2025教科版高中物理必修第一册同步练习题（有解析）--期中学业水平检测

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2025教科版高中物理必修第一册
期中学业水平检测
注意事项
1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。
2.无特殊说明,本试卷中g取10 m/s2。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的)
1.在物理学中,不同的物理量表示的物理意义不同。下列关于物理量的物理意义及其有关的因素的叙述正确的是 (　　)
A.路程是表示物体运动轨迹变化快慢的物理量
B.位移是表示物体位置变化快慢的物理量
C.速度是表示物体路程变化快慢的物理量
D.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量
2.杭州亚运会的铁饼赛场中使用机器狗运输铁饼。当铁饼落地后,场边待命的机器狗奔跑到铁饼处,由工作人员将铁饼固定在机器狗背部的卡槽中,机器狗再将铁饼运到起点处,某次往返过程中,机器狗运动的距离约为120 m,用时80 s,下列说法正确的是 (　　)
A.以卡槽为参考系,在运输过程中铁饼处于静止状态
B.在研究机器狗奔跑的动作姿态时,可将机器狗视为质点
C.机器狗往返运输铁饼的位移约为120 m
D.机器狗从出发到返回出发点的过程中平均速度约为1.5 m/s
3.在东京奥运会男子100米半决赛中,中国运动员苏炳添跑出9秒83的成绩,成功闯入决赛并创造了亚洲纪录。成为我国首位闯入奥运会男子百米决赛的运动员。下列说法正确的是 (　　)
A.百米赛跑过程中该运动员的位移就是路程
B.9秒83表示该运动员冲到终点时的时刻
C.该运动员百米赛跑的平均速度大于36 km/h
D.该运动员百米全程瞬时速度始终大于其他运动员
4.关于速度和加速度,下面说法中正确的是 (　　)
A.速度变化越大,加速度一定越大
B.加速度不变(不为零),速度不变
C.加速度减小,但速度有可能在增大
D.加速度的方向总跟速度的方向一致
5.甲、乙、丙三人进行百米赛跑,当裁判员发令枪打响时,甲、乙两人立即起跑,丙自诩实力超群而故意滞后起跑,比赛结果让丙懊恼不已,具体如下:甲第一、丙第二、乙第三。若甲、乙、丙三人的运动均视为匀速直线运动,则能够大致反映他们三人运动情况的位移-时间图像是 (　　)
6.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度同时经过某一路标,从此时开始,甲车做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一个路标时的速度又相同,则 (　　)
A.甲车先通过下一路标
B.乙车先通过下一路标
C.丙车先通过下一路标
D.三辆车同时通过下一路标
7.矿井中的升降机从井底以5 m/s的速度竖直向上匀速运行,某时刻升降机底板上的一颗螺钉松动脱落,再经3 s升降机底板上升到井口,此时松脱的螺钉刚好落到井底。不计空气阻力,下列说法正确的是 (　　)
A.螺钉距离井口的最小距离为15 m
B.螺钉脱落时,升降机底板离井底的距离为20 m
C.该矿井的深度为35 m
D.螺钉脱落后2 s时,螺钉与升降机底板间的距离为20 m
8.如图所示,一小滑块沿足够长的固定斜面以初速度v向上做匀减速直线运动,依次经A、B、C、D到达最高点E,已知AB=BD=6 m,BC=1 m,滑块从A到C和从C到D所用的时间都是2 s。设滑块经过C时的速度为vC,则 (　　)
A.滑块上滑过程中加速度的大小为2 m/s2　　　　
B.vC=6 m/s
C.DE=3 m　　　　
D.滑块从D到E所用时间为4 s
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.汽车在水平面上刹车,其位移与时间的关系是x=24t-6t2 (m),则 (　　)
A.汽车的初速度大小为24 m/s
B.汽车的加速度为-6 m/s2
C.汽车3 s内的位移大小为18 m
D.第2 s内的位移大小为6 m
10.一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,某时刻开始刹车做匀减速直线运动直至停止,从刹车开始汽车在第一个5 s内发生的位移为60 m,第二个5 s内发生的位移为30 m,则以下说法正确的是 (　　)
A.汽车刹车前运动的速度大小为15 m/s
B.此后汽车再运动3.75 m停止
C.此后汽车再运动5 s停止
D.汽车在第一个5 s末的速度大小为10 m/s
11.某物理兴趣小组做了如下的实验:在一个斜面上任取三个位置A、B、C,让一个小球分别由A、B、C滚下,如图所示。设A、B、C与斜面底端的距离分别为x1、x2、x3,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3,则下列关系式中能用来证明小球沿斜面向下的运动是匀变速直线运动的是(　　)
A.v1=v2=v3　　　　B.
C.x1-x2=x2-x3　　　　D.
12.甲、乙两车在同一平直公路上,从同一位置沿相同方向做直线运动,它们运动的速度v与时间t的关系图像如图所示,对甲、乙两车运动情况的分析,下列结论正确的是 (　　)
A.在t=2 s时刻,甲、乙两车相遇
B.在t=2 s时刻,甲、乙两车相距2 m
C.甲车运动的加速度小于乙车运动的加速度
D.在t=1 s时刻,乙车刚运动,此时两车相距最远
三、非选择题(本题共6题,共60分)
13.(6分)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间,实验步骤如下:
(1)甲用两个手指轻轻捏住最大测量值为L的木尺上端,让木尺自然下垂,乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺。
(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子,若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为　　　　(用L、L1和g表示)。
(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm,则乙的反应时间为　　　　 s。(结果保留2位有效数字)
(4)写出一条提高测量结果准确程度的建议:　　　　　　　　。
14.(8分)某同学“研究匀变速直线运动规律”,安装好实验装置后进行实验,得到了如图所示的纸带。
(1)该同学实验过程中纸带的　　　　(填“左”或“右”)端与小车相连;
(2)关于接通电源和放手让小车运动的先后顺序,下列四种操作中正确的是　　　　。
A.先接通电源后放手
B.接通电源和放手应同时进行
C.先放手后接通电源
D.接通电源和放手的先后顺序对实验没影响
　 (3)该纸带使用交流电频率为50 Hz的打点计时器,相邻两个计数点之间有4个点未画出,测出x1=1.2 cm、x2=1.6 cm、x3=2.0 cm、x4=2.4 cm、x5=2.8 cm、x6=3.2 cm,则小车运动的加速度a=　　　 m/s2,打下A点时,小车的速度vA=　　　　 m/s。
15.(10分)公园、广场等场所常常能见到喷泉,其中有的喷泉形成高高的水柱。试建立物理模型对柱形喷泉进行分析,如图所示,喷泉水柱由无数的水珠构成,如果忽略水珠在运动过程中受到的空气阻力,则水珠仅受重力作用,可将柱形喷泉中水珠的运动视为竖直上拋运动。已知世界上最大的人工喷泉——日内瓦喷泉,喷水的最大高度为140.45 m,(取=5.3)求:
(1)喷泉喷出的水在空中运动的时间;
(2)若喷嘴的出水量为0.5 m3/s,则空中水的体积为多少
16.(10分)汽车以v0=10 m/s的速度在水平路面上匀速运动,刹车后经过2 s速度变为6 m/s,若将刹车过程视为匀减速直线运动,求:
(1)从开始刹车起,汽车在6 s时速度的大小;
(2)汽车停止前3 s内通过的位移大小。
17.(12分)图1、2分别表示物体甲的速度-时间图像和物体乙的位移-时间图像。已知甲、乙在同一条直线上运动,且当t=2 s时,甲的位置坐标为x=-2 m。求:
(1)甲的初始位置坐标;
(2)前6秒内甲的平均速度;
(3)甲的位置坐标随时间的关系式;
(4)判断甲、乙是否会相遇,如果会,请求出相遇时间,如果不会,请说明理由。
　
18.(14分)如图所示,平直公路上停靠着一辆长L客=12 m的客车,另一车道上的货车以v货=36 km/h的速度沿公路匀速行驶,货车长L货=8 m。当货车的车尾刚好与客车的车头平齐时,客车以a=2 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,直到速度达到v=72 km/h后保持匀速行驶。客车启动后,求:
(1)追上货车前,客车车头离货车车尾的最远距离;
(2)客车车头与货车车头平齐时,客车的速度大小;
(3)客车自开始运动直到刚好超过货车时的总时间;
(4)若客车刚好超过货车时,客车立即以大小为a1=10 m/s2的加速度做匀减速直线运动至停止,同时货车以大小为a2=2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,直到达到v货1=60 km/h的速度后匀速行驶,求客车刚好超过货车后,再经多长时间两车车头再次平齐(结果可保留根号)。
答案全解全析
1.D　路程是表示物体运动轨迹变化的物理量,故A错误;位移是表示物体位置变化的物理量,故B错误;速度是表示物体位置变化快慢的物理量,故C错误;加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,故D正确。
2.A　以卡槽为参考系,在运输过程中铁饼相对卡槽处于静止状态,A正确;在研究机器狗奔跑的动作姿态时,机器狗的大小和形状不能忽略,不能将机器狗视为质点,B错误;机器狗往返运输铁饼时的路程约为120 m,位移为零,C错误。机器狗从出发到返回出发点的过程中位移为零,则平均速度为零,D错误。
3.C　位移与路程不是同一个物理量,不可能相同,A错误;9秒83表示该运动员跑完全程的时间,B错误;该运动员百米成绩是9秒83,小于10 s,根据可知平均速度大于10 m/s,即大于36 km/h,C正确;该运动员的平均速度大于其他运动员的平均速度,D错误。
4.C　根据a=可知速度变化量大,加速度不一定大,可能所用时间长,A错误;加速度不变且不为零,即恒定,物体做匀变速运动,速度一定变化,B错误;当加速度方向和速度方向相同时,物体做加速运动,即便加速度减小,速度也是增大的,C正确;加速度方向和速度方向无关,加速度方向和速度变化量的方向相同,D错误。
5.C　x-t图像中纵轴截距表示初始位置,B、D图像表示丙在起点前方一定距离处起跑,B、D错误;横轴截距表示起跑时刻,A图像表示乙第一名,与比赛结果不符,A错误,C正确。
6.B　由于乙先加速后减速,所以它在整个运动过程中的平均速度比甲的大,经过相同的位移,乙所用的时间比甲所用的少;丙先减速后加速,所以它在整个运动过程中的平均速度比甲的小,经过相同的位移,丙所用的时间比甲所用的长,由此可知乙先通过下一个路标,故B正确。
7.D　螺钉脱落时,升降机地板离井口的距离h=vt=15 m,此后螺钉做竖直上抛运动,上升的最大高度h'==1.25 m,则螺钉距离井口的最小距离为hmin=15 m-1.25 m=13.75 m,A错误;螺钉从脱落到落到井底有-H=vt-gt2,即-H=(5×3-×10×32) m=-30 m,则螺钉脱落时升降机底板离井底的距离H=30 m,B错误;该矿井的深度为30 m+15 m=45 m,C错误;螺钉脱落后2 s时,螺钉与升降机底板间的距离为Δh=vt'-(vt'-gt'2)=×10×22 m=20 m,D正确。
8.D　根据题意可知AC=7 m,CD=5 m,根据Δx=at2求得加速度大小a= m/s2=0.5 m/s2,A错误;匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则vC= m/s=3 m/s,B错误;匀减速直线运动的逆过程为初速度为零的匀加速直线运动,C、E之间的距离为xCE= m=9 m,则DE=9 m-5 m=4 m,C错误;同样采用逆向思维法分析从D到E过程,则xDE=,解得时间tDE= s=4 s,D正确。
9.AD　根据位移与时间的关系x=24t-6t2,对比x=v0t+at2,可得汽车初速度为v0=24 m/s,加速度为a=-12 m/s2,选项A正确,B错误;汽车刹车经历的时间为t==2 s,则3 s内的位移等于2 s内的位移,x2=t=24 m,选项C错误;第2 s内的位移为s2=x2-x1=24 m-(24×1-6×12) m=6 m,选项D正确。
10.AB　根据Δx=aT2可得加速度大小为a==1.2 m/s2,根据位移时间公式x1=v0t-at2,可得v0=15 m/s,故A正确;汽车运动的总时间为t总= s=12.5 s,所以此后汽车再运动2.5 s停止,故C错误;汽车在第一个5 s末的速度大小为v5=v0-at=15 m/s-1.2×5 m/s=9 m/s,故D错误;汽车运动的总位移为x总= m=93.75 m,x'=x总-x1-x2=3.75 m,所以此后汽车再运动3.75 m停止,故B正确。
11.BD　小球在斜面上三次运动的位移不同,末速度一定不同,故A错误;由v=at可得a=,三次下滑的加速度相同,可以证明小球沿斜面向下的运动是匀变速直线运动,故B正确;A、B、C是在一个斜面上任取的三个位置,故x1-x2和x2-x3大小关系无法确定,由它们的大小关系无法证明小球沿斜面向下的运动是匀变速直线运动,故C错误;由运动学公式x=at2可知a=,若三次运动过程中位移与时间的平方的比值相等,可证明小球沿斜面向下的运动是匀变速直线运动,伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑的运动为匀变速直线运动,故D正确。
12.BC　0~2 s时间内,甲的位移比乙的大,而两车是从同一位置出发的,所以在t=2 s时刻,甲、乙两车没有相遇,故A错误;0~2 s时间内,甲的速度比乙的大,两车间距增大;t=2 s时刻以后,乙的速度比甲的大,两车间距减小,所以在t=2 s时刻,甲、乙两车相距最远,最远距离为Δxmax= m=2 m,故D错误,B正确;速度-时间图线的斜率表示加速度,斜率的绝对值越大,加速度越大,则知乙车运动的加速度大于甲车运动的加速度,故C正确。
13.答案　(2)(2分)　(3)0.20(2分)　(4)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子(2分)
解析　(2)根据题述可知,在乙的反应时间t内,尺子下落的高度h=L-L1,由自由落体运动规律知,h=gt2,解得t=。
(3)代入数据可得t=0.20 s。
(4)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子。
14.答案　(1)左(2分)　(2)A(2分)　(3)0.4(2分)　0.14(2分)
解析　(1)因为相邻相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与小车相连。
(2)开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放小车,如果先放开小车,再接通打点计时器的电源,由于小车运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,故选A。
(3)相邻点间还有4个点未画出,故各相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s,根据逐差法可得,x6-x3=3a1T2,x5-x2=3a2T2,x4-x1=3a3T2,平均加速度为a=,由以上可得:a=,代入数据解得a=0.4 m/s2,匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度,vA= m/s=0.14 m/s。
15.答案　(1)10.6 s　(2)5.3 m3
解析　(1)喷泉中水珠的运动视为竖直上抛运动,由H=gt2 (2分)
得t==5.3 s(2分)
即水珠在空中运动的时间为2t=10.6 s。 (3分)
(2)若喷嘴的出水量为0.5 m3/s,则空中水的体积
V=0.5×5.3×2 m3=5.3 m3。 (3分)
16.答案　(1)0　(2)9 m
解析　(1)汽车刹车时的加速度a= m/s2=-2 m/s2 (2分)
则汽车速度减为零所需的时间t0= s=5 s<6 s(2分)
则6 s时汽车已停止,速度为0; (2分)
(2)采用逆向思维,将汽车的运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动,则汽车在停止前3 s内的位移大小为,x'=a't'2=×2×32 m=9 m。 (4分)
17.答案　(1)1 m　(2)1.5 m/s　(3)x甲=-3t+t2+1(m)　(4)会　 s
解析　(1)v-t图线与横轴所围的面积表示位移,由题图1可知,0~2 s内甲的位移为
x1=- m=-3 m(1分)
x1=x-x0
所以甲的初始位置坐标为x0=1 m(1分)
(2)由题图1可知甲的初速度v0=-3 m/s
加速度a==1.5 m/s2 (1分)
前6 s内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即
=v3=v0+at=-3 m/s+1.5×3 m/s=1.5 m/s(1分)
(3)根据匀变速直线运动位移与时间的关系式可知,甲的位置坐标随时间变化的关系式为
x甲=v0t+at2+x0=-3t+t2+1(m) (2分)
(4)由题图2可知,乙的初始位置坐标为-3 m,乙做匀速直线运动,速度为v乙= m/s(1分)
所以乙的位置随时间变化的关系为x乙=t-3(m) (1分)
若甲、乙相遇,则有x甲=x乙 (1分)
即-3t+t2+1=t-3
整理得t2-t+4=0 (1分)
解得t1= s(1分)
t2= s(1分)
说明甲、乙会相遇。
18.答案　(1)25 m　(2)20 m/s　(3)12 s　(4) s
解析　(1)v货=36 km/h=10 m/s,v=72 km/h=20 m/s
由题意可知,当两车速度相同时相距最远,有v货=at1
解得t1=5 s
该段时间内,货车的位移x货1=v货t1=50 m(1分)
客车的位移x客1==25 m(1分)
所以客车车头离前方货车车尾的最远距离Δxm=x货1-x客1=25 m。 (1分)
(2)设客车自启动到两车车头平齐的时间为t2,若该过程中客车一直做匀加速直线运动,有=v货t2+L货
解得t2= s,t'2= s<0(舍去) (1分)
此时客车的速度v客=at2= m/s>20 m/s
可知两车头平齐前客车已匀速运动,故客车车头与货车车头平齐时,客车的速度为20 m/s。 (1分)
(3)客车加速的时间t加==10 s
在客车加速的过程中,客车的位移x客2==100 m(1分)
货车的位移x货2=v货t加=100 m
由两车位置关系可知,此时客车车头恰好再次与货车车尾平齐。
设自此时到客车刚好超过货车时的时间为t3,有vt3-v货t3=L客+L货 (1分)
解得t3=2 s
则客车自开始运动直到刚好超过货车时的总时间t总=t加+t3=12 s。(1分)
(4)客车停下的时间t停==2 s(1分)
客车刹车的位移x停==20 m(1分)
货车加速2 s后的速度v'货=v货+a2t停=14 m/s=50.4 km/h<60 km/h
该过程中货车做匀加速直线运动,其位移x加=v货t停+a2=24 m(1分)
此时两车头相距Δx=x停+L客-x加=8 m
即在客车停下来后两车车头才能平齐,从客车刚好超过货车到两车头平齐的过程中,货车加速的位移
x'加=x停+L客=32 m
由x'加=v货t平+a2=32 m
解得t平= s或t'平=- s(舍去) (1分)
此时货车的速度v″货=v货+a2t平
解得v″货=2 m/s<16 m/s=57.6 km/h<60 km/h(2分)
即客车刚好超过货车后,再经 s两车车头再次平齐。
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