北京市西城区2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

北京市西城区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，属于标量的是( )
A. 速度 B. 时间 C. 位移 D. 加速度
2.如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度为，经过一小段时间之后，速度变为，且，则这一过程中汽车( )
A. 位移的方向与的方向相反
B. 速度变化量的方向与相同
C. 加速度的方向与的方向相反
D. 加速度的方向与速度变化量的方向相反
3.用图示装置探究弹簧弹力与形变量的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。在弹簧下端悬挂质量为的钩码，待钩码静止时记录弹簧下端在刻度尺的位置，重力加速度为，则弹簧的劲度系数为( )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示，甲、乙两位同学利用直尺测量反应时间。甲用一只手在直尺末端做捏尺的准备，在他看到乙同学放开直尺时，他立刻捏住直尺，测出直尺在这段时间内下落的高度，计算出直尺下落的时间，就是甲同学的反应时间。若在某次测试中，直尺下落的高度为，取，则这次测量出甲的反应时间是( )
A. B. C. D.
5.用如图所示的装置进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。力传感器固定在铁架台上，物块放置在粗糙的水平长木板上，用沿水平方向的细线将物块系在传感器的挂钩上。水平向左拉动木板，在木板向左运动的过程中，物块相对于地面保持静止，传感器的示数为，由此可推断出( )
A. 物块受到的滑动摩擦力大小为，方向水平向右
B. 物块受到的滑动摩擦力大小为，方向水平向左
C. 木板受到地面的滑动摩擦力大小为，方向水平向右
D. 木板受到地面的滑动摩擦力大小为，方向水平向左
6.如图所示，在光滑竖直墙壁上用轻质网兜把足球挂在点，足球与墙壁的接触点为。足球的重力为，悬绳与墙壁的夹角为，则( )
A. 悬绳对球的拉力的大小为
B. 悬绳对球的拉力的大小为
C. 球对墙壁的压力的大小为
D. 球对墙壁的压力的大小为
7.图所示为某超市的倾斜式自动人行道，将顾客随自动人行道上行的情境简化为图所示的示意图。若运动过程中顾客与自动人行道始终保持相对静止，下列说法正确的是( )
A. 自动人行道匀速向上运行的过程中，顾客受重力、支持力和滑动摩擦力
B. 自动人行道匀速向上运行的过程中，顾客可能不受摩擦力
C. 自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的支持力比匀速时小
D. 自动人行道加速向上运行的过程中，顾客受到的摩擦力比匀速时大
8.某同学用量角器、细线和小钢球制作了一个测量加速度的仪器。如图所示，他用细线将小钢球悬挂于量角器的圆心。某次测量中，他将测量仪置于沿水平路面行驶的车厢的地板上，调整量角器处于竖直平面内，并使量角器的直径边与车辆运动方向平行。车辆行进中观察到细线在一段时间内稳定在刻线的位置图示位置，由此可知车辆的加速度( )
A. 大小为，方向水平向右 B. 大小为，方向水平向左
C. 大小为，方向水平向右 D. 大小为，方向水平向左
9.如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船质量为，其推进器工作时飞船受到的平均推力为，在飞船与质量更大的空间站对接后，推进器工作时间内，飞船和空间站速度变化量为，则( )
A. 空间站的质量为 B. 空间站的质量为
C. 飞船对空间站的平均推力为 D. 飞船对空间站的平均推力为
10.某同学查阅资料得知，在速度不太大时，空气阻力与物体的速度成正比。于是他设计了下面的探究方案来进一步研究空气阻力与速度的关系：他找来一个比较大的氦气球，于无风的室内在气球下面挂一个合适的重物后，气球恰好能以速率匀速上升；在气球下面再挂上一个质量为的小沙袋后，气球恰好又能以速率匀速下降。已知重力加速度为，据此现象可推导出空气阻力与速度的关系式为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共12分。
11.如图所示，把球夹在竖直墙和木板之间，球处于静止状态，不计摩擦。下列说法正确的是( )
A. 木板对球的支持力大于球的重力
B. 墙壁对球的压力大于木板对球的支持力
C. 若增大木板与墙壁的夹角，木板对球的支持力将增大
D. 若增大木板与墙壁的夹角，墙壁对球的压力将减小
12.甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶，时刻它们恰好经过同一路标。时间内，两辆车的图像如图所示，则( )
A. 时刻甲车追上乙车
B. 时间内甲车的加速度逐渐减小
C. 时间内甲车的位移大于乙车的位移
D. 时间内两车的平均速度大小都为
13.如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为的竖立在地面上的钢管下滑。假设他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零，已知他加速时的加速度大小是减速时的倍，下滑的总时间为。若将消防队员看作质点，可估算出他( )
A. 下滑的平均速度是 B. 下滑的最大速度是
C. 加速下滑的位移大小为 D. 减速下滑的位移大小为
14.如图所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中各点均对应人的不同状态，根据图像可知( )
A. 图像中点至点过程对应人处于下蹲过程中
B. 图像中点至点过程对应人处于起跳过程中
C. 图像中点位置对应人处于运动过程的最高点
D. 图像中点位置对应人处于超重状态
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.如图所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。橡皮条的一端固定，另一端连接轻质小圆环。
先用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，使小圆环静止于点，由两个测力计的示数得到拉力和的大小，此外还必须______。
A.测量橡皮条的伸长量
B.测量两细线的夹角
C.记录两细线的方向
再改用一个弹簧测力计拉动小圆环，施加的力应使小圆环______。
改变两个拉力、的大小和夹角重复实验，测得多组、和的数据。若不考虑力的大小的测量误差，同一组数据中、和的大小关系可能是______。
A.，
B.，
C.
D.
16.用图所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。把一端带有滑轮的长木板平放在水平桌面上，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细线，小车在槽码的牵引下运动。
除小车、槽码、打点计时器含纸带、复写纸、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______。
A.电压可调的直流电源
B.电压合适的交流电源
C.秒表
D.刻度尺
E.天平
接通打点计时器电源，释放小车，小车在槽码的牵引下沿直线运动，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图所示，、、为纸带上标出的连续个计数点计数点之间还有点未画出，相邻计数点间的时间间隔为。从图中数据可知，在打点时小车的瞬时速度为______结果保留位有效数字。
以时间为横轴，速度为纵轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点。图中已经标出其他计数点对应的坐标点，请在该图中时刻标出点对应的坐标点，并画出图像。由图像可判断小车做______运动，小车的加速度大小 ______结果保留位有效数字。
有同学认为，若不考虑阻力作用，将细线上悬挂的槽码的质量加倍，小车的加速度也将加倍。你同意他的观点吗？请分析说明。______。
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
17.如图所示，一辆汽车在平直公路上从静止开始加速运动，前内汽车每前进的位移分别为、、、、。设汽车加速过程中做匀加速直线运动，求：
前内汽车的平均速度大小；
汽车加速过程中的加速度大小；
时汽车的速度大小。
18.滑雪是体育爱好者青睐的一项冬季运动项目。如图所示，一位滑雪者，人与装备的总质量为，沿倾角为的山坡匀加速直线滑下，后又进入水平滑道做匀减速直线运动。已知滑雪者沿山坡下滑过程中受到的阻力包括摩擦和空气阻力为，取。
画出滑雪者沿山坡下滑过程中的受力示意图，并求此过程中他的加速度的大小。
若滑雪者进入水平滑道时的速度大小为，进入水平滑道后受到的阻力增加为坡道上的倍，求他在水平滑道上滑行的最大距离。
19.在春节等传统节日中我们经常要悬挂灯笼来装点节日气氛。如图所示，用绳将灯笼悬于点，要使灯笼静止于图中虚线所示位置，可以在绳上点施加不同方向的拉力。已知灯笼的重力为，与竖直方向夹角为。
请设计一种方案使灯笼静止于图中虚线所示位置，通过作图和计算说明在点额外施加的力的大小和方向。
通过作图和计算说明，要使灯笼静止于图中虚线所示位置，在点沿什么方向施加力时所需的力最小，并计算出力的最小值。
20.城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题，如图为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。
设一个质量约、直径约的鸡蛋从楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差约为，鸡蛋下落起点距地面的高度约为，取。
不计空气阻力，估算鸡蛋与地面撞击前瞬间的速度大小。
尝试对鸡蛋与地面撞击的过程建构简单模型，估算撞击过程中鸡蛋对地面的平均冲击力的大小。
答案和解析
1.
【解析】、速度是矢量，其方向就是物体的运动方向，故A错误。
B、时间只有大小没有方向，是标量，故B正确。
C、位移是既有大小又有方向的物理量，是矢量，故C错误。
D、加速度是矢量，其方向与其所受的合外力方向相同，故D错误。
故选：。
2.
【解析】位移的方向与的方向相同，故A错误；
汽车向右做减速运动，加速度向左，速度变化量的方向也向左，与的方向相反，故BD错误；
C.通过上面分析，加速度的方向与的方向相反，故C正确。
故选：。
3.
【解析】钩码静止时，弹簧弹力，根据胡克定律有，所以弹簧的劲度系数为，故D正确，ABC错误。
故选：。
4.
【解析】由题意，在反应时间内，木尺下落的高度，由自由落体运动的规律可得：，代入数据解得：，故A正确，BCD错误。
故选：。
5.
【解析】物块相对于地面保持静止，物块处于平衡状态，则滑动摩擦力的大小等于测力计的示数，即，因为物块相对于木板向右运动，所以受到的滑动摩擦力方向向左，故A错误，B正确；
木板受到地面的滑动摩擦力大小无法计算，因为动摩擦因数未知，压力大小未知，故CD错误。
故选：。
6.
【解析】以足球为研究对象，受到重力、支持力和悬绳的拉力，如图所示：
解得
水平方向上，根据平衡条件有
解得
故B正确，ACD错误；
故选：。
7.
【解析】、自动人行道匀速向上运行过程中，顾客与自动人行道性对静止，顾客做匀速直线运动，处于平衡状态，顾客受重力与支持力作用，不受滑动摩擦力作用，顾客一定不受摩擦力作用，故AB错误；
C、自动人行道向上加速运行过程中，顾客具有向上的加速度，处于超重状态，人对人行道的压力大于自身重力，顾客受到的支持力大于重力，顾客所受支持力比匀速运动时大，故C错误；
D、自动人行道加速向上运行过程中，顾客在水平方向具有加速度，顾客在水平方向受到摩擦力作用，顾客匀速运动时不受摩擦力，因此加速运行时所受摩擦力比匀速时大，故D正确。
故选：。
8.
【解析】小钢球受力如图所示
对小钢球，由牛顿第二定律得：
解得：，方向水平向左，故B正确，ACD错误。
故选：。
9.
【解析】、设空间站质量为，将飞船和空间站视为整体，对整体而言在的作用下速度发生变化，根据动量定理有，解得，故A正确，B错误；
、设飞船与空间站间的作用力大小为，对飞船分析有，解得，故CD错误。
故选：。
10.
【解析】气球下面挂一个合适的重物后，设此时整体的质量为。气球恰好能以速率匀速上升时，根据平衡条件可得：
在气球下面再挂上一个质量为的小沙袋后，根据平衡条件可得：
解得：
所以有：，故C正确、ABD错误。
故选：。
11.
【解析】以小球为研究对象，受力情况如图所示：
、根据图像可知，木板对球的支持力大于球的重力，墙壁对球的压力小于木板对球的支持力，故A正确、B错误；
、根据平衡条件可得：，；若增大木板与墙壁的夹角，和都增大，则和都减小，故木板对球的支持力将减小、墙壁对球的压力减小，故C错误、D正确。
故选：。
12.
【解析】、根据图像与时间轴所围的“面积”表示位移，知时间内，甲的位移比乙的小，则时刻甲车还没有追上乙车，故A错误；
B、根据图像的斜率表示加速度，知时刻甲车的加速度逐渐减小，故B正确；
D、若甲车做初速度为、末速度为的匀加速直线运动，平均速度为，而甲车的实际位移比匀加速直线运动的位移大，则甲车的平均速度大于匀加速直线运动的平均速度，故D错误；
C、乙车做匀减速直线运动，其平均速度等于，则时间内甲车的位移大于乙车的位移，故C正确。
故选：。
13.
【解析】由可知加速度大小和时间成反比，加速时的加速度大小是减速时加速度大小的倍，所以加速与减速运动过程的时间之比为：，下滑的总时间为，所以加速度时间，减速时间，加速与减速运动过程平均速度大小相等，位移大小之比等于时间之比为：，沿着长为的竖立在地面上的钢管下滑，所以加速下滑位移，减速下滑位移，下滑的平均速度是，下滑的最大速度是，故AC错误，BD正确。
故选：。
14.
【解析】图像中点至点过程，除去点和点，压力小于重力，加速度向下，对应人处于下蹲过程中，故A正确；
B.点压力等于重力，此时处于下蹲过程中速度最大时刻，图像中点至点过程一定包含减速下蹲过程，不一定对应人处于起跳过程，故B错误；
C.图像中点位置不可能处于运动过程的最高点，最高点压力小于重力，处于失重状态，故C错误；
D.图像中点位置压力大于重力，对应人处于超重状态，故D正确。
故选：。
15. 静止到点
【解析】需要记录两个测力计的示数和拉力的方向，故C正确，AB错误。
故选：。
要保证两次拉橡皮条的效果相同，所以需要把小圆环拉到原来两个测力计拉动圆环时所记录的点。
合力的大小范围是，所以合力可能大于分力，也可能小于分力，故ABD正确，C错误。
故选：。
故答案为：；静止到点；。
16. 匀加速直线 不同意他的观点，理由见解析。
【解析】打点计时器需要的是交流电源，还需要用刻度尺测量计数点之间的距离，打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表，不需要小车的质量，所以不需要天平，故BD正确，ACE错误。
故选：。
点对应的刻度是，点对应的刻度是，所以在打点时小车的瞬时速度为
让直线通过尽可能多的点，不能通过直线的点要在直线两侧分布均匀，对应的图像，如下图所示
图像的斜率表示加速度，则小车的加速度为
设小车的质量为，悬挂的槽码质量为，对小车和悬挂的槽码整体为研究对象，根据牛顿第二定律有，整理可得，当悬挂的槽码质量加倍时，小车的加速度增加，但不是二倍的关系，所以不同意他的观点。
故答案为：；；
；不同意他的观点，设小车的质量为，悬挂的槽码质量为，对小车和悬挂的槽码整体为研究对象，根据牛顿第二定律有，整理可得，当悬挂的槽码质量加倍时，小车的加速度增加，但不是二倍的关系
17.由题图可知，汽车在前内的位移的大小为：，则汽车在内的平均速度为：；
根据题中数据可知，连续相邻内的位移差均为，由位移差公式可得：，其中，解得：；
时汽车的速度大小为：。
答：前内汽车的平均速度大小为；
汽车加速过程中的加速度大小为；
时汽车的速度大小为。
18.滑雪者受力如图所示
由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
在水平滑道上，对滑雪者，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
由匀变速直线运动的公式可知，滑雪者滑行的最大距离
答：滑雪者沿山坡下滑过程中的受力示意图如山图所示，他的加速度的大小是。
他在水平滑道上滑行的最大距离是。
19.在点施加水平向右的力时，如图
图
由几何关系可知
根据力的三角形法则，当点施加的力与垂直时，力最小，如图
图
根据三角函数关系，
解得，方向垂直于斜向上
答：在点施加水平向右的力，大小为；
在点沿垂直于斜向上的方向施加力时所需的力最小，最小值为。
20.鸡蛋下落做自由落体运动，则
代入数据解得
鸡蛋与地面撞击时，鸡蛋的竖直高度约为，鸡蛋下沿落地到鸡蛋上沿运动到地面静止过程中，可得
在鸡蛋与地面撞击的过程中，设竖直向下为正方向，由动量定理可得
代入数据解得
答：不计空气阻力，估算鸡蛋与地面撞击前瞬间的速度大小为；
撞击过程中鸡蛋对地面的平均冲击力的大小约为。
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