2023-2024学年广东省深圳市宝安中学（集团）高一（上）期中物理试卷(含解析）

这是一份2023-2024学年广东省深圳市宝安中学（集团）高一（上）期中物理试卷(含解析），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。

1.下列描述中正确的是( )
A. 加速度表示运动中增加的速度
B. 一节课40分钟，这里“40分钟”指的是时刻
C. 某同学在标准足球场上跑完一圈(400m)用时90s，则其平均速度大小约为4.4m/s
D. 2023年6月15日13时30分，我国在太原卫星发射中心成功使用长征二号丁运载火箭，将41颗卫星发射升空，顺利进入预定轨道。“13时30分”指的是时刻
2.物理的研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法，下列叙述中错误的是( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B. 根据速度定义式v=ΔxΔt，当Δt非常小时，ΔxΔt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
D. 伽利略对自由落体运动的研究，应用了将实验和逻辑推理相结合的方法
3.对如图四幅图，以下说法正确的是( )
甲图：某质点的x−t图像
乙图：伽利略研究自由落体运动的示意图
丙图：小球碰到墙壁反弹的情景。其中v=5m/s，v′=4m/s
丁图：某道路上的限速标识牌
A. 由甲图可知，该质点做曲线运动
B. 乙图中伽利略直接验证了小球下落的速度与所用时间成正比，即v∝t
C. 丙图中的小球速度变化量的大小为9m/s
D. 丁图表示在前方路段，汽车行驶的瞬时速度大小始终为60km/h
4.一辆汽车沿直线从甲地开往乙地，前三分之一位移内的平均速度为60km/h，后三分之二位移内的平均速度是30km/h，这辆汽车全程的平均速度为( )
A. 36km/hB. 40km/hC. 45km/hD. 60km/h
5.某同学操控无人机从地面起飞，沿竖直方向做直线运动。前5s内的v−t图像如图所示，下列对无人机在此段时间内运动的描述正确的是( )
A. 无人机在1s末到达最高点，1～4s匀减速下落
B. 无人机在5s末落回地面
C. 无人机在4s末速度最小
D. 无人机上升的最大高度为6m
6.一辆汽车在平直公路上以6m/s的速度匀速前进，刹车后以大小为2m/s2的加速度做匀减速直线运动，则从刹车开始计时，汽车在4s内通过的位移为( )
A. 8mB. 9mC. 10mD. 12m
二、多选题：本大题共3小题，共24分。
7.如图为仰韶文化时期的某款尖底双耳汲水瓶，展现出我国古代劳动人民的伟大智慧。在双耳处用轻绳将瓶子竖直悬挂，重心的位置随着瓶中的水位改变而发生改变，出现“虚则欹(“欹”通“倚”，斜倚，斜靠)、中则正、满则覆”的现象。下列说法正确的是( )
A. 重心概念的建立用到了“等效替代”的物理方法
B. 瓶子所受重力的施力物体是瓶中的水
C. 轻绳对瓶子的拉力沿轻绳的收缩方向
D. 从空瓶到装满水后倾覆的过程中，瓶子重心的位置一定不断上升
8.科技馆中的一个展品如图所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而仿佛是固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，不计水滴受到的空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，对出现的这种现象，下列描述正确的有( )
A. 间歇发光的时间间隔是 210s
B. 根据条件不可以求出水滴在C点的速度
C. 水滴在B、C、D点速度之比满足vB：vC：vD=1：2：3
D. 滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB9.甲、乙两玩具汽车同向行驶，甲车在前，乙车在后，某时刻作为计时起点。此时两车相距1m，两车均做匀加速直线运动，图像xt−t如图所示，则下列判断正确的是( )
A. 乙车的加速度大小是8m/s2
B. t=1s时，甲的位移x甲=8m
C. t=0.5s时两车相距最远
D. 该图像与时间轴所围成的面积是位移
三、填空题：本大题共1小题，共4分。
10.为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为4.0mm的遮光条。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间Δt1为0.020s，通过第二个光电门的时间Δt2为0.005s，两个光电门间的距离为60cm，则滑块通过第二个光电门时的速度为______ ，滑块在导轨上的加速度为______ 。(计算结果保留两位有效数字)
四、实验题：本大题共1小题，共10分。
11.利用图1所示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落打点计时器会在纸带上打出一系列的点。

(1)本实验采用电火花计时器，所接电源电压应为______ V的频率为50Hz的交流电。
(2)为了减小误差，重物应选______ 。(填入正确选项前的字母)
A.木块
B.铁块
C.塑料块
(3)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有______ 。(填入正确选项前的字母)
A.天平
B.秒表
C.刻度尺
(4)取下纸带，取其中的一段标出计数点如图2所示，测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60cm，x2=4.14cm，x3=5.69cm，x4=7.22cm，x5=8.75cm，x6=10.29cm，已知打点计时器的打点间隔T=0.02s，则重物运动的加速度计算表达式为a= ______ ，代入数据，可得加速度a= ______ m/s2。(计算结果保留三位有效数字)
五、简答题：本大题共2小题，共32分。
12.如图所示，竖直悬挂的直杆AB长为10m，在杆的正下方距杆下端5m处有一长为5m的无底圆筒CD，若将悬线剪断让杆自由落下，求：
(1)杆的下端B抵达圆筒顶端C点时的速度多大？
(2)杆全部通过圆筒需要多长时间？(g=10m/s2)
13.快到家啦！奔跑中的杰瑞决定“刹车”回家。就在杰瑞开始减速的同时，身后与它相距10m的汤姆立即蹑手蹑脚地由静止开始加速，想趁其不备地“偷袭”杰瑞。已知杰瑞的初速度为8m/s，加速度大小为2m/s2，汤姆的加速度大小也为2m/s2，那么：
(1)求在没有干扰的情况下，杰瑞减速到0时所用的时间及位移的大小。
(2)求在追逐的过程中汤姆与杰瑞间的最大距离。
(3)若杰瑞开始减速时，刚好距离前方鼠洞15m，请通过计算判断汤姆能否在杰瑞回到鼠洞前捉住它。(注：三者在同一直线上)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A.加速度是描述速度变化快慢的物理量，表示运动中单位时间内增加或减小的速度，故A错误；
B.一节课40分钟，这里“40分钟”指的是时间，故B错误；
C.某同学在标准足球场上跑完一圈(400m)用时90s，则其平均速率大小约为
v=st=40090m/s=4.4m/s
位移为零，则平均速度为0，故C错误；
D.2023年6月15日13时30分，我国在太原卫星发射中心成功使用长征二号丁运载火箭，将41颗卫星发射升空，顺利进入预定轨道，“13时30分”指的是时刻，故D正确。
故选：D。
根据加速度的定义判断；平均速度表示一段时间或通过一段位移的速度；时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，在难以区分是时间还是时刻时，可以通过时间轴来进行区分。
本题考查加速度、平均速度与平均速度、时间与时刻等，区分平均速度与瞬时速度，关键抓住对应关系：平均速度与一段时间或位移对应，瞬时速度与时刻或位置对应。
2.【答案】A
【解析】解：A、在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法，采用了建立理想化的物理模型的方法，故A错误；
B、根据速度定义式v=ΔxΔt，当Δt非常非常小时，就可以用ΔxΔt表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限思想方法，故B正确；
C、在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故C正确；
D、伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，故D正确。
本题选错误的，
故选：A。
质点是实际物体在一定条件下的科学抽象，是采用了建立理想化的物理模型的方法；根据速度定义式v=ΔxΔt，当Δt非常非常小时，应用了极限思想方法；微元法是把一个过程分割为很多小的过程，继而相加求解的方法；伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，采用了实验和逻辑推理相结合的方法。
在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助，故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。
3.【答案】C
【解析】解：A.x−t图像只能描述直线运动，x−t图像是曲线表示物体做变速运动，故A错误；
B.伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明速度与时间成正比，故B错误；
C.取末速度为正，丙图中的小球初速度为v0=−5m/s，末速度为v=4m/s，则速度变化量的为Δv=v−v0=4m/s−(−5)m/s=9m/s，故C正确；
D.丁图表示在前方路段，汽车行驶的最大速度为60km/h，并不是要求汽车行驶的瞬时速度大小始终为60km/h，故D错误。
故选：C。
x−t图像只能描述直线运动；根据伽利略对自由落体运动的研究判断；选取正方向，然后求出速度的变化量；限速为最大速度。
该题考查多个运动学的知识点的内容，都比较简单，要注意x−t图像只能描述直线运动。
4.【答案】A
【解析】解：前三分之一位移内的时间为：t1=13xv1−=x3×60km/h=x180km/h
后三分之二位移内的时间为：t2=23xv2−=2x3×30km/h=2x90km/h
则这辆汽车全程的平均速度为：v−=xt1+t2=xx180km/h+2x90km/h=1805km/h=36km/h，故A正确，BCD错误；
故选：A。
由平均速度公式可求得位移，再由总位移与总时间的比值求解平均速度。
本题考查平均速度公式的应用，要注意平均速度绝不能写成速度的平均值。
5.【答案】D
【解析】解：A、无人机0～3s向上运动，3～5s向下运动，在3s末到达最高点，1～3s匀减速上升，3～4s匀加速下落，故A错误；
B、v−t图象中图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知无人机0～3s的位移大于无人机3～5s的位移，故无人机在5s末还在空中，故B错误；
C、无人机在3s末速度最小，速度为零，故C错误；
D、无人机上升的最大高度为
x=4×32m=6m
故D正确。
故选：D。
根据图像分析物体运动情况，v−t图像的斜率、图像与坐标轴围成的面积所表示的含义。
该题主要考查v−t图像，要求学生掌握根据图像分析物体运动的能力。
6.【答案】B
【解析】解：汽车刹车速度减小到零所需的时间t0=0−v0a=−6−2s=3s<4s
所以4s内的位移与3s内的位移相等．
所以x=x=v0t0+12at02=6×3−12×2×9m=9m.故B正确，A、C、D错误．
故选B．
先求出汽车速度减小到0所需的时间，因为汽车速度为零后不再运动，然后根据匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+12at2求出汽车的位移．
解决本题的关键知道汽车刹车停止后不再运动，以及掌握匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+12at2．
7.【答案】AC
【解析】解：A、重心是物体各部分所受重力的等效作用点，重心概念的建立用到了“等效替代”的物理方法，故A正确；
B、瓶子所受重力的施力物体是地球，故B错误；
C、轻绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向，故C正确；
D、瓶中水增加的过程中，瓶子的重心先降低后升高，故D错误。
故选：AC。
重心是物体各部分所受重力的等效作用点；重力是由于地球的吸引而使物体受到的力；轻绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向；重心的位置与形状和质量分布有关。
本题考查重力和弹力。解题关键是掌握重力的来源、作用点，和轻绳上弹力的方向。
8.【答案】AC
【解析】解：AD.若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同，看到水滴似乎不再下落，知相邻两个点的时间间隔相等；由图可知，各点之间的位移差为
Δx=0.2m
根据Δx=gΔt2，有
Δt= 210s
故A正确，D错误；
B.利用平均速度等于中间时刻的速度求解C点的速度，故B错误；
C.根据v=gt得
vB：vC：vD=1：2：3
故C正确。
故选：AC。
根据题意结合逐差法可解得时间间隔，利用平均速度等于中间时刻的速度求解C点的速度，根据速度—时间公式可解得C。
解决本题的关键掌握自由落体运动的规律，知道匀变速直线运动的公式和推论，并能熟练运用。
9.【答案】AB
【解析】解：A、根据图像可得乙车的xt与t的关系式为：xt=4t+4，变形可得：x=4t+4t2，结合匀变速直线运动位移—时间关系x=v0t+12at2，可知乙车的初速度和加速度分别为v0乙=4m/s，a乙=8m/s2，故A正确；
B、根据图像可得甲车的xt与t的关系式为：xt=8t，变形可得：x=8t2，结合匀变速直线运动位移—时间关系x=v0t+12at2，可知甲车的初速度和加速度分别为：
v0甲=0，a甲=16m/s2，则t=1s时，甲的位移为：x甲=12a甲t2=12×16×12m=8m，故B正确；
C、由于开始阶段，甲车在前，乙车在后，此时两车相距1m，乙车的速度大于甲车的速度，而甲车的加速度大于乙车的加速度，所以一开始甲、乙两车间的距离先减小，当两车速度相等时，则有
v=a甲t′=v0乙+a乙t′
解得：t′=0.5s，v=8m/s
此过程中甲、乙两车通过的位移分别为：
x′甲=v2t′=82×0.5m=2m，x′乙=v0乙+v2t′=4+82×0.5m=3m
则两车位移之差Δx=x′乙−x′甲=3m−1m=1m，所以t=0.5s时两车刚好相遇，相距最近，故C错误；
D、v−t图像与时间轴所围成的面积大小等于位移，因为xt不是瞬时速度v，所以xt−t图像与时间轴所围成的面积不是位移，故D错误。
故选：AB。
根据题图写出解析式，得到位移与时间的关系，与匀变速直线运动位移—时间关系x=v0t+12at2比对，从而求得甲、乙两车的初速度和加速度。再求t=1s时甲的位移。当两车速度相等时，相距最近，根据速度—时间公式求出时间。结合v−t图像与时间轴所围成的面积等于位移，分析该图像与时间轴所围成的面积的意义。
解决本题的关键要掌握匀变速直线运动位移—时间关系x=v0t+12at2，与图像的解析对照得到两车的初速度和加速度。要知道两车速度相等时，相距最近。
10.【答案】0.80 0.50
【解析】解：极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则可知，滑块通过第二个光电门时的速度为
v2=dΔt2=4.0×10−30.005m/s=0.80m/s
滑块通过第一个光电门时的速度为
v1=dΔt1=4.0×10−30.020m/s=0.20m/s
根据2aL=v22−v12可得滑块在导轨上的加速度为：
a=v22−v122L=0.802−0.2022×0.6m/s2=0.50m/s2。
故答案为：0.80；0.50。
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出物块通过光电门的速度大小，根据匀变速直线运动的速度—位移公式求出物块的加速度。
解决本题的关键是掌握应用光电门求速度、加速度的原理，即利用极短时间内的平均速度等于瞬时速度。
11.【答案】220 B C x6+x5+x4−x3−x2−x136T2 9.60
【解析】解：(1)本实验采用电火花计时器，所接电源电压应为220V的频率为50Hz的交流电。
(2)为了减小误差，重物应选密度较大的铁块，故B正确，AC错误；
故选：B。
(3)为了测得重物下落的加速度，还需要刻度尺测量点迹的距离，无需天平和秒表，故C正确，AB错误；
故选：C。
(4)根据逐差法可知重物运动的加速度计算表达式为a=x6+x5+x4−x3−x2−x136T2
代入数据可得加速度a=10.29+8.75+7.22−5.69−4.14−2.6036×0.022×0.01m/s2=9.60m/s2。
故答案为：(1)220；(2)B；(3)C；(4)x6+x5+x4−x3−x2−x136T2；9.60。
(1)根据点火花计时器的工作电压分析；
(2)根据减小空气阻力引起的误差角度选择；
(3)根据打点计时器处理纸带、数据测量等角度思考作答；
(4)根据匀变速直线运动的推论论Δx=aT2、纸带处理的逐差法填写公式并代入数据计算出结果。
匀变速直线运动的规律包括自由落体运动的实验，要知道仪器的工作条件和大致原理，理解实验原理以及需要的实验器材，会处理纸带算速度和加速度，还有简单的误差分析，本题都有体现，需要认真对待。
12.【答案】解：(1)根据自由落体运动的位移—速度关系公式v2=2ghBC
可得杆的下端B抵达圆筒顶端C点时的速度v=10m/s
(2)根据自由落体运动的位移—时间关系公式得：hBC=12gt12，hAD=12gt22
杆全部通过圆筒需要的时间为Δt=t2−t1
联立解得Δt=1s
答：(1)杆的下端B抵达圆筒顶端C点时的速度是10m/s；
(2)杆全部通过圆筒需要1s。
【解析】(1)根据自由落体运动的位移—速度关系公式列式求解即可；
(2)整个直杆AB穿过圆筒的时间为A到D时间减去B到C时间，根据自由落体运动的位移—时间关系公式列式求解即可。
解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，掌握自由落体运动的规律，灵活运用运动学公式求解。
13.【答案】解：(1)杰瑞减速到0的时间：
t0=v0a=82s=4s
杰瑞减速到0时所用的位移大小：
x0=v022a=822×2m=16m
(2)当汤姆和杰瑞速度相同时，距离最大，根据速度—时间公式有：
v0−at=at
解得：t=2s
杰瑞的位移：
x1=v0t−12at2
汤姆的位移：
x2=12at2
最大距离
xmax=x1−x2+Δx
代入数据解得：
xmax=18m
(3)根据位移—时间的关系：
x3=v0t3−12at32
解得杰瑞开始减速到鼠洞：t3=3s
此过程汤姆的位移
x4=12at32
解得：x4=9m
由于：x4故汤姆不能在杰瑞回到鼠洞前捉住它。
答：(1)在没有干扰的情况下，杰瑞减速到0时所用的时间为4s，位移的大小为16m；
(2)在追逐的过程中汤姆与杰瑞间的最大距离为18m；
(3)汤姆不能在杰瑞回到鼠洞前捉住它，理由见解析。
【解析】(1)根据速度—时间公式，结合位移—速度公式求解；
(2)根据汤姆和杰瑞速度相同时，距离最大，结合速度—时间公式和位移—速度公式求解；
(3)根据根据位移—时间的关系，结合两动物的距离分析。
本题考查追及相遇问题，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；注意过程分析和公式的选择。