【物理】北京市昌平区2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】北京市昌平区2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

北京市昌平区2019—2020学年第一学期高一期末质量抽测 物理试卷 一、不定项选择题。本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。‎ ‎1.如图所示，小张和小王同学家都住在锦祥秋实大厦，一天早上他们均是7：15出小区大门，经过不同路径（小张沿东环路、小王经燕平路）到达昌平一中校门口；路上所用时间均为15分钟。材料中所涉及的7：15和15分钟（　　）‎ A. 都是指时间 B. 都是指时刻 C. 7：15指时间，15分钟指时刻 D. 7：15指时刻，15分钟指时间 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】7：15出小区大门，即表示动作的发生，为时刻；路上所用时间均为15分钟，即对应一个过程，为时间，所以D正确ABC错误。‎ ‎2.如图所示，小张和小王同学家都住在锦祥秋实大厦，一天早上他们均是7：15出小区大门，经过不同路径（小张沿东环路、小王经燕平路）到达昌平一中校门口；路上所用时间均为15分钟。小张和小王同学从家到学校的过程中（　　）‎ A. 路程一定相同 B. 位移一定相同 C. 平均速度一定相同 D. 瞬时速度一定相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．从图中可知两同学做的不是直线运动，轨迹不同，所以路程不一定相同，两同学的始末位置相同，所以位移相同，A错误B正确；‎ C．位移相同，所用时间相同，根据公式可知平均速度相同，C正确；‎ D．由于两者运动性质未知，所以两者的瞬时速度不一定相同，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎3.如图所示，小张和小王同学家都住在锦祥秋实大厦，一天早上他们均是7：15出小区大门，经过不同路径（小张沿东环路、小王经燕平路）到达昌平一中校门口；路上所用时间均为15分钟。小张同学记录了爸爸所开汽车的速度表指针的变化情况：某一时刻指针位置如图2（a），经过6s指针位置如图2（b）。若汽车做匀变速直线运动，则（　　）‎ ‎ ‎ A. 汽车的加速度大小约为‎2.8m/s2 B. 汽车的加速度大小约为‎10m/s2‎ C. 汽车在这段时间内的位移约为84m D. 汽车在这段时间内的位移约为‎100m ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．从图中可知初速度，末速度分别为：，，所用时间故根据速度时间公式可知，A正确B错误；‎ CD．汽车在这段时间内的位移为，C正确D错误。‎ ‎4.在用打点计时器研究小车速度随时间变化的规律时，打出的四条纸带记录了小车的运动情况，如图所示。假设纸带的运动方向向左，表示小车做加速运动的纸带是（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．做加速运动时，相邻点间的间隔是不相等，AB错误；‎ CD．纸带向左运动，即打出的第一个点应该是左边第一个，又做加速运动，故以后相邻点间的间隔越来越大，所以纸带上从左向右相邻点间的间隔越来越大，C正确D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.平均速度的定义式为，当Dt很小时，借助于数学中的极限思想，可以用来计算物体在某时刻或某位置的瞬时速度。实验时需要确定小车的瞬时速度时，对Δx选取的要求，下列说法正确的是（　　）‎ A. 从理论上讲，选取的Δx越小越好 B. 从理论上讲，选取的Δx大小不影响测量结果 C. 实际测量中，选取Δx越小越好 D. 实际测量中，选取Δx并不是越小越好 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．用平均速度表示个计数点的瞬时速度，从理论上讲，选取的越小越好，平均速度越接近瞬时速度，A正确B错误；‎ CD．从实验的角度看，选取的大小需要刻度尺测量，并不是越小越好，过小了，测量误差会变大，C错误D正确。‎ 故选AD。‎ ‎6.提高对实验数据的利用率，是减小偶然误差的方法之一。在研究小车做匀变速直线运动规律时，打下的一条纸带如图所示，已知相邻两点间的时间间隔为T。下列对小车加速度的求解，最合理的是（　　）‎ A. 由得：‎ B. 由得：‎ C. 由得：‎ D. 由得：‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．这两项对数据的利用率较低，所以AC不合理；‎ B．对公式化简，前后抵消，根本没有参与计算，和性质一样，故B不合理；‎ D．根据逐差公式，可得，，，求平均值可得，故D合理。‎ ‎7.在“探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的关系”实验中，老师提供了两个实验方案：‎ 方案一：如图1所示，用弹簧测力计拉着木块A在长木板B上滑动。‎ 方案二：如图2所示，将弹簧测力计一端固定在P点，另一端连接木块A，木块放在长木板B上，拉动长木板B。‎ 方案一和方案二都是用弹簧测力计示数表示木块所受滑动摩擦力的大小。下列说法正确的是（　　）‎ A. 方案一中木块必需做匀速运动 B. 方案一中木块可以做变速运动 C. 方案二中木板必需做匀速运动 D. 方案二中木板可以做变速运动 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．方案一中，木块A受到拉力和滑动摩擦力，而弹簧测力计显示的是拉力大小，故要使得弹簧测力计示数表示木块所受滑动摩擦力的大小，必须拉力和摩擦力相等，即木块合力为零，做匀速直线运动，A正确B错误；‎ CD．方案二中，木块A与弹簧测力计固定不动，即相对地面处以静止状态，根据二力平衡，测力计示数等于A受到的摩擦力，无论木板如何运动，只要保证木块A与弹簧测力计固定不动即可，故木板可以做变速运动，C错误D正确。‎ 故选AD。‎ ‎8.在“探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的关系”实验中，某实验小组先保持木块与木板间接触面的粗糙程度不变，通过改变砝码个数来改变压力，分别记录弹簧测力计的示数及对应的压力；然后改变接触面的粗糙程度，重复上述实验。根据实验数据，作出f－FN图像，如图所示。由图像可知（　　）‎ A. 对于同一接触面，是一个定值 B. 对于不同接触面，值不同 C. 图像①对应的接触面更粗糙 D. 图像②对应的接触面更粗糙 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．单独看①或者②，图线的斜率，从图中可知图线斜率恒定，即表示对于同一接触面，是一个定值，A正确；‎ B．比较①②两图线，两图线的斜率不同，而这两个图线是在不同接触面上实验得到的，所以可知对于不同接触面，值不同，B正确；‎ D．图中红虚线与①②的交点，表示在正压力相同的情况下对应摩擦力的大小，从图中可知在正压力相同时，①的摩擦力大，故①的接触面更粗糙，C正确D错误。‎ 故选ABC。‎ ‎9.木块在弹簧测力计的拉力作用下在木板上匀速运动。下列说法正确的是（　　）‎ A. 拉力与木板对木块摩擦力是一对作用力与反作用力 B. 拉力与木板对木块的摩擦力是一对平衡力 C. 木块对木板的压力与木板对木块的支持力是一对作用力与反作用力 D. 木块对木板压力与木板对木块的支持力是一对平衡力 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．木块匀速运动过程中，水平方向上，受到木板给的摩擦力和拉力，故这两个力为一对平衡力，A错误B正确；‎ CD．木块对木板的压力和木板对木块的支持力是木板与木块间的相互作用，故这两个力为一对相互作用力，C正确D错误。‎ 故选BC。‎ ‎10.亚里士多德认为：有力作用在物体上，物体才能运动，力是维持物体运动的原因。伽利略为反驳亚里士多德的观点，设计如图所示的实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，进入右侧水平面向前运动。水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿水平面运动的最远位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可得到的最直接的结论是（　　）‎ A. 如果小球不受力，它将一直运动下去 B. 如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 C. 力是使物体产生加速度的原因 D. 小球质量一定时，受到的力越大，它的加速度越大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿水平面滑动到的最远位置依次为1、2、3．可知摩擦力越小，则小球滚的越远，由此可直接得出的结论是如果水平面光滑，小球受到的合外力为0，则小球将沿着水平面一直运动下去，A正确；‎ BCD．该实验直接得出的是小球不受力时的结论，不能直接得出受力时的结论，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎11.牛顿第二定律认为：有力作用在物体上，物体的运动状态就要发生变化。某人用力推静止在地面上的桌子，但没有推动。原因是（　　）‎ A. 人推桌子的力小于桌子受到的摩擦力 B. 人推桌子的力小于桌子受到的最大静摩擦力 C. 人推桌子的力小于桌子受到的重力 D. 与牛顿第二定律相矛盾 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．人推桌子，桌子没有被推动，此时桌子受到四个力的作用，水平方向推力与摩擦力平衡，竖直方向重力与支持力平衡，如图，人推桌子的力与摩擦力相等，与重力没有关系，故AC错误；‎ B．之所以没有推动，是因为人推桌子的力小于桌子受到的最大静摩擦力，B正确；‎ D．桌子受到的合力为零，相当于不受力，而牛顿第二定律表示的是合外力不为零时的情况，所以题设情景和牛顿第二定律不矛盾，D错误。‎ 故选B。‎ ‎12.如图所示，在上端开口的饮料瓶的侧面戳一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶静止时，小孔有水喷出．若饮料瓶在下列运动中，没有发生转动且忽略空气阻力，小孔不再向外喷水的是( )‎ A. 自由下落 B. 饮料瓶被水平抛出后的运动过程中 C. 饮料瓶被竖直向上抛出后的运动过程中 D. 手持饮料瓶向上加速运动的过程中 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】若要水不往外喷，则不受竖直方向的压力，就要求水在运动过程中完全失重，即只受重力，加速度为g的情况就符合题意.‎ A．描述与分析相符，故A正确.‎ B．描述与分析相符，故B正确.‎ C．描述与分析相符，故C正确.‎ D．描述与分析不符，故D错误.‎ ‎13.下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体速度为零时，加速度也为零 B. 物体的加速度为零时，速度也为零 C. 物体的加速度减小时，速度也一定减小 D. 物体的加速度减小时，速度可能增加 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．速度为零时，加速度不一定为零，如竖直上抛时，最高点速度为零，但加速度不为零，A错误；‎ B．物体的加速度为零时，速度不一定为零，如做匀速直线运动时，B错误；‎ CD．加速度方向和速度方向同向时，物体做加速运动，加速度方向和速度方向相反时，物体做减速运动，当加速度方向与速度方向相同时，加速度减小，但速度增大，物体做加速度减小的加速运动时，C错误D正确。‎ 故选D。‎ ‎14.某研究小组猜想：“运动物体所受空气阻力大小可能与运动速度有关”。于是开展如下探究：利用轻重不同的五个物体做为研究对象，这五个物体的编号分别为①、②、③、④、⑤，它们的重力依次增加。用超声测速仪测量这些物体在空中沿直线下落时的速度随时间变化的规律。在不同的实验条件下，分别测出这些物体在空气中运动的图像，如图所示。通过图像，能得到的结论是（　　）‎ A. 物体下落快慢与重力无关 B. 物体下落速度越大，所受的空气阻力就越大 C. 各物体做匀速运动时，它们的速度大小相同 D. 各物体做匀速运动时，它们所受空气阻力大小相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD ‎．从图中可知重力不同的物体做匀速运动时，速度大小不同，重力最大的物体匀速运动的速度最快，匀速运动时，受力平衡，故有，所以各物体重力不同，做匀速运动时它们所受空气阻力大小不同，ACD错误；‎ B．从图中可知每个小球的图线的斜率减小，图线的斜率表示加速度，故加速度减小，根据牛顿第二定律可知，同一个物体重力不变，加速度减小，则其阻力增大，所以可知物体下落速度越大，所受的空气阻力就越大，B正确。‎ 故选B。‎ 第二部分（非选择题共58分）‎ 二、实验题。本题共2小题，共18分。‎ ‎15.某同学在实验室做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验时，将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺竖直固定在弹簧一侧，刻度尺的零刻度线刚好与弹簧上端相齐，读出此时弹簧的长度=‎25.35cm。在弹簧下端悬挂1个钩码时，弹簧的长度为L1；每次增加1个钩码，分别读出弹簧长度为L2、L3……。已知单个钩码的质量为m=‎50g，重力加速度g=9.8N/kg。‎ ‎(1)L1的读数如图所示，将L1的数值填入下表__________。‎ ‎(2)该同学根据表中的数据做出m-L图像，如图所示。其中图像横轴代表弹簧的长度，纵轴代表所悬挂钩码的质量。除第2组数据外，其它数据已在坐标系中描绘出对应点。请将第2组数据的对应点标记在相应位置，并绘出m-L图像__________。‎ ‎(3)由图像可知，该弹簧的劲度系数k=__________N/m（结果保留两位小数）。‎ ‎(4)另一同学在家测弹簧的劲度系数。他将弹簧挂在桌子的边缘，如图所示，找到了质量为m的3个同样的铁锁和一把刻度尺，实验时，他将刻度尺竖直立在桌腿边缘靠近弹簧的位置。当挂1个铁锁时，弹簧的指针指在l1位置；当挂3个铁锁时，弹簧的指针指在l2位置。重力加速度为g。由此可得该弹簧的劲度系数k=________（用l1、l2、m、g表示）。‎ ‎【答案】 (1). ‎27.35cm (2).见解析 (3). (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)刻度尺为毫米刻度尺，读数需要估读到毫米的下一位，故刻度尺的读数为 ‎(2)第2组数据的对应点以及m-L图像如图所示 ‎(3)图象的斜率表示劲度系数，故有 ‎。‎ ‎(4)根据胡可定律可得 即弹簧的劲度系数为。‎ ‎16.某物理课外小组利用如图中的装置探究加速度与物体受力、质量之间的关系。实验步骤如下：‎ a．将小车置于带有定滑轮的木板上，把纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。‎ b．用薄垫块将木板一端垫高，调整其倾斜程度，直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点______。‎ c．在细绳一端挂上重物，另一端通过定滑轮系在小车前端。将小车靠近打点计时器， ______。打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。‎ d．保持小车的质量不变，改变重物的质量，重复实验，并记录数据。‎ e．保持重物的质量不变，改变小车的质量，重复实验，并记录数据。‎ ‎(1)请将步骤b补充完整_________。‎ ‎(2)步骤c中横线部分应是_______。‎ A.先开启打点计时器，稍后再将小车由静止释放 B.先将小车由静止释放，稍后再开启打点计时器 ‎(3)实验中，小车质量M和重物质量m分别选取下列四组值：‎ ‎①M=‎500g，m分别取‎70g、‎100g、‎125g、‎‎150g ‎②M=‎500g，m分别取‎20g、‎30g、‎40g、‎‎50g ‎③M=‎200g，m分别取‎70g、‎75g、‎100g、‎‎125g ‎④M=‎200g，m分别取‎30g、‎40g、‎50g、‎‎60g 在其它操作都相同且正确的情况下，选用____组值测量时所画出的图线较准确。在选用此组值时，m取____时实验误差较大。‎ ‎(4)某实验小组做本实验时，用质量分别为M、‎2M、‎3M的小车进行了实验并作出了如图所示的图像。根据图像，你能得到什么结论？____‎ A．质量一定时，物体的加速度与受力成正比 ‎ B．质量一定时，物体的加速度与受力成反比 C．受力一定时，物体质量越大，其加速度越小 D．受力一定时，物体的质量越大，其加速度越大 ‎【答案】 (1). 间距相等 (2). 先接通电源后释放纸带 (3). ② ‎50g (4). AC ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带、不挂砂桶，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动（纸带上相邻两点间的距离相等）即可。‎ ‎(2)由于实验过程非常短暂，为了充分利用纸带打出较多的数据，同时也让打点计时器稳定工作，所以需要先接通电源后释放纸带。‎ ‎(3)实验时为减小系统误差，应满足，故选取M质量大一些，m质量越小越好的，故选②。‎ m的取值与M的差越小，误差越大，故m=‎50g时误差最大。‎ ‎(4)AB．观察单个直线，可知当质量一定时，加速度和受力成正比，A正确B错误；‎ CD．图中竖直虚线与三条图线相交，交点表示受力一定时，加速度与质量关系，从图中可知受力一定时，质量越大，加速度越小，C正确D错误。‎ 故选AC。‎ 三、论述计算题。本题共4小题，共40分。写出必要的文字说明、方程式及运算结果。‎ ‎17.在匀速直线运动中，物体运动的速度不变，因此位移x=vt，这在数值上恰好等于v-t图像中阴影部分的面积，如图（甲）所示。证明：在初速度为v0、加速度为a的匀变速度直线运动中，如图（乙），梯形的面积在数值上等于匀变速直线运动的位移大小；并推导出位移公式（用v0、a、t表示）。‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】在匀变速直线运动中，虽然速度时刻变化，但只要时间足够小，速度的变化就非常小，在这段时间内就可以近似地应用匀速直线运动的公式来计算位移，如图（甲）所示；如果我们把每一小段内的运动看做匀速运动，则矩形面积之和等于各段匀速直线运动的位移之和，显然小于匀变速直线运动在该时间内的位移，但所取时间段越小，各匀速直线运动位移之和与匀变速直线运动位移之间的差值就越小，如图（乙）所示，当时，各矩形面积之和趋近于图线下面的面积，可以想象，如果把整个运动过程划分得非常细，很多小矩形的面积之和就能准确代表物体的位移了，位移的大小就等于图（丙）所示的梯形面积。‎ 对于匀变速直线运动，运用“无限分割，逐步逼近”的微分思想可得：匀变速直线运动，物体的位移对应图线和时间轴所包围的图像的“面积”。‎ 在图中图线和时间轴所包围的图像的“面积”为 与之对应的物体的位移为 又 联立解得 ‎18.动车出站时，先经历一个加速运动过程，某实验小组想测量其加速度的大小，设计如图所示的实验：在车厢内悬吊着一个质量为m的小球，动车加速行驶时，悬线偏离竖直方向的角度为θ。重力加速度为g。‎ ‎ ‎ ‎(1)画出小球的受力示意图。‎ ‎(2)求动车的加速度大小a；‎ ‎(3)求悬线对小球的拉力大小T。‎ ‎【答案】(1)(2)(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球受到竖直向下的重力，和绳子的拉力，示意图如图所示 ‎(2)根据矢量三角形可知合力 故由牛顿第二定律可知小球加速度为 小球和动车是一个整体，故动车的加速度大小为。‎ ‎(3)根据矢量三角形可知 解得 即悬线对小球的拉力大小。‎ ‎19.从发现紧急情况到采取刹车动作所用的时间为反应时间。一般人的刹车反应时间为t0=0.5s，但饮酒会引起反应时间延长。在某次试验中，一名志愿者少量饮酒后驾车以v0=‎72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶。从发现紧急情况到汽车停下，行驶距离为L=‎39m。已知汽车在刹车过程中的加速度大小为a=‎8m/s2，此过程可视为匀变速直线运动。求：‎ ‎(1)汽车在减速过程中所用时间t1；‎ ‎(2)汽车在减速过程中的位移大小x；‎ ‎(3)饮酒使该志愿者的反应时间延长了多少？‎ ‎【答案】(1)2.5s(2)‎25m(3)0.2s ‎【解析】‎ ‎【详解】汽车的初速度 ‎(1)汽车初速度为‎20m/s，减速过程加速度大小为‎8m/s2，根据速度时间公式，可知汽车在减速过程中所用时间为 即减速所用时间为2.5s。‎ ‎(2)根据题速度位移公式，可得减速过程中的位移为 ‎(3)由题意可知汽车匀速过程的位移为 所以匀速过程的时间为 故喝酒后反应时间延长了 ‎20.避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图所示。一辆质量为m=10t的货车行驶到一个下坡路段时，因刹车失灵以v0=‎36km/h的初速度沿下坡加速运动，在加速前进了x=‎1km后，驾驶员发现路边有制动坡床，并将车驶入制动坡床，在坡床上行驶L=‎40m后停住（货车未与防撞设施碰撞）。若货车在该长下坡每行驶‎1km高度下降‎120m，受到的阻力是车重的10%；制动坡床与水平面的夹角为θ（sin θ＝0.1）。取重力加速度g=‎10 m/s2。求：‎ ‎(1)货车在长下坡上运动时的加速度大小a；‎ ‎(2)货车刚驶入制动坡床时的速度大小v1；‎ ‎(3)货车在制动坡床上运动时受到的阻力大小f。‎ ‎【答案】(1)(2)(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据题意可知，，‎ 下坡过程中，根据牛顿第二定律可得 解得 即货车在长下坡上运动时的加速度大小为。‎ ‎(2)货车在下坡过程中，做匀加速直线运动，根据速度位移公式可得 解得 即货车刚驶入制动坡床时的速度大小为。‎ ‎(3)货车在制动坡上的初速度为，末速度为0，位移为‎40m，所以有 解得 根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 故货车在制动坡床上运动时受到的阻力大小为。‎ ‎ ‎