2023-2024学年湖北省重点高中智学联盟高一（上）联考物理试卷（10月）（含解析）

2023-2024学年湖北省重点高中智学联盟高一（上）联考物理试卷（10月）一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.以下情景中，哪些带下划线的物体可看成质点(    )A. 教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程B. 在跳水比赛中，裁判员给跳水运动员评分C. 小英测算蚂蚁拖动饭粒时，蚂蚁 1 min爬行的路程D. 小敏观察蚂蚁拖动饭粒时，蚂蚁的肢体是如何分工的2.关于位移和路程，下列四种说法正确的是(    )A. 位移用来描述直线运动，路程用来描述曲线运动B. 位移是矢量，它取决于物体的始末位置；路程是标量，它取决于物体实际通过的路线C. 位移和路程大小总相等，但是位移有方向，是矢量，路程无方向，是标量D. 位移和路程是一回事3.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。如图近似描写了汽车在0时刻到40s这段时间的x−t图像。下列说法正确的是(    )A. 汽车最远位置距离出发点约为40米B. 汽车在10s−40s这段时间做匀速直线运动C. 汽车在0−20s时间段内一直驶离出发点，20s−40s时间段驶向出发点D. 汽车在0−40s内通过的路程为60m4.四个质点做直线运动，它们的v−t图像分别如图中甲、乙、丙、丁所示。速度v坐标轴的正值表示质点向东的方向，当t=0时，质点位于A点。关于质点在2 s时间内的运动情况，下列说法正确的是(    )A. 图甲中的质点在2s末重新回A点B. 图乙中的质点在1s末距离A点最远C. 图丙中的质点在2s内做匀变速直线运动D. 图丁中的质点在2s内加速度方向发生了变化5.秋天的校园里，金黄色的银杏树很是好看。一片银杏树叶恰从大约5m高的树枝上落下，则银杏叶落地的时间可能是(    )A. 0.4s B. 0.8s C. 1s D. 2.3s6.铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向下为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是(    )A. B. C. D. 7.以18 m/s的速度行驶的汽车，制动后做匀减速直线运动，在3s内前进24m。则汽车的加速度大小为(    )A. 203m/s2 B. 6.75m/s2 C. 163m/s2 D. 6m/s2二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.某研究性学习小组进行课外实验，一枚小火箭由地面竖直向上发射，火箭升空后某时刻开始计时，v−t图象如图所示，由图象可知(    )A. 2s时刻火箭离地面最远B. 在0−3s时间内火箭上升，3s时火箭开始下落C. 在2−4s时间内火箭的加速度为10m/s2，做自由落体运动D. 2s−4s时间内火箭的平均速度为零9.图像能够直观描述物理过程，能形象表述物理规律，能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是(    )A. 甲图中，物体在0～t0这段时间内的位移为12v0t0B. 乙图中，物体的加速度为0.5m/s2C. 丙图中，阴影面积表示t1～t2时间内物体的末速度D. 丁图中，t=3s时物体的速度为25m/s10.酒后驾车严重威胁公共交通安全。将驾驶员从视觉感知到前方危险开始到汽车开始制动的时间称为反应时间，将反应时间和制动时间内汽车行驶的总距离称为感知制动距离。科学研究发现，反应时间和感知制动距离在驾驶员饮酒前后会发生明显变化。一驾驶员正常驾车和酒后驾车时，感知前方危险后汽车运动的v−t图线分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是(    )A. 正常驾驶时的感知制动距离为67.5mB. 酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加30mC. 汽车在制动时间内的加速度大小与喝酒与否无关D. 汽车在湿滑路面制动时加速度一般比干燥路面时小，故在湿滑路面制动时间内平均速度比干燥路面制动时间内平均速度大三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题。(1)乙图是___________(填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”)(2)电火花打点计时器使用的电源是___________(填“交变8V”或“交变220V”)电源，实验室使用我国民用电(频率50Hz)时，如果每相邻的计数点间还有2个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为___________。(3)关于本实验，下列说法正确的是________；A. 纸带上打的点越密，说明物体运动的速度越小B. 使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小C. 在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源D. 两种打点计时器使用时都必须用复写纸(4)如果当时电网中交变电流的频率与正常频率(50Hz)稍有减小，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比_________。(选填：偏大、偏小、不变)12.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图甲所示的一条纸带(每两点间还有4个点没有画出来)，纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。  (1)根据纸带上的数据，计算出打下A、B、C、D、E点时小车的瞬时速度并填在表中。请将表格填写完整。(2)在图丙画出小车的v−t图像______。  (3)根据v−t图像可以判断小车做匀变速直线运动。为了尽可能精确测出小车的加速度，一般采取甲、乙两种方案：甲方案：根据v−t图像求出小车的加速度。依据此方案，由实验数据可以求出小车的加速度为_______；(结果保留三位有效数字)乙方案：根据逐差法求出小车的加速度。依据此方案，由实验数据可以求出小车的加速度为_______；(结果保留三位有效数字)四、计算题：本大题共3小题，共36分。13.某物体在足够高的空中以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2，求前5s内物体的(1)路程；(2)位移的大小；(3)平均速度。14.随着亚运会的开幕，在浙江杭州、湖州等多座城市街头出现很多无人驾驶小巴士。如图：车长6.5米，核定座位数11座，最大载客数30人。(1)如图所示，无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方100m范围内车辆和行人的“气息”。若无人驾驶汽车在某路段刹车时的最大加速度为4.5m/s2，为了不撞上前方静止的障碍物，该汽车在该路段的最大速度是多少？(2)若该无人驾驶汽车以v1=20m/s的速度匀速行驶时，正前方L=100m处突然闯入一辆有人驾驶的汽车沿同一方向以v2=10m/s的速度匀速直线行驶，为避免发生追尾事故，该无人驾驶汽车刹车时加速度至少为多少？15.城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生。如图所示，某高楼距地面高H=47m的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看做自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长L1=8m、高h=2m的货车，正以v0=9m/s的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时，货车车头距花盆的水平距离为L2=24m，由于道路限制，汽车只能直行通过阳台的正下方的通道。(1)若货车行驶到阳台下方被花盆砸中，求花盆在空中运动的时间；(2)若司机发现花盆开始掉落，采取制动的方式来避险，货车最大加速为4.5m/s2，使货车在花盆砸落点前停下，求货车司机允许反应的最长时间；(3)若司机发现花盆开始掉落，司机反应时间Δt=1s，则司机可以采取什么方式避险？若货车在避险时的运动可视为匀变速直线运动，则货车的加速度应该满足什么条件？答案和解析1.【答案】C 【解析】【分析】把物体看成质点的条件：当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或影响忽略不计时，我们就可以把它看成质点。根据这个条件分析。本题考查学生对质点这个概念的理解，关键是知道物体能看成质点时的条件，看物体的大小、形状对所研究的问题是否产生影响，物体的大小、形状能否忽略。【解答】A.教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程，要考虑运动员的身高和形状，不可看作质点，故A错误。B.裁判员在跳水比赛中给跳水运动员评分，需要研究运动员的姿势和动作，要考虑身体形状，故不可看作质点，故B错误；C.小英测算蚂蚁拖到饭粒时，蚂蚁1min爬行的路程时，蚂蚁的形状和大小可忽略不计，能看成质点，故C正确；D.小敏观察蚂蚁拖动饭粒时，分析蚂蚁的肢体是如何分工的，要考虑其形状，不可看作质点，故D错误。故选C。2.【答案】B 【解析】【分析】位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移是矢量，有大小也有方向；路程是指物体所经过的路径的长度，路程是标量，只有大小，没有方向。本题就是对位移和路程的考查，掌握住位移和路程的概念就能够解决了。【解答】AC.位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移是矢量，是描述物体位置的变化；路程是描述物体运动轨迹的大小，路程是标量。只有在单向直线运动过程中，位移大小等于路程，其他情况，位移小于路程，所以AC错误。B.位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移是矢量，路程是指物体所经过的路径的长度，路程是标量，所以B正确。D.根据以上分析可知，D错误。故选B。3.【答案】D 【解析】【分析】位移−时间图象的“斜率”等于速度．倾斜的直线运动表示匀速直线运动，平行于t轴的图线表示静止。本题是位移图象问题，考查基本的识图能力，关键抓住“斜率”等于速度，位移等于坐标的变化量。【解答】A.由图象可知，10s末离出发点最远，则最远距离为30m，故A错误；B.由图知汽车在10s−20s处于静止状态，20−40s做匀速直线运动，故B错误；C.汽车在0−10s时间段内一直驶离出发点，10s−20s内静止不动，20s−40s时间段驶向出发点，故C错误；D.汽车在0−40s内，运动的总路程是30 m+30 m=60m，故D正确。故选D。4.【答案】A 【解析】【分析】在v−t图象中，速度的正负号表示速度方向，图象的斜率表示加速度，图象与时间轴所围的面积表示位移。对于v−t图象，要知道图象的斜率表示加速度，图象与时间轴所围的面积表示位移。分析时要注意位移的正负号。【解答】A.v−t的面积表示位移，故甲中质点在2s末的位移为零，回到出发点，故A正确；B.图乙中质点的速度始终为正值，表示质点始终朝着正方向运动，位移一直增大，故2s末离A点最远，故B错误；C.图丙中，两段时间内加速度大小相等，方向相反，故不是匀变速直线运动，故C错误；D.v−t图像的斜率表示加速度，0−2s内斜率不变，加速度大小方向都不变，故D错误。故选A。5.【答案】D 【解析】【分析】本题主要是考查自由落体运动，解答本题要知道自由落体运动的规律，结合实际情况分析树叶下落的时间。树叶的下落过程不可能是自由落体运动，先求出自由下落时要用的时间，再根据实际情况进行分析。【解答】根据h=12gt2，解得银杏叶落地的时间但树叶在下落过程中受到空气阻力作用，使得下落的时间要长，根据实际情况可知，树叶下落的时间可能为2.3s。故选D。6.【答案】C 【解析】【分析】根据题意分析出铯原子团的受力情况，由此得出其加速度的特点和速度变化关系。本题主要考查了竖直上抛运动的相关应用，理解竖直上抛运动的物体加速度和速度的变化情况，结合图像的物理意义即可完成分析。【解答】激光关闭后铯原子做竖直上抛运动，因此铯原子团先向上做匀减速运动，接着向下做匀加速运动，加速度都为重力加速度，方向一直竖直向下。AB.两个阶段加速度不变，则v−t图线的斜率不变，因为取向下为正，所以速度先负方向减小，后正方向增大，故AB错误；CD.两个阶段加速度均为重力加速度，竖直向下，为正值，故C正确，D错误。7.【答案】B 【解析】【分析】本题考查了运动学公式在实际生活中的应用，在解答时注意考虑汽车是实际运动情况，不能死板的套用公式。根据匀变速直线运动的位移时间公式求出汽车的加速度。【解答】根据x=v0t−12at2得，代入数据得：汽车的加速度大小a=203m/s2，汽车速度减为零的时间t0=v0a=2.7s<3s，可知汽车在3s前已经停止；故根据v02t=24m，解得：t=83s，则汽车的加速度a=v0t=274m/s2=6.75m/s2，故B正确，ACD错误。8.【答案】BD 【解析】分析：在速度时间图象中，速度的正负表示速度的方向，可分析火箭的运动情况，判断什么时刻火箭到达最大高度和什么时刻开始下落．图线的斜率等于加速度，由数学知识求加速度的大小．匀变速直线运动的平均速度可由公式v=v0+v2求解．对于速度−时间图象问题，关键要抓住速度的正负反映速度的方向，斜率表示加速度的大小，“面积”表示位移，分析物体的运动情况．解：A、由速度图象看出，在0−3s时间内火箭的速度是正值，说明火箭一直向上运动，3−4s内速度为负值，火箭在下落，所以3s时刻火箭离地面最远，故A错误。B、由上分析知，在0～3s时间内火箭上升，3s时火箭开始下落，故B正确。C、在速度时间图象中，图线的斜率等于加速度，由数学知识得知在2～4s时间内火箭的加速度为a=ΔvΔt=−10−104−2m/s2=−10m/s2，由于t=2s火箭的速度为10m/s，所以在这段时间内火箭做竖直上抛运动，故C错误。D、2～4s时间内火箭的加速度一定，做匀变速直线运动，由v=v1+v22知2～4s时间内火箭的平均速度为v=10+(−10)2m/s=0，故D正确。故选：BD。9.【答案】BD 【解析】【分析】本题考查了运动的图像；对于物理图象，往往要写出解析式，对照物理规律来分析图象的物理意义。要注意分析图象斜率、面积和截距的意义。根据v−t图象与时间轴所围的面积表示位移，分析甲图中物体的位移与匀加速直线运动位移的关系；对于乙图象，根据公式v2−v02=2ax列式求解加速度；a−t图象与时间轴所围的面积表示速度的变化量；对于丁图，写出xt与t的关系式，对照匀变速直线运动的位移公式求出加速度和初速度，再求t=3s时物体的速度。【解答】A. 由v−t图线与时间坐标轴围成的面积表示位移，可知甲图中，物体在0～t0这段时间内的位移大于12v0t0，选项A错误；B. 根据v2=2ax可知乙图中，2a=1m/s2，则物体的加速度为0.5m/s2，选项B正确；C. 根据Δv=aΔt可知，丙图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内物体的速度变化量，选项C错误；D. 由x=v0t+12at2，可得xt=v0+12at，结合丁图可知v0=−5m/s，12a=102m/s2=5m/s2，解得a=10m/s2，故t=3s时物体的速度为v3=(−5+10×3)m/s=25m/s，选项D正确。10.【答案】BC 【解析】【分析】根据运动的图像和匀变速直线运动位移时间关系求出正常驾驶时的感知制动距离；根据匀变速直线运动位移时间关系求出酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加的距离。根据v−t图像分析加速度大小；根据平均速度分析在湿滑路面制动时间内平均速度与干燥路面制动时间内平均速度的大小关系。【解答】A、设驾驶员饮酒前、后的反应时间分别为t1、t2，由图线可得：t1=0.5s，t2=1.5s 正常驾驶时汽车减速时间为t3=4.0s，初速度v0=30m/s由图线可得：s=v0t1+v0+02t3 得：s=75m，故A错误；B、酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加△s=v0t2−t1=30×(1.5−0.5)m=30m，故B正确；C、由v−t图像得，驾驶员正常驾车和酒后驾车在制动时间内的加速度大小相等，与喝酒与否无关，故C正确；D、制动过程汽车做匀减速直线运动，末速度v=0，根据平均速度公式得v=v+v02=v02，故在湿滑路面制动时间内平均速度与干燥路面制动时间内平均速度相等，故D错误。11.【答案】(1)电磁打点计时器  (2)  交变220V；0.06s   (3)  AB  (4)偏大 【解析】【分析】了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压、工作原理即可正确解答；同时要熟练使用打点计时器进行有关的操作。明确周期和频率之间的关系，了解真实值和测量值之间的关系，即可分析误差情况。对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用。【解答】(1)甲图是电火花打点计时器，乙图是电磁打点计时器；(2)电磁打点计时器的工作电压是8V的交流电源，电火花计时器使用220V的交流电源；电源的频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点，每相邻的计数点间还有2个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为3×0.02s=0.06s；(3)A、纸带上打的点越密，说明物体运动的速度越小，故A正确；B、使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故B正确；C、在测量物体速度时，先接通打点计时器电源，后让物体运动，故C错误；D、电磁打点计时器使用时必须用复写纸，电火花打点计时器使用时必须使用墨粉纸盘，故D错误；故选：AB。(4)如果交流电的频率减小，那么实际打点周期变大，根据运动学公式v=xt，得真实的速度值就会偏小，所以测量的速度值与真实的速度值相比是偏大。12.【答案】  (1)1.540     (2)     (3)1.98 ；1.93 【解析】(1)E点时小车的瞬时速度即为DF的平均速度，即vE=xDFtDF=16.60+14.20×10−22×0.1m/s=1.540m/s(2)描点后得到小车的v−t图像如下  (3)根据v−t图像，图线的斜率为小车的加速度a=1.98m/s2根据逐差法求出小车的加速度，有a=(16.60+14.20+12.31−10.60−8.60−6.50)×10−29×0.12m/s2=1.93m/s2。13.【答案】解：(1)由 v=gt 可得，物体的速度减为零需要的时间t0=v0g=2010s=2s，由v02=2gh1可得h1=v 022g=20m，故 5s 时物体正在下落，路程应等于向上的高度与后 3s 内下落的高度之和，后 3s 下落的高度h′=12gt′2=45m，故总路程s=(45+20)m=65m；(2)位移h=v0t−12gt2=−25m，故物体在5秒内的位移大小为25m；(3)平均速度v=ht=−255m/s=−5m/s   方向竖直向下。 【解析】(1)分段计算出物体的位移，结合路程的含义得出路程的大小；(2)结合位移的定义得出位移的大小；(3)根据平均速度的定义式得出平均速度。本题主要考查了竖直上抛运动，理解物体的运动类型，结合运动学公式和物理概念即可完成分析。14.【答案】解：(1)无人驾驶汽车刹车时做匀减速直线运动，根据速度−位移公式0−v02=2as得最大速度为v0=−2as=−2×(−4.5)×100m/s=30m/s。(2)两车为避免发生追尾事故，无人驾驶汽车必须刹车，当追上前面车辆时两车速度相等此时加速度a最小，设无人驾驶的汽车从刹车到两车速度相等经历时间为t，则：无人驾驶汽车的位移：x1=v1+v22t，有人驾驶汽车的位移：x2=v2t，由位移关系有：x1=x2+L，t=20s，此时该无人驾驶汽车刹车时加速度：a=v2−v1t=−0.5m/s2，故该无人驾驶汽车刹车时加速度至少为0.5m/s2 。 【解析】(1)通过匀变速直线运动速度与位移关系式求解；(2)对于追及相遇问题，要明确两者速度相等时其间距有极值，为避免发生追尾事故，那么应该是速度相等时两车恰好相遇，结合两者这段时间内的位移之差恰好等于L=100m列式可求出共速所用时间，再由速度与时间关系式可求出加速度。本题考查了追及相遇问题，注意临界条件。15.【答案】(1)花盆下落为自由落体运动H−h=12gt2解得t= 2(H−h)g=3s(2)货车以最大加速度刹车所需的距离v02=2ax解得x=9m司机反应时允许做匀速运动的最大距离为L=L2−x=15m反应时间t=Lv0=53s(3)司机反应时做匀速运动的距离x1=v0⋅Δt=9m货车被砸到之前可以行驶的时间t′=t−Δt=2s花盆落到地面用的时间T= 2Hg= 475s①货车减速避险，花盆运动3s时货车刚好被砸到，有v0t′+12a1t′2=L2−x1得a1=−1.5m/s2花盆落到地面时货车刚好到达落地点，有v0(T−1)+12a1(T−1)2=L2−x1得a1′>a1，因此至少以a=1.68m/s2的加速度减速；②货车加速避险，要求在2s后已驶过掉落点，有v0t+12a2t2=L1+L2−x1得a2=2.5m/s2因此至少以a=2.5m/s2的加速度加速，所以避险方法有司机反应后立即以至少a=2.5m/s2的加速度加速，或立即以至少a=1.68m/s2的加速度减速能避险。 【解析】(1)通过自由落体运动规律计算时间；(2)解得货车制动过程中反应通过的最大距离解得时间；(3)根据和货车运动的时间相同，算得货车的位移从而解得加速度。位置ABCDE0.7550.9601.1461.326__