2022-2023学年安徽省安徽师范大学附属中学高一上学期期末模拟物理试题（一）含解析

  安师大附中2022-2023学年第一学期期末模拟考试（1）

高一物理试题

一、单选题

1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理思想与研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等．以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（　　）

A. 根据速度定义式v=，当Δt非常小时，就可以用表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限思想法

B. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代的思想

C. 在实际生活中，研究物体落体运动时，忽略空气阻力，把物体的运动看作自由落体运动，采用了理想化模型的思想

D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．根据速度定义式，当时间非常非常小时，就可以用表示t时刻的瞬时速度，是应用了极限思想法，故A正确，不符合题意；

B．研究问题时，在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了理想模型法的思想，故B错误，符合题意；

C．在实际生活中，研究物体落体运动时，忽略空气阻力，把物体的运动看作自由落体运动，这是忽略次要因素、抓主要因素，采用了理想化模型的思想，故C正确，不符合题意；

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段一段的匀速运动，即采用了微元法，故D正确，不符合题意。

故选B。

2. 下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是（　　）

A. 诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系

B. “钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的

C. “两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的

D. 升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的

【答案】C

【解析】

【详解】A．诗句“飞流直下三千尺”，研究对象是“飞流”，参考系不是“飞流”本身，A错误；

B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，研究对象是潮水，参考系不是“潮水”本身，而是以观众自己为参考系，B错误；

C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，研究对象是轻舟，是以“万重山”为参考系，C正确；

D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，研究对象是“国旗”，参考系不是“国旗”本身，D错误。

故选C。

3. 如图，车轮半径为0.6m的自行车，在水平地面上不打滑并沿直线运动。气门芯从最高点第一次到达最低点，位移大小约为（　　）

A. 1.2m B. 1.8m C. 2.2m D. 3.6m

【答案】C

【解析】

【详解】气门芯从最高点第一次到达最低点过程中水平位移为

竖直方向位移为

故位移大小约为

故选C。

4. 小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况绘制的图像（如图）。已知机动车运动轨迹是直线，但是不知机动车是处于加速还是刹车状态，请你帮他判定以下合理的说法是（　　）

A. 机动车处于匀加速状态 B. 机动车的初速度为0

C. 机动车的加速度为大小为8 D. 机动车在前3秒的位移是24m

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】ABC．由

可知，将等式变形为

由图像的两个交点可得

机动车做初速度为，加速度为8的匀减速运动，故AB错误C正确；

D ．由

可判断，机动车在2.5s时停止运动，由

则机动车在前3秒的位移

故D错误。

故选C。

5. 长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v < v0）。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为（   ）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v < v0），则列车进隧道前必须减速到v，则有

v = v0 - 2at1

解得

在隧道内匀速有

列车尾部出隧道后立即加速到v0，有

v0 = v + at3

解得

则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少

故选C。

6. 如图所示，竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面．某一竖井的深度约为104m，升降机运行的最大速度为8m/s，加速度大小不超过，假定升降机到井口的速度为零，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是

A. 13s B. 16s C. 21s D. 26s

【答案】C

【解析】

【详解】升降机先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，在加速阶段，所需时间，通过的位移为，在减速阶段与加速阶段相同，在匀速阶段所需时间为：，总时间为：，故C正确，A、B、D错误；

故选C．

【点睛】升降机先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，根据速度位移公式和速度时间公式求得总时间．

7. 甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动，t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的v－t图中（如图），直线a、b分别描述了甲乙两车在0~20秒的运动情况。关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是（　　）

A. 在0~10秒内两车逐渐靠近 B. 在10~20秒内两车逐渐远离

C. 在5~15秒内两车的位移相等 D. 在t=10秒时两车在公路上相遇

【答案】C

【解析】

【详解】A．在0－10 s内，乙车的速度一直比甲车大，两车应逐渐远离，则A错误；

B．在10－20 s内，甲车的速度一直比乙车大，两车逐渐靠近，则B错误；

C．在5－15 s内，两图象与坐标轴的面积相等，则两车的位移相等，则C正确；

D．在t＝10 s时两车速度相等，相距最远，则D错误．

二、多选题

8. 质点做直线运动的 v-t 图象如图所示，则（   ）

A. 3 ~ 4 s 内质点做匀减速直线运动

B. 3 s  末质点的速度为零，且运动方向改变

C. 0 ~ 2 s 内质点做匀加速直线运动，4 ~ 6 s 内质点做匀减速直线运动，加速度大小均为 2 m/s2

D. 6 s内质点发生的位移为 8 m

【答案】BC

【解析】

【详解】试题分析：矢量的负号，只表示物体运动的方向，不参与大小的比较，所以3 s～4 s内质点的速度负方向增大，所以做加速运动，A错误，3s质点的速度为零，之后开始向负方向运动，运动方向发生变化，B错误，图线的斜率表示物体运动的加速度，所以0～2 s内质点做匀加速直线运动，4 s～6 s内质点做匀减速直线运动，加速度大小均为2 m/s2，C正确，v-t图像围成的面积表示物体的位移，所以6 s内质点发生的位移为0，D错误，

考点：考查了对v-t图像的理解

点评：做本题的关键是理解v-t图像的斜率表示运动的加速度，围成的面积表示运动的位移，负面积表示负方向位移，

9. 赛龙舟是端午节的传统活动。下列和图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．此图是速度图像，由图可知，甲速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并齐，故A错误；

B．此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故B正确；

C．此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C错误；

D．此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故D正确。

故选BD。

10. 某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2．5s内物体的

A. 路程为65m

B. 位移大小为25m，方向向上

C. 速度改变量的大小为10m/s

D. 平均速度大小为13m/s，方向向上

【答案】AB

【解析】

【详解】初速度30m/s，只需要3s即可上升到最高点，位移为h1=302/20m=45m，再自由落体2s时间，下降高度为h2=0.5×10×22m=20m，故路程为65m，A对；此时离地面高25m，位移方向竖直向上，B对；规定向下为正，此时速度为v=10×2m/s=20m/s，速度该变量为，C错；平均速度为25m/5s=5m/s，D错．

三、实验题

11. 某同学利用图甲所示的实验装置，探究物体在水平桌面上的运动规律，物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离后停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点相邻计数点间的距离如图乙所示，打点计时器电源的频率为。（不计空气阻力，）

（1）所用实验器材除电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有___________（填选项代号）

A.电压合适的交流电源    B.电压合适的直流电源    C.刻度尺 D.秒表    E.天平

（2）计数点4对应的速度大小___________（保留两位有效数字）。

（3）物块减速运动过程中加速度的大小为___________（保留三位有效数字）。

（4）重物落地瞬间，物块的速度为___________（保留三位有效数字）。

【答案】    ①. AC    ②. 0.80    ③. 2.00    ④. 1.28

【解析】

【分析】

【详解】解：（1）[1]AB．电磁打点计时器要打点，需要电压合适的交流电源，A正确，B错误；

C．打出的纸带需要测量点间的长度，需要刻度尺，C正确；

D．打点计时器就可以计时，不需要秒表，D错误；

E．可由打出的纸带来计算速度和加速度，所以不需要天平测量物体的质量，E错误。

故选AC。

（2）[2]由题意可知打点周期是

T=0.02×5s=0.1s

计数点4对应的速度大小

（3）[3]由匀变速直线运动的推论，可得物块做减速运动时的加速度大小为

（4）[4]物块加速时有

已知v4=0.80m/s，计数点9对应的速度大小

设物块加速时间为t1，减速时间为t2，则有

t1+ t2=0.5s

由匀变速直线运动速度时间公式可有

解得

v=1.28m/s

12. 某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g．细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤．实验操作如下：

①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；

②在重锤1上加上质量为m的小钩码；

③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；

④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t．

请回答下列问题：

（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的_______（选填“偶然”或“系统”）误差．

（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了________．

A．使H测得更准确

B．使重锤1下落的时间长一些

C．使系统的总质量近似等于2M

D．使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等

（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其________下落．

（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0．用实验中的测量量和已知量（M、H、m、m0、t）表示g，则g＝_________．

【答案】    ①. （1）偶然    ②. （2）B    ③. （3）匀速    ④. （4）

【解析】

【详解】本题考查重力加速度的测量，意在考查考生的实验探究能力．（1）时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差，所以属于偶然误差．（2）由于自由落体的加速度较大，下落H高度的时间较短，为了减小测量时间的实验误差，就要使重锤下落的时间长一些，因此系统下降的加速度要小，所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多．（3）为了消除滑轮的摩擦阻力，可用橡皮泥粘在重锤1上，轻拉重锤放手后若系统做匀速运动，则表示平衡了阻力．（3）根据牛顿第二定律有，又，解得．

点睛：本题以连接体运动为背景考查重力加速度的测量，解题的关键是要弄清该实验的原理，再运用所学的知识分析得出减小误差的方法．

四、解答题

13. 跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开悬停的飞机后先做自由落体运动，当距离地面125 m时打开降落伞，伞张开后运动员就以大小为12 m/s2的加速度做匀减速直线运动，到达地面时的速度为5 m/s，取g＝10 m/s2。问：

（1）运动员打开降落伞时的速度是多少？

（2）运动员离开飞机时距地面的高度为多少？

（3）离开飞机后，运动员经过多长时间才能到达地面？

【答案】（1）55m/s；（2）276.25m；（3）9.7s

【解析】

【详解】（1）对减速过程，由速度和位移关系可知

代入数据解得

（2）对于自由落体过程有

则总高度为

（3）自由下落阶段由公式

可得，该过程的时间为

对于减速过程有

故总时间为

‍

14. 已知O、A、B、C为同一直线上的四点，AB间的距离为l1，BC间的距离为l2，一物体自O点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点，已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等．求O与A的距离．

【答案】O与A的距离为l=(3l1-l2)2/(8(l2-l1))

【解析】

【详解】设物体的加速度为a，到达A点的速度为v0，通过AB段和BC点所用的时间为t，则：

…①

…②

联立②-①×2得：

…③

…④

设O与A的距离为l，则有：

…⑤

将③、④两式代入⑤式得:

15. 我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁3s，而后才会变成黄灯，再在3s黄灯闪烁后转为红灯，《道路交通安全法实施条例》中规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为｡（本题中的刹车过程均视为匀减速直线运动）

（1）若某车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁结束时刚好停下来且刹车距离不得大于18m，则该车刹车前行驶速度不能超过多少？

（2）若某车正以的速度驶向路口，此时车距停车线的距离为，当驾驶员看到绿灯开始闪烁时，经短暂考虑后开始刹车，该车在红灯刚亮时停在了停车线以内，求允许该车驾驶员考虑的最长时间｡

【答案】（1）12m/s； （2）0.5s。

【解析】

【分析】由题可知本题考查匀变速直线运动在实际生活中的应用。

【详解】（1）设在满足题设条件的情况下该车的最大行驶速度为v，根据平均速度公式有

解得

（2）设允许该车驾驶员考虑的时间最大值为t，考虑时间内车行驶的距离

从绿灯闪烁到红灯亮起的过程中，汽车做减速运动的时间

设汽车在刹车过程中通过的位移为

绿灯开始闪烁时，该车距停车线距离

解得

即该车驾驶员的考虑时间不能大于0.5s。

16. 一辆公交车从静止开始以做匀加速直线运动，刚出发时，距离车头反光镜的后方有一乘客以某一速度追赶这辆车。已知只有乘客离车头反光镜的距离在以内且像在镜中保留时间至少为时才能被司机看清，并能立即刹车，且刹车时的加速度大小仍为。不计公交车的长度，问：

(1)若该乘客匀速追赶该车辆的速度，且司机未看到该乘客，求该乘客与车头反光镜的最小距离；

(2)若该乘客匀速追赶该辆车的速度为，且司机刚能看清该乘客就立即刹车，求该乘客追上公交车的总时间；

(3)求该乘客想要乘上这辆车，匀速追赶的速度至少为多大？

【答案】(1) ；(2) ；(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)速度相等时距离最小

解得

(2)设司机发现乘客的时间为t2

解得

根据题意可知只有乘客离车头反光镜的距离在以内且像在镜中保留时间至少为时才能被司机看清，所以在2-3s内有

此时相距

再经过时间t4追上公交车

解得

乘客追上公交车的总时间

(3)选公交车为参考系，乘客相对于车先做匀减速运动到静止后反方向做匀加速运动，要使司机从反光镜能看清乘客，须让乘客处在以内的时间至少为，根据位移关系和对称性

解得