精品解析：北京市密云区2022-2023学年高一上学期期末物理试题（解析版）

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2023.1
一、单项选择题（每小题3分，共10道小题，共30分）
请阅读下述文字，完成以下小题。
物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态。物理学引入了一系列概念和物理量对运动进行描述，在研究运动的过程中也应用了一些科学思想方法。
1. 下列物理量中，描述位置变化快慢的是（ ）
A. 位移B. 速度C. 时间D. 加速度
2. 日常生活中的“快”和“慢”通常是笼统的含义，有时指的是速度大小，有时指的是加速度大小。从物理学描述运动的视角看，下列“快”代表加速度大的说法是（ ）
A. “和谐号”动车行驶得很“快”
B. 从家到学校，骑自行车比步行“快”
C. 小轿车比大卡车刹车“快”
D. 小明参加百米赛跑时，后半程比前半程跑得“快”
3. 以下描述了四个不同的运动过程，加速度的数值最大的是（ ）
A. 一架超音速飞机以的速度在天空沿直线匀速飞行了10s
B. 一辆自行车以的速度从坡顶加速冲下，经过3s到达坡路底端时，速度变为
C. 一只蜗牛由静止开始爬行，经过0.2s，获得了的速度
D. 一列动车在离开车站加速行驶中，用了100s使速度由增加到
4. 在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是经常采用的一种科学研究方法。在下列物理概念中应用了上述方法的是（ ）
A. 位移B. 速度C. 加速度D. 质点
【答案】1. B 2. C 3. B 4. D
【解析】
【1题详解】
描述位置变化快慢的物理量是速度。
故选B。
【2题详解】
A．“和谐号”动车行驶得很“快”，“快”代表速度大，故A错误；
B．从家到学校，骑自行车比步行“快”，“快”代表速度大，故B错误；
C．小轿车比大卡车刹车“快”，“快”代表加速度大，故C正确；
D．小明参加百米赛跑时，后半程比前半程跑得“快”，“快”代表速度大，故D错误。
故选C。
【3题详解】
一架超音速飞机以的速度在天空沿直线匀速飞行了10s，可知超音速飞机的加速度为零；
一辆自行车以速度从坡顶加速冲下，经过3s到达坡路底端时，速度变为，可知自行车的加速度大小为
一只蜗牛由静止开始爬行，经过0.2s，获得了0.002的速度，可知蜗牛的加速度大小为
一列动车在离开车站加速行驶中，用了100s使速度由增加到，可知动车的加速度大小为
可知自行车加速度最大，故选B。
【4题详解】
在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是经常采用的一种科学研究方法。应用了上述方法的物理概念是质点。
故选D。
请阅读下述文字，完成下列小题。
汽车从制动到停止共用了5s。这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m如图所示。汽车的运动可视为匀变速直线运动。
5. 汽车前3s内的平均速度大小为（ ）
A. 9B. 8C. 7D. 6
6. 下列各时段的平均速度大小中，与汽车刚制动时的瞬时速度大小最接近的是（ ）
A. 第1s内B. 前2s内C. 前4s内D. 前5s内
7. 汽车在制动过程中位移x与时间t、速度v与时间t的关系图像，其中正确（ ）
A. B.
C. D.
【答案】5. C 6. A 7. D
【解析】
【5题详解】
汽车前3s内的平均速度大小为
故选C。
【6题详解】
由于汽车做匀减速直线运动，速度逐渐减小，可知第1s内的平均速度大小与汽车刚制动时的瞬时速度大小最接近。
故选A。
【7题详解】
AB．根据图像的斜率表示速度可知，A、B中的图像均表示汽车做匀速直线运动，而实际上汽车做匀减速直线运动，故AB错误；
CD．汽车做匀减速直线运动，可知图像应为一条倾斜的直线，故C错误，D正确。
故选D。
请阅读下述文字，完成下列小题
校园大扫除中，某同学用方向沿杆向下、大小为F的力推拖把。如图所示，拖把杆与水平面的夹角为时，拖把恰好沿水平地面匀速运动。已知拖把（含杆）总重为G、与地面间的动摩擦因数为。
8. 下列关于拖把的受力情况分析，正确的是（ ）
A. 只受重力、支持力和推力B. 只受重力、支持力和摩擦力
C. 拖把受到的合力方向与运动方向相同D. 拖把受到的合力为零
9. 若不改变推力大小，只减小拖把杆与水平面的夹角，则拖把受到的摩擦力和运动情况为（ ）
A. 摩擦力减小，减速运动B. 摩擦力减小，加速运动
C. 摩擦力增大，减速运动D. 摩擦力增大，加速运动
【答案】8. D 9. B
【解析】
【8题详解】
AB．拖把受重力、支持力、摩擦力和推力作用，选项AB错误；
CD．拖把匀速运动受到的合力为零，选项C错误，D正确。
故选D。
【9题详解】
因为匀速运动时
若不改变推力大小，只减小拖把杆与水平面的夹角，则摩擦力为
则摩擦力减小；而变大，则合外力
拖把加速运动，故选B。
10. 某同学用轻弹簧、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，在弹簧旁边沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺刻度处的C位置；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A. 刻度对应加速度为0B. 刻度对应的加速度为
C. 刻度对应的加速度为D. 刻度尺上各刻度对应的加速度值是均匀的
【答案】D
【解析】
【详解】AC．不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺刻度处的C位置；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺刻度处；可知刻度处，弹簧处于原长状态，钢球只受重力作用，此时加速度为；刻度处，钢球处于静止状态，加速度为，故AC错误；
B．钢球静止时指针位于直尺刻度处，根据受力平衡可得
解得弹簧的劲度系数为
设刻度对应的加速度为，根据牛顿第二定律可得
解得
故B错误；
D．设刻度对应值为，根据牛顿第二定律可得
其中
联立可得
可知加速度与刻度对应值成线性关系，则刻度尺上各刻度对应的加速度值是均匀的，故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，共12分，在每小题中有多个选项符合题意。（每小题3分，全选对得3分，选不全得2分，有错选项不得分）
11. 儿童在做滑梯游戏时匀速滑下。在研究儿童在滑梯上受力情况时，可以将滑梯抽象为一个斜面模型，以正在匀速滑下的小孩为研究对象，利用平衡知识求解三个力的关系。已知儿童重力大小、斜面的支持力大小和滑动摩擦力大小。图中受力分析及力的分解或合成示意图中符合规范的有（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．以正在匀速滑下的小孩为研究对象，将小孩的重力沿斜面和垂直斜面方向分解，根据受力平衡可得
，
其中、为重力的两个分力，遵循平行四边形定则，故A错误，B正确；
CD．以正在匀速滑下的小孩为研究对象，根据受力平衡可知，斜面的支持力和滑动摩擦力的合力与小孩的重力平衡，即方向应竖直向上，故C正确，D错误。
故选BC。
12. 如图，物块在水平放置的台式弹簧秤上保持相对静止，弹簧秤的示数为15N。要得出物块的重力为15N的结论，还需要的依据是
A. 胡克定律
B. 牛顿第三定律
C. 当地的重力加速度为10m/s2
D. 物块处于平衡态，平衡态的物体所受合力为零
【答案】BD
【解析】
【详解】弹簧秤的示数为15N，则物体对弹簧秤的压力为15N，根据牛顿第三定律可知，弹簧秤对物体的支持力为15N，对物体由平衡知识可知，物体的重力与弹簧秤对物体的支持力等大反向，则物体的重力为15N。要得出物块的重力为15N的结论，还需要的依据是牛顿第三定律和二力平衡知识；
A．胡克定律，与结论不相符，故A错误；
B．牛顿第三定律，与结论相符，故B正确；
C．当地的重力加速度为10m/s2，与结论不相符，故C错误；
D．物块处于平衡态，平衡态物体所受合力为零，与结论相符，故D正确；
故选BD.
13. 拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，某同学拉开拉力器使其比原长伸长了，此时对拉力器的拉力大小为120N。可认为弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（ ）
A. 弹性绳的伸长量与受到的拉力成正比
B. 对拉力器的拉力增大，弹性绳的劲度系数也随之增大
C. 若对拉力器的拉力变为60N，则弹性绳长度变为
D. 每根弹性绳劲度系数为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在弹性限度范围内，弹性绳的伸长量与受到的拉力成正比，故A正确；
B．弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹簧拉力的大小无关，故B错误；
D．根据胡克定律得
解得每根弹性绳的劲度系数为
故D正确；
C．若对拉力器的拉力变为60N，则弹簧伸长量
由于弹簧原长未知，所以的长度不可求，故C错误。
故选AD。
14. 很多智能手机都有加速度传感器。某同学用手机测量竖直运动物体的加速度。他打开加速度传感器的APP，用手掌托着手机，从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的加速度随时间变化的图像。假设实验中手机仅在竖直方向上运动且无翻转。以竖直向上为正方向，由图像可判断出（ ）
A. 手机可能离开过手掌
B. 手机在时刻运动到最高点
C. 手机在时刻开始减速上升
D. 手机在时间内，受到的支持力先减小再增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．若手机离开手掌，则其加速度应为，由图像可知，在时刻之后的一段时间内，手机的加速度大小接近，方向向下，手机可能处于该情形，故A正确；
B．时刻手机加速度最大，但时刻之后手机的加速度依然是正值，手机还将继续加速上升，故B错误；
C．时刻之后，手机的加速度反向，但此时手机向上的速度最大，手机在时刻开始减速上升，故C正确；
D．手机在时间内，向上的加速度逐渐减小，由牛顿第二定律得
可知支持力逐渐减小；手机在时间内，向下的加速度逐渐增大，由牛顿第二定律得
可知支持力继续减小，故D错误。
故选AC。
三、填空题。（本题共2小题，共12分）
15. 利用如图所示的装置可探究弹簧的弹力 F 与伸长量 x 的关系。某同学选取了1、2两根不同的弹簧分别进行探究。在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，弹簧质量可忽略 不计。根据实验数据，他在同一个坐标系内作出了 F-x图像，如图 所示，据此可知： 在弹性限度内，弹簧的弹力 F 与其伸长量 x 成_____（选填“正比”或“反比”）；弹簧1、2 的劲度系数分别为 k1和 k2，则 k1_____k2（选填“>”或“<”）。
【答案】 ①. 正比 ②. >
【解析】
【详解】[1] F-x图像是过原点的直线，故弹簧的弹力F与其伸长量x成正比。
[2] F-x图像的斜率反映劲度系数的大小，故k1 >k2。
16. 某同学在探究小车加速度与质量以及所受合外力的关系时，设计并采用了如图1所示的方案。该方案中打点计时器工作时使用___________（选填“直流”或“交流”）电源；小桶及桶内砝码的总质量___________（选填“需要”或“不需要”）远小于小车的总质量。用此装置研究加速度与拉力的关系时，需要保持小车___________（选填“质量”或“所受作用力”）不变。
某同学进行实验操作，并根据实际数据得到图2中的直线，请分析说明原因___________
【答案】 ①. 交流 ②. 需要 ③. 质量 ④. 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够
【解析】
【详解】[1]打点计时器工作时使用交流电源；
[2]以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
以小桶及桶内砝码为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得
为了使小车受到的拉力近似等于，小桶及桶内砝码的总质量需要远小于小车的总质量。
[3]在探究小车加速度与质量以及所受合外力的关系时，应采用控制变量法；则用此装置研究加速度与拉力的关系时，需要保持小车质量不变；
[4]由图2可知，当拉力达到一定数值时，小车才开始具有加速度，可知小车受到一定的阻力，故图2中的直线不过原点的原因是：没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。
四、论述、计算题（本题有5小题，共46分，解题要求：写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。）
17. 为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过1.0s后听到石块击水的声音。重力加速度取。
（1）请你估算水面到井口的距离；
（2）若考虑声音在空气中传播需要一定的时间，估算值偏大还是偏小？请说明理由。
【答案】（1）；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）小石块从井口自由落下，可认为做自由落体运动，则有
可知水面到井口的距离为。
（2）若考虑声音在空气中传播需要一定的时间，则小石块实际下落时间小于，则有
可知估算值偏大。
18. 设某人站在电梯内的水平地板上静止不动。启动电梯后，他随电梯一起匀加速上升。已知人的质量为，电梯上升时的加速度大小，重力加速度取。求：
（1）静止时人对电梯的压力。
（2）加速上升时人对电梯的压力。
【答案】（1），方向竖直向下；（2），方向竖直向下
【解析】
【详解】（1）静止时，以人为对象，根据受力平衡可得
根据牛顿第三定律可知，静止时人对电梯的压力大小为，方向竖直向下。
（2）加速上升时，以人为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，加速上升时人对电梯的压力大小为，方向竖直向下。
19. 某同学想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。已知重力加速度大小为。
（1）说明此时地铁加速度的方向指向图中哪个方向？
（2）若测得细绳与竖直扶手之间夹角为，请推导加速度大小与的关系式。
【答案】（1）指向图中水平向左的方向；（2）
【解析】
【详解】（1）以圆珠笔为对象，其受力如图所示
可知圆珠笔受到的合力方向为图中水平向左的方向，故此时地铁加速度的方向指向图中水平向左的方向。
（2）设圆珠笔的质量为，根据牛顿第二定律可得
解得
考
生
须
知
1.本试卷共7页，共4道大题，21道小题，满分100分。考试时间90分钟。
2.在试卷和答题卡上准确填写学校名称、姓名和考号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4.在答题卡上，选择题、作图题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.考试结束，将本试卷、答题卡和草稿纸一并交回。