北京市首师大附中2019-2020学年高一上学期期中考试物理试题

北京市首师大附中2019-2020学年高一上学期期中考试物理试题

首师大附中2019-2020学年第一学期期中考试 高一物理 第Ⅰ卷（共36分）‎ 一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。所有题目均为不定项选择题，漏选得2分，错选、不选不得分。答案填涂在答题卡上。）‎ ‎1.研究下列现象，涉及的物体可看作质点的是（ ）‎ A. 研究地球绕太阳运动的轨迹时，可将地球看作质点 B. 研究高铁从北京到上海的时间，可将列车看作质点 C. 研究乒乓球的弧圈旋转方向，可将乒乓球看作质点 D. 研究原子内部电子绕原子核的运动时，可将原子看作质点 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．绕太阳公转的地球，由于两者距离很大，故地球形状、大小可以忽略，地球可以看做质点，故A正确；‎ B．研究高铁从北京到上海的时间，由于高铁的形状和大小相对北京到上海的距离可以忽略，所以高铁可看成质点，故B正确；‎ C．研究旋转的乒乓球旋转方向，涉及到球的旋转，故球不能看做质点，故C错误；‎ D．研究原子中的电子围绕原子核运动时，我们已经将原子分为原子核和电子，原子的大小和形状不能忽略，不可以将原子看作质点，故D错误。‎ ‎2.下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是（ ）‎ A. “飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的 B. “人从桥上过，桥流水不流”中的“桥流”是以水为参考系的 C. “钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”是以“观众”为参考系的 D. “升国旗时，观察到国旗冉冉升起”，观察者是以“国旗”为参考系的 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．飞流是相对于山在动，故参考系是山，故A错误；‎ B．研究对象应该是桥，以水为参考系，桥的位置发生了变化，则桥是运动的，故B正确；‎ C．钱塘观潮时，潮水扑面而来是指潮水相对于我们来说的，故是以观察者为参考系的，故 C正确；‎ D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“地面”为参考系的，故D错误。‎ ‎3.如图所示，一位同学从操场A点出发，向西走了，到达B点，然后又向北走了，达到C点。在从A点到C点过程中，该同学的位移大小是（ ）‎ A. ‎470m B. ‎50m. C. ‎40m D. ‎‎30m ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】位移的大小等于首末位置的距离，所以总位移是大小为。‎ A．‎470m，与结论不相符，选项A错误；‎ B．‎50m，与结论相符，选项B正确；‎ C．‎40m，与结论不相符，选项C错误；‎ D．‎30m，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎4.关于物体的加速度，下列说法正确的是（ ）‎ A. 加速度为正，物体的速率一定增加 B. 加速度增大，物体的速率一定增大 C. 加速度很大，物体速度的变化量一定很大 D. 加速度越大，物体速度的变化率一定越大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当加速度为正，速度为负时，物体做减速运动，速度减小，故A错误；‎ B．当加速度的方向与速度方向相反时，加速度增大，但速度减小，故B错误；‎ C．由公式可知，加速度很大，物体速度的变化量不一定很大，还与时间有关，故C错误；‎ D．加速度等于速度的变化率，即加速度大的物体，速度变化率大，故D正确。‎ ‎5.‎ 实验表明，在地球上同一地点、一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，通常用g表示。关于自由落体加速度，下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体自由落体时间为t时，其速度变化量为gt B. 羽毛轻飘飘的落下，说明它自由落体的加速度不是g C. 在地球表面附近，g始终是个常量，大小为‎9.8m/s2‎ D. 月球表面做自由落体运动的物体，其加速度也为g ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由公式可知，物体自由落体时间为t时，其速度变化量为gt，故A正确；‎ B．羽毛轻飘飘的落下，由于受到空所阻力，所以不是自由落体运动，故B错误；‎ C．重力加速度与纬度和离地面高度有关，所以重力加速度不是一个常量，故C错误；‎ D．月球表面做自由落体运动的物体，其加速度为，故D错误。‎ ‎6.一辆汽车以‎20m/s的速度沿平直公路行驶，突然发现前方有障碍物，立即刹车，汽车做匀减速直线运动，加速度大小为‎5m/s2。那么从刹车开始计时，前6秒内的位移大小与第6秒末的速度大小分别为（ ）‎ A. x=‎30m，v=‎0m/s B. x=‎30m，v=‎10m/s C. x=‎40m，v=‎0m/s D. x=‎40m，v=‎10m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】汽车从开始刹车到停止所用的时间为 所以前6s的位移与前4s的位移相同，即为 由于汽车运动4s停止，所以汽车在第6s末的速度为0，故C正确。‎ ‎7.一质点由静止开始运动，前8秒为匀加速直线运动，后4秒为匀减速直线运动，第12秒末时，物体恰好停止运动。下列说法正确的是（ ）‎ A. 加速、减速中的位移大小之比x1:x2=2:1‎ B. 加速、减速中的加速度大小之比a1:a2=2:1‎ C. 加速、减速中的平均速度大小之比v1:v2=2:1‎ D. 质点前12秒内的平均速度等于第6秒末的瞬时速度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设最大速度为v，则加速位移为 减速度位移为 所以加速、减速中的位移大小之比2：1，故A正确；‎ B．加速度过程的加速度为 减速过程的加速度大小 所以，故B错误；‎ C．加速、减速中的平均速度都为，所以加速、减速中的平均速度大小之比1：1，故C错误；‎ D．12s内平均速度为 第6秒末的瞬时速度 故D错误。‎ ‎8.用图所示的方法可以测出一个人的反应时间，设直尺从开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离h，受测者的反应时间为t，则下列说法正确的是（ ）‎ A. ∝h B. t∝‎ C. t∝‎ D. t∝h2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据题意分析，直尺下落可看做自由落体运动，由自由落体运动公式h＝gt2，可得，所以t∝，故C正确．‎ ‎9.伽利略在研究运动的过程中，创造了一套科学方法，给出了科学研究过程的基本要素，这些要素包含以下几点，如下框图所示：‎ 其中与方框4相对应的是（ ）‎ A. 提出猜想 B. 交流与合作 C. 实验检验 D. 合理外推 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】这是依据思维程序排序的问题，这一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验检验，紧接着要对实验结论进行修正推广，故C正确。‎ ‎10.某物体运动的v-t图像如图，根据图像可知（ ）‎ A. 前5秒内的位移大小为‎10m B. 前2秒内的平均加速度大小为‎1m/s2‎ C. 第1秒末与第3秒末的速度方向相同 D. 第5秒内的加速度方向与速度方向相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，但无法求出此面积，所以无法得到物体前5s的位移大小，故A错误； ‎ B．由加速度定义式可得 故B正确；‎ C．由图像可知，第1秒末与第3秒末的速度都正值，所以第1秒末与第3秒末的速度方向相同，故C正确；‎ D．由图可知，物体第5秒内做减速运动，所以第5秒内的加速度方向与速度方向相反，故D错误。‎ ‎11.下列运动学图像，表示匀变速直线运动的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．x-t图象是倾斜的直线，位移均匀变化，速度不变，表示物体做匀速直线运动，故A错误；‎ B．v-t图象是倾斜的直线，速度均匀变化，加速度不变，表示物体做匀变速直线运动，故B正确；‎ C．a-t图象是倾斜的直线，表示加速度均匀变化，表示物体做变加速直线运动，故C错误；‎ D．由速度位移公式可知，‎ 图像斜率为‎2a，表明加速度不变，故D正确。‎ ‎12.摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在t=0时由静止开始上升，a-t图像如图所示。由图像可知（ ）‎ A. 电梯在第1秒内做匀加速运动，加速度大小为‎1m/s2‎ B. 电梯在第1秒末到第10秒末之间的位移大小为‎9m C. 电梯从第11秒末到第30秒末做匀速运动，速度大小为‎10m/s D. 第41秒末时，电梯回到原先所在的出发点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知，电梯在第1秒内做加速度均匀增大的加速运动，故A错误；‎ B．a-t图像与坐标轴所围面积表示速度变化，所以电梯在第1秒末的速度为 由图像可知，电梯在第1秒末到第10秒末之间做匀加速直线运动，由位移公式可得 故B错误；‎ C．a-t图像与坐标轴所围面积表示速度变化，所以电梯从第11秒末的速度为 由图可知，电梯从第11秒末到第30秒末做匀速运动，速度大小为‎10m/s，故C正确；‎ D．a-t图像与坐标轴所围面积表示速度变化，所以第41秒末时电梯的速度变为零，但并末回到出发点，故D错误。‎ 第Ⅱ卷（共64分）‎ 二、填空题（本大题共1小题，每空2分，共12分。答案写在答题纸上。）‎ ‎13.某同学用图1所示的实验装置研究小车做匀变速直线运动的特点。‎ ‎(1)实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是_____（选填选项前的字母）。‎ A．刻度尺 B．秒表 C．天平 ‎(2)下列实验步骤的正确顺序是_____（用字母填写）。‎ A．关闭电源，取下纸带 B．接通电源后，放开小车 C．根据纸带上数据点，计算小车的加速度 D．固定好打点计时器，并将小车、纸带等器材正确安装 ‎(3)实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取O、A、B、C、D……若干个计数点，利用实验数据计算出打点时小车的速度v。‎ 描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是___（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差___（选填“有关”或“无关”）。以v为纵坐标，t为横坐标，做出如图3所示的v-t图像。根据图像求出小车的加速度a=__m/s2。（保留3位有效数字）‎ ‎(4)另一位同学用下述方法计算小车运动的加速度：该同学用刻度尺测出OB=x1，OD=x2，如图4所示。纸带上相邻计数点（O与A、A与B、B与C……）的计时间隔为T。请利用x1、x2、T三个量表示小车运动的加速度，a=__________。‎ ‎【答案】 (1). A (2). DBAC (3). 越小越好 (4). 有关 (5). 1.44 (6). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带）、小车、平板和重物外，还要测量位移的刻度尺，故A正确；‎ ‎(2)[2]研究小车做匀变速直线运动时，要先把打点计时器固定在平板上；让纸带穿过限位孔，将纸带与小车尾部相连，小车停靠在打点计时器附近；接通电源，打点计时器工作稳定后释放小车；打点完毕，关闭电源，更换纸带，重复操作，打出多条纸带。综合看顺序是：DBAC；‎ ‎(3)[3][4]当不知道小车是否做匀变速直线运动，若用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是越小越好，即，才使得平均速度接近瞬时速度；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差有关；‎ ‎[5]v-t图像的斜率表示加速度，即有 ‎(4)[6]时间间隔为2T，利用逐差法可得 三、计算与论证（本大题共5小题，共52分。解答过程及答案写在答题卡上。）‎ ‎14.物体做匀加速直线运动，初速度v0=‎10m/s，加速度a=‎2m/s2。‎ ‎(1)求第5秒末的速度v的大小；‎ ‎(2)求前5秒内的位移x的大小。‎ ‎【答案】（1）‎20m/s（2）‎‎75m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由速度公式可得 v=v0+at=(10 +2×5)m/s=‎20m/s ‎(2)由位移公式可得，前5s内的位移为 x=v0t+at2=10×5+×2×(5)2=‎‎75m ‎15.一个物体由静止开始向右做直线运动，它的v-t图像如下图所示。‎ ‎(1)在下图中画出a-t图像。‎ ‎(2)计算前6秒内的位移。‎ ‎【答案】（1）（2）‎‎6m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由v-t图像可知，物体0-2s内做匀加速直线运动，加速度大小为‎1m/s2，2-4s做匀速直线运，即加速度为零，4-5s做匀减速直线运动，加速度大为‎2m/s2，5-6s内反向做匀加速，加速度大为‎2m/s2，所以a-t图像如图 ‎(2)物体前2s的位移为 ‎ ‎ 物体2-4s的位移为 物体4-5s位移为 ‎ ‎ 物体5-6s位移 ‎ ‎ 所以总位移为 ‎16.一个物体做匀变速直线运动，初速度为v0，加速度为a，运动时间为t，末速度为v，位移为x。请完成下列问题。‎ ‎(1)根据加速度的定义式，推导匀变速直线运动的v-t关系：v=v0+at ‎(2)根据匀变速直线运动的v-t关系以及x-t关系，推导匀变速运动速度-位移关系式：v2-v02=2ax ‎(3)物体在一段时间内平均速度定义为：=，其中，t为运动的总时间，x为这段时间内的总位移。若v1表示匀变速直线运动中点时刻（即）的瞬时速度。请证明，物体做匀变速直线运动时：v1==‎ ‎【答案】（1）见解析（2）见解析（3）见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由加速度定义式a=，速度变化量=v-v0，=t 得 a=‎ 整理得 v=v0+at ‎(2)由速度公式v=v0+at，位移公式x=v0t+at2‎ 两式消去时间整理得 v2-v02=2ax ‎(3)由速度公式 ‎ ‎==‎ 所以=v1，因为v=v0+at，‎ 所以v1-v0=at，‎ v-v1=at 所以 ‎2v1=v+v0‎ 整理得 v1==‎ ‎17.某跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后先做自由落体运动，当距离地面‎125m时开始打开降落伞，到达地面时速度减为‎5m/s。如果认为开始打开降落伞直至落地签运动员在做匀减速运动，加速度为‎12m/s2，g取‎10m/s2。问：‎ ‎（1）运动员打开降落伞时的速度是多少？‎ ‎（2）运动员离开飞机时距地面的高度为多少？‎ ‎（3）运动员离开飞机后，经过多少时间才能到达地面？（保留2位小数）‎ ‎【答案】（1）‎55m/s（2）‎275.25m（3）9.7s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由速度位移公式v2-v02=-2ax可得 代入数据解得：‎ v0=‎55m/s ‎(2)由公式v02=2gx1可得 代入数据解得：‎ 因为x2=‎125m，所以 x=x1+x2=‎151.25m+‎125m=‎‎275.25m ‎(3)由速度公式v0=gt1‎ 代入数据解得：‎ 减速的时间 ‎ ‎ 所以总时间 t=t1+t2=5.5s+4.2s=9.7s ‎18.随着信息技术的发展，中学物理的实验手段也在不断进步。用“位移传感器”把物体运动的位移、时间转换成电信号，经过计算及的处理，可以立刻在屏幕上显示物体运动的速度。‎ 如图是利用位移传感器测量速度的示意图。这个系统由发射器A与接收器B组成，发射器A能够发射红外线（一种特殊的光线）和超声波（一种特殊的声波）信号，接收器B可以接收红外线和超声波信号。发射器A固定在被测的运动物体上，接收器B固定在桌面上或滑轨上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲（即持续时间很短的一束红外线和一束超声波）。B接收到红外线脉冲开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时。根据两者的时差和空气中的声速，计算机自动算出A与B的距离。‎ 当小车运动到P位置时，由A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B端接收到两个脉冲的时间差为△t1。经过t时间小车由P位置运动至Q位置，此时再由A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B端接收到两个脉冲的时间差为△t2。超声波在空气中的传播速度为u。通过计算机的自动运算，可以计算出小车从P到Q的平均速度的大小。根据以上信息解决下列问题：‎ ‎(1)在该问题中，是否需要考虑红外线的传播时间？请简述理由。‎ ‎(2)求小车从P运动至Q的平均速度v的表达式。‎ ‎(3)实际上利用该传感器，我们更希望测得小车瞬时速度的大小。为了测量P点的瞬时速度，那么我们选定的“时间间隔”应当尽量的小。然而本题中有三个时间间隔，△t1、t、△t2。请判断这三个时间间隔中，哪个或者哪几个应当尽量短一些，才能获得更为准确的瞬时速度？请简述理由。‎ ‎【答案】(1)不需要。因为红外线传播速度远大于声波传播速度(2)v=u（3）t应当尽量短一些。t越短，测得的平均速度v就越接近该时刻瞬时速度。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由于红外线的传播速度即为光速，比声音的传播速度大得多，所不需要考虑红外线的传播时间 ‎(2)由题意可知，小车在P处离B的距离为 小车在Q处离B的距离为 小车运动的位移为 所以小车的平均速度为 ‎(3)利用小车的平均速度近似等于瞬时速度，平均速度，当时间越小，小车速度变化越小，平均速度越接近瞬时速度，所以应使t更短些。‎