内容正文:
实验中学高一年级第一学期学情检测
物理
一、单项选择题:(每题4分,共计44分)
1. 下列关于质点的说法中,正确的是( )
A. 在研究夸克组成质子的结构时,质子可以看成质点
B. 出租汽车是按位移收费的
C. 1min有60个时刻
D. 铅球比赛成绩既不是投出到落地的位移也不是铅球在空中的路程
2. 历史上用如图所示理想斜面实验,揭示位移和时间关系的科学家是( )
A. 伽利略 B. 笛卡尔 C. 亚里士多德 D. 牛顿
3. 下列说法中正确的是( )
A. 静止在水平地面上的物体对地面的压力就是重力
B. 物体的重心一定在几何中心
C. 粉笔盒对水平讲台的压力是由于讲台发生了形变要恢复原状
D. 物体受到的重力与地球纬度有关,与物体的形状及运动状态无关
4. 在足够长的光滑斜面上,有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动,如果物体的加速度始终为5 m/s2,方向沿斜面向下。那么经过3 s时的速度大小和方向是( )
A. 25 m/s,沿斜面向上 B. 5 m/s,沿斜面向下
C. 5 m/s,沿斜面向上 D. 25 m/s,沿斜面向下
5. 一个做匀加速直线运动的物体,当它的速度由v增至2v,发生的位移为;当它的速度由2v增至3v时,发生的位移为,则为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,图中阴影部分的面积表示做匀变速直线运动物体的( )
A. 位移 B. 运动时间 C. 加速度 D. 平均速度
7. 一个做匀加速直线运动的物体,通过A点的瞬时速度是v1,通过B点的瞬时速度是v2,那么它通过A、B中点的瞬时速度是( )
A. B. C. D.
8. 甲乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 从0到时间内,两车通过的路程相等
B. 时刻两车速度相等
C. 从到时间内的某时刻,两车速度相等
D. 从到时间内,甲车通过路程大
9. 如图所示,在气垫导轨上安装有两个光电门A、B,A、B间距离为。为了测量滑块的加速度,在滑块上安装了一宽度为的遮光条。现让滑块以某一加速度先后通过光电门A、B。记录了遮光条通过两光电门A、B的时间分别为0.010s、0.005s,滑块从光电门A到B的时间为0.200s。下列说法中正确的是( )
A. 滑块经过A的速度为1cm/s
B. 滑块的加速度为
C. 滑块经过A、B的速度变化量为2m/s
D. 滑块在A、B间的平均速度为1.0m/s
10. 一个物体沿直线运动,从时刻开始,物体的的图像如图所示,图线与纵坐标轴的交点分别为0.5m/s和,由此可知( )
A. 物体做变加速直线运动
B. 物体的初速度的大小为1m/s
C. 物体的加速度的大小为
D. 经过10s物体速度为6m/s
11. 如图所示,甲、乙两车同时由静止从A点出发,沿直线AC运动。甲以加速度做初速度为零的匀加速运动,到达C点时的速度为v。乙以加速度做初速度为零的匀加速运动,到达B点后做加速度为的匀加速运动,到达C点时的速度也为v。若,则( )
A. 甲、乙可能同时由A到达C
B. 甲一定先由A到达C
C 乙一定先由A到达C
D. 若,则乙一定先由A到达C
二、简答题
12. 某同学用下图所示装置测定重力加速度的大小,已知打点的频率为50Hz,请回答:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、重物、铁架台、夹子、导线及开关外,在下面的器材中,还必须使用的有_______(填选项代号)。
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
(2)打出的纸带如下图所示,可以判断实验时重物连接在纸带的_______端。(选填“左”或“右”)
(3)根据打点计时器打出的纸带,可以从纸带上直接得到的物理量是________
A. 加速度 B. 速度 C. 位移 D. 平均速度
(4)已知纸带上记录的点为打点计时器连续打的点所测得的重力加速度大小为________。(结果保留三位有效数字)
(5)若当交流电的实际频率小于50Hz时,仍按50Hz计算,则测量的加速度值比真实的加速度值_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
三、计算题(本题共4小题,共41分)
13. 一辆沿笔直的公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距50m的电线杆共用5s时间,它经过第二根电线杆时的速度为15m/s,求:
(1)汽车经过第一根电线杆时的速度;
(2)汽车运动的加速度大小。
14. 摩托车的最大速度为30m/s,要想由静止开始在4分钟内追上距离它为1050m,以25m/s速度行驶的汽车,求:
(1)摩托车必须以多大的加速度行驶?
(2)摩托车追赶汽车过程中,什么时刻两车距离最大?
(3)最大距离是多少?
15. 一个滑块沿斜面由静止滑下做匀变速直线运动,依次通过斜面上的A、B、C三点,已知AB=10m,BC=20m,滑块经过AB、BC两段位移的时间都是2s,求:
(1)滑块运动的加速度大小;
(2)滑块在B点的瞬时速度大小;
(3)滑块在A点时离初始位置的距离。
16. 图a为自动感应门,门框上沿中央安装有传感器,当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移,当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭,图b为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围,已知每扇门的宽度为d,最大移动速度为,若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动,每扇门完全开启时的速度刚好为零,移动的最大距离为d,不计门及门框的厚度。
(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小;
(2)若人以的速度沿图中虚线s走向感应门,要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离,那么设定的传感器水平感应距离应为多少?
(3)若以(2)的感应距离设计感应门,欲搬运宽为的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门(如图c),物体的移动速度不能超过多少?
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实验中学高一年级第一学期学情检测
物理
一、单项选择题:(每题4分,共计44分)
1. 下列关于质点的说法中,正确的是( )
A. 在研究夸克组成质子的结构时,质子可以看成质点
B. 出租汽车是按位移收费的
C. 1min有60个时刻
D. 铅球比赛的成绩既不是投出到落地的位移也不是铅球在空中的路程
【答案】D
【解析】
【详解】A.在研究夸克组成质子结构时,质子的形状大小不能忽略不计,质子不可以看成质点,故A错误;
B.出租汽车是按路程收费的,故B错误;
C.1min有无数个时刻,故C错误;
D.铅球比赛的成绩既不是投出到落地的位移也不是铅球在空中的路程,是铅球做抛体运动的水平位移的大小,故D正确。
故选D。
2. 历史上用如图所示理想斜面实验,揭示位移和时间关系的科学家是( )
A. 伽利略 B. 笛卡尔 C. 亚里士多德 D. 牛顿
【答案】A
【解析】
【详解】伽利略研究自由落体运动时,为冲淡重力的影响,利用理想斜面并逐步外推,得出其运动规律。A正确,BCD错误。
故选A。
3. 下列说法中正确的是( )
A. 静止在水平地面上的物体对地面的压力就是重力
B. 物体的重心一定在几何中心
C. 粉笔盒对水平讲台的压力是由于讲台发生了形变要恢复原状
D. 物体受到的重力与地球纬度有关,与物体的形状及运动状态无关
【答案】D
【解析】
【详解】A.静止在水平地面上的物体对地面的压力作用在地面上,物体的重力作用在物体上,作用对象不同,且力的性质不同,故A错误;
B.物体的重心不一定在几何中心上,质量分布均匀的规则形状物体的重心在几何中心上,故B错误;
C.粉笔盒对水平讲台的压力是由于粉笔盒发生了形变要恢复原状,故C错误;
D.根据
重力加速度与地球纬度有关,所以物体受到的重力与地球纬度有关,与物体的形状及运动状态无关,故D正确。
故选D。
4. 在足够长的光滑斜面上,有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动,如果物体的加速度始终为5 m/s2,方向沿斜面向下。那么经过3 s时的速度大小和方向是( )
A. 25 m/s,沿斜面向上 B. 5 m/s,沿斜面向下
C. 5 m/s,沿斜面向上 D. 25 m/s,沿斜面向下
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】取初速度方向为正方向,则v0=10 m/s,a=-5 m/s2,由
v=v0+at
可得,当t=3 s时,v=-5 m/s,“-”表示物体在t=3 s时速度方向沿斜面向下。
故选B。
5. 一个做匀加速直线运动的物体,当它的速度由v增至2v,发生的位移为;当它的速度由2v增至3v时,发生的位移为,则为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据匀变速直线运动位移与速度的关系可得
解得
故选D。
6. 如图所示,图中阴影部分的面积表示做匀变速直线运动物体的( )
A. 位移 B. 运动时间 C. 加速度 D. 平均速度
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】将速度时间图线分成无数很小的小段,则每一小段可以认为做匀速直线运动,阴影部分的面积,如图所示
则阴影部分的面积表示位移。
故选A。
7. 一个做匀加速直线运动的物体,通过A点的瞬时速度是v1,通过B点的瞬时速度是v2,那么它通过A、B中点的瞬时速度是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据
则对前半程有
对后半程有
两式联立可得
故选D。
8. 甲乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 从0到时间内,两车通过的路程相等
B. 在时刻两车速度相等
C. 从到时间内某时刻,两车速度相等
D. 从到时间内,甲车通过的路程大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于两车不是从同一位置出发的,故0到时间内,两车通过的路程不相等,A错误;
B.根据图像意义可知,时刻两车相遇,速度不相等,B错误;
C.图像中,图线的斜率表示速度的大小,故到时间内的某时刻,甲车的图线的某一切线可以与乙车的图线平行,即在这段时间内,两车的速度可以相等,C正确;
D.从到时间内,两车的出发点相同,终点位置也相同,都是单向的直线运动,故两车的路程相等,D错误。
故选C。
9. 如图所示,在气垫导轨上安装有两个光电门A、B,A、B间距离为。为了测量滑块的加速度,在滑块上安装了一宽度为的遮光条。现让滑块以某一加速度先后通过光电门A、B。记录了遮光条通过两光电门A、B的时间分别为0.010s、0.005s,滑块从光电门A到B的时间为0.200s。下列说法中正确的是( )
A. 滑块经过A的速度为1cm/s
B. 滑块的加速度为
C. 滑块经过A、B的速度变化量为2m/s
D. 滑块在A、B间的平均速度为1.0m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑块经过A的速度为
故A错误;
BC.滑块经过B的速度为
则滑块经过A、B的速度变化量为
滑块的加速度为
故B正确,C错误;
D.滑块在A、B间的平均速度为
故D错误。
故选B。
10. 一个物体沿直线运动,从时刻开始,物体的的图像如图所示,图线与纵坐标轴的交点分别为0.5m/s和,由此可知( )
A 物体做变加速直线运动
B. 物体的初速度的大小为1m/s
C. 物体的加速度的大小为
D. 经过10s物体速度为6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.根据匀变速直线运动位移与时间的关系
整理可得
结合图像截距可知,物体的初速度大小为
结合图像斜率
解得物体的加速度大小为
AB错误,C正确;
D.经过10s物体速度为
D错误。
故选C。
11. 如图所示,甲、乙两车同时由静止从A点出发,沿直线AC运动。甲以加速度做初速度为零的匀加速运动,到达C点时的速度为v。乙以加速度做初速度为零的匀加速运动,到达B点后做加速度为的匀加速运动,到达C点时的速度也为v。若,则( )
A. 甲、乙可能同时由A到达C
B. 甲一定先由A到达C
C. 乙一定先由A到达C
D. 若,则乙一定先由A到达C
【答案】D
【解析】
【详解】若,作出大致的图像如图所示
因为末速度相等,位移相等,即图线与时间轴所围成的面积相等,则有
可知乙先由A到达C;
若,作出大致的图像如图所示
因为末速度相等,位移相等,即图线与时间轴所围成的面积相等,则有
可知甲先由A到达C;
通过图线作不出位移相等,速度相等,时间相等的图线,所以甲乙不能同时到达。
故选D。
二、简答题
12. 某同学用下图所示装置测定重力加速度的大小,已知打点的频率为50Hz,请回答:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、重物、铁架台、夹子、导线及开关外,在下面的器材中,还必须使用的有_______(填选项代号)。
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
(2)打出的纸带如下图所示,可以判断实验时重物连接在纸带的_______端。(选填“左”或“右”)
(3)根据打点计时器打出的纸带,可以从纸带上直接得到的物理量是________
A. 加速度 B. 速度 C. 位移 D. 平均速度
(4)已知纸带上记录的点为打点计时器连续打的点所测得的重力加速度大小为________。(结果保留三位有效数字)
(5)若当交流电的实际频率小于50Hz时,仍按50Hz计算,则测量的加速度值比真实的加速度值_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)AC (2)左
(3)C (4)
(5)偏大
【解析】
【小问1详解】
AB.打点计时器需要交流电源,A正确,B错误;
C.打出的纸带需要刻度尺测量计数点间的距离,所以需要刻度尺,C正确;
D.打点计时器本身就是一种计时仪器,所以不需要秒表,D错误。
故选AC。
【小问2详解】
因为纸带做加速运动,所以打出的点间的距离会越来越大,所以重物连接在纸带的左端。
【小问3详解】
A.加速度根据匀变速直线运动的推论公式可以求,也需要用公式计算,A错误;
B.瞬时速度的解法根据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解得,也需要用公式计算,B错误;
C.由于打点计时器打出的纸带中相邻的点间的时间间隔为0.02s,所以数出两点间的点的个数就可以知道两点间的总时间,用刻度尺可以直接测出两点间的距离,故C正确;
D.而平均速度等于位移除以时间,需要用公式计算,D错误。
故选C。
【小问4详解】
根据匀变速直线运动规律
可得
【小问5详解】
当交流电的实际频率小于50Hz时,仍按50Hz计算,则参与计算的时间偏小,根据
测得的加速度偏大。
三、计算题(本题共4小题,共41分)
13. 一辆沿笔直的公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距50m的电线杆共用5s时间,它经过第二根电线杆时的速度为15m/s,求:
(1)汽车经过第一根电线杆时的速度;
(2)汽车运动的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设汽车通过第一个电线杆的速度为,通过第二根电线杆的速度为,且,由于汽车做匀变速直线运动,故有
解得
【小问2详解】
由加速度的定义可知
14. 摩托车的最大速度为30m/s,要想由静止开始在4分钟内追上距离它为1050m,以25m/s速度行驶的汽车,求:
(1)摩托车必须以多大的加速度行驶?
(2)摩托车追赶汽车的过程中,什么时刻两车距离最大?
(3)最大距离是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
假设摩托车一直做匀加速运动,在4分钟的时间内摩托车的速度刚好达到最大值,此时摩托车的位移
汽车的位移
此时两车的距离
不符题意,故摩托车不可能在一直加速的过程中追上汽车,设摩托车的加速度为,加速时间为,则有加速阶段的位移
匀速运动的位移
代入数据解得
【小问2详解】
当两车的速度相等时,二者相距最远,则有
即
解得
【小问3详解】
此时二者的最大距离
15. 一个滑块沿斜面由静止滑下做匀变速直线运动,依次通过斜面上的A、B、C三点,已知AB=10m,BC=20m,滑块经过AB、BC两段位移的时间都是2s,求:
(1)滑块运动的加速度大小;
(2)滑块在B点的瞬时速度大小;
(3)滑块在A点时离初始位置的距离。
【答案】(1)a=2.5m/s2;(2)vB=7.5m/s;(3)x=1.25m
【解析】
【详解】(1)根据题意知
所以加速度为
(2)根据题意知,B点的速度为AC段的平均速度,所以有
(3)由公式
可得
则滑块在A点时距离初始位置的距离为
16. 图a为自动感应门,门框上沿中央安装有传感器,当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移,当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭,图b为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围,已知每扇门的宽度为d,最大移动速度为,若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动,每扇门完全开启时的速度刚好为零,移动的最大距离为d,不计门及门框的厚度。
(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小;
(2)若人以的速度沿图中虚线s走向感应门,要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离,那么设定的传感器水平感应距离应为多少?
(3)若以(2)的感应距离设计感应门,欲搬运宽为的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门(如图c),物体的移动速度不能超过多少?
【答案】(1);(2)l=d;(3)
【解析】
【详解】(1)依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示:
设门全部开启所用的时间为,由图可得
由速度时间关系得
联立解得
(2)要使单扇门打开,需要的时间为
人只要在t时间内到达门框处即可安全通过,所以人到门的距离为
联立解得
(3)依题意宽为的物体移到门框过程中,每扇门至少要移动的距离,每扇门的运动各经历两个阶段:开始以加速度a运动的距离,速度达到,所用时间为,而后又做匀减速运动,设减速时间为,门又动了
由匀变速运动公式,得
解得
或(不合题意舍去)
要使每扇门打开所用的时间为
故物体移动的速度不能超过
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