北京市海淀区名校2023-2024学年高一上学期第一次月考
物 理 2023.10
班级 姓名
本试卷共100分,考试时间60分钟
一、单选题(每小题4分,共32分)
1.关于位移与路程,下列说法正确的是( )
A.位移是标量 B.路程是矢量
C.位移是矢量 D.位移的大小总小于路程
2.下列物理情景中,研究对象可以视为质点的是( )
A.研究蜗牛在1min内爬行的距离
B.计算列车通过武汉长江大桥的时间
C.裁判在奥运会的游泳场馆里给花样游泳运动员评分
D.研究地球绕太阳公转
3.特技跳伞运动员从悬停的直升机上跳下,当运动员们保持如图造型下落时,若其中某一位运动员认为自己静止。则下列参考系中,他选择的是( )
A.白云 B.大地 C.直升机 D.对面的运动员
4.从距离地面高1.5m的位置竖直向上抛出一个篮球(可视为质点),它上升3.0m后落到地面,整个过程中篮球的位移大小和路程分别是( )
A.1.5m、7.5m B.1.5m、1.5m C.7.5m、1.5m D.7.5m、7.5m
5.物体A和物体B的x-t图像如图所示,由图可知( )
A.第5s末,两物体相遇 B.物体A比物体B早3s开始运动.
C.两物体由同一位置开始运动 D.前5s内,AB速度大小相等
6.下面有关加速度的说法中,正确的是( )
A.加速度是描述物体速度变化大小的物理量 B.加速度是描述物体运动快慢的物理量
C.加速度是描述物体位置变化快慢的物理量 D.加速度是描述物体速度变化快慢的物理量
7.某物体一直线运动,其速度—时间图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.第2秒内和第3秒内速度方向相反 B.第2秒内和第3秒内位移方向相反
C.第3秒内和第4秒内速度方向相反 D.第3秒内和第4秒内位移方向相同
8.如图所示,小球以v1=3m/s的速度匀速水平向右运动,碰到墙壁经t=0.01s后以v2=2m/s的速度沿同一直线反弹,小球在这0.01s内的平均加速度为( )
A.100m/s2,方向向右 B.100m/s2,方向向左
C.500m/s2,方向向右 D.500m/s2,方向向左
二、多选题(每小题4分,共计8分)
9.如图所示为某质点做直线运动的v-t图像,关于这个质点在4s内的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.加速度大小不变,方向与初速度方向相同 B.4s内通过的路程为4m,而位移为零
C.质点始终向同一方向运动 D.4s末物体回到发点
10.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,2s后速度的大小为8m/s。在这2s内该物体的( )
A.速度变化量的大小可能大于8m/s B.速度变化量的大小可能小于4m/s
C.加速度的大小可能大于 D.加速度的大小可能等于
三、实验题(每空3分,共计15分)
11.某同学利用如图1所示的装置探究小车速度随时间变化的规律。打点计时器的频率为50Hz。
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有 (填选项前的字母)。
A.电压合适的50Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
(2)图2是实验中打出的一段纸带,在打出的点中,从O点开始每隔4个点取1个计数点,分别记为A、B、C、D、E、F,相邻计数点间的距离已在图中标出。根据图中所给位移数据,可判断小车做匀加速直线运动,你的判断依据是: 。
(3)打点计时器打下计数点C时,小车的瞬时速度vc= m/s。(结果保留两位小数)
(4)经过合理的数据处理后,可以求得小车的加速度a= m/s2(结果保留两位小数)
12.如图是气垫导轨装置图,现在利用气垫导轨来测量滑块的速度,滑块上安装了宽度为1.2 cm的遮光条,滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为△t1=0.10s,通过第二个光电门的时间为△t2=0.05s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=4.0s.则滑块的加速度大小为 m/s2
四、解答题(共计45分)
13.某汽车以恒定加速度做变速直线运动,10 s内速度从5 m/s增加到25 m/s,如果遇到紧急情况刹车,2 s内速度减为零,求这两个过程中加速度的大小和方向。
14.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在0 时刻到 40s这段时间的x-t图。通过分析回答以下问题。
(1)汽车最远位置距离出发点约为多少米?
(2)汽车在哪段时间没有行驶?
(3)汽车在哪段时间驶离出发点,在哪段时间驶向出发点?
(4)求出汽车前10s内和后20s内的速度大小并说明方向。
15.如图所示,一质点沿半径为r=20 cm的圆周自A点出发,逆时针运动2 s,运动 圆周到达B点,求:
(1)质点的位移和路程;
(2)质点的平均速度和平均速率.
16.一篮球从高处由静止以8m/s2的加速度开始竖直下落,经落到地面,篮球与地面碰撞的时间为,然后以5.5m/s速率反弹,之后以大小为11m/s2的加速度竖直向上减速,经t2达到最高点,求:
(1)篮球落地前的瞬间速度v1;
(2)篮球在与地面碰撞过程的平均加速度a;
(3)篮球从开始反弹至最高点所用时间t2。
参考答案:
1.C
【详解】ABC.位移是矢量,路程是标量,故AB错误,C正确;
D.物体做单方向直线运动时,位移的大小等于路程,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】A.研究蜗牛在1min内爬行的距离时、计算列车通过武汉长江大桥的时间时、裁判在奥运会的游泳场馆里给花样游泳运动员评分时,被研究对象的大小与形状都不可忽略,不能将研究对象当作质点,故ABC错误;
D.研究地球绕太阳公转时,地球的大小与形状都可忽略不计,可以把地球看作质点,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】当运动员们保持图中造型下落时,若其中某一位运动员选择对面的运动员为参照物时,由于他们之间的位置未发生变化,所以认为自己是静止的,而选择白云、大地、直升机为参照物时,运动员与它们之间的位置发生了变化,运动员则认为自己是运动的。
故选D。
4.A
【详解】初位置指向末位置的有向线段为篮球的位移,所以整个过程中篮球的位移大小为1.5m,整个过程篮球的轨迹长度为7.5m,所以整个过程中篮球的位移大小和路程分别是1.5m、7.5m。A正确,BCD错误。
故选A。
5.A
【详解】A.5s末,两者的位置相同,即两者相遇,A正确;
BC.A在t=3s,x=0时开始运动,B在t=0,x=5m时开始运动,BC错误;
D.由
D错误。
故选A。
6.D
【详解】速度是描述物体位置变化快慢的物理量;加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,故选项ABC错误,D正确;故选D.
7.C
【详解】AC.根据题意,由图像可知,第2秒内和第3秒内速度均为正值,第4秒内速度为负值,则第2秒内和第3秒内速度方向相同,第3秒内和第4秒内速度方向相反,故A错误,C正确;
BD.根据题意,由图像中面积表示位移,且轴上方为正值,下方为负值,可知,第2秒内和第3秒内位移为正,第4秒内位移为负,即第2秒内和第3秒内位移方向相同,第3秒内和第4秒内位移方向相反,故BD错误。
故选C。
8.D
【详解】设向左为正,则
方向向左。
故选D。
9.BD
【详解】A.由图像可知,前两秒物体向负方向做匀减速直线运动,加速度与初速度方向相反,故A错误;
B.质点前两秒的位移
路程为2m,后两秒位移
路程为2m,所以4s内的位移是零,路程是4m,故B正确;
C.质点前两秒向负方向运动,后两秒向正方向运动,故C错误;
D.因为四秒内的位移为零,所以4s末物体回到发点,故D正确。
故选BD。
10.ACD
【详解】当两速度方向相同时,设初速度方向为正,有
,
此时速度变化量最小
此时加速度为
当两速度方向相反时,设初速度方向为正,有
,
此时速度变化量
此时加速度为
故选ACD。
11. AC/CA 在误差允许的范围内,相邻相等时间间隔内的位移差为定值 1.02 2.03
【详解】(1)[1]在下列仪器和器材中,还需要使用的有电压合适的50Hz交流电源,供打点计时器使用;同时还需要刻度尺,来测量各点的位移大小,从而算出各自速度大小。
故选AC。
(2)[2]由纸带上的数据可得
即在误差允许范围内,纸带上相邻计数点间的位移之差相等,满足匀变速直线运动的判别式,故判断依据为在误差允许的范围内,相邻相等时间间隔内的位移差为定值。
(3)[3]每隔4个点取1个计数点,则相邻计数点间的时间间隔
根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,有
(4)[4]根据匀变速直线运动的判别式结合逐差法可得加速度为
12.加速阶段:2 m/s2,与初速度方向相同;刹车阶段:12.5 m/s2,与初速度方向相反
【分析】某汽车以恒定加速度做变速直线运动,10 s内速度从5 m/s增加到25 m/s,如果遇到紧急情况刹车,2 s内速度减为零,求这两个过程中加速度的大小和方向.
【详解】以初速度的方向为正方向,有v0=5 m/s,v=25 m/s,t=10 s则
a==m/s2=2 m/s2
方向与规定的正方向相同.
对于刹车阶段:v=25 m/s,v′=0,t′=2 s.则
a′==m/s2=-12.5 m/s2.
方向与初速度方向相反.
【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用,加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量,由此可求得加速度大小,同理可求得在刹车阶段加速度大小,注意速度的变化量为末速度减去初速度.
13.(1)30m;(2)10s~20s;(3)0~10s,20s~40s;(4)3m/s,正方向;1.5m/s,负方向
【详解】(1)根据x-t图像可知,汽车最远位置距离出发点约为30m;
(2)在10s~20s时,汽车没有行驶,此时位移保持不变,汽车位置距离出发点也为30m;
(3)汽车在0~10s时向前做匀速直线运动,汽车在哪段时间驶离出发点;在20s~40s时,汽车向负方向做匀速直线运动,汽车驶向出发点,直到汽车到达出发点;
(4)汽车前10s内的速度
速度大小是,方向是正方向。
汽车在后20s内的速度
速度大小是,方向是负方向。
14.(1)0.283 m,方向由A点指向B点,0.942 m (2)0.142 m/s,方向由A点指向B点,0.471 m/s
【详解】(1)质点的位移是由A点指向B点的有向线段,位移大小为线段AB的长度,由几何关系可知质点的位移大小
方向由A点指向B点;
质点的路程为
(2)根据平均速度定义得
方向由A点指向B点;
质点的平均速率
15.(1)8m/s,方向为竖直向下;(2)67.5m/s2,方向竖直向上;(3)0.5s
【详解】(1)根据可得篮球落地前的瞬间速度
方向竖直向下;
(2)设竖直向下为正方向,篮球在与地面碰撞过程的平均加速度
即加速度的大小为,方向竖直向上;
(3)篮球从开始反弹至最高点所用时间
16.(1),方向竖直向上;(2);(3)
【详解】(1)根据加速度公式可知,加速度大小为
方向竖直向上
(2)篮球从空中开始下落至首次到达水平地面过程的平均速度的大小为
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速率的大小为
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