高一上冊物理壓軸題考卷01（解析版）-2024-2025學(xué)年高中物理《壓軸挑戰(zhàn)》培優(yōu)專題訓(xùn)練（人教版2019必修第一冊）

高一上冊物理壓軸題考卷01（解析版）高中物理（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．測試范圍：人教版（2019）：

必修第一冊第1~2章。2．本卷平均難度系數(shù)0.15。第Ⅰ卷選擇題一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）1．某同學(xué)利用如圖所示的方案測量氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度?；瑝K上安裝了寬度為的遮光板，滑塊向右做勻加速直線運動，依次通過兩個光電門A和B。光電門上的黑點處有極細的激光束，當遮光板擋住光束時開始計時，不遮擋光束時停止計時?，F(xiàn)記錄了遮光板通過第一個光電門所用的時間、通過第二個光電門所用的時間、光電門從第一次開始計時到第二次開始計時經(jīng)歷的時間，已知光電門上兩黑點間的距離為，該同學(xué)先后用兩種方法計算出滑塊的加速度，分別為和，你認為下列判斷正確的是（）A． B． C．【答案】A【詳解】是遮光板通過光電門的平均速度，近似可看作遮光板中心到達光電門黑點的速度，設(shè)遮光板中心到達兩光電門黑點的時間間隔設(shè)為。由于遮光板前端到光電門黑點的速度小于遮光板中心到光電門黑點速度，則遮光板前端到兩光電門黑點的時間間隔大于遮光板中心到兩光電門黑點的時間間隔，即所以通過算出的加速度小于真實值，誤差較大。而通過計算，由于L為兩光電門黑點之間的真實距離。所以很接近真實值，誤差較小。綜上所述有故選A。2．如圖（a）是停在高速公路上的超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波信號，根據(jù)發(fā)出和接收到信號間的時間差，測出汽車的速度；圖（b）中P1、P2是測速儀先后發(fā)出的兩個超聲波信號，n1、n2分別是測速儀檢測到的P1、P2由汽車反射回來的信號。設(shè)測速儀勻速掃描P1、P2之間的時間間隔t＝1.8s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車是勻速直線行駛，則根據(jù)圖（b）可知，下列說法正確的是（）

A．圖（b）中每小格表示的時間是0.18sB．P1信號傳播到被測汽車時，汽車距測速儀的距離是102mC．汽車正在向遠離測速儀的方向行駛D．汽車的勻速時的速度大小是10m/s【答案】B【詳解】A．如圖所示，P1、P2之間一共有9格，共1.8s，則每一小格表示故A錯誤；B．如圖所示，測速儀第一次發(fā)出信號到接受到信號所用的時間為在t1時間內(nèi)，超聲波從發(fā)出到與汽車相遇，再從第一次相遇的位置反射回去，所以第一次相遇的位置到測速儀的距離為故B正確；C．如圖所示，測速儀第二次發(fā)出信號到接受到信號所用的時間為在t2時間內(nèi)，超聲波從發(fā)出到與汽車相遇，再從第二次相遇的位置反射回去，所以第二次相遇的位置到測速儀的距離為因為所以汽車正在向靠近測速儀的方向行駛，故C錯誤；D．汽車與超聲波第一次相遇到第二次相遇所用的時間為汽車與超聲波第一次相遇的位置到到第二次相遇的位置的距離為則汽車的速度為故D錯誤。故選B。3．甲乙兩質(zhì)點在同一直線上運動，從t=0時刻起同時出發(fā)，甲做勻加速直線運動，x-t圖像如圖甲所示。乙做勻減速直線運動，整個運動過程的x~v2圖像如圖乙所示。則下列說法正確的是（）A．t=0時刻，甲的速度為2m/s，乙的速度為10m/sB．甲質(zhì)點的加速度大小2m/s2為，乙的加速度大小為4m/s2C．經(jīng)過s，甲追上乙D．經(jīng)過2.5s，甲追上乙【答案】C【詳解】AB．甲質(zhì)點的位移表達式為將（0，-2）、（1，0）、（2，6）代入上式，解得乙質(zhì)點的位移表達式為將（時）、（時）代入上式，解得AB錯誤；C．乙質(zhì)點停止所用時間為乙質(zhì)點2.5s的位移為甲質(zhì)點經(jīng)過s的位移為因為經(jīng)過s，甲追上乙，C正確；D．經(jīng)過2.5s，甲質(zhì)點的位移為因為初始距離，甲沒追上乙，D錯誤。故選C。4．無線藍牙耳機可以在一定距離內(nèi)與手機等設(shè)備實現(xiàn)無線連接。已知無線連接的最遠距離為10m，甲和乙兩位同學(xué)做了一個有趣實驗。甲佩戴無線藍牙耳機，乙攜帶手機檢測，如圖（a）所示，甲、乙同時分別沿兩條平行相距的直線軌道向同一方向運動，甲做勻速直線運動，乙從靜止開始先做勻加速直線運動，再做勻速直線運動，其速度v隨時間t的關(guān)系如圖（b）所示，則在運動過程中，手機檢測到藍牙耳機能被連接的總時間為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】如圖所示，當甲、乙相距10m時，根據(jù)勾股定理，甲比乙多走8m，設(shè)此時二人的運動時間為t1，根據(jù)位移公式得根據(jù)圖像解得根據(jù)圖像，此時速度相等，恰好最遠，即相距最遠時也能接收的信號，然后乙超過甲，當乙比甲多走8m時，是最后接收到信號的時刻，設(shè)從開始到該時刻的時間為t2，乙加速的時間為乙加速6s后開始以6m/s的速度勻速運動，乙勻速運動的時間為t2-6，根據(jù)題意解得也就是說，前13s內(nèi)，甲、乙之間的距離都在10m以內(nèi)，都能接收到信號。故選C。5．一輛汽車以速度v0在平直的路面上行駛，某時刻司機突然發(fā)現(xiàn)前方有一警示牌，于是他立即剎車。汽車剎車后第1s內(nèi)的位移大小為24m，第4s內(nèi)的位移大小為1m，若將汽車剎車后的運動看作加速度大小為a的勻變速直線運動，忽略司機的反應(yīng)時間和制動系統(tǒng)的響應(yīng)時間，則（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】AB．假設(shè)汽車第4s末停止運動，則第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)、第4s內(nèi)的位移之比為7：5：3：1，第1s內(nèi)與第4s內(nèi)的位移之比為7：1，如果汽車在第4s末未停止運動，則第1s內(nèi)與第4s內(nèi)的位移之比小于7：1，根據(jù)題意，第1s內(nèi)與第4s內(nèi)的位移之比為24：1，說明汽車在第4s末前停止運動，設(shè)汽車在第4s內(nèi)的運動時間為t0，由逆向思維，根據(jù)位移公式得解得AB錯誤；CD．汽車的初速度為C錯誤，D正確。故選D。6．在水平面上做勻減速直線運動的質(zhì)點通過三點的過程中，其位移隨時間變化的圖像如圖所示。則質(zhì)點（）A．通過A點時的速度為 B．通過A點時的速度大于C．運動時間 D．運動的加速度大小為【答案】D【詳解】A．根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度知，是中間時刻速度，而A點是中間位移的速度。故A錯誤；B．從O點運動到A點過程的平均速度為物體做勻減速運動，則通過A點時的速度小于，故B錯誤；C．設(shè)質(zhì)點經(jīng)過O點的速度為v0，0~t1時間內(nèi)，由位移—時間公式得0~t2時間內(nèi)，由位移—時間公式得聯(lián)立解得，，顯然故C錯誤，D正確。故選D。7．交通信號“綠波”控制系統(tǒng)一般被稱為“綠波帶”，它是根據(jù)車輛運行情況對各路口紅綠燈進行協(xié)調(diào)，使車輛通過時能連續(xù)獲得一路綠燈。在九江一條筆直的公路上依次設(shè)置三盞交通信號燈L1、L2和L3，L2與L1相距800m，L3與L2相距400m。每盞信號燈顯示綠色的時間間隔都是20s，顯示紅色的時間間隔都是40s。L1與L3同時顯示綠色，L2則在L1顯示紅色經(jīng)歷了10s時開始顯示綠色。規(guī)定車輛通過三盞信號燈經(jīng)歷的時間不得超過150s。則有（）A．若有一輛勻速向前行駛的汽車通過L1的時刻正好是L1剛開始顯示綠色的時刻，則此汽車能不停頓地通過三盞綠色信號燈的最大速率24m/sB．若有一輛速率10m/s勻速向前行駛的汽車通過L1的時刻正好是L1剛開始顯示綠色的時刻，則此汽車能連續(xù)獲得一路綠燈C．若有一輛速率20m/s勻速向前行駛的汽車通過L1的時刻是L1顯示綠色經(jīng)歷了10s的時刻，則此汽車能連續(xù)獲得一路綠燈D．若有一輛勻速向前行駛的汽車通過L1的時刻是L1顯示綠色經(jīng)歷了10s的時刻，則此汽車能不停頓地通過三盞綠燈的最小速率是【答案】C【詳解】AB．若有一輛勻速向前行駛的汽車通過L1的時刻正好是L1剛開始顯示綠色的時刻，車輛通過三盞信號燈經(jīng)歷的時間不得超過150s，則汽車運動30～50s或90～110s時間內(nèi)通過L2，則通過L2的速度范圍是或解得或在汽車運動60～80s或者120～140s時間內(nèi)通過L3的速度范圍是或解得或綜上所述，汽車的速度在范圍內(nèi)能一路綠燈通過，并且20m/s是最大速度，AB錯誤；C．若有一輛勻速向前行駛的汽車通過L1的時刻是L1顯示綠色經(jīng)歷了10s的時刻，車輛通過三盞信號燈經(jīng)歷的時間不得超過150s，則汽車運動20～40s或80～100s時間內(nèi)通過L2，速度范圍是或解得或在汽車運動50～70s或110s~130s時間內(nèi)通過L3的速度范圍是或解得或綜上所述，一路綠燈的范圍是或，最小速率是，C正確，D錯誤。故選C。8．如圖所示，一個半徑為R的半圓形凹槽固定在地面上，一個半徑為的圓柱體從凹槽的右端靜止釋放。假設(shè)凹槽內(nèi)表面足夠粗糙，圓柱體在滾動時不會打滑．剛釋放時，圓柱體表面的箭頭指向凹槽中心O，當時，圓柱體滾動到凹槽最低點時的箭頭指向為（

）A．水平向右 B．水平向左 C．豎直向上 D．豎直向下【答案】C【詳解】時，圓柱體的周長為半圓形凹槽最高點到最低點的長度為先將凹槽拉伸成水平面，初始狀態(tài)相當于箭頭朝上，如圖圓柱體滾動到凹槽最低點時恰好轉(zhuǎn)兩周，與軌道接觸點在軌道最低點，箭頭指向豎直向上，由于圓柱體與軌道不打滑，因此無論從左向右還是從右向左滾到最低點，箭頭始終向上。故選C。9．（多選）如圖，光滑水平面內(nèi)建立直角坐標系xOy．A、B兩小球同時從O點出發(fā)，A球速度大小為v1，方向沿x軸正方向，B球速度大小為v2=2m/s、方向與x軸正方向夾角為θ。坐標系第一象限中有一個擋板L，與x軸夾角為α。B球與擋板L發(fā)生碰撞，碰后B球速度大小變?yōu)?m/s，碰撞前后B球的速度方向與擋板L法線的夾角相同，且分別位于法線兩側(cè)。不計碰撞時間和空氣阻力，若A、B兩小球能相遇，下列說法正確的是（

）A．若，則v1的最大值為，且B．若，則v1的最大值為，且C．若，則v1的最大值為，且D．若，則v1的最大值為，且【答案】AC【詳解】由于水平面光滑，則兩小球均做勻速直線運動，若A、B兩小球能相遇，則繪出運動軌跡圖如下圖則根據(jù)正弦定理有AB．若，帶入數(shù)據(jù)v2=2m/s，，解得當，v1取得最大值為，故A正確、B錯誤；CD．若，帶入數(shù)據(jù)v2=2m/s，，解得當，v1取得最大值為，故C正確、D錯誤。故選AC。10．（多選）如圖所示，長為的金屬管從地面以的速率豎直上拋，與此同時，小球在管口正上方距離處開始自由下落，金屬管落地前小球從管中穿過。已知重力加速度為，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．落地前，小球相對金屬管勻速下落B．小球穿過金屬管所用的時間等于C．若，則小球一定在金屬管上升階段穿過金屬管D．若，則小球不可能在金屬管下降階段穿過金屬管【答案】ACD【詳解】AB．兩物體豎直方向加速度相同，所以小球相對管來說在做勻速直線運動，所以小球穿過管所用時間故A正確，B錯誤；C．小球從開始下落到穿過金屬管所用時間金屬管上升時間若小球在管上升階段穿過管，則解得所以當時，小球在管上升階段穿過管，故C正確；D．金屬管上升的時間上升的距離此時小球下降的距離金屬管下降的時間此時小球下降的距離若小球在管下降階段穿過管，則，即，可得則若，則小球不可能在金屬管下降階段穿過金屬管，故D正確。故選ACD。11．（多選）如圖所示，t=0時，某物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進入水平面（經(jīng)過B點前后速度大小不變，方向由沿斜面向下突變?yōu)樗较蛴遥?，最后停在C點。每隔2s物體的瞬時速率記錄在表格中，已知物體在斜面上做勻加速直線運動，在水平面上做勻減速直線運動，則下列說法中正確的是（）t/s0246v/（m/s）08128A．時物體恰好經(jīng)過B點 B．t=10s時物體恰好停在C點C．物體運動過程中的最大速度為12m/s D．A、B間的距離小于B、C間的距離【答案】ABD【詳解】設(shè)勻加速和勻減速的加速度分別為a1和a2設(shè)從8m/s加速度到最大速度vm的時間為t1，從最大速度減速到12m/s的時間為t2解得A．勻加速度的時間A正確；B．勻減速的時間全程時間為B正確；C．最大速度是C錯誤；D．勻加速度的位移勻減速度的位移D正確。故選ABD。12．（多選）甲、乙兩車在平直公路上沿同一方向行駛，甲車正在剎車，其v-t圖像如圖所示。在時刻，乙車在甲車前方x0處，在0～t1時間內(nèi)甲車的位移為x，下列判斷正確的是（）A．若甲車的位移為時，兩車第一次相遇，則第二次相遇時，甲車位移是B．若甲車的位移，則甲、乙兩車在t1時刻相遇C．若甲、乙兩車在時間內(nèi)能夠相遇，兩車只能相遇一次D．若甲、乙兩車在時間內(nèi)能夠相遇，兩車可以相遇兩次【答案】ABD【詳解】A．根據(jù)圖像，甲車的加速度為甲車速度減到零的時間為在0～t1時間內(nèi)甲車的位移為x甲車的位移為時的速度為v解得甲車的位移為時的時刻為解得根據(jù)圖像，若甲車的位移為時，即兩車第一次相遇，則第二次相遇刻為，此時甲車位移是A正確；B．t1時刻兩車的位移分別為解得因為所以甲車的位移，則甲、乙兩車在t1時刻相遇，B正確；CD．若甲、乙兩車在時間內(nèi)能夠相遇，后面的乙車做加速運動，前面的甲車做減速運動，乙車一定能追上甲車，兩車還能相遇一次，兩車可以相遇兩次，C錯誤，D正確。故選ABD。第Ⅱ卷非選擇題二、實驗題（共2小題,共20分）13．利用超聲波遇到物體發(fā)生反射的特性，可測定物體運動的有關(guān)參量。圖甲中儀器A和B通過電纜線連接，B為超聲波發(fā)射與接收一體化裝置，儀器A提供超聲波信號源而且能將B接收到的超聲波信號進行處理并在屏幕上顯示其波形?，F(xiàn)固定裝置B，并將它對準勻加速行駛的小車C，使其每隔固定時間6T發(fā)射一短促的超聲波脈沖，圖乙中1、2、3為B發(fā)射的超聲波信號，1'、2'、3'為對應(yīng)的反射波信號。接收的反射波滯后時間已在圖中標出，已知超聲波在空氣中的速度為v，則(1)如圖丙。以B為坐標原點，車運動方向為正，三次反射超聲波時車尾的位置坐標分別是xI、xII、xIII。以乙圖中峰值“1”為計時起點，三次反射超聲波的時刻為tI、tII、tIII。完成下表：反射超聲波時，車尾坐標xI=xII=xIII=反射超聲波的時刻tII=tII=tIII=(2)結(jié)合上表數(shù)據(jù)，計算汽車在此過程中的加速度大小為（結(jié)果不必小數(shù)表示）?！敬鸢浮?1)(2)【詳解】（1）[1]反射超聲波時，車尾坐標就是接收到超聲波時距離超聲波信號源的距離，小車第一次反射超聲波時，車尾坐標[2]小車第二次反射超聲波時，車尾坐標[3]小車第二次反射超聲波時，車尾坐標[4]由圖乙可知，從發(fā)出超聲波到小車第一次反射超聲波的時刻為[5]從第一次接受到超聲波帶第二次接受到超聲波的時間間隔從發(fā)出超聲波到小車第二次反射超聲波的時刻為[6]從第二次接受到超聲波帶第三次接受到超聲波的時間間隔從發(fā)出超聲波到小車第三次反射超聲波的時刻為（2）從第一次接受到超聲波到第二次接收到超聲波行駛的距離從第一次接受到超聲波到第三次接收到超聲波行駛的距離根據(jù)勻變速運動的公式可知聯(lián)立解得14．某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物體在水平桌面上的運動規(guī)律，物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離后停在桌面上（尚未到達滑輪處）。從紙帶上便于測量的點順次開始，每5個點取1個計數(shù)點相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示，打點計時器電源的頻率為50Hz。（不計空氣阻力，g=10m/s2）(1)所用實驗器材除電磁打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端帶有滑輪的長木板、繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有（）A．電壓合適的交流電源 B．電壓合適的直流電源C．刻度尺 D．秒表E．天平(2)物塊減速運動過程中加速度大小a=m/s2（保留三位有效數(shù)字）。(3)重物落地瞬間，物塊的速度為（保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?1)AC(2)2.00(3)1.28【詳解】（1）AB．電磁打點計時器要打點，需要電壓合適的交流電源，A正確，B錯誤；C．打出的紙帶需要測量點間的長度，需要刻度尺，C正確；D．打點計時器就可以計時，不需要秒表，D錯誤；E．可由打出的紙帶來計算速度和加速度，不需要天平測量物體的質(zhì)量，E錯誤。故選AC。（2）根據(jù)逐差法可得減速過程（3）物塊加速時計數(shù)點4和9對應(yīng)的速度大小從4到9點，設(shè)物塊加速時間為t1，減速時間為t2，則有t1+t2=0.5s由勻變速直線運動速度時間公式可有解得v=1.28m/s三、計算題（本題共3小題，共32分）15．圖甲所示為一種自動感應(yīng)門，其門框上沿的正中央安裝有傳感器，傳感器可以預(yù)先設(shè)定一個水平感應(yīng)距離，當人或物體與傳感器的水平距離小于或等于水平感應(yīng)距離時，中間的兩扇門分別向左右平移。當人或物體與傳感器的距離大于水平感應(yīng)距離時，門將自動關(guān)閉。圖乙為該感應(yīng)門的俯視圖，O點為傳感器位置，以O(shè)點為圓心的虛線圓半徑是傳感器的水平感應(yīng)距離，已知每扇門的寬度為d，運動過程中的最大速度為v，門開啟時先做勻加速運動而后立即以大小相等的加速度做勻減速運動，當每扇門完全開啟時的速度剛好為零，移動的最大距離為d，不計門及門框的厚度。（1）求門開啟時的加速度大?。唬?）若人以2v的速度沿圖乙中虛線AO走向感應(yīng)門，要求人到達門框時左右門同時各自移動的距離，那么設(shè)定的傳感器水平感應(yīng)距離R應(yīng)為多少？（3）現(xiàn)以（2）中的水平感應(yīng)距離設(shè)計感應(yīng)門，欲搬運寬為的物體（厚度不計），使物體中點沿虛線AO垂直地勻速通過該門，如圖丙所示，物體的移動速度v1不能超過多少？

【答案】（1）；（2）2d；（3）【詳解】（1）依題意每扇門開啟過程中的速度—時間圖像如圖所示設(shè)門全部開啟所用的時間為t0，由圖像可得d=vt0由速度時間關(guān)系得v=a·聯(lián)立解得a=（2）要使單扇門打開，需要的時間為t=人只要在t時間內(nèi)到達門框處即可安全通過，所以人到門的距離為R=2vt聯(lián)立解得R=2d（3）依題意寬為的物體移到門框過程中，每扇門至少要移動的距離每扇門的運動各經(jīng)歷兩個階段：開始以加速度a運動x1=的距離，速度達到v，所用時間為t1=，而后又做勻減速運動，設(shè)減速時間為t2門做勻減速運動的距離為x2=－=由勻變速運動公式得x2=vt2－at22解得t2=；t2=（不合題意，舍去）要使每扇門打開所用的時間為T=t1＋t2=故物體移動的速度不能超過v1=16．長直公路上，甲、乙兩汽車正以相同速度v0=16m/s同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，乙車頭與甲車尾的距離d=18m，若t=0時刻甲車以加速度大小為：2m/s2減速剎車。（1）若甲車開始剎車后，乙車司機反應(yīng)了2s后也開始剎車。①甲車剎車到停下通過的距離。②乙車至少以多大的加速度剎車減速才能避免兩車相撞？（2）若甲車開始剎車后，乙車司機因故一直未采取制動措施，甲車司機發(fā)現(xiàn)后立即又以2m/s2的加速度加速前進。為了避免兩車相撞，甲車最多減速多少時間？（3）若甲車剎車的加速度大小按如圖所示變化（10s后加速度為0）。①求0~10s內(nèi)甲