内容正文:
高一年级物理学测试卷
物理
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页,满分100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卷交回。
2.答题前,请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。
3.请监考员认真核对在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。
4.作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置,在其它位置作答一律无效。
一.单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图为一张从南通西站开往北京南站的高铁车票。下列说法正确的是( )
A. 图中14:10指的是时刻
B. 图中指的是位移大小
C. 此趟列车的平均速度大小约
D. 列车从南通西到北京南和从北京南到南通西的位移相同
2. 如图所示,一根劲度系数为k的轻弹簧水平放置,用大小均为F的拉力向两侧拉弹簧,则弹簧的伸长量是( )
A. B. C. D.
3. 神舟载人飞船返回舱启动反推发动机后,竖直向下做匀减速直线运动。某时刻速度为,经过一段时间后速度为。规定向下为正方向,下列矢量示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 受强降雨影响,广西多地出现洪涝内涝,救援无人机悬停在空中投放物资。无人机先后由静止释放两包救灾物资,不计空气阻力。两包物资下落过程中,第一包物资相对于第二包物资的运动状态为( )
A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动
C. 匀减速直线运动 D. 变加速直线运动
5. 如图所示,在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,测量弹簧长度的刻度尺和弹簧在同一平面内,但略微倾斜。第一次视线平视读数,第二次视线垂直于刻度尺读数,分别如图中①、②所示。两次实验弹簧劲度系数的测量值与真实值相比( )
A. 两次都偏大
B. 两次都偏小
C. 第一次偏大,第二次偏小
D. 第一次偏小,第二次偏大
6. 如图所示,一个均匀空心金属盒内侧面吸附一块较重的磁铁,将盒子静置在斜面后松手,盒子向上滚动。磁铁可能所在的位置是( )
A. a B. b C. c D. d
7. 如图所示,电动平衡车在平直路面上从静止开始匀加速直线运动,一段时间后松开操纵杆,在阻力作用下做匀减速直线运动直至停止。取平衡车运动方向为正方向,则该车全过程位移x和速度v随时间t变化的规律图像正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,质量均匀的钢管,一端支在光滑的水平地面上,另一端被竖直绳悬挂着,则钢管受到的力的个数为( )
A. 1个力 B. 2个力 C. 3个力 D. 4个力
9. 小明在、两点间折返跑,由到的过程中平均速率为,由返回到的过程中平均速率为,则小明折返过程中平均速度的大小和平均速率分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
10. 汽车在公路上做匀加速直线运动,运动过程中某时刻起取连续的四段时间,已知第内、第内、第内、第内的位移大小之比为,则第末、第末、第末、第末的瞬时速度大小之比为( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,一超声波测速仪固定在某位置,测速仪每隔发射一超声波脉冲信号。某次测速过程中,发射的第一个信号经收到小车的反射波;发射的第二个信号经收到反射波。已知超声波在空气中传播速度,则小车的速度大小约为( )
A. B. C. D.
二.非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学用图甲所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规律。
(1)在图乙打点计时器中安装纸带操作正确的是________;
A. 从向装入纸带 B. 从向装入纸带
(2)实验过程中,下列实验操作正确的是________;
A. 先打开打点计时器电源,再释放小车
B. 先释放小车,再打开打点计时器电源
C. 先取下小车尾部的纸带,再断开电源开关
D. 先断开电源开关,再取下小车尾部的纸带
(3)实验得到纸带和相关数据如图丙所示,图中相邻两个计数点的时间间隔均为。求打下点时小车的速度,填入下表________,并在图丁中作出小车的速度随时间变化的图像_______;
位置
A
B
C
D
E
/
0.20
________
0.61
0.81
1.00
(4)某同学认为,测量图像中图线与时间轴的夹角,则的数值即为小车运动加速度大小,你是否认同该方法?请简要说明理由________________。
13. 照相机的曝光时间是固定不变的。实验者从砖墙前的某高处由静止释放一石子,拍摄石子在空中的照片如图所示,由于石子的运动,它在照片上留下了一条径迹AB。已知每块砖的平均厚度约为,照相机的曝光时间,重力加速度g取。试估算:
(1)石子在该曝光时间内的速度大小v;
(2)石子释放点距离A点的高度h。
14. 汽车在平直公路上行驶,发现前方险情后刹车,做匀减速直线运动至停止。已知刹车后第1秒内汽车的位移,车辆停止前最后1秒内的位移。求:
(1)汽车刹车时加速度大小;
(2)汽车从开始刹车至停止的位移大小。
15. 在距离地面高度的平台上,某时刻将小球甲以初速度竖直向上抛出。间隔,从同一位置,以相同初速度竖直向上抛出小球乙。一段时间后两球在空中碰撞且交换速度。取,不计空气阻力,小球落地后不反弹。求:
(1)小球甲第一次上升过程中距离地面的最大高度;
(2)甲、乙两球碰撞过程中,小球甲的速度变化量的大小;
(3)碰撞后小球乙运动的时间。
16. 如图所示,甲、乙两车在一条路上沿同一方向做直线运动,初始时刻甲车速度为0,乙车在前,且两车间距为。甲、乙两车在的运动情况分别如图a、b所示。从后甲车做加速度为的匀加速直线运动,乙车做匀速直线运动。某时刻甲车发现乙车后紧急刹车,刹车时加速度大小也为,时甲、乙两车恰好不相撞。求:
(1)时甲车、乙车的速度大小和;
(2)内甲车的位移大小;
(3)内甲车的位移大小。
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高一年级物理学测试卷
物理
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页,满分100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卷交回。
2.答题前,请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。
3.请监考员认真核对在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。
4.作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置,在其它位置作答一律无效。
一.单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图为一张从南通西站开往北京南站的高铁车票。下列说法正确的是( )
A. 图中14:10指的是时刻
B. 图中指的是位移大小
C. 此趟列车的平均速度大小约
D. 列车从南通西到北京南和从北京南到南通西的位移相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中14:10表示列车发车的时刻,对应时间轴上的一个点,A正确;
B.图中表示列车运行轨迹的长度,即路程,不是位移大小,B错误;
C.平均速度的大小等于位移大小与所用时间的比值,车票给出的是路程,不能据此求出平均速度的大小,C错误;
D.列车从南通西到北京南和从北京南到南通西的位移大小相等、方向相反,因此位移不同,D错误。
故选A。
2. 如图所示,一根劲度系数为k的轻弹簧水平放置,用大小均为F的拉力向两侧拉弹簧,则弹簧的伸长量是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】轻弹簧的质量可忽略,取其右端为研究对象,向右的拉力与弹簧内部向左的弹力大小相等,所以弹簧弹力的大小为。在弹性限度内,由胡克定律有,解得弹簧的伸长量为
故选C。
3. 神舟载人飞船返回舱启动反推发动机后,竖直向下做匀减速直线运动。某时刻速度为,经过一段时间后速度为。规定向下为正方向,下列矢量示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】返回舱竖直向下做匀减速直线运动,规定向下为正方向,则
速度变化量为
因此,速度变化量的方向竖直向上,图中应由的箭头末端指向的箭头末端。
设这段时间为,由加速度的定义得
因此,加速度的方向也竖直向上。
故选D。
4. 受强降雨影响,广西多地出现洪涝内涝,救援无人机悬停在空中投放物资。无人机先后由静止释放两包救灾物资,不计空气阻力。两包物资下落过程中,第一包物资相对于第二包物资的运动状态为( )
A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动
C. 匀减速直线运动 D. 变加速直线运动
【答案】A
【解析】
【详解】不计空气阻力,两包救灾物资释放后均做自由落体运动。设两次释放的时间间隔为,以第二包物资释放时为计时起点,取竖直向下为正方向。
两包物资均在空中时,经过时间,第一包和第二包物资的速度分别为、
第一包物资相对于第二包物资的速度为
由于两次释放的时间间隔一定,相对速度的大小和方向均不变,因此第一包物资相对于第二包物资做匀速直线运动。
故选A。
5. 如图所示,在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,测量弹簧长度的刻度尺和弹簧在同一平面内,但略微倾斜。第一次视线平视读数,第二次视线垂直于刻度尺读数,分别如图中①、②所示。两次实验弹簧劲度系数的测量值与真实值相比( )
A. 两次都偏大
B. 两次都偏小
C. 第一次偏大,第二次偏小
D. 第一次偏小,第二次偏大
【答案】D
【解析】
【详解】设刻度尺与竖直方向的夹角为,弹簧伸长量的真实值为,弹簧弹力为,劲度系数的真实值为,由胡克定律有。
第一次视线水平读数,读数差对应刻度尺上两点间的距离,其竖直分量等于弹簧的真实伸长量,因此测得的伸长量为
测得的劲度系数为,即第一次偏小。
第二次视线垂直于刻度尺读数,读数差对应弹簧伸长量在刻度尺方向上的投影,因此测得的伸长量为
测得的劲度系数为,即第二次偏大。
故选D。
6. 如图所示,一个均匀空心金属盒内侧面吸附一块较重的磁铁,将盒子静置在斜面后松手,盒子向上滚动。磁铁可能所在的位置是( )
A. a B. b C. c D. d
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.盒子与磁铁组成的系统受重力和斜面支持力作用,支持力作用线过接触点,力矩为零,系统绕接触点转动的效果取决于重力力矩。若磁铁在、或处,系统重心位于接触点竖直线的左侧,重力产生逆时针力矩,盒子向下滚动或静止,故ACD错误;
B.若磁铁在处,系统重心偏向右上方,当磁铁足够重时,系统重心可移至接触点竖直线的右侧,重力产生顺时针力矩,使盒子向上滚动,故B正确。
故选B。
7. 如图所示,电动平衡车在平直路面上从静止开始匀加速直线运动,一段时间后松开操纵杆,在阻力作用下做匀减速直线运动直至停止。取平衡车运动方向为正方向,则该车全过程位移x和速度v随时间t变化的规律图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.位移随时间变化的图像,其斜率表示速度。取车的运动方向为正方向,车在停止前始终沿正方向运动,位移应持续增大;加速阶段斜率由零逐渐增大,减速阶段斜率逐渐减小至零。两图均有位移随时间减小的部分,表示车反向运动,故AB错误;
CD.速度随时间变化的图像,其纵坐标表示速度,斜率表示加速度。车从静止开始做匀加速直线运动,速度应从零随时间线性增大;随后做匀减速直线运动,速度应连续地随时间线性减小至零,停止前始终为正。选项C符合上述规律,选项D中的图像在转换阶段出现速度突变且减速阶段速度为负,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示,质量均匀的钢管,一端支在光滑的水平地面上,另一端被竖直绳悬挂着,则钢管受到的力的个数为( )
A. 1个力 B. 2个力 C. 3个力 D. 4个力
【答案】C
【解析】
【详解】钢管受到竖直向下的重力、地面对它竖直向上的支持力和绳对它竖直向上的拉力。由于水平地面光滑,钢管不受摩擦力,因此共受到3个力。
故选C。
9. 小明在、两点间折返跑,由到的过程中平均速率为,由返回到的过程中平均速率为,则小明折返过程中平均速度的大小和平均速率分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】小明折返后回到出发点,总位移为零,因此往返过程中平均速度的大小为
设单程路程为,由到、由返回到所用的时间分别为、,由平均速率的定义得,
往返过程中平均速率为
故选D。
10. 汽车在公路上做匀加速直线运动,运动过程中某时刻起取连续的四段时间,已知第内、第内、第内、第内的位移大小之比为,则第末、第末、第末、第末的瞬时速度大小之比为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设所取四段时间的起始速度为,加速度为,前两段时间内的位移分别为、。由匀加速直线运动在连续相等时间内的位移差关系,有
由题意知
解得
根据位移与时间的关系,有
解得
设第段时间末的瞬时速度为,其中,由速度与时间的关系,有
因此
故选D。
11. 如图所示,一超声波测速仪固定在某位置,测速仪每隔发射一超声波脉冲信号。某次测速过程中,发射的第一个信号经收到小车的反射波;发射的第二个信号经收到反射波。已知超声波在空气中传播速度,则小车的速度大小约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】超声波从测速仪传播到小车再返回,往返路程是反射时小车与测速仪距离的两倍。设两次反射时小车与测速仪的距离分别为、,则
由于,小车向测速仪运动,两次反射之间小车通过的路程为
超声波发射后经过相应往返时间的一半到达小车,两次反射之间的时间为
小车的速度大小为
故选B。
二.非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学用图甲所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规律。
(1)在图乙打点计时器中安装纸带操作正确的是________;
A. 从向装入纸带 B. 从向装入纸带
(2)实验过程中,下列实验操作正确的是________;
A. 先打开打点计时器电源,再释放小车
B. 先释放小车,再打开打点计时器电源
C. 先取下小车尾部的纸带,再断开电源开关
D. 先断开电源开关,再取下小车尾部的纸带
(3)实验得到纸带和相关数据如图丙所示,图中相邻两个计数点的时间间隔均为。求打下点时小车的速度,填入下表________,并在图丁中作出小车的速度随时间变化的图像_______;
位置
A
B
C
D
E
/
0.20
________
0.61
0.81
1.00
(4)某同学认为,测量图像中图线与时间轴的夹角,则的数值即为小车运动加速度大小,你是否认同该方法?请简要说明理由________________。
【答案】(1)A (2)AD
(3) ①. 0.40 ②.
(4)图像横、纵坐标轴的标度(单位长度代表的物理量数值)不相同,图像直线与横轴夹角的正切值不等于图像斜率,不能用来计算加速度
【解析】
【小问1详解】
电火花打点计时器的纸带需要从限位孔中穿过,应从a向b装入纸带,让纸带位于墨粉纸盘下方,保证打点清晰。
故选A。
【小问2详解】
使用打点计时器的规范操作是:先接通电源,待打点稳定后再释放小车,充分利用纸带打出足够多的点;实验结束后必须先断开电源,再取下纸带,避免计时器长时间空转损坏。
故选AD。
【小问3详解】
[1]根据匀变速直线运动中,某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度,B点的速度等于AC段的平均速度,即
[2]根据描点法可得小车的速度随时间变化的图像如图所示
【小问4详解】
图像横、纵坐标轴的标度(单位长度代表的物理量数值)不相同,图像直线与横轴夹角的正切值不等于图像斜率,不能用来计算加速度。
13. 照相机的曝光时间是固定不变的。实验者从砖墙前的某高处由静止释放一石子,拍摄石子在空中的照片如图所示,由于石子的运动,它在照片上留下了一条径迹AB。已知每块砖的平均厚度约为,照相机的曝光时间,重力加速度g取。试估算:
(1)石子在该曝光时间内的速度大小v;
(2)石子释放点距离A点的高度h。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,曝光时间内石子的位移
在曝光时间内石子的速度为
则在曝光时间内石子的速度为
【小问2详解】
因极小,所求v可近似为石子在A点的瞬时速度,由
解得
14. 汽车在平直公路上行驶,发现前方险情后刹车,做匀减速直线运动至停止。已知刹车后第1秒内汽车的位移,车辆停止前最后1秒内的位移。求:
(1)汽车刹车时加速度大小;
(2)汽车从开始刹车至停止的位移大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
将汽车停止前最后1秒内的运动逆向看作初速度为零的匀加速直线运动,其加速度大小仍为。设这段时间为,由位移公式得
解得汽车刹车时加速度大小为
【小问2详解】
设汽车开始刹车时的速度大小为,取汽车运动方向为正方向,由刹车后第1秒内的位移得
解得
汽车停止时速度为零,由速度与位移的关系得
解得汽车从开始刹车至停止的位移大小为
15. 在距离地面高度的平台上,某时刻将小球甲以初速度竖直向上抛出。间隔,从同一位置,以相同初速度竖直向上抛出小球乙。一段时间后两球在空中碰撞且交换速度。取,不计空气阻力,小球落地后不反弹。求:
(1)小球甲第一次上升过程中距离地面的最大高度;
(2)甲、乙两球碰撞过程中,小球甲的速度变化量的大小;
(3)碰撞后小球乙运动的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取竖直向上为正方向,设从小球甲抛出到两球碰撞的时间为。碰撞时两球距抛出点的位移相同,有
解得
小球甲第一次上升到最高点所需的时间为
由于,小球甲第一次到达最高点前尚未发生碰撞。
由竖直上抛运动规律,有
解得
【小问2详解】
沿用第(1)问的正方向及碰撞时间,设碰撞前小球甲、乙的速度分别为、。
碰撞前小球甲的速度为
碰撞前小球乙的速度为
碰撞后两球交换速度,小球甲的速度变为,故其速度变化量的大小为
【小问3详解】
设碰撞位置距地面的高度为,由小球甲碰撞前的运动可得
代入数据得
碰撞后小球乙的速度为,方向竖直向下。
仍取竖直向上为正方向,从碰撞到小球乙落地,有
解得
16. 如图所示,甲、乙两车在一条路上沿同一方向做直线运动,初始时刻甲车速度为0,乙车在前,且两车间距为。甲、乙两车在的运动情况分别如图a、b所示。从后甲车做加速度为的匀加速直线运动,乙车做匀速直线运动。某时刻甲车发现乙车后紧急刹车,刹车时加速度大小也为,时甲、乙两车恰好不相撞。求:
(1)时甲车、乙车的速度大小和;
(2)内甲车的位移大小;
(3)内甲车的位移大小。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取两车初始运动方向为正方向。图为甲车的加速度—时间图像,图线与时间轴所围面积表示速度变化量。甲车初速度为零,故时的速度为
图为图像,纵坐标不是瞬时速度。设乙车初速度为,在前内的加速度记作。由匀变速直线运动的位移公式可得
该式与图的直线关系对应,图线截距表示初速度,因此。由图线在时的纵坐标得
解得。由匀变速直线运动的速度公式,乙车在时的速度为
【小问2详解】
刹车过程中,甲车速度大于乙车速度时,两车间距减小;甲车速度小于乙车速度时,两车间距增大。故时两车恰好不相撞的临界条件是间距为零且速度相等,此时甲车速度为。设甲车开始刹车的时刻为,此时速度为。从到,甲车做匀加速直线运动,由速度公式得
从到,甲车加速度取,因此
代入数据,联立解得,。两段匀变速直线运动的平均速度分别等于各段初、末速度的平均值,故甲车在内的位移为
【小问3详解】
乙车在前内做匀加速直线运动,之后以做匀速直线运动。将乙车在内的总位移记为,分段计算得
初始时乙车在甲车前方处,时两车位置相同,故两车总位移满足
因此甲车前内的位移为
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