北京市昌平区2023-2024学年高一上学期期末质量抽测物理试卷（含答案）

昌平区2023—2024学年第一学期高一年级期末质量抽测
物　理　试　卷
2024．1
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，将答题卡收回。
第一部分（选择题 共60分）
一、单项选择题。本题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，选出符合题目要求的一项。
请阅读下述文字，完成第1题～第4题。
国产大飞机C919于2023年5月28日正式投入商业运营，标志着中国航空工业进入快速发展阶段，体现了中国制造的科技水平和实力。
1．在拍摄高速运动的物体时常常采用“追拍法”。如图1所示，当C919飞机滑行时，让摄影师和飞机同步运动，从而获取清晰的飞机影像，摄影师用自己的方式表达了运动的美。下列说法正确的是
A．以摄影师为参考系，飞机是静止的
B．以摄影师为参考系，飞机是运动的
C．以摄影师为参考系，大地是静止的
D．以大地为参考系，飞机是静止的
2．C919客机以时速980公里巡航了200公里。其中“时速980公里”、“巡航200公里”分别是指
A．速度、位移 B．速度、路程
C．速率、位移 D．速率、路程
3．C919客机起飞前在平直的跑道上滑行时不同时刻的速度大小如图2所示。假设飞机做匀加速直线运动，其加速度大小为
A．2.4 m/s2 B．24 m/s2
C．4.8 m/s2 D．48 m/s2
4．假设飞机所受阻力与速度大小成正比，飞机在匀加速滑行的过程中，下列说法正确的是
A．加速度逐渐增大
B．所受牵引力逐渐增大
C．所受牵引力保持不变
D．相同时间内速度的变化量逐渐增大
请阅读下述文字，完成第5题～第6题。
以实验为基础的物理学离不开对物理量的精确测量，实验数据加上单位，才是有意义的测量结果。1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的单位制——国际单位制，简称SI。国际单位制促进了各国间的贸易往来和科学技术交流。
5．下列单位，全部属于国际单位制基本单位的是
A．kg、m和s B．N、m和s
C．m/s、kg和s D．N、m/s和m/s2
6．物理学中的关系式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的单位之间的关系。对于胡克定律和滑动摩擦力公式中的“k”和“μ”，下列说法正确的是
A．k和μ都有单位 B．k和μ都没有单位
C．k有单位，μ没有单位 D．μ有单位，k没有单位
请阅读下述文字，完成第7题～第8题。
物理学是一门具有方法论性质的自然科学，人们在认识世界、探究自然奥秘的过程中总结出许多思想方法，这些思想方法指导着人们的生活和实践。
7．物理学家在建立物理概念、探究物理规律的过程中应用了许多思想方法，以下叙述不正确的是
A．在研究弹力时，通过激光笔、平面镜观察桌面形变，应用了微小量放大法
B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是控制变量法
C．根据平均速度，当△t很小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，这里应用了极限思想
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里应用了微元法
8．如图3所示，在“探究两个互成角度力的合成规律”实验中，橡皮条一端固定在A点，另一端与轻质小圆环连接。先用两个弹簧测力计共同拉小圆环，小圆环在力F1、F2的作用下静止于O点。再改用一个弹簧测力计拉小圆环，仍使它静止于O点，此时作用在小圆环上的力为F。本实验用到了等效替代法，其中“等效性”体现在
A．F1、F2与F满足平行四边形定则
B．两次拉动小圆环过程中，使小圆环都处于O点
C．两次拉动小圆环过程中，使弹簧测力计的示数相同
D．两次拉动小圆环过程中，使橡皮条伸长的长度相等
请阅读下述文字，完成第9题～第11题。
如图4所示，蹦极是一项非常刺激的户外运动。为了研究蹦极运动做以下简化：将游客视为质量m = 60 kg的质点，他的运动沿竖直方向，且初速度为0。弹性绳的原长L0 = 10 m，其形变量与所受拉力成正比，比例系数k = 100 N/m，弹性绳始终在弹性限度内。游客下落1.8L0时到达最低点，此过程中不计空气阻力和弹性绳质量，重力加速度g取10 m/s2。
9．游客从离开平台到最低点的过程中，速度大小
A．一直增大 B．先减小后增大
C．先增大后减小 D．增大到某一值后不变
10．游客从离开平台到最低点的过程中
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．当游客速度达到最大时，距起跳平台的高度为
A．10 m B．12 m C．16 m D．18 m
请阅读下述文字，完成第12题～第13题。
如图5所示，用网兜把足球挂在竖直墙壁的A点，足球与墙壁的接触点为B。已知足球受到的重力为G，悬绳与墙壁间的夹角为θ。悬绳对足球的拉力用F1表示，墙壁对足球的支持力用F2表示。不计网兜与墙壁间的摩擦力和悬绳及网兜的重力。
12．当足球静止时，下列关系式正确的是
A． B．
C． D．
13．现将悬绳逐渐变短，使足球缓慢上升。在此过程中，下列说法正确的是
A．F1与F2的合力保持不变
B．F2与G的合力保持不变
C．F1与F2的合力逐渐增大
D．F2与G的合力逐渐减小
请阅读下述文字，完成第14题～第16题。
文字叙述、数学公式和函数图像是表述物理规律或过程的三种基本方法,而函数图像具有形象、直观等特点，表述动态变化过程更加清晰、简洁。
14．甲、乙两物体从0时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，其位移x与时间t变化关系的图像如图6所示。在0～t1时间内，
A．甲的速度总比乙的大
B．甲经过的路程比乙的小
C．甲、乙的平均速度相同
D．甲的平均速度比乙的小
15．某大楼中有一部直通高层的客运电梯，电梯运行时的速度v随时间t变化关系的图像如图7所示。下列说法正确的是
A．0～4 s与12～16 s电梯的加速度和速度方向均相同
B．0～4 s与12～16 s电梯的加速度和速度方向均相反
C．0～16 s内，电梯运行的平均速度为2 m/s
D．0～16 s内，电梯运行的平均速度为3 m/s
16．某测试汽车在平直的路面上由静止开始启动，在一段时间内其加速度a随时间t变化关系的图像如图8所示。整个过程汽车所受阻力大小恒定。下列说法正确的是
A．0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动
B．t1时刻，汽车的速度大小为
C．t1～t2时间内，汽车所受牵引力逐渐减小
D．t2～t3时间内，汽车所受牵引力与阻力大小相等
请阅读下述文字，完成第17题～第20题。
牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，由牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。牛顿运动定律在力学乃至整个物理学中占有重要的地位，它是经典力学的基础。
17．理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设计了如图9所示的理想实验，步骤如下：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度，将运动更长的距离；
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面持续运动。
在上述步骤中，有的属于可靠的事实，有的属于理想化的推论。下列有关事实和推论的分类和排序均正确的是
A．①（事实），②③④（推论） B．②（事实），①③④（推论）
C．②（事实），③①④（推论） D．③（事实），①②④（推论）
18．下列说法不正确的是
A．力是使物体产生加速度的原因，所以先有作用力，然后才有加速度
B．要使物体获得较大的加速度，除了增大作用力外，还要使物体的质量尽可能小
C．加速度的方向与物体所受合外力的方向相同，也与物体速度变化的方向相同
D．物体同时受到几个力的作用，则物体的加速度等于各个力单独作用时产生的加速度的矢量和
19．下列说法正确的是
A．人走路时，只有地对脚的作用力大于脚蹬地的作用力，人才能前进
B．以卵击石，石头无恙而鸡蛋碎了，说明石头对鸡蛋的作用力更大
C．甲、乙两人拔河，甲获胜，说明甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D．运动员从地面上竖直跳起，说明地面对运动员的支持力大于运动员自身重力
20．生活中常会出现这样的情景：在匀速行驶的火车上，较光滑桌面上的苹果保持静止；但当火车加速时，桌面上的苹果却动起来了，如图10所示。此时苹果在水平方向的合外力为零，为什么苹果获得加速度动起来了呢？这与牛顿运动定律似乎矛盾了。原来，牛顿运动定律是否成立，与参考系的选择有关。牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系，牛顿运动定律不成立的参考系则称为非惯性系。在研究地面物体的运动时，一般将地面视为惯性系，相对地面做匀速直线运动的其他参考系也可视为惯性系。若选车厢为参考系，当火车匀速行驶时，车厢是惯性系，所以苹果保持静止；当火车加速时，车厢则是非惯性系，此时牛顿运动定律不成立。其实，在非惯性系中，需要引入“惯性力”来修正牛顿运动定律：有一个力 F＇作用于苹果，其方向与火车相对地面的加速度a的方向相反，其大小等于苹果质量m与加速度a的乘积，即。修正后的牛顿运动定律既适用于惯性系，也适用于非惯性系。下列说法中不正确的是
A．修正前的牛顿运动定律只适用于惯性系
B．在车厢中的观察者看来，苹果运动的方向与车厢的加速度方向相同
C．只有在非惯性系中才能观测到“惯性力”
D．“惯性力”不是物体实际受到的力，“惯性力”不存在反作用力
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．某同学探究弹簧弹力与弹簧长度的关系。他正确地完成实验，并将实验数据在坐标系中描点、作图，得到弹力大小F与弹簧长度l的关系图像如图11所示。由图像可知，该弹簧的原长为________ cm；劲度系数为________ N/m。
22．某同学用如图12所示的装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验。改变小车质量时，________（选填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力；当小车的质量________（选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以近似认为细线对小车的拉力大小等于槽码的重力。
23．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器所接交流电源的频率为50 Hz。图13是打出纸带的一部分，以计数点A为位移测量起点和计时起点，则打下计数点B时小车的速度大小为 ________ m/s；小车的加速度大小为 ________ m/s2。
三、计算论证题。本题共4小题，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．（6分）
在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图14所示。一根轻质金属丝，悬挂着一个小球，无风时，金属丝竖直下垂；当有风沿水平方向吹来时，金属丝偏离竖直方向一定角度。风力越大，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力大小。已知小球质量为m，重力加速度为g。
（1）推导风对小球作用力F的大小与偏角θ之间关系式；
（2）有同学说：“若角度变为2θ，则风力也为原来的2倍”，你认为这个说法是否正确？简要说明理由。
25．（6分）
如图15所示，某同学用斜向上的力F拉着一只重G = 66 N的箱子在水平地面上匀速前进，地面与箱子间的动摩擦因数 μ = 0.5，绳子与水平面的夹角 θ = 37°。已知 sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，重力加速度g取10 m/s2。
（1）求拉力F的大小。
（2）如果该同学改用斜向下的力推箱子做匀速运动，她是更省力了还是费力了？简要说明理由。
26．（8分）
在一栋房子的屋檐边缘，每隔一定时间有一水滴落下。若某一水滴用时t = 1.2 s 落到地面时，恰好有另一水滴离开屋檐开始下落，并且空中还有两滴水滴正在下落。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。
（1）求此屋檐离地面的高度H。
（2）正在下落的两滴水滴A和B（A在B的下面），以A水滴为参照物，B水滴做什么运动？简要说明理由。
27．（8分）
从高空下落的物体所受空气阻力随下落速度的增大而增大，经过一段时间后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度。已知体积很小的雨滴（可视为球体）从云层中下落所受的空气阻力f大小与速度v和半径r成正比，即 f = kvr，k是比例系数。对于常温下的空气，比例系数N·s/m2。已知水的密度 ρ = 1.0×103 kg/m3，球体体积，π取3，重力加速度g取10 m/s2。不考虑雨滴下落过程中质量的变化，不计空气浮力。
（1）雨滴在匀速运动之前，加速度和速度如何变化？
（2）求半径r = 0.1 mm的雨滴在无风时的终极速度vm（计算结果保留两位有效数字）；
（3）若雨滴半径减小一半，终极速度如何变化？简要说明理由。
昌平区2023—2024学年第一学期高一年级期末质量抽测
物理试卷参考答案及评分标准 2024.1
第一部分
一、单项选择题。本题共20题，每题3分，共60分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D A B A C B B C D
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 C D A C D B C A D B
第二部分
二、填空题。本题共3题，每题4分，共12分。
21．5 （2分） 100 （2分）
22．不需要 （2分） 远大于 （2分）
23．0.4 （2分） 5 （2分）
三、计算论证题。本题共4题，共28分。
24．（6分）
（1） （3分）
（2）不正确。 （1分）
θ增大原来的2倍，tanθ增大不是原来的2倍，故F不是原来的2倍。 （2分）
25．（6分）
（1）水平方向有 （1分）
竖直方向有 （1分）
滑动摩擦力 （1分）
解得 F = 30 N （1分）
（2）费力了。 （1分）
用斜向下的力推箱子会导致摩擦力增大。 （1分）
26．（8分）
（1）根据自由落体运动规律 （2分）
解得 H = 7.2 m （2分）
（2）以速度大小g t向上做匀速直线运动。 （2分）
取向下为正方向，，，以A为参照物，
，B水滴以速度做匀速直线运动。 （2分）
27．（8分）
（1）雨滴在匀速运动之前，加速度减小，速度增大。 （2分）
（2）雨滴达到终极速度时，受力平衡。
（2分）
而 （1分）
解得 （1分）
（3）终极速度将减小。 （1分）
因为，雨滴半径减小一半，终极速度将减小到原来的。 （1分）