北京市顺义区2024-2025学年高一上学期期末质量监测物理试卷（解析版）

这是一份北京市顺义区2024-2025学年高一上学期期末质量监测物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算论述题解题要求等内容，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。
第一部分 选择题（共60分）
一、选择题（本题共20小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共60分）
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示，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. 下列描述汽车运动的物理量中，属于标量的是（ ）
A. 时间B. 速度C. 位移D. 加速度
2. 由图可知，汽车的速度（ ）
A. 保持不变B. 越来越大
C. 越来越小D. 先变大后变小
3. 如果汽车做匀变速直线运动，则汽车的加速度（ ）
A. 保持不变B. 越来越大
C. 越来越小D. 先变大后变小
4. 汽车从制动到停止过程的平均速度大小为（ ）
A. 3m/sB. 5m/sC. 7m/sD. 9m/s
【答案】1. A 2. C 3. A 4. B
【解析】
【1题解析】
时间只有大小没有方向，属于标量；速度、位移和加速度均有方向，属于矢量。
故选A。
【2题解析】
由图可见汽车每秒行驶的距离依次为9m、7m、5m、3m、1m，说明速度越来越小。
故选C。
【3题解析】
如果汽车做匀变速直线运动，则加速度大小保持不变。
故选A。
【4题解析】
汽车在5s内行驶的总路程为x=9m+7m+5m+3m+1m=25m
则平均速度
故选B。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示，皮带运输机通过传送带将质量为的货物匀速的从低处运到高处，货物与传送带没有相对运动，传送带平面与水平面之间的夹角为，货物与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
5. 货物在随传送带向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 只受重力B. 受重力、支持力和摩擦力
C. 只受重力和支持力D. 受重力、支持力、摩擦力和下滑力
6. 传送带对货物的支持力和货物对传送带的压力，下列说法正确的是（ ）
A. 大小相等，方向相反B. 大小相等，方向相同
C. 大小不等，方向相反D. 大小不等，方向相同
7. 货物受到的摩擦力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】5. B 6. A 7. C
【解析】
【5题解析】
货物随传送带一起匀速向上运动，受到重力，传送带对它的支持力和沿传送带向上的静摩擦力作用。
故选B。
【6题解析】
传送带对货物的支持力和货物对传送带的压力是一对相互作用力，大小相等，方向相反。
故选A。
【7题解析】
货物随传送带一起匀速上升，根据平衡条件可得货物受到的摩擦力大小为
故选C。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示、A同学用两个手指捏住直尺的顶端，B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在A同学放开手指让直尺下落时，B同学立刻捏住直尺。读出B同学捏住直尺的刻度，就是直尺下落的高度，根据自由落体运动公式算出直尺下落的时间、就是B同学的反应时间。
8. 若B同学反应时间为0.2s，则他捏住直尺部分的刻度约为（ ）
A. 25cmB. 20cmC. 15cmD. 10cm
9. 直尺下落的加速度a、速度v、高度h随时间t变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
10. 某同学制作了一把“人的反应时间测量尺”，关于该测量尺样式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】8. B 9. B 10. A
【解析】
【8题解析】
由自由落体公式有
故选 B。
【9题解析】
A．对自由落体运动，加速度 a 恒为常数（图像应是一条水平线），A错误；
BC．速度
即v 与时间成正比（应是一条过原点的斜直线），B正确，C错误；
D．下落高度
则h 随时间呈抛物线增长，D错误。
故选 B。
【10题解析】
由自由落体公式有
可得反应时间与下落高度的关系为
可见 t 与 h 并非线性关系而是随 变化，只有选项 A 中的数值符合此开方关系。
故选 A。
请阅读下述文字，完成下列小题。
公路上行驶的汽车，从司机发现前方异常情况到汽车完全刹停，仍将前进一段距离。要保证安全，这段距离内不能有车辆和行人，因此把它称为安全距离。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s，这段时间汽车仍保持原来的速度行驶。若将汽车刹车过程看作是匀减速直线运动，汽车在干燥的路面上以30m/s的速度行驶时，得到的安全距离为120m。
11. 汽车在匀减速阶段行驶位移大小为（ ）
A. 110mB. 100mC. 90mD. 80m
12. 汽车做匀减速运动的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
13. 设汽车在湿滑路面刹车时的加速度大小为干燥路面时的，若要求安全距离仍为120m，则汽车在湿滑路面上安全行驶的最大速度约为（ ）
A. 18m/sB. 20m/sC. 22m/sD. 24m/s
14. 某汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的安全系统，如图所示，当车速为10m/s时，若汽车与前方静止的障碍物之间的距离达到系统预设的安全距离且司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”（此过程可简化为匀减速直线运动．系统的反应时间忽略不计），使汽车避免与障碍物相撞，该刹车系统启动时汽车的加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 此系统设置的安全距离为10m
B. 此系统启动3s后汽车的速度为2m/s
C. 此系统使汽车完全停下所需的时间为2.5s
D. 若减小该系统刹车的加速度，则系统预设的安全距离需要变小
【答案】11. C 12. D 13. D 14. C
【解析】
【11题解析】
反应时间内汽车做匀速直线运动，可得反应时间内汽车的位移
匀减速阶段行驶的位移大小
故选 C。
【12题解析】
已知汽车刹车时的初速度，末速度，匀减速阶段位移。根据匀变速直线运动的速度-位移公式
可解得
故选D。
【13题解析】
已知汽车在湿滑路面刹车时的加速度大小为干燥路面时的​，则湿滑路面刹车加速度。设汽车在湿滑路面上安全行驶的最大速度为​，反应时间内位移
刹车过程根据速度-位移公式
可得刹车位移
又因为安全距离仍为120m，所以
整理得
解得。
故选D。
【14题解析】
A．已知车速，加速度，末速度，根据速度-位移公式
可得安全距离
故A错误；
B．根据速度公式
可得
而汽车速度减为0后就不再运动，所以时汽车速度为0，故B错误；
C．已知，加速度，末速度；根据速度公式
可解得
故C正确；
D．根据速度-位移公式
当不变，若减小加速度a，则刹车位移x会增大，所以系统预设的安全距离需要变大，故D错误。
故选C。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示，某同学用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究“在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”。
15. 该同学用图像法处理数据时，以弹簧的伸长量x为横坐标，弹簧的弹力F为纵坐标，描点作图，其他步骤都正确，则得出的图像应是（ ）
A. B.
C. D.
16. 另一同学分别使用两个不同的轻质弹簧a和b做实验，作出的弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹力与弹簧长度成反比
B. 弹簧的弹力与弹簧长度成正比
C. 弹簧a的自然长度比弹簧b的大
D. 弹簧a的劲度系数比弹簧b的大
【答案】15. C 16. D
【解析】
【15题解析】
根据胡克定律
可知，若以弹簧的伸长量x为横坐标，弹簧的弹力F为纵坐标，描点作图，图线应为过原点的一条倾斜直线。
故选C。
【16题解析】
AB．根据胡克定律可得
故AB错误；
CD．图线的斜率表示弹簧的劲度系数，横截距表示弹簧的原长，所以弹簧a的劲度系数比弹簧b的大，弹簧a的自然长度比弹簧b的小，故C错误，D正确。
故选D。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图甲所示，蹦极是一项极限体育项目。研究蹦极运动时，在运动员身上装好传感器，用于测量他在不同时刻下落的位移及速度。运动员身系弹性绳，从高处无初速度下落，根据某次传感器测到的数据，得到如图乙所示的图像。运动员可视为质点，不计弹性绳的重力。
17. 在运动员下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在加速下落过程中，其惯性变大
B. 运动员离开高台瞬间，其速度和加速度都为零
C. 运动员下落速度达到最大时，所受合力为零
D. 从弹性绳开始拉直至运动员下落到最低点的过程，运动员的加速度一直增大
18. 在运动员下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在下落的整个过程中一直处于失重状态
B. 运动员在弹性绳拉直后始终处于超重状态
C. 运动员从弹性绳开始拉直至下落到最低点的过程，先处于超重状态后处于失重状态
D. 运动员从弹性绳开始拉直至下落到最低点的过程，先处于失重状态后处于超重状态
19. 若运动员及携带装备的总质量为75kg，弹性绳原长为10m，忽略空气阻力的影响，弹性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A. 图线就是运动员蹦极运动的轨迹
B. 弹性绳的劲度系数约为150N/m
C. 运动员在最低点加速度大小约为30
D. 运动员的速度达到最大时加速度大小为10
20. 在实际的蹦极运动中，弹性绳拉力F的大小随时间变化的情况如图所示，重力加速度为g。此运动员在蹦极运动过程中的最大加速度约为（ ）
A. gB. 2gC. 3gD. 4g
【答案】17. C 18. D 19. B 20. B
【解析】
【17题解析】
A．惯性只与质量有关，不随运动状态变化而变化，A错误；
B．刚离开高台时速度为零，但由于重力作用，加速度不为零，为重力加速度，B错误；
C．运动员下落速度达最大时，合力为零，即弹力与重力相等且反向，C正确；
D．绳子开始拉伸后，弹力逐渐增大，合力开始向下减小，和重力相等之后弹力继续增大，合力变为向上，并不一直增加，D错误。
故选C。
【18题解析】
弹性绳拉直前运动员只受重力，加速度为重力加速度，处于完全失重状态；弹性绳拉直后，开始拉力小于重力，加速度逐渐减小，加速度方向向下，还处于失重状态；当拉力大于重力，加速度逐渐增大，运动员加速度方向向上，运动员处于超重状态。所以在下落的整个过程中和弹性绳拉直后运动员都是先处于失重状态，后处于超重状态。
故选D。
【19题解析】
A．v‒x图线表示的是速度随位移变化的图像，不是实际“轨迹”，A错误；
B．由图可知当位移为15m时，速度达到最大15m/s，速度最大时弹力和重力相等，有
解得绳子劲度系数k≈150 N/m
B正确；
C．若k≈150 N/m，绳子伸长到最低点时，加速度
C错误；
D．运动员的速度最大时合力为零，加速度为零，D错误。
故选B。
【20题解析】
由图示可见绳子拉力在某些时刻可达约3mg，此时加速度
故选B。
第二部分 非选择题（共40分）
二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）
21. 某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图所示的一条纸带（每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来），纸带下方的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz。根据下图中的数据，计算打下C点时小车的瞬时速度大小______m/s，该小车运动的加速度大小______。
【答案】 0.76 2.0
【解析】根据题意可知纸带上相邻计数点的时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得打下C点时小车的瞬时速度大小
根据逐差法可得小车运动的加速度大小
22. 某同学利用控制变量法探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图所示。在探究加速度与力的关系时，需要保持小车_________（选填“质量”或“所受作用力”）不变。他正确操作实验和处理数据，得到如图所示的a–F图像。由图像可知，小车的加速度a与它所受作用力F成_________（选填“正比”或“反比”）。
【答案】质量 正比
【解析】在探究加速度与力的关系时，需要保持小车质量不变；
由图像可知为一条倾斜直线，则小车的加速度a与它所受所用力F成正比。
23. 质量为50kg的人站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.2m/s2的加速度匀加速上升时，此人处于______（选填“超重”或“失重”）状态，人对水平地板的压力为______N，重力加速度g取10m/s2。
【答案】超重 510
【解析】当电梯以0.2m/s2的加速度匀加速上升时，加速度向上，则人处于超重状态；
根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
根据牛顿第三定律可得，人对水平地板的压力大小为510N。
三、计算论述题（本题共5小题。第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，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，用水平拉力F使质量m=2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平地面做匀加速直线运动，物体前2.0s内通过的位移为10m。求：
（1）物体加速度的大小a；
（2）水平拉力的大小F。
【答案】（1）5m/s2 （2）10N
【解析】
【小问1解析】
根据位移时间关系
代入数据可得
【小问2解析】
根据牛顿第二定律
可得
25. 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。若一个鸡蛋从某楼层由静止自由落下，经2s落地，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）鸡蛋落地时的速度大小v；
（2）鸡蛋刚开始下落的位置距地面的高度h。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）鸡蛋做自由落体运动，根据得 ，
（2）根据得，鸡蛋刚开始下落的位置距地面的高度
26. 如图所示，某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个质量的小球，列车沿水平方向以某一加速度做匀变速直线运动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度大小。在某次测定中，细线与竖直方向的夹角为，已知，，重力加速度g取。
（1）求列车加速度的大小a；
（2）求细线拉力的大小F；
（3）判断此时列车可能的运动情况。
【答案】（1）
（2）
（3）列车可能以的加速度向右加速或列车以的加速度向左减速。
【解析】
【小问1解析】
小球受到绳子拉力F和自身重力mg而在水平方向做匀变速直线运动，由牛顿第二定律有
代入题中数据，解得
【小问2解析】
对小球，由平行四边形定则可知
代入题中数据，解得
【小问3解析】
由于题目未说明车速度方向，所以列车可能以的加速度向右加速或列车以的加速度向左减速。
27. 如图甲所示，一名运动员由静止开始沿倾角的滑道加速滑下，运动员受到空气阻力的大小f与速度的大小v成正比，即，比例系数k的值为28，运动员与滑道间的动摩擦因数为。利用传感器作出运动员从静止开始沿滑道下滑的图像如图乙所示，图中的直线OA是时刻速度图线的切线，图线BC段平行于时间轴。已知，，重力加速度g取。求：
（1）时刻运动员的加速度大小a；
（2）该运动员质量m。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
由图像可得
【小问2解析】
达到最大速度时
解得
28. 利用惯性将羽毛球从球筒中取出是常用的办法。如图所示，两端开口的竖直球筒中静置着一个羽毛球，初始时用手握住球筒，在空中静止。某时刻开始用手带动球筒竖直向下做匀加速直线运动，持续一段时间后忽然停止，球筒速度立刻变为0并保持静止。已知羽毛球质量为m，可以看作质点，球与球筒之间的最大静摩擦力为，滑动摩擦力为，羽毛球离球筒的上、下两端口的距离分别为、。已知重力加速度为g，空气阻力不计，球筒离地面足够高，全过程球筒始终保持竖直方向。
（1）球筒向下加速运动过程中，若加速度，求羽毛球所受摩擦力大小；
（2）球筒向下加速运动过程中，若使羽毛球和球筒发生相对滑动，请说明球筒向下的加速度需要满足的条件；
（3）若球筒只加速一次就能使羽毛球从球筒下端离开，求球筒向下运动的加速度的取值范围。（用g，，表示）
【答案】（1） （2） （3）见解析
【解析】
【小问1解析】
由牛顿第二定律可得
解得
【小问2解析】
由牛顿第二定律可得
解得
所以
【小问3解析】
当时，球与球筒未发生相对滑动。设球筒停止时球的速度为v，球筒停止后，球的加速度为，有，，，
所以即可，所以加速度满足条件为
当时，球和球筒之间发生相对滑动，球相对于球筒向上滑动，设球筒向下加速的时间为t，球的加速度为。球筒的位移向下，
球相对球筒向上滑动，所以摩擦力向下，有，
球向下的位移
球相对球筒向上运动的位移
且满足，球不从球筒上端离开。经时间t，球的速度
此后，球向下匀减速运动，设球做匀减速运动加速度为。有，
若球能从球筒下端滑出，应满足
解得
因此，若在球筒加速时，球与球筒之间发生相对滑动，又可以从下端滑出球筒，加速度满足条件
结论：
①若在球筒加速时，球不发生相对滑动，球筒加速到合适的速度时，加速度满足，球可以从球筒下端滑出。
②若在球筒加速时，球与球筒之间发生相对滑动，球筒加速到合适的速度时，加速度满足，球可以从球筒下端滑出。
所以若球筒只向下加速一次，只要满足向下的加速度，球就可以从球筒下端滑出。