2021-2022学年北京市师范大学附属中学高一（上）期末考试物理试题含解析

北京师范大学附属中学2021-2022学年上学期高一年级期末考试

物理试卷

本试卷有四道大题，考试时长90分钟，满分100分。

一、单项选择题，本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意的．（每小题3分，共30分）

1. 下列有关质点的说法正确的是（　　）

A. 只有细小的物体才能看成质点

B. 物体在任何情况下都能看成质点

C. 研究地球自转的规律时，可以把地球看成质点

D. 研究地球公转的规律时，可以把地球看成质点

【答案】D

【解析】

【详解】AB．一个物体能不能看成质点，要看物体的大小、形状对所研究的问题是否产生影响，当对所分析研究的问题没有影响时，就可以看成质点，AB错误；

CD．研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对于地球和太阳之间的距离来说太小了，完全可以忽略，此时可以看成质点；但在研究地球的自转时，不能忽略大小和形状，不能看作质点，C错误D正确。

故选D

2. 关于速度和加速度的理解，下列说法正确的是（　　）

A. 加速度大物体，速度也一定大 B. 加速度大的物体，速度的变化量也一定大

C. 速度为零的物体，加速度也为零 D. 加速度为零的物体，速度一定不变

【答案】D

【解析】

【详解】A．加速度大的物体，速度不一定大，例如竖直上抛的物体到达最高点时，选项A错误；

B．根据

可知，加速度大的物体，速度的变化量不一定大，选项B错误；

C．速度为零的物体，加速度不一定为零，例如竖直上抛的物体到达最高点时，选项C错误；

D．加速度为零的物体，速度一定不变，选项D正确。

故选D。

3. 如图所示，用轻绳OA把球挂在光滑的竖直墙壁上，O点为绳的固定点，B点为球与墙壁的接触点．现保持固定点O不动，将轻绳OA加长，使绳与墙壁的夹角θ变小，则球静止后与绳OA加长之前相比（    ）

A. 绳对球的拉力变大

B. 球对墙壁的压力变小

C. 球对墙壁的压力不变

D. 球所受的合力变大

【答案】B

【解析】

【详解】D．以足球为研究对象，分析其受力情况：重 力mg、绳对球的拉力和墙壁对球的支持力，处于静止状态，三个力的合力为零，与加长前相比合力未变，D错误；

ABC．运用合成法，结合几何知识有

，

把绳OA的长度加长一些，则减小，可知减小，减小，故B正确，AC错误。

故选B。

4. 一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴下落过程中所受重力保持不变，其速度-时间图像如图所示，关于雨滴在加速阶段的受力和运动情况，以下判断正确的是

A. 雨滴下落过程中只受重力

B. 雨滴下落过程中加速度恒定不变

C. 雨滴下落过程受到逐渐增大的空气阻力

D. 雨滴下落过程中速度随时间均匀增加

【答案】C

【解析】

【详解】根据雨滴速度-时间图像可知，雨滴加速度逐渐减小，所以雨滴除受重力外，还受变化的空气阻力，根据F=ma可知，空气阻力应逐渐增大，由于雨滴加速度逐渐减小，所以相同时间内雨滴的速度变逐渐减小，由上分析可知，C正确，A、B、D错误．

5. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动。甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 在和时刻两车速度相等 B. 从到时间内，甲车平均速度大于乙车

C. 从0到时间内，两车的位移相等 D. 在到时间内的某时刻，两车速度相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据图像的斜率表示速度可知，在和时刻两车速度不相等，故A错误；

B．由图可知从到时间内，两车位移相等，则两车的平均速度相等，故B错误；

C．由图可知时刻两车在同一位置，0时刻不在同一位置，则从0到时间内，两车的位移不相等，故C错误；

D．根据图像的斜率表示速度可知，在到时间内的某时刻，两车速度相等，故D正确。

故选D。

6. 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超重状态

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

【答案】D

【解析】

【详解】AC．下蹲过程中，人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，AC错误；

BD．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，B错误，D正确。

故选D。

7. 在光滑水平面上物体A和物体B以轻弹簧相连接，在水平拉力F的作用下做匀加速直线运动，已知A和B的质量分别为m和。下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧处于压缩状态，弹力大小为

B. 若突然撤掉力F，此时A的加速度为0

C. 若突然撤掉力F，此时B的加速度方向水平向右

D. 若突然撤掉力F，此时B的加速度大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．对A受力分析可知，合力向右，则弹力向右，处于拉伸状态。则对整体有

对A有

联立解得

故A错误；

B．若突然撤掉力F，此时A受到的弹力不变，即合力不变，加速度不为0。故B错误；

CD．若突然撤掉力F，此时B水平方向只受弹力向左。则

解得

方向向左。故C错误，D正确。

故选D

8. 现代可以通过频闪照片来重现伽利略的斜面实验。如图所示，从斜面顶端由静止释放小球，同时启动快门进行拍摄，频闪周期为，从左到右逐渐增大斜面倾角直至斜面竖直，若忽略一切阻力，下列说法错误的是（　　）

A. 实验①中，小球的影像最多，说明小球通过斜面的时间最长

B. 实验②③④中，小球在斜面上运动的平均速度大小相同

C. 通过测量实验中相邻小球间的距离，可以判断小球是否做匀加速运动

D. 通过测量实验中每个小球距离斜面项端的距离，可以判断小球是否做匀加速运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．应每相邻两张影响之间的时间间隔相等，实验①中，影像最多，说明小球通过斜面的时间越长，故A正确，不符合题意；

B．实验②③④中，小球在斜面上运动的位移大小相等，但时间不同，则平均速度大小不同，故B错误，符合题意；

C．通过测量实验中相邻小球间的距离，通过比较连续相等时间间隔内的位移差是否等于定值，就可以判断小球是否做匀加速运动，故C正确，不符合题意；

D．通过测量实验中每个小球距离斜面项端的距离，通过看距离是否与时间的平方成正比，就可以判断小球是否做匀加速运动，故D正确，不符合题意。

故选B。

9. 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。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40cm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g。下列说法正确的是（   ）

A. 30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B. 40cm刻度对应的加速度为g

C. 50cm刻度对应的加速度为2g D. 各刻度对应加速度的值是不均匀的

【答案】A

【解析】

【分析】由题知，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处，则弹簧的原长l0 = 0.2m；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处，则根据受力平衡有

mg = k(l - l0)

可计算出

k =

【详解】A．由分析可知，在30cm刻度时，有

F弹 - mg = ma（取竖直向上为正方向）

代入数据有

a =  - 0.5g

A正确；

B．由分析可知，在40cm刻度时，有

mg = F弹

则40cm刻度对应的加速度为0，B错误；

C．由分析可知，50cm刻度时，有

F弹 - mg = ma（取竖直向上为正方向）

代入数据有

a = 0.5g

C错误；

D．设刻度对应值为x，结合分析可知

，x = （取竖直向上为正方向）

经过计算有

a = (x > 0.2)或a = (x < 0.2)

根据以上分析，加速度a与刻度对应值为x成线性关系，则各刻度对应加速度的值是均匀的，D错误。

故选A。

10. 如图（a），一物块在时刻冲上一固定斜面，其运动的图线如图（b）所示。若重力加速度g及图中的、、均为已知量，则根据这些信息，不能求出（　　）

A. 物块的质量 B. 斜面的倾角

C. 物块沿斜面向上滑行的最大距离 D. 物块与斜面间的动摩擦因数

【答案】A

【解析】

【详解】物体上滑的加速度

由牛顿第二定律

物体下滑的加速度

由牛顿第二定律

联立可得斜面的倾角θ和物块与斜面间的动摩擦因数μ，但不能求解物块的质量m；根据

可求解物块沿斜面向上滑行的最大距离。

故选A。

二、多项选择题，本题共4小题．（共16分，每小题全选对的得4分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分）

11. 如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上行驶。货箱中石块B的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 货车匀速行驶时，与B接触的物体对它的作用力的合力大小为0

B. 货车匀速行驶时，与B接触的物体对它的作用力的合力大小为

C. 货车匀加速行驶时，与B接触的物体对它的作用力的合力大小为

D. 货车匀加速行驶时，与B接触的物体对它的作用力的合力大小为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．货车匀速行驶时，与B接触的物体对它的作用力的合力与重力等大反向，则与B接触的物体对它的作用力的合力大小等于重力mg，选项A错误，B正确；

CD．货车匀加速行驶时，石块B所受的合力为ma，则与B接触的物体对它的作用力的合力大小为

选项C错误，D正确。

故选BD。

12. 一个质点在x轴上运动，位置随时间的变化规律是．关于这个质点的运动，以下说法正确的是(        )

A. 质点做匀加速直线运动

B. 质点的加速度的大小为2，方向沿x轴正方向

C. 时质点的位置在处

D. 时质点的速度大小为12，方向沿x轴正方向

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB．

可知，质点做匀速直线运动，加速度a=4m/s，故A正确，B错误；

C．根据

故C正确；

D．根据

方向沿x轴正方向，故D正确。

13. “蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（　　）

A. 绳对人的拉力始终向上且越来越大

B. 人经历先失重后超重的状态

C. 绳恰好伸直时，绳的弹力为零，人的速度最大

D. 人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力

【答案】AB

【解析】

【详解】A．绳对人的拉力始终向上且随着高度的降低，绳子伸长量逐渐变大，则弹力越来越大，选项A正确；   

BC．开始时，弹力小于重力，加速度向下；当弹力等于重力时，加速度为零，此时速度最大；再后来弹力大于重力，加速度向上，则人经历先失重后超重的状态，选项B正确，C错误；

D．人在最低点时，加速向上，此时绳对人的拉力大于人所受的重力，选项D错误。

故选AB。

14. 如图所示，甲同学拿着一把长50cm的直尺，乙同学把手放在0刻度线处准备抓尺，测反应时间。第一次乙同学抓住直尺位置的刻度值为20cm；重复实验，第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm，取。下列说法正确的是（　　）

A. 乙同学第一次的“反应时间”比第二次长

B. 乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为

C. 若某同学的“反应时间”大于，则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”

D. 若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则可用上述方法直接测出“反应时间”

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．直尺下落的高度为h，根据

可得

则下落高度越大，用时越长，乙同学第一次的“反应时间”比第二次长，故A正确；

B．由可得乙第一次抓住直尺时，直尺的速度为

故B错误；

C．若某同学的“反应时间”大于0.4s，则下落的高度

大于该直尺的长度，用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”，故C正确；

D．将计算出的反应时间对应到尺子的长度上时，则可用上述方法直接测出“反应时间”，故D正确。

故选ACD。

三、实验题，本题共2小题，共16分。

15. （1）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，某同学按图甲实验，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳套。图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是_________；

A．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行

B．在实验中，两个拉力的方向要相互垂直，便于计算合力

C．同一次实验中，应该保证橡皮条拉长后的O点位置不变

D．图乙中的F是力F1和F2合力的理论值，F'是力F1和F2合力的实际测量值

（2）某小组用力传感器探究弹簧弹力与伸长量的关系。如图甲所示，将轻质弹簧上端固定于铁架台上，使标尺的零刻度线与弹簧上端对齐。某同学用力传感器竖直向下拉弹簧，同时记录拉力值F及对应的标尺刻度x（如图乙所示）。通过描点画图得到图丙的F-x图像，a、b分别为使用轻弹簧1、2时所描绘的图线。下列说法正确的是_________

A．弹簧1的原长大于弹簧2的原长

B．弹簧1的劲度系数为100N/m，大于弹簧2的劲度系数

C．弹簧2产生15N的弹力时，弹簧的伸长量是50cm

D．因未测弹簧原长，因此本实验无法探究弹簧弹力与伸长量的关系

【答案】    ①. AC    ②. B

【解析】

【详解】[1] A．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，故A正确；

B．在实验中，两个拉力的方向没有必要要相互垂直，故B错误；

C．为了保证效果相同，同一次实验中，应该保证橡皮条拉长后的O点位置不变，故C正确；

D．图乙中的F是力F1和F2合力的实际测量值，是力F1和F2合力的理论值， 故D错误。

故选AC。

[2] A．拉力为零时，弹簧处于原长，所以弹簧1的原长与弹簧2的原长相等，所以A错误；
B．根据图像可知转图像的斜率表示弹簧的劲度系数，则弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数，所以B正确；
C．根据胡克定律，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比，由比例关系可得，弹簧2产生的弹力是15N时，弹簧的伸长量是30cm，所以C错误；
D．探究弹簧的弹力与伸长量的关系，无需测量弹簧的原长也可以测量，所以D错误。
故选B。

16. 在“探究加速度与力、质量的关系”时采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码质量为M，砂与砂桶的质量为m。重力加速度为g。

（1）某同学在保持砂与砂桶质量m一定时，探究小车加速度a与质量M的关系。

①关于该实验，下列说法正确的是____________。

A．平衡摩擦力时，砂桶应用细线通过滑轮系在小车上且小车后面的纸带也必须连好

B．实验中应改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

C．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车

D．为直观分析a与M的关系，画出图像即可

②下图是某次实验打点计时器打出的一条纸带（部分）。若A，B，C……计数点间的时间间隔均为，从图中给定的数据，可求出小车的加速度大小____________，打下C点时小车的速度大小是_______。

（2）该同学继续探究当小车及车中砝码质量M一定时，加速度a与受力F的关系。

①该同学根据测得的多组数据画出关系图线如图2，发现该图线既不通过坐标原点且段明显偏离直线，分析其产生原因，下列说法正确的是_____________。

A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足

B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度

C．图线段弯曲可能是砂与砂桶总质量未满足远小于小车及车内砝码总质量的条件

②另一位同学利用最初的几组数据拟合了一条直线，如图3所示，与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、N。此时，小车及车上砝码总质量为M，砂与砂桶总质量为m。他猜想：。请你分析论证该同学的想法是否正确______。

【答案】    ①. C    ②. 2.0m/s2    ③. 0.70m/s    ④. AC    ⑤. 正确

【解析】

【详解】（1）①[1]A．平衡摩擦力时，不需挂砂和砂桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力，A错误；

B．该实验是探究小车加速度a与质量M的关系，应保持砂与砂桶质量m一定，B错误；

C．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，C正确；

D．由于a与M成反比，要直观的体现a与M的关系应该画出图像，D错误。

故选C。

②[2]根据逐差法有

[3]由匀变速直线运动知B、D段的平均速度即C点的瞬时速度，有

（2）①[4]AB．从图3可以看出，图像不过原点，即当F为某一值是，但加速度却为零，所以是未平衡摩擦力或平衡不足，A正确，B错误；

C．随着拉力增大，即悬挂物的重力增大，已经不满足砂与砂桶总质量远小于小车及车内砝码总质量的条件，C正确。

故选AC。

②[5]该同学猜想正确，图中PN对应小车合力为悬挂物的重力mg时的加速度a1，即

mg = Ma1

图中QN对应小车的真实加速度a2，设此时细线的拉力为T，则对小车有

T = Ma2

对悬挂物有

mg - T = ma2

联立解得

即

四、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不能得分。

17. 第24届冬奥会将于2022年由北京和张家口两个城市联合举办，滑雪是其中最具观赏性的项目之一。一位滑雪者如果由静止沿直线从一长为倾角为的山坡坡顶冲下，到达坡底速度为，如果雪橇与人的质量为，将人的运动看成是匀加速的，g取，求：

（1）滑雪者的加速度大小；

（2）滑雪者受到的平均阻力大小。

【答案】（1）；（2）400N

【解析】

【详解】（1）由运动学公式可得

解得

（2）由牛顿第二定律可得

解得

18. 小王同学在家卫生大扫除时用拖把拖地，依靠拖把对地面的摩擦力来清扫污渍。如图所示，他沿推杆方向对拖把施加的推力，且推杆与水平方向的夹角时，刚好可以匀速推动拖把。已知拖把质量为，g取，求：

（1）在拖地时地面对拖把的支持力；

（2）拖把与地面的动摩擦因数。

【答案】（1）34N，方向竖直向上；（2）32N，方向水平向左

【解析】

【详解】（1）对拖把受力分析，如下图

由于拖把做匀速直线运动，可得拖把受力平衡，竖直方向有

代入数据，解得

方向竖直向上；

（2）由于拖把水平方向受力平衡，可得

代入数据，解得

方向水平向左。

19. 快递物流已经深入我们的生活，准确迅速分拣是一个重要环节，图1是快递分拣传送装置。它由两台传送机组成，一台水平传送，另一台倾斜传送，图2是该装置示意图，A、B两端相距，C、D两端相距L，部分倾角，B、C间距离忽略不计。已知水平传送带以的速率顺时针转动，倾斜传送带以的速率顺时针转动。把一个可视为质点的货物无初速度放在A端，运送到B端后可以速率不变的传到C端，货物通过倾斜传送带运送到D端时速度恰好为0。若货物与两传送带间的动摩擦因数均为0.5，g取。求：

（1）货物从A端传送到B端所用的时间；

（2）定性画出货物从C端到D端运动的图像；

（3）传送带部分的长度L。

【答案】（1）1.3s；（2）；（3）2.6m

【解析】

【详解】（1）货物在水平传送带上运动时，根据牛顿第二定律可得

解得

达到传送带速度所需时间为

通过的位移为

达到传送带速度后货物随传送带一起匀速运动，匀速运动到B点所需时间为

故货物从A端传送到B端所用的时间为

（2）货物从C端到D端运动的图像

（3）因倾斜传送带以的速率顺时针转动，因货物的速度大于倾斜传送带的速度，货物做匀减速直线运动，对货物根据牛顿第二定律可得

解得

货物减速到与倾斜传送带速度相同所用时间为

货物通过的距离为

速度相同后，由于，货物以a3大小的加速度匀减速至传送带D端，对货物根据牛顿第二定律可得

解得

货物减速到零所需时间为

通过的位移为

故传送带CD的长度为

【点睛】4

20. 冰壶是冬奥会比赛项目之一，图1为赛场示意图。比赛时，运动员从滑架处推着冰壶出发，在投掷线处将冰壶以一定的初速度推出，按比赛规则，他的队友可以用毛刷在冰壶滑行的前方摩擦冰面，减小摩擦因数以调节冰壶的运动。

（1）已知冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰面被摩擦后，动摩擦因数减小为原来的，投掷线与O的距离为，g取。

①运动员以多大的速度沿图中虚线将冰壶推出，队友不需要摩擦冰面，冰壶能恰好停在O点；

②若运动员以的速度将冰壶推出，队友应该在冰壶滑出多长的距离后，开始一直连续摩擦前方冰面，才能使冰壶停在O点；

（2）图像法是研究物理问题的重要方法，例如从教科书中我们学会了由图像求直线运动的位移，请你借鉴此方法，分析下面问题。如果通过队员摩擦冰面，使得动摩擦因数随距离的变化关系如图2所示，即：，其中，x表示离投掷线的距离。在这种情沉下，若运动员以的速度将冰壶沿图中虚线推出，求冰壶滑行时的速度大小。

【答案】（1）①，②19m/s；（2）

【解析】

【详解】（1）①设队友不摩擦冰面，冰壶滑行的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律得

由运动学公式得

解得

②设队友应该在冰壶滑出x1的距离后，开始一直连续摩擦前方冰面，才能使冰壶停在O点。队友擦冰前，有

设队友摩擦冰面后，冰壶滑行的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律得

由运动学公式得

且有

联立解得

x1=19m

（2）根据和可得，冰壶加速度大小a与x的关系为

可画出图象，则可知图象中图线与x轴所围面积即速度平方的变化量的一半，则当x=20m/s时，a0=0.15m/s2；当x=20m/s时，a1=0.15m/s2，图象中的面积有

解得