2017北京市西城区高一(上)期末物理

2017北京市西城区高一（上）期末
物 理
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。

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. 在物理学发展的过程中，某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律，这位科学家是
A. 亚里士多德
B. 伽利略
C. 牛顿
D. 爱因斯坦
2. F = 10N，若把F分解为两个分力，则下列哪组力不可能
．．．是F的两个分力
A. 10N，10N
B. 20N，20N
C. 3N，6N
D. 5N，6N
3. 如图所示，用光电计时装置可以测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。

已知固定在滑块上的遮光板的宽度为3.0cm，
遮光板经过光电门的遮光时间为0.11s，则滑块经过光电门位置时的速度大小为
A. 0.27m/s
B. 27m/s
C. 0.037m/s
D. 3.7m/s
4. 物体做匀减速直线运动，某时刻速度为11m/s，经2s速度变为5m/s，则物体的加速度为
A. 3m/s2
B. -3m/s2
C. 6m/s2
D. -6m/s2
5. 胡克定律是英国科学家胡克于1678年发现的。

实际上早于他1500年前，我国东汉时期的经学家和教育家郑玄就提出了与胡克定律类似的观点，他在为“量其力，有三钧”作注解时写到：“假令弓力胜三石，引之中三尺，驰其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺。

”郑玄的观点表明，在弹性限度内
A. 弓的弹力与弓的形变量成正比
B. 弓的弹力与弓的形变量成反比
C. 弓的弹力与弓的形变量的平方成正比
D. 弓的弹力与弓的形变量的平方成反比
6. 如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将球挂在A点，墙壁对球的支持力大小为N，细绳对球的拉力大小为T。

若其他条件不变，只缩短细绳的长度，则
A. N增大，T减小
B. N减小，T增大
C. N增大，T增大
D. N减小，T减小
7. 关于运动和力的关系，下列说法正确的是
A. 物体受到的合力为零，速度一定为零
B. 物体受到的合力不变，速度一定不变
C. 物体受到的合力越大，速度一定越大
D. 物体受到的合力越大，加速度一定越大
8. 某同学站在体重计上，通过做下蹲、起立的动作来探究超重和失重现象。

下列说法正确的是
A. 下蹲过程中人始终处于超重状态
B. 起立过程中人始终处于超重状态
C. 下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
D. 起立过程中人先处于超重状态后处于失重状态
9. 一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下，若雨滴下落过程中所受重力保持不变，假设空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大，则下图所示的图像中可能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是
A. B. C. D.
10. 如图所示，将一小钢球用细线悬挂在汽车的顶部，汽车在运动过程中，钢球与车厢保持相对静止，细线与竖直
方向的夹角为θ，已知重力加速度为g，由此可知道
A. 摆线的拉力
B. 汽车的加速度
C. 汽车的运动方向
D. 汽车的速率
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。

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，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。

）
11. 下列物理量中，属于矢量的是
A. 位移
B. 速率
C. 时间
D. 加速度
12. 一物体做匀变速直线运动，某时刻的速度为v1，经过t时间后速度变为v2, 位移为x，则
A. 这段时间内的平均速度一定是
B. 这段时间内的平均速度一定是
C. 这段时间内中间时刻的瞬时速度一定是
D. 这段时间内中间位置的瞬时速度一定是
13. 如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1＝10N、F2＝4N。

以下判断正确的是
A. 若撤去F1，则木块在水平方向所受合力可能不为0
B. 若撤去F1，则木块在水平方向所受合力一定为0
C. 若撤去F2，则木块在水平方向所受合力可能不为0
D. 若撤去F2，则木块在水平方向所受合力一定为0
14. 从水平地面竖直上抛一小石块，石块两次经过距地面15m的同一位置所用时间为2s，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则
A. 石块上升的最大高度为20m
B. 石块上升的最大高度为30m
C. 石块落地时的速度大小为20m/s
D. 石块落地时的速度大小为30m/s
15. 如图所示，木块A质量为1kg，木块B的质量为2kg，叠放在水平地面上，A、B间最大静摩擦力为1N，B 与地面间动摩擦因数为0.1，用水平力F推B，要想让A、B保持相对静止，F的大小可能是
A. 1N
B. 4N
C. 9N
D. 12N
三、填空题（本题共5小题，每小题4 分，共20分。

）
16. 在力学范围内，国际单位制（SI）规定长度、质量、时间为三个基本量，它们的单位米（m）、千克（kg）、秒（s）为基本单位。

由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度、加速度、力的单位，叫做导出单位。

我们知道，力的单位是牛顿（N），请你简要说明“牛顿（N）”这个导出单位的推导过程：
____________________ .
17. 描述物体的运动，可以考虑问题的方便，而任意选择参考系。

不过，确定运动和力
关系的牛顿运动定律，却不是对任何参考系都成立的。

例如，在一节火车车厢内有一个光
滑的水平桌面，桌上有一个小球。

旁边的乘客观察到，如果火车在水平铁轨上做匀速直线
运动，小球在桌面上保持静止。

如果火车做加速直线运动，小球就会由静止开始向后运动。

根据这一实例，请你简要说明牛顿运动定律对什么参考系是不成立
．．．的：___________ .
18. 物体自由下落，经过A点时的速度是5m/s，经过B点时的速度是15m/s，g取10m/s2，则物体从A到B所用的时间是__________s，A、B两点间的距离是__________m。

19. 某同学利用打点计时器（每隔0.02s打出一个点）研究做直线运动小车的运动情况，图1所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点，相邻计数点间有4个点迹未画出。

为研究小车的运动，此同学用剪刀把纸带上OB、BD、DF……等各段纸带剪下，将剪下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图2所示。

简要说明由图2怎样判断此小车是否做匀变速直线运动：
___________。

20. 图1中的x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.31cm、x4=8.94cm、x5=9.57cm、x6=10.20cm，则打下点A时，小车运动的速度大小是____________m/s，小车运动的加速度大小是____________m/s2。

（以上结果都保留两位有效数字）
四、论述、计算题（本题共3小题，30分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

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。

）
21. 在滑雪场的坡道上，小明由静止开始下滑，经40s他的滑行速度达到5m/s。

若小明在坡道上的运动可看作匀加速直线运动，求：
（1）下滑过程中的加速度大小；
（2）在40s内下滑的距离。

22. 在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据。

刹车线是汽车刹车后停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹。

在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m。

已知汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7，g=10m/s2，求：
（1）汽车刹车时的加速度大小；
（2）汽车开始刹车时的速度大小。

23. 如图所示，一倾角θ = 37°的足够长斜面固定在水平地面上。

一个物体以v0 = 12m/s的初速度从斜面上某点处沿斜面向上运动，加速度大小为a = 8.0m/s2。

已知重力加速度g = 10m/s2，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8。

（1）求物体沿斜面向上滑行的时间；
（2）求物体与斜面间的动摩擦因数；
（3）若最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，请分析说明，该物体运动到最高点后，是停下来还是向下运动？
24. 竖直升降电梯的箱状吊舱在匀速上升的过程中，舱顶有一个螺钉脱落。

已知吊舱高度为h，重力加速度为g，则这个螺钉从舱顶落到地板所需时间是____________。

25. 在研究“平抛运动”的规律时，我们运用了“运动合成与分解”的研究方法。

用同样的方法研究“竖直上抛运动”，可以得到其速度公式和位移公式为：_____________.
26. 用图1所示的装置可以验证牛顿第二定律。

根据某次实验数据，用v-t图像求小车的加速度。

如图2所示，在v-t坐标系中已标出
6个计数点对应的坐标点。

请作出小车运动的v-t图线，并利用图线求出小车此次运动的加
速度a =__________m/s2（结果保留两位有效数字）。

27. 图1所示的装置验证牛顿第二定律，某同学提出了如下两个问题，请你帮助他一起分析、
解决。

（1）“细线作用于小车的拉力F近似等于砂和桶所受的重力mg”是有条件的。

若把实验装置设想成如图3所示的模型：水平面上的小车，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂的砂桶相连。

已知小车的质量为M，砂和桶的质量为m，重力加速度为g，不计摩擦阻力与空气的阻力。

根据牛顿第二定律，求细线作用于小车的拉力F；
根据以上计算结果分析说明，当满足什么条件时，细线作用于小车的拉力F近似等于砂和桶所受的重力mg_____？
（2）在研究a与M的关系时，已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其它阻力。

该同学以小车加速度的倒数为纵轴、小车和车上砝码的总质量M为横轴，作出-M图像，并做出如下判断：若图像是一条过原点的直线，则可验证a与M成反比。

请你分析论证该同学做出以上判断的理论依据是否正确_____。

物理试题答案
一、
1.
【答案】B
【解析】试题分析：伽利略开创了以实验检验猜想和假设的科学方法研究落体运动，故选项B正确。

考点：物理学史。

2. F = 10N，若把F分解为两个分力，则下列哪组力不可能
．．．是F的两个分力
A. 10N，10N
B. 20N，20N
C. 3N，6N
D. 5N，6N
【答案】C
【解析】试题分析：两个力的最大值是两个力的和，最小值为两个力的差，故A中最大力是20N，最小值是0N，则其合力可能有10N，B中最大力是40N，最小力是0，其合力也可能有10N；C中最大力是9N，最小力是3N，其合力不可能是10N，故选项C符合题意；D中的最大力是11N，最小力是1N，故其10N也是可能的。

考点：二力的合成。

3.
【答案】A
【解析】试题分析：滑块经过光电门位置时的速度大小为v==0．27m/s，故选项A正确。

考点：速度的计算。

4.
【答案】B
【解析】试题分析：根据匀变速直线运动的速度与时间的关系可知：v=v0+at，故5m/s=11m/s+a×2s，解得a=-3m/s2，故选项B正确。

考点：匀变速直线运动。

5.
【答案】A
【解析】试题分析：郑玄的观点中：每加物一石，则张一尺，说明每增加一石的力，则形变量改变一尺，故说明在弹性限度内，弓的弹力与弓的形变量成正比，选项A正确。

考点：胡克定律。

6.
【答案】C
【解析】试题分析：球处于平衡状态，则球受到的力是平衡的，球现在受重力、墙的支持力和绳子的拉力的作用；当缩短细绳的长度时，细绳与墙壁的夹角变大，而拉力在竖直方向的分力与重力相等，由于重力不变，故当夹角增大时，细绳的拉力变大；由于该拉力变大，故墙壁对球的支持力也增大，故选项C正确。

考点：力的动态平衡。

7.
【答案】D
【解析】试题分析：物体受到的合力为零，则加速度一定为零，但其速度不一定为零，选项A错误；物体受到的合力不变，则加速度一定不变，但其速度可能增大或者减小，选项B错误；物体受到的合力越大，则加速度一定越大，但其速度不一定越大，也可能越来越小，选项C错误；物体受到的合力越大，由牛顿第二定律可知，加速度一定越大，选项D正确。

考点：牛顿第二定律，力与速度的关系。

8.
【答案】D
【解析】试题分析：下蹲过程中，人的重心是先加速下降后减速下降，故人的加速度先向下，后向上，根据牛顿第二定律可知，人先处于失重后处于超重状态，选项AC错误；起立过程中，人的重心是先加速上升，后减速上升，故人的加速度先向上，后向下，故该过程中，先是超重状态后是失重状态，选项B错误，D正确。

考点：超重与失重。

9.
【答案】C
【解析】试题分析：雨滴下落的过程中，受到重力与阻力的作用，而重力不变，阻力随着速度的增大而增大，故雨滴受到的合外力逐渐减小，其加速度也逐渐减小，但其速度逐渐增大，待阻力与重力相等时，雨滴下落的速度就不变了，故选项C正确，
考点：合力，牛顿第二定律。

10.
【答案】B
【解析】试题分析：由于不知道钢球的质量，所以钢球的重力不可知，所以摆线的拉力F=也不可知，选项A错误；小钢受到的合外力为F合=mgtanθ，小钢球的加速度大小为a= gtanθ，这也是汽车的加速度的大小，选项B正确；加速度方向水平向左，汽车可能加速向左，也可能减速向右，故不能确定汽车的方向，选项C错误；只能判断加速
度的大小，但不知道汽车的速度大小，故选项D错误。

考点：牛顿第二定律，合力的计算。

二、
11.
【答案】AD
【解析】试题分析：位移与加速度都是矢量，它们是既有大小又有方向的物理量，而速率、时间却是只有大小没有方向的，故它们都是标量，选项AD正确。

考点：矢量与标量。

12.
【答案】ABC
【解析】根据平均速度定义可知，故A正确；因为物体做匀变速直线运动，根据推论可知该段时间内的的平均速度等于初末速度之和的一半即：，故B正确；因为物体做匀变速直线运动，根据推论可知该段时间内的的平均速度等于初末速度之和的一半也等于中间时刻的瞬时速度即，故C正确；中间位置的速度为：，故D错误。

所以ABC正确，D错误。

13.
【答案】BC
【解析】试题分析：因为F1＝10N、F2＝4N，可判断出此时静摩擦力的大小为6N，方向向右；若撤去F1，则木块受到F2=4N的向右的力，此时的静摩擦力变为4N，因为4N<6N，故这个静摩擦力是可能的，它与F2相平衡，故在水平方向所受合力为0，选项A错误，B正确；若撤去F2，则木块受到F1=10N水平向左的力，此时的静摩擦力可能达不到10N，因为10N>6N，故木块在水平方向所受合力可能不为0，选项C正确，D错误。

考点：力的平衡，静摩擦力。

【思路点拨】静摩擦力是一个与外力相关的作用力，第一次静摩擦力为6N，则说明它可以产生小于6N的静摩擦力，故4N是可能的；当然也可能存在大于6N的静摩擦力，但不能一定保证存在大于6N的静摩擦力，如果最大静摩擦力就是6N，则大于6N的静摩擦力就不存在了。

14.
【答案】AC
【解析】试题分析：竖直上抛的物体的运动都具有对称性，由于石块两次经过距地面15m的同一位置所用时间为
2s，说明物体上升经过该点与下落经过该点的时间差是2s，可知物体在距地面15m的高度又会上升1s的时间，而这1s的时间通过的位移又可以看成是物体从初速度为0做1s加速的位移，即为h1=m=5m，故石块上升的最大高度为15m+5m=20m，选项A正确，B错误；再根据v2=2gh总=2×10×20（m/s）2=20m/s，选项C正确，D错误。

考点：自由落体运动。

15.
【答案】AB
【解析】试题分析：因为A做加速运动时，通过B给它的摩擦力产生的加速度，而B对A的最大静摩擦力为f=1N，故A的最大加速度为a==1m/s2，要想让A、B保持相对静止，则A、B的加速度的最大值也是1m/s2，故再由牛顿第二定律可得F－（m A+m B）gμ=（m A+m B）a，解得F=6N，故F的大小可能是1N和4N，选项AB正确。

考点：牛顿第二定律，摩擦力。

三、
16.
【答案】根据牛顿第二定律，1N=1kg·m/s2
【解析】试题分析：由F=ma，则力F的单位是牛顿（N），质量的单位是kg，加速度的单位是m/s2，故当质量为1kg 的物体产生1m/s2的加速度时，物体受到的力就是1N，即1N=1kg×1m/s2=1kg·m/s2。

考点：单位制。

17.
【答案】非惯性系（如，相对地面做变速运动的参考系）
【解析】牛顿运动定律适用于惯性参考系，不适用与非惯性系。

18.
【答案】(1). 1s(2). 10m
考点：自由落体运动。

19.
【答案】连接每段纸带的左上角（或上方中点，或纸带中点）为一条直线，或每段纸带比前一段纸带长度增加量相
等
【解析】试题分析：由于纸带上OB、BD、DF……等各段都是经过2个时间间隔的运动距离，如果做的是匀变速直线运动，则它们相邻时间的位移增加量是相等的，故可以比较每段纸带比前一段纸带长度增加量是否相等，也可以连接每段纸带的左上角（或上方中点，或纸带中点）的点，看是否为一条直线来判断，如果间距相等或者是一条直线，则运动就是匀变速直线运动。

考点：匀变速直线运动的判断。

20.
【答案】(1). 0.74(2). 0.63
【解析】试题分析：打下A点的速度为vA==0．74m/s；小车运动的加速度大小是
a==0．63 m/s2。

考点：速度与加速度的计算。

四、
21.
【答案】0.125m/s2100m
【解析】试题分析：（1）由，得下滑过程中的加速度大小m/s2
（2）由，得在40s内下滑的距离m
考点：匀变速直线运动的计算。

22.
【答案】7m/s2 14m/s
【解析】试题分析：（1）根据牛顿第二定律则汽车刹车时的加速度大小m/s2
（2）由，得汽车开始刹车时的速度大小m/s
考点：牛顿第二定律，匀减速直线运动。

23.
【答案】1.5s0.25会向下运动
【解析】试题分析：（1）由得s
（2）物体沿斜面向上运动时受力如图所示
根据牛顿第二定律mgsinθ + μN = ma
又N = mgcosθ
得μ = 0．25
（3）物体运动到最高点后，沿斜面方向的受力情况为：
沿斜面向下的重力的分力
沿斜面向上的最大静摩擦力
因为，即<，所以物体运动到最高点后，会向下运动。

考点：匀变速直线运动，牛顿第二定律，最大静摩擦力。

24.
【答案】
【解析】螺钉以吊舱为参照物做自由落体运动，根据公式：，下落时间为：。

25.
【答案】，
【解析】竖直上抛运动运动可以看做加速度为g的匀减速运动，所以速度公式为：，位移公式为：。

26. 【答案】1.0m/s2
【解析】试题分析：由图2中的6个点，用直线将其连接起来，使得较多的点能够在连接线上，个别
点不在连接线上时，说明该点的误差较大；在直线上尽量选取间距较大的两个点，求出加速度来，则
a=1．0 m/s2。

考点：验证牛顿第二定律的实验。

27.
【答案】(1). 当m<<M时，F mg(2). 该同学做出以上判断的理论依据不正确。

【解析】试题分析：（1）根据牛顿第二定律
小车①
砂和桶②
得
当m<<M时，F mg
（2）该同学做出以上判断的理论依据不正确。

由（1）中①、②式得，可见-M图像的纵截距为，不是过原点的一条直线。

要想通过作出-M图像，验证a与M是否成反比，除了看图像是否为一条直线外，还必须看其纵截距是否趋近于。

考点：验证牛顿第二定律的实验。