武汉市洪山高级中学2027届高一第一学期9月考试
物理试卷
试题分值：100分 考试时长：75分钟 2024.09.18
★祝考试顺利★
一．选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题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。
1. 毛主席在《沁园春·雪》一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。对于“弯弓”的过程中所蕴含的物理知识，下列理解正确的是（ ）
A. “弯弓”发生的塑性形变
B. “弯弓”说明力可以改变物体的运动状态
C. 人在“弯弓”的过程中对地面的压力是由于人的形变
D. 人在“弯弓”的过程中重力方向指向地心
2. 下列关于物理的科学思想方法说法正确的是（ ）
A. 物体的重心是其各部分所受重力的等效作用点，所以重心一定在物体上
B. 根据速度的定义，当 t非常非常小时，就可以表示物体在此时的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
C. 加速度定义应用了控制变量的思想
D. 亚里士多德提出“重的物体比轻的物体下落得快”，伽利略通过推理与实验相结合证明了该观点是正确的
3. 下列物理量都为矢量的是（ ）
A. 速度的变化量、位移 B. 加速度、时间
C. 路程、速度 D. 瞬时速度、平均速率
4. 篮球从某一高度静止下落，并与地面碰撞后反弹，最后运动到最高点．下列位移时间图 象或速度时间图像最有可能符合实际是（ ）
A. B.
C. D.
5. 校运会上，小民参加了跨越式跳高比赛，身高1.8米的他跳出了2米的好成绩。由此估算他的竖直起跳初速度最接近（ ）
A. 1m/s B. 2m/s C. 5m/s D. 6m/s
6. 如图所示，某同学要测量屋檐离地的高度，观测一个由屋檐边自由下落的雨滴，雨滴通过高为d的窗口所用时间为t，此后再经过落地，重力加速度为g，不计空气阻力，则屋檐离地高度为（ ）
A. B. C. D.
7. 弹力带训练作为一种特殊阻力训练，能有效增加肌肉力量。弹力带一端固定，另一端套在运动员腰部，运动员从弹力带原长O处沿直线远离O，位移x与运动速度v的关系如图，则运动员从O点运动到的时间为（ ）
A. B. C. D.
8. 2022年2月中国成功举办第24届冬奥会，北京成为世界上首个“双奥之城”。冬奥会上的冰壶项目是极具观赏性的一项比赛，将冰壶运动简化成如下模型：从A点以初速度掷出，沿直线做匀减速直线运动，恰好停在营垒中心点D处，，下列说法中正确的是（ ）
A. 冰壶在、、三段上运动的时间之比
B. 冰壶在A、B、C处的速度大小之比
C. 冰壶从A运动到D的平均速度为
D. 冰壶运动到AD中点位置的速度为
9. 如图甲所示，是一种速度传感器的工作原理图。在这个系统中，为能发射超声波的固定小盒子，工作时向做匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被接收。从发射超声波开始计时，经过时间再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像。则下列说法正确的是（ ）
A. 超声波的速度为 B. 超声波的速度为
C. 物体的速度为 D. 物体的速度为
10. 甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，其图像如图所示，在时刻，乙车在甲车前方处，在时间内甲车位移为x。下列判断正确的是（ ）
A. 若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车只能相遇一次
B. 若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车可以相遇两次
C. 若甲车位移，则甲、乙两车在时刻相遇
D. 若甲车的位移为时，两车第一次相遇，则第二次相遇时，甲车位移是
二．非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 图甲是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图，他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。
（1）本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是______
A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 极限思维法
（2）若测得遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为，则滑块经过光电门时的速度______（用上述物理量的符号表示）。
（3）重复操作5次、得到数据如下表（表中数据单位为m/s）
0.340 0.330 0.318 0.352 0.310
求得滑块的平均速度______m/s（计算结果保留3位有效数字）。
12. 某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”，图乙是某次实验获取的一段纸带。已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。
（1）除了图甲中标出的器材外，还需要_____________。
A. 弹簧测力计 B. 刻度尺 C. 天平 D. 秒表
（2）本次实验选择的打点计时器是图_____________（选填“丙”或“丁”）中的计时器，该计时器的工作电压大小为_____________。
（3）在打出C点时小车的速度大小为_____________（保留3位有效数字）。
（4）小车的加速度大小为_____________（保留2位有效数字）。
（5）如果当时电网中交变电流的频率小于。而做实验的同学并不知道，仍按照进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比_____________（选填：“偏大”“偏小”或“不变”）。
13. 2022年6月17日，中国第3艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”正式下水，这一刻标志着中国人民海军进入“三舰客时代”。福建舰上的舰载飞机采用最先进的电磁弹射系统，帮助飞机在更短的加速距离内起飞。某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，其最大加速度为，所需的起飞速度为50m/s，弹射系统使它具有30m/s的初速度，求：
（1）舰载飞机若要安全起飞，跑道至少为多长？
（2）若航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，航空母舰前进的速度至少为多大？
14. 如图所示，一竖直固定的长直圆管内有一静止的薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为L。一小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，碰撞后小球做竖直上抛运动，圆盘做匀减速直线运动，在圆盘的速度减为零的瞬间，小球第二次与圆盘发生碰撞。小球与圆盘发生碰撞的时间极短（可忽略），每次碰撞后瞬间圆盘和小球的速率均为碰撞前瞬间小球速率的一半，不计空气阻力，重力加速度大小为g，小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，且圆盘在圆管内做匀减速直线运动的加速度大小保持不变。
（1）求小球第一次与圆盘碰撞前瞬间的速度大小v；
（2）从第一次碰撞到第二次碰撞，求小球平均速度的大小；
（3）求圆盘在圆管内做匀减速直线运动的加速度大小；
15. 由于私家车的数量剧增，堵车已成为现代国家尤其是发展中国家的通病，严重影响了人们的工作效率和社会发展。如图甲所示，在某平直公路的十字路口，红灯拦停了许多列车队，拦停的汽车排成笔直的一列。为了使研究的问题简化，假设某一列的第一辆汽车的前端刚好与路口停止线平齐，汽车长均为L=4.4m，前面汽车的尾部与相邻的后一辆汽车的前端距离均为d1=2.0m，如图乙所示。为了安全，前面汽车的尾部与相邻的后一辆汽车的前端距离至少为d2=6.0m时，相邻的后一辆汽车才能开动，若汽车都以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动。绿灯亮起的瞬间，第一辆汽车立即开动，忽略人的反应时间。求：
（1）第11辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v；
（2）从绿灯刚亮起到第11辆汽车前端与停止线平齐所需最短时间t；
（3）在某个路口第一辆车以a=2m/s2启动后达到20m/s就会开始做匀速直线运动，第二辆车车主因不遵守交通规则玩手机耽误了时间，当他发现第一辆车的车尾离自己车头18m时才开始以a1=4m/s2启动，他的车速到达20m/s时，第二辆车的前端到第一辆车的车尾的距离是多少？（结果可含根号）武汉市洪山高级中学2027届高一第一学期9月考试
物理试卷
试题分值：100分 考试时长：75分钟 2024.09.18
★祝考试顺利★
一．选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题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。
1. 毛主席在《沁园春·雪》一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。对于“弯弓”的过程中所蕴含的物理知识，下列理解正确的是（ ）
A. “弯弓”发生的塑性形变
B. “弯弓”说明力可以改变物体的运动状态
C. 人在“弯弓”过程中对地面的压力是由于人的形变
D. 人在“弯弓”的过程中重力方向指向地心
【答案】C
【解析】
【详解】A．“弯弓”发生的是弹性形变，故A错误；
B．“弯弓”说明力可以改变物体的形状，故B错误；
C．人在“弯弓”的过程中对地面的压力是由于人的形变，故C正确；
D．人在“弯弓”的过程中重力方向竖直向下，但不是指向地心，故D错误。
故选C。
2. 下列关于物理的科学思想方法说法正确的是（ ）
A. 物体的重心是其各部分所受重力的等效作用点，所以重心一定在物体上
B. 根据速度的定义，当 t非常非常小时，就可以表示物体在此时的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
C. 加速度的定义应用了控制变量的思想
D. 亚里士多德提出“重的物体比轻的物体下落得快”，伽利略通过推理与实验相结合证明了该观点是正确的
【答案】B
【解析】
【详解】A．物体的重心是其各部分所受重力的等效作用点，但重心不一定在物体上，故A错误；
B．根据速度的定义，当 t非常非常小时，就可以表示物体在此时的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故B正确；
C．加速度的定义应用了比值定义法，故C错误；
D．亚里士多德提出“重的物体比轻的物体下落得快”，伽利略通过推理与实验相结合证明了该观点是错误的，故D错误。
故选B。
3. 下列物理量都为矢量的是（ ）
A. 速度的变化量、位移 B. 加速度、时间
C. 路程、速度 D. 瞬时速度、平均速率
【答案】A
【解析】
【详解】A．速度的变化量、位移都为矢量，故A正确；
B．加速度是矢量，时间是标量，故B错误；
C．路程是标量，速度是矢量，故C错误；
D．瞬时速度是矢量，平均速率是标量，故D错误。
故选A。
4. 篮球从某一高度静止下落，并与地面碰撞后反弹，最后运动到最高点．下列位移时间图 象或速度时间图像最有可能符合实际的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据牛顿第二定律分析篮球的运动情况，根据x-t图象的斜率表示速度、v-t图象的斜率等于加速度，来分析图象的形状．
【详解】篮球从静止开始下落的过程中，做匀加速直线运动，由x=at2知x-t图象应是抛物线，反弹后上升的过程，做匀减速运动，x-t图象也是抛物线，故A错误．篮球先向下做匀加速直线运动，速度为正，后向上做匀减速运动，速度为负，故BC错误，D正确．故选D．
【点睛】解决本题的关键是要明确篮球的运动情况，抓住与地面碰撞后速度突然反向来分析速度方向的变化．
5. 校运会上，小民参加了跨越式跳高比赛，身高1.8米的他跳出了2米的好成绩。由此估算他的竖直起跳初速度最接近（ ）
A. 1m/s B. 2m/s C. 5m/s D. 6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】运动员跳高过程可以看作竖直上抛运动，当重心达到横杆时速度恰好为零，运动员重心升高高度
根据竖直上抛运动的规律
解得
所以他的竖直起跳初速度最接近5m/s。
故选C。
6. 如图所示，某同学要测量屋檐离地的高度，观测一个由屋檐边自由下落的雨滴，雨滴通过高为d的窗口所用时间为t，此后再经过落地，重力加速度为g，不计空气阻力，则屋檐离地高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设从屋檐到窗口所用时间为t1，高度为h1，则有
可得
则屋檐离地高度为
故选B。
7. 弹力带训练作为一种特殊的阻力训练，能有效增加肌肉力量。弹力带一端固定，另一端套在运动员腰部，运动员从弹力带原长O处沿直线远离O，位移x与运动速度v的关系如图，则运动员从O点运动到的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据速度定义式
解得
可知图线与横坐标轴包围的面积表示时间，则运动员从O点运动到的时间为
故选D。
8. 2022年2月中国成功举办第24届冬奥会，北京成为世界上首个“双奥之城”。冬奥会上的冰壶项目是极具观赏性的一项比赛，将冰壶运动简化成如下模型：从A点以初速度掷出，沿直线做匀减速直线运动，恰好停在营垒中心点D处，，下列说法中正确的是（ ）
A. 冰壶在、、三段上运动的时间之比
B. 冰壶在A、B、C处的速度大小之比
C. 冰壶从A运动到D的平均速度为
D. 冰壶运动到AD中点位置的速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．冰壶运动过程为匀减速直线运动，且减速为零，运用逆行思维，可以将其看成反向的匀加速直线运动，设加速度为a，有
综上所述，整理有
故A错误；
B．运用逆向思维，对CD段、BD段、AD段分别有
整理有
故B正确；
C．因为冰壶AD段运动属于匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的推论有
故C错误；
D．设冰壶运动到AD中点位置的速度为v，则其前半段运动和后半段运动有
联立解得
故D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示，是一种速度传感器的工作原理图。在这个系统中，为能发射超声波的固定小盒子，工作时向做匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被接收。从发射超声波开始计时，经过时间再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像。则下列说法正确的是（ ）
A. 超声波的速度为 B. 超声波的速度为
C. 物体的速度为 D. 物体的速度为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．由乙图可知，超声波在时间内通过位移为，则超声波的速度为
故A错误；
B．由乙图可知，超声波通过位移时，所用时间为，则超声波的速度为
故B正确；
CD．物体通过的位移为时，所用时间为
所以物体的速度为
故C错误、D正确。
故选BD。
10. 甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，其图像如图所示，在时刻，乙车在甲车前方处，在时间内甲车的位移为x。下列判断正确的是（ ）
A. 若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车只能相遇一次
B. 若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车可以相遇两次
C. 若甲车的位移，则甲、乙两车在时刻相遇
D. 若甲车的位移为时，两车第一次相遇，则第二次相遇时，甲车位移是
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．如图所示
如果甲、乙两车在时间内能够相遇，是甲车追上乙车，由于甲车减速乙车加速，此后乙车还会追上甲车，所以应该有两次相遇机会，故A错误，B正确；
C．如果甲、乙两车在时刻相遇，则
即，故C正确；
D．甲车位移为时，由几何关系知，时刻是，两车相遇，根据对称性，时刻时，两车发生第二次相遇，甲车位移是，故D正确。
故选BCD。
二．非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 图甲是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图，他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。
（1）本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是______
A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 极限思维法
（2）若测得遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为，则滑块经过光电门时的速度______（用上述物理量的符号表示）。
（3）重复操作5次、得到数据如下表（表中数据单位为m/s）
0.340 0.330 0318 0.352 0.310
求得滑块的平均速度______m/s（计算结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）C （2）
（3）0.330
【解析】
【小问1详解】
在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度，采用的方法为极限思维法。
故选C。
小问2详解】
滑块经过光电门时的速度
【小问3详解】
滑块的平均速度为
0.330m/s
12. 某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”，图乙是某次实验获取的一段纸带。已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。
（1）除了图甲中标出的器材外，还需要_____________。
A. 弹簧测力计 B. 刻度尺 C. 天平 D. 秒表
（2）本次实验选择的打点计时器是图_____________（选填“丙”或“丁”）中的计时器，该计时器的工作电压大小为_____________。
（3）在打出C点时小车速度大小为_____________（保留3位有效数字）。
（4）小车的加速度大小为_____________（保留2位有效数字）。
（5）如果当时电网中交变电流的频率小于。而做实验的同学并不知道，仍按照进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比_____________（选填：“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）B （2） ①. 丁 ②. 220V
（3）0.233 （4）0.75
（5）偏大
【解析】
【小问1详解】
A．该实验中不需要测量细线上拉力的大小，因此不需要弹簧测力计，故A错误；
B．该实验需要用刻度尺测量打点计时器所打出纸带上点迹之间的距离，故B正确；
C．该实验不需要测量小车的质量，因此不需要天平，故C错误；
D．打点计时器具有计时功能，因此不需要秒表，故D错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]图丙为电磁打点计时器，丁为电火花打点计时器，通过实验装置可知该实验用的是电火花打点计时器，故选丁。
[2]电火花打点计时器使用的是220V的交流电。
【小问3详解】
该实验用平均速度代替瞬时速度，可知打C点时的速度为
其中
，
代入解得
【小问4详解】
根据逐差相等可得加速度
其中
代入解得
【小问5详解】
如果当时电网中交变电流的频率小于，则可知两个计数点之间的实际时间将大于，而根据加速度的计算公式可知，所用时间偏小，则计算得到的加速度偏大。
13. 2022年6月17日，中国第3艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”正式下水，这一刻标志着中国人民海军进入“三舰客时代”。福建舰上的舰载飞机采用最先进的电磁弹射系统，帮助飞机在更短的加速距离内起飞。某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，其最大加速度为，所需的起飞速度为50m/s，弹射系统使它具有30m/s的初速度，求：
（1）舰载飞机若要安全起飞，跑道至少为多长？
（2）若航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，航空母舰前进的速度至少为多大？
【答案】（1）160m
（2）
【解析】
【小问1详解】
设跑道最短为，根据匀变速直线运动位移速度公式可得
代入数据解得
【小问2详解】
设航空母舰前进速度最小为，飞机起飞的时间为，对航空母舰有
对飞机有
，
又
联立解得
14. 如图所示，一竖直固定的长直圆管内有一静止的薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为L。一小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，碰撞后小球做竖直上抛运动，圆盘做匀减速直线运动，在圆盘的速度减为零的瞬间，小球第二次与圆盘发生碰撞。小球与圆盘发生碰撞的时间极短（可忽略），每次碰撞后瞬间圆盘和小球的速率均为碰撞前瞬间小球速率的一半，不计空气阻力，重力加速度大小为g，小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，且圆盘在圆管内做匀减速直线运动的加速度大小保持不变。
（1）求小球第一次与圆盘碰撞前瞬间的速度大小v；
（2）从第一次碰撞到第二次碰撞，求小球平均速度的大小；
（3）求圆盘在圆管内做匀减速直线运动的加速度大小；
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小球第一次碰撞圆盘前速度，根据位移速度公式
解得
【小问2详解】
选向下为正方向，碰撞后瞬间圆盘和小球的速度分别为
依题意，圆盘做匀减速直线运动，小球做竖直上抛运动，设第二次碰撞前二者的位移为，可得
联立解得
，
从第一次碰撞到第二次碰撞，小球的平均速度大小
【小问3详解】
圆盘做匀减速直线运动，则有
解得
15. 由于私家车的数量剧增，堵车已成为现代国家尤其是发展中国家的通病，严重影响了人们的工作效率和社会发展。如图甲所示，在某平直公路的十字路口，红灯拦停了许多列车队，拦停的汽车排成笔直的一列。为了使研究的问题简化，假设某一列的第一辆汽车的前端刚好与路口停止线平齐，汽车长均为L=4.4m，前面汽车的尾部与相邻的后一辆汽车的前端距离均为d1=2.0m，如图乙所示。为了安全，前面汽车的尾部与相邻的后一辆汽车的前端距离至少为d2=6.0m时，相邻的后一辆汽车才能开动，若汽车都以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动。绿灯亮起的瞬间，第一辆汽车立即开动，忽略人的反应时间。求：
（1）第11辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v；
（2）从绿灯刚亮起到第11辆汽车前端与停止线平齐所需最短时间t；
（3）在某个路口第一辆车以a=2m/s2启动后达到20m/s就会开始做匀速直线运动，第二辆车车主因不遵守交通规则玩手机耽误了时间，当他发现第一辆车的车尾离自己车头18m时才开始以a1=4m/s2启动，他的车速到达20m/s时，第二辆车的前端到第一辆车的车尾的距离是多少？（结果可含根号）
【答案】（1）16m/s；（2）28s；（3）33m
【解析】
【详解】（1）第11辆汽车前端与停车线的距离为
根据速度位移关系有
解得
（2）前一辆汽车行驶
之后，后一辆车才能开始运动，两车运动的间隔时间满足
解得
故第11辆汽车开始运动时已经过去的时间为
第11辆汽车开始运动到与停止线平齐所需时间
所以总时间为
（3）根据题意，第二辆车开始运动时，第一辆车已经行驶了
根据速度位移关系
此时第一辆车的速度为
耗时
第一辆车加速到20m/s还需要的时间
第二辆车由静止加速到20m/s需要的时间
所以，第二辆车由静止加速到20m/s时，第一辆车还在加速，此时两车的距离为
