法能够成立的条件是什么？要求有必要的推导计算过程。
（2）若数据表格中的物理量取以下数值：a1=4m/s2，a2=8m/s2，v1=40m/s，v2=20m/s，s=218m，试求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。
【答案】（1）见解析；（2）
【解析】
【详解】（1）若按照这位同学的解法可得，加速的时间为
加速的位移为
减速的时间为
减速的位移为
则运动的总位移为
可知这种解法能够成立的条件是
（2）若数据表格中的物理量取以下数值：，，，，，则有
可知不满足（1）问中解法，摩托车不能加速到；设满足条件的最大速度为，则有
解得
则加速的时间为
减速的时间为
摩托车在直道上行驶所用的最短时间为
考
生
须
知
1.本试卷有四道大题，共9页。考试时长90分钟，满分100分。
2.考生务必将答案填写在机读卡和答题纸上，在试卷上作答无效。
3.考试结束后，考生应将机读卡和答题纸交回。
t （s）
0
1
2
3
4
火车的速度（m/s）
18.0
17.9
17.8
17.7
17.6
汽车的速度（m/s）
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
启动加速度大小
a1
制动加速度大小
a2
直道最大速度值
v1
弯道最大速度值
v2
直道长度
s