北京市西城区2019-2020高一上学期期末考试物理试题（Word版带解析）.doc

北京市西城区 2019—2020 学年度第一学期期末试卷 高一物理 一、单项选择题（本题共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项 是符合题意的。） 1.下列物理量中，属于矢量的是（ ） A. 质量 B. 路程 C. 时间 D. 力 【答案】D 【解析】 【详解】质量、路程和 时间都是只有大小无方向的物理量，是标量；而加速度既有大小又 有方向，是矢量，故选 D. 2.如图所示，从高出地面 3m 的位置竖直向上抛出一个小球，它上升 5m 后回落，最后到达 地面。以抛出点为原点建立坐标系，以竖直向上为正方向，则小球末位置坐标为 A. 3m B. -3m C. 0 m D. 13m 【答案】B 【解析】 【详解】以抛出点为原点建立坐标系，以竖直向上为正方向，则小球末位置坐标为-3m，故 ACD 错误，B 正确。 故选 B． 3.汽车从制动到停止共用了 5 s。 这段时间内，汽车每 1 s 前进的距离分别是 9 m、7 m、5 m、3 m、1 m。汽车开始制动时的瞬时速度为 v0，汽车在前 1s 和前 2s 的平均速度分别为 v1 和 v2，下列说法正确的是 A. v1 更接近 v0，且 v1 大于 v0 B. v1 更接近 v0，且 v1 小于 v0C. v2 更接近 v0，且 v2 大于 v0 D. v2 更接近 v0，且 v2 小于 v0 【答案】B 【解析】 【详解】变速直线运动中某一点的瞬时速度可以取该点为起点的一极小时间内的平均速度， 时间越小越接近该点的瞬时速度，则本题应取前 1s 的平均速度 v1，因是减速运动，则 v1＜ v0. A．v1 更接近 v0，且 v1 大于 v0，与结论不相符，故 A 错误； B．v1 更接近 v0，且 v1 小于 v0，与结论相符，故 B 正确； C．v2 更接近 v0，且 v2 大于 v0，与结论不相符，故 C 错误； D．v2 更接近 v0，且 v2 小于 v0，与结论不相符，故 D 错误； 故选 B 4.在平直的公路上有甲、乙两辆汽车，它们运动的位移-时间图像如图所示。在 0~6s 内，根 据图像可以判断的是 A. 甲、乙运动的方向相同 B. 甲的速度在 5s 时大于乙的速度 C. 甲的速度始终小于乙的速度 D. 甲、乙会在 2~4s 之间的某时刻相距最远 【答案】C 【解析】 【详解】A．因 x-t 图像的斜率等于速度，可知甲、乙运动的方向相反，故 A 错误； BC．因 x-t 图像的斜率等于速度，由图可知，甲的斜率小于乙的斜率绝对值，故甲的速度小 于乙的速度，在 5s 时甲的位移大于乙的位移，故 B 错误，C 正确； D．甲、乙在 2~4s 之内逐渐靠近，该时间间隔内不存在相距最远的时刻，故 D 错误。 故选 C. 。5.骑自行车 人以 7m/s 的初速度沿足够长的斜坡向上做匀减速直线运动，加速度大小为 1.5m/s2，则经过 2s A. 他运动的速度大小为 10m/s B. 他运动的速度大小为 3m/s C. 他在斜坡上通过的距离为 11m D. 他在斜坡上通过的距离为 17m 【答案】C 【解析】 【详解】AB．经过 2s 他运动的速度大小为 故 AB 错误； CD．他在斜坡上通过的距离为 故 C 正确，D 错误； 故选 C. 6.如图，用一根轻质细绳将一幅画框对称悬挂在墙壁上的悬钉 O 处。若缩短挂钉间细绳的长 度，使画框仍然可以对称地悬挂在悬钉 O 上，则 A. 细绳对挂钉的拉力变大 B. 细绳对挂钉的拉力变小 C. 细绳对悬钉 O 作用力的合力变大 D. 细绳对悬钉 O 作用力的合力变小 【答案】A 【解析】 【详解】将重力按照力的效果进行分解，即沿两细线的方向分解，知绳中张力与分力的大小 相等方向相反； 的 2 0 2 7 1.5 2 4m/sv v at= − = − × = 2 2 0 2 2 1 17 2 1.5 2 11m2 2x v t at= − = × − × × =据合成规律可得：一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上， 且两分力的夹角越大，分力越大，夹角越小，分力越小，由题意可得缩短挂钉间细绳的长度， 也就是两分力的夹角变大，则两分力变大，合力不变。即细绳对挂钉的拉力变大，细绳对悬 钉 O 作用力的合力不变，故 A 正确；BCD 错误。 故选 A。 7.如图所示，利用两个对接的斜面，左侧斜面固定，让小球从固定斜面某一高度由静止开始 向下运动，又沿右侧斜面上升。要得到“没有摩擦，小球将到达原来的高度”的结论，需要的 证据是 A. 小球在右侧斜面上，做匀速直线运动 B. 右侧斜面的倾角越小，小球运动的距离越长 C. 右侧斜面的倾角为 0°时，小球永远运动下去 D. 小球所受摩擦越小，在右侧斜面上，越接近原来的高度 【答案】D 【解析】 【详解】小球在右侧斜面上，受重力和摩擦力作用而做匀减速直线运动，小球所受摩擦越小， 在右侧斜面上，越接近原来的高度，则假设没有摩擦，小球将到达原来的高度； A．小球在右侧斜面上，做匀速直线运动，与结论不相符，故 A 错误； B．右侧斜面的倾角越小，小球运动的距离越长，与结论不相符，故 B 错误； C．右侧斜面的倾角为 0°时，小球永远运动下去，与结论不相符，故 C 错误； D．小球所受摩擦越小，在右侧斜面上，越接近原来的高度，与结论相符，故 D 正确。 故选 D. 8.在光滑墙壁上用网兜把足球挂在 A 点，足球与墙壁的接触点为 B。足球所受重力为 G，悬绳与墙壁的夹角为 α，网兜的质量不计，则 A. 悬绳对球的拉力大小为 Gcosα B. 悬绳对球的拉力大小为 C. 球对墙壁的压力大小为 Gtanα D. 球对墙壁的压力大小为 Gsinα 【答案】C 【解析】 【详解】足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图，根据平行四边形定则， AB．绳子对球的拉力： 故 AB 错误； CD．墙壁的支持力： 故 C 正确；D 错误。 故选 C 9.人站在力传感器上完成“起立”和“下蹲”动作，图中呈现的是力传感器的示数随时间变化的 情况，由此可以判断 tan G α cos GT α= tanN G α=A. 此人先下蹲后起立 B. 此人先起立后下蹲 C. 起立时先失重后超重 D. 下蹲时先超重后失重 【答案】A 【解析】 【详解】AB．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大 速度后再减速下降超重，对应先失重再超重；起立对应先超重再失重，对应图象可知，该同 学先做了一次下蹲，后做了一次起立的动作；故 A 正确，B 错误； CD．由以上分析可知，起立时先超重后失重；下蹲时先失重后超重，故 CD 错误。 故选 A. 10.下列表达式中，符号所表示的物理量如下表。请你利用单位制的知识，判断下列表达式 不合理的是 符号 F ρ V a l t m v 物理量 力 密度 体积 加速度 长度 时间 质量 速度 A 加速度 B. 位移 C. 力 F=ρa V 1 2 2 l la t −= 1 2( ) 2 F t tx m +=D. 功 【答案】B 【解析】 【详解】A．加速度 ，对应的单位是 m/s2，故 A 正确，不符合题意； B．位移 ，对应的单位是 不是位移的单位，故 B 错误，符合题意； C．力 F=ρa V 对应的单位是： 故 C 正确，不符合题意； D．功 ，对应的单位 故 D 正确；不符合题意。 故选 B. 二、多项选择题（本题共 4 小题，在每小题给出的四个选项中，有一个或多个 选项是符合题意的。） 11.如图，物块在水平放置的台式弹簧秤上保持相对静止，弹簧秤的示数为 15N。要得出物 块的重力为 15N 的结论，还需要的依据是 A. 胡克定律 B. 牛顿第三定律 2 2 2 1 1 ( )2W m v v= − 1 2 2 l la t −= 1 2( ) 2 F t tx m += 2N s kg m/s s= =m/skg kg ⋅ ⋅ ⋅ 3 2 3 2 kg m m =kg m/s =Nm s ⋅ ⋅ ⋅ 2 2 2 1 1 ( )2W m v v= − 2 2kg(m /s) =kg m/s m=N m=J⋅ ⋅ ⋅ ⋅C. 当地的重力加速度为 10m/s2 D. 物块处于平衡态，平衡态的物体所受合力为零 【答案】BD 【解析】 【详解】弹簧秤的示数为 15N，则物体对弹簧秤的压力为 15N，根据牛顿第三定律可知，弹 簧秤对物体的支持力为 15N，对物体由平衡知识可知，物体的重力与弹簧秤对物体的支持力 等大反向，则物体的重力为 15N。要得出物块的重力为 15N 的结论，还需要的依据是牛顿 第三定律和二力平衡知识； A．胡克定律，与结论不相符，故 A 错误； B．牛顿第三定律，与结论相符，故 B 正确； C．当地的重力加速度为 10m/s2，与结论不相符，故 C 错误； D．物块处于平衡态，平衡态的物体所受合力为零，与结论相符，故 D 正确； 故选 BD. 12.雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。一雨 滴从空中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴下落过程中所受重力保持不变，其速度-时间图 像如图所示，则雨滴下落过程中 A. 速度先增大后减小 B. 加速度逐渐减小 C. 受到的合力逐渐减小 D. 受到的空气阻力不变 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像可知，雨滴的速度先增大后不变，故 A 错误； B．因为 v-t 图像的斜率等于加速度，可知加速度逐渐减小，故 B 正确； C．加速度逐渐减小，根据： F=ma可知雨滴受到的合力逐渐减小，故 C 正确； D．根据 mg-f=ma 可知雨滴受到的空气阻力逐渐变大，故 D 错误。 故选 BC. 13.小球的初速度是 v1，经过一段时间后速度变为 v2，用 Δv 表示 Δt 时间内速度的变化量， 为了在图中表示加速度 a，我们以初速度 v1 的箭头端为起点，以后来的速度 v2 的箭头端为 终点，作出一个新的箭头，表示速度的变化量 Δv。则下图中能正确画出 Δv 并表示小球做加 速度向左运动的是 A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．该图中速度变化量∆v 方向向左，加速度向左，故 A 正确； B．该图中速度变化量∆v 方向向右，加速度向右，故 B 错误； C．该图中速度变化量∆v 方向向右，加速度向右，故 C 错误； D．该图中速度变化量∆v 方向向左，加速度向左，故 D 正确； 故选 AD. 14.某工地以 O 点为爆破点，爆破的半径是 120m。从点燃到爆炸的时间是 60s，点爆员要在 这段时间内赶快撤离到安全区域，由于没有笔直的路径，以下四个撤离路径安全的是 A. 先向北跑 100 m，再向东跑 50 m B. 先向北跑 100 m，再向东偏北 45°跑 50 m C. 先向北跑 100 m，再向东偏南 45°跑 125 m D. 先向西偏北 45°跑 100 m，再向东偏北 45°跑 75 m 【答案】BD【解析】 【 详 解 】 A ． 先 向 北 跑 100m ， 再 向 东 跑 50m ， 此 时 距 离 爆 破 点 的 距 离 为 ，没到安全区域，故 A 错误； B．先向北跑 100m，再向东偏北 45°跑 50m，此时距离爆破点的距离为 ，已经到达安全区域，故 B 正确； C．先向北跑 100m，再向东偏南 45°跑 125m，此时距离爆破点的距离为 ，没到安全区域，故 C 错误； D．先向西偏北 45°跑 100m，再向东偏北 45°跑 75m 此时距离爆破点的距离为 ，已经到达安全区域，故 D 正确； 故选 BD. 三、实验题（本题共 2 小题。） 15.（1）假设在月球上，利用：A 质量 m 已知的重锤、B 打点计时器、C 直流电源、D 弹簧 测力计，设计实验测量月球表面的重力加速度 g 月的大小。 实验原理________（填写规律公式）； 选用的器材有________（选填器材前的字母）。 （2）图是小球自由下落时的频闪照片示意图，频闪仪每隔 0.04s 闪光一次。从较清晰的 A 点开始测量，图中数字是小球相对于 A 点落下的距离，单位是 cm。利用这幅照片测得：小 球经过 B 点时速度的大小为________，自由落体加速度 g 的大小为________。 【答案】 (1). F=mg 月 （或 G=mg 月） (2). AD (3). 1.54~1.55m/s (4). 9.50m/s2 【解析】 2 2100 50 m 120m+ < 2 2100 50 2 100 50cos135 m 120m+ − × × > 2 2100 125 2 100 125cos45 m 120m+ − × × 【详解】（1）[1]实验原理 F=mg 月 （或 G=mg 月）； [2]选用的器材有：A 质量 m 已知的重锤和 D 弹簧测力计。 （2）[3]小球经过 B 点时速度的大小为 [4]自由落体加速度 g 的大小为 16.用如图所示的实验装置研究：小车质量一定的情况下，加速度与合力的关系。主要实验 步骤如下： A．如图所示，安装实验器材，调节轨道的倾角，轻推小车，使小车恰能做匀速直线运动； B．用质量相等的若干槽码挂在细线的一端，细线的另一端与小车相连； C．将小车放于靠近打点计时器处，接通电源，释放小车，得到一条打好点的纸带并记录槽 码的个数 n； D．保持小车的质量不变，改变挂在细线上质量相等的槽码的个数，再做几次实验； E．在每条纸带上选取一段比较理想 部分，算出每条纸带的加速度 a； F．将各次实验中的数据填入表中，做出 a- n 图像。 结合上述实验步骤，完成下列问题： （1）实验步骤 A 的目的是让小车加速运动时，小车所受合力的大小________（选填“大 于”“小于”或“等于”）细线拉力的大小。 （2）实验数据如下表所示： 序号 槽码的个数 n 加速度 a/(m· s-2) 1 1 0.12 2 2 0.24 的 2(16.26 3.90) 10 1.55m/s2 0.04Bv −− ×= =× 2 2 2 2 (16.26 9.32) (9.32 3.90) 10 m/s 9.50m/s0.04g −− − −= × =3 3 0.37 4 4 0.47 5 5 0.60 以加速度 a 为纵轴、槽码的个数 n 为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图所示。 ①请在该图中用“+”标出第 5 条纸带对应的坐标点，并画出 a - n 图像_____。 ②观察 a - n 图像，可以判断小车的加速度 a 与合力 F 的关系是成________（选填“正比”或“反 比”）。 ③若换用一个质量更大的小车重新做这个实验，a -n 图像的斜率应________（选填“变大”“变 小”或“不变”）。 【答案】 (1). 等于 (2). (3). 正比 (4). 变小 【解析】 【详解】（1）[1]实验步骤 A 是平衡摩擦力，目的是让小车加速运动时，小车所受合力的大 小等于细线拉力的大小。 （2）①[2]画出 a - n 图像如图： ②[3]观察 a - n 图像，可以判断小车的加速度 a 与槽码的个数成正比，即加速度 a 与合力 F 成正比关系。 ③[4]根据 可知，a-F 图像的斜率的倒数等于小车的质量，则若换用一个质量 M 更 大的小车重新做这个实验，a -n 图像的斜率应变小。 四、解答题（本题共 4 小题。）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算 步骤和答案。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。） 17.如图，物体受到三个共点力 F1、F2 和 F3 的作用而处于静止状态。依据二力平衡的条件， 论证：F1、F2 和 F3 的合力为 0。 【答案】见解析 【解析】 【详解】先把 F1 和 F2 合成为力 F12； （ ） 则物体相当于受到二个力 F12 和 F3 平衡； 平衡的二个共点力大小相等、方向相反，即合力为 0； （ ） 1a FM = 1 2 12F F F+ =   12 3 0F F+ = F1、F2 和 F3 的合力为 0。 （ ） 18.根据 v= ，可以通过观察不断缩小的时间段内的平均速度大小的方法，来逼近某点的 瞬时速度大小。我们也可以通过观察不断缩小的时间段内的平均速度的方向的方法，来逼近 某点的瞬时速度的方向。图曲线是某一质点的运动轨迹，若质点在 t 时间内从 A 点运动到 B 点。 （1）请画出质点从 A 点起在时间 t 内平均速度 v1 的方向，并说明理由； （2）请画出质点从 A 点起在时间 内平均速度 v2 的大致方向； （3）请画出质点经过 A 点时瞬时速度 vA 的方向，并说明理由。 【答案】（1）图和理由见解析 (2) 图见解析(3) 图和理由见解析 【解析】 【详解】（1）如图，在 AB 连线上，由 A 指向 B； 根据 v= ，在时间 t 内的平均速度的方向，与时间 t 内位移的方向相同 （2）如图，在 AC 连线上，由 A 指向 C； （3）在过 A 点的切线上，方向如图； 由 v= 可得：当时间接近 0，邻近点与 A 点的距离接近 0，它们的连线就是过 A 点的切 线，所以经过 A 点时瞬时速度的方向沿过 A 点的切线。 19.如图所示，质量为 2kg 的物体，在倾角 θ =37°足够长的斜面上受到水平向右的恒力推力 F = 40N 的作用，从静止开始沿斜面向上运动，物体与斜面间的动摩擦因数为 0.25，g 取 10m/s2， sin37°= 0.6，cos37°= 0.8。求： （1）物体受到支持力的大小； 1 2 3 0F F F+ =+   x t ∆ ∆ 2 t x t ∆ ∆ x t ∆ ∆（2）物体受到滑动摩擦力的大小； （3）物体运动加速度的大小； （4）3s 末，物体速度的大小。 【答案】（1）40N (2)10N (3) 5 m/s2 （4）15m/s 【解析】 【详解】（1）物体在斜面上受力如图所示，建立如图所示的直角坐标系 y 方向，根据平衡条件有： N－mg cosθ－F sinθ = 0 得 N = mg cosθ+F sinθ=40N （2）由摩擦力： f = µN 得 f =µ( mg cosθ+F sinθ)=10N （3）x 方向，根据牛顿第二定律 F cosθ－mgsinθ－f = ma 得 = 5m/s2 （4）由： vt =v0 + at 得 3s 末物体速度的大小 vt =at=15m/s 20.如图所示，一个绕竖直轴旋转的洗衣机甩干筒，稳定工作时转速 n=600r/min（即每分钟 cos sinF mg fa m θ θ= − －转 600 圈），甩干筒从静止开始加速旋转直到到达稳定工作转速，共用时 t=5s，期间转速均 匀增加。在加速旋转的这 5s 内，求： （1）甩干筒平均每秒转速的增加量 b； （2）甩干筒总共旋转的圈数 q。 【答案】（1）2 r/s （2）25 r 【解析】 【详解】（1）甩干筒这 5s 内转速的增加量 Δn=nt-n0=600 -0=600r/min=10 r/s； 甩干筒平均每秒转速的增加量应等于转速的增加量与时间的比值： =2 r/s2 即甩干筒平均每秒转速的增加量 b 为 2 r/s （2）由于转速均匀增加，甩干筒这 5s 内的平均转速 r/s 这 5s 内，甩干筒由慢到快总共旋转的圈数，与甩干筒以平均转速匀速旋转的总圈数相等， 总圈数 q= t=25 r n t ∆ 0 10 52 2 tn nn += = = n