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北京市平谷区2022-2023学年高一上学期期末考试物理试题（Word版附解析）
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这是一份北京市平谷区2022-2023学年高一上学期期末考试物理试题（Word版附解析），文件包含北京市平谷区2022-2023学年高一上学期期末考试物理试卷Word版含解析docx、北京市平谷区2022-2023学年高一上学期期末考试物理试卷Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷共8页，包括三道大题，20道小题，满分为100分。考试时间90分钟。
2.在答题卡上准确填写学校名称、班级和姓名。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4.在答题卡上，选择题、作图题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.考试结束，请将答题卡交回。
第一部分 选择题（共42分）
一、单项选择题（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，只有一个选项符合题意，请将正确选项填涂在答题卡上。）
1. 下列物理量中属于矢量的是（ ）
A. 质量B. 路程C. 时间D. 速度
【答案】D
【解析】
【详解】速度既有大小也有方向，是矢量，质量、路程、时间只有大小没有方向，是标量。
故选D。
2. 2022年卡塔尔世界杯足球赛，是全世界足球爱好者的一场盛宴。下列说法正确的是（ ）
A. 某场球赛常规时间结束后又补时5分钟，5分钟指的是时刻
B. 研究球员在某次带球长途奔袭中足球的运动路线时，足球可视为质点
C. 某球员一场比赛大约跑动了10公里是指他运动的位移
D. 以比赛中正飞向球门的足球为参考系，球门是静止的
【答案】B
【解析】
【详解】A．某场球赛常规时间结束后又补时5分钟，5分钟指的是时间间隔，故A错误；
B．研究球员在某次带球长途奔袭中足球的运动路线时，足球的形状大小相对于其在整个运动过程中的路程可以忽略，因此在该研究其运动路线时可将足球视为质点，故B正确；
C．某球员一场比赛大约跑动了10公里，由于球员是在球场上不停的变化位置，因此这里的10公里是指他运动的路程，故C错误；
D．以比赛中正飞向球门的足球为参考系，则球门是向着足球运动的，故D错误。
故选B。
3. 某同学研究物体做直线运动的位移时，竖直向上抛出一个小球，以地面为原点建立一维坐标系，规定竖直向上为正方向，实验数据如下表，则下列说法正确的是（ ）
A. 从抛出点到最高点小球的位移为-3m
B. 从抛出点到最高点小球的位移为5m
C. 从最高点到落地点小球的位移为-5m
D. 从抛出点到落地点小球的位移为2m
【答案】C
【解析】
【详解】AB．以竖直向上为正方向，从抛出点到最高点小球的位移为3m，AB错误；
C．从最高点到落地点小球的位移为-5m，C正确；
D．从抛出点到落地点小球的位移为-2m，D错误。
故选C。
4. 用打点计时器打出一条纸带，从纸带上依次截取长度相同的四段a、b、c、d，如图所示，打点计时器打出各段纸带上的全部点迹所用的时间分别为、、、，则下列关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】打点计时器的打点周期是相同的，设打点周期为T，则有a段全部点迹所用的时间是
b段全部点迹所用的时间是
c段全部点迹所用的时间是
d段全部点迹所用的时间是
因此则有
故选B。
5. 一辆小汽车在10s内速度从0达到100km/h，一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。关于汽车和火车的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车运动得快
B. 火车的速度变化量大
C. 汽车的速度变化得快
D. 汽车和火车的速度变化一样快
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车的末速度与火车的速度相同，运动得一样快，A错误；
B．火车的速度变化量大与汽车速度的变化量相同，B错误；
CD．速度的变化量相同，汽车所用的时间较少，故其速度变化得快，C正确，D错误。
故选C。
6. 一位同学在学习了匀变速直线运动的知识后，他在乘坐家庭小轿车时，记录了某段时间内小轿车在某些时刻的速度值，并依据这些数据作出了该段时间内汽车运动的v-t图像，如图所示。关于该汽车的运动情况，下列说法正确是（ ）
A. 该汽车在0~4s内的位移大于4~8s内的位移
B. 该汽车在4~8s内和8~12s内的速度方向相同
C. 该汽车在0~4s内和8~12s内的加速度方向相同
D. 该汽车在0~4s内的加速度大于8~12s内的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．速度—时间图像与时间轴围成的面积表示位移，根据图像可得该汽车在0~4s内的位移
该汽车在4~8s内的位移
则可知，该汽车在0~4s内的位移小于4~8s内的位移，故A错误；
B．速度—时间图像，图像在时间轴上方表示速度方向为选取正方向，图像在时间轴下方表示速度方向为负方向，而该汽车在4~8s内和8~12s内的图像均在时间轴上方，则可知该汽车在4~8s内和8~12s内的速度方向相同，故B正确；
C．速度—时间图像的斜率表示加速度，斜率的大小表示加速度大小，斜率的正负表示加速度的方向，根据图像可知，该汽车在0~4s内的速度—时间图像的斜率为正则表示加速度为正方向，而8~12s内的图像斜率为负，表示加速度为负方向，由此可知该汽车在0~4s内和8~12s内的加速度方向不同，故C错误；
D．根据速度—时间图像的斜率可知，该汽车在0~4s内的加速度大小为
该汽车在8~12s内的加速度大小为
显然，该汽车在0~4s内的加速度小于8~12s内的加速度，故D错误。
故选B。
7. 如图，用水平力F将质量为m的黑板擦紧压在竖直黑板上，板擦静止不动，板擦与黑板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 板擦所受摩擦力的大小为mg
B. 板擦所受摩擦力的大小为μF
C. 水平力F增大，板擦所受的摩擦力也增大
D. 板擦所受的摩擦力和重力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于板擦静止不动，对板擦受力分析可知，板擦受到竖直向下的重力，竖直向上的静摩擦力，水平向右的推力以及黑板对板擦水平向左的弹力，则根据平衡条件可得，在竖直方向有
在水平方向有
故A正确；
BC．板擦受到的摩擦力为静摩擦力，无论力多大竖直方向始终有
故BC错误；
D．板擦所受的摩擦力和重力是一对平衡力，故D错误。
故选A。
8. 由牛顿第二定律可知，力可以使物体产生加速度，改变物体的运动状态。但有时力作用在物体上，物体却仍然保持静止。如图所示，当人用平行于地面的力推沙发时，尽管用了很大的力也没有推动，沙发仍处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. 此现象与牛顿第二定律是矛盾的
B. 此时水平推力一定小于沙发所受的静摩擦力
C. 此时水平推力一定等于沙发与地面之间的最大静摩擦力
D. 此时推力与静摩擦力平衡，沙发所受合外力为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．由牛顿第二定律可知，物体的加速度是由物体所受的合力产生的，用力推沙发时，由于推力小于最大静摩擦力，沙发仍静止，沙发所受合力是零，加速度是零，用力推沙发时，沙发仍静止与牛顿第二定律是不矛盾的，A错误；
BC．用力推沙发，沙发仍静止，由力的平衡条件可知，此时水平推力一定大小等于沙发所受的静摩擦力，可不一定等于沙发与地面之间的最大静摩擦力，只有沙发在水平推力的作用下，要滑动还没有滑动时，此时水平推力可能等于沙发与地面之间的最大静摩擦力，BC错误；
D．用力推沙发，沙发仍静止，由力的平衡条件可知，此时推力与静摩擦力平衡，沙发所受合外力是零，D正确。
故选D。
9. 如图所示，重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢内的砂石就会自动滑下。下列说法正确的是（ ）
A. 自卸车车厢倾角变大，车厢对砂石的支持力减小
B. 自卸车车厢倾角越大，砂石与车厢间的摩擦力越小
C. 自卸车车厢倾角越大，砂石与车厢间的动摩擦因数越小
D. 砂石开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力
【答案】A
【解析】
【详解】A．设任意时刻车厢与水平面的夹角为，沙石的质量为，车厢对沙石的支持力为，沙石受到的滑动摩擦力为，对沙石受力分析如图所示
在垂直车厢的方向上有
在平行车厢的方向上有
其中
可知，当自卸车车厢倾角变大，减小，因此车厢对砂石的支持力减小，故A正确；
B．在车厢倾角缓慢增大的过程中，刚开始沙石受到的摩擦力为静摩擦力，有
可知随着车厢倾角的增大，摩擦力增大，而当倾角达到一定程度后，静摩擦力突变为滑动摩擦力，此时有
可知，此后随着倾角的增大，滑动摩擦力减小，故B错误；
C．动摩擦因数只与接触面的材料有关，与是否增大倾角无关，故C错误；
D．砂石开始下滑时，根据牛顿第二定律有
可知，受到的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力，故D错误。
故选A。
10. 如图，图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。下列说法正确的是（ ）
A. 人在力传感器上“下蹲”过程中处于失重状态
B. 人在力传感器上“站起”过程中处于失重状态
C. ~时间内人向下做加速运动，~时间内人向下做减速运动
D. ~时间内人向下做减速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．人在力传感器上“下蹲”过程中速度由0开始增加，后又减小为0，因此可知人在力传感器上“下蹲”过程中加速先向下后向上，则人在力传感器上“下蹲”过程中先处于失重状态后处于超重状态，故A错误；
B．人在力传感器上“站起”过程中速度由0开始增大后又减小为0，则其加速度先向上后向下，因此人先处于超重状态后处于失重状态，故B错误；
C．时间和时间内，力传感器上的示数小于人的重力，即视重都小于实重，人所受合外力向下，则加速度向下，因此时间内人在向下做加速运动，故C错误；
D．时间内，力传感器的示数大于人的重力，即视重大于实重，人所受合力向上，则加速度向上，人向下做减速运动，故D正确。
故选D。
11. 探究两个互成角度的力的合成规律实验时，将橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为EG，如图甲所示。用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，如图乙所示。撤去、，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它处于O点，如图丙所示。图乙和图丙中圆环都要拉到O点的实验目的是（ ）
A. 使两次橡皮条对小圆环的拉力大小相同
B. 使两次橡皮条对小圆环的拉力方向相同
C. 使力F单独作用与、共同作用的效果相同
D. 使两次小圆环的形变相同
【答案】C
【解析】
【详解】探究两个互成角度的力的合成规律的实验原理是等效替代。即使力F单独作用与、共同作用的效果相同。
故选C。
12. 如图所示，一个两端封闭的玻璃管，其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中。第一次实验：打开开关使管内空气与大气连通，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。第二次实验：把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。则下列说法正确的是（ ）
A. 第一次实验中，铁片和羽毛下落时间相同，加速度相同
B. 第二次实验中，铁片和羽毛下落时间相同，加速度相同
C. 这两次实验，羽毛下落均可近似看作自由落体运动
D. 采用第二次实验的方法，在北京和赤道分别做该实验，铁片下落的时间相同
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．第一次实验中，铁片做自由落体运动，羽毛下落受空气阻力影响较大，与铁皮加速的不同，下落时间不同；第二次实验中，铁片和羽毛下落均可看作自由落体运动，时间相同，加速度相同。AC错误，B正确。
D．采用第二次实验的方法，在北京和赤道分别做该实验，两地的重力加速度不同，故铁片下落的时间不同，D错误。
故选B。
13. 如图是推导匀变速直线运动的位移公式所用的v-t图像，下列说法中不正确的是（ ）
A. 推导匀变速直线运动位移公式时，采用微元法把时间轴无限分割，得出面积大小等于物体位移的结论
B. 若丁图中纵坐标表示运动的加速度，则梯形面积表示速度的变化量
C. 这种用面积表示位移的方法原则上对于处理任意形状的v-t图像都适用
D. 乙图用矩形面积的和表示位移大小比丙图用矩形面积的和表示位移大小更接近真实值
【答案】D
【解析】
【详解】A．推导匀变速直线运动的位移公式时，采用微元法把时间轴无限分割，得出面积大小等于物体位移的结论，A正确；
B．若丁图中纵坐标表示运动的加速度，则由
知，梯形面积表示速度的变化量梯形面积表示速度的变化量，B正确；
C．这种用面积表示位移的方法原则上对于处理任意形状的v-t图像都适用，C正确；
D．丙图用矩形面积和表示位移大小比乙图用矩形面积的和表示位移大小更接近真实值，D错误。
本题选择不正确的，故选D。
14. 汽车行驶时，如果空气阻力很大，会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。经研究，人们发现空气阻力的大小与空气密度、物体迎风面积S、物体与空气的相对运动速度v均有关，关系式为，其中k是一个无单位的常数。请根据国际单位制推断速度v的指数x等于（ ）
A. B. C. 2D. 3
【答案】C
【解析】
【详解】由于
则有
对该表达式根据国际单位制进行单位运算有
可知
故选C
第二部分 非选择题（共58分）
二、填空题（本题共2小题，共18分）
15. 某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，设计了如图甲所示的实验装置。
（1）下列关于实验过程中测量弹簧原长的说法正确的是___________（选填选项前的字母）。
A．应该使弹簧处于自由下垂状态时测量
B．应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长时测量
C．应该在弹簧悬挂钩码稳定后再测量
（2）在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录实验数据，并作出了如图乙所示F-x光图像，据此可知：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小与___________成正比（选填选项前的字母）。
A．弹簧的长度 B．弹簧伸长的长度
（3）由图乙所示的F-x图像，可得该弹簧的劲度系数k=___________N/m。
【答案】 ①. A ②. B ③. 100
【解析】
【详解】（1）[1]实验过程中测量弹簧原长应该使弹簧处于自由下垂状态时测量。
故选A。
（2）[2]在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小与弹簧伸长的长度成正比。
故选B。
（3）[3]弹簧的劲度系数
16. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某小组设计了如图a所示的实验装置，砝码和盘的质量为m，小车质量为M。
（1）本实验采用的实验方法是____________。
A．控制变量法 B．理想实验法
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在不挂砝码和盘且____（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
A．计时器打点 B．计时器不打点
（3）实验时得到的一条纸带如图b所示，图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的5个计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。根据图中的数据可知：打点计时器打下D点时小车的速度大小为_____m/s。（结果保留两位有效数字）
（4）实验中处理其中一条纸带时，求出五个计数点对应的速度，并将各点的速度标在如图c所示的坐标系中。请在坐标系中画出小车运动的v-t图像____________，并利用图像求出小车此次运动的加速度a=____m/s2。（结果保留两位有效数字）
（5）实验时，认为砝码和盘所受的总重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求砝码和盘的总质量m比小车质量M小得多。请分析说明这个要求的理由_____________________。
【答案】 ①. A ②. A ③. 0.35 ④. ⑤. 0.56##0.57##0.58##0.59##0.60##0.61##0.62##0.63##0.64 ⑥. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，要研究三个物理量之间的关系，采用的是控制变量法。
故选A。
（2）[2]实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在不挂砝码和盘且打点计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
故选A。
（3）[3]小车做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动某段位移的平均速度等于该段位移所用时间中间时刻的瞬时速度可得，打点计时器打下D点时小车的速度大小为
（4）[4]作图时要尽可能让更多的点落在直线上，不能落在直线上的点要让其均匀的分布在直线的两侧，而明显误差很大的点迹直接舍去，做出的图像如图所示
[5]根据图像，由加速的定义式可得小车做匀加速直线运动时的加速度大小为
（5）[6]对小车、法码和盘整体分析，由牛顿第二定律有
设绳子上的拉力为，而拉力即为小车所受合外力，对小车由牛顿第二定律有
联立可得
显然，要使砝码和盘的总重力近似等于小车所受到的合外力，那么必须要求小车的质量远大于砝码和盘的总质量。
三、计算题（本题共4小题，共40分）
17. 如图所示，质量m=2kg的物体放在光滑水平面上，对物体施加一个F=4N的水平拉力，使物体由静止开始做匀加速直线运动。不计空气阻力。
（1）求物体加速度a的大小；
（2）求物体在t=10s时速度v的大小；
（3）若某一时刻撤去外力F后物体将如何运动，为什么？
【答案】（1）2.0m/s2；（2）20m/s；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律，物体加速度的大小
解得
a=2.0m/s2
（2）由运动学公式v=at解得
v=20m/s
（3）某一时刻撤去外力F后，物体将以撤去外力F时的速度做匀速直线运动。
原因：撤去外力F后物体所受的合外力为零，据牛顿第一定律，物体由于惯性将保持原来的速度不变一直运动下去。
18. 如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。若无人机在距离水平地面高度h=20m处悬停并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为g取10m/s2。
（1）求包裹在空中运动的时间t；
（2）求包裹落地时速度v的大小；
（3）以包裹释放时为计时起点，竖直向下为正方向，画出包裹运动速度随时间变化的v-t图像，并说明图像斜率的物理意义。
【答案】（1）2s；（2）20m/s；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）包裹脫离无人机后做自由落体运动，有
解得
（2）包裹落地时的速度
v=gt
解得
（3）包裹运动速度随时间变化的v-t图像如图
由v=gt可知v-t图像的斜率表示重力加速度g。
19. 如图所示，将一枚质量为m的围棋棋子从靠在书上的一块木板上的A点由静止释放。棋子沿木板下滑后进入水平桌面，在桌面上滑行一段距离后停止在B点。已知棋子沿着木板下滑的加速度大小为，在桌面上滑行的加速度大小为。木板与水平桌面间夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力，可将棋子看作质点。
（1）求棋子沿着木板下滑时受到的摩擦力Ff；
（2）若棋子与木板和桌面间的动摩擦因数分别为、，则与间、间存在什么样的关系。
（3）有人对棋子沿木板下滑到底端时速度大小是否等于棋子进入水平桌面滑行的初速度的大小心存疑虑。你对此有何猜想？若身边可用的工具仅有刻度尺，你有验证自己猜想的方法吗？请作简要的说明。
【答案】（1）；（2），；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）棋子在木板上时的受力
棋子沿着木板下滑时，根据牛顿第二定律
得
（2）棋子沿着木板下滑时，由滑动摩擦力公式
得
棋子在桌面上滑行时，根据牛顿第二定律
得
（3）猜想和是不相等的，验证方法如下：用刻度尺测出A点到木板底端的距离，由运动学公式
得
用刻度尺测出木板底端到B点的距离，由运动学公式
得
由此就可以比较和，看它们是否相等。
20. 航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。
（1）某舰载机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来，其原理如图所示。若某次飞机着舰时的速度为80m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动。
a.求该舰载机减速滑行的距离；
b.若已知飞机的质量m=2.0×104kg。设飞机受到除阻拦索以外的阻力为f。在飞机着舰后匀减速滑行的某个时刻，f=4.0×104N，阻拦索夹角α=120°，求此时阻拦索中的弹力大小。
（2）飞机起飞时，采用弹射装置，经过一段时间t0，使飞机获得速度v0后，由飞机上发动机使飞机获得加速度a在航母跑道上匀加速前进，经过一段时间后达到起飞速度vm，离舰升空。
a.求弹射后该飞机的加速滑行时间t；
b.弹射装置的使用，大大提高了航母舰载机的起飞效率η（单位时间内起飞飞机的数量）和战机性能。我国马伟明院士领导开发的综合电力系统，使我国的航母电磁弹射技术跃至世界领先水平。若忽略弹射系统的充电时间，跑道上只能有一架飞机滑行。计算上述飞机起飞过程中，航母上装有弹射装置时和未装弹射装置时飞机的起飞效率之比。
【答案】（1）a.100m，b.6.0×105N；（2）a.，b.
【解析】
【详解】（1）a.该舰载机减速滑行的距离
解得
x=100m
b.设该舰载机匀减速滑行的加速度大小为a，由运动学公式
解得
对飞机受力分析如图
根据牛顿第二定律
解得
（2）a.由运动学公式
解得
b.利用弹射装置起飞舰载机时飞机起飞总时间
没有弹射装置起飞舰载机时飞机起飞总时间
设有弹射装置时和没有弹射装置时飞机的起飞效率分别为、，则有
，
解得
坐标原点
抛出点坐标（m）
最高点坐标（m）
落地点坐标（m）
地面
2
5
0
注意事项：
1.本试卷共8页，包括三道大题，20道小题，满分为100分。考试时间90分钟。
2.在答题卡上准确填写学校名称、班级和姓名。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4.在答题卡上，选择题、作图题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.考试结束，请将答题卡交回。
第一部分 选择题（共42分）
一、单项选择题（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，只有一个选项符合题意，请将正确选项填涂在答题卡上。）
1. 下列物理量中属于矢量的是（ ）
A. 质量B. 路程C. 时间D. 速度
【答案】D
【解析】
【详解】速度既有大小也有方向，是矢量，质量、路程、时间只有大小没有方向，是标量。
故选D。
2. 2022年卡塔尔世界杯足球赛，是全世界足球爱好者的一场盛宴。下列说法正确的是（ ）
A. 某场球赛常规时间结束后又补时5分钟，5分钟指的是时刻
B. 研究球员在某次带球长途奔袭中足球的运动路线时，足球可视为质点
C. 某球员一场比赛大约跑动了10公里是指他运动的位移
D. 以比赛中正飞向球门的足球为参考系，球门是静止的
【答案】B
【解析】
【详解】A．某场球赛常规时间结束后又补时5分钟，5分钟指的是时间间隔，故A错误；
B．研究球员在某次带球长途奔袭中足球的运动路线时，足球的形状大小相对于其在整个运动过程中的路程可以忽略，因此在该研究其运动路线时可将足球视为质点，故B正确；
C．某球员一场比赛大约跑动了10公里，由于球员是在球场上不停的变化位置，因此这里的10公里是指他运动的路程，故C错误；
D．以比赛中正飞向球门的足球为参考系，则球门是向着足球运动的，故D错误。
故选B。
3. 某同学研究物体做直线运动的位移时，竖直向上抛出一个小球，以地面为原点建立一维坐标系，规定竖直向上为正方向，实验数据如下表，则下列说法正确的是（ ）
A. 从抛出点到最高点小球的位移为-3m
B. 从抛出点到最高点小球的位移为5m
C. 从最高点到落地点小球的位移为-5m
D. 从抛出点到落地点小球的位移为2m
【答案】C
【解析】
【详解】AB．以竖直向上为正方向，从抛出点到最高点小球的位移为3m，AB错误；
C．从最高点到落地点小球的位移为-5m，C正确；
D．从抛出点到落地点小球的位移为-2m，D错误。
故选C。
4. 用打点计时器打出一条纸带，从纸带上依次截取长度相同的四段a、b、c、d，如图所示，打点计时器打出各段纸带上的全部点迹所用的时间分别为、、、，则下列关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】打点计时器的打点周期是相同的，设打点周期为T，则有a段全部点迹所用的时间是
b段全部点迹所用的时间是
c段全部点迹所用的时间是
d段全部点迹所用的时间是
因此则有
故选B。
5. 一辆小汽车在10s内速度从0达到100km/h，一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。关于汽车和火车的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车运动得快
B. 火车的速度变化量大
C. 汽车的速度变化得快
D. 汽车和火车的速度变化一样快
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车的末速度与火车的速度相同，运动得一样快，A错误；
B．火车的速度变化量大与汽车速度的变化量相同，B错误；
CD．速度的变化量相同，汽车所用的时间较少，故其速度变化得快，C正确，D错误。
故选C。
6. 一位同学在学习了匀变速直线运动的知识后，他在乘坐家庭小轿车时，记录了某段时间内小轿车在某些时刻的速度值，并依据这些数据作出了该段时间内汽车运动的v-t图像，如图所示。关于该汽车的运动情况，下列说法正确是（ ）
A. 该汽车在0~4s内的位移大于4~8s内的位移
B. 该汽车在4~8s内和8~12s内的速度方向相同
C. 该汽车在0~4s内和8~12s内的加速度方向相同
D. 该汽车在0~4s内的加速度大于8~12s内的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．速度—时间图像与时间轴围成的面积表示位移，根据图像可得该汽车在0~4s内的位移
该汽车在4~8s内的位移
则可知，该汽车在0~4s内的位移小于4~8s内的位移，故A错误；
B．速度—时间图像，图像在时间轴上方表示速度方向为选取正方向，图像在时间轴下方表示速度方向为负方向，而该汽车在4~8s内和8~12s内的图像均在时间轴上方，则可知该汽车在4~8s内和8~12s内的速度方向相同，故B正确；
C．速度—时间图像的斜率表示加速度，斜率的大小表示加速度大小，斜率的正负表示加速度的方向，根据图像可知，该汽车在0~4s内的速度—时间图像的斜率为正则表示加速度为正方向，而8~12s内的图像斜率为负，表示加速度为负方向，由此可知该汽车在0~4s内和8~12s内的加速度方向不同，故C错误；
D．根据速度—时间图像的斜率可知，该汽车在0~4s内的加速度大小为
该汽车在8~12s内的加速度大小为
显然，该汽车在0~4s内的加速度小于8~12s内的加速度，故D错误。
故选B。
7. 如图，用水平力F将质量为m的黑板擦紧压在竖直黑板上，板擦静止不动，板擦与黑板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 板擦所受摩擦力的大小为mg
B. 板擦所受摩擦力的大小为μF
C. 水平力F增大，板擦所受的摩擦力也增大
D. 板擦所受的摩擦力和重力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于板擦静止不动，对板擦受力分析可知，板擦受到竖直向下的重力，竖直向上的静摩擦力，水平向右的推力以及黑板对板擦水平向左的弹力，则根据平衡条件可得，在竖直方向有
在水平方向有
故A正确；
BC．板擦受到的摩擦力为静摩擦力，无论力多大竖直方向始终有
故BC错误；
D．板擦所受的摩擦力和重力是一对平衡力，故D错误。
故选A。
8. 由牛顿第二定律可知，力可以使物体产生加速度，改变物体的运动状态。但有时力作用在物体上，物体却仍然保持静止。如图所示，当人用平行于地面的力推沙发时，尽管用了很大的力也没有推动，沙发仍处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. 此现象与牛顿第二定律是矛盾的
B. 此时水平推力一定小于沙发所受的静摩擦力
C. 此时水平推力一定等于沙发与地面之间的最大静摩擦力
D. 此时推力与静摩擦力平衡，沙发所受合外力为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．由牛顿第二定律可知，物体的加速度是由物体所受的合力产生的，用力推沙发时，由于推力小于最大静摩擦力，沙发仍静止，沙发所受合力是零，加速度是零，用力推沙发时，沙发仍静止与牛顿第二定律是不矛盾的，A错误；
BC．用力推沙发，沙发仍静止，由力的平衡条件可知，此时水平推力一定大小等于沙发所受的静摩擦力，可不一定等于沙发与地面之间的最大静摩擦力，只有沙发在水平推力的作用下，要滑动还没有滑动时，此时水平推力可能等于沙发与地面之间的最大静摩擦力，BC错误；
D．用力推沙发，沙发仍静止，由力的平衡条件可知，此时推力与静摩擦力平衡，沙发所受合外力是零，D正确。
故选D。
9. 如图所示，重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢内的砂石就会自动滑下。下列说法正确的是（ ）
A. 自卸车车厢倾角变大，车厢对砂石的支持力减小
B. 自卸车车厢倾角越大，砂石与车厢间的摩擦力越小
C. 自卸车车厢倾角越大，砂石与车厢间的动摩擦因数越小
D. 砂石开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力
【答案】A
【解析】
【详解】A．设任意时刻车厢与水平面的夹角为，沙石的质量为，车厢对沙石的支持力为，沙石受到的滑动摩擦力为，对沙石受力分析如图所示
在垂直车厢的方向上有
在平行车厢的方向上有
其中
可知，当自卸车车厢倾角变大，减小，因此车厢对砂石的支持力减小，故A正确；
B．在车厢倾角缓慢增大的过程中，刚开始沙石受到的摩擦力为静摩擦力，有
可知随着车厢倾角的增大，摩擦力增大，而当倾角达到一定程度后，静摩擦力突变为滑动摩擦力，此时有
可知，此后随着倾角的增大，滑动摩擦力减小，故B错误；
C．动摩擦因数只与接触面的材料有关，与是否增大倾角无关，故C错误；
D．砂石开始下滑时，根据牛顿第二定律有
可知，受到的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力，故D错误。
故选A。
10. 如图，图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。下列说法正确的是（ ）
A. 人在力传感器上“下蹲”过程中处于失重状态
B. 人在力传感器上“站起”过程中处于失重状态
C. ~时间内人向下做加速运动，~时间内人向下做减速运动
D. ~时间内人向下做减速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．人在力传感器上“下蹲”过程中速度由0开始增加，后又减小为0，因此可知人在力传感器上“下蹲”过程中加速先向下后向上，则人在力传感器上“下蹲”过程中先处于失重状态后处于超重状态，故A错误；
B．人在力传感器上“站起”过程中速度由0开始增大后又减小为0，则其加速度先向上后向下，因此人先处于超重状态后处于失重状态，故B错误；
C．时间和时间内，力传感器上的示数小于人的重力，即视重都小于实重，人所受合外力向下，则加速度向下，因此时间内人在向下做加速运动，故C错误；
D．时间内，力传感器的示数大于人的重力，即视重大于实重，人所受合力向上，则加速度向上，人向下做减速运动，故D正确。
故选D。
11. 探究两个互成角度的力的合成规律实验时，将橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为EG，如图甲所示。用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，如图乙所示。撤去、，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它处于O点，如图丙所示。图乙和图丙中圆环都要拉到O点的实验目的是（ ）
A. 使两次橡皮条对小圆环的拉力大小相同
B. 使两次橡皮条对小圆环的拉力方向相同
C. 使力F单独作用与、共同作用的效果相同
D. 使两次小圆环的形变相同
【答案】C
【解析】
【详解】探究两个互成角度的力的合成规律的实验原理是等效替代。即使力F单独作用与、共同作用的效果相同。
故选C。
12. 如图所示，一个两端封闭的玻璃管，其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中。第一次实验：打开开关使管内空气与大气连通，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。第二次实验：把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。则下列说法正确的是（ ）
A. 第一次实验中，铁片和羽毛下落时间相同，加速度相同
B. 第二次实验中，铁片和羽毛下落时间相同，加速度相同
C. 这两次实验，羽毛下落均可近似看作自由落体运动
D. 采用第二次实验的方法，在北京和赤道分别做该实验，铁片下落的时间相同
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．第一次实验中，铁片做自由落体运动，羽毛下落受空气阻力影响较大，与铁皮加速的不同，下落时间不同；第二次实验中，铁片和羽毛下落均可看作自由落体运动，时间相同，加速度相同。AC错误，B正确。
D．采用第二次实验的方法，在北京和赤道分别做该实验，两地的重力加速度不同，故铁片下落的时间不同，D错误。
故选B。
13. 如图是推导匀变速直线运动的位移公式所用的v-t图像，下列说法中不正确的是（ ）
A. 推导匀变速直线运动位移公式时，采用微元法把时间轴无限分割，得出面积大小等于物体位移的结论
B. 若丁图中纵坐标表示运动的加速度，则梯形面积表示速度的变化量
C. 这种用面积表示位移的方法原则上对于处理任意形状的v-t图像都适用
D. 乙图用矩形面积的和表示位移大小比丙图用矩形面积的和表示位移大小更接近真实值
【答案】D
【解析】
【详解】A．推导匀变速直线运动的位移公式时，采用微元法把时间轴无限分割，得出面积大小等于物体位移的结论，A正确；
B．若丁图中纵坐标表示运动的加速度，则由
知，梯形面积表示速度的变化量梯形面积表示速度的变化量，B正确；
C．这种用面积表示位移的方法原则上对于处理任意形状的v-t图像都适用，C正确；
D．丙图用矩形面积和表示位移大小比乙图用矩形面积的和表示位移大小更接近真实值，D错误。
本题选择不正确的，故选D。
14. 汽车行驶时，如果空气阻力很大，会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。经研究，人们发现空气阻力的大小与空气密度、物体迎风面积S、物体与空气的相对运动速度v均有关，关系式为，其中k是一个无单位的常数。请根据国际单位制推断速度v的指数x等于（ ）
A. B. C. 2D. 3
【答案】C
【解析】
【详解】由于
则有
对该表达式根据国际单位制进行单位运算有
可知
故选C
第二部分 非选择题（共58分）
二、填空题（本题共2小题，共18分）
15. 某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，设计了如图甲所示的实验装置。
（1）下列关于实验过程中测量弹簧原长的说法正确的是___________（选填选项前的字母）。
A．应该使弹簧处于自由下垂状态时测量
B．应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长时测量
C．应该在弹簧悬挂钩码稳定后再测量
（2）在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录实验数据，并作出了如图乙所示F-x光图像，据此可知：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小与___________成正比（选填选项前的字母）。
A．弹簧的长度 B．弹簧伸长的长度
（3）由图乙所示的F-x图像，可得该弹簧的劲度系数k=___________N/m。
【答案】 ①. A ②. B ③. 100
【解析】
【详解】（1）[1]实验过程中测量弹簧原长应该使弹簧处于自由下垂状态时测量。
故选A。
（2）[2]在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小与弹簧伸长的长度成正比。
故选B。
（3）[3]弹簧的劲度系数
16. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某小组设计了如图a所示的实验装置，砝码和盘的质量为m，小车质量为M。
（1）本实验采用的实验方法是____________。
A．控制变量法 B．理想实验法
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在不挂砝码和盘且____（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
A．计时器打点 B．计时器不打点
（3）实验时得到的一条纸带如图b所示，图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的5个计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。根据图中的数据可知：打点计时器打下D点时小车的速度大小为_____m/s。（结果保留两位有效数字）
（4）实验中处理其中一条纸带时，求出五个计数点对应的速度，并将各点的速度标在如图c所示的坐标系中。请在坐标系中画出小车运动的v-t图像____________，并利用图像求出小车此次运动的加速度a=____m/s2。（结果保留两位有效数字）
（5）实验时，认为砝码和盘所受的总重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求砝码和盘的总质量m比小车质量M小得多。请分析说明这个要求的理由_____________________。
【答案】 ①. A ②. A ③. 0.35 ④. ⑤. 0.56##0.57##0.58##0.59##0.60##0.61##0.62##0.63##0.64 ⑥. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，要研究三个物理量之间的关系，采用的是控制变量法。
故选A。
（2）[2]实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在不挂砝码和盘且打点计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
故选A。
（3）[3]小车做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动某段位移的平均速度等于该段位移所用时间中间时刻的瞬时速度可得，打点计时器打下D点时小车的速度大小为
（4）[4]作图时要尽可能让更多的点落在直线上，不能落在直线上的点要让其均匀的分布在直线的两侧，而明显误差很大的点迹直接舍去，做出的图像如图所示
[5]根据图像，由加速的定义式可得小车做匀加速直线运动时的加速度大小为
（5）[6]对小车、法码和盘整体分析，由牛顿第二定律有
设绳子上的拉力为，而拉力即为小车所受合外力，对小车由牛顿第二定律有
联立可得
显然，要使砝码和盘的总重力近似等于小车所受到的合外力，那么必须要求小车的质量远大于砝码和盘的总质量。
三、计算题（本题共4小题，共40分）
17. 如图所示，质量m=2kg的物体放在光滑水平面上，对物体施加一个F=4N的水平拉力，使物体由静止开始做匀加速直线运动。不计空气阻力。
（1）求物体加速度a的大小；
（2）求物体在t=10s时速度v的大小；
（3）若某一时刻撤去外力F后物体将如何运动，为什么？
【答案】（1）2.0m/s2；（2）20m/s；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律，物体加速度的大小
解得
a=2.0m/s2
（2）由运动学公式v=at解得
v=20m/s
（3）某一时刻撤去外力F后，物体将以撤去外力F时的速度做匀速直线运动。
原因：撤去外力F后物体所受的合外力为零，据牛顿第一定律，物体由于惯性将保持原来的速度不变一直运动下去。
18. 如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。若无人机在距离水平地面高度h=20m处悬停并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为g取10m/s2。
（1）求包裹在空中运动的时间t；
（2）求包裹落地时速度v的大小；
（3）以包裹释放时为计时起点，竖直向下为正方向，画出包裹运动速度随时间变化的v-t图像，并说明图像斜率的物理意义。
【答案】（1）2s；（2）20m/s；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）包裹脫离无人机后做自由落体运动，有
解得
（2）包裹落地时的速度
v=gt
解得
（3）包裹运动速度随时间变化的v-t图像如图
由v=gt可知v-t图像的斜率表示重力加速度g。
19. 如图所示，将一枚质量为m的围棋棋子从靠在书上的一块木板上的A点由静止释放。棋子沿木板下滑后进入水平桌面，在桌面上滑行一段距离后停止在B点。已知棋子沿着木板下滑的加速度大小为，在桌面上滑行的加速度大小为。木板与水平桌面间夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力，可将棋子看作质点。
（1）求棋子沿着木板下滑时受到的摩擦力Ff；
（2）若棋子与木板和桌面间的动摩擦因数分别为、，则与间、间存在什么样的关系。
（3）有人对棋子沿木板下滑到底端时速度大小是否等于棋子进入水平桌面滑行的初速度的大小心存疑虑。你对此有何猜想？若身边可用的工具仅有刻度尺，你有验证自己猜想的方法吗？请作简要的说明。
【答案】（1）；（2），；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）棋子在木板上时的受力
棋子沿着木板下滑时，根据牛顿第二定律
得
（2）棋子沿着木板下滑时，由滑动摩擦力公式
得
棋子在桌面上滑行时，根据牛顿第二定律
得
（3）猜想和是不相等的，验证方法如下：用刻度尺测出A点到木板底端的距离，由运动学公式
得
用刻度尺测出木板底端到B点的距离，由运动学公式
得
由此就可以比较和，看它们是否相等。
20. 航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。
（1）某舰载机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来，其原理如图所示。若某次飞机着舰时的速度为80m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动。
a.求该舰载机减速滑行的距离；
b.若已知飞机的质量m=2.0×104kg。设飞机受到除阻拦索以外的阻力为f。在飞机着舰后匀减速滑行的某个时刻，f=4.0×104N，阻拦索夹角α=120°，求此时阻拦索中的弹力大小。
（2）飞机起飞时，采用弹射装置，经过一段时间t0，使飞机获得速度v0后，由飞机上发动机使飞机获得加速度a在航母跑道上匀加速前进，经过一段时间后达到起飞速度vm，离舰升空。
a.求弹射后该飞机的加速滑行时间t；
b.弹射装置的使用，大大提高了航母舰载机的起飞效率η（单位时间内起飞飞机的数量）和战机性能。我国马伟明院士领导开发的综合电力系统，使我国的航母电磁弹射技术跃至世界领先水平。若忽略弹射系统的充电时间，跑道上只能有一架飞机滑行。计算上述飞机起飞过程中，航母上装有弹射装置时和未装弹射装置时飞机的起飞效率之比。
【答案】（1）a.100m，b.6.0×105N；（2）a.，b.
【解析】
【详解】（1）a.该舰载机减速滑行的距离
解得
x=100m
b.设该舰载机匀减速滑行的加速度大小为a，由运动学公式
解得
对飞机受力分析如图
根据牛顿第二定律
解得
（2）a.由运动学公式
解得
b.利用弹射装置起飞舰载机时飞机起飞总时间
没有弹射装置起飞舰载机时飞机起飞总时间
设有弹射装置时和没有弹射装置时飞机的起飞效率分别为、，则有
，
解得
坐标原点
抛出点坐标（m）
最高点坐标（m）
落地点坐标（m）
地面
2
5
0
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