北京市石景山区期末物理试题（解析版）

石景山区2019—2020学年第一学期期末考试试卷

高一物理

（全卷考试时间：90分钟，满分：100分）

第Ⅰ卷（共45分）

一、选择题，本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1.在物理学的发展历程中，首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理结合起来的科学家是（   ）

A. 牛顿 B. 亚里士多德 C. 笛卡尔 D. 伽利略

【答案】D

【解析】

【详解】伽得略首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理结合起来，故D正确。故选D。

2.下列物理量中，属于标量的是（   ）

A. 位移 B. 速率 C. 速度 D. 加速度

【答案】B

【解析】

【详解】位移、速度、加速度都是有大小又有方向的矢量，而速率为瞬时速度的大小，所以只有大小，没有方向是标量，故B正确。

故选B。

3.某同学在操场上向正北方向运动了30m，接着转向正东方向运动了40m。两段路线相互垂直。整个过程中，该同学的位移大小和路程分别为（   ）

A. 70m，70m B. 50m，120m C. 50m，70m D. 50m，50m

【答案】C

【解析】

【详解】位移的大小等于首末位置的距离，大小为

路程等于运动轨迹的长度为

故选C。

4.一物体做自由落体运动，经5m落到地面上。取g = 10 m/s2，则物体落地速度大小为（   ）

A. 10m/s B. 5m/s C. 2.5 m/s D. 0.5 m/s

【答案】A

【解析】

【详解】由自由落体运动规律可得，物体落地速度大小为

故选A。

5.某汽车做匀加速直线运动，初速度为4m/s，经过4s速度为12m/s，在这段时间内（   ）

A. 汽车的加速度为4m/s2 B. 汽车的加速度为8m/s2

C. 汽车的平均速度为6m/s D. 汽车的平均速度为8m/s

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据速度时间公式得，汽车的加速度为

故AB错误；

CD．汽车的平均速度为

故D正确，C错误。

故选D。

6.如图所示，用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中。已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°。重力加速度为g。则ac和bc绳中的拉力大小分别是（   ）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】以结点c为研究对象，受到三个拉力作用，作出受力图。整个装置静止，则重物对c点拉力F等于重物的重力，根据平衡条件得

故选B。

7.甲、乙两物体在同一水平面上作匀变速直线运动，甲做加速运动，经过1s速度由3m/s增加到8m/s；乙做减速运动，经过8s速度由16m/s减小到0，则

A. 甲的速度变化量大，甲的加速度大 B. 乙的速度变化量大，甲的加速度大

C. 甲的速度变化量大，乙的加速度大 D. 乙的速度变化量大，乙的加速度大

【答案】B

【解析】

【分析】

根据甲乙初末速度得出速度变化量，结合加速度的定义式求出加速度，从而比较大小．

【详解】甲的速度变化量△v1=8-3m/s=5m/s，加速度；乙的速度变化量△v2=0-16m/s=-16m/s，加速度；可知乙速度变化量大，甲的加速度大．

【点睛】解决本题的关键知道加速度的物理意义，知道加速度的正负表示方向，不表示大小．

8.作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是5 N，另一个力的大小是9 N，它们合力的大小不可能是（   ）

A. 2N B. 4 N C. 6 N D. 8N

【答案】A

【解析】

【详解】两力合成时，合力范围为

故合力范围为

所以不可能的为2N即A。

故选A

9.小滑块在一恒定拉力作用下沿水平面由静止开始做匀加速直线运动, 2s末撤去恒定拉力，小滑块继续匀减速滑行再6s停下，问小滑块加速阶段的位移与减速阶段的位移大小之比是（   ）

A. 1:4 B. 1:3 C. 1:2 D. 1:1

【答案】B

【解析】

【详解】设撤去恒定拉力时的速度为v，则加速阶段的位移为

减速阶段的位移为

整理得

故选B。

10.如图所示，一质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上。重力加速度为g。下列说法正确的是（   ）

A. 斜面对木块的支持力大小为mgsinθ

B. 斜面对木块的摩擦力大小为mgtanθ

C. 增大物块质量，物块就会沿斜面向下滑动

D. 斜面对木块的支持力与摩擦力的合力与重力平衡

【答案】D

【解析】

【详解】以m为研究对象，受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力，如图所示

AB．根据图线将重力进行分解可得斜面对木块的支持力大小为

斜面对木块的摩擦力大小为

故AB错误；

C．由题意可得

增大物块质量，设增加，此时重力沿斜面向下的分力为

最大静摩擦力

仍满足

所以物块仍静止，故C错误；

D．由于物块处于静止状态，所以斜面对木块的支持力与摩擦力的合力与重力等大反向即平衡，故D正确。

故选D。

11.为研究自由落体运动，实验者从某砖墙前的高处由静止释放一个石子，拍摄到石子下落过程中的一张照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。经测量，每层砖的平均厚度为6.0cm，位置A距石子下落的起始位置的距离大约为2m，请根据这些数据估算这张照片的曝光时间（   ）

A. 0.02s B. 0.05s C. 0.2s D. 0.5s

【答案】A

【解析】

【详解】由自由落体运动公式可知，石子下落到A点的速度

在曝光的时间内，物体下降了大约有两层砖的厚度，即12cm（0.12m），由于时间极短，故A点的速度近似为AB段的平均速度，所以曝光的时间

故选A。

12.一个做直线运动的物体受到的合外力的方向与物体运动的方向相同，当合外力减小时，则物体运动的加速度和速度的变化是（   ）

A. 加速度增大，速度增大 B. 加速度减小，速度减小

C. 加速度增大，速度减小 D. 加速度减小，速度增大

【答案】D

【解析】

【详解】当合外力减小时，根据牛顿第二定律知，加速度减小，因为合力的方向与速度方向相同，则加速度方向与速度方向相同，知速度增大，故D正确。

故选D。

13.某志愿者站在力传感器上分别完成下蹲和站起动作，计算机同时采集相应的数据。如图所示，这是做其中一个动作时，力传感器的示数随时间变化的情况。下面判断正确的是（   ）

A. 这是站起过程，先失重后超重

B. 这是站起过程，先超重后失重

C. 这是蹲下过程，先失重后超重

D. 这是蹲下过程，先超重后失重

【答案】C

【解析】

【详解】根据图象可以知，加速度先向下后向上，而蹲下过程，先向下加速度运动，再向下减速到停止，加速度先向下再向上，运动状态先失重后超重，故C正确，ABD错误。

故选C。

14.一个恒力作用在质量为m1的物体上，产生的加速度大小为a1；作用在质量为m2的物体上，产生的加速度大小为a2，若这个恒力作用在质量为m1-m2的物体上，则产生的加速度大小等于（m1>m2）（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

详解】恒力单独作用于两个物体上时，根据牛顿第二定律得

当F作用在质量为（m1+m2）的物体上时，根据牛顿第二定律得

联立以上三式可得

故选C。

15.类比是一种常用的研究方法，对于直线运动，我们学习了由v-t图象求位移的方法。如图所示，甲、乙两个物体静止开始做某直线运动时的v-t图象、a-t图象，根据图象，可以判断以下说法正确的是（   ）

A. 甲物体在5s末回到了出发点 B. 甲物体在5s内的位移是9m

C. 乙物体在1s末的速度是1m/s D. 乙物体在4s末的速度是2m/s

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图甲可知，前5s内甲物体的速度方向不变，位移不为零，故A错误；

B．图像与时间轴所围面积表示位移，即为

故B错误；

C．图像与时间轴所围面积表示速度变化量，所以乙在1s末的速度为

故C正确；

D．内乙物体的做匀加速直线运动，由速度公式可得

故D错误。

故选C。

第Ⅱ卷（共55分）

二、填空题，本题共3小题，共15分。

16.某同学做“探究求合力的方法”的实验，实验装置如图6甲所示，其中两个主要步骤如下：

①用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记下O点的位置，读出并记录两个弹簧测力计的示数；

②只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这三个力的图示，并求出F1、F2的合力，如图乙所示．

(1)以上两步骤均有疏漏：

在①中是__________________________________________________________________；

在②中是_________________________________________________________________．

(2)图乙所示的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．

【答案】    (1). （）①记下两条细绳的方向；    (2). ②把橡皮条的结点拉到了同一位置点．    (3). （）．

【解析】

试题分析：1、步骤①中只有记下两条细绳的方向，才能确定两个分力的方向，进一步才能根据平行四边形定则求合力；步骤②中只有使结点到达同样的位置O，才能表示两种情况下力的作用效果相同．

2、只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示．

解：（1）本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果．所以，实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示．步骤①中未记下两条细绳的方向；步骤②中未说明把橡皮条的结点拉到位置O．

（2）F是利用F1和F2做平行四边形得到的，F′使用一根弹簧测力计测出的，故F′一定沿AO方向．

故答案为（1）①记下两条细绳的方向；②把橡皮条的结点拉到了同一位置O点．（2）F′．

【点评】本实验关键理解实验原理，根据实验原理分析实验步骤中有无遗漏或缺陷，因此掌握实验原理是解决实验问题的关键．

17.探究加速度与力、质量的关系，可以采用不同的研究方案。

（1）甲同学采用的方案如图所示，将两个相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细绳，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可以放不同的砝码，盘与砝码的总重力可以近似认为是小车受到的拉力。两小车后端各系一条细线，用黑板擦可以同时按住或放开这两条细线，使两车同时停止或运动。某次操作中，在相同时间内测得小车的位移分别为x1、x2，若小车的加速度分别为a1、a2，则 a1∶a2=_________，这么做的依据是________________________________。 

（2）乙同学用如图所示器材进行定量探究。用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究加速度与物体受力的关系。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L＝48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别测量小车到达A、B时的速率。

①乙同学认为，运动时小车受到的拉力_____悬挂物的总重力（选填“>”或“<”），所以乙同学采用力传感器进行实验。

②实验主要步骤如下：

Ⅰ、将拉力传感器固定在小车上；

Ⅱ、垫高木板右端，让小车在不受拉力时做__________运动；

Ⅲ、把细线一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使___________________________________；

Ⅳ、接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；

Ⅴ、改变所挂钩码的数量，重复步骤④的操作。

③下表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速度的平方差，则加速度的表达式a＝________（用已知符号表示），请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)。

④由表中数据，在坐标纸上作出a－F关系图线______。

⑤对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是_____________________。

【答案】    (1). x1∶x2    (2). 加速度与位移成正比    (3). 小于    (4). 匀速直线    (5). 细线与长木板平行    (6).     (7). 4.84    (8).     (9). 没有完全平衡摩擦力

【解析】

【详解】(1)[1][2]根据位移与加速度、时间关系得

由于时间相等，所以

由上分析可知，加速度与位移成正比；

(2)[3]由于钩码向下加速运动，所以绳子的拉力比钩码的总重力更小；

[4]垫高木板右端，让小车在不受拉力时做匀速直线运动，这样挂上物体后，小车的合力即为拉力传感器的示数；

[5]为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使细线与长木板平行；

[6]根据匀变速直线运动的位移与速度公式，解得

[7]由公式将第四次实验数据代入得

[8]根据表中数据，得出图象如图所示

[9]对比图象可知，实际图象没有过原点而是和横坐标有交点，造成原因为没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大.

三、本题共5小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

18.在停在水平地面上的小车内，用细绳AB、BC拴住一个重球，绳BC呈水平状态，绳AB与竖直方向夹角为α，球的质量为m，绳AB的拉力为T1，绳BC的拉力为T2。求:

（1）以小球为研究对象，画出受力图；

（2）绳子拉力T1， T2的合力为T，求T的大小和方向，并说明理由；

（3）当小车静止时，求绳子拉力T1， T2的大小。

【答案】（1）（2）mg 方向：竖直向上（3） ,

【解析】

【详解】(1)受力图如图所示：

(2)球处于静止状态，受力平衡，绳子拉力的合力一定与重力大小相等，方向相反

T = mg

方向：竖直向上

(3)由平衡条件可得

19.民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面。若机舱口下沿距地面h=3.6m，气囊所构成的斜面长度为l=6.0m，一个质量为m=60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是f=240N，g取10m/s2(为简化问题，此处将人看作质点，并忽略空气阻力) 求：

（1）乘客在气囊上滑下的加速度至少为多大；

（2）若乘客从静止开始下滑，滑到底需要多长时间？

【答案】（1）（2）2.45s

【解析】

【详解】(1)对人进行受力分析如图所示

设斜面倾角为θ，由牛顿第二定律：

得

(2)由解得

20.如图所示，一个质量m=1kg的物块，在F=10N的拉力作用下，从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，拉力方向与水平方向成θ=。假设物块与水平面之间的滑动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g=10m/s2。sin=0.6，cos=0. 8。求:

（1）做出物块的受力分析图；

（2）求物块运动的加速度大小；

（3）求从静止开始物块移动2s后撤去F，物体还能运动多长时间？

【答案】（1） （2）6m/s2 （3）2.4s

【解析】

【详解】(1)受力示意图如图所示

(2)建立如图所示的直角坐标系，根据牛顿第二定律

x方向    

y方向    

加速度  

a=6m/s2

(3)物块做匀加速直线运动2s，速度大小为

撤去拉力后，水平方向物块只受滑动摩擦力

撤去拉力后，物块还能运动的时间

代入数据得

=2.4s

21.某同学在学习了牛顿运动定律后，利用弹簧设计了如图所示的竖直加速度测量仪，可以用来测量某升降装置竖直上下运行时的加速度。一根轻弹簧上端固定在小木板上，旁边附有标尺。将重力为0.8N的小球P挂在弹簧下端，静止时指针指向刻度B处，当悬挂重力为1.0N的小球Q时，将静止时指针所指的刻度标记为0。小球Q与弹簧、木板、标尺共同组成竖直加速度测量仪。取重力加速度g=10m/s2。

（1）在某次测量中，弹簧的指针恰好指向位于刻度B处。求此时小球Q受到的弹力大小、小球Q加速度的大小和方向

（2）当指针位于刻度F时，求此时小球Q受到的弹力大小、小球Q加速度的大小和方向。

【答案】(1)0.8N ;  2m/s2 竖直向下（2）1.3N;  3m/s2 竖直向上

【解析】

【详解】(1)由小球Q的重力可知，小球Q的质量

m=0.1kg

指针指向刻度B时，小球Q所受弹力

T1=0.8N

由牛顿第二定律

G－T1=ma1

解得

a1=2m/s2

方向竖直向下

(2)读题可知，弹簧形变量△x1为两格时，弹力大小变化

△T1=0.2N

弹簧形变量△x2为两格时，弹力大小变化:

△T2=0.3N

指针指向刻度F时，小球Q所受弹力:

T2=1.0N+0.3N=1.3N

由牛顿第二定律

T2－G =ma2

解得

a2=3m/s2

方向竖直向上

22.如图所示，一水平传送带以3m/s的速度匀速运动，现把质量为1kg的小物块（可视为质点）无初速地轻放在传送带的左端A处，经过一段时间，小物块到达传送带的右端B处。A、B间距离为6m，小物块与传送带间的动摩擦因数为0.15，重力加速度g=10 m/s2。

（1）小物块从A运动到B所用的时间；

（2）以右为正方向，描绘出物块从A运动到B的过程中摩擦力f-t 图像；

（3）只增大传送带的速度，其它物理量保持不变，可使小物块在传送带上从A运动到B所用的时间缩短。传送带的速度为多大时，小物块的运动时间最短？

【答案】(1)3s(2) （3）

【解析】

【详解】(1)小物块先做匀加速直线运动，与传送带共速后一起匀速运动

解得

a=1.5m/s2

小物块做匀加速运动的时间和位移

=3m

因为x1<6m，所以小物块运动3.0m后开始做匀速运动

小物块从A运动到B所用的时间

(2)如图所示

(3)小物块全程加速时，用时最短，加速的末速度为传送带的最小速度

解得