2024~2025学年北京市昌平区高一上学期期末质量抽测物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年北京市昌平区高一上学期期末质量抽测物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，计算论证题等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡收回。
第一部分
一、单项选择题。本题共20题，每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
请阅读下述文字，完成下列小题。
中老昆万铁路是一条连接中国云南省昆明市与老挝万象市的电气化铁路。作为“一带一路”标志性工程的中老昆万铁路全长1035km，由昆玉段、玉磨段、磨万段组成，其中昆玉段最高设计速度200km/h。动车组8时08分从昆明站出发，17时34分即可到达万象站，全程仅历经9小时26分钟。
1. 下列描述动车组运动的物理量中，属于标量的是（ ）
A. 时间B. 速度C. 位移D. 加速度
2. 下列说法正确的是（ ）
A. “8时08分”是指时刻B. “9小时26分钟”是指时刻
C. “1035km”是指从昆明站到万象站的位移D. “200km/h”是指平均速率
3. 某段时间内，动车组在平直路段运行，车内水平桌板上放置一个苹果，苹果相对桌板静止，下列说法正确的是（ ）
A. 若动车组匀速运行，苹果受到摩擦力作用，且摩擦力方向与动车组运行方向相同
B. 若动车组加速运行，苹果受到摩擦力作用，且摩擦力方向与动车组运行方向相同
C. 若动车组减速运行，苹果受到摩擦力作用，且摩擦力方向与动车组运行方向相同
D. 无论动车组怎样运行，苹果均处于平衡状态，不受摩擦力的作用
4. 动车组的某次进站过程可视为做匀减速直线运动。将动车组刚驶进车站的时刻、位置作为计时起点和位移起点，分别用t、x、v和a表示动车组运动的时间、位移大小、速度大小和加速度大小。如图所列出的四个图像中能正确表征动车组进站过程的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】1. A 2. A 3. B 4. C
【解析】
【1题解析】
时间只有大小无方向，是标量；而速度、位移和加速度既有大小又有方向，是矢量；
故选A。
【2题解析】
A．“8时08分”是指时刻，选项A正确；
B．“9小时26分钟”是指时间间隔，选项B错误；
C．“1035km”是指从昆明站到万象站的路程，选项C错误；
D．“200km/h”是指瞬时速率，选项D错误。
故选A。
【3题解析】
A．若动车组匀速运行，苹果不受摩擦力作用，选项A错误；
B．若动车组加速运行，加速度方向与速度同向，苹果受到摩擦力作用，且摩擦力方向与动车组运行方向相同，选项B正确；
C．若动车组减速运行，加速度与速度反向，苹果受到摩擦力作用，且摩擦力方向与动车组运行方向相反，选项C错误；
D．只有在动车匀速直线运动时，苹果才处于平衡状态，不受摩擦力的作用，选项D错误。
【4题解析】
进站时做匀减速运动，加速度a不变，则a-t图像是平行t轴的直线，a-x图像是平行x轴的直线，根据x=v0t-at2
则x-t图像是抛物线；根据
则图像是倾斜的直线。
故选C。
请阅读下述文字，完成下列小题。
牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律，由牛顿于1687年在《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。牛顿运动定律在物理学中具有极其重要的地位，是经典力学的基础。
5. 关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（ ）
A. 牛顿第一定律说明了力是改变物体惯性的原因
B. 牛顿第一定律揭示了力是维持物体运动的原因
C. 牛顿第一定律说明了一切物体都具有惯性，速度越大惯性越大
D. 牛顿第一定律不能用实验直接验证
6. 力的单位是牛顿（N），根据牛顿第二定律，力的单位还可以表示为（ ）
A. B.
C. D.
7. 马拉着车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（ ）
A. 马拉车的力大于车拉马的力
B. 马拉车的力与车拉马的力大小相等
C. 马拉车的力与车受到的阻力大小相等
D. 马拉车的力小于车受到的阻力
【答案】5. D 6. C 7. B
【解析】
【5题解析】
AB．牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因，选项AB错误；
C．牛顿第一定律说明了一切物体都具有惯性，质量越大惯性越大，选项C错误；
D．牛顿第一定律不能用实验直接验证，选项D正确。
故选D。
【6题解析】
根据F=ma可知力的单位还可以表示为
故选C。
【7题解析】
AB．马拉车的力与车拉马的力是相互作用力，总是大小相等，方向相反，选项A错误，B正确；
CD．马拉车加速前进，可知马拉车的力大于车受的阻力，选项CD错误。
故选B。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示的油画描述了伽利略研究自由落体运动规律时的情景。他让铜球沿阻力很小的斜面从静止开始向下运动，利用滴水计时记录铜球运动的时间，研究铜球在斜面上的运动规律。然后将实验结果做了合理外推，得出落体运动规律。
8. 如果铜球沿斜面向下运动可视为匀变速直线运动，那么在连续相等的时间内（ ）
A. 铜球位移的变化量保持不变B. 铜球位移的大小保持不变
C. 铜球速度的变化量逐渐减小D. 铜球速度的变化量逐渐增大
9. 关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法不正确的是（ ）
A. 伽利略用逻辑的力量推翻了亚里士多德关于落体运动的观点
B. 伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点
C. 为“冲淡”重力，伽利略设计实验研究小球在斜面上的运动规律，然后将斜面实验得到的结论推广到斜面倾角增大到90°时
D. 伽利略通过实验得到自由落体运动规律
【答案】8. A 9. D
【解析】
【8题解析】
AB．铜球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动，速度逐渐增大，因此在相等的时间内铜球的位移逐渐增大，根据可知，在连续相等的时间内铜球位移的变化量不变，故A正确，B错误；
CD．因铜球的加速度保持不变，因此在相等的时间内，铜球的速度变化量不变，CD错误。
故选A。
【9题解析】
A．伽利略科学思想的核心是实验和逻辑推理的有机结合，伽利略用逻辑的力量推翻了亚里士多德关于落体运动的观点，故A正确，不符合题意；
B．实验前，伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点，故B正确，不符合题意；
C．为“冲淡”重力，伽利略设计实验研究小球在斜面上的运动规律，然后将斜面实验得到的结论推广到斜面倾角增大到90°时，故C正确，不符合题意；
D．自由落体运动是斜面实验的角度为90°时的特例，实验结论的合理外延是能够得到自由落体运动的规律，但不是通过实验直接得到，故D错误，符合题意。
本题选择错误选项，故选D。
请阅读下述文字，完成下列小题。
雨滴从高空落到地面的过程中，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力（为雨滴的速度，为常量）的作用。假设下落过程中雨滴质量不发生变化，雨滴间无相互作用。已知雨滴的质量为，重力加速度为。
10. 雨滴由静止开始下落的一小段时间内（速度未达最大值），雨滴运动的速度和加速度大小变化情况为（ ）
A. 速度和加速度均逐渐增大B. 速度逐渐增大，加速度逐渐减小
C. 速度逐渐增大，加速度保持不变D. 速度和加速度均保持不变
11. 雨滴最终匀速落到地面上，雨滴落地时的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
12. 雨滴通常从1500m左右的高空落下，落到地面的速度一般不超过。下列说法合理的是（ ）
A. 此过程雨滴的质量可以忽略B. 此过程雨滴的重力可以忽略
C. 此过程空气阻力不可忽略D. 此过程空气阻力可以忽略
【答案】10. B 11. A 12. C
【解析】
【10题解析】
雨滴从静止开始下落, 空气对下落雨滴的阻力与雨滴速度的平方成正比，由牛顿第二定律有
可知随着速度增大，加速度逐渐减小；
故选B。
【11题解析】
当雨滴的加速度等于零时做匀速直线运动，则有
故最终速度为
故选A。
【12题解析】
若阻力可忽略则落地速度为
结合题意可知阻力不可忽略，根据牛顿第二定律可知雨滴的重力与质量不可忽略。
故选C。
请阅读下述文字，完成下列小题。
某物体在热气球的带动下从地面沿竖直方向匀速上升，时刻，连接物体和气球的绳子断开，物体沿竖直方向继续运动一段时间，在时刻落回初始位置。在这个过程中，物体距地面的高度随时间变化的图像如图所示。不计空气阻力及风的影响，重力加速度为。
13. 时间内，物体的速度大小为（ ）
A B.
C. D.
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 和时刻物体的速度大小和方向均相同
B. 和时刻物体的加速度大小和方向均相同
C. 时间内物体的平均速度大小为
D. 时间内物体的平均速度不为0
15. 在时刻，物体（ ）
A. 处于平衡状态B. 速度为零
C. 速度最大D. 加速度为零
【答案】13. A 14. B 15. B
【解析】
【13题解析】
h-t图像的斜率表示速度，可得时间内，物体的速度大小为
故选A。
【14题解析】
A．根据题意可知，t1时刻物体只受重力，开始做竖直上抛运动，根据运动的对称性可知和时刻物体的速度大小相等，但方向相反，故A错误；
B．因物体在t2-t3时间内只受重力，所以加速度大小为g，方向竖直向下，故B正确；
C．根据平均速度公式可得时间内物体的平均速度大小为
故C错误；
D．根据平均速度公式可得时间内物体的平均速度为
故D错误。
故选B。
【15题解析】
BC．h-t图像的斜率表示速度，可知在时刻，物体的速度为零，故B正确，C错误；
AD．在时刻，物体只受重力，加速度为ｇ，不是处于平衡状态，故AD错误。
故选B。
请阅读下述文字，完成小列小题。
如图是一种身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪可以记录从发射到接收所需的时间。测量仪底部装有压力传感器，质量为的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与所受压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间为，输出电压为；某同学站在测重台上，测量仪记录的时间为，输出电压为。
16. 测量仪测出该同学的身高为（ ）
A. B.
C. D.
17. 测量仪测出该同学的质量为（ ）
A. B.
C. D.
18. 若该同学在测量仪上迅速蹲下，用计算机采集该同学的质量随时间变化的图像如图所示。则该同学在下蹲过程中（ ）
A. 一直处于超重状态
B. 一直处于失重状态
C. 先处于失重状态，后处于超重状态
D. 先处于超重状态，后处于失重状态
【答案】16. D 17. C 18. C
【解析】
【16题解析】
测量仪顶部到测量台的距离为
该同学站在测量台上后，测量仪顶部到该同学头顶的距离
因此该同学的身高
故选D。
【17题解析】
设该同学质量为M，根据已知条件
可得该同学的质量
故选C。
【18题解析】
下蹲的过程中，先是称量的质量小于该同学真实质量，处于失重状态；后来称量的质量大于真实质量，处于超重状态，因此该同学先处于失重状态，后处于超重状态。
故选C。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示，两物块甲，乙叠放在一起，在水平拉力作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动，甲、乙始终保持相对静止。已知甲和乙的质量分别为和，甲和乙、乙和地面间的动摩擦因数均为，重力加速度为。
19. 物块乙的加速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
20. 物块甲所受摩擦力大小和方向分别（ ）
A. 0B. ，水平向右
C. ，水平向左D. ，水平向右
【答案】19. D 20. D
【解析】
【19题解析】
对甲乙的整体分析，根据牛顿第二定律
解得
故选D；
【20题解析】
对甲分析可知
方向向右。
故选D。
第二部分
二、填空题。本题共3题，共12分。
21. 某同学用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律，如图是打出纸带的一部分，、、、、为纸带上标出的连续5个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。用刻度尺测量出每个计数点到点的距离，根据测量的数据可知，打下计数点时小车的速度大小为______；从打下点到打下点的过程中，小车的平均速度大小为______。
【答案】 0.36 0.40
【解析】相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，则相邻两点时间为s=0.1s
打下计数点时小车的速度大小为
根据平均速度的计算公式有
22. 某实验小组用如图（甲）所示的装置探究两个互成角度力的合成规律。图（乙）是得到的实验结果，其中______（选填“”或“”）表示的是用一支弹簧测力计拉橡皮条时的结果。实验过程中，若保持的方向不变，减小两根细绳的夹角，使小圆环仍位于点，则______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 变大
【解析】其中F是两个分力合力的理论值，是实验值，表示的是用一支弹簧测力计拉橡皮条时的结果。
实验过程中，若保持的方向不变，减小两根细绳的夹角，使小圆环仍位于点，即两个力的合力不变，则变大。
23. 在做“探究加速度与物体受力的关系”实验时，各组同学均得到一条几乎通过原点的直线。现将各组的a-F图线画在同一个坐标系内，如图所示。各组的实验图像不重合的原因是________________________。分别测量各组实验对象的质量，结合图像进行比较分析，是否可以推断出加速度与质量的关系？简要说明理由__________。
【答案】研究物体的质量不同 见解析
【解析】根据牛顿第二定律有，由于各组同学均得到一条几乎通过原点的直线，则对每组同学而言，加速度与合外力成正比，图线的斜率表示，各组的实验图像不重合，说明斜率不同，即研究物体的质量不同，斜率越大，研究对象的质量越小；
根据图像，可以读取合外力F为某一定值时不同图线的加速度值，作出加速度与相应图线的斜率即的图像，可以得到该图像亦为一条过原点的倾斜直线，说明在合外力F一定时，加速度与成正比，即加速度与质量成反比，则根据该图可以推断出加速度a与质量m成反比的关系。
三、计算论证题。本题共3题，共28分。解题要求：写出必要的文字说明，方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
24. 如图所示，质量m=0.5kg的物体放在水平面上，在F=3.0N的水平恒定拉力作用下由静止开始运动，物体发生位移x=4.0m时撤去力F，物体在水平面上继续滑动一段距离后停止运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物体在力F作用过程中加速度的大小；
（2）撤去力F的瞬间，物体速度的大小；
（3）撤去力F后物体继续滑动的时间。
【答案】（1）2m/s2；（2）4m/s；（3）1s
【解析】 (1)物块在力F作用过程中，据牛顿第二定律有
解得
a1=2m/s2
(2)设撤去力F时物块的速度为v，由运动学公式
v2=2a1x
解得
v=4m/s
(3)设撤去力F后物体的加速度为a2，据牛顿第二定律有
解得
a2=4m/s2
由速度公式可得
解得
t=1s
25. 某活动小组设计并制作出甲、乙两种加速度测量仪来测量汽车的加速度。
甲测量仪的构造原理示意图如图（甲）所示，一质量为的小滑块两侧分别与劲度系数为的轻弹簧相连，弹簧和小滑块穿在光滑的水平杆上，两弹簧的另一端固定在测量仪外壳上。小滑块上装有指针，可通过刻度尺测出小滑块的位移。测量仪静止时，两弹簧均处于原长，指针指向0刻度线。
乙测量仪的构造原理示意图如图（乙）所示，将一端连有摆球的轻质细线悬于测量仪内点。通过刻度盘可读出悬线与竖直方向的夹角。测量仪静止时，悬线与刻度盘0刻度线重合。
（1）将甲测量仪水平放置在汽车内，稳定时测量仪指针指在0刻度线右侧距离为位置。弹簧始终在弹性限度内。求此时汽车加速度的大小和方向。
（2）将乙测量仪水平放置在汽车内，稳定时测量仪悬线在刻度盘左侧刻度处。已知重力加速度为。求此时汽车加速度的大小和方向。
（3）为了可以直接读出加速度值，将乙测量仪刻度值改为对应的加速度值。刻度盘各刻度对应加速度的值是否均匀？简要说明理由。
【答案】（1），方向水平向左；
（2），方向水平向左； （3）不均匀；见解析
【解析】
【小问1解析】
根据牛顿第二定律可知
解得
方向水平向左；
【小问2解析】
根据牛顿第二定律可知
解得
方向水平向左；
【小问3解析】
因乙图中加速度和细线与竖直方向的夹角满足
可知刻度盘各刻度对应加速度的值是不均匀的。
26. 避险车道是供速度失控（刹车失灵）车辆安全减速的专用车道，由制动坡床和防撞设施等组成，如图1所示。
（1）一辆汽车因刹车失灵以的初速度冲入避险车道，经过4s停下，其运动过程可视为匀变速直线运动。求汽车在避险车道上运动的加速度大小和运动的距离。
（2）某同学用固定的斜面模拟避险车道研究汽车的运动规律。如图2（甲）所示，斜面足够长，滑块以沿斜面向上的初速度冲上斜面，滑块与斜面间的动摩擦因数为，可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
①若滑块冲上斜面后又沿斜面滑下来，设沿斜面向上为正方向，请在图2（乙）所示的坐标系中定性画出滑块在斜面上运动的图像。
②若要求滑块冲上斜面后静止在斜面上，求斜面的最大倾角（可用三角函数表示）。
【答案】（1）6.5m/s2 ， 52m
（2）① ②
【解析】
【小问1解析】
根据加速度定义式
代入数据解得加速度大小为
根据速度-位移公式
代入数据可得运动的距离
【小问2解析】
①令滑块的质量为m，斜面倾角为，沿斜坡向上运动时，根据牛顿第二定律，有
解得
下滑时，根据牛顿第二定律，有
解得
由此可知上滑的加速度大于下滑的加速度，上滑的位移与下滑的位移相等，则滑块在斜面上运动的图像为
②滑块在斜面上受重力、支持力和摩擦力，根据题意，有
可得