北京市西城区2024-2025学年高一（上）期末物理试卷-普通用卷

这是一份北京市西城区2024-2025学年高一（上）期末物理试卷-普通用卷，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列物理量中，属于标量的是( )
A. 速度B. 时间C. 位移D. 加速度
2.如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度为v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，且v1>v2，则这一过程中汽车( )
A. 位移x的方向与v1的方向相反
B. 速度变化量Δv的方向与v2相同
C. 加速度a的方向与v1的方向相反
D. 加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相反
3.用图示装置探究弹簧弹力与形变量的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置x0。在弹簧下端悬挂质量为m的钩码，待钩码静止时记录弹簧下端在刻度尺的位置x1，重力加速度为g，则弹簧的劲度系数为( )
A. mx1
B. mx1-x0
C. mgx1
D. mgx1-x0
4.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，g取10m/s2，则这次测量出甲的反应时间是( )
A. 0.2sB. 0.14sC. 0.1sD. 0.02s
5.用如图所示的装置进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。力传感器固定在铁架台上，物块A放置在粗糙的水平长木板上，用沿水平方向的细线将物块系在传感器的挂钩上。水平向左拉动木板，在木板向左运动的过程中，物块A相对于地面保持静止，传感器的示数为2.2N，由此可推断出( )
A. 物块A受到的滑动摩擦力大小为2.2N，方向水平向右
B. 物块A受到的滑动摩擦力大小为2.2N，方向水平向左
C. 木板受到地面的滑动摩擦力大小为2.2N，方向水平向右
D. 木板受到地面的滑动摩擦力大小为2.2N，方向水平向左
6.如图所示，在光滑竖直墙壁上用轻质网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的重力为G，悬绳与墙壁的夹角为α，则( )
A. 悬绳对球的拉力F的大小为F=Gtanα
B. 悬绳对球的拉力F的大小为F=Gcsα
C. 球对墙壁的压力FN的大小为FN=Gsinα
D. 球对墙壁的压力FN的大小为FN=Gtanα
7.图1所示为某超市的倾斜式自动人行道，将顾客随自动人行道上行的情境简化为图2所示的示意图。若运动过程中顾客与自动人行道始终保持相对静止，下列说法正确的是( )
A. 自动人行道匀速向上运行的过程中，顾客受重力、支持力和滑动摩擦力
B. 自动人行道匀速向上运行的过程中，顾客可能不受摩擦力
C. 自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的支持力比匀速时小
D. 自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的摩擦力比匀速时大
8.某同学用量角器、细线和小钢球制作了一个测量加速度的仪器。如图所示，他用细线将小钢球悬挂于量角器的圆心O。某次测量中，他将测量仪置于沿水平路面行驶的车厢的地板上，调整量角器处于竖直平面内，并使量角器的直径边与车辆运动方向平行。车辆行进中观察到细线在一段时间内稳定在60°刻线的位置(图示位置)，由此可知车辆的加速度( )
A. 大小为 3g，方向水平向右B. 大小为 3g，方向水平向左
C. 大小为 33g，方向水平向右D. 大小为 33g，方向水平向左
9.如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船质量为m1，其推进器工作时飞船受到的平均推力为F，在飞船与质量更大的空间站对接后，推进器工作Δt时间内，飞船和空间站速度变化量为Δv，则( )
A. 空间站的质量为FΔtΔv-m1B. 空间站的质量为FΔvΔt-m1
C. 飞船对空间站的平均推力为m1ΔvΔtD. 飞船对空间站的平均推力为F
10.某同学查阅资料得知，在速度不太大时，空气阻力与物体的速度成正比。于是他设计了下面的探究方案来进一步研究空气阻力与速度的关系：他找来一个比较大的氦气球，于无风的室内在气球下面挂一个合适的重物后，气球恰好能以速率v1匀速上升；在气球下面再挂上一个质量为m0的小沙袋后，气球恰好又能以速率v2匀速下降。已知重力加速度为g，据此现象可推导出空气阻力f与速度v的关系式为( )
A. f=m0gv1vB. f=m0gv2vC. f=m0gv1+v2vD. f=m0gv1-v2v
二、多选题：本大题共4小题，共12分。
11.如图所示，把球夹在竖直墙和木板之间，球处于静止状态，不计摩擦。下列说法正确的是( )
A. 木板对球的支持力大于球的重力
B. 墙壁对球的压力大于木板对球的支持力
C. 若增大木板与墙壁的夹角θ，木板对球的支持力将增大
D. 若增大木板与墙壁的夹角θ，墙壁对球的压力将减小
12.甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶，t=0时刻它们恰好经过同一路标。0～t2时间内，两辆车的v-t图像如图所示，则( )
A. t1时刻甲车追上乙车
B. 0～t2时间内甲车的加速度逐渐减小
C. 0～t2时间内甲车的位移大于乙车的位移
D. 0～t2时间内两车的平均速度大小都为v1+v22
13.如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管下滑。假设他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零，已知他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s。若将消防队员看作质点，可估算出他( )
A. 下滑的平均速度是8m/sB. 下滑的最大速度是8m/s
C. 加速下滑的位移大小为8mD. 减速下滑的位移大小为8m
14.如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中a～e各点均对应人的不同状态，根据图像可知( )
A. 图像中a点至b点过程对应人处于下蹲过程中
B. 图像中b点至c点过程对应人处于起跳过程中
C. 图像中d点位置对应人处于运动过程的最高点
D. 图像中e点位置对应人处于超重状态
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.如图所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。橡皮条的一端固定，另一端连接轻质小圆环。
(1)先用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，使小圆环静止于O点，由两个测力计的示数得到拉力F1和F2的大小，此外还必须______。
A.测量橡皮条的伸长量
B.测量两细线的夹角
C.记录两细线的方向
(2)再改用一个弹簧测力计拉动小圆环，施加的力F应使小圆环______。
(3)改变两个拉力F1、F2的大小和夹角重复实验，测得多组F1、F2和F的数据。若不考虑力的大小的测量误差，同一组数据中F1、F2和F的大小关系可能是______。
A.F1F
C.F1+F2F
16.用图1所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。把一端带有滑轮的长木板平放在水平桌面上，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细线，小车在槽码的牵引下运动。

(1)除小车、槽码、打点计时器(含纸带、复写纸)、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______。
A.电压可调的直流电源
B.电压合适的50Hz交流电源
C.秒表
D.刻度尺
E.天平
(2)接通打点计时器电源，释放小车，小车在槽码的牵引下沿直线运动，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图2所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点(计数点之间还有点未画出)，相邻计数点间的时间间隔为0.10s。从图中数据可知，在打C点时小车的瞬时速度为______m/s(结果保留2位有效数字)。
(3)以时间t为横轴，速度v为纵轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点。图3中已经标出其他计数点对应的坐标点，请在该图中t=0.20s时刻标出C点对应的坐标点，并画出v-t图像。由v-t图像可判断小车做______运动，小车的加速度大小a= ______m/s2(结果保留2位有效数字)。
(4)有同学认为，若不考虑阻力作用，将细线上悬挂的槽码的质量加倍，小车的加速度也将加倍。你同意他的观点吗？请分析说明。______。
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
17.如图所示，一辆汽车在平直公路上从静止开始加速运动，前5s内汽车每1s前进的位移分别为1.0m、3.0m、5.0m、7.0m、9.0m。设汽车加速过程中做匀加速直线运动，求：

(1)前2s内汽车的平均速度大小；
(2)汽车加速过程中的加速度大小；
(3)t=5s时汽车的速度大小。
18.滑雪是体育爱好者青睐的一项冬季运动项目。如图所示，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，沿倾角为30°的山坡匀加速直线滑下，后又进入水平滑道做匀减速直线运动。已知滑雪者沿山坡下滑过程中受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)为75N，g取10m/s2。
(1)画出滑雪者沿山坡下滑过程中的受力示意图，并求此过程中他的加速度的大小。
(2)若滑雪者进入水平滑道时的速度大小为12m/s，进入水平滑道后受到的阻力增加为坡道上的1.2倍，求他在水平滑道上滑行的最大距离。
19.在春节等传统节日中我们经常要悬挂灯笼来装点节日气氛。如图所示，用绳OB将灯笼悬于O点，要使灯笼静止于图中虚线所示位置，可以在绳上A点施加不同方向的拉力。已知灯笼的重力为G，OA与竖直方向夹角为45°。
(1)请设计一种方案使灯笼静止于图中虚线所示位置，通过作图和计算说明在A点额外施加的力的大小和方向。
(2)通过作图和计算说明，要使灯笼静止于图中虚线所示位置，在A点沿什么方向施加力时所需的力最小，并计算出力的最小值。
20.城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题，如图为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。
设一个质量约50g、直径约5cm的鸡蛋从16楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差约为3m，鸡蛋下落起点距地面的高度约为45m，g取10m/s2。
(1)不计空气阻力，估算鸡蛋与地面撞击前瞬间的速度大小。
(2)尝试对鸡蛋与地面撞击的过程建构简单模型，估算撞击过程中鸡蛋对地面的平均冲击力的大小。
答案和解析
1.B
【解析】A、速度是矢量，其方向就是物体的运动方向，故A错误。
B、时间只有大小没有方向，是标量，故B正确。
C、位移是既有大小又有方向的物理量，是矢量，故C错误。
D、加速度是矢量，其方向与其所受的合外力方向相同，故D错误。
故选：B。
2.C
【解析】A.位移x的方向与v1的方向相同，故A错误；
BD.汽车向右做减速运动，加速度向左，速度变化量Δv的方向也向左，与v2的方向相反，故BD错误；
C.通过上面分析，加速度a的方向与v1的方向相反，故C正确。
故选：C。
3.D
【解析】钩码静止时，弹簧弹力F=mg，根据胡克定律有F=k(x1-x0)，所以弹簧的劲度系数为k=mgx1-x0，故D正确，ABC错误。
故选：D。
4.A
【解析】由题意，在反应时间内，木尺下落的高度H=20cm，由自由落体运动的规律可得：H=12gt2，代入数据解得：t= 2Hg= 2×0.210s=0.2s，故A正确，BCD错误。
故选：A。
5.B
【解析】AB.物块A相对于地面保持静止，物块A处于平衡状态，则滑动摩擦力的大小等于测力计的示数，即2.2N，因为物块A相对于木板向右运动，所以受到的滑动摩擦力方向向左，故A错误，B正确；
CD.木板受到地面的滑动摩擦力大小无法计算，因为动摩擦因数未知，压力大小未知，故CD错误。
故选：B。
6.B
【解析】以足球为研究对象，受到重力、支持力和悬绳的拉力，如图所示：
Fcsα=G
解得F=Gcsα
水平方向上，根据平衡条件有Fsinα=FN
解得FN=Gtanα
故B正确，ACD错误；
故选：B。
7.D
【解析】AB、自动人行道匀速向上运行过程中，顾客与自动人行道性对静止，顾客做匀速直线运动，处于平衡状态，顾客受重力与支持力作用，不受滑动摩擦力作用，顾客一定不受摩擦力作用，故AB错误；
C、自动人行道向上加速运行过程中，顾客具有向上的加速度，处于超重状态，人对人行道的压力大于自身重力，顾客受到的支持力大于重力，顾客所受支持力比匀速运动时大，故C错误；
D、自动人行道加速向上运行过程中，顾客在水平方向具有加速度，顾客在水平方向受到摩擦力作用，顾客匀速运动时不受摩擦力，因此加速运行时所受摩擦力比匀速时大，故D正确。
故选：D。
8.B
【解析】小钢球受力如图所示
对小钢球，由牛顿第二定律得：mgtan60°=ma
解得：a= 3g，方向水平向左，故B正确，ACD错误。
故选：B。
9.A
【解析】AB、设空间站质量为M，将飞船和空间站视为整体，对整体而言在F的作用下速度发生变化，根据动量定理有FΔt=(M+m)Δv，解得M=FΔtΔv-m1，故A正确，B错误；
CD、设飞船与空间站间的作用力大小为f，对飞船分析有F-f=m1a，解得f=F-m1a=F-m1ΔvΔt，故CD错误。
故选：A。
10.C
【解析】气球下面挂一个合适的重物后，设此时整体的质量为M。气球恰好能以速率v1匀速上升时，根据平衡条件可得：F浮=Mg+kv1
在气球下面再挂上一个质量为m0的小沙袋后，根据平衡条件可得：Mg+m0g=F浮+kv2
解得：k=m0gv1+v2
所以有：f=m0gv1+v2v，故C正确、ABD错误。
故选：C。
11.AD
【解析】以小球为研究对象，受力情况如图所示：
AB、根据图像可知，木板对球的支持力大于球的重力，墙壁对球的压力小于木板对球的支持力，故A正确、B错误；
CD、根据平衡条件可得：N1=mgsinθ，N2=mgtanθ；若增大木板与墙壁的夹角θ，sinθ和tanθ都增大，则N1和N2都减小，故木板对球的支持力将减小、墙壁对球的压力减小，故C错误、D正确。
故选：AD。
12.BC
【解析】A、根据v-t图像与时间轴所围的“面积”表示位移，知0～t1时间内，甲的位移比乙的小，则t1时刻甲车还没有追上乙车，故A错误；
B、根据v-t图像的斜率表示加速度，知0～t2时刻甲车的加速度逐渐减小，故B正确；
D、若甲车做初速度为v1、末速度为v2的匀加速直线运动，平均速度为v1+v22，而甲车的实际位移比匀加速直线运动的位移大，则甲车的平均速度大于匀加速直线运动的平均速度，故D错误；
C、乙车做匀减速直线运动，其平均速度等于v1+v22，则0～t2时间内甲车的位移大于乙车的位移，故C正确。
故选：BC。
13.BD
【解析】由v=at可知加速度大小和时间成反比，加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍，所以加速与减速运动过程的时间之比为1：2，下滑的总时间为3s，所以加速度时间1s，减速时间2s，加速与减速运动过程平均速度大小相等，位移大小之比等于时间之比为1：2，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管下滑，所以加速下滑位移4m，减速下滑位移8m，下滑的平均速度是4m/s，下滑的最大速度是8m/s，故AC错误，BD正确。
故选：BD。
14.AD
【解析】A.图像中a点至b点过程，除去a点和b点，压力小于重力，加速度向下，对应人处于下蹲过程中，故A正确；
B.b点压力等于重力，此时处于下蹲过程中速度最大时刻，图像中b点至c点过程一定包含减速下蹲过程，不一定对应人处于起跳过程，故B错误；
C.图像中d点位置不可能处于运动过程的最高点，最高点压力小于重力，处于失重状态，故C错误；
D.图像中e点位置压力大于重力，对应人处于超重状态，故D正确。
故选：AD。
15.C 静止到O点 ABD
【解析】(1)需要记录两个测力计的示数和拉力的方向，故C正确，AB错误。
故选：C。
(2)要保证两次拉橡皮条的效果相同，所以需要把小圆环拉到原来两个测力计拉动圆环时所记录的O点。
(3)合力的大小范围是|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，所以合力可能大于分力，也可能小于分力，故ABD正确，C错误。
故选：ABD。
故答案为：(1)C；(2)静止到O点；(3)ABD。
16.BD 0.39 匀加速直线 1.5 不同意他的观点，理由见解析。
【解析】(1)打点计时器需要的是交流电源，还需要用刻度尺测量计数点之间的距离，打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表，不需要小车的质量，所以不需要天平，故BD正确，ACE错误。
故选：BD。
(2)B点对应的刻度是6.10cm，D点对应的刻度是13.90cm，所以在打C点时小车的瞬时速度为vC=BD2t=13.90-6.102×0.1×0.01m/s=0.39m/s
(3)让直线通过尽可能多的点，不能通过直线的点要在直线两侧分布均匀，对应的v-t图像，如下图所示
v-t图像的斜率表示加速度，则小车的加速度为a=ΔvΔt=0.60-≈1.5m/s2
(4)设小车的质量为M，悬挂的槽码质量为m，对小车和悬挂的槽码整体为研究对象，根据牛顿第二定律有mg=(M+m)a，整理可得a=mgM+m，当悬挂的槽码质量m加倍时，小车的加速度增加，但不是二倍的关系，所以不同意他的观点。
故答案为：(1)BD；(2)0.39；(3)
1.5；(4)不同意他的观点，设小车的质量为M，悬挂的槽码质量为m，对小车和悬挂的槽码整体为研究对象，根据牛顿第二定律有mg=(M+m)a，整理可得a=mgM+m，当悬挂的槽码质量m加倍时，小车的加速度增加，但不是二倍的关系
17.【解析】(1)由题图可知，汽车在前2s内的位移的大小为：x=4m，则汽车在2s内的平均速度为：v-=xt=42m/s=2m/s；
(2)根据题中数据可知，连续相邻1s内的位移差均为Δx=2.0m，由位移差公式可得：Δx=aT2，其中T=1s，解得：a=ΔxT2=2.012m/s2=2m/s2；
(3)t=5s时汽车的速度大小为：v5=at'=2×5m/s=10m/s。
答：(1)前2s内汽车的平均速度大小为2m/s；
(2)汽车加速过程中的加速度大小为2m/s2；
(3)t=5s时汽车的速度大小为10m/s。
18.【解析】(1)滑雪者受力如图所示

由牛顿第二定律得：mgsin30°-f=ma
代入数据解得：a=4m/s2
(2)在水平滑道上，对滑雪者，由牛顿第二定律得：1.2f=ma'
代入数据解得：a'=1.2m/s2
由匀变速直线运动的v-x公式可知，滑雪者滑行的最大距离x=v22a'=1222×1.2m=60m
答：(1)滑雪者沿山坡下滑过程中的受力示意图如山图所示，他的加速度的大小是4m/s2。
(2)他在水平滑道上滑行的最大距离是60m。
19.(1)在A点施加水平向右的力F时，如图1

图1
由几何关系可知F=G
(2)根据力的三角形法则，当A点施加的力F与OA垂直时，力F最小，如图2

图2
根据三角函数关系，sin45°=F'G
解得F'= 22G，方向垂直于OA斜向上
答：(1)在A点施加水平向右的力，大小为G；
(2)在A点沿垂直于OA斜向上的方向施加力时所需的力最小，最小值为 22G。
20.【解析】(1)鸡蛋下落做自由落体运动，则
v2=2gh
代入数据解得
v=30m/s
(2)鸡蛋与地面撞击时，鸡蛋的竖直高度约为5cm，鸡蛋下沿落地到鸡蛋上沿运动到地面静止过程中，可得
d=v2t
在鸡蛋与地面撞击的过程中，设竖直向下为正方向，由动量定理可得
mgt-Ft=0-mv
代入数据解得
F≈450N
答：(1)不计空气阻力，估算鸡蛋与地面撞击前瞬间的速度大小为30m/s；
(2)撞击过程中鸡蛋对地面的平均冲击力的大小约为450N。