北京市昌平區(qū)2023-2024學年高一上學期期末考試物理試卷【含答案解析】

昌平區(qū)2023—2024學年第一學期高一年級期末質量抽測物理試卷本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}卡上，在試卷上作答無效。考試結束后，將答題卡收回。第一部分（選擇題共60分）一、單項選擇題。本題共20小題，每小題3分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的，選出符合題目要求的一項。請閱讀下述文字，完成下列小題。國產大飛機C919于2023年5月28日正式投入商業(yè)運營，標志著中國航空工業(yè)進入快速發(fā)展階段，體現了中國制造的科技水平和實力。1.在拍攝高速運動的物體時常常采用“追拍法”。如圖所示，當C919飛機滑行時，讓攝影師和飛機同步運動，從而獲取清晰的飛機影像，攝影師用自己的方式表達了運動的美。下列說法正確的是（）A.以攝影師為參考系，飛機是靜止的B.以攝影師為參考系，飛機是運動的C.以攝影師為參考系，大地是靜止的D.以大地為參考系，飛機是靜止的2.C919客機以時速980公里巡航了200公里。其中“時速980公里”、“巡航200公里”分別是指（）A.速度、位移 B.速度、路程C.速率、位移 D.速率、路程3.C919客機起飛前在平直的跑道上滑行時不同時刻的速度大小如圖所示。假設飛機做勻加速直線運動，其加速度大小為（）A.2.4m/s2 B.24m/s2 C.4.8m/s2 D.48m/s24.假設飛機所受阻力與速度大小成正比，飛機在勻加速滑行的過程中，下列說法正確的是（）A.加速度逐漸增大B.所受牽引力逐漸增大C.所受牽引力保持不變D.相同時間內速度的變化量逐漸增大【答案】1.A2.D3.A4.B【解析】【1題詳解】AB．以和飛機同步運動的攝影師為參考系，飛機與攝影師的相對位置沒有發(fā)生變化，則飛機是靜止的，故A正確，B錯誤；C．以和飛機同步運動的攝影師為參考系，大地與攝影師的相對位置發(fā)生變化，則大地是運動的，故C錯誤；D．以大地為參考系，飛機與大地的相對位置發(fā)生變化，則飛機是運動的，故D錯誤。故選A。【2題詳解】巡航200公里指的是經過的路程的大小，時速980公里是某一個時刻的速度，是瞬時速度的大小，即速率。故選D。【3題詳解】根據加速度的定義式故選A?！?題詳解】A．飛機做勻加速滑行，即加速度不變，故A錯誤；BC．設阻力為，根據牛頓第二定律則所受牽引力逐漸增大，故B正確，C錯誤；D．根據加速度的定義式，變形可得則相同時間內速度的變化量相同，故D錯誤。故選B。請閱讀下述文字，完成下列小題。以實驗為基礎的物理學離不開對物理量的精確測量，實驗數據加上單位，才是有意義的測量結果。1960年第11屆國際計量大會制定了一種國際通用的單位制——國際單位制，簡稱SI。國際單位制促進了各國間的貿易往來和科學技術交流。5.下列單位，全部屬于國際單位制基本單位的是（）A.kg、m和s B.N、m和sC.m/s、kg和s D.N、m/s和m/s26.物理學中的關系式在確定了物理量之間的關系時，也確定了物理量的單位之間的關系。對于胡克定律和滑動摩擦力公式中的“k”和“μ”，下列說法正確的是（）A.k和μ都有單位 B.k和μ都沒有單位C.k有單位，μ沒有單位 D.μ有單位，k沒有單位【答案】5.A6.C【解析】【5題詳解】國際單位制基本單位的是：kg、m、s、A、K、cd、mol，其余為導出單位。故選A?！?題詳解】右胡克定律可得的單位為根據滑動摩擦力公式可得的單位為故選C。請閱讀下述文字，完成下列小題。物理學是一門具有方法論性質的自然科學，人們在認識世界、探究自然奧秘的過程中總結出許多思想方法，這些思想方法指導著人們的生活和實踐。7.物理學家在建立物理概念、探究物理規(guī)律的過程中應用了許多思想方法，以下敘述不正確的是（）A.在研究彈力時，通過激光筆、平面鏡觀察桌面形變，應用了微小量放大法B.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質點來代替物體的方法是控制變量法C.根據平均速度，當△t很小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，這里應用了極限思想D.在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里應用了微元法8.如圖所示，在“探究兩個互成角度力的合成規(guī)律”實驗中，橡皮條一端固定在A點，另一端與輕質小圓環(huán)連接。先用兩個彈簧測力計共同拉小圓環(huán)，小圓環(huán)在力F1、F2的作用下靜止于O點。再改用一個彈簧測力計拉小圓環(huán)，仍使它靜止于O點，此時作用在小圓環(huán)上的力為F。本實驗用到了等效替代法，其中“等效性”體現在（）A.F1、F2與F滿足平行四邊形定則B.兩次拉動小圓環(huán)過程中，使小圓環(huán)都處于O點C.兩次拉動小圓環(huán)過程中，使彈簧測力計的示數相同D.兩次拉動小圓環(huán)過程中，使橡皮條伸長的長度相等【答案】7.B8.B【解析】【7題詳解】A．在研究彈力時，通過激光筆、平面鏡觀察桌面形變，應用了微小量放大法，選項A正確，不符合題意；B．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質點來代替物體的方法是理想模型法，選項B錯誤，符合題意；C．根據平均速度，當△t很小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，這里應用了極限思想，選項C正確，不符合題意；D．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里應用了微元法，選項D正確，不符合題意。故選B?！?題詳解】該實驗的“等效性”體現在兩次拉動小圓環(huán)過程中，使小圓環(huán)都處于O點，兩次拉橡皮條產生的效果相同，故選B。請閱讀下述文字，完成下列小題。如圖所示，蹦極是一項非常刺激的戶外運動。為了研究蹦極運動做以下簡化：將游客視為質量m=60kg的質點，他的運動沿豎直方向，且初速度為0。彈性繩的原長L0=10m，其形變量與所受拉力成正比，比例系數k=100N/m，彈性繩始終在彈性限度內。游客下落1.8L0時到達最低點，此過程中不計空氣阻力和彈性繩質量，重力加速度g取10m/s2。9.游客從離開平臺到最低點的過程中，速度大小（）A.一直增大 B.先減小后增大C.先增大后減小 D.增大到某一值后不變10.游客從離開平臺到最低點的過程中（）A一直失重 B.先超重后失重C.一直超重 D.先失重后超重11.當游客速度達到最大時，距起跳平臺的高度為（）A.10m B.12m C.16m D.18m【答案】9.C10.D11.C【解析】【9題詳解】游客下落10m過程，彈性繩處于松弛狀態(tài)，彈力為0，游客僅僅受到重力作用，游客向下做自由落體運動，速度增大，游客下落10m之后，彈性繩開始繃緊，形變量逐漸增大，游客開始做加速度減小得加速直線運動，當彈力與重力平衡時，速度到達最大值，之后彈力進一步增大，且大于重力，加速度方向向上，與速度方向相反，即游客最后做加速度增大的減速直線運動。綜合上述，游客游客從離開平臺到最低點的過程中，速度大小先增大后減小。故選C?！?0題詳解】根據上述，游客的加速度方向先向下，后向上，可知，游客先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)。故選D?！?1題詳解】根據上述，游客速度達到最大值時，加速度為0，則有解得可知，此時游客距起跳平臺的高度為故選C。請閱讀下述文字，完成下列小題。如圖所示，用網兜把足球掛在豎直墻壁的A點，足球與墻壁的接觸點為B。已知足球受到的重力為G，懸繩與墻壁間的夾角為θ。懸繩對足球的拉力用F1表示，墻壁對足球的支持力用F2表示。不計網兜與墻壁間的摩擦力和懸繩及網兜的重力。12.當足球靜止時，下列關系式正確的是（）A. B.C. D.13.現將懸繩逐漸變短，使足球緩慢上升。在此過程中，下列說法正確的是（）A.F1與F2的合力保持不變B.F2與G的合力保持不變C.F1與F2的合力逐漸增大D.F2與G的合力逐漸減小【答案】12.D13.A【解析】【12題詳解】對網兜與足球整體進行受力分析，如圖所示根據平衡條件有，故選D?！?3題詳解】AC．根據上述，網兜與足球整體受到三個力，根據平衡條件可知，容易兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反，則F1與F2的合力大小等于重力，方向與重力方向相反，始終豎直向上，即F1與F2的合力保持不變，故A正確，C錯誤；BD．若懸繩逐漸變短，使足球緩慢上升，則懸繩與墻壁間的夾角為θ增大，根據上述可知，、均在增大，由于F2與G的合力大小等于，方向與方向相反，可知，F2與G的合力大小增大，故BD錯誤；故選A。請閱讀下述文字，完成下列小題。文字敘述、數學公式和函數圖像是表述物理規(guī)律或過程的三種基本方法，而函數圖像具有形象、直觀等特點，表述動態(tài)變化過程更加清晰、簡潔。14.甲、乙兩物體從0時刻開始從同一地點向同一方向做直線運動，其位移x與時間t變化關系的圖像如圖所示。在0~t1時間內（）A.甲的速度總比乙的大B.甲經過的路程比乙的小C.甲、乙的平均速度相同D.甲的平均速度比乙的小15.某大樓中有一部直通高層的客運電梯，電梯運行時的速度v隨時間t變化關系的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A.0~4s與12~16s電梯的加速度和速度方向均相同B.0~4s與12~16s電梯的加速度和速度方向均相反C.0~16s內，電梯運行平均速度為2m/sD.0~16s內，電梯運行的平均速度為3m/s16.某測試汽車在平直的路面上由靜止開始啟動，在一段時間內其加速度a隨時間t變化關系的圖像如圖所示。整個過程汽車所受阻力大小恒定。下列說法正確的是（）A.0~t1時間內，汽車做勻加速直線運動B.t1時刻，汽車的速度大小為C.t1~t2時間內，汽車所受牽引力逐漸減小D.t2~t3時間內，汽車所受牽引力與阻力大小相等【答案】14.C15.D16.B【解析】【14題詳解】A．圖像中，圖像某點切線的斜率的絕對值表示速度大小，正負表示速度方向，將甲圖像向下平移，可知，平移后必定與乙的圖像相切于某一點，該點之前，甲的速度大于乙的速度，該點之后，甲的速度小于乙的速度，故A錯誤；B．在0~t1時間內，圖像的斜率始終為正值，表明甲乙均做單向直線運動，由于甲乙圖像初末時刻均相交，則在0~t1時間內，甲經過的路程等于乙經過的路程，故B錯誤；CD．在0~t1時間內，甲乙圖像初末時刻均相交，表明甲乙位移相等，根據可知，甲、乙的平均速度相同，故C正確，D錯誤。故選C【15題詳解】AB．圖像中，圖像的斜率的絕對值表示加速度的大小，正負表示加速度的方向，0~4s內，速度為正值，斜率為正值，即加速度為正值，電梯加速度方向與速度方向相同12~16s內，速度為正值，斜率為負值，即加速度為負值，電梯的加速度和速度方向相反，故AB錯誤；CD．圖像中，圖像與時間軸所圍幾何圖形的面積表示位移，則0~16s內，電梯的位移則0~16s內，電梯運行的平均速度為故C錯誤，D正確。故選D。.【16題詳解】A．汽車從靜止開始運動，0~t1時間內，汽車加速度增大，汽車做加速度增大的加速直線運動，故A錯誤；B．根據加速度的定義式有解得可知，圖像中，圖像與時間軸所圍幾何圖形的面積表示速度的變化量，由于汽車初速度為0，則該面積也能夠間接表示汽車某時刻的速度，則t1時刻，汽車的速度大小為故B正確；C．根據牛頓第二定律有解得t1~t2時間內，加速度增大，可知汽車所受牽引力逐漸增大，故C錯誤；D．t2~t3時間內，加速度一定，根據上述，汽車所受牽引力大于阻力，故D錯誤。故選B。請閱讀下述文字，完成下列小題。牛頓運動定律包括牛頓第一定律、牛頓第二定律和牛頓第三定律，由牛頓在1687年于《自然哲學的數學原理》一書中總結提出。牛頓運動定律在力學乃至整個物理學中占有重要的地位，它是經典力學的基礎。17.理想實驗有時能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設計了如圖所示的理想實驗，步驟如下：①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍要達到原來的高度，將運動更長的距離；②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放的高度；④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球將沿水平面持續(xù)運動。在上述步驟中，有的屬于可靠的事實，有的屬于理想化的推論。下列有關事實和推論的分類和排序均正確的是（）A①（事實），②③④（推論） B.②（事實），①③④（推論）C.②（事實），③①④（推論） D.③（事實），①②④（推論）18.下列說法不正確的是（）A.力是使物體產生加速度的原因，所以先有作用力，然后才有加速度B.要使物體獲得較大的加速度，除了增大作用力外，還要使物體的質量盡可能小C.加速度的方向與物體所受合外力的方向相同，也與物體速度變化的方向相同D.物體同時受到幾個力的作用，則物體的加速度等于各個力單獨作用時產生的加速度的矢量和19.下列說法正確的是（）A.人走路時，只有地對腳的作用力大于腳蹬地的作用力，人才能前進B.以卵擊石，石頭無恙而雞蛋碎了，說明石頭對雞蛋的作用力更大C.甲、乙兩人拔河，甲獲勝，說明甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力D.運動員從地面上豎直跳起，說明地面對運動員的支持力大于運動員自身重力20.生活中常會出現這樣的情景：在勻速行駛的火車上，較光滑桌面上的蘋果保持靜止；但當火車加速時，桌面上的蘋果卻動起來了，如圖所示。此時蘋果在水平方向的合外力為零，為什么蘋果獲得加速度動起來了呢？這與牛頓運動定律似乎矛盾了。原來，牛頓運動定律是否成立，與參考系的選擇有關。牛頓運動定律成立的參考系稱為慣性系，牛頓運動定律不成立的參考系則稱為非慣性系。在研究地面物體的運動時，一般將地面視為慣性系，相對地面做勻速直線運動的其他參考系也可視為慣性系。若選車廂為參考系，當火車勻速行駛時，車廂是慣性系，所以蘋果保持靜止；當火車加速時，車廂則是非慣性系，此時牛頓運動定律不成立。其實，在非慣性系中，需要引入“慣性力”來修正牛頓運動定律：有一個力F＇作用于蘋果，其方向與火車相對地面的加速度a的方向相反，其大小等于蘋果質量m與加速度a的乘積，即。修正后的牛頓運動定律既適用于慣性系，也適用于非慣性系。下列說法中不正確的是（）A.修正前的牛頓運動定律只適用于慣性系B.在車廂中的觀察者看來，蘋果運動的方向與車廂的加速度方向相同C.只有在非慣性系中才能觀測到“慣性力”D.“慣性力”不是物體實際受到的力，“慣性力”不存在反作用力【答案】17.C18.A19.D20.B【解析】【17題詳解】根據實驗事實②得出實驗結果：“上升的高度應略低于原來高度”→推論：如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放的高度→推論：減小第二個斜面的角度，小球在這斜面上仍要達到原來的高度→推論：繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球會沿水平面一直運動下去。這是以事實為基礎，一步步推論過程。故選C?！?8題詳解】A．根據牛頓第二定律的瞬時性可知，加速度和力是瞬時對應關系，即加速度與力是同時產生、同時變化、同時消失的，故A錯誤：B．根據牛頓第二定律F=ma可知要使物體獲得較大的加速度，除了增大作用力外，還要使物體的質量盡可能小，故B正確；C．加速度的方向總與合外力方向相同，也與物體速度變化的方向相同，故C正確；D．根據牛頓第二定律的獨立性可知，當物體受到幾個力的作用時，可把物體的加速度看成是各個力單獨作用時產生的各個加速度的矢量和，故D正確。本題選不正確的，故選A?！?9題詳解】A．地對腳的力和腳蹬地的力是一對相互作用力，其大小相等，方向相反，A錯誤；B．雞蛋對石頭的力和石頭對雞蛋的力是相互作用力，大小相等，但雞蛋殼的抗撞擊力較差，所以雞蛋碎了，B錯誤；C．甲乙兩隊拔河比賽，甲對乙的力和乙對甲的力是相互作用力，大小相等，但甲隊勝是因為甲隊受到地面的摩擦力大于乙隊受到地面的摩擦力，C錯誤；D．運動員能夠從地面跳起是因為地面給運動員的力大于運動員自身的重力，D正確。故選D?！?0題詳解】A．修正前的牛頓運動定律只適用于慣性系，A正確；B．在車廂中的觀察者看來，蘋果受到與火車相對地面的加速度a的方向相反的“慣性力”而運動，因此蘋果運動的方向與車廂的加速度方向相反，B錯誤；C．只有在非慣性系中才能觀測到“慣性力”，C正確；D．“慣性力”不是物體實際受到的力，“慣性力”不存在反作用力，D正確。本題選不正確，故選B。第二部分（非選擇題共40分）二、填空題。本題共3小題，每小題4分，共12分。21.某同學探究彈簧彈力與彈簧長度的關系。他正確地完成實驗，并將實驗數據在坐標系中描點、作圖，得到彈力大小F與彈簧長度l的關系圖像如圖所示。由圖像可知，該彈簧的原長為________cm；勁度系數為________N/m。【答案】①.5②.100【解析】【詳解】設彈簧的原長為，任意時刻的長度為，彈簧的勁度系數為，根據胡克定律有可知，當時，則根據圖像可知，彈簧的原長彈簧的勁度系數即為圖像的斜率，可得22.某同學用如圖所示的裝置做“探究加速度與物體受力、物體質量的關系”實驗。改變小車質量時，______（選填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力；當小車的質量______（選填“遠大于”或“遠小于”）槽碼質量時，可以近似認為細線對小車的拉力大小等于槽碼的重力。【答案】①.不需要②.遠大于【解析】【詳解】[1]平衡摩擦力時，將長木板固定有打點計時器的一端適當墊高，不掛槽碼，接通電源，輕推小車，使紙帶上打出的點跡均勻分布，表明小車向下做勻速直線運動，令長木板墊高后的斜面傾角為，則有化簡得可知，平衡摩擦力過程與小車質量大小無關，即改變小車質量時，不需要重新平衡摩擦力；[2]平衡摩擦力后，對小車進行分析有對槽碼進行分析有解得可知，當質量關系為解得可知，當小車的質量遠大于槽碼質量時，可以近似認為細線對小車的拉力大小等于槽碼的重力。23.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，打點計時器所接交流電源的頻率為50Hz。圖是打出紙帶的一部分，以計數點A為位移測量起點和計時起點，則打下計數點B時小車的速度大小為________m/s；小車的加速度大小為________m/s2.【答案】①0.4②.5##5.0【解析】【詳解】[1]打下計數點B時小車的速度大小為[2]小車的加速度大小為三、計算論證題。本題共4小題，共28分。解題要求：寫出必要的文字說明、方程式和結果。有數值計算的題，結果必須明確寫出數值和單位。24.在科學研究中，可以用風力儀直接測量風力的大小，其原理如圖所示。一根輕質金屬絲，懸掛著一個小球，無風時，金屬絲豎直下垂；當有風沿水平方向吹來時，金屬絲偏離豎直方向一定角度。風力越大，偏角越大。通過傳感器，就可以根據偏角的大小指示出風力大小。已知小球質量為m，重力加速度為g。（1）推導風對小球作用力F的大小與偏角θ之間關系式；（2）有同學說：“若角度變?yōu)?θ，則風力也為原來的2倍”，你認為這個說法是否正確？簡要說明理由?！敬鸢浮浚?）；（2）不正確，θ增大原來的2倍，tanθ增大不是原來的2倍，故F不是原來的2倍【解析】【詳解】（1）對小球受力分析可知，小球受向下的重力mg，水平風力F和細線的拉力T，由平衡可知（2）不正確，θ增大原來的2倍，tanθ增大不是原來的2倍，故F不是原來的2倍。25.如圖所示，某同學用斜向上的力F拉著一只重G=66N的箱子在水平地面上勻速前進，地面與箱子間的動摩擦因數μ=0.5，繩子與水平面的夾角θ=37°。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。（1）求拉力F的大小。（2）如果該同學改用斜向下的力推箱子做勻速運動，她是更省力了還是費力了？簡要說明理由?！敬鸢浮浚?）；（2）費力