内容正文:
东北育才学校东关校区2026-2027学年
高一上学期第一次月考 物理学科
试卷总分:100分;考试时间:75分钟;命题校对:高一物理备课组
一、单选题:本大题共7小题,每题4分,共28分。
1.弗朗西斯哈尔岑因对冰立方中微子天文台的决定性贡献和发现具有天体物理起源的高能中微子而获得年诺贝尔物理学奖。冰立方中微子天文台观测到某微观粒子沿轴做直线运动的位置坐标与时间的关系为各物理量均采用国际单位制单位,则该粒子( )
A. 第内的位移大小是 B. 前内的平均速度是
C. 末速度减为 D. 末位于坐标原点处
2.关于自由落体运动及重力加速度的说法,正确的是( )
A. 竖直向下的运动一定是自由落体运动
B. 熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动
C. 同一地点,轻重物体的值可能不一样大
D. 值在两极处小于在赤道处
3.两物体在不同高度自由下落,同时落地,第一个物体下落时间为,第二个物体下落时间为,已知重力加速度为,求当第二个物体开始下落时,两物体相距( )
A. B. C. D.
4.如图所示,甲、乙两小球大小相同,质量相等,甲小球从高处释放后做自由落体运动,乙小球在甲小球正下方的水平面上以某一初速度同时做竖直上抛运动如果两小球碰撞时恰好速度大小相等,方向相反,且碰后以原速率反弹,则下列说法正确的是( )
A. 乙小球碰后将先回到出发点
B. 两小球相碰位置的高度必为
C. 每个小球碰撞前后两个阶段的运动时间相等
D. 两球碰前的平均速度大小相等
5.电影《神探之痕迹》的原型是我国枪弹痕迹鉴定专家崔道植。在一次实验中,他在水平面上固定了若干相同木块,并排且紧靠在一起。一个可视为质点的子弹沿水平方向垂直入射,穿过第个木块后速度变为零,若子弹在木块中的运动可视为匀减速,运动的总时间为,那么该子弹穿过第个木块所用的时间是( )
A. B. C. D.
6.在平直路面上行驶的无人驾驶汽车甲和乙,其图像分别为图中的直线和曲线,已知乙车的加速度恒定, 时,甲车和乙车的图线刚好相切,则( )
A. 甲车的速度一直在增加
B. 时刻甲车和乙车的距离为
C. 乙车的加速度大小为
D. 乙车在 时刻的速度方向发生变化
7.猎豹在追击猎物时,在的距离可以从静止加速到,此后猎豹的图像如图所示,到内为一条与轴平行的直线,到内为一条倾斜的直线,假设猎豹和猎物都沿直线运动,猎物的速度为,则下列说法正确的是( )
A. 猎豹从静止加速到所用的时间为
B. 猎豹加速到后先做匀速直线运动后做匀减速直线运动
C. 猎豹加速到后运动所用的时间是
D. 若猎豹达到最大速度时与猎物之间的距离大于,则猎豹不能追到猎物
二、多选题:本大题共3小题,每题6分,选对但不全得3分,共18分。
8.一个质点做初速度不为零的匀加速直线运动,关于质点运动的位移、位移与时间的比值、速度、速度平方随、、变化的图像,其中正确的是
A. B. C. D.
9.某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路以某一速度匀速运动,突然发现前方处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动.已知该车刹车后第个内的位移是,第个内的位移是则下列说法正确的是( )
A. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
B. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
C. 汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车
D. 汽车甲刹车前的速度为
10.如图所示,在足够高的空间内,小球位于竖直空心管的正上方处,空心管长为,小球球心在管的轴线上,小球直径小于管的内径,释放小球,不计空气阻力,则下列判断正确的是 ( )
A. 两者均无初速度同时释放,小球在空中不能穿过管
B. 两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度无关
C. 两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度有关
D. 两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度有关
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.甲同学进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,得到图所示的纸带,已知计时器打点的时间间隔为,按打点先后顺序每隔个点取个计数点,得到了、、、、等几个计数点,如下图所示,用刻度尺量得、、、。由此可知,打点时纸带的速度大小为 。纸带运动的加速度大小为 以上结果保留两位小数;
另一同学乙利用如下图所示的装置在气垫导轨上研究匀变速直线运动,滑块上装有宽度为的遮光条,,滑块在钩码作用下先后通过两个光电门,用光电计时器记录遮光条通过光电门的时间以及遮光条从光电门运动到光电门的时间,用刻度尺测出两个光电门之间的距离。
实验时,滑块从光电门的右侧某处由静止释放,测得滑块经过第一个光电门时遮光条遮光时间为,则遮光条经过光电门时的速度 ;结果保留两位有效数字
保持其它实验条件不变,只调节光电门的位置,滑块每次都从同一位置由静止释放,记录几组单位为及其对应的单位为,作出图象如图,图像不过原点的原因是 ,滑块加速度的大小 。结果保留两位有效数字
12.某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验,实验装置如图所示,实验器材有铁架台、光电计时器、钢球等。铁架台上端固定一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,钢球自由下落。
先将光电门固定在钢球正下方处,光电计时器记录下小球经过光电门的时间,量出小球释放点距的距离为,测出小球的直径远小于。则小球运动到光电门处的瞬时速度 ,当地的重力加速度为 。用题中所给字母表示
若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为,请你判断此时光电门距处的距离 。用中所给字母表示
由于直尺的长度限制,该同学改测光电门位置与其正上方某一固定点图中未画出之间的距离,并记录小球通过光电门的时间。移动光电门在竖直杆上的位置,进行多次实验.利用实验数据绘制出如图所示的图象,已知图象斜率为,纵截距为,根据图象可知重力加速度 。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13.(10分)如图所示,离地面足够高处有一竖直的空管,管长为,、为空管的上、下两端,空管由于受外力作用,由静止开始竖直向下做加速运动,加速度大小为,同时在处一个大小不计的小球沿管的轴线以初速度竖直上抛,不计一切阻力,取求:
小球上升过程中离抛出点的最大高度;
小球经过多长时间从管的端穿出。
14.(12分)自然界时刻发生着你死我活的奔跑赛,胆小势弱的羚羊从静止开始奔跑,经过的距离能加速到最大速度,并能维持该速度一段较长的时间猎豹从开始奔跑,经过的距离能加速到最大速度,以后只能维持这个速度的时间,接着做加速度大小为的匀减速运动直到停止。设猎豹距离羚羊时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后才开始奔跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线奔跑。问:计算结果保留到小数点后一位
猎豹要在其加速阶段追上羚羊,值应在什么范围
猎豹要在其减速前追到羚羊,值应在什么范围
猎豹要能够追上羚羊,值应在什么范围
15.(16分)、两列火车,在同一轨道上同向行驶,车在前,速度 ,车在后,速度 已知车在进行火车刹车测试时发现,若车以的速度行驶时刹车后至少要前进才能停下,问:
车刹车的最大加速度为多大?
因大雾能见度低,车在距车 处才发现前方车,这时车立即刹车。若刹车时车仍按原速前进,两车是否会相撞?若会相撞,将在车刹车后何时相撞?若不会相撞,则两车相距最近是多少?
因大雾能见度很低,车在距车 处才发现前方车,这时车立即刹车。若车在刹车的同时发出信号,车司机经过 收到信号后加速前进,则车的加速度至少多大才能避免相撞?
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式,并能灵活运用,知道题干中表达式是位置坐标与时间的表达式,不是位移的表达式。
【解答】
A.时刻处于的位置,则时,位置坐标,则第内的位移为:,故A错误;
B.第末的位置坐标:,则前内的位移为:,则前内的平均速度:,故B错误;
C.匀变速直线运动的位移公式:,由题意可知,粒子的初速度:,加速度:,末粒子的速度:,故C正确;
D.末粒子位于坐标位置:,末粒子并不位于坐标原点处,故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查自由落体运动及重力加速度。
自由落体运动:物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。重力加速度是一个物体只受重力作用的情况下所具有的加速度,也叫自由落体加速度,用表示,方向竖直向下。值与物体离地面的高度有关,与物体质量无关。
解题的关键是知道自由落体运动及重力加速度特点。
【解答】
A.自由落体运动:物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。竖直向下的运动不一定是自由落体运动,故A错误;
B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动,空气阻力可以忽略不计,只受重力,可被视为自由落体运动,故B正确;
C.同一地点,轻重物体的值一样大, 与物体质量无关,故C错误;
D.重力加速度随着纬度的增加而增加,故两极重力加速度大于赤道上的重力加速度,故D错误。
3.【答案】
【解析】【分析】
从题意可知,两物体同时落地,知第二个物体在第一个物体下落后开始下落,根据分别求出两物体下落的总高度,以及第二个物体开始下落时,第一个物体下落的高度;然后根据距离关系求出当第二个物体开始下落时,两物体相距的距离。
解决本题的关键理清两物体的运动,知道第二个物体在第一个物体下落后开始下落,以及掌握自由落体运动的位移时间公式的应用。
【解答】
第二个物体在第一个物体下落后开始下落,此时第一个物体下落的高度,根据,知第一个物体和第二个物体下落的总高度分别为,;两物体未下落时相距,所以当第二个物体开始下落时,两物体相距,故B正确,ACD错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】设乙的初速度为,碰撞时甲、乙的速度大小为,所用时间均为;对甲,,返回的时间为,则,得,对乙,,返回的时间为,则,所以,,综上甲、乙同时回到出发点,并且碰撞前后两个阶段的运动时间均相等,A错误,C正确;
B.由题意,相碰时,,,,故,又,联立解得碰撞点的高度,B错误;
D.碰前甲的平均速度大小,乙的平均速度大小,D错误。
故选:。
5.【答案】
【解析】【分析】
运用初速度为零的匀加速直线运动,经过相同位移,对应时间比例关系求解。
本题考查匀变速直线的推论,学生需根据题意,综合列式分析,并注意,初速度为零的前提条件。
【解答】
逆向分析,根据初速度为的匀加速直线运动规律,可知,穿过第个木块与穿过第个木块与穿过第个木块所用时间之比为:::
设以上比例中的单位时间为,则总时间为:,则,该子弹穿过第个木块所用的时间为:,故ACD错误,B正确。
故选:。
6.【答案】
【解析】【分析】
图像的斜率代表速度,斜率越大,则速度越大,斜率的正负代表速度的方向,根据题意甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动,根据匀变速直线运动的规律即可列式求解。
【解答】
A.图像的斜率代表速度,甲车的图像斜率不变,所以甲车做匀速直线运动,故A错误;
由图知,,时两图像相切,即此时乙车速度,时间内,乙车位移,平均速度,中间时刻时的速度,由匀变速直线运动速度公式,解得:;
由匀变速运动速度公式得时刻乙车速度,内乙车位移,甲车位移:,由图知时甲乙两车相遇,即时刻甲乙相距,故B正确,C错误;
D.图像斜率的正负表示速度的方向,所以乙车时刻速度方向不变,故D错误。
7.【答案】
【解析】A.因为不知道猎豹加速过程是否为匀变速运动,则时间无法计算,故A错误;
B.猎豹加速到后,在到范围内做匀速直线运动,后面做加速度变化的减速运动,故B错误。
C.由运动学公式可知,在图像中,图像与横坐标围成的面积为运动时间,可得猎豹加速到后,运动所用的时间,故C正确;
D.当猎豹减速到与猎物共速时,即猎豹速度时,则,两者之间的距离则为刚好能追上的临界。由图像可知从猎豹在最大速度到猎豹减速到与猎物共速过程中,猎豹运动的位移为,由图像面积可知,此过程经历的时间,则此过程猎物的位移为,则两者刚好能追上的临界为。故猎豹达到最大速度时两者之间的距离猎豹就能追到,而当两者距离猎豹不能追到,故D错误;
故选:。
8.【答案】
【解析】A.由可知,与并不成线性关系,故A错误;
B.由可得:,与成线性关系,故B正确;
C.由可知,与成线性关系,故C正确;
D.由可知,与成线性关系,故D正确。
故选BCD。
9.【答案】
【解析】解:、假设内一直做匀减速直线运动,根据得:,
根据得初速度为:,
速度减为零的时间为:,可知汽车在前速度减为零.
设汽车的加速度为,根据得:,汽车速度减为零的时间为:,
采用逆向思维,最后内的位移为:,联立解得,初速度,故BD正确,A错误.
C、汽车刹车到停止的距离,可知甲不能撞上乙车,故C错误.
故选:.
根据匀变速直线运动的推论,运用连续相等时间内的位移之差是一恒量,求出加速度,结合位移时间公式求出初速度,判断速度减为零的时间,判断出物体在前已经停止,再结合运动学公式求出初速度和加速度.根据速度位移公式求出汽车刹车到停止的距离,判断甲车是否撞上乙车.
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,注意物体在前已经停止,所以通过连续相等时间内的位移之差是一恒量求出的加速度是错误的.
10.【答案】
【解析】若两者均无初速度同时释放,则在相同时间内下降的高度相同,可知小球在空中不能穿过管,A正确;两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,根据知,经过时间,小球穿过管,穿过管的时间与当地重力加速度无关,B正确,C错误;两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,根据,可知小球能穿过管,穿过管的时间与当地的重力加速度有关,D正确.
11.【答案】
经过光电门的速度不为
【解析】【分析】
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替即,再根据图像即可求出物体的加速度.
本题比较简单,考查了基本仪器的使用和基础实验的操作细节,对于基础知识,平时训练不可忽略,要在练习中不断加强;
能够清楚该实验的工作原理和实验步骤.知道相邻两个计数点之间的时间间隔.
纸带问题的处理时力学实验中常见的问题,计算要注意单位的换算.
【解答】
每隔个点取个计数点,则相邻两个计数点之间的时间间隔,
由于相邻的计数点的位移之差相等,,所以纸带做匀加速直线运动.
利用匀变速直线运动的推论有:.
根据得:
、滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。则滑块经过光电门时的速度为:
、依据则有:,可知图象不过原点的原因是滑块过光电门时的速度不为零,由图象信息可得:,解得:;
故答案为:, ;、 ; 、经过光电门的速度不为 ,。
12.【答案】
【解析】【分析】
小球运动到光电门处的瞬时速度等于小球通过光电门的平均速度;由匀变速直线运动的速度位移关系式求解重力加速度;
先求出小球到达光电门时速度变为原来的倍数,再求此时光电门距处的距离与原来的倍数;
由速度位移关系式求出关系式,由图象斜率求解。
本题重在考查自由落体运动规律,利用光电传感器设计了实验测定重力加速度,掌握自由落体运动规律及数据处理方法是解题关键。
【解答】
球通过光电门时的速度,
根据,解得:;
若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为,则通过光电门的速度变为原来的倍,根据得,知下落的高度变为原来的倍,故;
根据速度位移公式可知,解得:
解得:
13.【答案】解:由速度与位移公式可知,小球上升的最大高度;
以向下方向为正方向,设经时间,小球从端穿出,小球下落的高度:
空管下落的高度:;
则
联立得:
代入数据解得:,舍去
故小球经过时间从管内穿出。
答:若小球上抛的初速度为,小球竖直上升的最大高度是;
若小球上抛的初速度为,小球从抛出开始经过时间从管的端穿出。
【解析】由匀变速直线运动的速度位移公式可以求出位移;
对于这类相对运动问题注意选择参照系,以地面为参照系,二者均做匀变速直线运动,最后小球穿出时,二者位移差为管长,据此列方程可正确求解。
本题考查了匀变速直线运动的规律,关键理清空管和小球的运动情况,抓住相等的量,运用运动学公式灵活求解。
14.【答案】解:羚羊做加速运动的加速度大小为:
羚羊做加速运动的时间为:
而猎豹做加速运动的加速度为:
猎豹做加速运动的时间为:
因,猎豹要在其加速阶段追上羚羊,猎豹运动的时间
所以,猎豹追上羚羊时,羚羊也正在加速运动,则有:
解得: .
设猎豹在维持最大速度的时间内追到羚羊,由题意得总时间:
由可知,当猎豹进入匀速运动过程 后,羚羊将做匀速运动.所以,当猎豹追到羚羊时,羚羊早已在做匀速运动,只是匀速运动的时间比猎豹少
了 ,则有:
解得:
综合问可知: .
当猎豹的速度减到与羚羊的速度相等时,如果还追不上羚羊则永远追不上了.
猎豹减速到与羚羊速度相等的时间为:
根据运动学公式,有:
解得: .
答:猎豹要在其加速阶段追上羚羊,值范围 ;
猎豹要在其减速前追到羚羊,值范围 ;
猎豹要能够追上羚羊,值范围 。
【解析】本题主要考查追及相遇问题。追及相遇问题:一定能追上;速度相等时两者距离最大.有可能追上,在两者速度相等时没有追上,此时距离最小;刚好追上,只能相遇次或恰好相遇;超过,相遇次或在此之前已经发生相撞.从时间、位移、速度三个角度列式求解。
两个问题,指猎豹在加速和匀速追到羚羊,肯定能追上,主要从位移关系列式求解;
主要考虑猎豹在减速阶段追到羚羊,一定要在两者速度相等之前追上,这是能否追上的临界条件.抓住速度相等,位移的关系列式求解。
15.【答案】解:设火车的加速度为,由,
得,
所以车刹车的最大加速度为;
当车速度减小到时,二者相距最近,设此时车的位移为,车的位移为,则有,
,则,
联立解得,,
因为,所以两车不会相撞,
最近距离;
恰好不相撞的临界条件是,两车速度相等时,刚好到同一位置,由速度时间关系,对两车有,
在此过程的位移,
车的位移,
且,
联立解得。
答:车刹车的最大加速度为;
两车不会相撞,最近距离为;
车的加速度至少为才能避免相撞。
【解析】根据匀变速直线运动的速度位移公式求出车刹车的最大加速度;
根据速度时间公式求出两车速度相等时的时间,求出此时两车的位移,结合两车的位移关系判断两车是否相撞并求出最小距离
根据两车的位移关系求出两车恰好相撞的临界情况下,的加速度。
本题考查了运动学中的追及问题,知道若两车不相撞,速度相等时有最小距离,结合运动学公式灵活求解,难度中等。
第3页,共13页
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