压轴题考卷（解析版）-2024-2025学年人教版高一物理必修第一册

高一上册物理压轴题考卷01（解析版）

高中物理

（考试时间：90分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.测试范围：人教版（2019）：必修第一册第1〜2章。

2.本卷平均难度系数0.15。

第I卷选择题

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1〜

8题只有一项符合题目要求，第9〜12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。分）

1.某同学利用如图所示的方案测量气垫导轨上滑块的加速度。滑块上安装了宽度为d的遮

光板，滑块向右做匀加速直线运动，依次通过两个光电门A和B。光电门上的黑点处有

极细的激光束，当遮光板挡住光束时开始计时，不遮挡光束时停止计时。现记录了遮光

板通过第一个光电门所用的时间△［、通过第二个光电门所用的时间加2、光电门从第一

次开始计时到第二次开始计时经历的时间加3,已知光电门上两黑点间的距离为乙，该同

/17\1

学先后用两种方法计算出滑块的加速度，分别为。二逋工房和

1

，你认为下列判断正确的是（)

2L

A.ax<a2B.=a2C.>a2

【答案】A

【详解】巨=?是遮光板通过光电门的平均速度，近似可看作遮光板中心到达光电门黑

点的速度，设遮光板中心到达两光电门黑点的时间间隔设为4;。由于遮光板前端到光电

门黑点的速度小于遮光板中心到光电门黑点速度，则遮光板前端到两光电门黑点的时间

间隔大于遮光板中心到两光电门黑点的时间间隔，即

M>W3

所以通过4=（二-二]:算出的加速度小于真实值，误差较大。而通过

―、2/、2-I

电=：hrl一二计算，由于乙为两光电门黑点之间的真实距离。所以的很接近

2LI△—）J

真实值，误差较小。综上所述有

ax<a2

故选A。

2.如图（a）是停在高速公路上的超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声

波信号，根据发出和接收到信号间的时间差，测出汽车的速度；图（b）中巳、巳是测

速仪先后发出的两个超声波信号，孙、町分别是测速仪检测到的外、巳由汽车反射回来

的信号。设测速仪匀速扫描尸八巳之间的时间间隔At=L8s,超声波在空气中传播的速

度是v=340m/s,若汽车是匀速直线行驶，则根据图（b）可知，下列说法正确的是（）

/回..........।人।.....................................]।1

///////////////////////////////----------1'-----------------------------------2

Px«1P2«2

图（a）图（b）

A.图（b）中每小格表示的时间是0.18s

B.尸/信号传播到被测汽车时，汽车距测速仪的距离是102m

C.汽车正在向远离测速仪的方向行驶

D.汽车的匀速时的速度大小是10m/s

【答案】B

【详解】A.如图所示，Pl、P2之间一共有9格，共L8s,则每一小格表示

,_L8s_

%==°-2s

故A错误；

B.如图所示，测速仪第一次发出信号到接受到信号所用的时间为

《=3/0=0.6s

在。时间内，超声波从发出到与汽车相遇，再从第一次相遇的位置反射回去，所以第一

次相遇的位置到测速仪的距离为

故B正确；

C.如图所示，测速仪第二次发出信号到接受到信号所用的时间为

t2=2to=0.4s

在〃时间内，超声波从发出到与汽车相遇，再从第二次相遇的位置反射回去，所以第二

次相遇的位置到测速仪的距离为

因为

x2<x1

所以汽车正在向靠近测速仪的方向行驶，故C错误；

D.汽车与超声波第一次相遇到第二次相遇所用的时间为

A11…

%3=-24+,‘2=L7s

汽车与超声波第一次相遇的位置到到第二次相遇的位置的距离为

x3=x1-x2=34m

则汽车的速度为

v，=三=20mzs

故D错误。

故选Bo

3.甲乙两质点在同一直线上运动，从占0时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，x-f图像

如图甲所示。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的苫~/图像如图乙所示。则下列说法

正确的是（）

|x/m

1x/m

〃s0'-------------~►v2/m•s2

~2100

甲乙

A./=0时刻，甲的速度为2m/s,乙的速度为10m/s

B.甲质点的加速度大小2m/s2为，乙的加速度大小为4m/s2

C.经过叵s,甲追上乙

2

D.经过2.5s,甲追上乙

【答案】C

【详解】AB.甲质点的位移表达式为

12

x—VQI+—a"+XQ

将(0,-2)、(1,0)、(2,6)代入上式，解得

xQ=-2m

%=0

ax-4mzs2

乙质点的位移表达式为

2

v-=-2tz2x

将(A?=o时％=12.5m)、(v2=100时x=0)代入上式，解得

%=10m/s

2

a2=4m/s

AB错误；

C.乙质点停止所用时间为

%10__

=—=—s—2.5s

°a24

乙质点2.5s的位移为

x2=a2t^=12.5m

甲质点经过叵S的位移为

因为

%一%=14.5m-12.5m=2m=x0=2m

经过变s,甲追上乙，C正确；

2

D.经过2.5s,甲质点的位移为

X]=a/=12.5m

因为初始距离x°=2m,甲没追上乙，D错误。

故选Co

4.无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。已知无线连接的最远距离

为10m,甲和乙两位同学做了一个有趣实验。甲佩戴无线蓝牙耳机，乙携带手机检测,

如图（a）所示，甲、乙同时分别沿两条平行相距6m的直线轨道向同一方向运动，甲做

匀速直线运动，乙从静止开始先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，其速度v随时

间/的关系如图（b）所示，则在运动过程中，手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为

（）

AvAn-s-1

乙

甲6

4

甲

乙O

4

/S

图

A.4sEB.9ZsC.13sD.17s

【答案】C

【详解】如图所示，当甲、乙相距10m时，根据勾股定理，甲比乙多走8m,设此时二

人的运动时间为。，根据位移公式得

12

v甲4-Q%。=8

根据图像

4

a乙=—m/s2=lm/s2

解得

"=4s

根据图像，此时速度相等，恰好最远，即相距最远时也能接收的信号，然后乙超过甲，

当乙比甲多走8m时，是最后接收到信号的时刻，设从开始到该时刻的时间为打，乙加

速的时间为

乙加速6s后开始以6m/s的速度匀速运动，乙匀速运动的时间为66,根据题意

—<7x62+6&-6)-v甲％=8

解得

t2=13s

也就是说，前13s内，甲、乙之间的距离都在10m以内，都能接收到信号。

故选C。

8m甲甲

甲T

6m6m'、、、、10m

乙*

乙8m乙

5.一辆汽车以速度吨在平直的路面上行驶，某时刻司机突然发现前方有一警示牌，于是他

立即刹车。汽车刹车后第1s内的位移大小为24m,第4s内的位移大小为1m,若将汽车

刹车后的运动看作加速度大小为a的匀变速直线运动，忽略司机的反应时间和制动系统

的响应时间，则()

23288

A.a=一m/s2B.a=-----m/s2C.v-24m/sD.v„=28m/s

325n

【答案】D

【详解】AB.假设汽车第4s末停止运动，则第1s内、第2s内、第3s内、第4s内的位

移之比为7：5：3：1,第1S内与第4s内的位移之比为7：1,如果汽车在第4s末未停

止运动，则第1s内与第4s内的位移之比小于7：1,根据题意，第1s内与第4s内的位

移之比为24：1,说明汽车在第4s末前停止运动，设汽车在第4s内的运动时间为好由

逆向思维，根据位移公式得

1,1,

2

24=]a&+3)--«(?0+)

解得

t0=0.5s

a=8m/s2

AB错误；

CD.汽车的初速度为

%=Q（3+%）=28m/s

C错误，D正确。

故选D。

6.在水平面上做匀减速直线运动的质点通过。、48三点的过程中，其位移随时间变化的

X—图像如图所示。则质点（）

2ss

A.通过4点时的速度为不B.通过/点时的速度大于丁

h4

2s（4_2匕）

C.运动时间％=万|D.运动的加速度大小为

他（，2-。）

【答案】D

【详解】A.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知，—

h

是中间时刻速度，而4点是中间位移的速度。故A错误；

B.从。点运动到4点过程的平均速度为

_s

VOA=~

q

s

物体做匀减速运动，则通过/点时的速度小于不，故B错误；

h

C.设质点经过O点的速度为W，0~。时间内，由位移一时间公式得

12

s=%

0~%2时间内，由位移一时间公式得

2s=—

联立解得

2S（A2/J,=v°土收-2as,=%土胞-4as

桃&-4）1a2a

显然

何=缶。土J2v：一%j

a

故C错误，D正确。

故选D。

7.交通信号"绿波"控制系统-一般被称为"绿波带"，它是根据车辆运行情况对各路口红绿灯

进行协调，使车辆通过时能连续获得一路绿灯。在九江一条笔直的公路上依次设置三盏

交通信号灯L、乙和J，j与L相距800m,£3与心相距400m。每盏信号灯显示绿色

的时间间隔都是20s,显示红色的时间间隔都是40s。与乙同时显示绿色，心则在乙

显示红色经历了10s时开始显示绿色。规定车辆通过三盏信号灯经历的时间不得超过

150s。则有（）

A.若有一辆匀速向前行驶的汽车通过L的时刻正好是右刚开始显示绿色的时刻，则此

汽车能不停顿地通过三盏绿色信号灯的最大速率24m/s

B.若有一辆速率lOm/s匀速向前行驶的汽车通过L的时刻正好是L刚开始显示绿色的

时刻，则此汽车能连续获得一路绿灯

C.若有一辆速率20m/s匀速向前行驶的汽车通过L的时刻是L显示绿色经历了10s的

时刻，则此汽车能连续获得一路绿灯

D.若有一辆匀速向前行驶的汽车通过L的时刻是L显示绿色经历了10s的时刻，则此

汽车能不停顿地通过三盏绿灯的最小速率是'm/s

【答案】C

【详解】AB.若有一辆匀速向前行驶的汽车通过L的时刻正好是L刚开始显示绿色的

时刻，车辆通过三盏信号灯经历的时间不得超过150s,则汽车运动30-50S或90~110S

时间内通过心，则通过Z的速度范围是

800/,,800/3800/,800/

-----m/s<v<m/s或m/s<v<m/s

503011090

解得

16m/s<v<22.6m/s——m/s<v<——m/s

119

在汽车运动60〜80s或者120〜140s时间内通过£3的速度范围是

1200///200/51200/1200/

------m/s<v<------m/s或----m/s<v<------m/s

8060140120

解得

15m/s<v<20m/s^—m/s<v<10m/s

7

综上所述，汽车的速度在16m/sWvW20m/s范围内能一路绿灯通过，并且20m/s是最大

速度，AB错误；

C.若有一辆匀速向前行驶的汽车通过“的时刻是L显示绿色经历了10s的时刻，车辆

通过三盏信号灯经历的时间不得超过150s,则汽车运动20〜40s或80-100s时间内通过

L2,速度范围是

800/,,800,.800//,800/

-----m/s<v<-----m/s或---m/s<v<-----m/s

402010080

解得

20m/s<v<40m/s或8m/s<v<lOm/s

在汽车运动50〜70s或110s~130s时间内通过£3的速度范围是

1200//,1200,-1200//,1200/

------m/s<v<-------m/s或----m/s<v<-------m/s

7050130110

解得

120〜/T.120/120/

----m/sz<v<24m/s或---m/s<v<-----m/s

71311

120

综上所述，一路绿灯的范围是20m/sWvW24m/s或■^■m/sKvWlOm/s,最小速率是

l1/2m0/s,C正确，D错误。

故选C。

8.如图所示，一个半径为R的半圆形凹槽固定在地面上，一个半径为状（左<1）的圆柱体从

凹槽的右端静止释放。假设凹槽内表面足够粗糙，圆柱体在滚动时不会打滑.刚释放时,

圆柱体表面的箭头指向凹槽中心。，当左=:时，圆柱体滚动到凹槽最低点时的箭头指向

O

为（）

A.水平向右B.D.竖直向下

【答案】C

【详解】左=:时，圆柱体的周长为

8

s=2^-R=—

84

半圆形凹槽最高点到最低点的长度为

7TR

l=--2^R

4~2

I=2s

先将凹槽拉伸成水平面，初始状态相当于箭头朝上，如图

圆柱体滚动到凹槽最低点时恰好转两周，与轨道接触点在轨道最低点，箭头指向竖直向

上，由于圆柱体与轨道不打滑，因此无论从左向右还是从右向左滚到最低点，箭头始终

向上。

故选Co

9.（多选）如图，光滑水平面内建立直角坐标系xQy.4、2两小球同时从。点出发，/球

速度大小为切，方向沿X轴正方向，8球速度大小为V2=2m/s、方向与X轴正方向夹角

为依坐标系第一象限中有一个挡板乙与x轴夹角为a。8球与挡板上发生碰撞，碰后

8球速度大小变为lm/s,碰撞前后8球的速度方向与挡板工法线的夹角相同，且分别位

于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若/、8两小球能相遇，下列说法正确的是

\y

A.若。=15。，则V/的最大值为及m/s,且£=15°

B.若6=15°,则0的最大值为：6m/s,且a=0。

C.若0=30。，则v/的最大值为gV^m/s,且a=0。

D.若6=30。，则力的最大值为后m/s,且a=15°

【答案】AC

【详解】由于水平面光滑，则两小球均做匀速直线运动，若/、5两小球能相遇，则绘

则根据正弦定理有

彩％（4+，2）匕

sin（2a+6）sin8sin[180。-（2a+28）]

,

AB.若6=15。，带入数据V2=2m/s,v2=lm/s,解得当a=15。，盯取得最大值为

V2m/s,故A正确、B错误；

f

CD.若6=30°,带入数据w=2m/s,v2=Im/s,解得当a=0。，盯取得最大值为

|V3m/s,故C正确、D错误。

故选ACo

10.（多选）如图所示，长为工的金属管从地面以l的速率竖直上抛，与此同时，小球在管

口正上方距离〃处开始自由下落，金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度为

g,不计空气阻力，下列说法正确的是()

KO

h\

A.落地前，小球相对金属管匀速下落

h+L

B.小球穿过金属管所用的时间等于——

%

C.若%>Jg仅+£),则小球一定在金属管上升阶段穿过金属管

D.若〃<乙，则小球不可能在金属管下降阶段穿过金属管

【答案】ACD

【详解】AB.两物体竖直方向加速度相同，所以小球相对管来说在做匀速直线运动,

所以小球穿过管所用时间

L

t=—

%

故A正确，B错误；

C.小球从开始下落到穿过金属管所用时间

h+L

G=------

%

金属管上升时间

g

若小球在管上升阶段穿过管，则

4<%2

解得

%>J优+£)g

所以当仅+£)g时,小球在管上升阶段穿过管，故c正确;

D.金属管上升的时间

上升的距离

〃管=*

目2g

此时小球下降的距离

%="升2=^-

22g

金属管下降的时间

‘降十

O

此时小球下降的距离

〃球2=：g（'升+'降下=-2-

/g

若小球在管下降阶段穿过管，则

h管+力球1V〃，h+L<〃球2

即

£力,

h+L<

gg

可得

h>L

则若为＜£,则小球不可能在金属管下降阶段穿过金属管，故D正确。

故选ACDo

1L（多选）如图所示，片0时，某物体从光滑斜面上的/点由静止开始下滑，经过8点后

进入水平面（经过2点前后速度大小不变，方向由沿斜面向下突变为水平向右），最后

停在C点。每隔2s物体的瞬时速率记录在表格中，已知物体在斜面上做匀加速直线运

动，在水平面上做匀减速直线运动，则下列说法中正确的是（）

A.f=§s时物体恰好经过8点B./=10s时物体恰好停在C点

C.物体运动过程中的最大速度为12m/sD./、8间的距离小于3、C间的距离

【答案】ABD

【详解】设匀加速和匀减速的加速度分别为R和即

8—0.2A/2

a,=----m/s=4m/s

12-0

12-820/2

----m/s=2m/s

26-4

设从8m/s加速度到最大速度v,"的时间为力，从最大速度减速到12m/s的时间为t2

%=8+*

%=12+砧

4+’2=2

解得

4

A=­S

13

2

6=—S

23

40

vm=ym/s

A.匀加速度的时间

一%」外

ax3

A正确;

B.匀减速的时间

f，=Z=^m7s

a23

全程时间为

，+/'=10s

B正确;

c.最大速度是

40.

%=§m/s

C错误；

D.匀加速度的位移

v200

x=­mt=——m

29

匀减速度的位移

400

=-----m

9

D正确。

故选ABDo

12.（多选）甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，甲车正在刹车，其V”图像如图所

示。在£=0时刻，乙车在甲车前方此处，在。〜力时间内甲车的位移为X,下列判断正

确的是（）

5Q

A.若甲车的位移为6工时，两车第一次相遇，则第二次相遇时，甲车位移是

oO

4

B.若甲车的位移％=则甲、乙两车在力时刻相遇

C.若甲、乙两车在z时间内能够相遇，两车只能相遇一次

D.若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车可以相遇两次

【答案】ABD

【详解】A.根据图像，甲车的加速度为

%

%v一5=2%

3%

甲车速度减到零的时间为

3

一'1

21

在0〜〃时间内甲车的位移为工

2

x=

2

甲车的位移为羡X时的速度为V

O

v2—VQ——2Q甲x—x

［曰一片=_2。甲］

解得

2

人”

甲车的位移为时的时刻为

O

2,

~vo=%一。甲,

解得

t'=—t

21}

根据图像，若甲车的位移为，X时13

，即,4两车第一次相遇，则第二次相遇刻为,4,此

O

时甲车位移是

%=2a甲x

一片=_2〃甲］

，9

x=­x

8

A正确；

B.〃时刻两车的位移分别为

4

漏

卜。+心

隆-2

Z|,f

坛二2

解得

1

x乙=§/

因为

x甲一X乙=X。

4

所以甲车的位移x=§x。，则甲、乙两车在〃时刻相遇，B正确；

CD.若甲、乙两车在,<4时间内能够相遇，后面的乙车做加速运动，前面的甲车做减速

运动，乙车一定能追上甲车，两车还能相遇一次，两车可以相遇两次，C错误，D正确。

故选ABD。

第n卷非选择题

二、实验题(共2小题，共20分)

13.利用超声波遇到物体发生反射的特性，可测定物体运动的有关参量。图甲中仪器/和8

通过电缆线连接，2为超声波发射与接收一体化装置，仪器/提供超声波信号源而且能

将3接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形。现固定装置8,并将它对准

匀加速行驶的小车C,使其每隔固定时间67发射一短促的超声波脉冲，图乙中1、2、

3为3发射的超声波信号，1'、2\3,为对应的反射波信号。接收的反射波滞后时间已在

图中标出，已知超声波在空气中的速度为v,则

O

甲

乙

(1)如图丙。以8为坐标原点，车运动方向为正，三次反射超声波时车尾的位置坐标分

别是芍、X”、xH1o以乙图中峰值"1"为计时起点，三次反射超声波的时刻为小打、tin。

完成下表：

B

丙

反射超声波时，车尾坐标X尸.Xll=xn尸

反射超声波的时刻tir.tir.till--

（2）结合上表数据，计算汽车在此过程中的加速度大小为（结果不必小数表

示）。

【答案】⑴vTL5vT2.5vTT7.5T14.57

,、8V

2----

819T

【详解】（1）⑺反射超声波时，车尾坐标就是接收到超声波时距离超声波信号源的距

离，小车第一次反射超声波时，车尾坐标

x=-v-2T=vT

12

⑵小车第二次反射超声波时，车尾坐标

x,=-v-3T=1.5vr

11r2

⑶小车第二次反射超声波时，车尾坐标

xin=gv_5T=2.5vT

⑷由图乙可知，从发出超声波到小车第一次反射超声波的时刻为

%=-x2T=T

12

⑸从第一次接受到超声波带第二次接受到超声波的时间间隔

4=67+1.57-7=6.57

从发出超声波到小车第二次反射超声波的时刻为

'n=%+（=75T

⑹从第二次接受到超声波带第三次接受到超声波的时间间隔

t2=67-1.57+2.57=77

从发出超声波到小车第三次反射超声波的时刻为

，ni='n+,2=14.57

（2）从第一次接受到超声波到第二次接收到超声波行驶的距离

△%]—XJJ-Aj--0.5vT

从第一次接受到超声波到第三次接收到超声波行驶的距离

Ax?=Mil—西=1.5"

根据匀变速运动的公式可知

A12

8=V（/1+~at\

1?

%=%（。+/2）+5。（，1+/2）

联立解得

8v

a=----

8197

14.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物体在水平桌面上的运动规律，物块在重物的牵

引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离后停在桌面上（尚未到达滑轮处）。

从纸带上便于测量的点顺次开始，每5个点取1个计数点相邻计数点间的距离如图乙所

示，打点计时器电源的频率为50Hz。（不计空气阻力，g-10m/s2）

图乙

⑴所用实验器材除电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端带有滑轮的长木板、

绳、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有（）

A.电压合适的交流电源B.电压合适的直流电源

C.刻度尺D.秒表

E.天平

（2）物块减速运动过程中加速度大小a=m/s2（保留三位有效数字）。

⑶重物落地瞬间，物块的速度为（保留三位有效数字）。

【答案】⑴AC

（2）2.00

（3）1.28

【详解】（1）AB.电磁打点计时器要打点，需要电压合适的交流电源，A正确，B错误;

C.打出的纸带需要测量点间的长度，需要刻度尺，C正确；

D.打点计时器就可以计时，不需要秒表，D错误：

E.可由打出的纸带来计算速度和加速度，不需要天平测量物体的质量，E错误。

故选ACo

(2)根据逐差法可得减速过程

10.60+8.61-6.60-4.60

%xl02m/s2=2.00m/s2

4x0.12

(3)物块加速时

7.01+9.00-5.01-3.00

a=x10-2m/s2=2.00m/s2

x4x0.12

计数点4和9对应的速度大小

v.=-=0.8m/s

42T

v==0.76m/s

92T

从4到9点，设物块加速时间为匕，减速时间为t2,则有

^+^2=0.5s

由匀变速直线运动速度时间公式可有

v=v4+altl=v9+a2t2

解得

i/=1.28m/s

三、计算题(本题共3小题，共32分)

15.图甲所示为一种自动感应门，其门框上沿的正中央安装有传感器，传感器可以预先设定

一个水平感应距离，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于水平感应距离时，中间

的两扇门分别向左右平移。当人或物体与传感器的距离大于水平感应距离时，门将自动

关闭。图乙为该感应门的俯视图，。点为传感器位置，以。点为圆心的虚线圆半径是

传感器的水平感应距离，已知每扇门的宽度为力运动过程中的最大速度为v,门开启

时先做匀加速运动而后立即以大小相等的加速度做匀减速运动，当每扇门完全开启时的

速度刚好为零，移动的最大距离为d,不计门及门框的厚度。

(1)求门开启时的加速度大小；

(2)若人以2V的速度沿图乙中虚线走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各

自移动段的距离，那么设定的传感器水平感应距离R应为多少？

(3)现以(2)中的水平感应距离设计感应门，欲搬运宽为下的物体(厚度不计)，

4

使物体中点沿虚线NO垂直地匀速通过该门，如图丙所示，物体的移动速度盯不能超过

多少？

甲乙丙

2

v4

【答案】(1)y:(2)2d；(3)-v

【详解】(1)依题意每扇门开启过程中的速度一时间图像如图所示

设门全部开启所用的时间为加由图像可得

d=^vt0

由速度时间关系得

v-a-—

2

联立解得

v2

a-——

d

(2)要使单扇门打开需要的时间为

心

2

人只要在f时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为

R=2vt

联立解得

R=2d

(3)依题意宽为