2023-2024学年广东省广州市科学城中学高一（上）期中物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省广州市科学城中学高一（上）期中物理试卷（含解析），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.以下的情况中可将研究对象看成质点的是( )
A. 研究女子平衡木冠军管晨辰决赛时的动作
B. 分析跳水冠军全红婵在跳水比赛中的技术特点
C. 猜测抛起的硬币落地时是正面朝上还是反面朝上
D. 分析奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中各段所用时间
2.一物体做直线运动，在图所示的位移坐标轴上O、x1、x2、…xn-1、xn分别为物体在t=0时刻、第1s末、第2s末、……、第(n-1)s末、第ns末的位置，则下述说法中正确的是( )
A. Ox1为第2s末的位置，方向由O指向x1
B. Oxn-1为(n-1)s内的位移，方向由O指向xn-1
C. x2xn为前2ns内的位移，方向由x2指向xn
D. xn-1xn为第(n-1)s内的位移，方向由xn-1指向xn
3.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个运动员从高处自由落下，以大小为8m/s的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为10m/s的速度弹回，已知运动员与网接触的时间△t=1.0s，那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为( )
A. 2.0m/s2，向下B. 8.0m/s2，向上C. 10.0m/s2，向下D. 18m/s2，向上
4.雨天某楼房屋檐边缘，每隔相同的时间有一滴水无初速滴落，水滴可看成质点，若不计空气阻力，且处在无风的环境中，则在研究水滴下落的过程中，下列说法正确的是( )
A. 相邻水滴之间的距离保持不变B. 相邻水滴之间的距离之差保持不变
C. 相邻水滴之间的速度差越来越小D. 相邻水滴之间的速度之差越来越大
5.汽车以20m/s的速度做匀速直线运动，看到前方有障碍物立即刹车(反应时间不计)，刹车后，加速度大小为4m/s2，则汽车刹车后第2s内的位移和刹车后6s内的位移为( )
A. 14m，50mB. 30m，37.5mC. 12.5m，40mD. 12.5m，37.5m
6.如图所示，物体A在斜面上由静止匀加速滑下s1后，又匀减速地在水平面上滑过s2后停下，测得s2=2s1，则物体在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小关系为( )
A. a1=a2B. a1=2a2C. a1=3a2D. a1=4a2
7.一小球由静止释放自由下落，最后一秒内的位移为20m，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 小球运动的总时间为2sB. 小球着地的速度为20m/s
C. 小球着地的速度为25m/sD. 小球释放的位置距地面的高度为25m
二、多选题（本题共3小题，共18分）
8.物体甲的s-t图像和物体乙的v-t图像分别如图甲、乙所示，则关于这两个物体的运动情况，下列说法正确的是( )
A. 甲在0～6s时间内运动方向不变，它通过的总位移大小为4m
B. 甲在0～6s时间内平均速度为零
C. 乙在0～6s时间内通过的总位移为零
D. 乙在0～6s时间内加速度大小不变，方向发生了变化
9.物体由静止开始做匀加速直线运动，3s末速度为v，则下列说法正确的是( )
A. 2s末、3s末的速度之比为1：3B. 第1s内和第2s内的位移之比为1：3
C. 2s末的速度为2v3D. 3s内的平均速度为v3
10.物体沿一直线做匀加速运动，已知它在第2s内的位移为4.0m，第3s内的位移为6.0m，则下列说法中正确的是( )
A. 它在第2s初到第3s末的平均速度的大小是5.0m/s
B. 它在第1s内的位移是2.0m
C. 它的初速度为零
D. 它的加速度大小是2.0m/s2
三、实验题（本题共2小题，共20分）
11.某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2。
(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v1=______，v2=______.在计算瞬时速度时应用的物理方法是______(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)．
(2)滑块的加速度可以表示为a=______(用题中所给物理量表示)．
12.(1)在“使用打点计时器测加速度”的实验中，需要选用的器材有______ 、______ 。
A.秒表
B.刻度尺
C.速度计
D.打点计时器
(2)①实验操作中，应先______ ，后______ 。
A.释放小车
B.接通电源
②该同学实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，在纸带上标记的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有四个计时点未画出)。s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，根据纸带可知，相邻计数点之间的时间间隔为______ s，则小车的加速度a= ______ m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB= ______ m/s(结果均保留两位有效数字)。
(3)若交流电的频率变为51Hz而未被发觉，则测得的小车的速度值与真实值比较将偏______ (选填“大”或“小”)。
四、计算题（本题共3小题，共34分）
13.已知某物体做直线运动的v-t图像如图所示，求：
(1)从开始计时到3s末物体的加速度；
(2)从6s末到7s末物体的加速度；
(3)第7s内物体的位移大小。
14.如图所示，某城市的广播电视塔对外开放的旅游观光厅坐落在距地面约125m的高处，活动面积近300m2，可同时容纳近200人。一游客在观光厅拍照时，一不小心，手机从手中滑落，做自由落体运动并落到地面，g取10m/s2。求：
(1)手机落地的时间t；
(2)手机落地瞬间的速度大小；
(3)手机落地前最后2s内的平均速度大小。
15.研究表明，一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.5s，但饮酒会导致反应时间变长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速直线行驶，从发现情况到汽车停止，汽车行驶距离L=58m。减速过程中汽车速度v与位移x的关系曲线如图乙所示，汽车在此过程中的运动可视为匀变速直线运动。
(1)由图乙可知汽车开始减速到停止所经过的位移为______ m；
(2)求减速过程中汽车加速度的大小及减速时间；
(3)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、研究管晨辰的动作时，不能把运动员看作质点，否则无法分析其动作，故A错误；
B、分析全红婵的技术特点时不能把运动员看作质点，否则无法分析其技术特点，故B错误；
C、如果把硬币看作质点则无发区分正反面，故C错误；
D、分析邢慧娜在万米长跑中各段的时间时，可以把运动员看作质点，故D正确。
故选：D。
当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可．
考查学生对质点这个概念的理解，关键是知道物体能看成质点时的条件，看物体的大小、形状对所研究的问题是否产生影响，物体的大小、形状能否忽略
2.【答案】B
【解析】解：A、Ox1为前1s的位移，方向由O指向x21，故A错误；
B、Oxn-1为(n-1)s内的位移，方向由O指向xn-1，故B正确；
C、x2xn为第2s末到第ns末的位移，方向由x2指向xn，故C错误；
D、xn-1xn为第ns内的位移，方向由xn-1指向xn，故D错误。
故选：B。
位移等于末位置的坐标减去初位置的坐标，即Δx=x2-x1。
本题主要考查了位移在数轴上的表示方法，难度不大，属于基础题。
3.【答案】D
【解析】解：规定向下为正方向，v1方向与正方向相同，v2方向与正方向相反，
根据加速度定义式a=ΔvΔt得：a=v2-v1Δt=-10-81.0m/s2=-18m/s2
负号代表与正方向相反，即加速度方向向上，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据加速度定义式a=ΔvΔt求解．一般规定初速度方向为正方向，由加速度的定义式列式即可求解．
该题关键要掌握加速度定义式a=ΔvΔt，并知道矢量为负值的负号代表与正方向相反．
4.【答案】B
【解析】解：A.设后落下的水滴运动的时间为t，则先落下水滴运动的时间为t+△t，则有两水滴间的距离Δh=12g(t+Δt)2-12gt2=gtΔt+12g(Δt)2
随时间的增大，水滴间距越来越大，故A错误；
B.对于匀变速直线运动，在连续相同的时间内相邻两水滴间的距离差为Δh'=g(Δt)2，故B正确；
CD.设后落下的水滴运动的时间为t，则先落下水滴运动的时间为t+Δt，则有两水滴的速度之差为v=g(t+Δt)-gt=gΔt
相对速度是一定值，即相邻水滴之间的速度之差保持不变，CD错误。
故选：B。
水滴做自由落体运动，根据匀变速运动的规律与运动学公式即可求解。
本题考查匀变速运动的规律，注意对匀变速运动规律的理解
5.【答案】A
【解析】解：设汽车刹车后经过t0时间速度减为零，由速度-时间公式可得
v0=at0
代入数据可得t0=5s
故汽车刹车后第2s内的位移等于汽车刹车后2s内的位移减去刹车后1s内的位移，即
xⅡ=x2-x1=v0t2-12at22-(v0t1-12at12)
代入数据可得xⅡ=14m
汽车刹车后6s内的位移即刹车到停止时间内的位移，有
x6=v02⋅t0=202×5m=50m
故A正确，BCD错误。
故选：A。
先判断汽车刹车后停下来所用的时间，再结合题意利用运动学规律求汽车的位移。
对应汽车刹车类问题，关键要先判断汽车停止下来所用的时间，再结合题意利用公式，切忌直接代入数据求结果。
6.【答案】B
【解析】解：设物体A到达斜面底端的速度大小为v，根据速度—位移公式有
v2=2a1s1=2a2s2
解得：a1=2a2，故ACD错误，B正确。
故选：B。
物体A在斜坡上做匀加速直线运动的末速度大小等于在水平面上做匀减速运动的初速度大小，结合速度—位移公式求解加速度大小之比。
解决本题的关键要抓住匀加速运动的末速度和匀减速运动的初速度相等，结合位移关系，运用速度—位移公式进行解答。
7.【答案】C
【解析】【分析】
根据最后1s内的位移等于总位移减去(t-1)s内的位移，t为小球落地的时间，求解总时间；根据速度时间公式求解落地速度；根据h=12gt2求解高度。
本题关键明确自由落体运动的运动性质，然后根据运动学公式列式求解。
【解答】
A、最后1s内的位移x=12gt2-12g(t-1)2=20m，解得：t=2.5s，故A错误；
BC、落地时速度v=gt=25m/s，故C正确，B错误；
D、根据h=12gt2得小球释放点距地面的高度h=12×10×2.52m=31.25m，故D错误；
故选：C。
8.【答案】AC
【解析】解：A、甲在0～6s时间内始终沿正方向运动，它通过的位移为x=2m-(-2)m=4m，故A正确；
B、甲在0～6s时间内的位移不为0，其平均速度为零，故B错误；
C、v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移，且t轴下方的位移为负，根据图乙中几何图形的对称性可知乙在0～6s时间内通过的总位移为零，故C正确；
D、v-t图像的斜率表示加速度，乙的加速度也不为0，且乙在0～6s时间内加速度不变(沿正方向)，故D错误；
故选：AC。
在x-t图线中，斜率表示速度，v-t图像中斜率表示加速度，面积表示位移，由此分析选项的正误。
本题主要考查了x-t图像和v-t图像的分析，考法比较常规，要注意两个图像之间的区别。
9.【答案】BC
【解析】解：A、根据v=at知，2s末和3s末的速度之比为2：3，故A错误。
B、根据x=12at2知，1s内和2s内的位移之比为1：4，则第1s内和第2s内的位移之比为1：3，故B正确。
C、2s末和3s末的速度之比为2：3，3s末的速度为v，则2s末的速度为23v，故C正确。
D、根据平均速度推论知，3s内的平均速度v-=0+v2=v2，故D错误。
故选：BC。
根据速度时间公式求出2s末和3s末的速度之比，从而求出2s末的速度．根据位移时间公式得出第1s内和第2s内的位移之比．根据平均速度推论求出3s内的平均速度．
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．
10.【答案】ABD
【解析】解：A、物体在第2s初到第3s末的平均速度的大小：v-=x2+x32T=4.0+6.02m/s=5.0m/s，故A正确；
B、根据x3-x2=x2-x1=aT2得，第1s内的位移x1=x2-aT2=2x2-x3=2×4.0m-6.0m=2m，故B正确。
CD、根据x3-x2=aT2得，加速度a=2.0m/s2，第2s末的速度v2=x2+x32T=4.0+6.02m/s=5m/s，则初速度v0=v2-at2=(5-2×2)m/s=1m/s，故C错误，D正确。
故选：ABD。
根据平均速度的定义式求出第2s到第3s内的平均速度大小，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度，结合某段时间内的平均速度等于瞬时速度求出第2s末的速度，结合速度—时间公式求出初速度。
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷。
11.【答案】(1)dt1，dt2，极限法；(2)d22L(1t22-1t12)。
【解析】【分析】
由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度；根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑块的加速度；当Δt极短时，v=ΔxΔt可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该物理方法为极限的思想方法。
知道在极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度和匀变速直线运动的速度位移公式应用，同时掌握解决物理问题的方法。
【解答】
(1)由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，
滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式为：v1=dt1，
滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式为：v2=dt2，
当时间极短时，某段时间内的平均速度可以代替瞬时速度，该思想是极限的思想方法；
(2)根据v22-v12=2aL得，
滑块的加速度可以表示为：a=d22L(1t22-1t12)。
故答案为：(1)dt1，dt2，极限法；(2)d22L(1t22-1t12)。
12.【答案】B D B A 0.10 0.80 0.40 小
【解析】解：(1)在“使用打点计时器测加速度”的实验中，需要选用的器材有打点计时器和刻度尺测量各点距离，故BD正确，AC错误。
故选：BD。
(2)①根据打点计时器的使用方法应先接通电源，再释放小车。
故选：BA。
②打点计时器打点周期为0.02s，每相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.10s；
根据逐差法可知加速度为
a=s4+s5+s6-s3-s2-s19T2=5.97+6.78+7.64-3.59-4.41-5.199×0.102×10-2m/s2=0.80m/s2；
匀变速直线运动中B点的瞬时速度等于AC间的平均速度，则有
vB=s1+s22T=3.59+4.412×0.1×10-2m/s=0.40m/s；
(3)若电源实际频率为51Hz，则打点实际周期小于0.02s，相邻计数点的时间间隔小于0.1s，代入计算的相邻计数点时间间隔偏大，则加速度大小的测量值比真实值偏小。
故答案为：(1)B D；(2)①B A；②0.10；0.80；0.40；(3)小。
(1)明确实验原理，从而确定实验所需要的器材；
(2)①在使用打点计时器时一定要先接通电源再释放小车；
②根据逐差法可知加速度，根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解B点的速度；
(3)根据实验原理分析实验中的误差情况。
本题考查探究使用打点计时器探究小车运动规律的实验，要注意掌握实验原理和方法，明确实验数据处理的基本方法是解题的关键。
13.【答案】解：(1)以初速度方向为正方向，从开始计时到3s末物体的加速度为
a=ΔvΔt=4-03m/s2=43m/s2
方向与初速度方向相同
(2)从6s末到7s末物体的加速度为
a1=ΔvΔt=2-47-6m/s2=-2m/s2
负号表示加速度方向与初速度方向相反
(3)根据v-t图像与横轴围成的面积大小表示位移，可知第7s内物体的位移为
x=12×(2+4)×1m=3m
答：(1)从开始计时到3s末物体的加速度为43m/s2，方向与初速度方向相同；
(2)从6s末到7s末物体的加速度大小为2m/s2，方向与初速度方向相反；
(3)第7s内物体的位移大小为3m。
【解析】(1)由图读出0-3s内初速度和末速度，由加速度的定义式求解加速度。
(2)采用同样的方法求解从6s末到7s末物体的加速度；
(3)根据v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体通过的位移，求出位移。
解决本题的关键要理解v-t图像的物理意义，知道图像的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，结合数学知识研究。
14.【答案】解：(1)根据自由落体的位移—时间公式，即h=12gt2，得t= 2hg= 2×12510s=5s
(2)根据速度时间公式可得落地时的速度为：v2=gt=10×5m/s=50m/s
(3)小球下落3s时的速度v1=gt1=10×3m/s=30m/s
根据匀变速运动的推论，最后2s的平均速度v-=v1+v22=30+502m/s=40m/s
答：(1)手机落地的时间为5s；
(2)手机落地瞬间的速度大小为50m/s；
(3)手机落地前最后2s内的平均速度大小为40m/s。
【解析】(1)根据自由落体运动规律求时间和落地速度；
(2)根据自由落体运动规律求出手机下落3s的速度，
(3)根据公式v-=v1+v22求平均速度。
说明：手机在最后2s内的平均速度也可以根据平均速度公式v-=xt求解，关键在于求解最后手机在2s内的位移。
15.【答案】40
【解析】解：(1)由图乙可知，汽车开始减速到停止所经过的位移为x=40m；
(2)设减速过程中汽车加速度的大小为a，减速时间为t。
由题图乙可得初速度大小v0=72km/h=20 m/s，末速度大小为0，由速度—位移公式得
v02=2ax
减速过程的时间为
t=v0a
代入数据解得：a=5m/s2，t=4 s
(3)设志愿者反应时间为t'，反应时间的增加量为Δt。
由运动学公式得
L=v0t'+x
则Δt=t'-t0
解得：Δt=0.4s
答：(1)40；
(2)减速过程中汽车加速度的大小为5m/s2，减速时间为4s；
(3)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了0.4s。
(1)根据图乙直接读出汽车开始减速到停止所经过的位移。
(2)根据匀变速直线运动的速度—位移公式求出汽车的加速度大小，结合速度—时间公式求出减速所用的时间。
(3)结合匀减速运动的位移得出匀速直线运动的位移，结合刹车时的初速度求出反应时间，从而得出饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加的时间。
解决本题的关键要知道汽车在志愿者反应时间内做匀速直线运动，刹车后做匀减速直线运动，结合运动学公式灵活求解。