湖北省武昌实验中学2026-2027学年高一上学期第一次月考自编模拟物理试卷

**基本信息** 以新能源汽车、无人机等真实情境为载体，覆盖运动描述与匀变速直线运动核心知识，通过实验探究与综合计算考查物理观念及科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/40|速度、加速度、位移等概念|结合扫地机器人（题2）考平均速度，体现生活应用| |非选择题|5/60|匀变速规律、实验（自由落体/滴水法）|实验题12用平衡车滴水测加速度，计算题15以科幻交通情境综合考查运动模型，凸显科学探究与推理|

2026-2027学年高一物理上学期第一次月考模拟卷 （测试范围：必修第一册第一、二章） 1、 选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．新能源汽车采用电机驱动，相比传统燃油车，在起步、加速和超车时表现更为优异。电机在低转速时就能爆发最大扭力，起步更快，加速更强劲，且没有燃油车的震动和噪音，关于新能源汽车的速度、速度变化量和加速度，下列说法正确的是（　　） A．某时刻新能源汽车的速度为零时，其加速度不一定为零 B．新能源汽车的速度变化量越大，它的加速度就越大 C．新能源汽车的速度很大时，其加速度也很大 D．新能源汽车的加速度方向与速度方向、速度变化量方向无关 2．扫地机器人因操作简单、使用方便，已逐渐走进了人们的生活。某次清扫过程中，主人在A处启动扫地机器人，在B处完成清扫工作，其规划清扫路线如图所示，完成清扫任务用时180s。数据表明：机器人清扫路线的总长度为36m，A，B两点间的距离为9m。下列说法正确的是（　　） A． 机器人在该过程中的位移大小为36m B．机器人在该过程中的平均速率为0.05m/s C．机器人在该过程中的平均速度大小为0.05m/s D．机器人在B点的瞬时速率大小一定为0.2m/s 3．某物体以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2，则前3s内（　　） A．物体上升最大高度是20m B．物体的位移大小是15m，方向向下 C．物体的平均速度大小是10m/s，方向向上 D．物体的速度变化量大小是10m/s，方向向下 4．一辆警车沿平直街道巡逻，速度大小为10m/s，在某位置（坐标原点O）发现前方某处发生警情，立即前往处理，警车的加速度a随警车到O点的距离x变化的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．0～30m内，警车做匀减速直线运动 B．警车的速度大小再次为10m/s时，其到O点的距离为60m C．警车距离O点为36m时的速度最大 D．警车的最大速度为30m/s 5．“翔龙高空长航时无人机”是中国新一代高空长航时无人侦察机。在某次飞行训练中，无人机沿地面做匀加速直线运动，连续经过两段分别为x1和x2的位移的过程中，无人机的速度变化量均为Δv，则无人机的加速度为（　　） A． B． C． D． 6．一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路匀速运动，司机发现前方有障碍物立即刹车，以3m/s2的加速度做匀减速运动，刹车后第6s内与第7s内的位移比为（　　） A．3：1 B．7：1 C．13：7 D．21：4 7．a、b两车在平直公路上沿同一方向行驶，两车运动的v﹣t图象如图所示，在t＝0时刻，b车在a车前方s0处，在0～t1时间内，b车的位移为s，则（　　） A．若a、b在t1时刻相遇，则s0＝3s B．若a、b在时刻相遇，则s0s C．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为t1 D．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时a车速度为 8．汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动．途中用了6s时间经过A、B两根电杆，已知A、B间的距离为60m，车经过B时的速度为15m/s，则（　　） A．经过A杆时速度为5m/s B．车从出发到B杆所用时间为9s C．车的加速度为15m/s2 D．从出发点到A杆的距离是7.5m 9．如图所示，光滑固定斜面AE被分为四个相等的部分，一物体从A点由静止释放，它沿斜面向下做匀加速运动，依次通过B、C、D点，最后到达底端E点。下列说法正确的是（　　） A．物体通过各点的瞬时速度之比为vB：vC：vD：vE＝1：：：2 B．物体通过各段所用的时间之比tAB：tBC：tCD＝1：： C．物体由A点到各点所经历的时间之比为tB：tC：tD：tE＝1：：：2 D．物体下滑全程的平均速度vB 10．如图所示，两图线分别为甲、乙两物体做匀变速直线运动的x﹣t图象，甲在t＝2t0时和乙在t＝0时图线的切线均与t轴平行，下列说法正确的是（　　） A．两物体在t0时速度相等，大小均为 B．两物体在t0时相距最远，距离为x0 C．甲物体在x0处的速度大小为 D．乙物体在x0处的速度大小为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11．（8分）张同学研究自由落体运动规律的实验装置如图甲所示，已知电火花计时器的工作频率为50Hz。该同学把电火花计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔，然后扶着重锤停靠在电火花计时器附近，重锤与纸带相连。接通电源后，待电火花计时器工作稳定后放开重锤。 （1）实验中电火花计时器必须接 　 　 （填“220V交流”、“低压交流”或“低压直流”）电源。 （2）实验中获得的纸带如图乙所示（每相邻两点之间还有四个点未画出），则电火花计时器打C点时，重锤的瞬时速度大小vC＝　 　 m/s（结果保留两位有效数字）。 （3）根据实验记录的数据可知，当地的重力加速度大小g＝　 　 m/s2（结果保留三位有效数字）。 12．（9分）一种新的短途代步工具——电动平衡车，被称为站着骑的电动车.某同学为了探究该车在平直水泥路面上的运动情况，设计了如下实验：将输液用的塑料瓶装适量水后，连同输液管一起绑在平衡车的扶手上，调节输液管的滴水速度.某滴水刚落地开始计时，从下一滴水落地依次计数为1、2、3……，当滴50滴水刚好落地时停止开始计时，测得时间为25.0s.该同学骑上平衡车后，先加速到某一速度，然后关闭动力，让平衡车沿着直线滑行.如图所示是某次实验中在水泥路面上的部分水滴及测出的间距值（左侧是起点，单位：m），当地重力加速度g取10m/s2，根据该同学的测量结果可得出： （1）平衡车加速过程的加速度大小a＝　 　 m/s2，运动到C点的速度大小v＝　 　 m/2；（结果均保留三位有效数字） （2）通过分析路面上水滴间距的变化情况，可知平衡车从哪段开始关闭动力 　 　 ； A.DE段 B.EF段 C.FG段 D.GH段 （3）若该同学把题中的50滴计成了51滴，那么测出的加速度将 　 　 （填“偏大”、“偏小”或“不变”） 13．（8分）冰壶（Curling），是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，为冬奥会比赛项目，它考验参赛者的体能与脑力，展现动静之美、取舍之智慧。在某次比赛中，冰壶以2m/s的速度被运动员水平推出后在冰面上做匀减速直线运动，1s末速度为1.8m/s，求： （1）冰壶的加速度大小； （2）冰壶的滑行时间； （3）推出后11s内位移大小。 14．（16分）某同学为研究自由落体和竖直上抛规律，依据如图所示的方案，在同一竖直线上有一个小球和一管子，小球可以穿过管子而不受影响，不计空气阻力，设计如下问题。已知：h1＝20m，h2＝5m，l＝10m，g＝10m/s2。 （1）若将管子固定，小球由静止释放，求小球到达管子上端的时间； （2）若将管子固定，小球由静止释放，求小球通过管子的时间； （3）若当小球由静止释放时，管子以初速度v0竖直上抛，为确保管子第1次落地前小球能穿过管子，求v0的大小范围。 15．（18分）科幻电影疯狂动物城中一条长直车道上有三盏完全相同的交通信号灯L1、L2和L3，如图所示，其中AB、CD、EF为靠近三盏信号灯的停止线，AB到CD距离为s1＝300m，CD到EF距离为s2＝325m，任意时刻三盏信号灯显示的颜色都相同，且显示绿色的时间间隔为20s，紧接着显示黄色的时间间隔为3s，最后显示红色的时间间隔为10s，然后再次循环。动物城的交通规则规定：黄灯和红灯亮起时，车辆禁止通行，绿灯亮起时，车辆允许通行。朱迪警官驾驶小汽车停在L1处等绿灯亮起，绿灯亮起的一瞬间狐狸尼克骑着摩托车以v0＝2m/s的初速度从小汽车旁匀加速驶过，摩托车的加速度a1＝1m/s2，朱迪经过t0＝1s的反应时间后小汽车以a2m/s2的加速度从相邻车道匀加速追赶摩托车，摩托车行驶的最大速度为v1＝10m/s，小汽车行驶的最大速度为v2＝24m/s，两车匀加速到最大速度后能维持其最大速度做匀速直线运动直到开始刹车才减速。朱迪和狐狸尼克驾驶的车辆前进过程遇到黄灯或红灯都能减速让车辆静止在停止线处，两车从最大速度减速为零的过程运动位移均为20m，分析两车的运动过程时可忽略车辆的长度。求： （1）摩托车从AB行驶到CD的过程中两车相距最远的距离是多少； （2）摩托车从AB行驶到CD的过程中经过多长时间被警车追上； （3）若摩托车所能允许的最大加速度为a3＝5m/s2，其他条件不变，为使摩托车不减速且以最短时间通过三盏灯的停止线，摩托车的加速度为多大？ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高一物理上学期第一次月考模拟卷 （测试范围：必修第一册第一、二章） 1、 选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．新能源汽车采用电机驱动，相比传统燃油车，在起步、加速和超车时表现更为优异。电机在低转速时就能爆发最大扭力，起步更快，加速更强劲，且没有燃油车的震动和噪音，关于新能源汽车的速度、速度变化量和加速度，下列说法正确的是（　　） A．某时刻新能源汽车的速度为零时，其加速度不一定为零 B．新能源汽车的速度变化量越大，它的加速度就越大 C．新能源汽车的速度很大时，其加速度也很大 D．新能源汽车的加速度方向与速度方向、速度变化量方向无关 【分析】根据加速度的定义式a以及加速度与速度的方向关系来逐一分析选项。 【解答】解：A、根据加速度定义分析可知，加速度反映的是速度的变化快慢，和某时刻速度没有直接关系，某时刻物体速度为零，其加速度不一定为零。比如静止开始的加速运动，初状态速度为0，加速度不为0，故A正确； B、根据加速度定义式，单位时间的速度变化量越大，加速度越大，故B错误； C、根据加速度定义分析可知，加速度反映的是速度的变化快慢，和某时刻速度没有直接关系，比如速度很大的匀速直线运动，加速度为0，故C错误； D、根据加速度定义式，物体加速度方向与速度变化量方向相同，与速度方向无关，故D错误。 故选：A。 【点评】速度是描述物体运动快慢的物理量；速度变化量是末速度与初速度的差值；加速度是描述速度变化快慢的物理量，其方向与速度变化量方向相同，与速度方向无关。 2．扫地机器人因操作简单、使用方便，已逐渐走进了人们的生活。某次清扫过程中，主人在A处启动扫地机器人，在B处完成清扫工作，其规划清扫路线如图所示，完成清扫任务用时180s。数据表明：机器人清扫路线的总长度为36m，A，B两点间的距离为9m。下列说法正确的是（　　） A．机器人在该过程中的位移大小为36m B．机器人在该过程中的平均速率为0.05m/s C．机器人在该过程中的平均速度大小为0.05m/s D．机器人在B点的瞬时速率大小一定为0.2m/s 【分析】路程是物体运动的轨迹的长度，是标量，位移是由起点指向终点的有向线段，是矢量；平均速率是单位时间内的路程（经过的路线），平均速度是单位时间内的位移；瞬时速率是物体在某一瞬间的速度，即物体在某一时刻的瞬时速度。 【解答】解：A、机器人在该过程中的位移大小为9m，路程为36m，故A错误； B、平均速率等于路程与时间的比值，机器人在该过程中的平均速率为，故B错误； C、平均速度等于位移与时间的比值，机器人在该过程中的平均速度大小为m/s＝0.05m/s，故C正确； D、题干未明确指出机器人在整个过程中瞬时速率大小不变，故不可认定机器人在B点的瞬时速率等于平均速率，故D错误。 故选：C。 【点评】考查对位移、路程、平均速度、平均速率、瞬时速度等物理量的理解，要掌握其定义，清楚其关联与区别。 3．某物体以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2，则前3s内（　　） A．物体上升最大高度是20m B．物体的位移大小是15m，方向向下 C．物体的平均速度大小是10m/s，方向向上 D．物体的速度变化量大小是10m/s，方向向下 【分析】本题考查竖直上抛和自由落体运动相结合的知识点 【解答】A、竖直上抛的最大高度公式为h 代入数据计算得：h＝20m，故A正确； B、物体上升到最高点的时间为t 代入数据计算得：t＝2 前3秒内，物体在2秒时到达最高点（位移20m），随后1秒下落。下落的位移为h 代入数据计算得：h＝5m 总位移为x＝20m﹣5m＝15m 因此，位移大小为15m，方向向上，故B错误； C、根据平均速度公式，可得 代入数据计算得：5m/s 方向向上，故C错误； D、以向上为正方向，可得速度变化量Δv＝at＝﹣10×3m/s＝﹣30m/s 大小为30m/s，方向向下，故D错误。 故选：A。 【点评】根据竖直上抛求出物体在整个过程中的最大高度等。 4．一辆警车沿平直街道巡逻，速度大小为10m/s，在某位置（坐标原点O）发现前方某处发生警情，立即前往处理，警车的加速度a随警车到O点的距离x变化的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．0～30m内，警车做匀减速直线运动 B．警车的速度大小再次为10m/s时，其到O点的距离为60m C．警车距离O点为36m时的速度最大 D．警车的最大速度为30m/s 【分析】由图像读出加速度变化情况，判断警车的运动性质；速度—位移关系公式变形得到ax表达式，再求警车的速度大小再次为10m/s时位移大小；根据图像面积的意义确定速度最大的条件，再求最大速度。 【解答】解：A、由a﹣x图像可知，随着位移增大，加速度逐渐减小，可知，0～30m内，警车做加速度逐渐减小的变加速直线运动，故A错误； B、由速度—位移关系公式变形得 即a﹣x图像与横轴所围的面积代表，因v0＝10m/s，故当图像面积等于零时，末速度大小为10m/s，由a﹣x图像可得对应的位移为60m，故B正确； CD、由a﹣x图像面积的意义可知，当面积为正的最大时，末速度最大，即在警车距离O点为30m时的速度最大，则有 m2/s2 解得警车的最大速度为vm＝20m/s，故CD错误。 故选：B。 【点评】对于物理图像，往往要写出解析式，对照物理规律来分析图像的物理意义，特别要注意分析图像的斜率、面积和截距的意义。 5．“翔龙高空长航时无人机”是中国新一代高空长航时无人侦察机。在某次飞行训练中，无人机沿地面做匀加速直线运动，连续经过两段分别为x1和x2的位移的过程中，无人机的速度变化量均为Δv，则无人机的加速度为（　　） A． B． C． D． 【分析】根据位移和速度的变化量，利用速度—位移关系式计算加速度大小。 【解答】解：设第一段的初速度为v1，末速度为v2，第二段末速度为v3，加速度为a，根据位移—速度关系式得 两式相减得 所以 故C正确，ABD错误。 故选：C。 【点评】在处理匀变速直线运动问题时，熟练应用运动学公式以及相关推论，可以使问题更为简便。 6．一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路匀速运动，司机发现前方有障碍物立即刹车，以3m/s2的加速度做匀减速运动，刹车后第6s内与第7s内的位移比为（　　） A．3：1 B．7：1 C．13：7 D．21：4 【分析】汽车刹车过程做匀减速直线运动，根据加速度和初速度，由速度公式求出汽车刹车的时间，根据已知时间与刹车时间的比较，分析汽车的运动状态，再选择公式求解已知时间内的位移，最后求出比值。 【解答】解：设初速度方向为正方向，则加速度a＝﹣3m/s2，设汽车停下的速度为v，则v＝0m/s， 由题意知，v0＝20m/s，设汽车从刹车到停下的时间为t，根据v＝v0+at，可得 ts，则后汽车停止运动。 第5s末和第6s末的速度分别为 v5＝v0+at5＝20m/s+（﹣3）×5m/s＝5m/s； v6＝v0+at6＝20m/s+（﹣3）×6m/s＝2m/s， 刹车后第6s内位移 ， 第7s内运动时间 t′＝t﹣t6， 第7s内的位移 m， 则刹车后第6s内与第7s内的位移比 ，则ABC错误，D正确。 故选：D。 【点评】对于汽车刹车这种匀减速直线运动，不能死套公式，要注意检验解题结果的合理性，往往要先求出汽车刹车的时间，然后再进行其他计算。 7．a、b两车在平直公路上沿同一方向行驶，两车运动的v﹣t图象如图所示，在t＝0时刻，b车在a车前方s0处，在0～t1时间内，b车的位移为s，则（　　） A．若a、b在t1时刻相遇，则s0＝3s B．若a、b在时刻相遇，则s0s C．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为t1 D．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时a车速度为 【分析】要分析清楚两物体的位移关系来确定两物体何时相遇。两物体的位移之差等于初始时的距离是两物体相遇的条件，此外，在v﹣t图象中，面积表示位移。 【解答】解：A、由图可知，在0﹣t1时间内，b车的位移为s，则a车的位移为3s。若a、b在t1时刻相遇，则s0＝3s﹣s＝2s，故A错误。 B、若a、b在时刻相遇，由图象可知，阴影部分对应的面积等于s0，即 s0•2ss，故B正确。 C、若a、b在时刻相遇，根据对称性知，下次相遇时刻为t1t1，故C错误。 D、若a、b在时刻相遇，根据对称性知，下次相遇时刻为，根据几何关系知 下次相遇时a车速度为va，故D错误。 故选：B。 【点评】本题要抓住速度﹣时间图象反映速度随时间的变化规律，是物理公式的函数表现形式，分析问题时要做到数学与物理的有机结合，数学为物理所用。要知道在速度图象中，纵轴截距表示初速度，图象与时间轴围成的“面积”表示位移，抓住以上特征，灵活分析。 （多选）8．汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动．途中用了6s时间经过A、B两根电杆，已知A、B间的距离为60m，车经过B时的速度为15m/s，则（　　） A．经过A杆时速度为5m/s B．车从出发到B杆所用时间为9s C．车的加速度为15m/s2 D．从出发点到A杆的距离是7.5m 【分析】先解出AB之间的平均速度，即为AB中间时刻的瞬时速度，根据加速度的定义求得加速度，根据速度公式求得A点的速度和到达B所用的时间，用速度和位移的关系公式求得从出发点到A点的距离． 【解答】解：A、B：根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，得AB中间时刻的速度为： vC。 根据加速度的定义有：。 根据速度公式有： 故．故A正确。C错误； B、根据速度公式：，故B正确。 D、从出发点到A杆的距离为：，故D正确。 故选：ABD。 【点评】本题考查匀变速直线运动规律的应用；关键是能熟练记得并理解匀变速运动的基本公式，此题的突破口在于先求出加速度．再根据题意选择正确的公式求解． （多选）9．如图所示，光滑固定斜面AE被分为四个相等的部分，一物体从A点由静止释放，它沿斜面向下做匀加速运动，依次通过B、C、D点，最后到达底端E点。下列说法正确的是（　　） A．物体通过各点的瞬时速度之比为vB：vC：vD：vE＝1：：：2 B．物体通过各段所用的时间之比tAB：tBC：tCD＝1：： C．物体由A点到各点所经历的时间之比为tB：tC：tD：tE＝1：：：2 D．物体下滑全程的平均速度vB 【分析】根据初速度为零的匀加速直线运动的规律分析解答。 【解答】解：A、物体做初速度为零的匀加速直线运动．由v2＝2ax得v∝，故A正确； B、物体通过各段所用时间之比为1：（ 1）：（ ），故B错误； C、又由v＝at 知tB：tC：tD：tE＝vB：vC：vD：vE＝1：：：2，故C正确； D、因tB：tE＝1：2，即tAB＝tBE，vB为AE段的中间时刻的速度，故 vB，故D正确。 故选：ACD。 【点评】本题对运动学公式要求较高，要求学生对所有的运动学公式不仅要熟悉而且要熟练，要灵活，基本方法就是平时多练并且尽可能尝试一题多解。 （多选）10．如图所示，两图线分别为甲、乙两物体做匀变速直线运动的x﹣t图象，甲在t＝2t0时和乙在t＝0时图线的切线均与t轴平行，下列说法正确的是（　　） A．两物体在t0时速度相等，大小均为 B．两物体在t0时相距最远，距离为x0 C．甲物体在x0处的速度大小为 D．乙物体在x0处的速度大小为 【分析】x﹣t图象的斜率表示速度，据此分析甲在t＝2t0时和乙在t＝0时的速度。根据分析甲、乙在0﹣2t0时间内的平均速度，结合推论求两物体在t0时速度。当两物体的速度相等时相距最远；运用运动学公式求两物体在x0处的速度大小。 【解答】解：A、由题意“甲在t＝2t0时和乙在t＝0时图线的切线均与t轴平行”，根据x﹣t图象的斜率表示速度，可得甲在t＝2t0时速度为0，乙在t＝0时速度也为0； 设t＝0时甲速度为v1，乙在2t0时速度为v2，根据0﹣2t0的平均速度vt0，知中间时刻t0时甲、乙速度相同，均为，故A正确； B、由上式还可解得v1，v2。甲、乙两物体从同一位置同向运动，在0﹣t0时间内，甲的速度大于乙的速度，两者间距增大；t0﹣2t0时间内，乙的速度大于甲的速度，两者间距减小，故t0时刻甲、乙速度相等时相距最远，最远距离Δx，解得Δx＝x0，故B正确； CD、根据中间位置速度，可得甲、乙在x0处的速度大小均为，故C错误，D正确。 故选：ABD。 【点评】本题考查x﹣t图象和匀变速直线运动规律，考查考生的推理能力和物理观念。关键要知道x﹣t图象的斜率表示速度，掌握匀变速直线运动的推论，并能熟练运用。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11．（8分）张同学研究自由落体运动规律的实验装置如图甲所示，已知电火花计时器的工作频率为50Hz。该同学把电火花计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔，然后扶着重锤停靠在电火花计时器附近，重锤与纸带相连。接通电源后，待电火花计时器工作稳定后放开重锤。 （1）实验中电火花计时器必须接 　220V交流　 （填“220V交流”、“低压交流”或“低压直流”）电源。 （2）实验中获得的纸带如图乙所示（每相邻两点之间还有四个点未画出），则电火花计时器打C点时，重锤的瞬时速度大小vC＝　2.2　 m/s（结果保留两位有效数字）。 （3）根据实验记录的数据可知，当地的重力加速度大小g＝　9.85　 m/s2（结果保留三位有效数字）。 【分析】（1）电火花计时器使用220V交流电源； （2）匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度； （3）根据公式Δx＝aT2运用作差法求解加速度。 【解答】解：（1）电火花计时器使用220V交流电源； （2）电火花计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s，故T＝5×0.02s＝0.1s； 根据匀变速直线运动规律可知，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度：vC0.01m/s＝2.2m/s （3）根据逐差法可知重力加速度g0.01m/s2＝9.85m/s2 故答案为：（1）220V交流；（2）2.2；（3）9.85 【点评】该题考查了研究匀变速直线运动的实验的装置和仪器的位置安装，要注意单位的换算。对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律。 12．（9分）一种新的短途代步工具——电动平衡车，被称为站着骑的电动车.某同学为了探究该车在平直水泥路面上的运动情况，设计了如下实验：将输液用的塑料瓶装适量水后，连同输液管一起绑在平衡车的扶手上，调节输液管的滴水速度.某滴水刚落地开始计时，从下一滴水落地依次计数为1、2、3……，当滴50滴水刚好落地时停止开始计时，测得时间为25.0s.该同学骑上平衡车后，先加速到某一速度，然后关闭动力，让平衡车沿着直线滑行.如图所示是某次实验中在水泥路面上的部分水滴及测出的间距值（左侧是起点，单位：m），当地重力加速度g取10m/s2，根据该同学的测量结果可得出： （1）平衡车加速过程的加速度大小a＝　1.77　 m/s2，运动到C点的速度大小v＝　3.53　 m/2；（结果均保留三位有效数字） （2）通过分析路面上水滴间距的变化情况，可知平衡车从哪段开始关闭动力 　B　 ； A.DE段 B.EF段 C.FG段 D.GH段 （3）若该同学把题中的50滴计成了51滴，那么测出的加速度将 　偏大　 （填“偏大”、“偏小”或“不变”） 【分析】（1）根据已知条件可知当第50滴水刚好落地时停止计时，测得时间为25.0s，则相邻两水滴间的时间间隔是0.5s。根据逐差法求得加速度，利用中间时刻的速度等于平均速度求出C点速度； （2）利用数据分析位移差值可知运动情况，从而明确哪一段开始关闭动力； （3）根据实验原理和数据处理的方法分析实验误差。 【解答】解：（1）平衡车经过路面上相邻两水滴间的时间间隔是Ts＝0.5s， 由图可知，AE过程为加速过程，根据逐差法，可知am/s2＝1.77m/s2，根据中间时刻的速度等于平均速度，则vcm/s＝3.53m/s， （2）纸上的数据可知，BC段与AB段之差是0.52m，CD段与BC段之差是0.51m，DE段与CD段之差是0.53m；所以AE过程均为加速，由此可知，平衡车从EF段开始关闭动力。 （3）若该同学把题中的50滴计成了51滴，求出的时间间隔偏小，则求出的加速度将偏大。 故答案为：（1）1.77；3.53；（2）B；（3）偏大。 【点评】本题考查匀变速直线运动的规律，要掌握用逐差法求加速度的方法，知道极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度。 13．（9分）冰壶（Curling），是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，为冬奥会比赛项目，它考验参赛者的体能与脑力，展现动静之美、取舍之智慧。在某次比赛中，冰壶以2m/s的速度被运动员水平推出后在冰面上做匀减速直线运动，1s末速度为1.8m/s，求： （1）冰壶的加速度大小； （2）冰壶的滑行时间； （3）推出后11s内位移大小。 【分析】（1）根据加速度的定义式，代入已知的初速度v0，末速度v和时间t，计算出加速度的大小。 （2）冰壶做匀减速直线运动，当速度减为0时停止滑行。利用速度—时间公式v＝v0+at，求出冰壶从抛出到停止的时间。 （3）由于冰壶在10s时已停止运动，所以11s内的位移等于10s内的位移。利用匀变速直线运动的位移公式计算出位移大小。 【解答】解：（1）根据加速度的定义式，其中v0＝2m/s，v＝1.8m/s，t＝1s，解得，冰壶的加速度大小为0.2m/s2。 （2）当冰壶速度减为0时停止滑行，根据v＝v0+at，令v＝0，可得冰壶的滑行时间s＝10s。 （3）冰壶在10s时已停止运动，所以11s内的位移等于10s内的位移。根据匀变速直线运动的位移公式，代入v0＝2m/s、a＝﹣0.2m/s2、t＝10s，可得推出后11s内位移大小为20m﹣10m＝10m。 答：（1）冰壶的加速度大小为0.2m/s2。 （2）冰壶的滑行时间为10s。 （3）11s内位移大小为10m。 【点评】本题考查匀变速直线运动的规律，具体涉及加速度的定义式、速度—时间公式以及位移—时间公式的应用，重点考查对匀减速直线运动到停止的运动过程分析，需注意判断物体实际的运动时间，避免直接代入总时间计算位移的错误。 14．（16分）某同学为研究自由落体和竖直上抛规律，依据如图所示的方案，在同一竖直线上有一个小球和一管子，小球可以穿过管子而不受影响，不计空气阻力，设计如下问题。已知：h1＝20m，h2＝5m，l＝10m，g＝10m/s2。 （1）若将管子固定，小球由静止释放，求小球到达管子上端的时间； （2）若将管子固定，小球由静止释放，求小球通过管子的时间； （3）若当小球由静止释放时，管子以初速度v0竖直上抛，为确保管子第1次落地前小球能穿过管子，求v0的大小范围。 【分析】（1）小球从静止开始自由落体运动，需要计算其下落至管子上端的时间。管子上端距离地面高度为管子长度与下端高度之和，小球下落位移为初始高度减去管子上端高度，利用自由落体位移公式即可求解时间。 （2）小球通过管子的时间定义为从上端进入至下端离开的时间差。分别计算小球下落至管子上端和下端的时间，两者相减即为通过时间。注意管子下端高度已知，小球下落至下端的总位移为初始高度减去管子下端高度。 （3）为确保管子第一次落地前小球能穿过管子，需以管子为参考系分析相对运动。小球相对管子的运动为匀速直线运动，相对速度等于管子初速度。穿过管子的相对位移为初始高度差，所需时间由相对位移和相对速度决定。同时管子在该时间内下端高度不能触地，由此建立不等式求解管子初速度的最小值范围。 【解答】解：（1）小球从静止开始自由落体运动。 固定管子上端距地面高度h上＝h2+l＝5m+10m＝15m。 小球下落至管子上端的位移Δh1＝h1﹣h上＝20m﹣15m＝5m。 由自由落体公式，得：，解得：t1＝1s。 （2）小球通过管子的过程定义为从上端进入至下端离开。 管子下端高度h2＝5m。 小球下落至管子下端的位移Δh2＝h1﹣h2＝20m﹣5m＝15m。 由位移公式，解得：。 故通过时间。 （3）以管子为参考系，取向上为正方向。小球相对加速度a1＝（﹣g）﹣（﹣g）＝0，即相对匀速运动。 小球相对初速度v1＝v球﹣v管＝0﹣v0＝﹣v0，大小为v0向下。 穿过管子的相对位移Δx＝h1﹣h2，解得Δx＝15m。 所需时间。 条件要求t时刻管子下端高度h3≥0。 管子上抛运动在t时刻下端高度：。 代入得：。 化简得：，即，解得：v0≥7.5m/s。 故v0范围v0≥7.5m/s。 答：（1）小球到达管子上端的时间为1 s。 （2）小球通过管子的时间为。 （3）v0的大小范围为v0≥7.5m/s。 【点评】本题综合考查自由落体运动与竖直上抛运动的规律应用，涉及位移—时间关系、相对运动分析等核心知识点。第一问为基础计算，通过自由落体公式直接求解，计算量较小但需注意高度差转换。第二问通过两段位移的时间差求通过时间，需建立清晰的运动阶段划分意识，体现对运动过程的分段处理能力。第三问难度显著提升，要求以管子为参考系建立相对运动模型，通过临界条件建立不等式求解，充分考查学生转换参考系的能力和临界问题的分析技巧，其中相对速度为零的匀速运动判断是解题关键，计算过程涉及二次不等式的求解，具有较好的思维深度和综合应用价值。 15．（18分）科幻电影疯狂动物城中一条长直车道上有三盏完全相同的交通信号灯L1、L2和L3，如图所示，其中AB、CD、EF为靠近三盏信号灯的停止线，AB到CD距离为s1＝300m，CD到EF距离为s2＝325m，任意时刻三盏信号灯显示的颜色都相同，且显示绿色的时间间隔为20s，紧接着显示黄色的时间间隔为3s，最后显示红色的时间间隔为10s，然后再次循环。动物城的交通规则规定：黄灯和红灯亮起时，车辆禁止通行，绿灯亮起时，车辆允许通行。朱迪警官驾驶小汽车停在L1处等绿灯亮起，绿灯亮起的一瞬间狐狸尼克骑着摩托车以v0＝2m/s的初速度从小汽车旁匀加速驶过，摩托车的加速度a1＝1m/s2，朱迪经过t0＝1s的反应时间后小汽车以a2m/s2的加速度从相邻车道匀加速追赶摩托车，摩托车行驶的最大速度为v1＝10m/s，小汽车行驶的最大速度为v2＝24m/s，两车匀加速到最大速度后能维持其最大速度做匀速直线运动直到开始刹车才减速。朱迪和狐狸尼克驾驶的车辆前进过程遇到黄灯或红灯都能减速让车辆静止在停止线处，两车从最大速度减速为零的过程运动位移均为20m，分析两车的运动过程时可忽略车辆的长度。求： （1）摩托车从AB行驶到CD的过程中两车相距最远的距离是多少； （2）摩托车从AB行驶到CD的过程中经过多长时间被警车追上； （3）若摩托车所能允许的最大加速度为a3＝5m/s2，其他条件不变，为使摩托车不减速且以最短时间通过三盏灯的停止线，摩托车的加速度为多大？ 【分析】（1）根据速度一时间关系、位移一时间关系求摩托车从AB行驶到CD的过程中经过多长时间被警车追上； （2）摩托车从AB行驶到CD的过程中两车速度相等时相距最远，由运动学公式求得最远距离； （3）摩托车实际通过三盏灯的停止线所用时间一定大于摩托车以最大速度通过三盏灯的停止线所用时间，再由红绿灯的时间间隔结合运动学公式求摩托车的加速度。 【解答】解：（1）设摩托车达到最大速度所用时间为t1，运动距离为x1则有 ，解得x1＝48m 则汽车在t1时刻的速度大小为v'1＝a2（t1﹣t0）＝2×（8﹣1）m/s＝14m/s＜24m/s 运动距离为解得x'1＝49m＞48m 显然汽车追上摩托车时，汽车还处于匀加速阶段，设摩托车从AB行驶到CD的过程中经过t时间被警车追上，则有 解得（舍去）或 所以，可知汽车追上摩托车时，二者均处于加速阶段。 （2）设摩托车出发t′后，汽车与摩托车的速度相等，由v0+a1t'＝a2（t'﹣1） 解得t′＝4s 此时两车的距离为 解得Δs＝7m （3）由题意，设摩托车以最大速度通过三盏灯的停止线，则所用时间为 解得Δt＝62.5s 所以可知摩托车实际通过三盏灯的停止线所用时间一定大于62.5s； 由于显示绿色的时间间隔为20s，紧接着显示黄色的时间间隔为3s，最后显示红色的时间间隔为10s，然后再次循环，所以可知摩托车在20s～33s这段时间内不能通过L2，在53s～66s这段时间内不能通过L3。 由于考虑到摩托车从L1到L2不减速通过，则摩托车最快只能33s到达L2处，设摩托车加速度为a'1，则有 接着摩托车匀速运动的距离为x'2＝v1x（33﹣t1），且x'1+x'2＝300m 联立解得 接着摩托车以10m/s的速度从L2到L3处，所用时间为 可得t＝33s+t2＝33s+32.5s＝65.5s 由于55s＜t＜66s所以可判断知，摩托车最快只能66s到达L3处，设此时摩托车的加速度为a，则有1 接着摩托车匀速运动的距离为x''2＝v1x（66﹣t'1）且x''1+x''2＝s1+s2＝300m+325m＝625m 联立解得 答：（1）摩托车从AB行驶到CD的过程中经过被警车追上； （2）摩托车从AB行驶到CD的过程中两车相距最远的距离7m； （3）摩托车的加速度为。 【点评】本题情景和现实贴近，关键要分析清楚汽车、摩托车的运动过程，熟练应用运动学公式，难度较大。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/9/2 9:32:34；用户：15972902576；邮箱：15972902576；学号：21498003 学科网（北京）股份有限公司 $