精品解析：辽宁大连市第二十四中学2026-2027学年高一上学期科学素养测试物理试题

大连第二十四中学2026-2027学年度高一年级科学素养测试 物理试题 一、非选择题（共5小题，每题20分） 1. 重庆一中成功举行了秋季田径运动会，同学们在赛前进行了4×100m接力赛交接棒的练习。甲、乙两位同学分别为第三棒和第四棒，甲、乙能达到的最大速度均为vm=8m/s。由于体力原因，甲离接力区x0=10m时，开始以a1=1.4m/s2做匀减速运动，进入接力区后做匀速运动。两人为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置甲向乙发出起跑口令的标记。在某次练习中，甲在距离接力区前端d处做了标记（图中未画出），当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令。已知乙在接力区前端听到口令有t0=0.1s的反应时间（忽略声音传播的时间），接力区的长度L=30m，乙起跑后以a2=2m/s2做匀加速运动，假设练习时两人均做直线运动，且交接棒动作不影响运动员的速度。 （1）若甲在接力区恰能在两人速度相等时追上乙并瞬间完成交接棒。求甲追上乙时，乙的速度大小v1； （2）在第(1)问的情境下，求标记处离接力区前端的距离d1； （3）若乙起跑加速度可调节，且甲在乙后方1m之内均可完成交接棒，但为了防止“掉棒”，甲在乙后方距离小于1m这个过程必须维持至少1.5s的时间，当恰好满足以上条件时，求乙的起跑加速度大小以及这种情境下标记处离接力区前端的距离d2。 2. 某次新能源无人智驾汽车测试中，汽车A（待测无人智驾汽车）与汽车B从同一起点沿平直道路开始同向行驶。汽车A以大小的速度匀速行驶；汽车B由静止开始以大小的加速度匀加速行驶，匀加速行驶时间后开始匀速行驶。智驾系统设定：两车的间距小于时报警，超出则停止报警。当智驾系统开始第二次报警时，汽车A的智驾系统触发紧急制动，汽车A紧急制动后内变减速行驶（减速行驶且加速度减小），从开始制动计时，变减速行驶的加速度大小随时间变化的规律为，其中，此后匀减速行驶（加速度大小为从紧急制动刚结束时的值）直至停下。根据微元思想，当物体的速度随时间变化的规律为二次函数时，其位移随时间变化的规律为。两车均视为质点。求： （1）智驾系统刚停止第一次报警时，汽车A到起点的距离； （2）智驾系统从刚停止第一次报警到开始第二次报警所用的时间； （3）汽车A在紧急制动（变减速）阶段行驶的距离； （4）汽车A刚停下时，两车的间距（结果用分式表示）。 3. 如图所示，有一空心上下无底的弹性圆筒，它的下端距水平地面的高度为H（已知量），筒的轴线竖直。圆筒轴线上与筒顶端等高处有一弹性小球，现让小球和圆筒同时由静止自由落下，圆筒碰地后的反弹速率为落地速率的，小球碰地后的反弹速率为落地速率的，它们与地面的碰撞时间都极短，可看作瞬间反弹，运动过程中圆筒的轴线始终位于竖直方向。已知圆筒第一次反弹后再次落下，它的底端与小球同时到达地面（在此之前小球未碰过地），此时立即锁住圆筒让它停止运动，小球则继续多次弹跳，重力加速度为g，不计空气阻力，求: （1）圆筒第一次落地弹起后相对于地面上升的最大高度hmax； （2）小球从释放到第一次落地所经历的时间t以及圆筒的长度L； （3）在筒壁上距筒底处装有一个光电计数器，小球每次经过该处计数器就会计数一次，请问，光电计数器的示数最终稳定为几次? 4. 2024环广西公路自行车世界巡回赛于10月15日在防城港开赛，赛事持续六天，共设六个赛段，赛道形式包含平路绕圈，环山丘陵和终点爬坡。竞赛总距离为1021.8公里。为让观众更清晰的观看赛事，常有跟拍摩托车跟随记录精彩过程。在某直线路段，由10辆自行车构成的车队正以的速度匀速直线行驶，相邻两自行车间距10m，在车队后面跟拍摩托车以的速度在另一条平行车道上同向行驶（忽略两平行车道之间的距离），所有车均视为质点。当摩托车与10号车距离为19m时，摩托车开始以加速度刹车做匀减速运动。求： （1）摩托车的速度和自行车队速度相等时，摩托车和自行车队前进的位移各是多少？ （2）摩托车与车队交汇的相遇时间（即两次遇到10号车的时间间隔）； （3）摩托车与10号车距离为19m时记为零时刻，摩托车由于与前车太近开始以加速度刹车做匀减速运动，10号自行车突然爆胎并立即做匀减速直线运动，经2s时间停下，摩托车驾驶员在10号车爆胎瞬间，经0.5s反应时间，以大小为的加速度作匀减速运动，试写出摩托车在停车前与10号车的距离和时间的关系（取） 5. 图甲所示为一种自动感应门，其门框上沿的正中央安装有传感器，传感器可以预先设定一个水平感应距离，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于水平感应距离时，中间的两扇门分别向左右平移。当人或物体与传感器的距离大于水平感应距离时，门将自动关闭。图乙为该感应门的俯视图，O点为传感器位置，以O点为圆心的虚线圆半径是传感器的水平感应距离，已知每扇门的宽度为d，运动过程中的最大速度为v，门开启时先做匀加速运动而后立即以大小相等的加速度做匀减速运动，当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）求门开启时的加速度大小； （2）若人以2v的速度沿图乙中虚线AO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R应为多少？ （3）现以（2）中的水平感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），使物体中点沿虚线AO垂直地匀速通过该门，如图丙所示，物体的移动速度v1不能超过多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大连第二十四中学2026-2027学年度高一年级科学素养测试 物理试题 一、非选择题（共5小题，每题20分） 1. 重庆一中成功举行了秋季田径运动会，同学们在赛前进行了4×100m接力赛交接棒的练习。甲、乙两位同学分别为第三棒和第四棒，甲、乙能达到的最大速度均为vm=8m/s。由于体力原因，甲离接力区x0=10m时，开始以a1=1.4m/s2做匀减速运动，进入接力区后做匀速运动。两人为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置甲向乙发出起跑口令的标记。在某次练习中，甲在距离接力区前端d处做了标记（图中未画出），当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令。已知乙在接力区前端听到口令有t0=0.1s的反应时间（忽略声音传播的时间），接力区的长度L=30m，乙起跑后以a2=2m/s2做匀加速运动，假设练习时两人均做直线运动，且交接棒动作不影响运动员的速度。 （1）若甲在接力区恰能在两人速度相等时追上乙并瞬间完成交接棒。求甲追上乙时，乙的速度大小v1； （2）在第(1)问的情境下，求标记处离接力区前端的距离d1； （3）若乙起跑加速度可调节，且甲在乙后方1m之内均可完成交接棒，但为了防止“掉棒”，甲在乙后方距离小于1m这个过程必须维持至少1.5s的时间，当恰好满足以上条件时，求乙的起跑加速度大小以及这种情境下标记处离接力区前端的距离d2。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由得，甲进入接力区的速度 甲追上乙时两者速度相等，故乙的速度大小 【小问2详解】 甲从标记处开始的三个运动过程的位移分别记作、、，因为甲乙共速时相遇，因此甲进入接力区的位移和乙走的位移相等，即，由图 可知，甲在接力区运动的时间。 甲追上乙时，乙的运动时间 甲从标记处运动到接力区前端的时间 甲减速过程的时间 甲匀速过程的时间 由可知， ， 因此 【小问3详解】 假设交接棒的情景如图： 则甲乙共速前时相距，， 解得 因为乙的最大速度是，所以共速后，乙还能加速 这种情景不满足题目中要求维持时长恰好为。 设甲乙第一次相距到共速用时，乙从到用时，乙速度为到甲乙第二次相距用时，由图可得 解得 乙加速到所需时间 因为，所以假设成立（甲确实是进入接力区后才与乙相距的） 2. 某次新能源无人智驾汽车测试中，汽车A（待测无人智驾汽车）与汽车B从同一起点沿平直道路开始同向行驶。汽车A以大小的速度匀速行驶；汽车B由静止开始以大小的加速度匀加速行驶，匀加速行驶时间后开始匀速行驶。智驾系统设定：两车的间距小于时报警，超出则停止报警。当智驾系统开始第二次报警时，汽车A的智驾系统触发紧急制动，汽车A紧急制动后内变减速行驶（减速行驶且加速度减小），从开始制动计时，变减速行驶的加速度大小随时间变化的规律为，其中，此后匀减速行驶（加速度大小为从紧急制动刚结束时的值）直至停下。根据微元思想，当物体的速度随时间变化的规律为二次函数时，其位移随时间变化的规律为。两车均视为质点。求： （1）智驾系统刚停止第一次报警时，汽车A到起点的距离； （2）智驾系统从刚停止第一次报警到开始第二次报警所用的时间； （3）汽车A在紧急制动（变减速）阶段行驶的距离； （4）汽车A刚停下时，两车的间距（结果用分式表示）。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 假设在汽车匀加速行驶的阶段，智驾系统已停止第一次报警，设两车出发后经时间，智驾系统刚停止第一次报警，则有 解得（另一解舍去） 因为，所以假设成立，则有 解得 【小问2详解】 出发后经时间，两车间的距离 解得 因为，所以在汽车刚开始匀速行驶时，智驾系统尚未第二次报警，汽车匀速行驶的速度大小 解得 设两车出发后经时间，智驾系统开始第二次报警，则有 解得 又 解得 【小问3详解】 汽车在紧急制动阶段的加速度随时间线性变化，其运动的图像与时间轴围成的面积表示汽车速度的变化量，从汽车紧急制动起在时间内，汽车的速度变化量大小 从汽车开始紧急制动计时，汽车的速度随时间变化的规律为 从汽车开始紧急制动计时，在时间内，汽车行驶的距离将代入上式，可得 【小问4详解】 汽车匀减速行驶的初速度大小与加速度大小分别为 解得 设汽车匀减速行驶所用的时间为，有 解得 汽车匀减速行驶的距离 解得 从汽车开始匀速行驶到汽车刚停下，汽车行驶的距离 解得 又 解得 3. 如图所示，有一空心上下无底的弹性圆筒，它的下端距水平地面的高度为H（已知量），筒的轴线竖直。圆筒轴线上与筒顶端等高处有一弹性小球，现让小球和圆筒同时由静止自由落下，圆筒碰地后的反弹速率为落地速率的，小球碰地后的反弹速率为落地速率的，它们与地面的碰撞时间都极短，可看作瞬间反弹，运动过程中圆筒的轴线始终位于竖直方向。已知圆筒第一次反弹后再次落下，它的底端与小球同时到达地面（在此之前小球未碰过地），此时立即锁住圆筒让它停止运动，小球则继续多次弹跳，重力加速度为g，不计空气阻力，求: （1）圆筒第一次落地弹起后相对于地面上升的最大高度hmax； （2）小球从释放到第一次落地所经历的时间t以及圆筒的长度L； （3）在筒壁上距筒底处装有一个光电计数器，小球每次经过该处计数器就会计数一次，请问，光电计数器的示数最终稳定为几次? 【答案】（1）；（2），；（3）9次 【解析】 【详解】（1）圆筒第一次落地做自由落体运动，有 圆筒第一次落地弹起后到最高点做匀减速运动，可视为初速度为零的匀加速运动，有 联立解得 （2）根据可得圆筒第一次落地的时间 圆筒第一次弹起后到最高点的时间 圆筒第一次弹起后到落地时小球同时到达地面，所以小球从释放到第一次落地所经历的时间 可知小球下落的高度 则圆筒的高度 （3）小球第一次落地时的速度 小球能到达筒壁上距筒底处的速度 设小球最后到达距筒底处与地共碰撞n次，小球每次碰地后的反弹速率为落地速率的，则有 解得 n=4次 则光电计数器的示数最终稳定为 2n+1=9次 4. 2024环广西公路自行车世界巡回赛于10月15日在防城港开赛，赛事持续六天，共设六个赛段，赛道形式包含平路绕圈，环山丘陵和终点爬坡。竞赛总距离为1021.8公里。为让观众更清晰的观看赛事，常有跟拍摩托车跟随记录精彩过程。在某直线路段，由10辆自行车构成的车队正以的速度匀速直线行驶，相邻两自行车间距10m，在车队后面跟拍摩托车以的速度在另一条平行车道上同向行驶（忽略两平行车道之间的距离），所有车均视为质点。当摩托车与10号车距离为19m时，摩托车开始以加速度刹车做匀减速运动。求： （1）摩托车的速度和自行车队速度相等时，摩托车和自行车队前进的位移各是多少？ （2）摩托车与车队交汇的相遇时间（即两次遇到10号车的时间间隔）； （3）摩托车与10号车距离为19m时记为零时刻，摩托车由于与前车太近开始以加速度刹车做匀减速运动，10号自行车突然爆胎并立即做匀减速直线运动，经2s时间停下，摩托车驾驶员在10号车爆胎瞬间，经0.5s反应时间，以大小为的加速度作匀减速运动，试写出摩托车在停车前与10号车的距离和时间的关系（取） 【答案】（1）260m，160m （2）36.125s （3）当0＜t≤0.5s时；当0.5s＜t≤1.7s时；当1.7s＜t≤2s时；当2s＜t≤3.5s内时 【解析】 【小问1详解】 摩托车的速度和自行车队速度相等时，则 解得t=20s 此时自行车队的位移 摩托车的位移 【小问2详解】 根据 即 解得 因摩托车停止运动的时间为，则舍掉； 则当摩托车停车时位移为  此时自行车的位移 此时两者相距324m-288m-19m=17m 10号车追上摩托车还需要 故第二次相遇是在36s+2.125s=38.125s时刻，两次相遇的时间间隔为38.125s-2s=36.125s 【小问3详解】 ①在0＜t≤0.5s，自行车爆胎后在2s内停下有  摩托车与10号车的距离表示为 ②0.5s＜t≤2s，2s时；  故在2s内已经相遇。相遇时有x2-x1=x0  代入匀变速规律可得t2-13t+19.75=0 解得tm=1.7s ③0.5s＜t≤1.7s内，10号车在摩托车前方0.5s 时： 此时两者的初始差距：x'0=x0-Δx1=19m-5.5m=13.5m 10号车的速度：v'=v-4×0.5m/s=6m/s 化简后：x=t2-13t+19.75 1.7s＜t≤2s：摩托车在10号车前方两者距离表示为：x=-t2+13t-19.75 ④在2s＜t≤3.5s内，摩托车在10号车前方，初始差距 x0'=21.25m-19m=2.25m 摩托车的初速度为 v2=18m/s-1.5×6m/s=9m/s 两者距离表示为 5. 图甲所示为一种自动感应门，其门框上沿的正中央安装有传感器，传感器可以预先设定一个水平感应距离，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于水平感应距离时，中间的两扇门分别向左右平移。当人或物体与传感器的距离大于水平感应距离时，门将自动关闭。图乙为该感应门的俯视图，O点为传感器位置，以O点为圆心的虚线圆半径是传感器的水平感应距离，已知每扇门的宽度为d，运动过程中的最大速度为v，门开启时先做匀加速运动而后立即以大小相等的加速度做匀减速运动，当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）求门开启时的加速度大小； （2）若人以2v的速度沿图乙中虚线AO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R应为多少？ （3）现以（2）中的水平感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），使物体中点沿虚线AO垂直地匀速通过该门，如图丙所示，物体的移动速度v1不能超过多少？ 【答案】（1）；（2）2d；（3） 【解析】 【详解】（1）依题意每扇门开启过程中的速度—时间图像如图所示 设门全部开启所用的时间为t0，由图像可得 d=vt0 由速度时间关系得 v=a· 联立解得 a= （2）要使单扇门打开，需要的时间为 t= 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 R=2vt 联立解得 R=2d （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x1=的距离，速度达到v，所用时间为t1=，而后又做匀减速运动，设减速时间为t2 门做匀减速运动的距离为 x2=－= 由匀变速运动公式得 x2=vt2－at22 解得 t2=；t2=（不合题意，舍去） 要使每扇门打开所用的时间为 T=t1＋t2= 故物体移动的速度不能超过 v1= 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $