北京市房山区2024-2025学年高一上学期学业水平调研（一）（期中）物理试题（解析版）-A4

这是一份北京市房山区2024-2025学年高一上学期学业水平调研（一）（期中）物理试题（解析版）-A4，共14页。试卷主要包含了0m、3， 第2秒内汽车的平均速度大小为等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
第一部分 选择题
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
如图所示，一辆汽车在平直公路上从静止开始加速运动，前5s内汽车每1s前进的位移分别为1.0m、3.0m、5.0m、7.0m、9.0m。
1. 下列描述汽车运动的物理量中，属于标量的是（ ）
A. 位移B. 速度C. 加速度D. 时间
2. 第2秒内汽车的平均速度大小为（ ）
A. B. C. D.
3. 如果汽车做匀变速运动，则汽车2s末的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】1. D 2. C 3. A
【解析】
【1题详解】
位移、速度和加速度既有大小也有方向为矢量，时间只有大小为标量。
故选D。
【2题详解】
第2秒内汽车的平均速度大小
故选C。
【3题详解】
如果汽车做匀变速运动，根据中间时刻瞬时速度等于过程平均速度，则汽车2s末的速度大小为
故选A。
4. 在体育课上，一名同学用手接住水平抛过来的速度大小为的篮球，并以的速度将它反向水平抛出，这个过程历时0.5s，则这个过程中（ ）
A. 篮球的速度变化量为B. 篮球的加速度大小为
C. 加速度a的方向和速度变化量的方向相同D. 加速度a的方向和初速度的方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．以水平抛出的速度方向为正方向，这个过程中篮球的速度变化量为
根据可知加速度的方向和速度变化量的方向相同，加速度大小为
故AB错误，C正确；
D．由上分析可知，加速度的方向与初速度的方向相反，故D错误。
故选C。
5. 某同学想从学校骑行去房山人民公园，他利用手机某地图APP进行导航，如图为导航界面的截图，其推荐路线中有两组数据：19分钟、3.5千米，下列相关说法正确的是（ ）
A. 19分钟表示的是某个时刻B. 此次行程的平均速度的大小约为
C. 此次行程的位移的大小比3.5千米要小D. 研究在导航中实时位置时，不可以把该同学看作质点
【答案】C
【解析】
【详解】A．19分钟表示的是时间间隔，故A错误；
BC．由于3.5km表示路程，且不是单向直线运动，则此次行程的位移的大小比3.5千米要小，无法得到位移的大小，则平均速度的大小无法计算，故B错误，C正确；
D．研究在导航中实时位置时，该同学的大小和形状可以忽略不计，则可以把该同学看作质点，故D错误；
故选C
6. 一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶，制动后做匀减速直线运动，经2s停止，汽车的制动距离为（ ）
A. 5mB. 10mC. 20mD. 30m
【答案】B
【解析】
【详解】速度公式汽车做末速度为零的匀减速直线运动，则有
故选B。
7. 关于自由落体运动下列说法正确的是（ ）
A. 加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
B. 在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律不同
C. 物体做自由落体运动，位移与时间成正比
D. 在地球上同一地点，不同物体做自由落体运动的加速度大小相同
【答案】D
【解析】
【详解】A. 自由落体运动的加速度等于重力加速度，但是加速度等于重力加速度的运动不一定是自由落体运动，选项A错误；
B. 在自由落体运动过程中，不同质量的物体加速度相同，运动规律相同，选项B错误；
C. 根据可知，物体做自由落体运动位移与时间的平方成正比，选项C错误；
D. 在地球上同一地点，重力加速度相同，不同物体做自由落体运动的加速度大小相同，选项D正确。
故选D。
8. 如图反映速度v、位移x、加速度a随时间t变化的图像中，与自由落体运动规律相符合的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据x=12at2可知自由落体运动的图像是开口向上的抛物线的第一象限的部分，AB错误；
C．根据可知自由落体运动的速度时间图像是一条过坐标原点的倾斜直线，C错误；
D．自由落体运动的加速度为重力加速度，保持不变，D正确。
故选D。
9. 一辆汽车沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移，如图近似描述了汽车在0到40s这段时间的x-t图像。根据图像判断，下列说法错误的是（ ）
A. 汽车0~40s时间间隔内一直向前行驶
B. 汽车在20~30s时间间隔内没有行驶
C. 汽车在0~20s时间间隔内驶离出发点
D. 汽车最远位置距离出发点30m
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．0~20s内汽车的位移不断增大，汽车向前行驶；20s~30s内汽车的位移保持不变，汽车没有行驶；30s~40s内汽车的位移不断减小，说明汽车向出发点运动，故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意；
D．由以上分析可知，汽车最远位置距离出发点30m，故D正确，不符合题意。
故选A。
10. 甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶，时刻它们恰好经过同一路标。此后两辆车的图像如图所示。根据图像，下列判断正确的是（ ）
A. 在时刻，甲车追上乙车B. 在时刻，甲车的加速度比乙车大
C. 在时间内，甲车的平均速度比乙车大D. 在时间内，乙车一直行驶在甲车前面
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像面积表示位移，所以在t1时刻，甲车在乙车后面。A错误；
CD．在0~t2时间内，由图像可知，甲车位移大于乙车，所以甲车在某个时刻追上了乙车，且根据可知甲车的平均速度比乙车大，C正确，D错误；
B．图像的斜率表示加速度，所以由图可知，t2时刻甲车的加速度大小小于乙车的加速度大小，B错误。
故选C。
11. 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程可超过百米。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在时由静止开始上升，其图像如图所示。由此图像可知（ ）
A. 电梯在第1s内做匀加速运动
B. 电梯在第1s末到第10s末的时间间隔内位移大小为55m
C. 电梯从第11s末到第30s末的时间间隔内做匀速运动，速度大小为
D. 第41s末电梯回到出发点
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图像可知，第一秒内电梯加速度向上逐渐增大，故电梯做加速度逐渐增大的加速运动。故A错误；
B．a-t图像面积表示速度变化量，故1s末速度为
10s末速度为
电梯在第1s末到第10s末做匀加速运动位移大小为
故B错误；
C．电梯第11s末的速度为
故电梯从第11s末到第30s末做匀速运动，速度大小为10m/s。故C正确；
D．由电梯v-t图像可知其先向上加速，再匀速，最后减速，运动过程如下
故第41s末停止运动，上升到最高点。故D错误。
故选C。
12. 伽利略在研究落体运动时猜想落体运动一定是一种最简单的变速运动。为验证猜想，他做了“斜面实验”，如图所示，他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，研究铜球在斜面上的运动规律，然后将实验结果做了合理的外推，得出落体运动的规律。关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法正确的是（ ）
A. 运用图甲的实验，可“放大”重力的作用，放大时间，使实验现象更明显
B. 伽利略通过实验直接测量了物体自由下落的位移与时间的二次方关系
C. 图甲、乙、丙是实验现象，图丁的情景是经过合理的外推得到的结论
D. 伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．运用图甲的实验，可“冲淡”重力的作用，放大时间，使实验现象更明显，故A错误；
BCD．伽利略是经过合理的外推得到物体自由落体运动的结论，并不是实验直接得到的结论，图甲、乙、丙是实验现象，图丁的情景是经过合理的外推得到的结论，故BD错误，C正确。
故选C。
13. 真空中羽毛和钢球从同一高度同时自由下落，如图是用频闪相机得到的它们下落过程中的一张局部照片。已知频闪相机闪光的时间间隔为T，根据照片提供的信息，下列说法正确的是（ ）
A. 一定满足关系B. 一定满足关系
C. 拍照地点的重力加速度D. 羽毛下落到位置C时的速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知，若A点为下落起点位置，则满足
由于A点的速度不一定为零，则不一定满足此关系，故A错误；
BC．根据匀变速直线运动的推论可知相邻相等时间段的位移差恒定，可知
拍照当地的重力加速度
故B正确，C错误；
D．根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，羽毛下落到位置C的速度大小为
故D错误。
故选B。
14. 一课外学习小组开展超声波测速活动，如图所示：一超声波发生器每隔1s向小汽车发出一个超声波脉冲信号，已知第一个超声波0时刻发出，遇到小汽车后返回，1s时刻被接收到；第二个超声波1s时刻发出，1.9s时刻被接收到。超声波在空气中的传播速度约340m/s，小汽车可视为匀速运动，根据上述条件可知（ ）
A. 小汽车正向超声波发生器运动，速度约18m/s
B. 小汽车正向超声波发生器运动，速度约17m/s
C. 小汽车正背离超声波发生器运动，速度约18m/s
D. 小汽车正背离超声波发生器运动，速度约17m/s
【答案】A
【解析】
【详解】第一次超声波接触小车时的距离
第二次超声波接触小车的距离
汽车前进的距离为
，向着测速仪前进
经过的时间
汽车的速度
故选A。
第二部分 非选择题
本部分共5题，共58分。
15. 用图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下：
a、安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b、选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图中A、B、C、D、E、F……所示。
c、通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度。分别记作、、、、……。
d、以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图所示。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有___________和___________（填选项前的字母）。
A. 电压合适的50Hz交流电源
B. 电压可调的直流电源
C. 刻度尺
D. 秒表
E. 天平（含砝码）
（2）在图中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出图像。
（3）观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是①___________。图像斜率的物理意义是②___________。
（4）描绘图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对的要求是①___________（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差②___________（选填“有关”或“无关”）。
（5）某同学利用气垫导轨和光电门组装了如图所示的实验装置，用其测量滑块运动的加速度。让滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，滑块上安装了宽度为d的遮光条。配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为。为了测量滑块的加速度，请写出还需要测量的物理量并简述测量原理。
【答案】（1）AC （2）
（3） ①. 图像是一条倾斜的直线 ②. 小车的加速度
（4） ①. 越小越好 ②. 有关
（5）还需要用刻度尺测出两光电门之间的距离L。测量原理见解析。
【解析】
【小问1详解】
在下列仪器和器材中，还需要使用的有电压合适的50Hz交流电源和刻度尺，故选AC；
【小问2详解】
在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出图像如图。
【小问3详解】
[1][2]观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是图像是一条倾斜的直线。图像斜率的物理意义是小车的加速度；
【小问4详解】
[1]严格地讲，表示是Δt内的平均速度，只有当Δt趋近于0时，表示瞬时速度，因此若用表示各计数点的瞬时速度，对Δt的要求是越小越好；
[2]从实验的角度看，选取的Δx越小，用计算得到的平均速度越接近计数点的瞬时速度，但Δx过小，测量误差增大，因此选取的Δx大小与速度测量的误差有关。
【小问5详解】
还需要用刻度尺测出两光电门之间的距离L；根据平均速度公式分别求出通过光电门1、2的瞬时速度
、
再根据速度—位移公式
求加速度a。
16. 已知某舰载机在跑道上从静止开始做匀加速直线运动，滑行200m时速度达到80m/s。（此时舰载机即可升空，航母静止在海面）。求：
（1）舰载机的加速度大小；
（2）舰载机从起动到起飞共滑行多长时间；
（3）4s末舰载机的瞬时速度大小。
【答案】（1）16m/s2
（2）5s （3）64m/s
【解析】
小问1详解】
根据运动规律
解得
【小问2详解】
根据
解得
【小问3详解】
4s末舰载机的瞬时速度大小为
17. 某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一个小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是0.01s，测得照片中石子运动痕迹的长度为0.8cm，实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为4.0cm．g取10m/s2．
（1）根据照片估算曝光时间内石子下落了多少距离？
（2）估算曝光时刻石子运动的速度是多大？
（3）估算这个石子大约是从距离窗户多高的地方落下的？
【答案】(1) 0.2m (2) 20 m/s (3) 20 m
【解析】
【详解】（1）设在曝光时间内，石子实际下落的距离为，
由题意得：
解得：
．
（2）考虑到曝光时间极短，石子的平均速度近似等于瞬时速度，则石子在这内的速度为：
．
（3）石子做自由落体运动，得到：
．
18. 学习了自由落体运动知识，某兴趣小组的同学制作了“人的反应时间测量尺”。如图所示，甲同学用手拿着一把长直尺，并使其处于竖直状态，乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备。从乙同学看到甲同学松开直尺，到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”。某时刻甲同学松开直尺，直尺竖直下落，乙同学看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值为20cm。若不计空气阻力，直尺下落过程中始终保持竖直状态，取。
（1）求乙同学的反应时间t；
（2）求乙同学抓住直尺时，尺子速度的大小；
（3）若把直尺上的长度刻度直接标注为时间刻度，这把直尺就变为“人的反应时间测量尺”，可以粗略测量人的反应时间。请你说出该尺子上的时间刻度是否均匀，并分析原因。
【答案】（1）；（2）；（3）不均匀，见解析
【解析】
【详解】（1）直尺在竖直方向做自由落体运动，由运动学公式
由题意得
（2）由运动学公式
得
（3）不均匀。
尺子在竖直方向做匀加速直线运动，速度随着时间均匀增大，故相同时间内运动的位移逐渐增大，所以时间刻度是从下端到上端越来越稀疏。
19. “科技让生活更美丽”，自动驾驶汽车呈现出接近实用化的趋势。图1为某型无人驾驶的智能汽车的测试照，为了增加乘员乘坐舒适性，程序设定汽车制动时汽车加速度大小随位移均匀变化。某次测试汽车“”关系图线如图2所示，汽车制动距离为。
（1）判断汽车做什么运动；
（2）微元法是一种常用的研究方法，对于直线运动，教科书中评解了如何由图像来求位移。请你借鉴此方法，求汽车的初速度的大小。
（3）为了求汽车的制动时间，某同学的求解过程如下：
在制动过程中加速度的平均值为
将减速过程看成反向加速过程，根据运动学公式，得
请你判断该同学的做法是否正确并说明理由；
【答案】（1）加速度逐渐增大的减速运动；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）汽车制动过程，由图2可知其加速度a随位移x均匀增大，做加速度逐渐增大的减速运动。
（2）由匀变直线运动中位移与速度的关系
汽车做非匀变速运动，运用“微元法”，可知“a−x”图线与x轴所围图形的“面积”即“速度平方变化量的一半”，即
解得
（3）该同学做法不正确；汽车以3m/s2的加速度做匀减速运动时，v-t图像如图中直线所示；位移不变，即v-t图像与x轴围成的面积不变，由a-x图像可知，实际v-t图像如图中曲线所示，即实际制动时间小于。