2024~2025学年北京市西城区高一上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年北京市西城区高一上学期期末物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，论述等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，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，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分（选择题共42分）
一、单项选择题（共10个小题，每小题3分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。）
1. 下列这些描述运动的物理量中，属于标量的是哪个（ ）
A. 时间B. 位移C. 速度D. 加速度
【答案】A
【解析】A．时间只有大小，没有方向，是标量，故A符合题意；
BCD．位移、速度和加速度都是既有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的矢量，故BCD不符合题意。
故选A。
2. 如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度为，经过一小段时间之后，速度变为，且，则这一过程中汽车（ ）
A. 位移的方向与的方向相反
B. 速度变化量的方向与相同
C. 加速度的方向与的方向相反
D. 加速度的方向与速度变化量的方向相反
【答案】C
【解析】A．物体的速度方向没变，则位移的方向与的方向相同，选项A错误；
B．速度变化量方向与相反，选项B错误；
CD．加速度的方向与速度变化量的方向相同，则与的方向相反，选项C正确，D错误。
3. 用图示装置探究弹簧弹力与形变量的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。在弹簧下端悬挂质量为的钩码，待钩码静止时记录弹簧下端在刻度尺的位置，重力加速度为，则弹簧的劲度系数为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】竖直悬挂时，根据胡克定律及受力平衡有
解得
故选D。
4. 如图所示，甲、乙两位同学利用直尺测量反应时间。甲用一只手在直尺末端做捏尺的准备，在他看到乙同学放开直尺时，他立刻捏住直尺，测出直尺在这段时间内下落的高度，计算出直尺下落的时间，就是甲同学的反应时间。若在某次测试中，直尺下落的高度为20cm，则这次实验测量出甲的反应时间是（g取10m/s2）（ ）
A. 0.02sB. 0.1sC. 0.14sD. 0.2s
【答案】D
【解析】由自由落体运动公式
得实验测量出甲的反应时间为
故D正确。
故选D。
5. 用如图所示的装置进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。力传感器固定在铁架台上，物块放置在粗糙的水平长木板上，用沿水平方向的细线将物块系在传感器的挂钩上。水平向左拉动木板，在木板向左运动的过程中，物块相对于地面保持静止，传感器的示数为，由此可推断出（ ）
A. 物块A受到的滑动摩擦力大小为，方向水平向右
B. 物块A受到的滑动摩擦力大小为，方向水平向左
C. 木板受到地面的滑动摩擦力大小为，方向水平向右
D. 木板受到地面的滑动摩擦力大小为，方向水平向左
【答案】B
【解析】AB．当水平向左拉动木板时，物块 A 相对于地面静止，此时物块A处于平衡状态。物块A在水平方向受到细线向右的拉力（力传感器的示数）和木板对它的滑动摩擦力。根据二力平衡条件，这两个力大小相等、方向相反。已知力传感器示数为 2.2N（方向向右），所以物块A受到的滑动摩擦力大小为 2.2N，方向水平向左，故A错误，B正确；
CD．木板相对于地面向左运动，故地面给木板的滑动摩擦力水平向右，由于不知道地面与木板间的动摩擦因数和物块A与木板重力，故无法计算出地面给木板的滑动摩擦力大小，故CD错误。
故选B。
6. 如图所示，在光滑竖直墙壁上用轻质网兜把足球挂在点，足球与墙壁的接触点为。足球的重力为，悬绳与墙壁的夹角为，则（ ）
A. 悬绳对球的拉力的大小为
B. 悬绳对球的拉力的大小为
C. 球对墙壁的压力的大小为
D. 球对墙壁的压力的大小为
【答案】B
【解析】球受到绳子拉力F、墙壁给的支持力N和自身重力G而平衡，由平衡条件有
联立解得
牛顿第三定律可知球对墙壁的压力大小
故选B。
7. 图1所示为某超市的倾斜式自动人行道，将顾客随自动人行道上行的情境简化为图2所示的示意图。若运动过程中顾客与自动人行道始终保持相对静止，下列说法正确的是（ ）
A. 自动人行道匀速向上运行的过程中，顾客受重力、支持力和滑动摩擦力
B. 自动人行道匀速向上运行的过程中，顾客可能不受摩擦力
C. 自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的支持力比匀速时小
D. 自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的摩擦力比匀速时大
【答案】D
【解析】AB．自动人行道匀速向上运行的过程中，顾客受力平衡，则受竖直向下的重力、垂直斜面的支持力和沿斜面向上的静摩擦力作用，选项AB错误；
C．自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的支持力与匀速时相等，均为mgcsθ，选项C错误；
D．匀速向上运动时人受的静摩擦力为
自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的摩擦力
选项D正确。
故选D。
8. 某同学用量角器、细线和小钢球制作了一个测量加速度的仪器。如图所示，他用细线将小钢球悬挂于量角器的圆心。某次测量中，他将测量仪置于沿水平路面行驶的车厢的地板上，调整量角器处于竖直平面内，并使量角器的直径边与车辆运动方向平行。车辆行进中观察到细线在一段时间内稳定在刻线的位置（图示位置），由此可知车辆的加速度（ ）
A. 大小为，方向水平向右
B. 大小为，方向水平向左
C. 大小为，方向水平向右
D. 大小为，方向水平向左
【答案】D
【解析】根据牛顿第二定律可知
可得
方向水平向左。
故选D。
9. 右图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船质量为，其推进器工作时飞船受到的平均推力为，在飞船与质量更大的空间站对接后，推进器工作时间内，飞船和空间站速度变化量为，则（ ）
A. 空间站的质量为
B. 空间站的质量为
C. 飞船对空间站的平均推力为
D. 飞船对空间站的平均推力为
【答案】A
【解析】AB．把飞船、空间站作为整体，由牛顿第二定律有
因为
联立解得空间站质量
故A正确，B错误；
CD．对空间站，由牛顿第二定律有
联立以上，解得飞船对空间站的平均推力
故CD错误。
故选A。
10. 某同学查阅资料得知，在速度不太大时，空气阻力与物体速度成正比。于是他设计了下面的探究方案来进一步研究空气阻力与速度的关系：他找来一个比较大的氦气球，于无风的室内在气球下面挂一个合适的重物后，气球恰好能以速率匀速上升；在气球下面再挂上一个质量为的小沙袋后，气球恰好又能以速率匀速下降。已知重力加速度为，据此现象可推导出空气阻力与速度的关系式为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】题意知空气阻力与物体的速度成正比，设比例系数为（即）。设气球、重物质量分别为M、m，无风时，气球恰好能以速率匀速上升，对重物和气球，由平衡条件有
气球下面再挂上一个质量为的小沙袋后，气球恰好又能以速率匀速下降，对重物和气球，由平衡条件有
联立解得
所以空气阻力与速度的关系式
故选C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。）
11. 如图所示，把球夹在竖直墙和木板之间，球处于静止状态，不计摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 木板对球的支持力大于球的重力
B. 墙壁对球的压力大于木板对球的支持力
C. 若增大木板与墙壁的夹角，木板对球的支持力将增大
D. 若增大木板与墙壁的夹角，墙壁对球的压力将减小
【答案】AD
【解析】AB．对球分析可知木板对球支持力
墙壁对球的压力，
可知木板对球的支持力大于球的重力，墙壁对球的压力小于木板对球的支持力，选项A正确，B错误；
C．根据
若增大木板与墙壁的夹角，木板对球的支持力将减小，选项C错误；
D．根据
若增大木板与墙壁的夹角，墙壁对球的压力将减小，选项D正确。
故选AD。
12. 甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶，时刻它们恰好经过同一路标。时间内，两辆车的图像如图所示，则（ ）
A. 时刻甲车追上乙车
B. 时间内甲车的加速度逐渐减小
C. 时间内甲车的位移大于乙车的位移
D. 时间内两车的平均速度大小都为
【答案】BC
【解析】A．因图像与坐标轴围成的面积等于位移，而在时间内乙的位移大于甲的位移，可知时刻甲车在乙车后面，选项A错误；
B．图像的斜率等于加速度，则时间内甲车的加速度逐渐减小，选项B正确；
C．图像与坐标轴围成的面积等于位移，可知时间内甲车的位移大于乙车的位移，选项C正确；
D．时间乙车的平均速度为，因甲车的位移大于乙车的位移，可知甲车的平均速度大于，选项D错误。
故选BC。
13. 如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为的竖立在地面上的钢管下滑。假设他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零，已知他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为。若将消防队员看作质点，可估算出他（ ）
A. 下滑的平均速度是
B. 下滑的最大速度是
C. 加速下滑的位移大小为
D. 减速下滑的位移大小为
【答案】BD
【解析】AB．设下滑的最大速度为v，则
解得下滑的最大速度是
平均速度为
选项A错误，B正确；
CD．根据
可得加速的时间t1=1s
则加速位移
减速的位移为h2=12m-4m=8m
选项C错误，D正确。
故选BD。
14. 如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中各点均对应人的不同状态，根据图像可知（ ）
A. 图像中点至点过程对应人处于下蹲过程中
B. 图像中点至点过程对应人处于起跳过程中
C. 图像中点位置对应人处于运动过程的最高点
D. 图像中点位置对应人处于超重状态
【答案】AD
【解析】A．图像中点至点过程人处于失重状态，加速度向下，则对应人处于下蹲过程中，选项A正确；
B．图像中点至点过程人处于超重状态，加速度向上，处于减速下蹲过程中，选项B错误；
C．图像中点位置处于超重最大的状态，即向上的加速度最大，此时对应人处于下蹲过程的最低点，选项C错误；
D．图像中点位置对传感器的压力大于重力，对应人处于超重状态，选项D正确。
故选AD。
第二部分（实验、论述和计算题共58分）
三、实验题（本题共2小题，共18分）
15. 如图所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。橡皮条的一端固定，另一端连接轻质小圆环。
（1）先用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，使小圆环静止于点，由两个测力计的示数得到拉力和的大小，此外还必须___________。
A. 测量橡皮条的伸长量
B. 测量两细线的夹角
C. 记录两细线的方向
（2）再改用一个弹簧测力计拉动小圆环，施加的力应使小圆环___________。
（3）改变两个拉力、的大小和夹角重复实验，测得多组、和的数据。若不考虑力的大小的测量误差，同一组数据中、和的大小关系可能是___________。
A.
B.
C.
D.
【答案】（1）C （2）静止于点 （3）ABD
【解析】
【小问1解析】
该实验除了要记录两个测力计的拉力和的大小外，还必须要记录两个力的方向，故选C；
【小问2解析】
为保证等效性，则再改用一个弹簧测力计拉动小圆环，施加的力应使小圆环静止于点；
【小问3解析】
合力的大小范围是|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
所以合力可能大于分力，也可能小于分力，但两个分力之代数和不可能小于合力，故ABD正确，C错误。
故选ABD。
16. 用图1所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。把一端带有滑轮的长木板平放在水平桌面上，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细线，小车在槽码的牵引下运动。
（1）除小车、槽码、打点计时器（含纸带、复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有___________。
A. 电压可调的直流电源
B. 电压合适的交流电源
C. 秒表
D. 刻度尺
E. 天平
（2）接通打点计时器电源，释放小车，小车在槽码的牵引下沿直线运动，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图2所示，为纸带上标出的连续3个计数点（计数点之间还有4个点未画出），相邻计数点间的时间间隔为。从图中数据可知，在打点时小车的瞬时速度为___________（结果保留2位有效数字）。
（3）以时间为横轴，速度为纵轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点。图3中已经标出其他计数点对应的坐标点，请在该图中时刻标出点对应的坐标点，并画出图像_______。由图像可判断小车做___________运动，小车的加速度大小___________（结果保留2位有效数字）。
（4）有同学认为，若不考虑阻力作用，将细线上悬挂的槽码的质量加倍，小车的加速度也将加倍。你同意他的观点吗？请分析说明__________。
【答案】（1）BD （2）0.39
（3） 匀加速直线 1.5##1.6
（4）不同意他的观点。设槽码质量为，小车质量为，细线上的拉力为，小车运动的加速度为。对槽码有，对小车有，可得。若槽码的质量加倍，有，可得。
【解析】
【小问1解析】
除小车、槽码、打点计时器（含纸带、复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有电压合适的交流电源和刻度尺，故选BD。
【小问2解析】
在打点时小车的瞬时速度为
【小问3解析】
画出图像如图
由图像可判断小车做匀加速直线运动，小车的加速度大小
【小问4解析】
不同意他的观点。设槽码质量为，小车质量为，细线上的拉力为，小车运动的加速度为。对槽码有
对小车有
可得
若槽码的质量加倍，有
可得
四、论述、计算题（本题共4小题，共40分）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
17. 如图所示，一辆汽车在平直公路上从静止开始加速运动，前内汽车每前进位移分别为、、、、。设汽车加速过程中做匀加速直线运动，求：
（1）前内汽车的平均速度大小；
（2）汽车加速过程中的加速度大小；
（3）时汽车的速度大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
由题意可知前内汽车的位移，则平均速度
【小问2解析】
对前运动过程，根据
解得
【小问3解析】
由运动学公式可知时的速度
18. 滑雪是体育爱好者青睐的一项冬季运动项目。如图所示，一位滑雪者，人与装备的总质量为，沿倾角为的山坡匀加速直线滑下，后又进入水平滑道做匀减速直线运动。已知滑雪者沿山坡下滑过程中受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）为，取。
（1）画出滑雪者沿山坡下滑过程中的受力示意图，并求此过程中他的加速度的大小。
（2）若滑雪者进入水平滑道时的速度大小为，进入水平滑道后受到的阻力增加为坡道上的1.2倍，求他在水平滑道上滑行的最大距离。
【答案】（1）， （2）
【解析】
【小问1解析】
受力示意图见图
根据牛顿第二定律有
解得
【小问2解析】
滑雪者进入水平滑道后，根据牛顿第二定律，有
解得
根据匀变速直线运动规律，有
解得
19. 在春节等传统节日中我们经常要悬挂灯笼来装点节日气氛。如图所示，用绳将灯笼悬于点，要使灯笼静止于图中虚线所示位置，可以在绳上点施加不同方向的拉力。已知灯笼的重力为与竖直方向夹角为。
（1）请设计一种方案使灯笼静止于图中虚线所示位置，通过作图和计算说明在点额外施加的力的大小和方向。
（2）通过作图和计算说明，要使灯笼静止于图中虚线所示位置，在点沿什么方向施加力时所需的力最小，并计算出力的最小值。
【答案】（1）见解析 （2）见解析
【解析】
小问1解析】
方案1：如图所示
用与竖直方向夹角的绳子系于点，在点施加斜向右上方的拉力，根据共点力平衡的条件和三角函数关系可知：
方案2：
如图所示，用沿水平方向的绳子系于点，在点施加水平向右的拉力，根据共点力平衡的条件和三角函数关系可知
【小问2解析】
根据共点力平衡条件可知，在点施加的力的方向不同时，绳上的力与力构成的平行四边形的形状也不同，由图可知，当与垂直时最小，即当沿着与绳垂直的方向斜向右上方施加力时所需的力最小根据共点力平衡的条件和三角函数关系可知
20. 城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题，下图为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。
设一个质量约、直径约的鸡蛋从16楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差约为，鸡蛋下落起点距地面的高度约为取。
（1）不计空气阻力，估算鸡蛋与地面撞击前瞬间的速度大小。
（2）尝试对鸡蛋与地面撞击的过程建构简单模型，估算撞击过程中鸡蛋对地面的平均冲击力的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
题意知高度，根据匀变速直线运动规律，有
解得鸡蛋与地面撞击前瞬间的速度大小
【小问2解析】
将鸡蛋与地面撞击的过程看作匀减速直线运动，位移，末速度为0，根据牛顿第二定律有
由匀变速直线运动规律有
联立解得地面给的平均支持力
根据牛顿第三定律可知，鸡蛋对地面的平均冲击力大小为。