北京市清华附中2019-2020学年高一上学期9月月考物理试题

北京市清华附中2019-2020学年高一上学期9月月考物理试题

2019 北京清华附中高一（上）9 月月考 物 理 一、单选题 1.以下的物理量中，不是矢量的是（ ） A. 瞬时速度 B. 力 C. 路程 D. 加速度 【答案】C 【解析】 【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量只有大小没有方向． ABD. 瞬时速度、力、加速度这三个量既有大小又有方向是矢量，故 ABD 不符合题意． C. 路程只有大小没有方向是标量，符合题意． 2.如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是 v1，经过一小段时间之后，速度变为 v2， Δv 表示速度的变化量．由图中所示信息可知 A. 汽车在做加速直线运动 B. 汽车的加速度方向与 v1 的方向相同 C. 汽车的加速度方向与Δv 的方向相同 D. 汽车的加速度方向与Δv 的方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A.Δv 的方向与初速度方向相反，所以汽车做减速运动，故 A 错误； BCD.汽车的加速度为   va t 即加速度方向与速度变化的方向相同，从图上可以看出汽车的 加速度方向与 v1 的方向相反，故 BD 错误；故 C 正确 3.以下关于速度的大小和速率的说法中，正确的是（ ） A. 平均速度的大小等于平均速率 B. 平均速度的大小大于等于平均速 率 C. 瞬时速度的大小小于等于瞬时速率 D. 瞬时速度的大小等于瞬时速率 【答案】D 【解析】 【详解】AB. 平均速度的大小不表示平均速率，平均速度等于位移与时间的比值，平均速 率等于路程与时间的比值．只有在单向直线运动中，平均速度的大小等于平均速率，其他运 动中，平均速度的大小小于平均速率，故 AB 错误． CD. 瞬时速度的大小等于瞬时速率，故 C 错误 D 正确． 4.下列说法正确的是（ ） A. 加速度增大，速度一定增大 B. 速度变化量越大，加速度一定越大 C. 物体有加速度，速度就增大 D. 物体的速度很大，加速度可能为 0． 【答案】D 【解析】 【详解】A.当加速度与速度方向相反时，加速度增大，速度减小，故 A 错误． B. 速度变化量越大，加速度不一定越大，因为还与时间有关系，故 B 错误． C. 当加速度与速度方向相反时，物体减速运动，速度减小，故 C 错误． D. 物体的速度很大，加速度可能为 0，如匀速飞行的飞机，故 D 正确． 5.物体沿直线做加速运动，当加速度逐渐减小时，物体的速度和位移的变化是 ( ) A. 速度增大，位移增大 B. 速度减小，位移减小 C. 速度减小，位移增大 D. 速度增大，位移减小 【答案】A 【解析】 【详解】物体做加速直线运动，加速度与速度同向，当加速度逐渐减小时，速度仍在增大， 由于物体的运动方向没有变化，位移也在增大．所以速度、位移都在增大，故 A 正确，BCD 错误． 6.飞船返回地面时，为保护返回舱内仪器不受损坏，在靠近地面附近时，返回舱会自动放出 降落伞减速，苈返回舱离地面 4km 时，速度方向已竖直向下，大小为 200m/s 此时返回舱将 降落伞打开，设打开降落伞后返回舱做匀减速运动，要使返回舱以最安全最理想的方式着陆， 则打开降落伞后飞船运动的加速度应为（ ） A. 2.5m/s2 B. 5m/s2 C. 10m/s2 D. 15m/s2 【答案】B 【解析】 设下落时初速度为 v0，高度为 h，根据位移速度公式：0-v02=2ah，解得 a=5m/s2．故选 B． 7.A、B 两个物体在同一直线上做匀变速直线运动，它们的速度图象如图所示，则 A. A、B 两物体运动方向一定相反 B. 开头 4s 内 A、B 两物体的位移相同 C. t=4s 时，A、B 两物体的速度相同 D. A 物体的加速度比 B 物体的加速度大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，两物体的速度均沿正方向，故运动方向相同，故 A 错误； B．图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，可知开头 4s 内 A 的位移大于 B 的位移，选 项 B 错误； C．t=4s 时，两图象相交，表示 A、B 两物体的速度相同，故 C 正确； D．图象的斜率表示加速度，斜率绝对值越大，加速度越大，则 A 物体的加速度比 B 物体的 加速度小，故 D 错误． 8.如图所示，一个小球从光滑斜面上的 A 点由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为 0.4m/s2，经过 3s 后到达斜面底端 B 点，并开始在水平地面上做匀减速直线运动，又经过 9s 停在 C 点．已知小球经过 B 点时速度大小不变，则小球在斜面上运动的距离与在水平地面 上运动的距离之比是（ ） A. 1:1 B. 1:3 C. 1:2 D. 3:1 【答案】B 【解析】 【详解】设 B 点的速度大小为 v．则小球在斜面上做匀加速运动，其位移大小 1 12 vx t ，在 水平面上做匀减速直线运动的位移大小 2 22 vx t ，则小球在斜面上运动的位移大小与在水 平面上的运动位移大小之比： 1 2 1 2: : 3:9 1:3x x t t   A. 1:1 与计算结果不符，故 A 错误． B. 1:3 与计算结果相符，故 B 正确． C. 1:2 与计算结果不符，故 C 错误． D. 3:1 与计算结果不符，故 D 错误． 9.物体先做初速为零的匀加速运动，加速度为 a1 当速度达到 v 时，改为以 a2 匀减速运动直 至速度为零，在加速和减速过程中，物体的位移和所用时间分别为 s1、t1 和 s2、t2．下列式 子成立的是（ ） A. 1 2 2 1 s t s t  B. 1 1 1 2 2 2 s a t s a t  C. 1 1 2 2 a t a t = D. 1 2 1 2 2( )s sv t t   【答案】D 【解析】 【详解】A.匀加速过程中： 1 1 1 0 2 2 s v vv t    匀减速过程中： 2 2 2 0 2 2 s v vv t    所以 2 1 1 2 s t s t  ，故 A 错误． B. 匀加速过程中： 2 1 1 1 1 2s a t ，匀加速过程中： 2 2 2 2 1 2s a t ，所以 1 1 1 2 2 2 2 2 s a t s a t  故 B 错误． C.因为 1 2 1 2 ,v va at t   所以 1 1 2 2 a t a t  ，故 C 错误． D. 整个过程的平均速度也为 2 v ，即 1 2 1 2 2 s s vv t t   所以 1 2 1 2 2( )s sv t t   ，故 D 正确． 10.某运动员（可看作质点）参加高台跳水比赛，t=0 时刻该运动员已离开跳台且具有竖直向 上的初速度．己知运动员在空中运动的时候(不管是向上运动还是向下运动)他的加速度大小 恒定，方向竖直向下．以竖直向下为正方向画出其速度与时间关系图象如图所示，则（ ） A. t1 时刻开始进入水面 B. t2 时刻开始进入水面 C. t3 时刻已浮出水面 D. t2 ~ t3 的时间内，运动员的加速度方向向下 【答案】B 【解析】 【详解】ABC. 根据速度的正负表示速度的方向，选竖直向下为正方问，可知，在 0-t1 时间 内人在空中上升，t1～t2 时间内从最高点下降，t1 时刻到达最高点，t2 之后速度减小，开始进 入水中，t3 时刻，人的速度减为零，此时人处于水下的最深处，故 AC 错误 B 正确． D. t2 ~ t3 的时间内，斜率为负，所以加速度方向为负方向即加速度竖直向上，故 D 错误． 11.一个物体做匀加速运动，它在第 3s 内的位移为 5m，则下列说法正确的是（ ） A. 物体在第 3s 末的速度一定是 6m / s B. 物体的加速度一定是 22m / s C. 物体在前 5s 内的位移一定是 25m D. 物体在第 5s 内的位移一定是 9m 【答案】C 【解析】 【详解】A、由于匀加速直线运动的初速度未知，仅知道第 3s 内的位移，无法求出物体的 加速度、3s 末的速度，故 A 错误，B 错误． C、令物体的初速度为 v0m/s，加速度为 am/s2，则根据匀变速直线运动的位移时间关系有： 物体在第 3s 内的位移 x3＝3v0 1 2  a•32﹣（2v0 1 2  a•22）m＝（v0 5 2 a ）m 物体在前 5s 内的位移 x＝5v0 1 2  a•52m＝5（v0 5 2 a ）m 因为 x3＝5m，所以前 5 秒内的位移 x＝25m，故 C 正确． D、由于匀加速直线运动的初速度未知，仅知道第 3s 内的位移，无法求出物体在第 5s 内的 位移．故 D 错误 故选 C． 二、多选题 12.在图示中，表示物体作匀速直线运动(速度不为零)的是（） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AC.位移时间图像中倾斜的直线代表物体做匀速直线运动，故 AC 正确． B.物体做的是匀加速直线运动，故 B 错误． D.物体加速度不变，在做匀变速运动，故 D 错误． 13.在下列给定初速度和加速度的选项中，属于匀加速运动的是（ ） A. v0 =4m/s，a=2m/s2 B. v0 =-4m/s，a=-2m/s2 C. v0 = 4m/s，a=-2m/s2 D. v0 =0 ，a=-2m/s2 【答案】ABD 【解析】 【详解】A.加速度与速度均为正，方向相同，物体匀加速运动，故 A 正确． B. 加速度与速度均为负，方向相同，物体匀加速运动，故 B 正确． C.加速度为负，速度为正，方向不同，物体做匀减速运动，故 C 错误． D.初速度为零，加速度为负，物体做初速度为零的匀加速运动，故 D 正确． 14.一物体作匀变速直线运动，某一时刻的速度大小为 4m/s,1s 后速度大小为 8m/s，在这 1s 内物体的（ ） A. 位移大小可能小于 4m B. 加速度大小可能小于 4m/s2 C. 位移大小可能大于 10m D. 加速度大小可能大于 10m/s2 【答案】AD 【解析】 【详解】AC. 规定初速度的方向为正方向，若 1s 后的速度方向与初速度方向相同，则 0 4 8 1m 6m2 2 v vx vt t      若 1s 后的速度与初速度方向相反，则 0 4 8 1m 2m2 2 v vx vt t       所以位移大小可能小于 4m，但不可能大于 10m，故 A 正确 C 错误． BD. 规定初速度的方向为正方向，若 1s 后的速度方向与初速度方向相同，则 2 22 1 8 4 m / s 4m / s1 v vva t t      若 1s 后的速度与初速度方向相反，则 2 22 1 8 4 m / s 12m / s1 v vva t t        所以加速度大小不可能小于 4m/s2，但可能大于 10m/s2，故 B 错误 D 正确． 15.如图所示，t=0 时，某物体从光滑斜面上的 A 点由静止开始下滑，经过 B 点后进入水平 面(经过 B 点前后速度大小不变，方向由沿斜面向下突变为水平向右)，最后停在 C 点．每隔 2s 物体的瞬时速率记录在表格中，己知物体在斜面上做匀加速直线运动，在水平面上做匀 减速直线运动，则下列说法中正确的是（ ） A. t=3s 时物体恰好经过 B 点 B. t=10s 时物体恰好停在 C 点 C. 物体运动过程中的最大速度为 12m/s D. A、B 间的距离小于 B、C 间的距离 【答案】BD 【解析】 【详解】AC.根据图表中的数据，可以求出物体下滑的加速度 a1=4m/s2 和在水平面上的加速 度 a2=-2m/s2．根据运动学公式： 1 1 2 2 1 28 12, 2a t a t t t     解出： 1 4 s3t  ，知经过 10 s3 到达 B 点，到达 B 点时的速度 1 1 40 m/s3v a t  如果第 4s 还在斜面上的话，速度应为 16m/s，从而判断出第 4s 已过 B 点．是在 2s 到 4s 之 间经过 B 点．所以最大速度不是 12m/s．故 AC 错误． B. 第 6s 末的速度是 8m/s，到停下来还需的时间 0 8 s 4s2t   所以到 C 点的时间为 10s，故 B 正确． D.根据 2 2 0 2v v ax  可求出 AB 段的长度为 200 m9 ，BC 段长度为 400 m9 ，A、B 间的距离 小于 B、C 间的距离，故 D 正确． 三.填空题 16.一小球在做初速度为零的匀加速直线运动，则： （1）小球第 1 秒末、第 2 秒末、第 3 秒末、……第 n 秒末的速度之比为________； （2）小球前 1 秒内、前 2 秒内、前 3 秒内、……第 n 秒内的位移之比为________； 【答案】 (1). 1：2：3：n (2). 21: 4:9: n 【解析】 【详解】(1)[1] 由 v=at 可得，小球第 1 秒末、第 2 秒末、第 3 秒末、……第 n 秒末的速度 之比为 1：2：3：n． (2)[2]由 21 2x at 可得，小球前 1 秒内、前 2 秒内、前 3 秒内、……第 n 秒内的位移之比为 21: 4:9: n 17.物体从斜面顶端由静止开始匀加速滑下，经 ts 到达中点,则物体从斜面顶端到底端共用时 间为____________s． 【答案】 2t 【解析】 【详解】[1] 设斜面的总长度为 x，总时间为 t′，则有： 21 2 2 x at ， 21 2x at  综合两式得， 2t t  ． 18.下图是用打点计时器打出的一条纸带，一纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面， 图中 A,B,C,D,E 为按时间顺序所取的 5 个计数点，相邻两计数点之间还有 4 个点未画出，则 打点计时器(频率为 50Hz)打下 B 点时的瞬时速度为________m/s，小车的加速度为 ____________m/s2 【答案】 (1). 0.26 (2). 0.4 【解析】 【详解】[1] AC 段的平均速度等于 B 点的瞬时速度，B 点的瞬时速度为： 2 AC B (2.40 2.80) 10 m / s 0.26m / s2 0.2 xv T     [2] 因为连续相等时间内的位移之差为： 0.4cmx  ，根据△x=aT2 得： 2 2 2 2 0.4 10 m / s 0.4m / s0.01 xa T     19.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 【答案】0.03 【解析】 【详解】[1] 根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动，则遮光板 通过第一个光电门的速度： 2 1 1 1.2 10 m / s 0.12m / s0.1 dv t    遮光板通过第二个光电门的速度： 2 2 2 1.2 10 m / s 0.24m / s0.05 dv t    故滑块的加速度 20.24 0.12 0.03m / s4.0 va t     20.如图为某物体在 32s 内运动的 v-t 图像，它在 32 秒内的平均速度为:________m/s． 【答案】2 【解析】 【详解】[1]16-28s 内的加速度 2 24 0 m/s 0.5m/s24 16a   所以 28s 时的速度大小为 0.5 4m/s=2m/sv a t    根据 v-t 图象中图象与坐标轴围成的面积表示位移，可知该质点在 32s 内的位移为 1 1(12 24) 4 8 2 64m2 2x         所以 32 秒内的平均速度为 64 m/s 2m/s32 xv t    21.一个物体从 A 点由静止开始以加速度 a1 做匀加速直线运动，经过 t 时间后到达 B 点，此 时将物体的加速度反向，加速度的大小从 a1 换为 a2，再经过 2t 时间后物体又回到了 A 点， 则 a1 与 a2 的大小之比为: a1： a2=________ 【答案】4：5 【解析】 【详解】[1]匀加速过程 2 1 1 1 2x a t ，到达 B 点速度 B 1 1v a t ，后 2t 时间根据位移时间关 系 2 B 2 1(2 ) (2 )2x v t a t   联立解得： 1 2 4 5 a a  ． 四.计算题: 22.如图，一个物体从 O 点出发，做加速度为 a 的匀加速直线运动，依次经过 A、B、C、D 四个点，已知从 A 到 B 的时间 tAB=tBC=tCD=T，试证明：CD-AB=2aT2 【答案】证明过程见解析 【解析】 【详解】根据匀加速位移时间关系可知： 2 AB A 1 2x v T aT  结合长度关系可知： 2 2 CD A A 1 1(3 ) (3 ) [ (2 ) (2 ) ]2 2x v T a T v T a T    以上两式做差即可得到： CD-AB=2aT2 23.一个物体从 45m 高处自由下落做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为 a=10m/s2， 那么 (1)该物体经多长时间落到地面? (2)求最后 1s 的初速度大小? 【答案】(1)3s (2) 20m/s 【解析】 【详解】(1)根据位移时间关系式 21 2h at ，代入数据解得： 3st  ． (2) 最后 1s 的开始即 2s 末，根据速度时间关系式 ' 10 2m/s 20m/sv at    答：(1)3s (2) 20m/s 24.汽车刹车前的速度为 5m/s，刹车获得的加速度大小为 0.4m/s2 (1)求刹车 2s 后汽车的速度大小． (2)求汽车刹车开始后 20s 内滑行的距离． (3)求从开始刹车到汽车位移为 30m 所经历的时间． 【答案】(1) 4.2m/s (2)31.25m (3)10s 【解析】 【详解】(1)根据速度时间关系式 0v v at  ，代入数据解得： 4.2m/sv  ． (2)刹车总时间： 0vt a   ，代入数据解得： 12.5st  ，所以 20s 内滑行的距离就是刹车 总位移 0 1 31.25m2x v t   (3)根据位移时间关系 2 0 1' ' '2x v t at  ，代入数据解得： ' 10st  ． 答：(1) 4.2m/s (2)31.25m (3)10s 25.一个滑块沿斜面静止匀加速滑下，依次通过斜面上的 A、B、C 三点，如图所示，已知 AB=6m,BC=10m,滑块经过 AB、BC 两段位移的时间都是 2s，求 (1)滑块在 B 点的瞬时速度? (2)滑块运动的加速度? (3) A 到初始位置的距离? 【答案】(1) 4m / s (2) 21m / s (3) 2m 【解析】 【详解】(1) B 点对应时刻是 AC 段时间的中间时刻，B 点速度等于 AC 段的平均速度，故 B 6 10 m / s 4m / s2 2 2 ACv T    (2) 滑块沿斜面向下做匀加速直线运动，则有 2BC AB aT  ， 2 2 2 10 6 m / s 1m / s2 2 BC ABa T     (3) 设斜面 A 点以上部分为 x．则由 2 B 2 ( )v a x AB  ，代入解得 x=2m． 答：(1) 4m / s (2) 21m / s (3) 2m 26.如图所示，在一条平直的公路上有等间距的五个点 A、B、C、D、E，相邻两点间距离为 L=30m．一辆汽车在公路上做匀加速直线运动经过这五个点,已知汽车（车头最前端）通过 AB 段和 BC 段所用时间分别为 3s 和 2s．试求： （1）汽车的加速度 a 的大小； （2）汽车（车头最前端）经过 E 点时刻的速度 vE 的大小． 【答案】(1) 22.0m / s (2) 23.0m / s 【解析】 【详解】(1)汽车在公路上做匀加速直线运动，由推论则有：AB 中间时刻的速度： 1 1 10m / sv L t   BC 中间时刻的速度 2 2 15m / sLv t   加速度 22 1 2.0m / sv va t    (2) B 点速度 B 1 13.0m / sv v at   根据速度位移关系式 2 2 E B BE2v v ax  ， 经过 E 点时的速度大小为 2 E B 2 (3 ) 23.0m / sv v a L   答：(1) 22.0m / s (2) 23.0m / s 27.甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持 9m/s 的速度跑完全 程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的．为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的 位置设置标记．在某次练习中，甲在接力区前 S0=13.5m 处作了标记，并以 v=9m/s 的速度跑 到此标记时向乙发出起跑口令．乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲 相同时被甲追上(乙的最大速度也是 9m/s)，完成交接棒．己知接力区的长度为 L=20m． 求:(1)此次练习中乙在接棒前的加速度 a 的大小; (2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离． (3)若乙的最大加速度为 4m/s2 最大速度仍为 9m/s，试请优化上面甲乙二人的交接棒过程的设 计以使他们的成绩提高，如果不能请说明理由，如果能请估算出最多能使他们的接力赛提快 多少秒？ 【答案】(1) 3m/s2 (2) 6.5m (3) 将标记设置在接力区前 81m8 处，则可以提高成绩 0.375s 【解析】 【详解】(1) 设经过时间 t，甲追上乙，则根据题意有 0 1 2vt vt S  将 v=9m/s 代入得到：t=3s，再有 v=at，解得：a=3m/s2． (2) 在追上乙的时候，乙走的距离为 s，则 21 2s at ，代入数据得到 s=13.5m，所以乙离接 力区末端的距离为 △s=20-13.5=6.5m (3)未优化前，乙通过接力区的时间 67 s18 st t v     若乙的最大加速度为 4m/s2 最大速度仍为 9m/s，两者速度相等时 'v at ，代入数据解得 9' s4t  ，则当甲追上乙时甲比乙多走 1 81' ' m2 8x vt vt    乙离接力区末端的距离为 81 79' 20 m8 8x    乙在接力区中运动总时间 ' 241' ' s72 xt t v     所以优化后提快时间 = ' 0.375st t t   快 所以将标记设置在接力区前 81m8 处，则可以提高成绩 0.375s． 答：(1) 3m/s2 (2) 6.5m (3) 将标记设置在接力区前 81m8 处，则可以提高成绩 0.375s