人教版高中物理必修第一册学业水平考试达标检测（一）含答案

这是一份人教版高中物理必修第一册学业水平考试达标检测（一）含答案，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．下列每组中物理量均为国际单位制中的基本单位的是( )
A．牛顿、瓦特、安培 B．米、焦耳、欧姆
C．秒、米、安培 D．伏特、特斯拉、千克
解析：选C 牛顿、瓦特都是国际单位制中的导出单位，安培是国际单位制中的基本单位，选项A错误； 米是国际单位制中的基本单位，焦耳、欧姆都是国际单位制中的导出单位，选项B错误； 秒、米、安培都是国际单位制中的基本单位，选项C正确； 伏特、特斯拉都是国际单位制中的导出单位，千克是国际单位制中的基本单位，选项D错误。
2.如图所示是一架正在进行航拍的四旋翼无人飞机。则下列情况下能将无人飞机看作质点的是( )
A．调整无人机在空中飞行的姿态
B．调整无人机上摄像镜头的方向
C．增大无人机旋翼的转速
D．地面观察者观察无人机在空中的位置
解析：选D 调节飞机旋翼的转速时，飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计，不能看作质点，A错误；调整飞机上摄像机镜头的方向时，摄像头的大小不能忽略，不能看作质点，B错误；调整飞机在空中的姿态，飞机部分运动不同，不可以将飞机看作质点，C错误；观察飞机在空中的位置，飞机的大小可忽略，可以将飞机看作质点，D正确。
3.某超市中，两层楼间有一架斜面式自动扶梯(无阶梯)，如图所示，小张带着孩子乘匀速上升的自动扶梯上楼。孩子在电梯上向上跑，小张没有“动”而是随着电梯上楼。则下列判断正确的是( )
A．以扶梯为参考系，小张是运动的
B．以扶梯为参考系，孩子是静止的
C．以地面为参考系，小张是静止的
D．以地面为参考系，孩子是运动的
解析：选D 以扶梯为参考系，小张是静止的，选项A错误；以扶梯为参考系，孩子是运动的，选项B错误； 以地面为参考系，小张是运动的，选项C错误；以地面为参考系，孩子是运动的，选项D正确。
4．有一直角V形槽固定在水平面上，其截面如图所示，BC面与水平面间的夹角为60°，有一质量为m的正方体木块放在槽内，木块与BC面间的动摩擦因数为μ，与AB面间无摩擦。现用垂直于纸面向里的力推木块使之沿槽运动，则木块所受的摩擦力为( )
A.eq \f(1,2)μmg B．eq \f(\r(3),2)μmg
C.eq \f(\r(2),2)μmg D．μmg
解析：选A 分解重力可得木块与BC面间的正压力大小为FBC＝mgcs 60°，木块运动后受到的摩擦力为f＝μN＝μFBC＝μmgcs 60°＝eq \f(1,2)μmg，选项A正确。
5．利用传感器与计算器结合，可以绘制出物体运动的v-t图像，某同学在一次实验中得到小车的v-t图像如图所示，由此图像可知( )
A．13 s末小车距离出发点最远
B．小车先正向运动，后负向运动
C．18 s时的加速度大小大于12 s时的加速度大小
D．小车前10 s内的平均速度与后10 s内的平均速度相等
解析：选C 0～20 s内小车一直沿正向运动，所以20 s末小车距离出发点最远，故A错误。小车的速度一直为正值，说明小车一直沿正向运动，故B错误。根据v-t图像的斜率等于加速度，斜率绝对值越大，加速度越大，可知18 s时的加速度大小大于12 s时的加速度大小，故C正确。根据图线与坐标轴所围的面积在数值上表示位移的大小，知小车前10 s内的位移小于后10 s内的位移，则小车前10 s内的平均速度小于后10 s内的平均速度，故D错误。
6．西湖音乐喷泉位于湖滨三公园附近湖面上，高60 m的“音乐喷泉”向人们展露迷人风姿。设最高的那注喷泉竖直向上喷出，且这注喷泉对应的喷嘴的出水量为0.35 m3/s，不计空气阻力，则这注喷泉空中水的体积约为(g取10 m/s2)( )
A．0.7 m3 B．1.75 m3
C．2.4 m3 D．因喷嘴横截面积未知，故无法确定
解析：选C 因为空气阻力不计，把水由最高处向下的运动看成自由落体运动，根据h＝eq \f(1,2)gt2，可得t＝3.46 s，由于向上和向下运动的对称性，喷嘴喷出的水在空中运动的时间为2t，空中水的体积为V＝0.35 m3/s×2t≈2.4 m3，C正确，A、B、D错误。
7．一家从事创新设计的公司打造了一台飞行汽车，既可以在公路上行驶，也可以在天空中飞行。已知该飞行汽车在跑道上的加速度大小为2 m/s2，速度达到40 m/s后离开地面。离开跑道后的加速度为5 m/s2，最大速度为200 m/s。飞行汽车从静止开始加速到最大速度所用的时间为( )
A．40 s B．52 s
C．88 s D．100 s
解析：选B 在地面上的匀加速时间t1＝eq \f(Δv1,a1)＝20 s，离开地面后速度由40 m/s增加到200 m/s，加速度为5 m/s2，加速时间t2＝eq \f(Δv2,a2)＝32 s，所以总时间t＝t1＋t2＝52 s，B正确。
8.如图所示，置于水平地面上的三脚支架上固定一相机，其重心在三根支架交点的竖直轴上。三根支架等长且与水平地面的夹角相等，该夹角及支架的长短均可以调节。则下列说法正确的是( )
A．每根支架承受的压力大小相同
B．支架对地面施加压力的原因是地面发生了形变
C．若仅使三根支架增加相同长度，则支架承受的压力变大
D．若三根支架与地面的夹角变小，则支架承受的压力变小
解析：选A 三根支架等长且与水平地面的夹角相等，根据对称性知每根支架承受的压力大小相等，故选项A正确；支架对地面施加压力的原因是支架发生了形变，故选项B错误；若仅使三根支架增加相同长度，三根支架与地面的夹角不变，受力情况不变，故选项C错误；设三根支架与地面的夹角为α，三根支架对相机竖直向上的分力的合力应等于相机重力，则有3Fsin α＝G，知α变小，sin α变小，F增大，由牛顿第三定律知支架承受的压力变大，故选项D错误。
9．如图所示为甲、乙两物体运动的x-t图像，下列关于甲、乙两物体运动的说法，正确的是( )
A．甲、乙两个物体同时出发
B．甲、乙两个物体从同一位置出发
C．甲的速度比乙的速度小
D．t2时刻两个物体速度相同
解析：选C 由题图可知甲物体从0时刻开始运动，而乙物体从t1时刻开始运动，故A错误；由题图可知甲物体从坐标x1处开始运动，而乙物体从坐标为0的位置开始运动，故B错误；x-t图像的斜率等于物体运动的速度，由题图可知乙运动的速度大于甲运动的速度，故C正确；t2时刻两物体的位置坐标相同即两物体相遇，故D错误。
10．一物体在地面以速度为v向上竖直上抛，不计空气阻力，经过t时间到达最高点，上升的高度为h，则( )
A．物体通过前半程和后半程所用时间之比为1∶(eq \r(2)－1)
B．物体通过eq \f(h,2)处的速度为eq \f(v,2)
C．物体经过eq \f(t,2)时的速度为eq \f(v,2)
D．物体经过前eq \f(t,2)和后eq \f(t,2)的位移之比为1∶3
解析：选C 由题意可得h＝eq \f(1,2)gt2，设后半段时间为t1，则eq \f(h,2)＝eq \f(1,2)gt12，则前半段时间为t2＝t－t1解得t2∶t1＝(eq \r(2)－1)∶1，故A错误；设物体通过eq \f(h,2)处的速度为v1，根据公式可得v2－v12＝2geq \f(h,2)，解得v1＝eq \f(\r(2),2)v，故B错误；设物体经过eq \f(t,2)时的速度为v2，根据公式可知，中间时刻的瞬时速度大小等于全程的平均速度，所以有v2＝eq \f(v＋0,2)＝eq \f(v,2)，故C正确； 物体经过前eq \f(t,2)的位移和后eq \f(t,2)的位移分别为h1＝eq \f(1,2)gt2－eq \f(1,2)geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(t,2)))2，h2＝eq \f(1,2)geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(t,2)))2，解得h1∶h2＝3∶1，故D错误。
11．力F作用于甲物体(质量为m1)时产生的加速度为a1，此力作用于乙物体(质量为m2)时产生的加速度为a2，若将甲、乙两个物体合在一起，仍受此力的作用，则产生的加速度是( )
A.eq \f(a1＋a2,2) B．eq \f(|a1－a2|,2)
C.eq \f(a1a2,a1＋a2) D．eq \f(a1＋a2,a1a2)
解析：选C 力F作用于甲物体时，F＝m1a1，①
力F作用于乙物体时，F＝m2a2，②
力F作用于甲、乙组成的整体时，F＝(m1＋m2)a3，③
解①②③式得a3＝eq \f(a1a2,a1＋a2)，故选项C正确。
12．某斜面固定在水平地面上，一小球沿斜面向上做匀减速运动，运动过程中小球依次经过A、B、C三点，最后恰好能到达最高点D，其中AB＝12 m，BC＝8 m，从A点运动到B点，从B点运动到C点两个过程速度变化量都是－2 m/s，下列说法正确的是( )
A．小球加速度大小为2 m/s2
B．小球到达B点速度大小为10 m/s
C．A、D两点间的距离为24.5 m
D．小球从C点运动到D点的时间为2 s
解析：选C 从A点运动到B点和从B点运动到C点两个过程速度变化量都是－2 m/s可知，AB和BC段的时间相同，由Δx＝aT2和a＝eq \f(Δv,T)可得：T＝2 s，a＝－1 m/s2，A错误；由公式x＝v0t＋eq \f(1,2)at2可得xBC＝vBT＋eq \f(1,2)aT2，解得vB＝5 m/s，B错误；由vB＝vA＋aT，得vA＝7 m/s，由公式2ax＝v02得，A、D之间的距离为24.5 m，C正确；在A、D之间运动的时间为0－eq \f(v0,a)＝7 s，所以C、D之间所用的时间为3 s，D错误。
13．质量为m＝1 kg的物体静止在水平地面上，用水平拉力F作用于物体上，作用一段时间后撤去F，物体滑行一段距离后停止下来，物体运动的速度—时间图像如图2所示，取g＝10 m/s2，由图线可以求得水平力F和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为( )
A．F＝9 N，μ＝0.3 B．F＝6 N，μ＝0.3
C．F＝8 N，μ＝0.2 D．F＝6 N，μ＝0.2
解析：选A 由图像知：匀加速过程a1＝eq \f(v,t1)＝eq \f(6,1) m/s2＝6 m/s2；由牛顿第二定律得 F－μmg＝ma1；减速过程a2＝eq \f(－v,t2)＝eq \f(－6,2) m/s2＝－3 m/s2；由牛顿第二定律得－μmg＝ma2；联立解得 F＝9 N，μ＝0.3，故A正确，B、C、D错误。
14．复兴号在世界上首次实现时速 350 公里自动驾驶功能，在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动。图为复兴号车厢示意图，A、B、C 三物块相互接触放在车厢里的桌面上。A 为一粗糙木块，B 为一铁块，C 为一块垫板。车向右以350 km/h的速度匀速通过一小角度倾斜的铁轨。桌面与车厢地面保持平行，A、B、C三物块相对于桌面始终保持静止。下列说法正确的是( )
A．C物体对桌面的作用力竖直向下
B．桌子对C物体的作用力垂直于桌面
C．A物体一定受到4个力的作用
D．B物体一定受到A物体对它向右的弹力
解析：选A 由题意可知，A、B、C相对于桌面静止，对整体受力分析，可知受重力、桌面对C的支持力和摩擦力，根据共点力的平衡，可知桌面对C的支持力和摩擦力的合力大小等于整体的重力，方向竖直向上，根据牛顿第三定律，C对桌面的作用力竖直向下，故A正确，B错误。以B为研究对象，对其受力分析，若B受重力、C对B的支持力和C对B的摩擦力，若达到平衡，则B物体此时不受A物体对它的弹力。此时，A物体可能只受三个力作用，即重力、C对A的支持力和C对A的摩擦力，若达到平衡，则A只受三个力的作用，故C、D错误。
15．跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池。不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有( )
A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态
B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态
C．上升过程和下落过程均处于超重状态
D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态
解析：选D 跳水运动员在空中时无论上升还是下落，加速度方向均向下，由于不计空气阻力，故均为完全失重状态，D正确。
16．某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力约为( )
A．自身所受重力的2倍
B．自身所受重力的5倍
C．自身所受重力的8倍
D．自身所受重力的10倍
解析：选B 对自由落体过程：v2＝2gH，缓冲减速过程：v2＝2ah，由牛顿第二定律F－mg＝ma，解得F＝mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(H,h)))＝5mg，故B正确。
二、非选择题(本大题共5小题，共52分)
17．(8分)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______。(填选项代号)
A．电压合适的50 Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平
(2)实验过程中，下列做法正确的是________。
A．先接通电源，再使纸带运动
B．先使纸带运动，再接通电源
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)如图是用小车拖动纸带用打点计时器测定匀变速运动的加速度打出的一条纸带。相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，则小车运动的加速度a＝________ m/s2，打P点时小车运动的速度v＝_________ m/s。(计算结果均保留两位有效数字)
解析：(1)打点计时器须接电压合适的50 Hz交流电源，还需要用刻度尺测量纸带上打点的距离，故选A、C。
(2)实验过程中，要先接通电源，再使纸带运动，选项A正确，B错误；将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，这样可充分利用纸带，选项C错误，D正确。
(3)根据Δx＝aT2可知加速度
a＝eq \f(2.30－0.74×10－2,4×0.12) m/s2＝0.39 m/s2，
从纸带上左侧第一个计数点到P点的平均速度为
eq \x\t(v)＝eq \f(x,t)＝eq \f(0.74×10－2,0.1) m/s＝0.074 m/s，
故P点速度vP＝eq \x\t(v)＋a·eq \f(t,2)＝0.094 m/s。
答案：(1)AC (2)AD (3)0.39 0.094
18．(8分)在实验“探究加速度与力、质量的关系”中，某小组同学采用了如图甲所示的装置。
(1)在本实验中，先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系。这种研究方法叫作__________。
A．理想化方法
B．等效替代法
C．控制变量法
(2)本实验在平衡摩擦力后，由于用砝码桶与砝码重力代替绳子的拉力，导致实验的系统误差。若考虑到该误差的存在，在研究小车质量不变，加速度与力的关系时，做出a随F变化而变化的图像接近图中的是__________。
(3)已知打点计时器的打点周期为 0.02 s，在一条记录小车运动的纸带上，每 5 个点取一个计数点，分别标为 1、2、3、4、5，如图乙所示。经测量得各相邻计数点间的距离分别为 2.98 cm、3.85 cm、4.70 cm、5.55 cm，则小车运动的加速度大小a＝__________(结果保留两位有效数字)。
解析：(1)先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系。这种研究方法叫作控制变量法。
(2)随着砝码桶与砝码总质量的增加，绳子的拉力比砝码桶与砝码的总重力小的越来越多，误差越来越大。小车质量不变时，小车加速度应与受到的合力成正比，因为用砝码桶与砝码重力代替绳子的拉力(实际上小车受到的拉力要小于砝码桶与砝码的总重力)，图线向下偏折。故C正确。
(3)每 5 个点取一个计数点，
则计数点间时间间隔T＝ 0.10 s；
根据逐差法可得，小车的加速度a＝eq \f(x35－x13,2T2)，
代入数据解得：a≈0.86 m/s2。
答案：(1)C (2)C (3)0.86 m/s2
19．(10分)一艘质量M＝3.5×103 kg的宇宙飞船正在做远离星球的太空飞行，发现前方有一物体。为探测该物体的质量，飞船去接触物体，接触以后启动飞船的推进器，使飞船和物体一起做匀加速直线运动，10.0 s内速度增加了1.50 m/s。已知推进器的推力F＝9.0×102 N，求该物体的质量m。
解析：设飞船运动方向为正方向
由a＝eq \f(Δv,Δt)，解得：a＝0.15 m/s2，
由牛顿第二定律可得：F＝(M＋m)a，
代入数据解得：m＝2.5×103 kg。
答案：2.5×103 kg
20．(12分)如图所示，是游乐场的一项娱乐设备，它的基本原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面75 m的高处，然后让座舱自由落下。落到离地面30 m高时，制动系统开始启动，使座舱均匀减速，到达地面时刚好停止。在一次娱乐中，某同学把质量m＝6 kg的书包放在自己的腿上，试求：(取g＝10 m/s2，不计一切阻力)
(1)此过程中的最大速度的大小；
(2)当座舱落到离地面50 m的位置时，书包对该同学腿部的压力的大小；
(3)当座舱落到离地面20 m的位置时，书包对该同学腿部的压力的大小。
解析：(1)由题意可知先自由下降h＝75 m－30 m＝45 m，由v2＝2gh，解得v＝30 m/s。
(2)离地面50 m时，座舱自由下落，处于完全失重状态， 所以书包对该同学腿部的压力为零。
(3)设座舱开始制动时的速度为v，制动过程中的加速度大小为a, 书包受到腿的支持力为FN，a＝eq \f(v2,2x)，
由此得： a＝15 m/s2，
根据牛顿第二定律： FN－mg＝ma，得：FN＝150 N，
根据牛顿第三定律，书包对该同学腿部压力大小为150 N。
答案：(1)30 m/s (2)0 (3)150 N
21．(14分)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示，有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a＝0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t＝8 s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25，已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。求：
(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小；
(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小；
(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。(计算结果可用根式表示)
解析：(1)在企鹅向上奔跑过程中：x＝eq \f(1,2)at2，解得x＝16 m。
(2)在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动，第一个过程从卧倒到最高点做匀减速运动，第二个过程是从最高点匀加速滑到最低点，两次过程根据牛顿第二定律分别有：
mgsin 37°＋μmgcs 37°＝ma1，
mgsin 37°－μmgcs 37°＝ma2，
解得a1＝8 m/s2，a2＝4 m/s2。
(3)上滑位移x1＝eq \f(at2,2a1)＝1 m，
设退滑到出发点时的速度为v，
可得v2＝2a2(x＋x1)，
解得v＝2eq \r(34) m/s。
答案：(1)16 m (2)上滑过程8 m/s2，下滑过程4 m/s2 (3)2eq \r(34) m/s