2020-2020学年北京市丰台区高一上学期期末考试物理试题(解析版)

北京市丰台区2017-2018学年高一上学期期末考试物理试卷

一、选择题

1. 下列物理量中，属于矢量的是（）

A. 路程

B. 速度

C. 动能

D. 功

【答案】B

【解析】速度是既有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的，所以速度是矢量，而路程、功、动能只有大小没有方向，所以它们都是标量．故选B．

2. 下列单位中，属于国际单位制基本单位的是（）

A. 米/秒

B. 焦耳

C. 克

D. 米

【答案】D

【解析】米/秒、焦耳都是国际单位制中的导出单位，米是基本单位，克不是基本单位．故D正确，ABC错误．故选D．

点睛：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．

3. 物理学发展史上，有一位科学家开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法，并研究了落体运动的规律，这位科学家是（）

A. 伽利略

B. 牛顿

C. 亚里士多德

D. 笛卡尔

【答案】A

【解析】伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法，并研究了落体运动的规律，故选A.

4. 一位同学乘坐地铁9号线从七里庄（图中A位置）出发，途径西局（图中B位置）到六里桥（图中C位置），他利用百度地图的测距功能测得：A、B间的距离约785m，B、C间的距离约1500m，A、C间的距离约为1700m，由以上信息可知，该同学从七里庄到六里桥的位移大小约为（）

A. 785m

B. 1500m

C. 1700m

D. 2285m

【答案】C

【解析】从起点A到终点B的直线距离为AC，为位移大小；由题可知，AC之间约1700m，则位移的大小约为1700m．故C正确，ABD错误；故选C.

点睛：本题考查对位移的理解，关键是与路程相区分，要明确位移与路径无关，只与初位置和末位置有关．5. 下列四个图象中，有一个是表示物体做匀变速直线运动的图象，这个图象是（）

A. B.

C. D.

【答案】C

【解析】A图，根据x-t图象的斜率表示速度，知该物体的速度不变，做匀速直线运动，故A错误．B图，根据x-t图象的斜率表示速度，知该物体的速度为零，处于静止状态，故B错误．C图表示物体的速度均匀增大，做匀加速直线运动，是一种匀变速直线运动，故C正确．D图表示物体的速度不变，做匀速直线运动，故D错误．故选C.

点睛：本题的关键是要理解位移-时间图象的斜率和v-t图象斜率的物理意义，知道匀变速直线运动的加速度不变．两种图象不要搞混．

6. 纯电动汽车不排放污染空气的有害气体，具有较好的发展前景．某辆电动汽车在一次刹车测试中，初速度为15m/s，经过3s汽车停止运动．若将该过程视为匀减速直线运动，则这段时间内电动汽车加速度的大小为（）

A. 3m/s2

B. 5m/s2

C. 12m/s2

D. 15m/s2

【答案】

B

7. 如图所示，一重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上，沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G，这两个方向上的分力分别为F1和F2．则分力F1的大小为（）

A. Gsinθ

B. Gcosθ

C. Gtanθ

D. G

【答案】B

【解析】斜面上物体的重力，按效果分解的力图如题目图．根据数学知识可知F2=Gsinθ，F1=Gcosθ．故B 正确，ACD错误；故选B．

8. 足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为三种与足球有关的情景，下列说法中正确的是（）

A. 图甲中，静止在地面上的足球受到的弹力就是它的重力

B. 图甲中，静止在地面上的足球受到弹力是因为地面发生形变

C. 图乙中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力

D. 图丙中，足球被踢起，说明脚对球的力大于球对脚的力

【答案】B

【解析】静止在草地上的足球受到的弹力的施力物体是地面，而重力的施力物体是地球，可知弹力不是重力，故A错误；静止在地面上的足球受到弹力是地面对足球的作用力，是因为地面发生形变，故B正确；静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触，但由于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，故C 错误；脚对球的力与球对脚的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等方向相反。故D错误。故选B.

9. 一物块放在固定斜面上，物块处于静止状态，如图所示．下列说法中正确的是（）

A. 物块不受摩擦力

B. 物块受到水平向右的摩擦力

C. 物块受到沿斜面向下的摩擦力

D. 物块受到沿斜面向上的摩擦力

【答案】D

【解析】若斜面光滑，物块会下滑，现物块处于静止状态，说明物块相对于斜面有向下滑动的趋势，故物块受到沿斜面向上的静摩擦力，故D正确，ABC错误．故选D.

点睛：对于摩擦力的判断可以用假设法，若假设没有摩擦力，则物体会发生滑动，从而判断出相对运动趋势方向，即可分析出静摩擦力方向．

10. 作用在同一个物体上的两个互相垂直的共点力，一个力的大小是3N，另一个力的大小是4N，它们合力的大小是（）

A. 3N

B. 4N

C. 5N

D. 7N

【答案】C

【解析】两个分力相互垂直，所以它们的合力：．故C正确，ABD错误．故选C.

11. 某同学在单杠上做引体向上，如图所示．其中双臂用力最小的是（）

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】将人所受的重力按照效果进行分解，由于大小方向确定的一个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，因而D图中人最费力，B图中人最省力；故选B．

点睛：本题运用“大小方向确定的一个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”结论判断．

12. 下列物体的运动可视为自由落体运动的是（）

A. 树叶在空气中下落

B. 在教室内，小钢球以一定初速度竖直下落

C. 在竖直放置的真空玻璃管内，羽毛由静止下落

D. 运动员斜向上推出的铅球的运动

【答案】C

【解析】树叶释放后向下飘落的浮力不可以忽略，所以不能看成自由落体运动，故A错误；在教室内，小钢球以一定初速度竖直下落，不能看做自由落体，故B错误；在竖直放置的真空玻璃管内，羽毛下落不受阻力，只受到重力，由静止下落，做自由落体运动，故C正确；运动员斜向上推出的铅球的运动有初速度，不可看做自由落体运动，故D错误，故选C.

点睛：自由落体运动的条件有两点：一是初速度为零；二是物体只受重力，加速度为重力加速度．当物体所受其它力与重力相比可以忽略时，可也以近似看成只受重力．

13. 如图所示，小明用水平方向的力推一木箱．小明发现：用力推时，木箱才能运动；撤去推力，木箱便停下来．有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是（）

A. 木箱的运动需要力来维持

B. 木箱由静止到运动需要力的作用，由运动到静止不需要力的作用

C. 撤去推力，木箱停下来是木箱具有惯性的表现

D. 撤去推力，木箱停下来是由于摩擦力的作用

【答案】D

【解析】木箱由于惯性运动，其运动不需要力来维持，故A错误；力是改变物体运动状态的原因，木箱由静止到运动和从运动到静止时均受到了力的作用，故B错误；撤去推力时，木箱停下来是由于木箱受到了摩擦力的作用，不是因为惯性，故C错误，D正确．故选D．

点睛：本题考查了力与运动的关系：非平衡力会改变物体的运动状态；运动状态的保持是由于一切物体具有惯性．

14. 竹蜻蜓是一种中国传统的民间儿童玩具，流传甚广．如图所示，竹蜻蜓由竹柄和“翅膀”两部分组成．玩儿时，双手一搓竹柄，然后双手松开，竹蜻蜓就会旋转着飞上天空，过一会儿落下来．松手后，关于竹蜻蜓和空气间的相互作用力，下列说法中正确的是（）

A. 竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力

B. 竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力

C. 竹蜻蜓对空气的作用力等于空气对竹蜻蜓的作用力

D. 竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相同

【答案】C

【解析】竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力是一对作用与反作用力，根据牛顿第三定律，它们大小相等方向相反，故选C.

15. 如图所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x．在此过程中，恒力F对物块所做的功为（）

A. F x cosα

B. F x sinα

C. F x

D. 0

【答案】A

【解析】由图可知，力和位移的夹角为α，故恒力的功W=Fxcosα；故A正确，BCD错误；故选A.

16. 北京时间2017年7月22日，在匈牙利布达佩斯国际泳联世锦赛中，中国运动员施廷懋获得女子3米板冠军．如图所示，在施廷懋离开跳台到入水的过程中，她的重心先上升后下降．在这一过程中，关于运动员所受重力做功和能量变化的说法正确的是（）

A. 重力始终做负功

B. 重力始终做正功

C. 运动员的动能先增大后减小

D. 运动员的重力势能先增大后减小

【答案】D

【解析】在施廷懋离开跳台到入水的过程中，她的重心先上升后下降，重力先做负功后做正功；故AB错误．运动员的速度先减小后增大，所以其动能先减小后增大，故C错误．重力先做负功后做正功，故重力势能先增加后减小；故D正确；故选D.

点睛：本题关键是明确重力做功与重力势能的变化关系，动能与速度的关系，也可以根据重力与位移方向的关系进行判断重力做功正负．

17. 一辆汽车从静止开始由甲地出发，沿平直公路开到乙地刚好停止，其速度图象如图所示．那么0～t和t～3t两段时间内，下列说法中正确的是（）

A. 加速度的大小之比为3：1

B. 加速度的大小之比为1：1

C. 位移的大小之比为1：2

D. 位移的大小之比为1：3

【答案】C

【解析】设汽车的最大速度为v．根据图象的斜率等于加速度，可得加速度的大小之比a1：a 2=：=2：1，故AB错误．位移的大小之比为x1：x2=：=1：2，故C正确，D错误．故选C.

点睛：本题是速度-时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度-时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义．

18. 某同学为了观察超重与失重现象．将一个可乐瓶子上、下各扎出一个洞A、B，如图所示，装上水之后从一定高度将可乐瓶口朝上自由释放，在可乐瓶自由下落过程中观察到的情景为（）

A. B. C. D.

【答案】A

【解析】让盛满水的可乐瓶自由下落时，可乐瓶和里面的水都做自由落体运动，处于完全失重状态，它们的运动情况是相同的，所以不会有水流出，故A正确，BCD错误；故选A.

19. 如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连．现在用绳索与长木板连接，用手向右水平拉绳索，使长木板在桌面上滑动，下列说法中正确的是（）

A. 木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力

B. 木板必须在桌面上做匀速直线运动

C. 木板必须在桌面上做匀加速直线运动

D. 木板运动过程中，弹簧秤示数保持不变

【答案】D

【解析】对木板受力分析，则有：重力，木块对木板的压力，木块对木板的滑动摩擦力，桌面对木板的滑动摩擦力，桌面对木板的支持力，水平拉力，共6个力；本实验中，木板不论处于什么运动，木块总处于平衡状态，则弹簧的弹力等于木块的滑动摩擦力，保持不变．故选D．

20. 如图所示，车的顶棚上用细线吊一个质量为m的小球，车厢底板上放一个质量为M的木块，当小车沿水平面直线运动时，小球细线偏离竖直方向角度为θ，木块和车厢保持相对静止，重力加速度为g，下列说法中正确的是（）

A. 汽车正向右匀减速运动

B. 汽车的加速度大小为gcosθ

C. 细线对小球的拉力大小为mg

D. 木箱受到的摩擦力大小为Mgtanθ

【答案】D

【解析】以小球为研究对象，分析受力如图；

根据牛顿第二定律得：mgtanθ=ma；解得：a=gtanθ，方向水平向右，而速度可能向右，也可能向左，所以汽车可能向右匀加速运动，也可能向左匀减速运动．细线对小球的拉力大小为：T=mg/cosθ．故ABC错误．再对木块受力分析，受重力、支持力和向右的静摩擦力，根据牛顿第二定律，水平方向：f=Ma=Mgtanθ，故D 正确；故选D.

二、填空题

21. 如图所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：

①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度．

②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．

③继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将永远运动下去．

④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．

请将上述步骤按照正确的顺序排列_____（填写序号）．

【答案】②④①③

22. 如图所示为某同学所安装的“探究牛顿第二定律”的实验装置，用来探究小车加速度与小车质量的关系．

（1）若在图甲所示状态下开始做实验，请从该同学的装置和操作中指出两项存在的问题或错误

①_____②_____

（2）改正错误装置后，实验打出一条纸带，图乙是该纸带的一部分，纸带上A、B、C为三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，AB间距离为x1，AC间距离为x2，根据以上信息，在打下点迹B时，小车运动的速度v B=_____；小车做匀加速直线运动的加速度a=_____．

（3）此同学借用“探究牛顿第二定律”的装置，还能进行哪些测量或探究实验_____．

【答案】(1). 打点计时器使用了直流电源，应该采用交流电源(2). 小车距离打点计时器太远，不能充分利用纸带(3). (4). (5). 此实验还可以探究做功与速度的变化关系

【解析】（1）①打点计时器使用了直流电源，应该采用交流电源；②小车距离打点计时器太远，不能充分利用纸带；

（2）根据匀变速直线运动的规律可得：v B=；根据逐差法可得：a=；

（3）此实验还可以探究做功与速度的变化关系．

三、计算论证题

23. 如图所示，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．足球的质量为m，悬绳与

墙壁的夹角为α，网兜的质量不计．求：

（1）画出足球的受力示意图并求出悬绳对足球的拉力F的大小；

（2）墙壁对足球的弹力F N大小．

【答案】（1）受力示意图如图：

（2）F N=mgtanα

【解析】（1）足球受重力mg、绳的拉力F和墙壁的支持力F N，受力如图；

运用合成法知，F和F N的合力与mg等大反向，根据几何知识得：

（2）由图得墙壁对足球的弹力为：F N=mgtanα．

点睛：处理共点力平衡问题的方法有多种，可以采取合成法、分解法和正交分解法，对于三个力平衡问题，采用合成法比较简洁．

24. 小明和小红一起去冰雪嘉年华游玩儿，小红与冰车静止水平冰面上，总质量为m=30kg，冰车与冰面间的动摩擦因数为μ=0.02，小明用21N的水平恒力推冰车，取重力加速度g=10m/s2．求：

（1）小红与冰车的加速度a的大小；

（2）经过4s小红和冰车运动位移x的大小．

【答案】（1）0.5m/s2；（2）4m．

【解析】（1）以小红与冰车为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F-μmg=ma，

解得：a=0.5m/s2；

（2）经过4s小红和冰车运动位移x=at

2=×0.5×16m=4m．

点睛：对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁．25. 如图所示为一滑梯的实物图，滑梯的斜面段长度L=5.0m，高度h=3.0m，为保证小朋友的安全，在水平面铺设安全地垫。水平段与斜面段平滑连接，小朋友在连接处速度大小不变。某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在水平地垫上。已知小朋友质量为m=20kg，小朋友在斜面上受到的平均阻力f1=88N，在水平段受到的平均阻力f2=100N．不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功；

（2）小朋友滑到斜面底端时的速度v的大小；

（3）为使小朋友不滑出水平地垫，地垫的长度x至少多长。

【答案】（1）440J；（2）4m/s；（3）1.6m

【解析】（1）小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功为：

W f1=f1L=88×5J=440J

（2）小朋友在斜面上运动的过程，由动能定理得：

mgh-W f1=mv2

代入数据解得：v=4m/s

（3）小朋友在水平地垫上运动的过程，由动能定理得：

-f2x=0-

mv2

代入数据解得：x=1.6m

26. 桌面离地面高为h=1.0m，质量为m=0.5kg的小球，从桌面上方高为H=1.2m的地方自由下落到地面，设桌面所在平面为参考平面，空气阻力不计，取重力加速度g=10m/s2．求：

（1）小球分别在离桌面H处和地面时的重力势能E p1、E p2；

（2）小球在自由下落过程中重力所做的功W及重力势能的变化量△E p

（3）类比是物理学习中常用的方法，某同学在学习了重力做功与重力势能变化的关系后，利用类比的方法探究弹簧弹力做功与弹簧的弹性势能变化的关系．

在研究重力势能时，当物体处于参考平面，重力势能为零；物体由参考平面上升到某高度的过程中，重力做负功，重力势能增加，物体的重力势能为正值；同样分析，物体在参考平面下方，重力势能为负值．在研究弹性势能时，当弹簧的长度为原长时，弹簧的弹性势能为零；弹簧拉伸时，弹性势能为正值；那么，弹簧压缩时弹性势能是正值还是负值？请说明理由．

【答案】（1）6J、﹣5J；（2）11J； 11J；（3）弹性势能是正值

【解析】（1）小球在离桌面H处的重力势能E p1=mgH=6J；

小球在地面时的重力势能E p2=-mgh=-5J；

（2）小球在自由下落过程中重力所做的功W=mg（H+h）=11J；

重力势能的变化量△E p=W=11J；

（3）当弹簧的长度为原长时，弹簧的弹性势能为零；弹簧拉伸时，弹性势能为正值；弹簧压缩时克服弹力做功，弹性势能增加，故弹性势能是正值．

点睛：本题主要是考查了重力势能的知识；知道重力势能的变化量等于重力做的功；重力做多少功重力势能减少多少，克服重力做多少功，重力势能就增加多少．知道重力势能是一个相对量，其大小与零势能面的选取有关．

27. 蹦极是一项非常刺激的运动．为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极

台时的初速度、弹性绳的质量、空气阻力均可忽略．某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到a点时弹性绳恰好伸直，人继续下落，能到达的最低位置为b点，如图甲所示．已知人的质量m=50kg，弹性绳的弹力大小F=kx，其中x为弹性绳的形变量，弹性绳的原长l0=20m，b点与蹦极台间的距离为l1=30m．整个过程中弹性绳的形变始终在弹性限度内．取重力加速度g=10m/s2．求：

（1）人第一次到达a点时的速度v的大小；

（2）人从a点到第一次到达b点的过程中弹性绳弹力做的功W；

（3）在图乙中，定性画出人第一次由最高点到b点的运动过程中，速度v随时间t变化关系的图线．

【答案】（1）20m/s；（2）﹣15000J；

（3）如图所示：

【解析】（1）人由蹦极台到a点的运动过程中，根据机械能守恒定律：

mgl0=mv2

所以：m/s=20m/s；

（2）对整个过程，由动能定理得

mgl1+W=0

解得W=-15000J

（3）人第一次由a到b的运动过程中，人先做自由落体运动，即初速度为零的匀加速直线运动，从a到b 先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的变减速运动．取竖直向下为正方向，速度v随时间t变化关系的图象如图所示．

点睛：本题的关键是明确人的受力情况和运动情况，注意弹性绳的弹力等于重力时人的速度最大．运用动能定理求功是常用的方法，要学会运用．