2023北京怀柔高一（上）期末物理（教师版）

2023北京怀柔高一（上）期末

物    理

一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42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. 如图所示，某同学沿图示路径从开阳桥出发，经西单，到达王府井．从开阳桥到西单的距离为；从西单到王府井的距离为．两段路线相互垂直．整个过程中，该同学的位移大小和路程分别为（    ）

A. 、 B. 、 C. 、 D. 、

2. 下列物理量属于矢量的是（　　）

A. 重力 B. 质量 C. 时间 D. 路程

3. 如图所示，一辆汽车熄火后停在斜坡上。关于汽车的受力情况，下列说法正确的是（　　）

A. 汽车所受的支持力与重力大小相等

B. 汽车所受的摩擦力大于重力沿斜面的分力

C 汽车所受重力和支持力的合力与摩擦力大小相等

D. 汽车所受的摩擦力等于动摩擦因数与支持力大小的乘积

4. 如图所示，在注满清水的竖直密封玻璃管中，红蜡块R正以较小的速度v0沿y轴匀速上浮，与此同时玻璃管沿水平x轴正方向做匀速直线运动。从红蜡块通过坐标原点O开始计时，直至蜡块运动到玻璃管顶端为止。在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 红蜡块做匀速直线运动

B. 红蜡块做变速曲线运动

C. 红蜡块的速度与时间成正比

D. 仅增大玻璃管运动的速度，红蜡块将更快运动到顶端

5. 某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系。实验时他把两只力传感器同时连接在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，如图甲所示。如图乙是他记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线。根据图线可以得出的结论是（　　）

A. 作用力大时反作用力小 B. 作用力和反作用力的方向总是相反的

C. 作用力变化后反作用力才随之发生变化 D. 图中的两个力是一对平衡力

6. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为5.0mm的遮光条。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间Δt1为0.020s，通过第二个光电门的时间Δt2为0.005s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.5s，估算滑块的加速度大小为（　　）

A. 1.5m/s2 B. 0.5m/s2 C. 0.3m/s2 D. 15m/s2

7. 雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是（　　）

A.  B.

C.  D.

8. 某同学想研究地铁的运动情况，他用细线将一支质量为m的笔悬挂在地铁的扶手上，图中显示某段时间内，细线相对竖直扶手偏东保持倾角为θ。已知此过程中地铁在东西方向水平直轨道上运动。下列说法正确的是（　　）

A. 地铁一定向西加速运动 B. 地铁可能向东加速运动

C. 地铁的加速度大小为gsinθ D. 这支笔受到的合力大小为mgtanθ

9. 用如图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团，它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是（　　）

A. 木块开始运动前，摩擦力逐渐减小

B. 当弹簧测力计对物块的拉力达到某一数值时木块开始移动，此时若用力传感器能显示其数值会突然变小

C. 该实验装置不可以记录最大静摩擦力的大小

D. 木块开始运动前，弹簧测力计对物块的拉力小于摩擦力

10. 伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片（组合图）。几次实验中小球都从同一位置释放，且频闪照相的频闪频率相同，有关小球在斜面a、b上的运动说法正确的是（　　）

A. 小球在斜面a、b上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响

B. 小球在斜面a上运动的距离较短，因此小球在斜面a上运动的平均速度较小

C. 小球在斜面b上的影像个数较多，表示小球在斜面b上运动的时间较长

D. 频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的运动时间越长

11. 为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，可以绘制出压力随时间变化的图线。某次实验获得的图线如图所示，a、b、c为图线上的三个点，下列说法可能正确的是（　　）

A. a→b→c为一次“下蹲”过程

B. a→b→c为一次“站起”过程

C. a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程

D. a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程

12. 木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水面上静止不动。现用F=2N的水平向右的拉力作用在B上，作用后它们仍静止不动，则作用后（　　）

A. 木块A所受摩擦力大小是7N

B. 木块A所受摩擦力方向向左

C. 木块B所受摩擦力大小是10N

D. 木块B所受摩擦力大小是5N

13. 水上滑翔伞是一项很受青年人喜爱的水上活动。如图1所示，滑翔伞由专门的游艇牵引，游客可以在空中体验迎风飞翔的感觉。为了研究这一情境中的受力问题，可以将悬挂座椅的结点作为研究对象，简化为如图2所示的模型，结点受到牵引绳、滑翔伞和座椅施加的三个作用力F1、F2和F3，其中F1斜向左下方，F2斜向右上方。若在游艇牵引下游客做匀速运动，则（　　）

A. F1可能大于F2

B. F2一定大于F3

C. F1和F2的合力可能大于F3

D. F2和F3的合力方向可能沿水平向右

14. 如图甲所示，质量为0.4kg的物块在水平力F作用下可沿竖直墙面滑动，物块与竖直墙面间的动摩擦因数为0.5，力F随时间t变化的关系如图乙所示。若t=0时物块的速度为0，设物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。下列图像中，能正确反映物块所受摩擦力f大小与时间t变化关系的是（　　）

A.  B.

C.  D.

二、实验题（2题，共16分）

15. 某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x，实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图象如图乙所示，取g=10m/s2。回答下列问题：

(1)某次测量如图甲所示，指针指示的刻度值为___________cm；

(2)从图乙可求得该弹簧的劲度系数为_________N/m(结果保留两位有效数字)；

(3)另一同学在做该实验时有下列做法，其中做法错误的是_____

A．实验中未考虑小盘的重力

B．刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐

C．读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针上下运动最快的位置读取

D．在利用x-m图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据

16. 用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

（1）除图1中标明的实验器材外，在下列仪器或器材中，还需要的两项是______。

A.电压合适的50Hz交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.螺旋测微器

E.天平（含砝码）

F.秒表

（2）甲同学安装并调整好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次，打出若干条纸带。从中选出了如图2所示的一条纸带并确定出O、A、B、C…计数点（相邻计数点间还有4个计时点没有标出），图中标出了相邻计数点之间的距离。他根据纸带上的数据，尽可能精确地算出打下B、C、D、E计数点时小车的瞬时速度，记录在表中，请你在表中补上A点的数据______（结果保留3位有效数字）。

（3）乙同学也正确地完成了上述实验，得到了小车速度v随时间t变化的图线，如图3所示，他判断该小车做匀变速直线运动，依据是______。

A.图线表示小车通过的位移随时间均匀变化

B.该图线表示小车瞬时速度随时间均匀变化

C.该图线表示小车的加速度随时间均匀变化

（4）丙同学也正确地完成了上述实验，选出了如图4所示的一条纸带并确定出O、A、B、C…计数点（相邻计数点间还有4个计时点没有标出），图中标出了相邻计数点之间的距离。他根据纸带上的数据，算出小车的加速度大小是______ m/s2。（结果保留2位有效数字）

（5）落体运动是特殊的匀加速直线运动。在研究落体运动时，伽利略认为最简单的猜想就是速度v正比于通过的位移x或者所用的时间t。他运用逻辑推理的方法，论证了速度v正比于位移x的运动过程是不可能的，论证过程如下：若速度正比于位移，设物体通过位移x时的速度为v，所用时间；通过2倍位移2x时的速度按比例应为2v，所用时间，这样一来，通过第1段位移x的时间t1与通过全程2x的时间t2相同，进而得出通过第2段位移x不需要时间的荒谬结论。因此，落体运动中速度v不能正比于位移x。你是否同意上述伽利略的论证过程，请说明理由______。

三、计算题及论述题（共5题，共42分）

17. 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。

(1)求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些？

(2)汽车运动的最后2s的平均速度是多少？

18. 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B（如图所示）。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计。

（1）求悬绳对足球的拉力和墙壁对足球的支持力；

（2）若把网兜的悬绳变长，由此分析悬绳对足球的拉力和墙壁对足球的支持力的变化。

19. 有一种“傻瓜”照相机，其光圈(进光孔径)随被摄物体的亮度自动调节，而快门(曝光时间)是固定不变的，为估测某架“傻瓜”照相机曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图，由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹，已知每块砖平均厚度为7.9cm，径迹AB间的距离为两块砖平均厚度，拍摄到石子位置B距石子开始下落的位置竖直距离约为3.2 m，（g=10m/s2）求：

（1）石子经过B点的实际速度大小；

（2）计算这架照相机的曝光时间。

20. 如图一位滑雪者与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m（g取10m/s2）。求：

（1）滑雪者下滑的加速度；

（2）滑雪者2s末的速度大小；

（3）滑雪者受到的阻力。

21. 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为O，OC的距离为2cm。以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。

（1）求该弹簧的劲度系数和重物在O点的加速度；

（2）以O点为0刻度线，请在图中除O以外的6根长刻度线旁，标注加速度的大小，示数的单位用m/s2表示，加速度的方向向上为正、向下为负。说明这样标注的原理；

（3）仿照以上装置，设计一个“水平加速度测量仪”。要求：画出它的装置图，说明它的构造；介绍加速度刻度的标注原理。g取10m/s2。

参考答案

一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42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. 【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：位移是初位置指向末位置的有向线段，位移大小是从开阳桥指向王府井的线段长度，根据几何关系可得位移大小为5km，路程是运动轨迹的长度，即开阳桥到西单的距离加上西单到王府井的距离共计7km．选项D对．

考点：位移和路程

2. 【答案】A

【解析】

【详解】A．矢量是既有大小又有方向、运算遵循平行四边形定则的物理量，所以重力是矢量，故A正确；

BCD．标量是只有大小没有方向、运算遵循代数加减法则的物理量，质量、时间、路程只有大小、没有方向，都是标量，故BCD错误。

故选A。

3. 【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AC．小汽车静止在斜面上，由于重力作用使物体压紧斜面，斜面对小汽车有支持力。又由于重力的作用，小汽车有下滑的趋势，受到斜面的静摩擦力，则小汽车受到重力、斜面的支持力和摩擦力作用，由于小汽车静止在斜面上，处于平衡状态合外力为0，故汽车所受重力和支持力的合力与摩擦力大小相等，故A错误C正确；

B．由于小汽车静止在斜面上，受到斜面的静摩擦力，所以汽车所受的摩擦力等于重力沿斜面的分力，故B错误；

D．由于小汽车静止在斜面上，受到斜面的静摩擦力，故不能用计算滑动摩擦力的公式

计算汽车所受的摩擦力，故D错误。

故选C。

4. 【答案】A

【解析】

分析】

【详解】AB．两个匀速直线运动的合运动还是匀速直线运动，则红蜡块做匀速直线运动，所以A正确；B错误；

C．红蜡块做匀速直线运动，红蜡块的速度保持不变，所以C错误；

D．根据运动的独立性原理，水平方向的运动不会影响竖直方向的运动，则仅增大玻璃管运动的速度，红蜡块运动到顶端的时间不变，所以D错误；

故选A。

5. 【答案】B

【解析】

【详解】ABC．根据图线可以得出的结论是作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，且同时变化，故AC错误，B正确；

D．图中的两个力作用在两个物体上，是一对作用力和反作用力，故D错误。

故选B。

6. 【答案】C

【解析】

【详解】极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则物块经过第一光电门的速度大小为

经过第二个光电门的速度大小为

根据加速度公式

故选C。

7. 【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】当雨滴刚开始下落时，阻力较小，远小于雨滴的重力，即，故雨滴做加速运动；由于雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，由

可知加速度随时间减小，图像斜率减小；故当速度达到某个值时，阻力会增大到与重力相等，即，此时雨滴受到平衡力的作用，将保持匀速直线运动。

故选C。

8. 【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】D．对笔受力分析，只受重力与细线的拉力作用，其合力为

所以D正确；

C．由牛顿第二定律有

解得

，方向指向西

所以C错误；

AB．加速度方向指向西，则地铁可能向西做加速运动，或者向东做减速运动，所以AB错误；

故选D。

9. 【答案】B

【解析】

【详解】A 由于静摩擦力随外力的增大而增大，因此木块开始运动前，摩擦力逐渐增大，故A错误；

B．当拉力达到某一值时，木块开始滑动，说明此时木块恰好达到最大静摩擦力；由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力，所以木块移动后拉力将减小，力传感器能显示其数值会突然变小，故B正确；

C．木块开始移动时，静摩擦力达到最大静摩擦力，此时拉力等于最大静摩擦力，所以该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小，故C错误；

D．开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力，故D错误。

故选B。

10. 【答案】C

【解析】

【详解】A．小球在斜面a、b上运动越来越慢，主要是重力的作用，小球的摩擦较小作用不大，所以A错误；

B．小球在斜面上运动可以看成匀减直线运动，但初速度相同，末速度也一样都为0，由平均速度公式可知两斜面上的平均速度相同，所以B错误；

C．小球在斜面b上的影像个数较多，因为频闪照相的频闪频率相同，所以小球在斜面b上运动的时间较长，则C正确；

D．频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的表示速度越大，所以D错误；

故选C。

11. 【答案】B

【解析】

【详解】“下蹲”过程先加速下降后减速下降，则先失重后超重；“站起”过程先加速上升后减速上升，则先超重后失重；由图可知，人先超重后失重，可知a→b→c为一次“站起”过程；

A．a→b→c为一次“下蹲”过程，与结论不相符，选项A错误；

B．a→b→c为一次“站起”过程，与结论相符，选项B正确；

C．a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程，与结论不相符，选项C错误；

D．a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程，与结论不相符，选项D错误；

故选B。

12. 【答案】C

【解析】

【详解】根据胡克定律，可得A、B间弹簧弹力大小为

F1=kx=400×2×10-2N=8N

CD．木块B与地面间的最大静摩擦力为

fBm=μGB=0.25×60N=15N

用F=2N的水平拉力作用在木块B上，木块B受弹簧向右的弹力为8N。向右的拉力为2N，共10N，小于最大静摩擦力，故B仍静止不动，B所受的静摩擦力大小为10N，向左，故C正确，D错误。

AB．因B仍静止，可知弹簧弹力不变，因木块A与地面间的最大静摩擦力为

fAm=μGA=0.25×50N=12.5N

木块A受到向左的弹力为8N，小于最大静摩擦力，因A处于静止状态，故木块A所受摩擦力为静摩擦力，根据二力平衡，可得木块A所受摩擦力大小为

fA=8N

方向水平向右，故AB错误；

故选C。

13. 【答案】B

【解析】

【详解】AB．设F1和F2与竖直方向的夹角分别为α、β，由图可知α>β，水平方向

则

竖直方向

则 F2一定大于F3；选项A错误，B正确；

CD． 由于三力平衡，则F1和F2的合力等于F3，F2和F3的合力方向与F1等大反向，不可能沿水平向右，选项CD错误。故选B。

14. 【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】物块水平方向受力平衡

滑动摩擦力竖直向上

所以Ff−t图象的是过原点的倾斜直线，斜率k=2，当物块静止时，物块受到静摩擦力作用

图象和t轴平行，Ff−t图象的面积表示Ff的冲量，根据动量定理

解得物块运动的时间为

故C正确，ABD错误。

故选C。

二、实验题（2题，共16分）

15. 【答案】    ①. 18.00    ②. 0.30    ③. BC

【解析】

【详解】（1）[1]刻度尺的最小分度为0.1cm；故读数为18.00cm

（2）[2]结合图像并根据

可知

（3）[3]A．本实验中可采用图象进行处理，故小盘的重力可以不考虑， A正确；

B．读数时开始时的零刻度应与弹簧上端对齐；才能准确测量， B错误；

C．在读指针的位置时，应让弹簧指针静止之后再读取， C错误；

D．当拉力超过弹性限度时，将变成曲线；不再符合胡克定律，故应舍去， D正确。

故选BC。

16. 【答案】    ①. AC##CA    ②. 0.605    ③. B    ④. 2.0    ⑤. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]AB．打点计时器的工作电源是交流电，A正确，B错误；

CD．实验中测量纸带上计数点间的距离，可利用刻度尺，不需要用螺旋测微器，C正确，D错误；

E．实验中小车做变速运动即可，因此不需要天平测量重物的质量，E错误；

F．打点计时器是计时的仪器，故不需要停表，F错误。

故选AC。

（2）[2]电源的频率为50Hz，所以两相邻计数点的时间间隔为

T=5×0.02s=0.1s

匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，可知打A点时小车的瞬时速度为

（3）[3]v—t图像表示速度随时间变化的关系，图像的斜率表示加速度，由图像可知斜率不变，加速度不变，即速度随时间均匀变化，所以小车做匀变速直线运动。

故选B。

（4）[4]根据逐差法小车的加速度

（5）[5]若速度正比于位移，设物体通过位移x时的速度为v，由于v是这一过程的末速度，而不是平均速度，所以所用时间，同理，通过2倍位移2x时的速度若为2v，所用时间，因而无法得出如下结论：通过第1段位移x的时间t1与通过全程2x的时间t2相同，进而得出通过第2段位移x不需要时间。所以不同意上述伽利略的论证过程。

三、计算题及论述题（共5题，共42分）

17. 【答案】(1)9m/s，8m/s，7m/s，6m/s，5m/s，见解析；(2)2m/s

【解析】

【详解】(1)求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度分别为

在这五个平均速度中，前1s的平均速度最接近汽车刚制动时的瞬时速度，它比这个瞬时速度略小些，因为汽车做减速运动；

(2)汽车运动的最后2s的平均速度是

18. 【答案】（1），墙壁对球的作用力为mgtanα；（2）拉力和支持力都减小

【解析】

【详解】（1）足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图：

运用合成法，根据几何知识得绳子对球的拉力为：

墙壁的支持力为

N=mgtanα

（2）若把网兜的悬绳变长，则α减小，可知拉力减小，支持力也减小。

19. 【答案】（1） 8m/s；（2） 0.02s 

【解析】

【详解】（1）由题意可知，位置B距石子开始下落的位置竖直距离约为h=3.2 m，据

代入数据得

（2）位置A距石子开始下落的位置竖直距离约为

解得

由题意可知，曝光时间为

20. 【答案】（1）4m/s2；（2）10m/s；（3）75N

【解析】

【详解】（1）滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律，有

，解得

a=4m/s2

（2）2s末的速度

v2=v0+at2=2m/s+4×2m/s=10m/s

（3）对滑雪者进行受力分析：滑雪者在下滑过程中，受到重力mg、山坡的支持力FN以及阻力Ff的共同作用。以滑雪者为研究对象，根据牛顿第二定律，沿山坡向下方向有

mgsinθ﹣Ff＝ma

垂直于山坡方向有

FN-mgcosθ=0

解得

FN=375N≈650N；Ff=75N

21. 【答案】（1）5N/m，0；（2）见解析；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）下端悬吊0.9N重物时

G1=kx1

下端悬吊1.0N重物时

G2=kx2

由题意得

x2﹣x1=2cm=0.02m

代入数据联立解得

k=5N/m

O点是平衡位置，小球在此位置时加速度为0；

（2）弹簧每个大格对应弹簧弹力为

F=kx=5×0.01N=0.05N

对应的加速度为

加速度方向向上时，系统处于超重状态，指针向下移动，移动到0刻线下方第一条长刻度线时，加速度为0.5m/s2，移动到0刻线下方第二条长刻度线时，加速度为1.0m/s2，往下依次类推；

加速度方向向下时，系统处于失重状态，指针向上移动，移动到0刻线上方第一条长刻度线时，加速度为﹣0.5m/s2，移动到0刻线上方第二条长刻度线时，加速度为﹣1.0m/s2，依次类推；

如图所示：

（3）水平加速度测量仪如图：

构造：由本题中同规格的弹簧、0.1kg的金属球、刻度尺、指针、水平放置的光滑槽和固定弹簧的木板构成。

刻度标注原理：现根据弹簧没伸长或缩短一个刻度的弹力F的大小，再由牛顿第二定律F=ma计算出每一个刻度代表的加速度，本题中弹簧每伸长一个长刻度弹力就是0.05N，所以每个长刻度代表的加速度大小0.5m/s2，规定向左为正方向，当加速度方向向左时，指针右移，加速度向右时指针左移，所以O刻度线的右侧标注正值，左侧标注负值。