2021-2022学年北京市石景山区高一（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年北京市石景山区高一（上）期末物理试卷

1.     下列各物理量中哪个是标量的(    )

A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 路程

2.     下列单位属于国际单位制中基本单位的是(    )

A. cm B. m C. N D.

3.     课间操跑操时，某同学沿操场环形跑道，跑步3圈回到出发点。此过程(    )

A. 位移不为0，路程为0 B. 位移为0，路程为0
C. 位移不为0，路程不为0 D. 位移为0，路程不为0

4.     一物体做匀加速直线运动，初速度为，加速度为，则2s末的速度大小和位移大小分别为(    )

A. ，6m B. ，10m C. ，6m D. ，10m

5.     一石块做自由落体运动，当下落高度为h时，其速度大小为(    )

A.  B.  C.  D. 2gh

6.     小滑块在一恒定拉力作用下沿水平面由静止开始做匀加速直线运动，2s末撤去恒定拉力，小滑块继续匀减速滑行3s停下，其运动图像如图所示，问小滑块加速阶段的位移与减速阶段的位移大小之比是(    )
    

A. 1：1 B. 2：3 C. 2：5 D. 4：9

7.     作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是3N，另一个力的大小是5N，它们的合力的大小可能是(    )

A. 0 B. 1N C. 3N D. 9N

8.     一根轻质弹簧，竖直悬挂，原长为10cm。当弹簧下端挂2N的重物时，伸长1cm；当弹簧下端挂8N的重物时，弹簧伸长在弹性限度内(    )

A. 4cm B. 8cm C. 10cm D. 11cm

9.     A、B两个物体从同一地点，沿同一直线做匀变速直线运动，它们运动的图象如图所示，则下列说法中正确的是(    )
    

A. 两物体的运动方向相反 B. 两物体的加速度方向相反
C. 两物体在时相遇 D. A物体的加速度比B物体的加速度小

10. 如图所示，质量为1kg的物块靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数，垂直于墙壁作用在物块表面的推力，现物块处于静止状态．若g取，则物块所受摩擦力的大小为(    )
     

A. 10 N B. 50 N C. 15 N D. 0 N

11. 如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将一个质量为m的球挂在A点，平衡时细绳与竖直墙的夹角为。墙壁对球的支持力大小为N，细绳对球的拉力大小为T，重力加速度为g。下列说法正确的是(    )

A.
B.
C.
D.

12. 如图所示，斜面长为L，高为h，一质量为m的物体放在斜面上恰能匀速下滑，则物体受到斜面对其施加的摩擦力大小为(    )

A.  B.  C.  D.

13. 某同学站在体重计上，通过做下蹲、起立的动作来探究超重和失重现象。下列说法正确的是(    )

A. 下蹲过程中人始终处于失重状态
B. 起立过程中人始终处于超重状态
C. 下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
D. 起立过程中人先处于超重状态后处于失重状态
 

14. 如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑动，长木板与水平地面间的动摩擦因数为，木块与木板间动摩擦因数为，已知长木板处于静止状态，那么此时木块受到长木板施加的摩擦力大小和方向为(    )

A. ，方向水平向左 B. ，方向水平向左
C. ，方向水平向右 D. ，方向水平向右

15. 如图所示，一质量为m的木块和倾角为的斜面保持静止状态，重力加速度为g。下列说法正确的是(    )

A. 木块对斜面的压力大小为
B. 木块对斜面的摩擦力大小为
C. 地面对斜面的摩擦力方向水平向左
D. 木块受到的支持力与摩擦力的合力方向竖直向上

16. 用如图所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系。下列操作正确的是(    )
     

A. 平衡摩擦力时，应调整定滑轮的高度，使拉小车的细线在实验过程中保持与桌面平行
B. 平衡摩擦力时，先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀加速直线运动
C. 保持小车质量不变，用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车，打出纸带，通过纸带计算小车运动的加速度
D. 实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多

17. 某同学利用如图1所示的装置做“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验。通过改变悬挂钩码的数量，获得6次实验数据如表格所示。

在如图2所示的坐标纸上已经描出了其中5次弹簧弹力F与弹簧伸长量x对应的数据点，请把第4次测量的数据对应点描绘在坐标纸上，并作出弹簧弹力与弹簧伸长量的图线。
观察图线，可以判断在弹性限度内，弹簧弹力大小F与弹簧伸长量x成正比关系，其依据是______。其中图线斜率的物理意义是______。
该同学进一步使用该弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图3所示，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺30cm刻度处。某次用该装置测量电梯的加速度时，发现弹簧下端指针位于直尺31cm刻度处，问电梯的加速度方向为______选填“竖直向上”或“竖直向下”，大小为重力加速度g的______倍。

18. 如图所示，一个质量的物块，在的水平拉力作用下，从静止开始沿水平面做匀加速直线运动。物块与水平面之间的动摩擦因数，取重力加速度。
    做出物块的受力分析图；
    求物块受到的滑动摩擦力f的大小；
    求物块运动的加速度大小。
19. 如图所示，用轻绳悬挂一个重为mg的小球，现对小球再施加一个力F，使绳与竖直方向成角，小球处于平衡，试就下列各种情况，分别求出力F的大小。
    若力F为水平方向；
    若力F垂直于绳向上；
    若力F与绳拉力大小相等。
20. 某款儿童滑梯如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角的平直斜面，滑面顶端距离地面高度。一质量的儿童从滑面顶端由静止开始下滑至底端，已知儿童与滑梯间的动摩擦因数，儿童沿滑梯下滑的过程，可以看做质点沿斜面直线运动。取重力加速度，忽略空气阻力的影响，，。求：
    儿童下滑过程中，所受摩擦力的大小f；
    儿童下滑过程中的加速度大小a；
    儿童下滑至底端时的速度大小v。
21. 如图所示，甲和乙各站在一块滑板上，分别抓着轻绳的一端。甲与滑板的总质量为，乙与滑板的总质量为。忽略地面摩擦力、空气阻力。当甲以水平恒力F收回绳子时，乙双手不动，只紧抓着绳子。
    在收绳过程中，分析说明甲与乙各做什么运动；
    证明收绳过程中的任意瞬间，甲乙速度比等于质量比的倒数，即。
22. 我国南方因为降水较多，屋顶高而尖；北方降水较少，屋顶比较平缓。某同学猜想：是不是屋顶越尖，雨滴越快的滑离屋顶呢？假设如图所示，屋顶保持底边L不变，屋顶的倾角为，雨滴下滑时可视为小球做无初速无摩擦的运动，重力加速度为g。
    雨滴从屋脊由静止开始下滑至滑离屋顶的时间表达式；
    求为多大时，雨滴从屋脊由静止开始下滑至滑离屋顶的时间最短。
    

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】解：ABC、矢量是既有大小又有方向的物理量，位移、速度和加速度都是矢量，故ABC错误．
D、标量是只有大小没有方向的物理量，路程是标量，故D正确．
故选：D
标量是只有大小没有方向的物理量，矢量是既有大小又有方向的物理量，根据有无方向确定．
矢量与标量实质上有两大区别：一是矢量有方向，标量没有方向；二是运算法则不同，矢量运算遵守平行四边形定则，标量运算遵守代数加减法则．
 

2.【答案】B 

【解析】解：七个国际基本物理量分别是长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，他们对应的单位分别是米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉和摩尔。
A、cm是基本单位，但不是国际单位制中基本单位，故A错误；
B、m是国际单位制中基本单位，故B正确；
C、N是导出单位，故C错误；
D、是导出单位，故D错误。
故选：B。
国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。
国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别有哪些，以及这些物理量的国际单位制分别是什么，这都是需要学生自己记住的。
 

3.【答案】D 

【解析】解：某同学沿操场环形跑道，跑步3圈回到出发点，位移大小等于首末位置的距离，即，路程等于跑道周长的3倍，即路程不为零，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据位移的大小等于初末位置的距离，路程等于运动轨迹的长度判断。
本题以课间操跑操为情景载体，考查了位移和路程的区别，解决本题的关键知道位移是由初位置指向末位置，是矢量；路程是运动轨迹的长度，是标量。
 

4.【答案】C 

【解析】解：根据匀加速运动速度公式，得2s末的速度大小：
由位移公式，得2s末的位移大小：，故ABD错误，C正确；
故选：C。
匀变速运动公式的直接应用，代入公式计算即可。
熟记公式，直接计算．这类问题若牵扯加速度方向与初速度方向相反，则要规定正方向，本题不是这种情况．
 

5.【答案】B 

【解析】解：根据自由落体的速度-位移公式可知，，则，故ACD错误，B正确；
故选：B。
根据自由落体的速度-位移公式代入计算即可完成解答。
本题主要考查了自由落体，熟悉公式代入数据即可完成解答，属于基础题型。
 

6.【答案】B 

【解析】解：设撤去恒定拉力时的速度为v，速度-时间图线与t轴所围的面积表示位移，
则加速阶段的位移为：，
减速阶段的位移为：，
得：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
速度-时间图线与t轴所围的面积表示位移，以此进行判断。
本题考查了速度-时间图像，把握住图线与t轴所围面积表示位移这一点即可。
 

7.【答案】C 

【解析】解：两力合成时，合力范围为：；
两个力分别是3N和5N，故，只有3N是可能的，故ABD错误，C正确；
故选：C。
两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，夹角时合力最小，并且。
本题关键根据平行四边形定则得出合力的范围：。
 

8.【答案】A 

【解析】解：当弹簧下端挂2N的重物时，弹簧的拉力，弹簧伸长的长度，根据胡克定律，得弹簧的劲度系数，
当弹簧下端挂8N的重物时，弹簧的拉力，则弹簧伸长的长度为，故A正确，BCD错误；
故选：A。
当弹簧下端挂2N的重物时，弹簧的拉力等于重物的重力。根据胡克定律求出弹簧的劲度系数。当弹簧下端挂8N的重物时，弹簧的拉力等于8N，由胡克定律求出弹簧伸长的长度。
弹簧的弹力与形变量的关系遵守胡克定律，公式中，x是弹簧伸长的或压缩的长度，不是弹簧的长度。
 

9.【答案】B 

【解析】解：A、A、B两物体的速度均为正，运动方向相同，故A错误；
B、根据图象的斜率表示加速度，知A物体的加速度沿负方向，B物体的加速度沿正方向，两者加速度方向相反，故B正确；
C、A、B两个物体从同一地点沿同一直线，根据图象与时间轴所围的面积表示位移，知内，两物体的位移不等，所以两物体在时没有相遇，故C错误；
D、根据图象的斜率表示加速度，斜率绝对值越大，加速度越大，则知A物体的加速度比B物体的加速度大，故D错误。
故选：B。
速度的正负表示物体的速度方向，即运动方向。图象的斜率表示加速度。根据图象与时间轴所围的面积表示位移，分析位移关系，确定两物体何时相遇。
本题关键是要知道速度-时间图象的斜率表示加速度，图象与时间轴包围的面积表示位移大小，结合初始条件进行分析处理。
 

10.【答案】A 

【解析】

【分析】
先对物块进行受力分析，然后由共点力的平衡的条件列方程求解。
本题考查共点力的平衡，静摩擦力的大小由二力平衡求得，滑动摩擦力的大小才由公式求解，不用被题目中给出的摩擦因数所迷惑。
【解答】
对物块受力分析，设物块受的重力为G，摩擦力为f，墙支持力为N，示意图如下：

根据受力平衡的条件：，故A正确，BCD错误。
故选A。  

11.【答案】C 

【解析】解：以球为研究对象，分析其受力情况：重力mg、悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力，根据平衡条件，有：

根据几何关系可得：，，故C正确，ABD错误。
故选：C。
分析球的受力情况，作出受力示意图，根据平衡条件求解悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
 

12.【答案】C 

【解析】解：设斜面的倾角为，根据受力分析可知，物体受到的摩擦力为，其中，故摩擦力大小为，故ABD错误，C正确；
故选：C。
根据受力分析结合几何关系分析出物块受到的摩擦力。
本题主要考查了共点力的平衡，分析出在斜面上物体的摩擦力等于沿斜面向下的下滑力，结合几何关系完成分析。
 

13.【答案】D 

【解析】解：
下蹲过程中，人的重心是先加速下降后减速下降，故人的加速度先向下，后向上，根据牛顿第二定律可知，人先处于失重后处于超重状态，故AC错误。
起立过程中，人的重心是先加速上升，后减速上升，故人的加速度先向上，后向下，故该过程中，先是超重状态后是失重状态，故B错误，D正确。

解决该题的关键是能根据加速和减速的条件判断下蹲和起立过程的加速度方向，会根据加速度方向确定是处于超重状态还是失重状态。分析人起立和下蹲的速度变化情况，从而找到其加速度的方向，当加速度向上时，人处于超重状态，当加速度向下时，人处于失重状态。
 

14.【答案】A 

【解析】解：对木块受力分析，受重力mg、长木板的支持力和向左的滑动摩擦力，
则有：


故，
依据滑动摩擦力与相对运动方向相反，即木块受到长木板施加的摩擦力方向水平向左，故A正确，BCD错误；
故选：A。
先对木块受力分析，受重力、长木板的支持力和向左的滑动摩擦力，然后根据共点力平衡条件判断．
滑动摩擦力与正压力成正比，而静摩擦力随外力的变化而变化，故静摩擦力通常可以根据共点力平衡条件求解，或者结合运动状态，然后根据牛顿第二定律列式求解．
 

15.【答案】D 

【解析】解：A、对木块受力分析，木块受到重力、支持力和摩擦力，根据平衡状态可知，，摩擦力，根据牛顿第三定律可知，木块对斜面的压力大小为，且支持力和摩擦力的合力与重力等大反向，则支持力和摩擦力的合力方向竖直向上，故AB错误，D正确；
C、将木块和斜面当成一个整体，在竖直方向上受重力和支持力，水平方向上不受力，故C错误；
故选：D。
隔离木块进行分析，根据平衡状态得出木块受到的支持力和摩擦力；将木块和斜面整体分析是否受到地面的摩擦力。
本题主要考查了受力分析的相关应用，根据几何关系和平衡状态进行分析即可，整体难度不大。
 

16.【答案】CD 

【解析】解：A、调整滑轮的高度时要使细线与长木板平行，这样拉力才不变。细线不是与桌面平行，故A错误；
B、平衡摩擦力时，先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀速直线运动，而不是匀加速直线运动，故B错误；
C、保持小车质量不变，用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车，打出纸带，通过纸带各计数点的距离，根据计算小车运动的加速度；
D、为了使钩码的重力约等于小车受到的合力，必须使钩码的质量远小于小车的质量。
故选：CD。
安装实验装置时，使拉小车的细线在实验过程中保持与长木板平行；
平衡摩擦力，先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀速直线运动，其目的是在平衡摩擦力；
根据打点周期求解AB两计数点间的时间间隔，根据推论：求小车运动的加速度；
“将砂桶和砂的重力近似看作小车的牵引力”的条件是。
本题考查了探究小车的加速度与所受合力的关系的实验，对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，知道实验注意的事项，熟练应用所学基本规律解决实验问题。
 

17.【答案】图线为过原点的直线  弹簧的劲度系数  竖直向上   

【解析】用一条直线尽可能地穿过更多的点，不在直线上的点尽量均匀地分布在直线两侧，误差较大的点舍去，画出的图如下图所示：

依据是图像为过原点的直线；图线的物理意义是弹簧的劲度系数；
根据分析可知，钢球处于超重状态，则加速度向上；弹簧的原长为；
挂钢球时，弹簧的形变量为：，电梯运动时，；
根据牛顿第二定律可得：电梯向上加速时，
电梯静止时，
解得：
故答案为：图像如上图所示；图线为过原点的直线；弹簧的劲度系数；竖直向上；；
用一条直线尽可能地穿过更多的点，不在直线上的点尽量均匀地分布在直线两侧，误差较大的点舍去，画出图；
分析F与x成正比关系的依据，图像的斜率表示弹簧的劲度系数；
对钢球进行受力分析，结合牛顿第二定律列出等式并计算出加速度。
本题主要考查了弹力和弹簧伸长的关系，理解图像的斜率表示弹簧的劲度系数，结合牛顿第二定律完成分析。
 

18.【答案】解：对物块受力分析，受力示意图如右图所示
小物块在竖直方向受力平衡，根据平衡条件有
y方向 
又摩擦力
代入数据可得
根据牛顿第二定律，有
x方向   
代入数据得
答：物块的受力分析图如图；
物块受到的滑动摩擦力f的大小为10N；
物块运动的加速度大小为。 

【解析】分析物块的受力，并作出受力示意图；
根据竖直方向受力平衡，由平衡条件可得小物块受到的摩擦力；
根据牛顿第二定律，结合题意求出小物块的加速度大小。
在对物体的受力分析时，要注意先选取研究对象，再把研究对象与周围物体隔离开来，利用力的示意图把各力表示出来。
 

19.【答案】解：对小球受力分析如图中1所示

解得：

对小球受力分析如图中2所示

解得：
，小球受力左右对称，受力分析如图中3所示

解得：
答：若力F为水平方向，力的大小为；
若力F垂直于绳向上，力的大小为；
若力F与绳拉力大小相等，力的大小为。 

【解析】对物体受力分析，受重力、外力F和细线的拉力T，物体保持静止，三力平衡，故三个力可以构成首尾相连的矢量三角形．
本题关键是对小球受力分析，根据平衡条件作图分析；
三力平衡的基本解题方法：
①力的合成、分解法：即分析物体的受力，把某两个力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力，二是把重力按实际效果进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力．
②相似三角形法：利用矢量三角形与几何三角形相似的关系，建立方程求解力的方法．应用这种方法，往往能收到简捷的效果．
 

20.【答案】解：对儿童受力分析知，儿童受到重力、支持力N和摩擦力f，在垂直滑梯方向有

又
联立代入数据解得
对儿童由牛顿第二定律可得

代入数据解得
儿童下滑至底端过程，根据运动学规律有

代入数据解得
答：儿童下滑过程中，所受摩擦力的大小f为48N；
儿童下滑过程中的加速度大小a为；
儿童下滑至底端时的速度大小v为。 

【解析】根据受力分析，结合摩擦力大小的表达式，求出摩擦力的大小；
根据牛顿第二定律，结合已知量求出儿童下滑过程中的加速度大小；
利用运动学公式，结合题意求出儿童下滑至底端时的速度大小。
本题考查了对物体的受力分析、牛顿第二定律的应用及运动学公式的运用，考查内容是比较基础的知识，解题过程中仔细一点即可。
 

21.【答案】解：乙受到恒定拉力F，做匀加速直线运动；甲受到恒定的反作用力，做匀加速直线运动；
设乙受到的拉力大小为，分别对甲、乙应用牛顿第二定律有


根据牛顿第三定律可知
在收绳过程中，经过任意时间t

故收绳过程中的任意瞬间，甲乙速度比等于质量比的倒数。
答：在收绳过程中，甲与乙都做匀加速直线运动；
证明过程见解析。 

【解析】分别对甲乙受力分析，进而得出甲乙的运动性质；
根据牛顿第二定律和牛顿第三定律，利用速度公式得出甲乙速度比等于质量比的到数。
在对物体受力分析时，要注意选取合适的研究对象，另外要注意两个物体间的相互作用力的关系。
 

22.【答案】解：对屋脊上的雨滴，利用牛顿第二定律可得

由运动学规律可得
整理解得
根据式中结果，整理可得
由数学知识可得，当时，，此时t最小，有
答：雨滴从屋脊由静止开始下滑至滑离屋顶的时间表达式为；
当为时，雨滴从屋脊由静止开始下滑至滑离屋顶的时间最短。 

【解析】根据牛顿第二定律求出加速度，结合运动学规律求出时间表达式；
结合已知的时间表达式，利用数学知识求出最短时间对应的倾角。
在处理运动学中的极值问题时，要注意先写出表达式，再结合已知量利用数学知识求出极值。