福建省福州市第一中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题

这是一份福建省福州市第一中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．2023年10月8日，杭州第19届亚运会落下帷幕，圆满收官！其中，全红婵在 10月3日女子单人10米跳台决赛中让7名裁判全部给出10分的完美一跳，入选杭州亚运会十一大难忘瞬间。若只研究运动员入水前的运动过程，下列说法中正确的是（ ）
A．为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛中的运动员视为质点
B．运动员在入水前的下落过程中，感觉水面在加速上升
C．运动员的路程等于10m
D．跳水过程中全红婵的重心位置相对自己的头部是不变的
2．图1中的A、B、C和D球均为光滑球，E球是一足球，一学生将足球踢向斜台的示意图如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．A球和斜面之间可能有弹力作用
B．B球和与C球间没有弹力作用
C．倾斜的细绳对D球没有拉力作用
D．E球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向先沿v1的方向后沿v2的方向
3．一物体做匀加速直线运动，通过一段位移所用的时间为，紧接着通过下一段位移所用时间为．则物体运动的加速度为（ ）
A．B．C．D．
4．作匀加速直线运动的物体，依次通过A、B、C三点，位移，已知物体在AB段的平均速度大小为3m/s，在BC段的平均速度大小为6m/s，那么物体在B点的瞬时速度大小为（ ）
A．4m/sB．4.5m/sC．5m/sD．5.5m/s
二、多选题
5．落体运动遵循怎样的规律，伽利略用斜面实验来验证自己的猜想。如图甲所示，伽利略首先探究小球从静止开始下滑的距离与时间的关系，然后用如图乙所示的几个斜面的合理外推得出自由落体运动是一种最简单的变速运动。下列说法正确的是（ ）
A．伽利略认为当成立时，小球做匀变速直线运动
B．在伽利略那个时代，可容易直接测量小球自由下落的时间
C．伽利略用图乙倾角较小的斜面做实验，是为了“冲淡重力”的效果，延长运动时间
D．伽利略把斜面运动的实验结论用逻辑推理合理外推到竖直情况，此法被称为“推理法”
6．2018年10月24日港珠澳大桥正式通车运营，港珠澳大桥是“一国两制”框架下粤港澳三地首次合作建设的世界级超大型跨海交通工程，一辆汽车由引桥驶上大桥，开始加速通过大桥，汽车加速的过程可看作是匀变速直线运动， 其运动的 图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．阴影部分的面积表示时间内汽车通过的位移
B．汽车运动的初速度大小为b
C．汽车运动的加速度大小为
D．0~t0时间内， 汽车的平均速度大小为2b
7．如图所示为甲、乙两个物体在同一条直线上运动的vt图像。t＝0时两物体相距1.5 m，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两物体一定相遇两次
B．甲、乙两物体可能相遇一次
C．若t＝1 s时两物体相遇，则t＝3 s时两物体将再次相遇
D．t＝2 s时两物体相遇
8．如图所示，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D为其运动轨迹上的四点，测得AB=2m，BC=3m，且物体通过AB、BC、CD所用的时间相等，则下列说法正确的是（ ）
A．可以求出物体加速度的大小
B．可以求得CD=4m
C．可以求得OA之间的距离为1.125m
D．可以求得OA之间的距离为1.5m
三、填空题
9．用DIS实验研究小车位移和时间的关系时，在实验中得到如图所示的图线，则AB段的平均速度大小为 m/s，在数值上 小车经过A点时的速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
10．如图a所示， 沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。沙子从上方玻璃球穿过狭窄的管道流入底部空玻璃球的过程中，下方玻璃球和内部沙子的重心位置 （选填“一直升高”、“一直降低”或“先降低后升高”）。如图b所示，将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部，往烧杯中注入一些水，用细木棍轻微拨动乒乓球，乒乓球将会从杯底上升到水面。在乒乓球从杯底上升到水面的过程中，则烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置 （选填“先升高后降低”、“先降低后升高”或“一直下降”）。

11．一辆汽车正在平直的公路上匀速行驶，某时刻司机发现前方有险情紧急刹车，汽车开始做匀减速直线运动直到停车。已知汽车刹车过程的总位移为30m，刹车后第1s内的位移是最后1s内位移的5倍，则整个刹车过程中汽车的平均速度大小为 m/s，刹车的加速度大小为 m/s2。
四、实验题
12．某实验探究小组探究弹力和弹簧伸长量的关系。
①将弹簧水平放置， 用毫米刻度尺正确操作测出其自然长度如图甲所示，则弹簧的原长L0= cm。
②然后按图乙所示自然悬挂弹簧，实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，读出弹簧下端指针所指的标尺刻度，即可知道弹簧的长度L，用表示弹簧的伸长量。通过实验获得的数据，实验小组作出了弹簧的图像如图丙所示。根据图丙可得出弹簧的劲度系数k= N/m（结果保留2位有效数字）
③实验小组分析图像过程中发现图线从B点开始发生了弯曲，图线B点过后发生弯曲的原因是弹簧超过弹性限度
④实验小组发现图线，并没有过原点，出现了误差，没能得出弹力与伸长量严格成正比的结论，本误差属于 （选填“系统误差”或“偶然误差”）
13．用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，频率为50Hz，如图所示是一次小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。
（1）对纸带进行数据处理，各计数点的速度大小， m/s，，，。（结果保留3位有效数字）；
（2）利用纸带上的信息，求出小车运动的加速度a= m/s2（结果保留3位有效数字）；
（3）如果当时电网中交流电的实际频率为49Hz，而做实验的同学并不知道，则由此引起速度的测量值比实际值偏 （选填“大”或“小”）。
五、解答题
14．某同学利用自由落体运动规律测量学校图书楼的高度，从图书楼天台边缘由静止释放一个小物体，用秒表记录了下落时间2s，重力加速度，不计阻力。
（1）求图书楼的高度；
（2）小物体落地前用0.2s时间经过图书楼附近的一颗树，求树的高度。
15．足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中。运动员在中线处将足球沿边线以的速度踢出，经后运动员从静止开始以的加速度匀加速追赶足球，当运动员速度达到最大后保持不变，恰好在足球停止运动前追上。已知足球在地面上减速时的加速度大小，求：
（1）运动员追赶足球的过程中与足球的最大距离x；
（2）运动员的最大速度。

16．4×100m接力赛是田径比赛中一个激烈的比赛项目，甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现，甲短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记．在某次练习中，甲在接力区前s0处作了标记，当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时立即起跑(忽略声音传播的时间及人的反应时间)，已知接力区的长度L＝20m，设乙起跑后加速阶段的运动是匀加速运动．
⑴若s0＝13.5m，且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大？
⑵若s0＝16m，乙的最大速度为8m/s，并能以最大速度跑完全程，要使甲、乙能在接力区完成交接棒，则乙在听到口令后加速的加速度最大值为多少？
17．在一个大湖的岸边（可视湖岸为直线）A 处停放着一只小船，缆绳突然断开， 小船被风刮跑，以恒定的速度匀速向湖中行驶， 其方向与湖岸成角。另有一人在缆绳断开时从A点出发，他先沿湖岸走一段后再入水游泳去追船。 已知人在岸上走的速度 ，在水中游泳的速度为。问： 为了使小船能被此人追上， 则小船的速度最大为多少？
参考答案：
1．B
【详解】A．研究运动员的技术动作，运动员的大小和形状不能忽略，则运动员不能被看做质点，A错误；
B．运动员加速下落，则以运动员为参考系，水面加速上升，B正确；
C．运动员的运动轨迹不是直线，则路程一定大于10m，C错误；
D．由于身体动作改变，则重心相对头部发生改变，D错误。
故选B。
2．C
【详解】A．由平衡条件可知，A球和斜面之间没有弹力作用，A错误；
B．由平衡条件可知，B球和与C球间有弹力作用，B错误；
C．由平衡条件可知，倾斜的细绳对D球没有拉力作用，C正确；
D．E球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向总是垂直于接触面，故E球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向垂直斜台向左上方方向，D错误；
故选C。
3．A
【详解】物体做匀加速直线运动在前一段所用的时间为，平均速度为
即为时刻的瞬时速度；
物体在后一段所用的时间为，平均速度为
即为时刻的瞬时速度。
速度由变化到的时间为
所以加速度为
故选A。
【点睛】本题若设初速度和加速度，结合位移时间公式列方程组求解，可以得出加速度的大小，但是计算较复杂，没有运用匀变速直线运动的推论解决简捷。
4．C
【详解】设两段位移分别为x，则
解得
匀变速直线运动的平均速度等于初速度与末速度和的一半，物体在AB段的平均速度大小为3m/s，即
所以
同理
联立解得
故选C。
5．CD
【详解】A．当成立时，小球做匀变速直线运动，A错误；
B．由于自由落体运动过快，在伽利略那个时代，不容易直接测量小球自由下落的时间，B错误；
C．倾角较小的斜面，由于“冲淡重力”，加速度较小，运动时间较长，C正确；
D．伽利略通过逐渐增大斜面倾角得出相同规律，从而合理外推处自由落体的规律，此法被称为“推理法”。D正确。
故选CD。
6．BC
【详解】A．由图像的意义可知，某一时刻的纵坐标表示从零时刻到该时刻汽车的平均速度，故图像与横轴所围面积没有意义，不表示汽车通过的位移，选项A错误；
D．时刻对应的纵坐标为3b，故时间内，汽车的平均速度大小为3b，选项D错误；
BC．对于匀变速直线运动有
整理得
故图像中直线的斜率
汽车运动的初速度大小
可得汽车运动的加速度大小为，选项BC正确。
故选BC。
7．BC
【详解】根据题意知，甲物体的初速度为，加速度为
1m/s2
位移为
乙物体的初速度，加速度为

位移为
如果开始时乙在甲的前面，相遇有
解方程得
t=1s或3s
如果开始时甲在乙的前面，相遇有
解方程得
（另一值舍掉）
故两物体可能相遇两次，也可能相遇一次，故AD错误，BC正确。
故选BC。
8．BC
【详解】AB．根据
因时间T不确定，则不能求解加速度；但可以求解CD= 4m，选项A错误，B正确；
CD．因为
B点的速度


则

选项C正确，D错误。
故选BC。
9． 0.45 大于
【详解】[1]根据平均速度的定义，可得AB段的平均速度大小为
[2]根据位移和时间的关系图像可知小车做加速运动，AB段的平均速度近似等于AB中间时刻的瞬时速度，所以要大于A点的瞬时速度。
10． 先降低后升高 一直下降
【详解】[1][2]下方玻璃球没有沙子时，重心在球心，沙子流入后，重心下降，当玻璃球被填满时，重心又回到球心，则重心位置先降低后升高。由于乒乓球密度小于水的密度，则乒乓球上升的过程中，整体的质量分布下移，重心逐渐降低。
11． 10
【详解】[1][2]设，结合逆向思维，由
运动总时间为
加速度为
平均速度为
12． 5.00 50 系统误差
【详解】①[1]弹簧原长为5.00cm。
②[2]根据
得
图线不过原点，但不影响斜率的意义，斜率为
劲度系数为
④[3]由于弹簧自重使图像不过原点，属于系统误差。
13． 0.214 0.496 大
【详解】（1）[1]相邻计数点间还有四个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为
打点计时器打C点时，小车的速度为
（2）[2]根据逐差公式可得，小车运动的加速度为
（3）[3]实际频率为49Hz，则实验中计算所用的时间间隔T小于实际的真实值，则速度的测量值比实际值偏大。
14．（1）20m；（2）3.8m
【详解】（1）根据自由落体位移与时间的关系有
代入数据可得
（2）设树的高度为，物体下落到树顶端所用时间为，则有
其中
代入数据解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）当运动员和足球的速度相等时，两者相距最远，设此时两者的速度大小为v，球运动时间为，有
解得
（2）设足球的减速距离为s，减速时间为t，则有
解得
16．⑴Δs＝6.5m；⑵
【详解】（1）甲追上乙时，位移之差等于，根据匀变速直线运动的平均速度公式，抓住位移关系求出追及的时间，从而求出在完成交接棒时乙离接力区末端的距离．（2）甲、乙的最大速度，所以在完成交接棒时甲走过的距离越长，成绩越好．因此应当在接力区的末端完成交接，且乙达到最大速度．通过乙先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，通过加速的时间和匀速的时间，求出匀加速直线运动的加速度．
（1）设经过时间t，甲追上乙，根据题意有，
将代入得，
此时乙离接力区末端的距离为
（2）因为甲、乙的最大速度，所以在完成交接棒时甲走过的距离越长，成绩越好．因此应当在接力区的末端完成交接，且乙达到最大速度．
设乙的加速度为a，加速的时间，在接力区的运动时间，
所以，解得
17．
【详解】设船速为v，人追上小船的时间为t，设人在岸上跑的时间是整个追赶时间的k倍（），人要追上船，则船运动的路线与人运动的两段路线构成一个三角形，如图所示
根据余弦定理得
整理得
要使上列方程在范围内有解，则需要
整理得
解得
故小船的速度最大为。