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- 2021-05-22 发布
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2019—2020上学期高一期中考试物理试卷
一、选择题
1.嫦娥三号在月球表面着陆过程中,先减速调整,速度从1700m/s逐渐减为0,这里1700m/s的速度所选的参考系最有可能是
A. 太阳 B. 月球表面 C. 地球表面 D. 嫦娥三号
【答案】B
【解析】
【详解】“速度从1700m/s逐渐减小为0”所选的参照物是月球表面。故选B。
2.一质点做直线运动,当时间t=t0时,位移x>0,速度v>0,加速度a>0,此后a逐渐减小至a=0,则它的( )
A. 速度逐渐减小 B. 位移始终为正值,速度变为负值
C. 速度的变化越来越慢 D. 位移逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】速度v>0,加速度a>0,此后a逐渐减小至a=0,因为加速度与速度同向,知速度仍然增大,速度为正值。故AB错误。因为加速度逐渐减小,则速度变化越来越慢。故C正确。速度为正值,位移也为正值,位移越来越大。故D错误。故选C。
3.某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又从原路返回到山脚,上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率是( )
A. ,
B. ,
C. 0,
D. 0,
【答案】D
【解析】
【详解】从山脚爬上山顶,然后又从原路返回到山脚时,通过位移为零,因此平均速度为零;
设从山脚爬上山顶路程为s,则有:
上山时间:
,
下山时间:
因此往返平均速率为:
A. ,,与结论不相符,选项A错误;
B. ,,与结论不相符,选项B错误;
C. 0,,与结论不相符,选项C错误;
D. 0,,与结论相符,选项D正确。
4.一辆长为0.6 m的电动小车沿水平面向右做匀变速直线运动,用时间间隔为2 s的相机拍摄了一组照片。用刻度尺测量照片上的长度,结果如图所示。则小车的加速度大小为
A. 0.5 m/s2
B. 1.5 m/s2
C. 2.5 m/s2
D. 以上没有正确答案
【答案】A
【解析】
【详解】刻度尺测量出电动小车的长度为1.2cm,实际长度为0.6m,则汽车在相等时间内的位移:
根据得:
A. 0.5m/s2与分析相符,故A正确;
B. 1.5 m/s2与分析不符,故B错误;
C. 2.5 m/s2与分析不符,故C错误;
D. 与分析不符,故D错误;
5.可视为质点a、b两个物体在同一位置沿同一方向同向开始运动,它们的位移——时间图像分别如图中图线甲、乙所示,其中图线甲是一条倾斜的直线,图线乙是一条的抛物线,两图线的交点坐标,则在内( )
A a做的是直线运动,b做的是曲线运动
B. b运动的加速度大小为
C. 时,a、b相距最远
D. a、b相距的最大距离为
【答案】C
【解析】
位移-时间图象只能表示直线运动的规律,故ab物体做直线运动,故A错误;根据曲线关系可知:,代入数据解得:,故B错误;在x-t图象中,斜率代表速度,a的速度为:,当两者速度相等时,相距最远,故v=at,解得:t=2.5s,故C正确;2.5s内a运动的位移为:xa=vt=5m,b运动的位移为:,相距距离为:△x=xa-xb=2.5m,故D错误
故选:C.
6.如图,甲、乙两质点同时从离地高度为2H和H的位置自由下落,不计空气阻力,甲的质量是乙质量的2倍,则( )
A. 甲落地的时间是乙落地时间的2倍
B. 甲落地时的速率是乙落地时速率的2倍
C. 甲、乙落地之前,二者之间的竖直距离保持不变
D. 甲、乙落地之前,同一时刻两物体的速度相等
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 甲落地的时间是
乙落地时间
所以甲落地的时间是乙落地时间的 倍,故A错误。
B.根据
可知,甲落地时的速率是乙落地时速率的 倍,故B错误。
C.根据可知经过相等的时间内两个物体下落的高度相等,所以甲、乙落地之前,二者之间的竖直距离保持不变,故C正确;
D. 根据v=gt可知,甲、乙落地之前,同一时刻两物体的速度相等,故D正确。
7.一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路匀速行驶,突然发现前方有障碍物,立即刹车,汽车以大小是5m/s2的加速度做匀减速直终运动,那么刹车后2s内与刹车后6s内汽车通过的位移之比为
A. 1:l B. 3:4 C. 3:l D. 4:3
【答案】B
【解析】
【详解】汽车的刹车时间为:
故汽车在第2s末依然处于运动状态,而在第6s末处于静止状态;
刹车后2s内的位移:
汽车刹车后6s内的位移即为刹车时间4s内的总位移:
则刹车后2s内和刹车后6s内汽车通过的位移之比为;
A. 与分析不符,故A错误;
B. 与分析相符,故B正确;
C. 与分析不符,故C错误;
D. 与分析不符,故D错误;
8.小船匀速逆流而上,经过桥下时箱子落水了,船继续前进一段时间后才发现,并立即调头以相同的静水船速顺流而下,经过1h在下游距桥7.2km处追上.则河水流动速度为( )
A. 7.2km/h B. 3.6km/h C. 不可能追上 D. 条件不足,无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】河水与箱子是相对静止的,船经过桥下时箱子落水了,以水为参考系,箱子静止不动,结合对称性,船前进与后退的时间是相等的,都为1h,而返回后经过1h在下游距桥7.2km处追上,说明2h箱子运动7.2km,也说明河水运动了7.2km,故河水的速度为:
A. 7.2km/h与计算结果不符,故A错误。
B. 3.6km/h与计算结果相符,故B正确。
C. 不可能追上与计算结果不符,故C错误。
D. 条件不足,无法确定,与计算结果不符,故D错误
9.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+2t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )
A. 第1s内的位移是5m B. 前2s内的平均速度是9m/s
C. 任意相邻的1s内位移差都是4m D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】A. 第1s内位移
x1=5t+2t2=5+2m=7m
故A错误。
B. 前2s内的位移
x2=5t+2t2=10+8m=18m
则前2s内的平均速度
故B正确。
C.根据
加速度a=4m/s2,则任意相邻1s内的位移之差
△x=aT2=4×1m=4m
故C正确。
D. 任意1s内的速度增量
△v=at=4×1m/s=4m/s
故D错误。
10.一空间探测器从某一星球表面垂直升空,探测器升空过程中发动机突然关闭,其运动的v﹣t图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 0~9s内探测器向下运动
B. 9~25s内探测器的加速度与25~45s内的加速度相同
C. 探测器在25s末回到星球表面
D. 探测器上升的最大高度为800m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.0~9s内探测器的速度为正,向上运动,故A错误。
B. 根据速度图象的斜率表示加速度,直线的斜率一定,可知,9~25s内探测器的加速度与25~45s内的加速度相同,故B正确。
C. 0~25s内探测器的速度一直为正,说明0~25s内探测器一直向上运动,在25s末到达最大高度,没有回到星球表面。故C错误。
D. 探测器上升的最大高度等于0~25s内探测器的位移大小,为:
,故D正确。
11.一只气球以的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球处有一小石子以的初速度竖直上抛,若取,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A. 石子一定能追上气球
B. 石子一定追不上气球
C. 若气球上升速度等于,其余条件不变,则石子在抛出后末追上气球
D. 若气球上升速度等于,其余条件不变,则石子在到达最高点时追上气球
【答案】BC
【解析】
以气球为参考系,石子的初速度为10 m/s,石子做匀减速运动,当速度减为零时,石子与气球之间的距离缩短了5 m,还有1 m,石子追不上气球,故A错,B对;若气球上升速度等于9 m/s,其余条件不变,1 s末石子与气球之间的距离恰好缩短了6 m,石子能追上气球,所以C对;若气球上升速度等于7 m/s<9 m/s,石子会在1 s内追上气球,而石子要在2 s末才会到达最高点,故D错.
12.如图所示,小球沿斜面向上运动,依次经过点到达最高点,已知,,小球从到和从到所用的时间都是2s.设小球经时的速度分别为,则下列结论正确的是()
A. B.
C. D. 小球从到所用时间为4s
【答案】ABD
【解析】
【详解】为过程中的中间时刻的位置,所以m/s,以小球在点时为计时起点,中间时刻即1s时的瞬时速度为m/s,中间时刻即时的瞬时速度为m/s,故小球的加速度大小为m/s2,则有,解得m/s,AB正确;从点到点过程中,有,解得,故m,C错误;根据逆向思维,将小球看成从e点做初速度为零、加速度为m/s2的匀加速直线运动,则有,解得
s,D正确
二、实验题
13.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
(1)实验室提供了以下器材:电火花打点计时器、一端装有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、秒表,其中本实验中不需要的器材是_______,还需要增添的器材是________。
(2)已知电火花打点计时器所用220 V交流电频率为50 HZ。如图所示为实验打出的一段纸带,在顺次打出的点中,从O点开始每4个点取1个计数点,分别记为A、B、C、D,相邻计数点间的距离已在标出,则打点计时器分别打下计数点A、B、C时,小车的瞬时速度vA= ___m/s;加速度大小为a=____m/s2。(计算结果保留两位有效数字)
【答案】 (1). 秒表 (2). 刻度尺 (3). 0.15 (4). 0.40
【解析】
【详解】(1)[1][2] 在本实验中,使用电磁打点计时器,不需要秒表,处理纸带需要刻度尺;
(2)[3][4] 从O点开始每5个打点间隔取1个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔
T=0.1s
在匀变速直线运动中,时间中点的速度等于该过程中的平均速度,因此有:
根据逐差法△x=aT2,将△x=04cm,T=0.1s代入解得:
a=0.40m/s2
14.同学们利用如图所示方法估测反应时间.甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直状态,乙同学的手指对齐直尺的零刻度.当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏直尺,若捏住位置刻度读数为,重力加速度为,则乙同学的反应时间为__________.基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具,若测量范围为
,则所用直尺的长度至少为__________.
【答案】 (1). (2). 80
【解析】
直尺做的是自由落体运动,根据自由落体运动计算,下降的时间.直尺下降的时间就是人的反应时间,根据求的距离,直尺下降的时间即为自由落体运动的时间,根据可得.即乙同学的反应时间为.测量范围为,则所用直尺的长度即为自由落体下降的位移的大小,即:.
点睛:本题自由落体运动规律在生活的应用,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,结合自由落体运动考查了匀加速直线运动的规律.
三、解答题
15.一汽车在出厂前做刹车实验,假设刹车过程汽车做匀减速直线运动,其中对汽车经过A点时开始计时一段时间内的刹车数据作了记录:第1s内位移为24m,第1s末速度为20m/s。求:
(1)汽车经过A点时速度大小和汽车刹车过程的加速度大小;
(2)4s内的位移大小.
【答案】(1)28m/s;8m/s2 (2)49m
【解析】
【详解】(1) 设汽车经过A点时速度大小为v0,有
速度为:
v=v0-at
联立解得,汽车刹车过程的加速度大小为:
a=8m/s2
汽车经过A点时速度为:
v0=28m/s
(2) 设4s内位移为x,汽车经过t'停止,为:
v0=at'
解得:
t'=3.5s
所以4s内位移即为刹车总位移,由平均速度得:
解得:
x=49m
16.随着经济发展,乡村公路等级越来越高,但汽车超速问题也日益凸显,为此—些特殊路段都设立了各式减速带。现有—辆汽车发现前方有减速带,开始减速,减至某一速度,开始匀速运动,匀速通过减速带,然后再加速到原来速度,总位移为80 m。汽车行驶80 m位移的v2–x图象如图所示,其中v为汽车的行驶速度,x为汽车行驶的距离。求
(1)汽车做减速运动的加速度a,
(2)汽车通过80 m位移的时间。
【答案】(1)-5 m/s2 (2)10s
【解析】
【详解】(1) 由运动学公式为:
v2-v02=2ax
得减速运动,有
a1=-5m/s2
(2)减速阶段:
匀速阶段时间
加速阶段根据平均速度公式可知
所以总时间为
17.在抗震救灾中,一名训练有素武警战士(可视为质点)从直升机上通过一根竖直的长绳由静止开始缓慢滑下(此时速度很小可认为等于零)。在离地面18 m高处,武警战士感到时间紧迫,想以最短的时间滑到地面,开始以加速度大小为10 m/s2做匀加速直线运动。已知该武警战士落地的速度不能大于6 m/s,减速的加速度大小为5 m/s2,长绳的下端恰好着地。求:
(1)武警战士落地的速度6 m/s相当于多高自由下落的末速度;
(2)武警战士下滑的最短时间。
【答案】(1)1.8m (2)2.4s
【解析】
【详解】(1)根据自由落体公式 可知
(2) 设最大速度为vm,根据速度位移公式得:
代入数据解得:
vm=12m/s
则战士下滑的最短时间为:
18.小轿车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,司机发现正前方有个收费站,经20s后司机才开始刹车使车匀减速恰停在缴费窗口,缴费后匀加速到20m/s后继续匀速前行。已知小轿车刹车时的加速度为2m/s2,停车缴费所用时间为30s,启动时加速度也为2m/s2。
(1)司机是在离收费窗口多远处发现收费站的。
(2)因国庆放假期间,全国高速路免费通行,小轿车可以不停车通过收费站,但要求轿车通过收费窗口前9m区间速度不超过6m/s,则国庆期间该小轿车:
①应离收费窗口至少多远处开始刹车?
②因不停车通过可以节约多少时间?
【答案】(1)500m(2)①100m;②34.05s
【解析】
【详解】(1) 根据题意,设司机匀速运动位移为s1;减速运动时间为t2,位移为s2.
刹车时间
刹车位移
所以司机在离收费站窗口
s=100m+400m=500m
处发现收费站的.
(2) ①根据题意轿车应该在收费窗口前9m处速度减为6m/s,设车减速位移为s1′,根据得
所以,轿车应离收费窗口
91m+9m=100m
处开始刹车.
②设停车收费后加速时间为t3,位移为s3,则有:
若停车收费经过窗口前100m到窗后100m的总时间为:
t1+t2+t3=10s+30s+10s=50s
若不停车收费也是窗前100m开始刹车,时间为:
窗口前匀速时间:
窗口后加速到20m/s所用时间为:
加速运动的位移根据可知
窗口后还有
100-91=9(m)
匀速运动,其时间为:
若不停车经过窗口前100m到窗口后200m的总时间为:
t4+t5+t6+t7=7+1.5s+7s+0.45s=15.95s
所以不停车通过可以节约时间为
50s-15.95s=34.05s