2024-2025学年北京市朝阳区高一上学期期末质量检测物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年北京市朝阳区高一上学期期末质量检测物理试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了 下列物理量中属于矢量的是等内容，欢迎下载使用。
（考试时间90分钟 满分100分）
一、单项选择题（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意的）
1. 下列物理量中属于矢量的是（ ）
A. 位移B. 时间C. 路程D. 质量
【答案】A
【解析】矢量是有大小和方向，满足矢量运算定则的物理量，位移是矢量，时间、路程和质量均是标量。
故选A。
2. 篮球以10m/s的速度水平撞击篮板后，以8m/s的速度反向弹回。若篮球与篮板接触的时间为0.1s，在该撞击过程中（ ）
A. 篮球速度变化量的大小为
B. 篮球速度变化量的方向与初速度方向相同
C. 篮球加速度的大小为
D. 篮球加速度的方向与初速度方向相反
【答案】D
【解析】AB．设初速度方向为正方向，则篮球速度变化量为
负号表示方向与初速度方向相反，故AB错误；
CD．篮球加速度的大小为
负号表示方向与初速度方向相反，故C错误，D正确。
故选D。
3. 物体受到、两个共点力的作用，已知，。若仅改变、的夹角，则它们合力的大小不可能是（ ）
A. 2NB. 10NC. 14ND. 16N
【答案】D
【解析】根据平行四边形定则可知、两个共点力的合力范围为
故选D
4. 甲、乙两辆摩托车在一条东西方向的平直公路上行驶，以向东为正方向，两辆摩托车的图像如图所示。在0~6s内，由图可知（ ）
A. 两辆摩托车运动方向相反
B. 5s时甲车的速度小于乙车的速度
C. 甲车的加速度小于乙车的加速度
D. 甲车的位移大于乙车的位移
【答案】C
【解析】A．在0~6s内，由图像可知，两辆摩托车运动方向均为正方向，即运动方向相同，故A错误；
B．由图像可知，5s时甲车的速度大于乙车的速度，故B错误；
C．根据图像的斜率绝对值表示加速度大小，由题图可知，甲车的加速度小于乙车的加速度，故C正确；
D．根据图像与横轴围成的面积表示位移，由题图可知，在0~6s内，甲车的位移小于乙车的位移，故D错误。
故选C。
5. 鱼在水中沿图示虚线斜向上匀加速游动的过程中，水对鱼的作用力F方向合理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】鱼在水中沿图示虚线斜向上匀加速游动的过程中，可知鱼受到的合力沿虚线斜向上，根据平行四边形定则可知，水对鱼的作用力F方向斜向上偏左，如图所示
故选B。
6. 如图所示，两同学用同样大小的力F共同提起一桶水，使水桶静止。若两人手臂间的夹角增大，仍然可以使这个水桶保持静止。则（ ）
A. 每人对水桶的拉力变小
B. 每人对水桶拉力变大
C. 两人对水桶拉力的合力变小
D. 两人对水桶拉力的合力变大
【答案】B
【解析】若两人手臂间的夹角增大，仍然可以使这个水桶保持静止。根据受力平衡可知两人对水桶拉力的合力等于水桶和水的总重力，保持不变；根据平衡条件可得
由于增大，可知每人对水桶的拉力变大。
故选B。
7. 如图所示，飞船与空间站对接后，在推力作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，已知飞船和空间站之间的相互作用力大小为F，则推力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设推力大小为，以飞船与空间站为整体，根据牛顿第二定律可得
以空间站为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
故选C。
8. 在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带，传送带匀速运动。旅客把行李无初速度地放置在传送带上，最终行李随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是（ ）
A. 刚开始行李相对传送带向前运动
B. 行李匀速运动过程中，受到静摩擦力
C. 传送带速度越大，行李加速运动的时间越短
D. 传送带速度越大，行李与传送带的相对位移越大
【答案】D
【解析】A．刚开始行李的速度小于传送带的速度，则行李相对传送带向后运动，故A错误；
B．行李匀速运动过程中，不受静摩擦力，故B错误；
CD．设行李与传送带间的动摩擦因数为，可得行李加速运动时的加速度为
根据
可知传送带速度越大，行李加速运动的时间越长；行李与传送带的相对位移为
可知传送带速度越大，行李与传送带的相对位移越大，故C错误，D正确。
故选D。
9. 蹦床是兼具艺术性与竞技性的一种体操运动。某躝床运动员仅在竖直方向运动，运动过程中运动员对蹦床的作用力的大小F与时间t的关系如图所示。假设运动员不与蹦床接触时蹦床面水平。忽略空气阻力，g取。下列说法正确的是（ ）
A. 6.5s~7.3s内运动员的速度一直减小
B. 运动过程中运动员最大速度为10m/s
C. 运动过程中运动员最大加速度为
D. 运动员离开蹦床上升的最大高度为20m
【答案】C
【解析】A．由图像可知，t=6.5s时刻运动员接触蹦床，在开始的阶段蹦床对运动员的弹力小于重力，则运动员加速向下运动，当弹力等于重力时速度最大，然后当弹力大于重力时向下做减速运动直到最低点，然后反向向上运动，同样是先向上加速后向上减速，在t=7.3s时刻离开蹦床，故A错误；
B．由图可知，运动员在空中的时间为2s，则离开蹦床上升和下降的时间均为1s，则刚落到蹦床上时的速度为
由上述分析可知，运动过程中运动员最大速度应大于10m/s，故B错误；
C．运动过程中运动员在最低点时加速度最大，由图可知最大弹力，运动员的重力，则最大加速度为
故C正确；
D．运动员离开蹦床上升的最大高度为
故D错误。
故选C。
10. 如图所示，质量为M、倾角为的滑块A置于水平地面上。现将质量为m的滑块B从A的顶端静止释放，B沿A的斜面下滑。若忽略一切摩擦，B下滑过程中，A相对地面的加速度大小为a。下面给出a的表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解，但可以通过一定的物理分析对表达式的合理性做出判断，则a的合理表达式应为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】若，则B对斜面体的压力竖直向下，则斜面体A不可能在水平方向加速，即，则A选项中表达式错误；
若，则B对斜面体水平方向也无压力，斜面体A的加速度也为零，可知B选项中表达式错误；
当时，由D选项中表达式可知A的加速度，则D选项中表达式错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分）
11. 为研究超重与失重现象，某同学站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运行的某阶段，他发现体重计的示数大于自己的实际体重，则电梯的运动过程可能是（ ）
A. 电梯加速上升B. 电梯加速下降
C. 电梯减速上升D. 电梯减速下降
【答案】AD
【解析】在电梯运行的某阶段，他发现体重计的示数大于自己的实际体重，可知该同学处于超重状态，加速度方向向上，则电梯可能加速上升，或者减速下降。
故选AD。
12. 某同学为了估算井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过3.0s后听到石块击水的声音，g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 井口到水面的距离约为30.0m
B. 井口到水面的距离约为45.0m
C. 若考虑声音在空气中传播需要一定的时间，则估算结果偏大
D. 若考虑声音在空气中传播需要一定的时间，则估算结果偏小
【答案】BC
【解析】AB．井口到水面的距离约为
故A错误，B正确；
CD．若考虑声音在空气中传播需要一定的时间，可知石块落到井底的时间小于3.0s，则估算结果偏大，故C正确，D错误。
故选BC。
13. 如图所示，一灯笼悬挂于两墙壁之间，绳OA水平。若适当将绳OA延长，仅使悬挂点A向上移动，以保持O点的位置不变，则A点向上移动的过程中，绳OA的拉力大小和绳OB的拉力大小的变化可能是（ ）
A. 先减小后增大B. 逐渐增大
C. 逐渐减小D. 逐渐增大
【答案】AC
【解析】如图所示，
对O点受力分析可知，绳OA的拉力F1和绳OB的拉力F2的合力与重力G等大反向，则A点向上移动的过程中，绳OA的拉力大小F1先减小后增加，绳OB的拉力大小F2逐渐减小。
故选AC。
14. 某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。悬挂重0.8N的钢球，静止时指针指直尺上刻度为C的位置；把悬挂重1.0N钢球静止时指针所指刻度标记为0，以后该钢球就固定在弹簧上。将不同刻度对应的加速度值标在直尺上，就可以用该装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，弹簧始终在弹性限度内，g取。下列说法正确的是（ ）
A. C刻度对应的加速度为
B. 各刻度对应加速度的值是不均匀的
C. 若该直尺共有7条长刻度线，则该装置能测量的最大加速度为
D. 若换用重为1.2N的钢球固定在弹簧上，则加速度的值需要重新标度
【答案】AD
【解析】A．0刻度与C刻度两位置弹簧的形变量之差为
指针在0刻度时加速度为零，则指针在C刻度时加速度方向向下，大小为

即C刻度对应的加速度为−，故A正确；
B．设0刻度值与各刻度值的差值为，根据表达式
可知，各刻度对应加速度的值是均匀的，故B错误；
C．若该直尺共有7条长刻度线，则最高点和最低点的长刻度线对应的加速度最大，根据比例关系，该装置能测量的最大加速度为，故C错误；
D．若换用重为1.2 N的钢球固定在弹簧上，则加速度为零的刻度线要下移，即加速度的值需要重新标度，故D正确。
故选AD。
三、实验题（本题共2小题，共18分）
15. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图1所示。
（1）本实验采用的主要实验方法是______。
A. 控制变量法B. 等效替代法C. 理想模型法
（2）实验操作过程中，下列说法正确的是______
A. 实验时，橡皮筋、细绳和弹簧测力计应平行于木板
B. 拉着细绳套的两只弹簧测力计的夹角越大越好
C. 实验中应保证两只弹簧测力计的拉力大小相等
D. 在同一组实验中，分别用两个力和一个力拉橡皮筋时结点位置应相同
（3）某次实验结果如图2所示。在四个力中，不是由弹簧测力计直接测量得到的是______。
A. B. C. FD.
（4）若仅有一只弹簧测力计，为了完成该实验至少需要______（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮筋的结点拉到O点。
【答案】（1）B （2）AD （3）C （4）3
【解析】
【小问1解析】
本实验中两个力拉橡皮筋与一个力拉橡皮筋的效果相同，采用的主要实验方法是等效替代法。
故选B。
【小问2解析】
A．实验时，橡皮筋、细绳和弹簧测力计应平行于木板，故A正确；
B．拉着细绳套的两只弹簧测力计的夹角大小要适当，并非越大越好，故B错误；
C．实验中两只弹簧测力计的拉力大小要适当大一些，但不需要相等，故C错误；
D．在同一组实验中，为保证等效性，则分别用两个力和一个力拉橡皮筋时结点位置应相同，故D正确。
故选AD。
【小问3解析】
图中的F1、F2和都是由弹簧测力计直接测量得到的；而F是根据平行四边形法则得到的F1和F2的合力。
故选C。
【小问4解析】
若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧秤拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点达到某一点O，记下位置O和弹簧秤示数F1和两个拉力的方向；交换弹簧秤和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至O点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧秤的示数F2；最后再用这一个弹簧秤将结点拉至O点，并记下此时弹簧秤的示数F的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到O。
16. 某小组用如图1所示的装置研究：小车质量一定的情况下，加速度与力的关系。实验中可认为槽码所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。测出小车和槽码的质量分别为M、m。重力加速度为g。
（1）关于该实验，下列说法正确的是______
A. 小车的质量应该远大于槽码的质量
B. 补偿阻力时，将槽码通过定滑轮系在小车上且小车后面的纸带应连好
C. 实验时，应先放开小车，再接通打点计时器的电源
D. 实验中应改变槽码的质量，打出多条纸带
（2）该小组得到如图2所示的一条纸带。已知打点计时器的工作频率为50Hz。A、B、C、D、E、F是在纸带上选取的6个计数点，各计数点间还有4个点未画出。由此可得，小车的加速度大小为______。（结果保留2位有效数字）
（3）改变槽码的质量重复实验，得到多组槽码质量m及小车加速度a的数据，作出关系图像如图3所示，图像出现弯曲的原因是______
A. 槽码质量过小B. 槽码的质量过大
C. 补偿阻力时长木板的倾角偏小D. 补偿阻力时长木板的倾角偏大
（4）小明认为，根据第（3）问中测得的小车加速度a与对应槽码质量m作出的图像应该是一条直线。你是否同意小明的观点，请分析说明理由______。
【答案】（1）AD （2）0.50 （3）B （4）同意，理由见解析
【解析】
【小问1解析】
A．为了使小车受到的细线拉力近似等于槽码的重力，实验中小车的质量应该远大于槽码的质量，故A正确；
B．平衡摩擦力时应取下槽码，让小车拖着纸带，轻推小车后观察纸带上的点迹间距是否均匀，故B错误；
C．为了充分利用纸带，实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开小车，故C错误；
D．本实验是研究小车质量一定，小车所受到的拉力与小车加速度的关系，所以需要改变槽码的数量，打出多条纸带，通过研究纸带数据从而得出结论，故D正确。
故选AD。
【小问2解析】
已知打点计时器的工作频率为50 Hz，各计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度大小为
【小问3解析】
根据题意，由牛顿第二定律有
整理可得
可知，当m ≪ M时
保持不变，a − m图像为过原点的直线，当m逐渐增大，不满足m ≪ M时，减小，a − m图像向下弯曲，则图像出现弯曲的原因是槽码的质量过大。
故选B。
【小问4解析】
同意，理由：根据牛顿第二定律可得
可得
作出的图像为一次函数关系，图线是一条直线。
四、解答题（本题共4小题，共36分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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）
17. 如图所示，质量为m的手机放在支架的斜面上，斜面与水平面的夹角为，手机处于静止状态。已知手机与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）画出手机的受力示意图；
（2）求手机受到的摩擦力大小；
（3）调节斜面倾角到时，手机恰好能沿斜面匀速下滑，推导与的关系。
【答案】（1）见解析 （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
手机的受力示意图如下图所示
【小问2解析】
手机静止，由平衡条件可得手机受到的摩擦力大小为
【小问3解析】
手机恰好能沿斜面匀速下滑，由平衡条件得
又
联立解得
18. 如图所示，一质量的物体在与水平方向成的拉力F作用下，从静止开始运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数，，，，g取。求：
（1）物体对地面的压力大小；
（2）物体的加速度大小a；
（3）物体在前2.0s内运动位移的大小x。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
小问1解析】
以物体为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得
根据牛顿第三定律可得，物体对地面的压力大小为
【小问2解析】
以物体为对象，水平方向根据牛顿第二定律可得
又
联立解得物体的加速度大小为
【小问3解析】
物体在前2.0s内的位移大小为
19. 雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。（球体的体积，r为球体半径）
（1）定性画出雨滴无初速度下落过程的图像；
（2）设雨滴的密度为，推导雨滴下落趋近的最大速度与半径r的关系式；
（3）半径分别为、的两颗雨滴（）从同一高度由静止竖直下落，请通过分析推理比较两颗雨滴落地时间和的大小关系。
【答案】（1）见解析 （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
对雨滴根据牛顿第二定律得
其中
解得
则随下落速度增加，雨滴做加速度减小的加速运动，最终匀速下落，则雨滴下落过程的图像如图所示
【小问2解析】
根据牛顿第二定律得
解得
当加速度为零时，雨滴趋近于最大速度，雨滴质量为
由可得，雨滴最大速度为
【小问3解析】
由（2）问可知
由于，则有
作出两颗雨滴下落的图像如图所示
根据下落高度相同，可知图像与坐标轴围成的面积相等，可以判断出
20. 汽车安全行驶过程中蕴藏着丰富的力学原理。
（1）在公路上行驶汽车之间应保持一定的安全距离。当前车紧急刹车停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不与前车相撞。如果一辆汽车在高速公路上行驶的速度为，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数，假设人的反应时间为0.5s，g取。通过计算说明该路况下的安全距离。
（2）安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其简化原理如图1所示。在平直路面上刹车的过程中，敏感球沿倾角为的底座斜面上滑到与汽车具有相同加速度的位置，同时顶起敏感臂，使其处于水平状态并卡住卷轴外的齿轮，锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为F，敏感球质量为m，重力加速度为g，忽略敏感球所受摩擦力，求汽车此时的加速度a。
（3）某试验汽车的刹车装置包括电力制动和机械制动两部分。图2是该汽车刹车过程中加速度a的大小随速度v的变化曲线。已知电力制动产生的阻力大小与车速成正比，刹车过程中汽车还受到随车速减小而减小的空气阻力。分析说明汽车从50m/s减速到3m/s过程中，在哪个速度附近所需机械制动最强？
【答案】（1）
（2），方向与前进方向相反 （3）3m/s
【解析】
【小问1解析】
在反应时间内汽车前进的距离
刹车后汽车做匀减速直线运动
刹车后汽车前进的距离
解得安全距离
【小问2解析】
对敏感球受力分析如图所示，根据牛顿第二定律

解得
方向与前进方向相反。
【小问3解析】
制动过程中，汽车受到的阻力是由电力制动、机械制动和空气阻力共同引起的。电力制动产生的阻力大小与车速成正比；空气阻力随速度的减小而减小；由图线，根据牛顿第二定律，汽车在10m/s至3m/s区间所需合力最大。综合以上分析，汽车在3m/s的速度附近所受空气阻力及电力制动产生的阻力最小，故所需机械制动最强。‍