5-期中学业水平测评卷2021-2022学年物理必修第一册人教版2019（含解析）

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册全册综合习题，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

期中学业水平检测
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一项符合题目要求,第8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(2021广东广州二中高一上期末)广州二中第57届田径运动会于2020年10月16日～10月17日隆重举行,关于田径项目,下列叙述中正确的是 (　　)
A.长跑运动员的比赛成绩是4分30秒,说的是时刻
B.短跑运动员跑100 m和200 m都是指位移
C.研究跳高运动员过杆动作时,运动员不能看成质点
D.高水平运动员400 m比赛的平均速度有可能大于其他运动员200 m比赛的平均速度
2.(2021河南郑州高一上期末)关于下列几种运动描述正确的是 (　　)
A.“奋斗号”潜水器变加速下潜过程中,平均速度就是在一段时间内初末速度的平均值
B.水平加速飞过海面上空的歼-20隐形战斗机,加速度可能在减小
C.乘坐缆车上山的游客,若以缆车为参考系,外面的景物是静止的
D.在弯曲的葡萄藤上爬行的蜗牛,其位移大小一定等于路程
3.(2021江苏扬州高一上期末)唐代著名诗人李白在《望天门山》中写道:天门中断楚江开,碧水东流至此回。两岸青山相对出,孤帆一片日边来。诗中相对于站在岸边的人,下列哪个物体是静止的 (　　)
A.江水　　　　B.青山　　　　C.帆船　　　　D.红日
4.(2021山东济南高一上期末)短跑运动员在100 m训练中,前5 s跑完了47 m,速度达到10.4 m/s,10 s末到达终点,速度是10.2 m/s,则运动员在后5 s内的平均速度是 (　　)
A.10.2 m/s　　　　B.10.3 m/s
C.10.4 m/s　　　　D.10.6 m/s
5.(2021江苏盐城响水中学高一上期末)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8 m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s,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.2.0 m/s2,向下　　　　B.8.0 m/s2,向上
C.10.0 m/s2,向下　　　　D.18 m/s2,向上
6.(2021陕西榆林高一上期末)行驶的轿车通过斑马线时先匀减速到一定速度,再匀速通过斑马线,最后过了斑马线又匀加速离开。若减速与加速过程中的加速度大小相等,以轿车运动方向为正方向,现用位移x、速度v和加速度a随时间变化的图像粗略地描述轿车全过程的运动情况,下列图像可能正确的是 (　　)
A.　　　　B.
C.　　　　D.
7.(2021河南新乡高一上期末)为测试汽车的刹车和加速性能,车载传感器得到汽车沿着平直公路运动时的位置坐标x随速度v变化的关系图像如图所示,图像的上半部分A和下半部分B关于直线x=x0(图中未画出)对称,且均为抛物线,已知t=0时汽车在坐标原点O,下列说法正确的是 (　　)

A.曲线A代表汽车刹车过程
B.曲线B代表汽车加速过程
C.汽车刹车和加速时的加速度大小相等
D.完成测试后,汽车恰好回到起点
8.(2021四川成都高一上期末)如图,深秋时节,银杏叶落缤纷,那一地的金黄,给我们带来了无限的遐想!在一个无风的日子,一片银杏叶从高为5 m的枝头自静止落至地面,当g取10 m/s2时,银杏叶下落时间可能是 (　　)

A.0.5 s　　　　B.0.8 s　　　　C.1.5 s　　　　D.2.5 s
9.(2021河北唐山十一中高一上期中)关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是 (　　)
A.匀变速直线运动的加速度恒定不变
B.相同时间内的位移相等
C.在任何相等的时间Δt里的速度变化Δv都相等
D.速度与运动时间成反比
10.(2021山东枣庄高一上期末)如图所示,t=0时刻,一物体以v0=10 m/s的初速度沿光滑斜面向上运动,加速度大小为2 m/s2,冲上最高点之后,又以相同的加速度沿斜面向下运动,则物体 (　　)

A.第2 s末的速度大小为4 m/s
B.前3 s内运动的路程为21 m
C.第5 s末的加速度为0
D.前7 s内的位移大小为21 m
11.(2020四川成都蓉城名校联盟高一上期末)张三同学放学回家的路上,会经过一段连续下坡路段。现将该过程简化为如图所示,某次经过该路段时,张三以某一速度经过A点时,突然发现坡底道路被破坏,出现了一个大坑,立即开始刹车,先以大小为1 m/s2的加速度匀减速运动了2 s,发现到达坡底前车停不下来,于是用力握紧刹车,又以大小为2 m/s2 的加速度匀减速运动了3 s,到达坡底B时速度刚好减小到零。下列关于该过程的说法正确的是 (　　)

A.张三在A点的速度为8 m/s
B.A到B的距离为14 m
C.张三从A到B的过程中平均速度为4.6 m/s
D.张三从A到B的过程中平均速度为4 m/s
12.(2021广东梅州高一上期末)a、b两车在同一直线上做匀加速直线运动,v-t图像如图所示,在15 s末两车在途中相遇,由图像可知 (　　)

A.出发前a车在b车之前75 m处
B.出发前b车在a车之后150 m处
C.相遇前a、b两车的最远距离为150 m
D.相遇前a、b两车的最远距离为50 m
二、非选择题(本题共7小题,共52分,按题目要求作答)
13.(6分)(2021河南郑州高一上期末)某同学要探究小车在重物牵引下速度随时间变化的规律,实验装置如图甲所示。在打出的纸带中选出如图乙所示的一条纸带(每相邻两个计数点间还有4个点没有画出),纸带上相邻两个计数点间的距离分别为:x1=5.00 cm、x2=7.13 cm、x3=9.26 cm、x4=11.39 cm、x5=13.52 cm、x6=15.65 cm、x7=17.78 cm。打点计时器的电源频率为50 Hz。

(1)关于该实验,下列说法正确的是　　　　　　。 
A.纸带上相邻两个计数点之间的时间间隔为0.02 s
B.实验时应将小车靠近打点计时器,先接通打点计时器电源,再释放小车
C.实验前需要先平衡摩擦力,同时要满足重物的质量远小于小车的质量
D.通过分析纸带可以得出,小车做的是匀加速直线运动
(2)依据纸带上的测量数据,可计算出各个点的速度,其中C点的速度为vC=　　　　　　　m/s。 
(3)依据纸带上的测量数据,可求出小车运动的加速度为a=　　　　　　　　m/s2(计算结果保留三位有效数字)。 
14.(8分)(2021湖南邵阳邵东一中高一上期中)学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时,他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离h;然后使漏斗中的水一滴一滴地下落,调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时,下一滴水刚好从漏斗的下端滴落;用秒表测量第1个水滴落到桶底至第n个水滴落到桶底所用的时间t。

(1)重力加速度大小可表示为g=　　　　　　(用h、n、t表示)。 
(2)如果某次实验中,h=0.90 m,n=31,t=13.0 s,则测得的重力加速度大小g=　　　　　　m/s2(保留2位有效数字)。 
(3)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
15.(8分)(2021湖南长沙广益实验中学高一上期中)汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示)以提醒后面驾车司机,减速安全通过。在夜间有一货车因故障停车,后面有一小轿车以30 m/s 的速度向前驶来,由于夜间视线不好,驾驶员只能看清前方50 m的物体,并且他的反应时间为0.5 s,以大小为5 m/s2的加速度紧急刹车,求:

(1)小轿车从开始刹车到停下来所用的时间;
(2)三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞。






16.(8分)(2021北京顺义高一上期末)跳水运动员训练时从5 m跳台双脚朝下自由落下,小明同学利用手机连拍功能,连拍了多张照片。测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为3.2 m和1.8 m,忽略空气阻力。求:
(1)运动员从开始下落到脚入水的时间t;
(2)估算手机连拍时间间隔Δt。






17.(10分)(2021湖北随州一中高一上期中)滑雪运动员不借助雪杖,以加速度a1由静止从山坡顶匀加速滑下,测得其10 s后的速度为10 m/s,40 s后到达坡底,又以加速度a2沿水平面减速20 s后停止。求:
(1)a1和a2;
(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6 s的速度大小。


18.(12分)(2021湖南五市十校联考)在公路的十字路口,红灯拦停了很多汽车,拦停的汽车排成笔直的一列,最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐,相邻两车的前端之间的距离均为L=6.0 m,若汽车启动时都以a=2.5 m/s2的加速度做匀加速运动,加速到v=10.0 m/s后做匀速运动通过路口。该路口亮绿灯时间t=40.0 s。另外交通规则规定:原在绿灯时通行的汽车,红灯亮起时,车头已越过停车线的汽车允许通过。请解答下列问题:
(1)汽车以v=10.0 m/s的速度匀速行驶,若红灯亮起时,司机立即刹车做匀减速运动,刹车距离不超过40 m,刹车时的加速度大小不应小于多少?
(2)若绿灯亮起时,所有司机同时启动汽车,问最多可以有多少辆汽车能通过路口?
(3)事实上由于人反应时间的存在,绿灯亮起时不可能所有司机同时启动汽车。现假设绿灯亮起时,第一个司机滞后启动汽车,后面司机都比前一辆车滞后0.90 s启动汽车,在该情况下,有多少辆车能通过路口?



答案全解全析
1.C　长跑运动员的比赛成绩是从发令开始计时到运动员到达终点结束的一段时间,故A错误;短跑运动员跑200 m是标准跑道的半圈,是路程,100 m指的是位移大小,故B错误;研究跳高运动员过杆动作时,涉及运动员的动作和姿势,运动员不能看成质点,故C正确;平均速度是位移与时间的比值,标准跑道400 m是一圈,位移等于零,平均速度等于零,所以400 m比赛的平均速度小于其他运动员200 m比赛的平均速度,故D错误。
2.B　“奋斗号”潜水器变加速下潜过程中,平均速度不一定等于在一段时间内初末速度的平均值,故A错误;水平加速飞过海面上空的歼-20隐形战斗机,加速度的方向与速度的方向一定相同,加速度可能在减小,故B正确;乘坐缆车上山的游客,若以缆车为参考系,外面的景物是运动的,故C错误;在弯曲的葡萄藤上爬行的蜗牛,其轨迹为曲线,其位移大小一定小于路程,故D错误。故选B。
3.B　根据诗中情境可知,人站在岸上,相对人静止的只有青山,江水、帆船和红日相对人均在发生位置的变化,故B正确,A、C、D错误。
4.D　后5 s通过的位移为x2=x-x1=100 m-47 m=53 m,所用时间t2=t-t1=10 s-5 s=5 s。根据平均速度的定义可知后5 s内的平均速度为:v=x2t2=535 m/s=10.6 m/s。故A、B、C错误,D正确。
5.D　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=-10-81.0 m/s2=-18 m/s2,负号代表与正方向相反,即加速度方向向上,故D正确,A、B、C错误。
6.D　根据x-t图像的斜率表示速度,知A选项图像表示轿车先沿负方向做匀速直线运动,再静止,后沿正方向做匀速直线运动,与轿车的运动情况不符,故A错误;根据x-t图像的斜率表示速度,知B选项图像表示轿车先沿正方向做匀速直线运动,再静止,后沿正方向做匀速直线运动,与轿车的运动情况不符,故B错误;以轿车运动方向为正方向,轿车做匀减速运动时加速度为负方向,做匀加速运动的加速度为正方向,C选项图与轿车的运动情况不符,故C错误;D选项图像表示轿车先沿正方向做匀减速运动,再匀速运动,最后沿正方向做匀加速运动,根据v-t图像的斜率表示加速度,知减速与加速过程中的加速度大小相等,方向相反,与轿车的运动情况相符,故D正确。
7.C　曲线A表示速度随位移的增大而增大,代表汽车加速过程,故A错误;曲线B表示速度随位移的增大而减小,代表汽车刹车过程,故B错误;根据速度-位移公式v2-v02=2ax,因汽车刹车过程的初速度等于加速过程的末速度,刹车过程的末速度等于加速过程的初速度,两个过程通过的位移相等,均为x0,则知汽车刹车和加速时的加速度大小相等,故C正确;完成测试后,汽车运动到距离起点2x0处,故D错误。
8.CD　树叶在下落过程中受到的空气阻力不能忽略,故从高为5 m的枝头落下的树叶的运动不是自由落体运动,下落时间大于自由落体运动的时间;根据h=12gt2,得到自由落体运动的时间为:t=2ℎg=2×510 s=1 s,故银杏叶落地时间一定大于1 s,故A、B错误,C、D正确。
9.AC　匀变速直线运动是初速度方向与加速度方向在同一直线上,且加速度恒定不变的运动,故A正确;由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,在相同时间内的平均速度是不相等的,根据公式x=vt,可知相同时间内的位移不相等,故B错误;根据公式Δv=aΔt,由于加速度恒定,所以在任何相等的时间Δt里的速度变化Δv都相等,故C正确;根据速度与时间的公式v=v0+at,可知速度与运动时间成线性关系,而不是成反比,故D错误。故选A、C。
10.BD　物体沿光滑斜面向上的运动为末速度为零的匀减速直线运动,沿光滑斜面向下的运动为初速度为零的匀加速直线运动。根据v=v0+at上可知:t上=v-v0a=0−10-2 s=5 s,第5 s末的速度为0,加速度不变,大小仍为2 m/s2,故C错误;第2 s末的速度大小为v2=v0+at2=10 m/s+(-2)×2 m/s=6 m/s,故A错误;前3 s内的位移大小为x3=v0t+12at32=10×3 m+12×(-2)×32 m=21 m,故B正确;根据v2-v02=2ax可知,物体前5 s的位移x5=v2-v022a=0−1022×(−2) m=25 m,5～7 s,物体做初速度为零的匀加速直线运动,x5～7=12a't2=12×2×22 m=4 m,前7 s内的位移大小为x7=x5-x5～7=25 m-4 m=21 m,故D正确。
11.AC　设张三在A点的速度为v0,据题意可得v0-a1t1-a2t2=0,得v0=a1t1+a2t2=(1×2+2×3) m/s=8 m/s,故A正确;第一个匀减速运动过程的位移大小x1=v0t1-12a1t12=(8×2-12×1×22) m=14 m,第二个匀减速运动过程的逆运动是初速度为零的匀加速运动,位移为x2=12a2t22=12×2×32 m=9 m,故A到B的距离为s=x1+x2=14 m+9 m=23 m,故B错误;张三从A到B的过程中平均速度为v=st1+t2=232+3 m/s=4.6 m/s,故C正确,D错误。
12.BC　根据v-t图像与时间轴所围的面积大小表示位移可得,0～15 s内a、b两车通过的位移分别为:xa=12×10×15 m=75 m,xb=12×30×15 m=225 m,两车位移之差为Δx=xb-xa=225 m-75 m=150 m,即b车的位移比a车大150 m,因15 s末两车在途中相遇,则出发前b车在a车之后150 m处,故A错误,B正确;由于出发前b车在a车之后150 m处,出发后b车的速度一直大于a车的速度,则两车间距离不断缩短,所以相遇前两车的最远距离为150 m,故C正确,D错误。
13.答案　(1)BCD(2分)　(2)1.03(2分)　(3)2.13(2分)
解析　(1)每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,因此纸带上相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s,故A错误;实验前要让小车靠近打点计时器,先接通电源再释放小车,故B正确;实验过程需要满足重物的质量远小于小车质量,目的是使细绳拉力近似等于重物的重力,故C正确;通过分析纸带可以得出,相邻相等时间内位移之差总为2.13 cm,因此小车做的是匀加速直线运动,故D正确。
(2)C点的速度等于BD段的平均速度,则
vC=xBD2T=9.26+11.392×0.1×10-2 m/s≈1.03 m/s。
(3)根据Δx=aT2,运用逐差法得,a=xCF-xOC9T2=11.39+13.52+15.65−5.00−7.13−9.269×0.12×10-2 m/s2=2.13 m/s2。
14.答案　(1)2hn-1t2(3分)　(2)9.6(2分)　(3)适当增大n或多次测量h取平均值(3分)
解析　(1)根据自由落体运动的位移与时间关系h=12gT2得,g=2ℎT2,而T=tn-1,解得g=2hn-1t2;
(2)将h=0.90 m、n=31、t=13.0 s代入(1)中式,解得:g=9.6 m/s2;
(3)根据公式g=2hn-1t2,要提高测量结果准确程度,可适当增大n,或多次测量h取平均值。
15.答案　(1)6 s　(2)55 m
解析　(1)由速度时间公式得:0=v0-at2 (1分)
代入数据解得小轿车从开始刹车到停下来所用的时间为:t2=6 s(1分)
(2)小轿车在驾驶员反应时间内做匀速运动,位移为:x1=v0t1=30×0.5 m=15 m(1分)
从刹车到停止的位移为x2,由速度-位移公式得:x2=v022a=3022×5 m=90 m(2分)
小轿车从发现物体到停止的全部距离为:x=x1+x2=15 m+90 m=105 m(2分)
由题意可知,三角警示牌至少要放在车后的距离为:Δx=x-x0=105 m-50 m=55 m(1分)
16.答案　(1)1 s　(2)0.2 s
解析　(1)运动员做自由落体运动,则由h=12gt2 (2分)
解得t=2ℎg=2×510 s=1 s(1分)
(2)运动员做自由落体运动,下落到距水面为h1=3.2 m时所需时间为t',则
h-h1=12gt'2 (2分)
下落的距水面为h2=1.8 m时,下落的时间为t'+Δt,则:
h-h2=12g(t'+Δt)2 (2分)
联立解得:Δt=0.2 s(1分)
17.答案　(1)1 m/s2　-2 m/s2　(2)28 m/s
解析　(1)由题意知,在山坡上v0=0,当t1=10 s时,速度v1=10 m/s,
由速度时间公式得:v1=v0+a1t1 (1分)
代入数据解得:a1=1 m/s2 (1分)
设t=40 s到达坡底时速度为v2
由速度时间公式得:v2=v0+a1t (1分)
代入数据解得:v2=40 m/s(1分)
在水平面上运动时间t2=20 s,末速度vt=0
由速度-时间公式得:vt=v2+a2t2 (1分)
代入数据解得:a2=-2 m/s2,负号表示运动员做减速运动 (2分)
(2)设在水平面上再经过t3=6 s时,速度为v3
由速度-时间公式得:v3=v2+a2t3 (2分)
代入数据解得滑雪运动员到达坡底后再经过6 s的速度大小为:v3=28 m/s(1分)
18.答案　(1)1.25 m/s2　(2)64　(3)25
解析　(1)设刹车时的加速度的最小值为a1,令x=40 m,由0-v2=2a1x可得 (1分)
a1=02-v22x=02-1022×40 m/s2=-1.25 m/s2 (1分)
故加速度大小不应小于1.25 m/s2 (1分)
(2)汽车加速时间t1=va=102.5 s=4 s(1分)
40.0 s时间内,汽车能行驶的位移
x1=12at12+v(t-t1)=12×2.5×42 m+10(40-4) m=380 m(2分)
汽车间距数:n=x1L=3806=63.3 (1分)
63个间距有64辆车,所以最多可以有64辆车通过路口。 (1分)
(3)设恰能通过k辆汽车,则第k辆汽车的运动时间t-kΔt,其中加速时间t1能通过路口要满足:
12at12+v(t-t1-kΔt)≥(k-1)L (2分)
解得:k≤25.7 (1分)
所以能通过25辆车。 (1分)