北京市海淀区2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

北京市海淀区2024-2025学年高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共30分。
1.下列物理量中，属于矢量的是( )
A. 时间 B. 路程 C. 质量 D. 加速度
2.一篮球从距离地面处竖直下落，竖直反弹后上升，整个过程的路程和位移大小分别是( )
A. B. C. D.
3.图是汽车从制动到停止的示意图，汽车从开始制动到停止共用了。这段时间内，汽车每前进的距离分别是、、、和。图所示的四个图像中，表示汽车运动的图和图可能正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示，气垫导轨上的滑块经过光电门时，其上的遮光条会将光遮住，光电门可自动记录遮光时间，已知遮光条的宽度为。下列说法正确的是( )
A. 事实上，为遮光条通过光电门过程的平均速度
B. 为使更接近遮光条刚到达光电门时的瞬时速度，可换用宽度更宽的遮光条
C. 为使更接近遮光条刚到达光电门时的瞬时速度，可令滑块的释放点更靠近光电门
D. 只用和可计算出滑块的加速度
5.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的自然长度为，如图甲所示。两个弹簧测力计分别通过细线、拉着小圆环，使小圆环静止于点，分别记录两个拉力、的大小和方向，如图乙所示。撤去、改用一个弹簧测力计通过细线单独拉小圆环，仍使小圆环处于点静止，记录其拉力的大小和方向，如图丙所示。画出、和的图示，并用虚线把拉力的箭头端分别与、的箭头端、连接得出四边形，如图丁所示。关于本实验，下列说法正确的是( )
A. 图乙所示的操作中，要保证两个弹簧测力计的拉力大小相等
B. 图丁中、的大小可分别用细线、的长度来表示
C. 由图丁可初步猜测四边形为平行四边形
D. 在图丁中以、为邻边画出平行四边形，其对角线一定与完全重合
6.是高速公路上不停车电子收费系统的简称。汽车在进入通道感应识别区前需要减速至以下，然后匀速通过感应识别区。以速度行驶的某辆汽车减速行驶到感应识别区入口时恰好减速至，其减速过程的图像如图所示，其中时间内图线是曲线，时间内图线是直线，下列说法正确的是( )
A. 时间内汽车的运动轨迹是曲线
B. 时间内汽车的平均速度大于
C. 时间内汽车的加速度越来越小
D. 时间内汽车的加速度方向与汽车运动方向相同
7.将重物从高处运送到地面，为安全起见，要求下降过程中重物与墙壁保持一定的距离。图中所示是一种简单的操作方法：一人在高处控制下端系在重物上的绳子，另一人站在地面控制另一根上端系在重物上的绳子，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若物体可视为质点，当绳与竖直方向的夹角为，绳与竖直方向的夹角为，且时，下列说法正确的是( )
A. 绳的水平分力大于绳的水平分力
B. 绳的竖直分力大于绳的竖直分力
C. 站在地面上的人受到地面的摩擦力方向水平向左
D. 两绳对重物拉力的合力的方向竖直向上
8.直升机悬停在空中，投放装有物资的箱子，箱子由静止开始下落，下落过程中所受空气阻力的大小与箱子下落速度的平方成正比，下落过程中箱子始终保持图示状态。忽略箱内空气对物体的影响，在箱子加速下落过程中，下列说法正确的是( )
A. 物资可能离开箱子的下底面 B. 物资的加速度逐渐增大
C. 刚投放时物资对下底面的压力最大 D. 箱子对物资的支持力一定越来越大
9.如图所示，、两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平地面上，物体与地面间的摩擦力可忽略，两个物体的质量，。从开始，推力和拉力分别作用于、上，、随时间的变化规律分别为、。下列说法正确的是( )
A. 时刻，物体的加速度的大小为
B. 时刻，、间的相互作用力的大小为
C. 在第内，物体的加速度越来越小
D. 时刻，物体的速度大小为
10.科技馆中有一个展品，该展品放置在暗处，顶部有一个每隔相同时间由静止向下滴水的装置，在频闪光源的照射下，可以看到水滴好像静止在空中固定位置不动；若适当调整频闪光源的发光时间间隔，还可以看到这些水滴在空中“缓慢上升”的场景。若每当一个水滴从高处开始滴下，就会有一个水滴正好落地，且空中另外还有个水滴正在下落，取重力加速度为。下列说法错误的是( )
A. 当时，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置
B. 当时，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置
C. 当略大于时，可以看到水滴在空中“缓慢上升”
D. 当略小于时，可以看到水滴在空中“缓慢上升”
二、多选题：本大题共4小题，共12分。
11.如图所示，复兴号高铁高速平稳运行中，笔可以直立放在桌面上，某乘客将一枚硬币竖直放在笔的上端。若高铁、硬币和笔一起做匀速直线运动，下列说法正确的是( )
A. 笔受到重力、硬币的压力和桌面的支持力
B. 笔受到重力、硬币的压力、桌面的支持力和静摩擦力
C. 笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力是一对相互作用力
D. 桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力是一对平衡力
12.如图所示，火箭发射时，速度能在内由增加到；如图所示，某汽车若以的速度行驶，急刹车时能在内停下来。若火箭和汽车的运动都可视为匀变速直线运动，且分别规定火箭和汽车运动方向为正，对于以上两个过程，下列说法正确的是( )
A. 火箭速度的变化量为 B. 汽车速度的变化量为
C. 火箭的平均速度比汽车的平均速度小 D. 火箭的加速度比汽车的加速度小
13.如图所示，物块放在木箱内，物块右端由一根处于伸长状态的水平轻弹簧与木箱连接。木箱和物块均保持静止。若发现物块突然相对木箱底面向右移动。下列情况可能的是( )
A. 木箱突然向下做加速运动 B. 木箱突然向上做加速运动
C. 木箱突然向右做加速运动 D. 木箱突然向左做加速运动
14.位移传感器是把物体运动的位移、时间转换成电信号，经过计算机的处理，可以立刻在屏幕上显示物体运动位移随时间变化的仪器。通过数据处理，可以进一步得出速度随时间变化的关系。如图所示是利用位移传感器测量位移的示意图。该系统中有一个不动的小盒，工作时小盒向被测物体发出短暂的超声波脉冲。脉冲被运动物体反射后又被小盒接收。根据发射与接收超声波脉冲的时间差和空气中的声速，可以得到小盒与运动物体的距离、以及，再结合相邻两次发射超声波脉冲的时间间隔，从而系统就能算出运动物体的速度。利用这个原理可以制成测速仪，在某次测速过程中，固定的测速仪对道路正前方做直线运动的某辆汽车共发射三次信号，接收三次信号，数据如表：
时刻
事件 发射第一次超声波信号 接收第一次超声波信号 发射第二次超声波信号 接收第二次超声波信号 发射第三次超声波信号 接收第三次超声波信号
已知超声波在空气中的传播速度为。下列说法正确的是( )
A. 汽车到测速仪的距离越来越近
B. 汽车第一次反射超声波信号时，与测速仪的距离为
C. 汽车在第一次和第二次反射超声波信号之间的时间内的平均速度约为
D. 汽车正在减速行驶
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
15.某同学用图所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系，刻度尺刻度线与弹簧上端对齐且固定不动。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码个数，依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值，并计算出相应的弹簧伸长量，所得数据见表弹簧始终未超过弹性限度，取重力加速度为。
实验数据记录表弹簧原长
实验次数
钩码质量
刻度尺的刻度
弹簧的伸长量 ______
根据实验记录的数据，请将第次实验时弹簧的伸长量填入数据记录表中。
该同学根据数据记录表，在图中标出了各次实验数据对应的坐标点，请在图中标出第次实验对应的坐标点，并作出图线。
由图中图线可知该弹簧的劲度系数为______计算结果保留三位有效数字。
弹簧下端指针若由图中位置调整到位置，对该弹簧的劲度系数的测量值______选填“有影响”或者“没影响”。
16.某兴趣小组设计了一个“探究加速度与力的关系”的实验。实验装置如图所示，其中砝码和托盘的总质量均远小于小车质量。
本实验，除了图中所列器材外，还需要的测量工具有______。
A.秒表
B.天平
C.刻度尺
关于实验操作，以下做法正确的是______。
A.平衡阻力时，应连好小车后面的纸带
B.平衡阻力时，应将挂着装有砝码的托盘的细绳跨过定滑轮系在小车上
C.实验时，应通过调整定滑轮，使细线和长木板上表面平行
D.实验时，应先放开小车，后接通电源
实验得到如图所示的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点迹未画出。已知打点计时器打点周期为，则此次实验中小车运动的加速度的测量值 ______。结果保留两位有效数字
该小组同学保持小车质量不变，根据测量数据作出了小车加速度随所受拉力的变化的图线，如图所示。据此图线，可以得到的结论是：在实验误差允许范围内，______。
在上述实验中，托盘质量为，盘中砝码质量为，若某同学在处理数据过程中没有考虑托盘质量，请在图中大致画出他所作的图线，并写出他所作图线斜率的表达式______。
四、计算题：本大题共4小题，共38分。
17.速度为的列车从某时刻开始加速行驶，加速度大小为。
求列车加速行驶时的速度大小。
若列车加速行驶时开始刹车，加速度大小为，求列车刹车后还要行驶多远的距离才能停下来。
18.如图所示，质量为的木块，恰好能沿倾角为的斜面匀速下滑。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。
求木块与斜面间的动摩擦因数；
木块初始静止在该斜面上。若用平行于斜面向上的力拉木块，拉力从零开始逐渐增大至使木块恰好沿斜面上滑，请通过计算说明在此过程中摩擦力大小和方向的变化情况。
19.航空母舰的舰载机既要在航母的水平跑道上起飞，也要在航母上降落。某航母在起降舰载机时一直保持相对海面的速度向前航行。
某质量的舰载机在该航母上采用弹射装置起飞时，需同时开启舰载机的发动机，使原本相对航母静止的舰载机在发动机和弹射器共同产生的动力作用下，仅用就达到了相对海面的速度并离舰升空。将该过程中发动机和弹射装置给舰载机提供的力都视为水平恒力，且忽略阻力的影响。取重力加速度。
求该过程中舰载机的加速度大小；
已知该舰载机发动机的推重比发动机推力和舰载机所受重力的比值为，求弹射装置在该舰载机起飞过程中提供的动力大小。
舰载机在航母上降落时，需用阻拦索使舰载机迅速相对航母停下来。若某次舰载机着舰时相对航母的速度为，飞机钩住阻拦索后经过停下来。若该减速过程中舰载机的加速度大小随时间的变化如图所示，求舰载机刚钩住阻拦索时加速度的大小。
20.如图所示，质量为的斜面体放在水平地面上始终保持静止，其倾斜面是边长为的正方形粗糙表面、与水平地面夹角。以的中心为坐标原点建立直角坐标系，方向水平向右，方向与平行。将质量的橡胶块可视为质点放于点，斜面与橡胶块之间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知，，取重力加速度。
当橡胶块静止在斜面上时，求它受到斜面的支持力大小和摩擦力大小。
若对橡胶块施加平行于斜面的外力，使得橡胶块可以从点由静止开始沿轴做匀加速直线运动，并用的时间到达边。求：
该外力的大小；
求橡胶块运动过程中，地面对斜面体的支持力大小和摩擦力大小。
答案和解析
1.
【解析】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量．加速度是矢量，而时间、路程、质量是标量，故D正确，ABC错误．
故选：
2.
【解析】路程指实际运动路径的长度，所以整个过程篮球的路程为，初位置指向末位置的有向线段为篮球的位移，所以整个过程中篮球的位移大小为，所以整个过程中篮球的路程和位移大小分别是、，故B正确，ACD错误。
故选：。
3.
【解析】、汽车每前进的距离分别是、、、和，满足匀变速直线运动的的规律，汽车做匀减速直线运动，可知图像就是一条曲线，斜率表示速度，应该越来越小，故AB错误；
、汽车做匀减速直线运动，由图像可知，图象为倾斜直线，斜率表示加速度，故C正确，D错误。
故选：。
4.
【解析】对于光电门，如果挡光片的宽度很小，滑块通过光电门时的时间足够短，由平均速度公式，代替滑块的瞬时速度误差较小，与释放点到光电门的位置无关，也不能用这两个量计算加速度。故A正确，BCD错误。
故选：。
5.
【解析】、在图乙所示的操作中，只要两个弹簧测力计的拉力大小合适就可以了，没有必要必须相等，故A错误；
B、图丁中、的大小要根据设定的标度表示，不能用细线的长度表示，故B错误；
C、因为力的合成法则符合平行四边形定则，正好为该四边形的对角线，且和的长度表示两个拉力，所以可以认为四边形是平行四边形，故C正确；
D、因为存在着误差，所以得到的平行四边形的对角线不一定与拉力完全重合，会有一定的偏差，故D错误。
故选：。
6.
【解析】图像对应的物体都做直线运动，时间内汽车的运动轨迹是直线，故A错误；
B.如果物体做匀变速直线运动，时间内汽车的平均速度等于，图像的面积表示物体的位移，可得时间内汽车的平均速度大于，故B正确；
C.图像斜率表示加速度，时间内汽车的加速度越来越大，故C错误；
D.时间内汽车的加速度方向负，汽车运动方向为正，二者方向相反，故D错误。
故选：。
7.
【解析】如图，对重物受力分析：
由平衡条件可得，两绳对重物拉力的合力与重物的重力等大、反向，则两绳对重物拉力的合力的方向竖直向上，且几个力之间有如下关系，
在水平方向上：，
在竖直方向上：，
由此可知，绳的水平分力等于绳的水平分力，绳的竖直分力小于绳的竖直分力；故D正确，AB错误；
C.结合前面分析可知，绳给人的拉力斜向左上方，则人有相对地面向左的运动趋势，则站在地面上的人受到地面的摩擦力方向水平向右，故C错误；
故选：。
8.
【解析】由于箱子和物资一起加速下落，它们之间的加速度是相同的。如果物资能够离开箱子的下底面，那么物资将只受重力作用，其加速度将为重力加速度，而箱子的加速度由于空气阻力的存在会小于，这与它们之间的加速度是相同的的事实相矛盾，因此物资不可能离开箱子的下底面，故A错误；
B.分析箱子的受力情况，箱子受到重力、空气阻力和物资对箱子的压力。由于空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，随着箱子速度的增加，空气阻力也会增加。根据牛顿第二定律，箱子的加速度将逐渐减小。由于物资与箱子加速度相同，因此物资的加速度也是逐渐减小的，故B错误；
C.刚投放时，箱子的速度为零，因此空气阻力也为零，此时，箱子和物资只受重力作用，它们之间的相互作用力为零，压力最小，故C错误；
D.由于箱子的加速度逐渐减小，所以物资的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律，物资受到的合力也逐渐减小，由于重力是恒定的，所以箱子对物资的支持力必须逐渐变大，故D正确。
故选：。
9.
【解析】、时刻，由牛顿第二定律得：
对两物体整体：
对：
代入数据解得：，，故AB错误；
C、当两物体间的弹力为零时两物体开始分离，此时两物体加速度仍相等，由牛顿第二定律得：
对：
对：
解得：
在内两物体一起加速运动，两物体整体受到的合力
物体所受合力不变，由牛顿第二定律可知，物体的加速度不变，故C错误；
D、时两物体分离，在分离前两物体一起做匀加速直线运动，由可知，加速度大小，
时刻，物体的速度大小，故D正确。
故选：。
10.
【解析】每隔相等时间间隔滴一滴水，以及每隔相等时间闪光一次，会看到水滴好像静止不动，，，由题意得，水滴间时间间隔等于，
或者时，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置，故AB正确；
若将目前的光源闪光频率略微调大一些，闪光的周期变短，则将观察到的奇特现象为水滴在逐渐上升，故C错误，D正确。
本题选错误的，故选：。
11.
【解析】笔在竖直方向上受到重力和桌面的支持力以及硬币的压力，故A正确；
B.高铁、硬币和笔一起做匀速直线运动，笔不会受到静摩擦力，故B错误；
C.笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，但分别作用在桌面和笔上，因此它们是一对相互作用力，故C正确；
D.桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力，这两个力虽然都作用在笔上，但它们的大小不相等，因此，它们不是一对平衡力，故D错误。
故选：。
12.
【解析】规定火箭运动方向为正，火箭的速度变化量，故A正确；
B.规定汽车运动方向为正，汽车的初速度，汽车的速度变化量为，故B错误；
C.根据匀变速直线运动的平均速度规律，火箭的平均速度为，汽车的平均速度为，则火箭的平均速度大于汽车的平均速度，故C错误；
D.火箭的加速度，汽车的加速度大小为，故火箭的加速度比汽车的小，故D正确。
故选：。
13.
【解析】当木箱向下加速运动时，处于失重状态，对木箱的压力小于重力，最大静摩擦力比静止时小，故弹力可能大于最大静摩擦力，可能使弹簧拉动相对木箱底面向右移动，故A正确；
B.木箱保持静止时，在水平方向弹簧的弹力没有大于与木箱之间的最大静摩擦力。当木箱向上加速运动时，处于超重状态，对木箱的压力大于重力，最大静摩擦力比静止时更大，故弹簧弹力小于向上加速时的最大静摩擦力，不可能使弹簧拉动相对木箱底面向右移动，故B错误；
假设木箱向左以加速度运动时，刚好没有发生滑动，对由牛顿第二定律有，可知，当木箱向左运动的加速度小于等于时，将不发生相对滑动；当加速度大于时，将使弹簧拉动相对木箱底面向右移动；假设木箱向右以加速度运动时，刚好没有发生滑动，对由牛顿第二定律有，可知，当木箱向右运动的加速度小于等于时，将不发生相对滑动；当加速度大于时，将使弹簧拉动相对木箱底面向左移动。故C错误，D正确。
故选：。
14.
【解析】汽车第一次反射超声波信号的时刻为，从反射到接受到信号经过的时间为，
与超声波测速仪的距离：，
汽车第二次反射超声波信号的时刻为，
从反射到接受到信号经过的时间为
与超声波测速仪的距离：
则汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离：，
汽车在反射两个超声波信号之间的时间为
汽车的行驶速度大小：，
同理可得第二次和第三次接收到超声波的平均速度，所以车在减速。故AB错误，CD正确。
故选：。
15. 有影响
【解析】第次实验时弹簧的为伸长量
图像如下图所示，要让尽可能多的点经过直线，不能落在直线上的点要在直线两侧分布均匀
图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则
弹簧下端指针若由图中位置调整到位置，则在测量弹簧的形变量时就不准确了，所以对该弹簧的劲度系数的测量值有影响。
故答案为：；见下图
；有影响。
16. 小车质量不变时，小车的加速度与合外力成正比。
【解析】器材中有打点计时器可以计时，所以不需要秒表，但需要测出小车的质量和打出的纸带上计数点之间的距离，所以还需要刻度尺和天平，故BC正确，A错误。
故选：。
、在平衡阻力时，需要取下砝码和托盘，让纸带穿过打点计时器的限位孔，让小车带着纸带匀速运动，故A正确，B错误；
C、要保证小车在运动过程中，所受细线的拉力不变，所以应通过调整定滑轮，使细线和长木板上表面平行，故C正确；
D、为了充分利用纸带，在实验时，需要先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故D错误；
故选：。
相邻两个计数点之间的时间间隔为，小车的加速度为
因为做出的图像是一条经过原点的倾斜直线，所以结论应该是：小车质量不变时，小车的加速度与合外力成正比。
见下图
对小车根据牛顿第二定律有，整理有，所以图像的斜率
故答案为：；；；小车质量不变时，小车的加速度与合外力成正比；图像见解析；。
17.根据运动学公式有
解得时列车的速度
根据运动学公式
解得列车停下来的距离
答：列车加速行驶时的速度大小为；
若列车加速行驶时开始刹车，加速度大小为，列车刹车后还要行驶的距离才能停下来。
18.木块沿斜面匀速下滑，根据平衡条件有，，又有，解得动摩擦因数；
初始时，斜面向上的拉力，木块静止在斜面上根据平衡条件有，摩擦力方向沿斜面向上。拉力逐渐增大，木块受力如图所示
根据平衡条件，因此，逐渐减小。当时，，拉力再增大，摩擦力方向沿斜面向下，木块受力如图所示，
根据平衡条件有，随增大逐渐增大，当时，木块恰好开始上滑。由以上分析可知，摩擦力先是沿斜面向上，并逐渐由减小到，然后改变方向，沿斜面向下，并由逐渐增大到。
答：求木块与斜面间的动摩擦因数等于；
摩擦力先是沿斜面向上，并逐渐由减小到，然后改变方向，沿斜面向下，并由逐渐增大到。
19.由加速度定义，有，解得
根据牛顿第二定律，有，解得动力；
图像与轴所夹的面积为速度变化量的大小，根据图有速度变化量的大小，解得
答：求该过程中舰载机的加速度大小等于；弹射装置在该舰载机起飞过程中提供的动力大小等于；
舰载机刚钩住阻拦索时加速度的大小等于。
20.根据物体的平衡条件，有，；
根据运动学公式，有，可得，
橡胶块在运动过程中在平面受力情况如图所示，
橡胶块所受摩擦力大小，方向水平向左。
设外力在、方向上的分量分别为，，根据牛顿第二定律有，解得，，解得；
斜面在水平和竖直方向受力都平衡，有
支持力
摩擦力。
答：当橡胶块静止在斜面上时，它受到斜面的支持力大小为，摩擦力大小为；
该外力的大小为；
橡胶块运动过程中，地面对斜面体的支持力大小为，摩擦力大小为。
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