河北高一高中物理期末考试带答案解析

河北高一高中物理期末考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.下列物理量不是矢量的是
A．力B．速度
C．时间D．位移
2.以下哪一个物理规律是以理想实验为基础建立起来的
A．胡克定律B．牛顿第一定律
C．牛顿第二定律D．牛顿第三定律
3.牛顿第一定律又称惯性定律，该定律明确揭示了惯性的存在。

下列关于惯性的说法正确的是
A．静止的物体惯性大
B．速度大的物体惯性大
C．飞船舱内的物体处于失重状态，因而此物体没有惯性
D．任何物体都有惯性，惯性的大小由物体的质量量度
4.两列火车平行地停在站台上，过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树木向西运动，与此同时他发现乙车并没有运动。

若以地面为参考系，则
A．甲、乙两车以相同的速度向东运动B．乙车向东运动，甲车不动
C．甲车向东运动，乙车向西运动D．甲车向东运动，乙车不动
5.一个重为20N的物体静止在光滑的水平面上，当用一个F=5N的力竖直向上提物体时，物体受到的合力为A．15N B．25N C．30N D．0
6.某同学用传感器研究作用力与反作用力之间的关系，得出了作用力与反作用力随时间变化的曲线如图所示。

下列说法正确的是
A．作用力与反作用力作用在同一物体上
B．作用力与反作用力不是同时产生的，有先后之分
C．作用力与反作用力总是大小相等、方向相反
D．物体必须处于静止状态，否则它们之间的相互作用力不再遵从牛顿第三定律
7.某同学想在电梯内观察超重与失重现象，他将一台体重计放在电梯内并且站在体重计上观察，在电梯某段运行中他发现体重计的示数是静止时示数的4/5，由此可以判断（g取10m/s2）
A．电梯此时一定向下运动
B．电梯此时一定向上运动
C．电梯此时可能以2m/s2的加速度加速上升
D．电梯此时可能以2m/s2的加速度加速下降
8.一个物体静止在光滑水平面上，在0～t
时间内给物体施加一个水平向右的拉力F，力随时间的变化规律如图所
示。

下列说法正确的是
A．在0～t0内物体的速度先增大后减小
B．在0～t0内物体的加速度先增大后减小
C．在0～t0内物体的运动方向发生变化
D．在t0之后物体处于静止状态
9.一辆汽车从甲地开往乙地，由静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动，当速度减为零时刚好到达乙地。

从汽车启动开始计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度。

下列说法正确的是
A. 汽车匀加速直线运动经历的时间为3.0s
B. 汽车匀加速直线运动经历的时间为5.0s
C. 汽车匀减速直线运动经历的时间为4.0s
D. 汽车匀减速直线运动经历的时间为2.0s
10.匀速直线运动位移的数值等于v–t图像中的矩形“面积”。

如图所示，在研究匀加速直线运动时，如果我们把0～内整个运动过程划分成很多相等的时间小段Δt，则每一小段都可以近似看作匀速直线运动，当时间间隔Δt取到t
很小时，所有矩形的“面积”之和就趋近于该图线与t轴在0～t
内所围成的梯形“面积”，即此梯形“面积”就表示匀加
速直线运动的位移。

请你类比上述方法判断以下说法正确的是
A．如果v–t图像的图线是曲线，则图线与t轴在0～t0内所围成的“面积”不再表示物体的位移
B．如果把纵坐标换成加速度a，横坐标仍为时间t，则a-t图像的图线与t轴在0～t0内所围成的“面积”表示t0时刻的速度
C．如果把纵坐标换成加速度a，横坐标仍为时间t，则a-t图像的图线与t轴在0～t0内所围成的“面积”表示0～t0内速度的增加量
D．如果把纵坐标换成速度的倒数，横坐标换成位移x，则-x图像的图线与x轴上某段位移所围成的“面积”不表示任何物理量
二、其他
1.物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了物理量单位的关系，因此，国际单位制中选定了几个物理量的单位作为基本单位，进而导出其它物理量的单位。

下列物理量的单位为基本单位的是
A．力B．质量C．速度D．加速度
2.如图所示，质量为3kg的物体放在粗糙水平面上，现用F＝10N的力斜向下推物体，F与水平面的夹角θ＝37º，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.3，下列说法正确的是（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
A．物体对地面的压力为30N
B．物体所受的摩擦力为10N
C．物体仍然处于静止状态
D．物体将由静止开始做匀加速直线运动
3.如图所示，悬挂在天花板下重60N的小球，在恒定的水平风力作用下静止在偏离竖直方向θ=30°的位置。

求：
（1）水平风力的大小.
（2）绳子拉力的大小.
三、填空题
意大利著名物理学家________开创了科学实验之先河，奠定了现代物理学的基础。

他在研究自由落体运动时做了上百次的铜球沿斜面运动的实验，下图是实验示意图。

他设想：若斜面的倾角越接近90°，则小球从静止开始沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，若发现斜面上的小球都做________________________运动，则由此可以外推出自由落体运动也是________________________运动。

最终的实验很好地证明了他的设想是正确的。

四、实验题
1.下图是某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中的一条纸带，每相邻两个计数点中间都有四个点未画出，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则相邻两个计数点的时间间隔是_____s，打D点时小车的速度大小是
_____m/s，小车运动的加速度大小是_____m/s2。

2.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学采用的实验装置如下图所示，弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力大小。

实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L
，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹
簧总长度L，总共获得了6组实验数据。

（1）该同学把6组数据对应的点标在图像中，请你根据这些数据点作出F－L图线；
（2）由此图线可以得出该弹簧的自然长度L
＝________cm，劲度系数k＝________ N/m(计算结果保留两位有
效数字)；
（3）该同学实验时把弹簧水平放置，与弹簧竖直悬挂相比较：
优点是________________________；
缺点是________________________。

五、简答题
1.小明想估测火车运动的加速度，把火车的运动近似看作匀加速直线运动。

小明站在站台上与第一节车厢前端平行，火车启动时开始计时，第4节车厢尾端通过小明时停止计时，小明记录的时间约20s，他估测一节车厢的长度约
25m，利用上述数据求：
（1）火车加速度的大小；
（2）第4节车厢尾端通过小明时火车速度的大小.
2.请你利用所学的知识对以下结论进行推理证明.
，试证明木块对桌面的压力大（1）木块放在水平桌面上，已知木块的重力大小为G，木块对桌面的压力大小为F
N
小等于木块的重力大小，即F
=G；
N
为时间t内的初速度，a为加速度。

（2）匀变速直线运动的位移x随时间t的变化规律为，式中v
，试证明这段位移x随时间t的变化规律也可以表示为.
若把这段时间的末速度设为v
t
3.在某次消防演习中，消防队员从一根竖直的长杆上由静止滑下，经过2.5s落地，已知消防队员与杆之间摩擦力
F的大小与他自身重力mg的大小的比值随时间的变化如图所示，g取10m/s2.
（1）试说明消防队员在下滑过程中加速度的大小和方向是否变化？并求出相应的加速度；
（2）求消防队员在下滑过程中最大速度的大小；
（3）求消防队员落地时速度的大小。

河北高一高中物理期末考试答案及解析
一、选择题
1.下列物理量不是矢量的是
A．力B．速度
C．时间D．位移
【答案】C
【解析】力、时间和位移都是既有大小也有方向的物理量，都是矢量；而时间只有大小无方向，是标量，故选C. 2.以下哪一个物理规律是以理想实验为基础建立起来的
A．胡克定律B．牛顿第一定律
C．牛顿第二定律D．牛顿第三定律
【答案】B
【解析】不受力的实验只能是理想实验，是无任何实验误差的思维实验，严格来说“不受力”的条件真实实验不能满足，只能靠思维的逻辑推理去把握，故牛顿第一定律是不可以通过实验直接得以验证的，而牛顿第二定律、胡克定律及牛顿第三定律等均是实验定律，故ACD错误，B正确．故选：B.
3.牛顿第一定律又称惯性定律，该定律明确揭示了惯性的存在。

下列关于惯性的说法正确的是
A．静止的物体惯性大
B．速度大的物体惯性大
C．飞船舱内的物体处于失重状态，因而此物体没有惯性
D．任何物体都有惯性，惯性的大小由物体的质量量度
【答案】D
【解析】惯性的大小由物体的质量决定，与受力及运动状态无关，故ABC错误；惯性是物体本身固有的属性，物体任何时候都具有惯性牛顿第一定律反映物体具有惯性这种性质，因此它也叫惯性定律．惯性大小有质量量度，故D正确故选D.
4.两列火车平行地停在站台上，过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树木向西运动，与此同时他发现乙车并没有运动。

若以地面为参考系，则
A．甲、乙两车以相同的速度向东运动B．乙车向东运动，甲车不动
C．甲车向东运动，乙车向西运动D．甲车向东运动，乙车不动
【答案】A
【解析】甲车乘客看到树木向西移动，甲车乘客是以甲车为参照物，则树木是西运动的，则甲车相对于静止的地面来说是向东运动的；而乘客看到乙车未动，即甲、乙两车处于相对静止状态，由于甲车是向东运动的，即乙车相对于地面也是向东运动的．故选A.
5.一个重为20N的物体静止在光滑的水平面上，当用一个F=5N的力竖直向上提物体时，物体受到的合力为A．15N B．25N C．30N D．0
【答案】D
【解析】由于重力20N，受到竖直向上的拉力为5N，小于重力，拉不动，故物体保持静止，故加速度为零，合力为零；物体受重力、拉力和支持力，三力平衡．故选D.
6.某同学用传感器研究作用力与反作用力之间的关系，得出了作用力与反作用力随时间变化的曲线如图所示。

下列说法正确的是
A．作用力与反作用力作用在同一物体上
B．作用力与反作用力不是同时产生的，有先后之分
C．作用力与反作用力总是大小相等、方向相反
D．物体必须处于静止状态，否则它们之间的相互作用力不再遵从牛顿第三定律
【答案】C
【解析】作用力与反作用力作用在两个物体上，故A错误；作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时消失．故B错误；作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，故C正确；牛顿第三定律适用物体任何运动状态，故D错误；故选C．
点睛：解决本题的关键知道作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，同时产生，同时变化，同时消失．
7.某同学想在电梯内观察超重与失重现象，他将一台体重计放在电梯内并且站在体重计上观察，在电梯某段运行中他发现体重计的示数是静止时示数的4/5，由此可以判断（g取10m/s2）
A．电梯此时一定向下运动
B．电梯此时一定向上运动
C．电梯此时可能以2m/s2的加速度加速上升
D．电梯此时可能以2m/s2的加速度加速下降
【答案】D
【解析】由题意知物体失重，可能是减速上升或加速下降，根据牛顿第二定律知：mg-N=ma，其中N=0.8mg，解得：a=2m/s2，故选：D．
点睛：超重和失重现象可以运用牛顿运动定律进行分析理解，产生超重的条件是：物体的加速度方向向上；产生失重的条件：物体的加速度方向向下．
8.一个物体静止在光滑水平面上，在0～t
时间内给物体施加一个水平向右的拉力F，力随时间的变化规律如图所
示。

下列说法正确的是
A．在0～t0内物体的速度先增大后减小
B．在0～t0内物体的加速度先增大后减小
C．在0～t0内物体的运动方向发生变化
D．在t0之后物体处于静止状态
【答案】B
时间内，拉力F先增大后减小，根据牛顿第【解析】物体在光滑水平面上，只受拉力F作用，由图可知，在0～t
二定律可知，加速度先增大后减小，速度一直在增加，故A错误，B正确；在0～t
时间内，物体运动方向始终与
开始受力作用时的运动方向一致，故C错误；由于水平面光滑，故物体最后匀速运动，故D错误；故选B.
9.一辆汽车从甲地开往乙地，由静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动，当速度减为零时刚好到达乙地。

从汽车启动开始计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度。

下列说法正确的是
A. 汽车匀加速直线运动经历的时间为3.0s
B. 汽车匀加速直线运动经历的时间为5.0s
C. 汽车匀减速直线运动经历的时间为4.0s
D. 汽车匀减速直线运动经历的时间为2.0s
【答案】D
+at从表中数据可知，汽车匀加速运动时的加速度
【解析】由v=v
匀速运动时的速度为12m/s，则匀加速运动的时间，A错误，B错误；由表中数据可知，从9.5s 到10.5s，匀减速运动的加速度，匀减速运动的末速度为0；开始时刻的速度为
12m/s；则匀减速运动的时间，故C错误，D正确；故选：D．
10.匀速直线运动位移的数值等于v–t图像中的矩形“面积”。

如图所示，在研究匀加速直线运动时，如果我们把
内整个运动过程划分成很多相等的时间小段Δt，则每一小段都可以近似看作匀速直线运动，当时间间隔Δt取0～t
到很小时，所有矩形的“面积”之和就趋近于该图线与t轴在0～t
内所围成的梯形“面积”，即此梯形“面积”就表示匀
加速直线运动的位移。

请你类比上述方法判断以下说法正确的是
A．如果v–t图像的图线是曲线，则图线与t轴在0～t0内所围成的“面积”不再表示物体的位移
B．如果把纵坐标换成加速度a，横坐标仍为时间t，则a-t图像的图线与t轴在0～t0内所围成的“面积”表示t0时刻的速度
C．如果把纵坐标换成加速度a，横坐标仍为时间t，则a-t图像的图线与t轴在0～t0内所围成的“面积”表示0～t0内速度的增加量
D．如果把纵坐标换成速度的倒数，横坐标换成位移x，则-x图像的图线与x轴上某段位移所围成的“面积”不表示任何物理量
【答案】C
【解析】如果v-t图象的图线是曲线，采用微元的思想，认为每一小段做匀速直线运动，当时间间隔△t取到很小时，所有矩形的“面积”之和表示物体的位移．故A错误．如果把纵坐标换成加速度a，横坐标仍为时间t，将图线分成无数小段，认为每一小段加速度不变，由△v=a△t知，矩形面积表示速度的变化量，则a-t图象的图线与t轴
在0～t
0内所围成的“面积”表示0～t
内速度的增加量．故B错误，C正确．如果把纵坐标换成速度的倒数，横坐
标换成位移x，由知，-x图象的图线与x轴上某段位移所围成的“面积”表示运动的时间．故D错
误．故选C.
点睛：解决本题的关键掌握极限微元思想在物理学习中的运用，能够触类旁通，比如：知道a-t图线围成的面积表示的含义，F-x图线围成面积表示的含义、I-t图线围成的面积表示的含义等．
二、其他
1.物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了物理量单位的关系，因此，国际单位制中选定了几个物理量的单位作为基本单位，进而导出其它物理量的单位。

下列物理量的单位为基本单位的是
A．力B．质量C．速度D．加速度
【答案】B
【解析】国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位．他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔．
解：国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，所以B正确．
故选B．
【点评】单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．
2.如图所示，质量为3kg的物体放在粗糙水平面上，现用F＝10N的力斜向下推物体，F与水平面的夹角θ＝37º，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.3，下列说法正确的是（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
A．物体对地面的压力为30N
B．物体所受的摩擦力为10N
C．物体仍然处于静止状态
D．物体将由静止开始做匀加速直线运动
【答案】C
【解析】对物体受力分析，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，再分析物体的运动情况．
解：物体受力如图所示，据牛顿第二定律有：
竖直方向上：N﹣mg﹣Fsinα=0
水平方向上：Fcosα﹣f=ma
又：f=μN
解得：N=36N
a＜0，说明物体不动，受的摩擦力为Fcos37°=8N
故选：C
【点评】对于摩擦力的问题要区分是滑动摩擦力还是静摩擦力，静摩擦力与外力有关．
3.如图所示，悬挂在天花板下重60N的小球，在恒定的水平风力作用下静止在偏离竖直方向θ=30°的位置。

求：
（1）水平风力的大小.
（2）绳子拉力的大小.
【答案】
【解析】对小球受力分析，受重力、拉力和风力处于平衡，根据共点力平衡求出水平风力和绳子的拉力．
解：对小球受力分析如图所示，其中F、T分别表示水平风力和绳子拉力，
根据平衡条件可得：
F=Gtanθ=60×tan30°N=20N
T==N=40N
答：
（1）水平风力的大小为20N；
（2）绳子拉力的大小为40N．
【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，根据共点力平衡，运用平行四边形定则进行求解．
三、填空题
意大利著名物理学家________开创了科学实验之先河，奠定了现代物理学的基础。

他在研究自由落体运动时做了上百次的铜球沿斜面运动的实验，下图是实验示意图。

他设想：若斜面的倾角越接近90°，则小球从静止开始沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，若发现斜面上的小球都做________________________运动，则由此可以外推出自由落体运动也是________________________运动。

最终的实验很好地证明了他的设想是正确的。

【答案】伽利略（初速度为零的）匀加速直线（初速度为零的）匀加速直线
【解析】意大利著名物理学家伽利略，开创了科学实验之先河，奠定了现代物理学的基础；若发现斜面上的小球都做初速度为零的匀加速直线运动，则由此可以外推出自由落体运动也是初速度为零的匀加速直线运动，最终的实验很好地证明了他的设想是正确的．故答案为：伽利略；初速度为零的匀加速直线；初速度为零的匀加速直线。

四、实验题
1.下图是某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中的一条纸带，每相邻两个计数点中间都有四个点未画出，打点计
时器接在频率为50Hz的交流电源上，则相邻两个计数点的时间间隔是_____s，打D点时小车的速度大小是
_____m/s，小车运动的加速度大小是_____m/s2。

【答案】0.11.02.0
【解析】打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，每隔0.02s打一次点；每相邻两个计数点之间有四个点没画出，故：T=5×0.02s=0.1s；；
根据公式△x=aT2，使用逐差法求得加速度：
点睛：本题关键会根据匀变速直线运动的推论式进行判断：根据公式△x=aT2求解加速度，根据平均速度等于中间
时刻的瞬时速度求解瞬时速度．
2.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学采用的实验装置如下图所示，弹簧弹力的大小等于所挂钩码的
重力大小。

实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L
，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹
簧总长度L，总共获得了6组实验数据。

（1）该同学把6组数据对应的点标在图像中，请你根据这些数据点作出F－L图线；
＝________cm，劲度系数k＝________ N/m(计算结果保留两位有（2）由此图线可以得出该弹簧的自然长度L
效数字)；
（3）该同学实验时把弹簧水平放置，与弹簧竖直悬挂相比较：
优点是________________________；
缺点是________________________。

【答案】如图所示
5.0 20 优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的
误差．
【解析】实验中采用描点法，作出F-L的关系图线如图所示．
（2）当弹力为零时，弹簧的形变量为零，此时弹簧的长度等于弹簧的原长，由图读出：弹簧的自然长度L
=5.0cm；
根据胡克定律知， ，可知图线的斜率表示劲度系数，则
（3）优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响； 缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差．
点睛; 本题考查了学生作图的能力，关键运用胡克定律分析F-L 图线的斜率表示劲度系数，横轴截距表示弹簧的原长.
五、简答题
1.小明想估测火车运动的加速度，把火车的运动近似看作匀加速直线运动。

小明站在站台上与第一节车厢前端平行，火车启动时开始计时，第4节车厢尾端通过小明时停止计时，小明记录的时间约20s ，他估测一节车厢的长度约25m ，利用上述数据求： （1）火车加速度的大小；
（2）第4节车厢尾端通过小明时火车速度的大小. 【答案】(1)0.5m/s 2 (2)10m/s
【解析】(1)由于火车的运动可以看成初速度为零的匀加速直线运动， 根据匀变速运动的位移公式 代入数据可得：a ="0.5" m/s 2
（2）设第4节车厢尾端通过小明时的速度为， 根据匀变速运动的速度公式 代入数据可得：="10" m/s
2.请你利用所学的知识对以下结论进行推理证明.
（1）木块放在水平桌面上，已知木块的重力大小为G ，木块对桌面的压力大小为F N ，试证明木块对桌面的压力大小等于木块的重力大小，即F N =G ；
（2）匀变速直线运动的位移x 随时间t 的变化规律为
，式中v 0为时间t 内的初速度，a 为加速度。

若把这段时间的末速度设为v t ，试证明这段位移x 随时间t 的变化规律也可以表示为
.
【答案】见解析
【解析】（1）证明：设桌面对木块的支持力为对木块，根据平衡条件 有：
根据牛顿第三定律可知，木块对桌面的压力F N 与桌面对木块的支持力是一对作用力与反作用力,大小相等。

即： 解得 F N =G
（2）证明：根据匀变速运动的速度公式有： 根据匀变速运动的位移公式有：
解得
3.在某次消防演习中，消防队员从一根竖直的长杆上由静止滑下，经过2.5s 落地，已知消防队员与杆之间摩擦力F 的大小与他自身重力mg 的大小的比值
随时间的变化如图所示，g 取10m/s 2.
（1）试说明消防队员在下滑过程中加速度的大小和方向是否变化？并求出相应的加速度； （2）求消防队员在下滑过程中最大速度的大小； （3）求消防队员落地时速度的大小。

【答案】(1)2m/s 2 (2)4m/s (3)1m/s
【解析】（1）该队员先在t 1=1s 时间内，加速度方向向下，大小设为a 1， 由牛顿第二定律得：mg －F 1=ma 1
所以a 1==4m/s 2
在接下来的t 2=1.5s 时间内，加速度方向向上，大小设为a 2， 由牛顿第二定律得：F 2－mg =ma 2 a 2==2m/s 2
可见，加速度的大小和方向都发生了变化。

（2）该队员先在t 1=1s 时间内以a 1匀加速下滑，然后在t 2=1.5s 时间内以a 2匀减速下滑． 则最大速度v m =a 1t 1
代入数据解得：v m =4m/s
（3）队员落地时的速度v =v m －a 2t 2 代入数据解得：v =1m/s。