北京市东城区高一上学期期末统一检测物理试卷（解析版）-A4

这是一份北京市东城区高一上学期期末统一检测物理试卷（解析版）-A4，共20页。试卷主要包含了5sB等内容，欢迎下载使用。
2025.1
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，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共14题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 下列各组物理量中，都是矢量的是（ ）
A. 时间、加速度B. 重力、速度C. 路程、弹力D. 质量、位移
【答案】B
【解析】
【详解】加速度、重力、速度、弹力和位移都是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而时间、路程和质量只有大小无方向，是标量。
故选B。
2. 小孩从如图所示的滑梯上由静止开始下滑，下列图像可以表示他的受力或运动情况的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AD．小孩从如图所示的滑梯上由静止开始下滑，所受的合外力不变，加速度不变，则选项A正确，D错误；
BC．小孩在滑梯上做匀加速下滑，则x-t图像为曲线，v-t图像为过原点的倾斜直线，选项BC错误。
故选A。
3. 一小物体从高为6层的楼房的楼顶由静止落下，每层楼高约为3m，不考虑空气阻力，g取，则小物体（ ）
A. 经过大约4s落地
B. 落地时速度大小约为40m/s
C. 通过5楼的时间小于通过3楼的时间
D. 通过6楼和5楼所用时间之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
解得
故A错误；
B．根据
故B错误；
C．物体下落的速度越来越大，则物体通过5楼的平均速度小于通过3楼的平均速度，通过5楼的时间大于通过3楼的时间，故C错误；
D．设每层楼高为，由
通过6楼的时间为
通过5楼所用时间
通过6楼和5楼所用时间之之比为，故D正确。
故选D。
4. 用两台无人机协同工作运送树苗，如图所示，两条绳之间的夹角为，设树苗质量为m，当无人机和树苗匀速移动时每条绳的拉力大小为（ ）
A. B. mgC. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由平衡条件有
解得每条绳的拉力大小为
故选A。
5. 下列关于牛顿运动定律的说法正确的是（ ）
A. 牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零情况下的特例
B. 用力提一个很重的箱子但没有提动，这与牛顿第二定律矛盾
C. 从尾部向外喷气使火箭加速的过程，可用牛顿第二定律和牛顿第三定律解释
D. 根据牛顿第三定律，用手托着一块砖突然向上加速时，砖受到的支持力大于手受到的压力
【答案】C
【解析】
【详解】A．牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因或产生加速度的原因，同时指出了物体具有保持原来运动状态的属性，即惯性。因为不受力的物体是不存在的，从这里可以看出牛顿第一定律是理想情况下的定律，牛顿第二定律指出了加速度与力和质量的关系即F=ma，当加速度a=0时，并不能说明物体不受力，只能说明作用于物体的几个力的合力为零，因此，牛顿第一定律不是牛顿第二定律在物体的加速度a=0条件下的特例，故A错误；
B．用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律不矛盾，因为箱子受到的合力为零，故箱子静止，故B错误；
C．向尾部喷气使火箭加速的过程，可用牛顿第二定律和牛顿第三定律解释，故C正确；
D．用手托着一块砖突然向上加速时，砖受到的支持力与手受到的压力是一对相互作用力，两者大小相等，方向相反，故D错误。
故选C。
6. 物体静止在光滑水平面上，某时刻在物体上施加一个方向水平向东的力F，且F的大小逐渐减小到零，对此过程中物体的运动情况判断正确的是（ ）
A. 加速度方向与速度方向相反B. 向东做减速运动
C. F减小到零时速度最大D. 速度变化得越来越快
【答案】C
【解析】
【详解】物体受到向东的力F，则加速度方向向右，即物体向右做加速运动，加速度方向与速度方向相同，随着力F的减小，物体的加速度减小，速度的变化越来越慢，即物体向东做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时速度达到最大。
故选C。
7. 利用频闪摄影探究自由落体运动，如图所示是小球自由下落时的频闪照片，频闪仪每隔闪光一次，照片中数据的单位是cm。根据本题及照片中的信息可知，下列说法正确的是（ ）
A. C点的速度约为3.2m/s
B. 可利用求小球的加速度值，约为2.4cm
C. 计算B、C、D、E各点速度，做图像，可由斜率得到重力加速度值
D. 计算B、C、D、E各点速度，做图像，可由斜率求出小球的加速度值
【答案】D
【解析】
【详解】A．C点的速度约为
选项A错误；
B．根据相邻相等时间的位移关系，可利用
求小球的加速度值，约为1.6cm，选项B错误；
CD．计算B、C、D、E各点速度，根据速度与位移关系公式v2=2gh可知若做图像，则图像不是直线，不可由斜率得到重力加速度值；若做图像，可由斜率求出小球的加速度值，选项C错误，D正确。
故选D。
8. 做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验时，使用两条不同的轻质弹簧a和b，分别得到弹簧弹力F与弹簧长度l关系的两条图线如图所示，则由图可知（ ）

A. 弹簧a的弹力与其长度成正比B. 弹簧a的原长比弹簧b的短
C. 弹簧a的劲度系数比b的小D. 弹簧b的弹力与其形变量成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A．因图像不过原点，可知弹簧a的弹力与其长度不成正比，选项A错误；
B．图像与横轴的交点等于弹簧原长，可知弹簧a的原长比弹簧b的短，选项B正确；
C．根据
则F-l图像的斜率等于弹簧的劲度系数，可知弹簧a的劲度系数比b的大，选项C错误；
D．弹簧b的弹力与其形变量成正比，选项D错误。
故选B。
9. 如图所示，水平传送带以的速度顺时针匀速转动，其两端点A、B之间的距离。将可视为质点的小物块无初速度地放在传送带A端，物块与传送带之间的动摩擦因数，g取10m/，则小物块在传送带上运动的时间为（ ）
A. 0.5sB. 1.0sC. 1.5sD. 2.0s
【答案】C
【解析】
详解】物体先做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
设经物块与传送带共速，有
物块的位移为
物块匀速的时间为
小物块在传送带上运动的时间为
故选C。
10. 一物体由静止开始在竖直方向运动，其加速度a随时间t变化的规律如图所示，取竖直向下为正方向，则物体（ ）
A. 做往返运动，4s末回到出发点B. 前2s内与前4s内的平均速度相等
C. 第2s内与第3s内速度变化量相同D. 在第1s内处于超重状态
【答案】B
【解析】
【详解】将加速度a随时间t变化的规律转换成速度随时间变化的规律，如图所示
A．由速度随时间变化图像可知，物体做单向直线运动，故A错误；
B．根据
可知前2s内与前4s内的位移之比为1:2，由
可得前2s内与前4s内的平均速度相等，故B正确；
C．第2s内与第3s内加速度方向相反，所以速度变化量不相同，故C错误；
D．在第1s内加速度方向竖直向下，处于失重状态，故D错误。
故选B。
11. 如图所示，质量为M斜面支架放在水平桌面上，质量为m的书放在斜面支架上，二者均静止。书与斜面间的动摩擦因数为，斜面与水平面的夹角用表示，重力加速度记为g，下列说法正确的是（ ）
A. 书受到摩擦力的大小为
B. 当略微减小时，书所受支持力和重力的合力增大
C. 当增大到使书在斜面上匀速滑动时，支架对桌面的压力大于
D. 当增大到使书在斜面上加速滑动时，桌面对支架的摩擦力水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】A．书处于静止状态，受到静摩擦力作用，根据平衡条件可得，书受到摩擦力的大小为
故A错误；
B．书所受支持力和重力的合力等于重力沿斜面的分力，大小为
当略微减小时，书所受支持力和重力的合力减小，故B错误；
C．当增大到使书在斜面上匀速滑动时，以书和斜面支架为整体，根据受力平衡可得
可知支架对桌面的压力等于，故C错误；
D．当增大到使书在斜面上加速滑动时，书有沿斜面向下的加速度，则具有水平向右的加速度，以书和斜面支架为质点组，根据质点组牛顿第二定律可得
可知桌面对支架的摩擦力水平向右，故D正确。
故选D。
12. 人站在压力传感器上持续多次完成下蹲、站起、下蹲、站起的动作，某段时间内传感器采集的压力F随时间t变化的情况如图所示，根据图像判断下列说法中正确的是（ ）（重力加速度g取）
A. 在所记录的0~8s时间段内，人完成了两次“下蹲”和两次“站起”的动作
B. 在的时刻，人下蹲至最低点
C. 在的时刻，人的速度最大
D. 完成b图像对应动作比完成a图像对应动作所用时间长
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知“下蹲”过程中，力传感器上的示数先小于重力，后大于重力，“站起”过程中，力传感器上的示数先大于重力，后小于重力，则0～8s时间段内，人完成了一次“下蹲”和一次“站起”的动作，故A错误；
B．F=200N的时刻，人处于失重状态，并非下蹲至最低点，故B错误；
C．当加速度为0时，速度最大，F=700N的时刻，人的加速度不为0，速度不是最大，故C错误；
D．由图可知b图的峰值较小，则可知平均加速度较小，根据x=at2可知，位移相同，则时间较长，故D正确；
故选D。
13. 老虎车是一种搬运工具，如图所示，车的平面与挡板垂直。某次运货时货物与车保持相对静止并水平向右做加速运动，车平面与水平地面的夹角为，重力加速度为g。不考虑货物与车平面及与挡板之间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 当老虎车的加速度为时，车平面对货物的支持力为0
B. 当挡板对货物作用力为0时，老虎车的加速度为
C. 当加速度不断增大时，货物会沿车平面向上滑
D. 当老虎车突然刹车时，货物只会沿车平面滑动，不会离开车平面
【答案】C
【解析】
【详解】A．运货时货物与车保持相对静止并水平向右做加速运动，设平面对货物的支持力为，挡板对货物的弹力为，对货物由牛顿第二定律有
当老虎车的加速度为时，有
可知车平面对货物的支持力不为0，故A错误；
B．当挡板对货物作用力为0时，货物只受重力和车平面的支持力，由牛顿第二定律可得
解得老虎车的加速度为
故B错误；
C．对货物由牛顿第二定律有
可知当加速度不断增大时，平面对货物的支持力增大，挡板对货物的弹力减小，当车的加速度增大到时，挡板对货物作用力为0，平板车加速度再增大货物将会沿车平面向上滑，故C正确；
D．当老虎车突然刹车时，老虎车减速，但货物由于惯性会保持原来的运动状态，货物会离开车平面，故D错误。
故选C。
14. 如图甲所示，两薄木板A、B质量相同，其中木板A与墙面间的动摩擦因数为，木板B与木板A间的动摩擦因数为，光滑重球被轻质细绳跨过定滑轮拉住，整个系统处于静止状态。现缓缓释放细绳使重球缓慢下降，对可能出现的情况，下列说法正确的是（ ）
A. 若出现图乙所示情况，只要B. 若，会出现图乙所示情况
C. 要出现图丙所示情况，必有D. 若，会出现图丙所示情况
【答案】D
【解析】
【详解】AB．设球对木板的压力为F，则对图乙所示情况，对A分析可知
对B分析可知
联立解得
选项AB错误；
CD．对图丙所示情况，对AB整体分析可知
对B分析可知
联立解得
选项C错误，D正确。
故选D。
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 如图所示为“验证力的平行四边形定则”的实验，实验步骤如下：
①用两个相同的弹簧测力计沿细绳互成角度拉套在橡皮筋结点的细绳套，使橡皮筋伸长，结点到达纸面上某一位置静止，记为O；
②记录两个弹簧测力计的拉力、的_____和_____；
③只用一个弹簧测力计拉绳套，使结点_____，记录弹簧测力计的拉力F；
④按照力的图示要求，作出拉力、、F的图示；
⑤根据力的平行四边形定则，作出和的合力；
⑥比较F与大小、方向的一致程度。
（1）请将步骤②中的内容填写完整：_____、_____。
（2）请将步骤③中的内容填写完整：_____。
（3）下图四个实验报告中的实验记录及数据处理，正确的是_____（选填对应选项的字母）。
A. B.
C. D.
【答案】（1） ①. 大小 ②. 方向
（2）仍到位置O （3）B
【解析】
【小问1详解】
②[1][2]记录两个弹簧测力计的拉力、的大小和方向；
【小问2详解】
③只用一个弹簧测力计拉绳套，使结点仍到位置O，记录弹簧测力计的拉力F；
【小问3详解】
是两个分力合力的理论值；F是两个分力合力的实验值，其方向一定沿OA方向，由于实验存在误差，则与F有偏差。
故选B。
16. 做探究“加速度与质量的关系”和探究“加速度与力的关系”的实验。
（1）采用如图甲所示的装置探究“加速度与质量的关系”：保持槽码质量不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车中砝码和小车的总质量M，与此相对应，利用纸带上打出的点来测量小车的加速度。
①对此实验方案，下列做法中合理的是_____（选填正确选项前的字母）。
A．在平衡阻力时，需要把木板的一侧垫高，并将牵引槽码用细线通过定滑轮系在小车上
B．实验时，先接通打点计时器电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车
C．调节滑轮，使细线与木板平行
D．小车质量应远远大于槽码的质量
②图乙所示为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔T = 0.10 s，由该纸带可求得小车的加速度a = _____m/s2（计算结果保留2位有效数字）。
（2）为了探究加速度与力的关系，使用如图丙所示的气垫导轨装置进行实验，其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，遮光条从开始遮住G1到开始遮住G2的时间为t，牵引槽码的质量为m，回答下列问题。
①若取M = 0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_____。
A．m1 = 5 g B．m2 = 15 g C．m3 = 20 g D．m4 = 400 g
②在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度a的表达式为_____（用Δt1、Δt2、D、t表示）。
【答案】（1） ①. BCD ②. 0.51
（2） ①. D ②.
【解析】
【小问1详解】
①[1]A．在平衡阻力时，需要把木板的一侧垫高，不能将槽码用细线通过定滑轮系在小车上，故A错误；
B．实验时，先接通打点计时器电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车，故B正确；
C．调节滑轮，使细线与木板平行，故C正确；
D．为了使细绳对小车的拉力近似等于槽码的重力，小车质量应远远大于槽码的质量，故D正确。
故选BCD。
②[2]图乙所示为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔T = 0.10 s，由逐差法可求得小车的加速度为
【小问2详解】
①[1]为了探究加速度与力的关系的实验中，当槽码的质量远小于滑块连同上面固定的挡光片的总质量时，才能近似认为槽码受到的重力等于滑块受到的拉力，故D不合适。
故选D。
②[2]光束被遮挡的时间Δt1、Δt2，则对应的速度分别为
根据加速度定义式有
解得
17. 一滑雪道由AB和BC两段材质相同滑道组成，其中AB段长度，与水平方向夹角，BC段沿水平方向且足够长，AB与BC之间由不计长度的小圆弧相连。已知当运动员从A点由静止下滑，经过5s后到达B点。取重力加速度大小，，，求运动员：
（1）滑到B点时的速度；
（2）与滑雪道间的动摩擦因数；
（3）在BC段上滑行的距离l。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【详解】（1）运动员在AB段做初速度为零的匀加速直线运动
解得
由匀变速直线运动速度与时间的关系可得
（2）运动员在AB段受重力、垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力，由牛顿第二定律可知
解得
（3）运动员在BC段受重力、竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力，由牛顿第二定律可知
解得
由
解得
18. 如图甲所示是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氢气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氢气球对其有大小恒为、方向竖直向上的拉力作用。将球面视为半径为R的几何球面，球心用O表示，如图乙所示，球面上A点与球心O的连线和O点与球面最低点的连线之间的夹角为θ。将人视为质点，当工作人员站在图乙中的A点处静止时，求：
（1）球面对工作人员作用力的大小F和作用力的方向；
（2）工作人员对球面压力的大小FN和摩擦力的大小Ff；
（3）为了维修更高处的镜面，工作人员移动到图乙中的B处，请说明他静止在B处时，第（1）、（2）问中提到的F、FN及Ff各有哪些变化。
【答案】（1），力的方向为竖直向上
（2），
（3）F的大小和方向都不变，FN变小，Ff变大
【解析】
【小问1详解】
人静止，所受合力为零，因此球面对人作用力的大小为
力的方向为竖直向上；
【小问2详解】
将力F沿半径方向和切线方向正交分解，可得人对球面压力的大小
对球面摩擦力的大小
【小问3详解】
人移动到图乙中的B处时，由于氢气球对其拉力和其自身的重力都不变，因此力F的大小和方向都不变；由于B点位置比A点高，因此θ变大，由第（2）问结果可知，FN变小，Ff变大。
19. 我国自主研发的某款战斗机的一些参数如下表所示。
（1）若该战斗机满载起飞时速度需要达到150m/s，在跑道上加速时发动机提供的推力为最大推力，不考虑加速过程中的各种阻力，求战斗机需要在跑道上滑行至起飞所需的时间t；
（2）战斗机以的速度水平飞行时，雷达显示其正前方有一飞行物在以的速度水平匀速飞行，为了追赶飞行物，战斗机以的加速度追赶，当战斗机的速度达到表中所示的最高飞行速度时，二者间的距离缩短了多少米？
（3）若该战斗机满载出发，返航时以80m/s的速度着陆后在跑道上减速，其位移x与速度v的关系曲线如图所示，已知减速过程中的制动力及阻力的合力恒为，求战斗机在这次飞行全过程中所投出的载重和燃油损耗的总质量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
战斗机从零开始加速，加速度
由
将代入得
【小问2详解】
战斗机的速度从增加到所用的时间为
所飞行的距离为
与此同时，飞行物飞行的距离
两者间的距离缩短了
【小问3详解】
由图可知，战斗机从着陆到停下经过的位移
由
将代入，得减速过程的加速度
由牛顿第二定律可求出飞机着陆时总质量
因此这次飞行全过程中所投出的载重和燃油损耗的总质量
20. 如图所示，一根粗细均匀、质量分布均匀的弹簧，总质量为m，劲度系数为k，弹簧共有n匝（n足够大，从上到下依次记为第1匝，第2匝……第n匝）。将弹簧一端用细线挂在天花板上，另一端自由下垂。
（1）若某时刻将细线烧断，求烧断瞬间，第1匝的加速度大小和第n匝的加速度大小；
（2）若将每一匝弹簧视为一个可发生弹性形变的弹性体，每一匝弹簧的劲度系数为nk。当弹簧处于自由下垂（即细线尚未被烧断）的静止状态时，弹簧每一匝的形变量从上到下依次用、……表示，其中任意一匝（第i匝）的形变量用表示。
a．请说明弹簧的疏密是怎样分布的；
b．求出的表达式；
c．证明任意相邻两匝弹簧的形变量之差为一定值。
【答案】（1）；
（2）a．见解析；b．；c．见解析
【解析】
【小问1详解】
整根弹簧受重力和细线的拉力，可知细线拉力
第1匝弹簧质量为
其受力有第1匝弹簧自身的重力，细线对它向上的拉力和第2匝弹簧（也可视为除第1匝外其余弹簧）给它的向下的拉力。在烧断细线瞬间，细线拉力立刻变为零，而另外两个力没有变化，因此第1匝弹簧所受合力大小等于，方向竖直向下，由牛顿第二定律
解得
第n匝弹簧受力为自身的重力和第匝弹簧（也可视为除第n匝外其余弹簧）对它向上的拉力，烧断细线瞬间，这两个力都没发生变化，因此二力合力等于零，即
【小问2详解】
a．弹簧的疏密分布为上疏下密。
b．第i匝弹簧的形变量
其中
解得
c．由b中结论可知，第匝弹簧的形变量
则第匝弹簧与第i匝弹簧形变量的差