高中物理共同必修1期中试卷及答案-沪教版-2024-2025学年

期中试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个物体从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，第2秒内的位移与第1秒内的位移之比为：A.1:2B.1:3C.1:4D.2:32、一个物体在水平面上受到两个共点力的作用，这两个力的合力为零。那么这两个力：A.一定大小相等，方向相反B.一定大小相等，方向相同C.一定大小不相等，方向相反D.一定大小不相等，方向相同3、关于物体的惯性，下列说法正确的是：A.物体只有在静止时才有惯性B.物体只有在受力作用下才表现出惯性C.物体的质量越大，其惯性也越大D.物体的速度越大，其惯性也越大4、一个物体沿光滑斜面下滑，忽略空气阻力，在下滑过程中关于物体能量变化的说法正确的是：A.动能逐渐减小，势能逐渐增大B.动能逐渐增大，势能逐渐减小C.动能和势能都不变D.动能和势能都逐渐减小5、一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是：A.物体的动能随时间减小B.物体的势能随时间减小C.物体受到的合外力为零D.物体的速度随时间变化6、一物体从静止开始，沿光滑斜面下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是：A.物体的加速度大小等于重力加速度B.物体下滑过程中，其动能与势能之和保持不变C.物体下滑过程中，其势能转化为动能D.物体下滑过程中，其机械能守恒7、一个物体在水平面上做匀速直线运动，若要使物体的速度变为原来的两倍，以下哪种方法是不可能的？（）A.将物体的质量减半，保持合外力不变。B.将物体的合外力加倍，保持质量不变。C.将物体的质量加倍，保持合外力不变。D.将物体的速度方向改变，但保持合外力不变。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在下列关于匀速圆周运动的描述中，正确的是（）A.匀速圆周运动是速度大小不变的曲线运动B.匀速圆周运动中，物体的向心加速度大小不变，方向始终指向圆心C.匀速圆周运动中，物体的角速度大小不变，方向始终垂直于圆心D.匀速圆周运动中，物体的线速度方向始终沿切线方向2、一个物体做竖直上抛运动，不计空气阻力，下列关于该物体运动过程的描述中，正确的是（）A.物体在上升过程中，动能减小，势能增加，机械能守恒B.物体在下降过程中，动能增加，势能减小，机械能守恒C.物体在整个运动过程中，速度先减小后增大，方向始终向上D.物体在整个运动过程中，加速度先减小后增大，方向始终向下3、一个物体从静止开始，沿水平面做匀加速直线运动，加速度为a，物体在t时间内通过的距离为s。下列说法正确的是（）A.物体的末速度v=atB.物体的平均速度v_avg=s/tC.物体的位移s=1/2*a*t^2D.物体的加速度a与时间t成线性关系三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：质点做匀速圆周运动时，以下关于其物理量的描述，正确的是（）A.线速度的大小不变，方向时刻改变B.角速度的大小不变，方向始终指向圆心C.向心加速度的大小不变，方向始终与速度方向相同D.转动惯量的大小与运动的速度无关第二题：一物体从静止开始在水平面上做匀加速直线运动，经过3秒后速度达到12m/s。假设物体所受的加速度保持不变，求：（1）物体的加速度；（2）物体在这3秒内通过的距离；（3）物体在第5秒末的速度。第三题：实验题在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，你使用了打点计时器来测量小车在不同时间间隔内的位移。实验数据如下表所示：时间间隔t（s）0.20.40.60.81.0位移x（cm）0.20.81.62.43.2（1）根据实验数据，分析小车的运动规律。（2）利用实验数据，计算小车在0.5s末的速度。（3）如果打点计时器的打点频率为50Hz，计算小车在这段时间内的平均加速度。第四题：光的折射与全反射一束单色光从空气斜射入水面上方的玻璃中，入射角为30°，玻璃的折射率为1.5。请回答以下问题：（1）求光在玻璃中的折射角；（2）若入射光继续入射，入射角逐渐增大，请分析光从玻璃射向水面的过程中，会发生全反射的临界角是多少？（3）若入射光以临界角入射时，求出光在水中的折射率。第五题：理想气体状态方程的应用一质量为0.2kg的气球，在地面附近（大气压为1.0×105Pa）时的体积为0.8m3。若将气球升空至高空，此时大气压变为1.0×10^4Pa，气球内气体的温度保持不变。求：（1）气球升空后体积变为多少？（2）气球升空后内能是否改变？为什么？期中试卷及答案一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个物体从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，第2秒内的位移与第1秒内的位移之比为：A.1:2B.1:3C.1:4D.2:3答案：C解析：在匀加速直线运动中，第n秒内的位移可以用公式sn=u+12a2n−1来计算，其中u2、一个物体在水平面上受到两个共点力的作用，这两个力的合力为零。那么这两个力：A.一定大小相等，方向相反B.一定大小相等，方向相同C.一定大小不相等，方向相反D.一定大小不相等，方向相同答案：A解析：根据牛顿第一定律，如果一个物体受到的合力为零，则物体要么静止，要么做匀速直线运动。因此，两个共点力的合力为零意味着这两个力大小相等，方向相反，它们相互抵消。选项A正确。3、关于物体的惯性，下列说法正确的是：A.物体只有在静止时才有惯性B.物体只有在受力作用下才表现出惯性C.物体的质量越大，其惯性也越大D.物体的速度越大，其惯性也越大答案：C解析：惯性是物体保持其运动状态不变的性质，即静止的物体倾向于保持静止，而运动中的物体则倾向于以恒定速度直线运动。根据牛顿第一定律（惯性定律），所有物体无论是否受力都具有惯性。惯性的大小与物体的质量直接相关，质量越大，改变其运动状态所需的力就越大，因此惯性也越大。选项A和B都是错误的理解；惯性并不依赖于物体的速度，所以选项D也是不正确的。4、一个物体沿光滑斜面下滑，忽略空气阻力，在下滑过程中关于物体能量变化的说法正确的是：A.动能逐渐减小，势能逐渐增大B.动能逐渐增大，势能逐渐减小C.动能和势能都不变D.动能和势能都逐渐减小答案：B解析：当物体沿光滑斜面下滑时，假设没有摩擦力和其他外力做功，则机械能守恒。随着物体的高度降低，它的重力势能会转化为动能。因此，物体的势能逐渐减小，同时动能逐渐增大。选项A描述的情况正好相反，故为错误。由于有能量转化发生，选项C和D也不符合实际情况，因此正确答案是B。5、一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是：A.物体的动能随时间减小B.物体的势能随时间减小C.物体受到的合外力为零D.物体的速度随时间变化答案：C解析：物体在水平面上做匀速直线运动，说明物体受到的合外力为零，根据牛顿第一定律，物体将保持匀速直线运动。动能和势能的大小与物体的运动状态无关，因此A、B选项错误。速度是矢量，匀速直线运动的速度大小不变，方向也不变，因此D选项错误。6、一物体从静止开始，沿光滑斜面下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是：A.物体的加速度大小等于重力加速度B.物体下滑过程中，其动能与势能之和保持不变C.物体下滑过程中，其势能转化为动能D.物体下滑过程中，其机械能守恒答案：D解析：物体从静止开始下滑，不计空气阻力，物体只受重力作用，因此加速度等于重力加速度，A选项正确。物体下滑过程中，其动能增加，势能减小，因此动能与势能之和在减小，B选项错误。由于不计空气阻力，物体下滑过程中没有非保守力做功，其势能转化为动能，C选项正确。物体下滑过程中，其机械能（动能+势能）守恒，D选项正确。7、一个物体在水平面上做匀速直线运动，若要使物体的速度变为原来的两倍，以下哪种方法是不可能的？（）A.将物体的质量减半，保持合外力不变。B.将物体的合外力加倍，保持质量不变。C.将物体的质量加倍，保持合外力不变。D.将物体的速度方向改变，但保持合外力不变。答案：C解析：根据牛顿第二定律，物体的加速度与合外力成正比，与物体的质量成反比。在匀速直线运动中，合外力为零。若要使物体的速度变为原来的两倍，则需要给物体一个额外的合外力，使其产生加速度。选项A和B都提到了改变合外力，因此是可能的。选项D虽然改变了速度方向，但并未改变物体的速度大小，因此也是可能的。而选项C中，若将物体的质量加倍，由于合外力不变，根据牛顿第二定律，物体的加速度将减半，因此无法实现物体的速度变为原来的两倍。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在下列关于匀速圆周运动的描述中，正确的是（）A.匀速圆周运动是速度大小不变的曲线运动B.匀速圆周运动中，物体的向心加速度大小不变，方向始终指向圆心C.匀速圆周运动中，物体的角速度大小不变，方向始终垂直于圆心D.匀速圆周运动中，物体的线速度方向始终沿切线方向答案：ABD解析：匀速圆周运动是速度大小不变的曲线运动，选项A正确。向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，选项B正确。角速度大小不变，但方向并不始终垂直于圆心，而是随物体在圆周上的位置变化而变化，所以选项C错误。线速度方向始终沿切线方向，选项D正确。因此，正确答案是ABD。2、一个物体做竖直上抛运动，不计空气阻力，下列关于该物体运动过程的描述中，正确的是（）A.物体在上升过程中，动能减小，势能增加，机械能守恒B.物体在下降过程中，动能增加，势能减小，机械能守恒C.物体在整个运动过程中，速度先减小后增大，方向始终向上D.物体在整个运动过程中，加速度先减小后增大，方向始终向下答案：AB解析：竖直上抛运动中，物体在上升过程中，由于重力作用，速度减小，动能减小，势能增加，机械能守恒，选项A正确。在下降过程中，速度增加，动能增加，势能减小，机械能守恒，选项B正确。在整个运动过程中，速度先减小后增大，方向先向上后向下，所以选项C错误。加速度在整个运动过程中始终为重力加速度g，方向始终向下，选项D错误。因此，正确答案是AB。3、一个物体从静止开始，沿水平面做匀加速直线运动，加速度为a，物体在t时间内通过的距离为s。下列说法正确的是（）A.物体的末速度v=atB.物体的平均速度v_avg=s/tC.物体的位移s=1/2*a*t^2D.物体的加速度a与时间t成线性关系答案：ABC解析：A.正确。根据匀加速直线运动的速度公式v=u+at（其中u为初速度，对于本题u=0），可得末速度v=0+at=at。B.正确。平均速度的定义是位移除以时间，所以v_avg=s/t。C.正确。根据匀加速直线运动的位移公式s=ut+1/2*a*t^2（其中u为初速度，对于本题u=0），可得s=0+1/2*a*t^2=1/2*a*t^2。D.错误。虽然加速度a与时间t的平方成正比，但并不是线性关系。正确的说法应该是加速度a与时间t^2成正比。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：质点做匀速圆周运动时，以下关于其物理量的描述，正确的是（）A.线速度的大小不变，方向时刻改变B.角速度的大小不变，方向始终指向圆心C.向心加速度的大小不变，方向始终与速度方向相同D.转动惯量的大小与运动的速度无关答案：A解析：在匀速圆周运动中，质点的线速度大小保持不变，但由于质点沿着圆周路径运动，其速度方向是时刻变化的，因此选项A正确。角速度是指单位时间内角度的变化量，在匀速圆周运动中，角速度的大小是恒定的，但它的方向是垂直于圆面的，不是指向圆心，所以选项B错误。向心加速度是指使质点保持圆周运动的加速度，它的大小是恒定的，但方向始终指向圆心，与速度方向垂直，因此选项C错误。转动惯量是物体对旋转运动的惯性度量，它与物体的质量分布有关，而不是与运动的速度有关，因此选项D错误。第二题：一物体从静止开始在水平面上做匀加速直线运动，经过3秒后速度达到12m/s。假设物体所受的加速度保持不变，求：（1）物体的加速度；（2）物体在这3秒内通过的距离；（3）物体在第5秒末的速度。答案：（1）加速度a=Δv/Δt=12m/s/3s=4m/s²（2）距离s=(1/2)*a*t²=(1/2)*4m/s²*(3s)²=18m（3）在第5秒末的速度v=a*t=4m/s²*5s=20m/s解析：（1）根据加速度的定义，加速度是速度变化量与时间变化量的比值。题目中给出了物体从静止开始，经过3秒速度达到12m/s，因此可以直接用速度变化量除以时间变化量来计算加速度。（2）根据匀加速直线运动的位移公式s=(1/2)*a*t²，将已知的加速度和时间代入公式中，即可求得物体在这3秒内通过的距离。（3）同样根据匀加速直线运动的速度公式v=a*t，将已知的加速度和时间代入公式中，即可求得物体在第5秒末的速度。第三题：实验题在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，你使用了打点计时器来测量小车在不同时间间隔内的位移。实验数据如下表所示：时间间隔t（s）0.20.40.60.81.0位移x（cm）0.20.81.62.43.2（1）根据实验数据，分析小车的运动规律。（2）利用实验数据，计算小车在0.5s末的速度。（3）如果打点计时器的打点频率为50Hz，计算小车在这段时间内的平均加速度。答案：（1）小车的运动规律是匀加速直线运动。因为每增加0.2秒，位移增加0.6cm，位移与时间间隔的比值保持不变，即位移与时间的平方成正比。（2）小车在0.5s末的速度可以通过计算0.2s到0.4s时间内的平均速度来近似得到。这段时间内的位移为0.8cm-0.2cm=0.6cm，时间为0.4s-0.2s=0.2s。所以，0.5s末的速度v≈位移/时间=0.6cm/0.2s=3cm/s。（3）平均加速度a可以通过位移与时间的关系计算得出。在匀加速直线运动中，位移与时间的平方成正比，即x=(1/2)at^2。我们可以用0.2s到1.0s的时间间隔内的位移来计算加速度。总位移为3.2cm-0.2cm=3.0cm，总时间为1.0s-0.2s=0.8s。将这些值代入公式，得到：3.0cm=(1/2)a(0.8s)^2a=(2*3.0cm)/(0.8s)^2a=6cm/0.64s^2a≈9.375cm/s^2由于1m=100cm，1s^2=(100cm)^2，我们可以将加速度转换为国际单位制：a≈9.375cm/s^2*(1m/100cm)^2a≈9.375*10^-2m/s^2a≈0.09375m/s^2解析：（1）通过观察实验数据，我们可以发现位移随时间增加而增加，且位移与时间的平方成正比，因此可以判断小车做匀加速直线运动。（2）由于打点计时器的打点频率为50Hz，即每秒打点50次，因此每次打点的时间间隔为1/50秒。在0.5秒内，打点计时器会打25个点，因此0.5秒末的速度可以通过计算第25个点与第24个点之间的平均速度来近似得到。（3）根据匀加速直线运动的公式x=(1/2)at2，我们可以通过位移和时间来计算加速度。这里我们使用了实验数据中的总位移和总时间来计算平均加速度。需要注意的是，将加速度单位从cm/s2转换为m/s^2时，要考虑到单位转换的系数。第四题：光的折射与全反射一束单色光从空气斜射入水面上方的玻璃中，入射角为30°，玻璃的折射率为1.5。请回答以下问题：（1）求光在玻璃中的折射角；（2）若入射光继续入射，入射角逐渐增大，请分析光从玻璃射向水面的过程中，会发生全反射的临界角是多少？（3）若入射光以临界角入射时，求出光在水中的折射率。答案：（1）根据斯涅尔定律（折射定律）：n1*sin(i)=n2*sin(r)，其中n1为入射介质（空气）的折射率，n2为折射介质（玻璃）的折射率，i为入射角，r为折射角。已知n1=1（空气的折射率），n2=1.5，i=30°，代入公式得：1*sin(30°)=1.5*sin(r)0.5=1.5*sin(r)sin(r)=0.5/1.5sin(r)=1/3r≈arcsin(1/3)r≈19.47°所以，光在玻璃中的折射角约为19.47°。（2）全反射发生的条件是入射角大于等于临界角C，且光从光密介质（玻璃）射向光疏介质（水）。临界角的计算公式为：sin(C)=n2/n1，其中n1为光疏介质的折射率，n2为光密介质的折射率。已知n1为水的折射率，通常取n1≈1.33，n2=1.5，代入公式得：sin(C)=1.