湖北省武汉市第四中学2023-2024学年高一物理上学期10月月考试题（Word版附解析）

2023-2024学年度武汉四中高一10月考物理试卷一、选择题（1-7单选，8-10多选。本大题共10小题，共40.0分）1.如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了，小车在桥架上单向移动了。该次作业中小车相对地面位移大小为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】根据位移概念可知，该次作业中小车相对地面的位移为故选C。2.拍球是小孩子喜欢玩的一项游戏如图所示。若一次拍球中球落地时速度大小为4m/s，接触地面后弹起时的速度大小为3m/s，假设秋与地面的接触时间为0.1s，取竖直向下为正方向，则这段时间内球的平均加速度为（　　）A.10m/s2B.-10m/s2C.70m/s2D.-70m/s2【答案】D【解析】【详解】竖直向下正方向，根据可得故选D。3.如图所示，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（设经过B点前后速度 大小不变），最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，表中给出了部分测量数据，g=10m/s2。则物体在0.6s时的速度为（　　）t（s）0.00.20.4…1.21.4…v（m/s）0.01.02.0…1.10.7…A.2.3m/sB.2.5m/sC.2.7m/sD.3.0m/s【答案】A【解析】【详解】设匀加速的加速度为a1，匀减速的加速度为a2设从2m/s加速到B点的时间为t1，从B点减速到1.1m/s的时间为t2解得在斜面上运动时间为0.5s，0.6s是物体运动到水平面的t3=0.1s，此时的速度为故选A。4.一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动，车头经过站台上三个立柱A、B、C，对应时刻分别为t1、t2、t3，其x-t图像如图所示。则下列说法正确的是（　　） A.B.车头经过立柱A的速度为C.车头经过立柱B的速度为D.车头经过立柱A、B过程中的平均速度为【答案】D【解析】【分析】【详解】A．根据初速度为0的匀加速直线运动的推导规律可知，只有初速度为0，连续通过相同位移所需时间的比为，动车做有一定初速度的匀减速运动，故A错误；B．因为动车做匀减速直线运动，所以车头经过立柱A的速度为不可能为时间的平均速度，故B错误；C．时间段的平均速度为，只有匀变速直线运动中间时刻的平均速度等于该段位移内的平均速度，而B点属于该段的位移中点，故C错误；D．车头经过立柱A、B过程中的平均速度为故D正确。故选D。5.一物块在粗糙水平面上以一定的初速度沿直线匀减速滑行，第1s内的位移为8m，第3s内的位移为0.5m，则物块运动过程中的加速度大小为（） A3.75m/s2B.4m/s2C.7.5m/s2D.8m/s2【答案】B【解析】【详解】因为物体做匀减速直线运动，设初速度为，加速度为，假设第3s末之前物体未停下来，所以第1s内位移为又因前3s内位移为前2s内位移为所以第3s内位移为联立解得第3s末物体速度为说明物体在第3s前已经停止，根据平均速度推论知，0.5s末的速度为8m/s，则从0.5s末开始到停止的时间为，则2s后运动的时间为采用逆向思维得2s后到停止的位移为解得ACD错误，B正确。故选B。 6.子弹垂直射入叠在一起的厚度相同，材质相同的木板，穿过第20块木板后速度恰好变为0，可以把子弹视为质点，已知子弹在第一块木板中运动的时间是t，认为子弹在木板中运动的加速度都相同，则（　　）A.子弹穿过最后一块木板所用的时间是B.子弹穿过前15块木板所用的时间是C.子弹穿过最后4块所用的时间是D.子弹穿过第15块所用的时间是【答案】C【解析】【详解】A．子弹做匀减速运动穿过第20块木板后速度变为0，运用逆向思维法，子弹反向做初速度为零的匀加速直线运动，设每块木板的厚度为s，则有当n=20时，有穿过第1块木板后n=19，有联立可得则穿过第1块木板所用的时间为故A错误； B．穿过前15块木板后n=5，有可得子弹穿过前15块木板所用的时间是故B错误；C．子弹穿过最后4块所用的时间由可得故C正确；D．子弹穿过第15块所用的时间是故D错误故选C。7.一质点从O点由静止出发做匀加速直线运动，途经A、B、C三点和D、E、F三点，AB间距离为s1，BC间距离为s2，且过AB和BC段时间相等；而DE段和EF段距离相等，过DE段的平均速度为v1，过EF段的平均速度为v2．则OA间距离和过E点的速度分别为（）A.；B.；C.；D.；【答案】B【解析】 【详解】设AB和BC所用时间分别为T，根据逐差法可得解得B为AC过程的中间时刻，故有故OB之间的距离为故有在DEF过程中，根据匀变速直线运动平均速度规律可得DF的平均速度为设，则DF的平均速度为又知道，联立可得故选B。8.如图在足够长的光滑固定斜面上，物块以大小为6m/s的初速度从A点沿斜面向上做加速度不变的直线运动，2s后到达B点（图中未画出），物块到达B点时的速度大小为4m/s。小物块在斜面上运动的加速度大小可能为（） A.1m/s2B.3m/s2C.5m/s2D.7m/s2【答案】AC【解析】【详解】根据末速度4m/s或-4m/s，则加速度大小为，故选AC。9.某汽车匀减速刹车过程中位移x与时间t的比值与t之间的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）A.刹车过程的加速度大小为3m/s2B.t=20s时，车刚好停下C.0~10内，平均速度为22.5m/sD.从计时开始，前4s内，车的位移为96m【答案】AD【解析】【详解】A．由公式得结合图可知 ，解得故A正确；B．汽车停下来的时间为故B错误；C．0~10内，平均速度为故C错误；D．从计时开始，前4s内，车的位移为故D正确。故选AD。10.在A物体自高度为H的塔顶自由下落的同时，B物体自塔底以初速度v0竖直上抛，且A、B两物体在同一直线上运动．重力加速度为g，下面说法正确的是（　　）A.若，则两物体在B上升过程中相遇B.若，则两物体在地面相遇C.若，则两物体相遇时B正在下落D.若，则两物体恰好在落地瞬间相遇【答案】AC【解析】【详解】若B物体正好运动到最高点时两者相遇，则有B速度减为零所用的时间为 ，，，sa＋sb＝H解得当A、B恰好在落地时相遇，则有此时A的位移解得若v则两物体在B上升过程中相遇，A正确；若则两物体在B正好运动到最高点时相遇，B错误；若则两物体相遇时B正在下落，C正确；若则两物体恰好在落地瞬间相遇，D错误。故选AC。二、实验题（本大题共2小题，共16.0分）11.用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0 的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门．调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1、t2…，计算出t02、t12…．（1）挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0．从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai．则=__________．（结果用t0和ti表示）（2）作出﹣i的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=________．（3）若重锤的质量约为300g，为使实验测量数据合理，铁片质量m0比较恰当的取值是________．A．1gB．5gC．40gD．100g．【答案】①.②.③.C【解析】【详解】(1)[1]设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度当挡光时间为t0时的速度挡光时间为ti时的速度重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有 2a0h＝v022aih＝vi2解得(2)[2]根据牛顿第二定律得解得作出的图线的斜率为k，则解得(3)[3]重锤的质量约为300g，为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速度产生明显的变化，则铁片的质量不能太小，也不能太大，所以1g、5g和100g都不适合，故C正确，ABD错误。12.（1）关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是______A．电磁打点计时器使用的是4V～6V的直流电源B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快（2）在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最佳的方法是______A．根据任意两计数点的速度用公式a=算出加速度B．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 C．根据实验数据画出v-t图象，量取其倾角α，用a=tanα求出加速度D．根据实验数据画出v-t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=算出加速度（3）在研究匀变速直线运动的实验中电源频率为50Hz，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有4个计时点未标出，设A点为计时起点①C点的瞬时速度vC=______m/s，②小车的加速度a=______m/s2（计算结果保留两位有效数字）【答案】①.C②.D③.1.7④.6.4【解析】【详解】(1)[1]A．打点计时器使用的是4-6V的交流电源，故A错误；B．测量物体速度时，应先接通电源，再释放纸带，故B错误；C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越慢，故D错误．(2)[2]在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验数据画出v-t图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度，这样误差最小，故D正确．(3)[3]打点的时间间隔为0.02s，相邻计数点间有4个计时点未标出，可知相邻计数点间的时间间隔为0.1s如图可知C点的瞬时速度为[4]根据△x=aT2得，加速度为.三、计算题（本大题共3小题，共44.0分）13.汽车在路上出现故障而停车时，应在车后放置三角警示牌（如图所示），以提醒后面驾车司机，减速安全通过｡在夜间，有一货车因故障停车，后面有一小轿车以108km/h 的速度向前驶来，由于夜间视线不好，小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体，并且他的反应时间为0.6s，小轿车制动后最大加速度为，求：（1）小轿车从刹车到停止所用的最短时间；（2）三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞｡【答案】（1）6s；（2）58m【解析】【分析】由题可知本题考查刹车问题，利用匀变速直线运动规律求解。【详解】（1）设小轿车从刹车到停止所用最短时间为t，则（2）驾驶员的反应时间内小轿车做匀速运动，则反应时间内位移为小轿车以最大加速度制动时，设从刹车到停止小轿车的位移为，则小轿车从发现警示牌到停止的总位移为故警示牌与车的距离至少为14.小芳是一个善于思考的乡村女孩，她在学过自由落体运动规律后，对自家房上下落的雨滴产生了兴趣，她坐在窗前发现从屋檐每隔相等时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，小芳同学在自己的作业本上画出了如图所示的雨滴下落同自家房子尺寸的关系图，其中2点和3点之间的小矩形表示小芳正对的窗子，请问： (1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？【答案】(1)3.2m　(2)0.2s【解析】【详解】法一：设屋檐离地面高为h，滴水间隔为T.由位移公式h＝gt2/2得，第2滴水下落的位移h2＝g(3T)2/2①第3滴水下落的位移h3＝g(2T)2/2②且h2－h3＝1m③由①②③得T＝0.2s则屋檐高h＝g(4T)2/2＝3.2m.法二：比例法由于初速度为零的匀加速直线运动从开始运动起，在连续相等的时间间隔内的位移之比为1∶3∶5∶…(2n－1)，所以相邻两水滴之间的间距从上到下依次是1s、3s、5s、7s.由题意知，窗高为5s，则5s＝1m，s＝0.2m，屋檐高h＝1s＋3s＋5s＋7s＝16s＝3.2m.由h＝gt2/2得滴水的时间间隔T为：.法三：平均速度法设滴水间隔为T，则雨滴经过窗户过程中的平均速度为.其中h=1m由于雨滴在2.5T时的速度v2.5＝2.5gT，由于v2.5＝，所以1/T＝2.5gT，解得T＝0.2s，屋檐高h＝g(4T)2/2＝3.2m.【点睛】此题考查了自由落体运动的规律的应用问题；关键是知道自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速运动，灵活运用匀变速直线运动的规律即可解答；此题解题的方法很多，平时解题时要注意一题多解. 15.无人驾驶汽车已完成国内首次城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶。(1)无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方80m范围内车辆和行人的“气息”。若无人驾驶汽车在某路段刹车时的加速度为2.5m/s2，为不撞上前方静止的障碍物，汽车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少？(2)若有人驾驶的汽车以30m/s的速度一直匀速行驶，无人驾驶的汽车以20m/s的速度行驶。某一时刻有人驾驶的汽车在无人驾驶汽车的正后方8m处，由于距离较近，前方无人驾驶汽车立即以5m/s2的加速度做匀加速运动，试通过计算判断两车能否避免相撞？(3)无人驾驶的汽车正在以30m/s的速度在平直公路上行驶。某一时刻无人驾驶汽车监测到前方有一辆有人驾驶的汽车突然变道到同一车道，此时有人驾驶的汽车行驶速度为20m/s。由于距离较近，后方无人驾驶汽车立即以2.5m/s2的加速度一直做匀减速运动。减速2s后，前方有人驾驶的汽车司机发现了后车，立即以2.5m/s2的加速度做匀加速运动（不计司机的反应时间）。若两车最近时相距0.5m，求无人驾驶汽车刚开始匀减速运动时与正前方有人驾驶的汽车两车之间的距离。【答案】(1)20m/s；(2)两车不能避免相撞；(3)18m【解析】【详解】(1)对无人驾驶汽车，由运动学公式有v2-v02=2ax解得v0＝20m/s(2)假设两车经t时间后速度相等，即v有=v无+at得：t=2s2s内两车之间的位移差Dx=v有t-t=10m>8m所以两车不能避免相撞。(3)假设有人驾驶的汽车加速到与无人驾驶的汽车速度相等的时间为t，则：v无-a无(2+t)=v有+a有t可得t=1s 3s末两车速度v=22.5m/s3s内两车位移差由最小距离为x0=0.5m无人驾驶汽车刚开始匀减速运动时与正前方有人驾驶的汽车两之间的距离