中考冲刺必刷:机械运动
一、选择题
1.(2023·日照)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
2.(2023·成都)小智在成都绕城绿道上跑步,看见一群白鹭从远处飞来。下列说法正确的是( )
A.以绿道为参照物,小智是静止的
B.以白鹭为参照物,小智是运动的
C.小智的速度一定大于白鹭的速度
D.白鹭做机械运动,其速度一定不变
3.(2022·武汉)如图所示,天舟四号货运飞船正在靠近由天和核心舱与天舟三号货运飞船组成的空间站组合体,即将完成自主交会对接。下列说法正确的是( )
A.“天舟三号”相对于“天舟四号”是运动的
B.“天舟三号”相对于“天和核心舱”是运动的
C.“天舟四号”相对于“天舟三号”是静止的
D.“天舟四号”相对于“天和核心舱”是静止的
4.(2023·通辽)生活处处有物理,下列生活常识最接近实际的一项是( )
A.教室门的高度为2.2m B.家用节能灯的工作电流为1A
C.人体感觉舒适的室温为37℃ D.一个篮球的质量是100g
5.(2022·重庆)如图所示,北京冬奥会比赛项目中相关物理知识描述正确的是( )
A. 谷爱凌夺冠决赛中完美旋转时,她受到惯性的作用
B. 苏翊鸣完成单板转体,他上升到最高点时受平衡力作用
C. 武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态
D. 柳鑫宇和王诗玥以如图造型滑行时,王诗玥相对于柳鑫宇是运动的
6.(2023·锦州)小明同学对身边的物理量进行了估测,你认为最符合实际的是( )
A.中学生百米跑的平均速度约为20m/s
B.中学生双脚站立时对地面的压强约为2.2×105Pa
C.普通壁挂式空调正常工作的功率约为1100W
D.人体感觉舒适的环境温度约为36.5℃
7.(2019·眉山)为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,下列说法中正确的是( )
A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪170m
B.汽车两次接收到信号时位置相距34m
C.在该测速区内,汽车的速度是
D.在该测速区内,汽车的速度是
8.(2019·黑龙江)在一年一度的大庆市“黎明湖端午龙舟赛”中,有人对某组在平行赛道上比赛的甲乙两队龙舟的速度与时间关系进行了仔细研究,得出了甲乙的速度与时间关系图像如图。根据图像可知,下列说法正确的是( )
A.0-t1时刻两队所走距离相等 B.t1时刻甲队比乙队运动的快
C.t1时刻甲队超过乙队 D.t1时刻甲乙两队速度相等
9.(2018·株洲)如图,两个小球1和2总是沿顺时针方向在同一圆周轨道(虚线所示)上运动,除碰撞外,它们的速度保持不变。某时刻,两球刚好运动到图示位置,a、b是直径的两端,此时球1的速度是球2的两倍。此后,这两个小球(设碰撞时间极短,碰撞后速度互换)( )
A.总是在a点相碰
B.总是在b点相碰
C.时而在a点相碰,时而在b点相碰
D.可以在圆周轨道上的任意位置相碰
10.(2024·娄星模拟) 甲、乙两个物体从同一地点出发沿同一方向运动,运动的s-t关系图象如图所示,则下列判断不正确的是( )
A.甲、乙都做匀速直线运动
B.甲、乙在运动了1.5km时第一次相遇
C.前5min内,甲的速度大于乙的速度
D.从开始运动到第二次相遇的整个过程中,甲、乙的平均速度相等
11.(2024·西昌模拟)甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图象如图所示。下列说法正确的是( )
①内乙做匀速直线运动
②第4s时甲、乙两物体的速度相等
③内乙的平均速度为2m/s
④第3s时甲在乙的后方
A.只有③④ B.只有①② C.只有①③ D.只有②④
12.(2023·长宁模拟)甲、乙两小车沿同一直线相向而行,甲小车的图像如图所示。当甲经过点时,乙刚好经过点,、两点间的距离为18米,再过3秒,甲、乙两车相距4米,则乙小车的速度( )
A.可能为米/秒 B.可能为4米/秒
C.一定为米/秒 D.一定为4米/秒
13.(2023·荔湾模拟)如题图1所示,分别用水平拉力、拉物体甲、乙,使甲、乙在水平面上做直线运动,如题2图是、所做的功—路程图像,如题3图是物体甲、乙的路程—时间图像,甲、乙所受的摩擦力分别为、,、所做的功率是、。则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
14.(2020八上·江岸月考)甲、乙两车从同一起点出发,沿平直公路行驶到相同终点。甲车在前二分之一时间里以速度v1做匀速直线运动,后二分之一时间里以速度v2做匀速直线运动;乙车在前二分之一路程中以速度v1做匀速直线运动,后二分之一路程中以速度v2做匀速直线运动,v1≠v2,则( )
A.甲车先到达 B.乙车先到达
C.甲、乙同时到达 D.条件不足,无法确定
15.(2019·陕西模拟)一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v-t图象如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是( )
A.在 内汽车的平均速度为
B.在 内汽车的牵引力大小恒为2000N
C.在 内汽车牵引力做的功为
D.在 内汽车牵引力做功的功率为
二、填空题
16.(2023·自贡)图中物体A的长度为 cm,停表的读数为 s。
17.(2018·荆门)我国高铁总路程居世界第一,人们出行更加方便快捷,暑假小红和父母外出旅游,她们乘坐的高铁动车正以300km/h的速度向南行驶,旁边平行铁轨一列普通列车以120km/h的速度也向南行驶,小红发现自己超过普通列车用的时间为16s,以普通列车为参照物,小红向 (选填“南”或“北”)行驶,以小红为参照物。普通列车向 (选填“南”或“北”)行驶,普通列车的长度为 m。
18.(2023·哈尔滨)如图所示,跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机是 (选填“运动”或“静止”)的;过一段时间后,他在空中匀速直线下降时,受 (选填“平衡”或“非平衡”)力。
19.(2021·淮安)如图所示,淮安马拉松比赛于2021年4月18日成功举办,展示了淮安文明向上、蓬勃进取的精神风貌。小明同学参加了全程7.5km的迷你马拉松比赛,用时45min,小明全程的平均速度为 km/h,悬挂在道路两旁的横幅相对于奔跑中的小明是 (填“运动”或“静止”)的。
20.(2021·德阳)小明划着一条小船在平直的河流中逆水前行,经过桥下时,他的草帽落于水中顺流而下,0.5h后小明发现草帽落水,他立即调转船头追赶,结果在桥下游距桥6km处追上草帽,不考虑小明调转船头的时间,且水流速度及划船速度大小恒定,则水流速度的大小为 km/h。(假设船与草帽的运动均在同一直线上)
21.(2016·达州)有一圆形跑道,跑道长120m,甲,乙同学沿跑道同时同地反向匀速跑步时,每隔20s相遇一次,已知甲、乙速度之比为2:3,如果甲、乙同学以原速度沿跑道同时同地同向跑步,每隔 s相遇一次;若甲同学体重小于乙同学体重,则他们匀速跑步时 同学的动能大。
22.(2023·徐汇模拟)P、Q是同一直线上相距12米的两点,甲、乙两小车同时沿该直线运动,先后经过P点向Q点运动,s-t图像分别如图(a)、(b)所示。整个运动过程中,甲车的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”); 以甲车为参照物,乙车是 的(选填“运动”或“静止”); 甲车到达Q点时,乙车与Q点的距离为6米,则甲车在P点时,乙车与P点的距离为 米。
23.(2023·益阳模拟)老鼠离开洞穴沿直线前进,它的速度与到洞穴的距离成反比,当它行进到离洞穴为10cm的甲处时速度为10cm/s,则行进到离洞穴为40cm的乙处时,速度是 cm/s,从甲处到乙处需时 s.
24.(2018·中山模拟)用图象可以表示物体的运动规律,如图所示是甲、乙两物体由同一地点O出发,沿同一直线到达同一目的地x2的运动时间和路程的关系图象。从图象分析得出,在0﹣t1的时间内,甲物体的运动速度 (“大于”“小于”“等于”)乙物体的运动速度;在t1﹣t2的时间内,以甲物体为参照物,乙物体作 (“靠近”“远离”)甲物体的运动;全过程中,甲物体的平均速度 (“大于”“小于”“等于”)乙物体的平均速度。
25.(2018·桂平模拟)端午节,贝贝全家一起在海河岸边观看划龙舟比赛。发令枪响,几艘龙舟上的参赛选手奋力划桨,龙舟如离弦之箭向前疾行。贝贝激动地说:“龙舟跑得真快啊!”,她所选择的参照物是 。其中一艘龙舟前半段路程的速度为4m/s,后半段路程的速度为6 m/s,则该龙舟跑完全程的平均速度为 m/s。
三、实验探究题
26.(2023·凤翔模拟)在课外实践活动中,同学们用频闪照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2s曝光一次。
(1)小华所在的小组拍下了纸锥从A点下落过程的照片,如图所示,当纸锥下落到B点时速A度最大,接着开始做匀速运动,我们把这个最大速度叫收尾速度。测得BC段的距离为46.0cm,则纸锥的收尾速度为 m/s。纸锥在BC段下落过程中动能 ,重力势能 (后两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)小组间交流时,发现不同的纸锥下落的收尾速度不同,就纸锥下落的收尾速度大小与哪些因素有关,小明小组提出如下猜想:
猜想一:跟纸锥的锥角有关。
猜想二:跟纸锥的质量有关。
猜想三:跟纸锥的底面积有关。
他们用相同的复印纸制成了多个不同的纸锥,每次从相同高度由静止释放,分别测量出每个纸锥下落的收尾速度,并记录在表中。
纸锥编号 纸锥质量m/g 纸锥的底面积S/cm2 纸锥锥角θ/° 收尾速度v/m s﹣1
1 14.4 20 71.1 1.5
2 25.6 20 81.9 1.6
3 14.4 20 81.9 1.2
4 14.4 10 81.9 1.7
①比较编号为 的纸锥的实验数据,可得猜想一是正确的。
②分析表格,发现2号纸锥比1号纸锥的收尾速度大,小明得出质量大的纸锥收尾速度大,对此你认为小明所得的结论 (选填“可靠”或“不可靠”)。
③分析实验数据可知,为了减小纸锥竖直下落时的收尾速度,应该选择锥角较大、质量较 、底面积较 的纸锥。
27.(2024·梅县区模拟)斜面在物理实验中多次使用。
(1)图甲利用斜面和小车测量平均速度,实验时应保持斜面的倾斜角 (选填“较大”或“较小”),这是为了减小测量 (选填“路程”或“时间”)时造成的误差;
(2)乙、丙实验都有让物体(小车或小球)从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是控制小车到达水平面的 相同;
(3)图乙实验中是通过观察小车在水平面 来反映阻力对物体运动的影响,这里用到的实验方法是 。
(4)由图乙可推理当运动的小车在水平面上所受阻力为零时,小车的运动情况是 。
四、计算题
28.(2023·潍坊)图示为某公司研发的一款太阳能辅助电动车,车身上部铺满了太阳能电池薄膜,可实现太阳能和充电桩两种充电模式。使用前对该车进行测试,在其匀速直线行驶阶段,有关测试数据如下表所示。已知该车行驶过程所受阻力包括摩擦力和空气阻力,摩擦力为整车重力的0.03倍,空气阻力与行进速度的关系为,。若定义该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比,用字母表示,g取10N/kg,求该车本次测试过程中:
整车质量 940kg
行驶路程 54km
行驶时间 0.5h
消耗电能
(1)行驶的速度;
(2)牵引力做功的功率;
(3)推进效率。
29.(2023·呼和浩特)小军同学周末和家人驾驶越野汽车去郊游,车和人的总质量为2.4t,他们先在一段可近似看成水平直线的柏油路上匀速行驶50km,用时50min,消耗汽油5kg。假设此过程汽车所受阻力恒为车和人总重的0.1倍。然后他们又以相同功率,继续在一段可近似看成水直线的沙土路上,以25km/h的速度匀速行驶12min后到达目的地。已知汽油的热值为。求:
(1)汽车在柏油路上匀速行驶时速度的大小;
(2)汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率;
(3)汽车在沙土路上匀速行驶时受到阻力的大小。
30.(2024·贵州模拟)上海到南京的次特快列车运行时刻表如下:根据列车运行时刻表回答下列问题:
上海 苏州 常州 南京
到站时间 : : :
发车时间 : : :
里程
(1)计算列车由上海驶向南京全程的平均速度;保留一位小数
(2)若列车行驶途中以的速度通过长的高架桥,列车全部在高架桥上的时间是需,那么这列火车的长度是多少?
五、科普阅读题
31.(2024·深圳模拟) 阅读材料,回答问题。
2023年10月26日,神舟十七号载人飞船在长征二号F遥十七运载火箭的托举下,从酒泉
卫星发射中心点火升空,搭载着汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔向太空。长二F火箭与载人飞船的总质量约为500吨。如图所示,火箭点火升空时,降温系统向发射塔喷洒大量的水,顿时周围“白气”滚滚。之后,神舟十七号载人飞船成功对接于天和核心舱前向端口,形成三舱三船组合体,即空间站三个舱段、两艘载人飞船和一艘货运飞船。
(1)在神舟十七号发射升空的过程中,三名航天员静静地坐在太空椅上,这里选择的参照物是 ;
(2)关于火箭发射,下列说法正确的是____;
A.火箭应采用密度大、硬度大的合金材料
B.火箭在加速起飞过程中,火箭的机械能不变
C.火箭加速升空阶段,火箭的惯性变大
D.在太空实验中可用弹簧测力计测力的大小
(3)火箭发射时向下喷出高温高压的燃气,火箭获得向上的推力,该推力的施力物体 。“白气”滚滚中的“白气”是 (填物态变化名称)形成的;
(4)中国空间站在轨道上绕地球正常运行时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。在空间站内 (选填“能”或“不能”)用天平称量物体的质量;
(5)他们和家人通过网上聊天实现“天地对话”,依靠电磁波传递信息,当空间站距离航天员家属510km时,航天员发出的信号经过 s后就可以被地面上的家属接收到(不考虑仪器的延时特性);
(6)设计师为减轻火箭的重力,将一个钢制零件改为铝制零件,使其质量减少208kg,则该零件铝的质量为 kg。(ρ钢=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3)
32.(2023·茂南模拟)阅读短文,回答问题。
风洞
风洞即风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。
风洞种类繁多,如图甲所示为闭口直流式风洞,其主要组成部分为收缩段、试验段、扩散段和动力装置,动力装置包括直流电机和风扇。风扇转动后,将空气吸入风洞中,通过调节电机转速以获得不同的实验段速度,收缩段前装有整流栅,整流栅做成方格状,用来消除气流中的旋涡,气流通过收缩段后,流速增大,这样可使进入试验段的气流较为均匀。试验段截面是方形的,模型放在其中进行试验,扩散段的功能是使试验段后面的气流减速后再排入大气。
因为风洞的控制性佳,可重复性高,现今风洞广泛用于空气动力学工程的测试,譬如结构物的风力荷载和振动,风力发电、防风设施的功效等,一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场的观测的结果相近。
(1)用图甲所示的风洞做实验,实验模型应放置在 段;
(2)实验时,以 为参照物,模型是运动的;
(3)将图乙所示的机翼模型固定在台式测力计上并放置于风洞中,测量风机工作与不工作时,测力计的示数变化,有风时测力计的示数比无风时的 ,说明机翼模型在风洞中,上下表面受到气流的压力差方向向 (选填“上”或“下”);
(4)若图乙所示机翼模型在水平风的作用下获得竖直方向的力的大小为F,实验得到F与风速的二次方v2关系图象如图丙所示,当风速是原来的2倍时,力F是原来____;
A.2倍 B.4倍 C.0.5倍 D.0.25倍
(5)在其它条件不变时,试验段的横截面面积越小,试验段的风速越 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】速度公式及其应用;匀速直线运动特点
【解析】【解答】
A、根据图像可以知道姐姐是准时出发,弟弟是晚出发5min。故A错误。
B、平均速度为总路程除以总时间,姐姐的总时间大于弟弟的总时间,所以弟弟的平均速度大于姐姐的平均速度,故B错误。
C、由图像可知姐姐和弟弟的总路程相同,行走时的时间也相同,即行走的速度也相同,即,故C正确。
D、由图形可知弟弟是匀速直线运动,姐姐在5~15min保持静止,故D错误。
答案为:C
【分析】
(1)弟弟比姐姐晚出发5min。
(2)平均速度为总路程除以总时间,中间停留的时间也计入总时间。
(3)行走的路程除以行走的时间,等于行走的速度。
(4)在s-t图像中斜面表示匀速直线运动。
2.【答案】B
【知识点】速度与物体运动;参照物及其选择
【解析】【解答】A. 以绿道为参照物,小智的位置不断改变,即他是运动的,故A错误;
B. 以白鹭为参照物,小智的位置不断改变,即他是运动的,故B正确;
C. 小智的速度可能小于白鹭的速度,故C错误;
D.白鹭做机械运动,其速度可能发生改变,故D错误。
故选B。
【分析】(1)(2)根据对参照物的理解判断;
(3)(4)根据对物体运动的知识判断。
3.【答案】A
【知识点】参照物及其选择
【解析】【解答】A.天和核心舱与天舟三号货运飞船组成的空间站组合体,这是一个整体,而天舟四号货运飞船在靠近这个整体,相对于“天舟四号”,天和核心舱与天舟三号货运飞船组成的空间站组合体的位置发生了改变,故“天舟三号”是运动的,A符合题意;
B.天和核心舱与天舟三号货运飞船组成的空间站组合体,“天舟三号”相对于“天和核心舱”位置没有发生变化,故“天舟三号”是静止的,B不符合题意;
C.“天舟四号”相对于“天舟三号”位置发生了改变,故“天舟四号”是运动的,C不符合题意;
D.“天舟四号”相对于“天和核心舱”位置发生了改变,故“天舟四号”是运动的,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】物体间有位置变化时,物体间是相对运动的。
4.【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数;质量及其特性;长度的估测;电流的大小
【解析】【解答】A.一个成年人的身高在1.7m~2.0m之间,教室门比一个成年人的身高大一些则教室门的高度为2.2m,故A正确;
B.家用节能灯的功率大约40W,那么它的工作电流为,故B错误;
C.人体感觉舒适的室温为25℃左右,故C错误;
D.一个篮球的质量是600g,故D错误。
故选A。
【分析】根据对长度、电流、温度和质量的认识判断。
5.【答案】C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】A.惯性不是力,“受到惯性的作用”这一说法错误,A不符合题意;
B.他上升到最高点时,只受到重力的作用,不是受平衡力,B不符合题意;
C.武大靖蹬地加速通过弯道,速度的大小和方向均改变,运动状态发生改变,是由于受到了力的作用,改变了他的运动状态,C符合题意;
D.柳鑫宇和王诗玥以如图造型滑行时,他们之间的相对位置不变,故王诗玥相对于柳鑫宇是静止的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】惯性是物体保持原有状态的性质;受到平衡力的作用,会静止或匀速直线运动;力可以改变物体的运动状态。
6.【答案】C
【知识点】温度及温度计的使用与读数;速度公式及其应用;液体压强的计算;电功率
【解析】【解答】A.中学生百米跑的成绩大约14s,那么平均速度:,故A错误;
B.中学生的质量大约50kg,则双脚站立时对地面的压力为F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,双脚的着地面积约500cm2,则对地面的压强约为:,故B错误;
C.普通壁挂式空调正常工作的功率约为1100W ,故C正确;
D.人体感觉舒适的环境温度约为25℃,故D错误。
故选C。
【分析】根据对速度、压强、电功率和温度的认识判断。
7.【答案】D
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】解:(1)第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s,
由v= 可得汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪:
s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m,A不符合题意;
第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s,
汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪:
s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m;
汽车两次接收到信号时位置相距(即汽车行驶的距离):
s′=s1-s2=85m-68m=17m,B不符合题意;(2)汽车行驶这17m共用的时间:t′=△t-t1+t2=0.9s-0.25s+0.2s=0.85s,
所以汽车的车速为:v′= = =20m/s,C不符合题意、D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合题意,利用速度计算公式v= 进行计算即可.
8.【答案】D
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A.根据公式s=vt可知,t1时刻,图像与横轴之间围起的面积就是它们的路程;根据图像可知,乙的面积大于甲的面积,所以0~t1时刻乙的路程大,故A错误;
B.根据图像可知,在t1时刻时,两个图象相交,即二者的速度相等,即甲和乙运动 的一样快,故B错误,D正确;
C.t1时刻时,甲的路程小于乙的路程,那么甲在乙的后面,故C错误。
故选D。
【分析】(1)根据图像可知,在t1时刻时,两个图象相交,即二者的速度相等;
(2)速度是表示物体运动快慢的物理量;
(3)t1时刻,图像与横轴之间围起的面积就是它们的路程;
(4)谁的路程大,谁就在前面。
9.【答案】A
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】某时刻,两球刚好运动到图示位置,a、b是直径的两端,此时球1的速度是球2的两倍,设圆周的周长为L,根据速度公式知:
当两者都再次运行到a点时,球1经过的距离为L,球2经过的距离为 ,又因为球1的速度是球2的两倍,所以用时正好相等,即 ,两球在a点相撞。
碰撞后,当速度快的球经过两周时,速度慢的球经过1周,所以下次两球相撞仍然在a点。A符合题意
故答案为:A。
【分析】结合题意,设圆周的周长为L,根据速度公式v=计算即可.
10.【答案】A
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A:由图象可知,甲做匀速直线运动,而乙是先静止一段时间后再做匀速直线运动,A 错误;
B:在 1.5km 处,甲、乙的图象相交,说明此时甲、乙相遇,B 正确;
C:前 5min 内,相同时间甲移动的距离大于乙移动的距离,所以甲的速度大于乙的速度,C 正确;
D:从开始运动到第二次相遇,甲、乙通过的路程和时间都相同,根据平均速度=总路程÷总时间,所以平均速度相等,D 正确。
综上,答案选 A。
【分析】 A 项根据图象判断出甲一直匀速而乙先静止后匀速,该项错误;B 项从图象交点可看出在 1.5km 处甲乙相遇,该项正确;C 项通过比较相同时间内甲乙移动距离判断速度大小,得出前 5 分钟甲速大于乙速,该项正确;D 项从全程的路程和时间关系得出平均速度相等,该项正确。
11.【答案】A
【知识点】速度公式及其应用;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】乙的s-t图像前2s为一条倾斜直线说明乙在这段时间内做匀速直线运动,2s以后乙的s-t图像为水平直线说明此时乙静止,则第3s时乙的路程为8 m,第4s时乙的速度为0,由图可知0-4s乙的平均速度 为:,故①错误,③正确;
甲的s-t图像是一条倾斜直线说明甲始终做匀速直线
运动,由图可知0-4s甲的平均速度为:,第3s时甲的路程为,故②错误,④正确。故选:A。
【分析】根据物体的s-t图像为一条倾斜直线说明物体在这段时间内做匀速直线运动,物体的s-t图像为水平直线说明此时物体静止,由图可知物体运动的路程和时间,根据速度公式计算物体的平均速度,图像的交点表示两物体此时相遇。
12.【答案】B
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】由图像可知,甲车的速度,
设乙小车的速度为v乙,
① 当v甲>v乙时,v甲t+v乙t=18m-4m,m/s×3s+v乙×3s=18m 4m,
解得:v乙=m/s。
②当v甲<v乙时,v甲t+v乙t=18m+4m,
m/s×3s+v乙×3s=18m+4m,
解得,v乙=4m/s。
故B正确,A、C、D错误。
故选B。
【分析】由甲小车的s-t图像,根据速度公式可求出v甲,设乙小车的速度为v乙。当v甲>v乙时,列出方程v甲t+v乙t=18m-4m,可解得v乙;当v甲<v乙时,列出方程v甲t+v乙t=18m+4m,可解得v乙。
13.【答案】D
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;功的计算及应用
【解析】【解答】根据图2可知,当经过相同的路程时,W1>W2,根据W=Fs可知,拉力F1>F2,A错误;
根据图3可知,当经过相同的时间时,路程s甲>s乙,根据s=vt可知,速度v甲>v乙,B错误;
根据图像可知,两次都做匀速直线运动,则摩擦力等于拉力,因此摩擦力f甲>f乙,C错误;
根据P=Fv可知,拉力的功率P甲>P乙,D正确。
故选D。
【分析】根据公式W=Fs,s=vt和P=Fv分析计算即可。
14.【答案】A
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】设A、B两地间的距离为s,甲从A地出发到达B地所用的时间为t1,乙从A地出发到达B地所用的时间为t2,因为甲车在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动,后一半时间里以速度v2做匀速直线运动;所以根据v= 可得 t1v1+ t1v2=s
则甲从A地出发到达B地所用的时间t1=
因为乙车在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动,后一半路程中以速度v2做匀速直线运动;所以乙从A地出发到达B地所用的时间t2= =
则t1-t2= - = <0
即t1<t2,所以甲车先到达,A符合题意;BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用速度计算公式v=进行计算即可,注意时间、路程的对应。
15.【答案】C
【知识点】功率的计算;功的计算及应用;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】解:A、由图象可知,汽车在10~20s内做匀速运动,其速度为v2=20m/s,
汽车在10~20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m,
在0~20s内行驶的总路程s=s1+s2=150m+200m=350m,
则在0~20s内汽车的平均速度v= = =17.5m/s,A不符合题意;
B、由图象可知,在0~10s内,汽车做加速运动,牵引力大于阻力,即牵引力大于2000N,B不符合题意;
C、汽车在10~20s内做匀速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,即F=f=2000N,
则牵引力做的功:W2=Fs2=2000N×200m=4×105J,C符合题意;
D、汽车在10~20s内牵引力做功的功率:P2= = =4×104W,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合v-t图像,利用二力平衡条件得出汽车做匀速直线运动时的牵引力大小,再利用功、功率的计算方法进行计算即可.
16.【答案】2.75;110
【知识点】时间及其测量;长度及其测量
【解析】【解答】(1)根据图片可知,刻度尺的分度值为0.1cm,则物体的长度为:6.75cm-4.00cm=2.75cm;
(2)根据图片可知,秒表中间小盘的量程为15min,分度值为0.5min,则小盘的示数为:1.5min=90s;
外面大盘的量程为30s,分度值为0.1s,则小盘的示数为20s;
那么秒表的示数为:90s+20s=110s。
【分析】(1)根据图片确定刻度尺的分度值,然后根据“测量值=准确值+估读值”分别记录所对的两个刻度值,最后相减即可;
(2)根据图片确定秒表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数即可。
17.【答案】南;北;800
【知识点】速度公式及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)由题知,高铁和普通列车都向南运动,且高铁的速度大于普通列车的速度,所以,以普通列车为参照物,小红向南运动;以小红为参照物,普通列车向北行驶。(2)高铁和普通列车的相对速度: ,根据 可得,普通列车的长度为: 。
故答案为:(1). 南 (2). 北 (3). 800
【分析】参照物:在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物;判断物体是否运动,即看该物体相对于所选的参照物位置是否发生改变即可.
求出高铁与普通列车的速度之差,利用速度公式s=vt计算普通列车的长度.
18.【答案】运动;平衡
【知识点】平衡状态的判断;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)如图所示,跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机的位置不断改变,则他们是运动的;
(2)过一段时间后,他在空中匀速直线下降时,处于平衡状态,受到平衡力。
【分析】(1)根据参照物的知识解答;
(2)平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态。
19.【答案】10;运动
【知识点】速度公式及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】由题意可知,小明跑过的路程为s=7.5km,所用时间为t=45min=0.75h
故小明全程的平均速度为
悬挂在道路两旁的横幅相对于奔跑中的小明,位置发生了改变,故是运动的。
【分析】根据路程和时间的比值计算速度;相当于参照物有位置变化时,物体是运动的。
20.【答案】6
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】以河岸为参照物,设船的速度为v1,水流速度为v2,则小船在河中逆水划行的速度为v1-v2,小船在水中顺流而下的速度为v1+v2,小船逆水划行所走的路程为s1=(v1-v2)t1=(v1-v2)× h
小船顺流而下所走的路程为s2=s1+6km
小船在水中顺流而下所需的时间为
草帽落于水中顺流而下所走的路程为6km,所需时间为
由题意可知小船所用的全部时间和草帽顺流而下所用时间相等,即t0=t1+t2
解得v2=6km/h。
【分析】根据顺流和逆流的速度,计算船速;根据路程和速度的比值计算时间;利用总路程和速度的比值,结合时间关系判断速度的大小。
21.【答案】100;乙
【知识点】动能和势能的大小变化;速度公式及其应用
【解析】【解答】解:(1)设甲的速度为v甲,因为甲、乙速度之比为2:3,所以乙的速度为1.5v甲,
因为甲,乙同学沿跑道同时同地反向匀速跑步时,每隔20s相遇一次,
即s甲+s乙=120m,
v甲t+v乙t=120m,
v甲×20s+1.5v甲×20s=120m,
解得v甲=2.4m/s,
则v乙=1.5v甲=1.5×2.4m/s=3.6m/s,
若甲、乙同学以原速度沿跑道同时同地同向跑步,
s乙﹣s甲=120m,
v乙t′﹣v甲t′=120m,
3.6m/s×t′﹣2.4m/s×t′=120m,
解得:t′=100s;(2)若甲同学体重小于乙同学体重,则甲的质量小于乙的质量,而甲的速度小于乙的速度,所以甲的动能小于乙的动能。
故答案为:100;乙。
【分析】(1)设甲的速度为v甲,因为甲、乙速度之比为2:3,所以乙的速度为1.5v甲,先根据甲,乙同学沿跑道同时同地反向匀速跑步时,每隔20s相遇一次,可得s甲+s乙=120m,据此求出甲乙的速度;若甲、乙同学以原速度沿跑道同时同地同向跑步,s乙﹣s甲=120m,据此求需要的时间;(2)物体的动能与质量和速度有关,物体的质量越大、速度越大,物体的动能越大.本题考查了速度公式的原因以及动能大小的比较,注意两同学沿跑道同时同地反向匀速跑步第一次相遇时s甲+s乙=120m;若两同学同时同地同向跑步第一次相遇时s乙﹣s甲=120m。
22.【答案】不变;运动;2或10
【知识点】速度公式及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)由图a、b可知,甲与乙的路程随时间的变化图像都是通过坐标原点的斜线,即路程与时间成正比,即二者都做匀速直线运动。由于甲的速度不变,质量不变,所以甲的动能不变。
(2)根据图片可知,甲的速度;
乙的速度。
那么甲、乙两物体的速度不同,
如果以甲为参照物,则乙的位置不断变化,因此乙是运动的。
(3)由于甲、乙两小车同时沿该直线运动,先后经过P点向Q点运动,运动方向相同,
甲车到达Q点时,乙车与Q点的距离为6米,
可能在甲的前方,此时乙距离P点L乙=12m+6m=18m;
也可能在甲的后方,此时乙距离P点L'乙=12m-6m=6m;
从P运动到Q,用的时间,
此段时间乙运动距离s乙=v乙t=2m/s×4s=8m,
当则甲车在P点时,乙车与P点的距离L=L乙-s乙=18m-8m=10m;
或者L'=L'乙-s乙=6m-8m=-2m;
此时距离P点也是2m,且没有经过P点。
【分析】(1)根据图像判断出甲、乙二者的运动状态,在根据动能与质量和速度有关判断动能的变化;
(2)根据图像,利用公式v=计算出甲和乙的速度,然后进行比较,最后根据参照物的知识分析解答;
(2)由于甲、乙两小车同时沿该直线运动,先后经过P点向Q点运动,运动方向相同,甲车到达Q点时,乙车与Q点的距离为6米,可能在甲的前方,也可能在甲的后方,根据速度公式计算则甲车在P点的时间是Q点之前多少,计算乙通过的路程,确定乙车与P点的距离。
23.【答案】2.5;7.5
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】因为老鼠速度v大小与其离洞口的距离d成反比,即有d1 v1 =d2 v2,所以v2=d1v1/d2=10×10/40=2.5cm/s 作出1/v-d图象,则曲线与横轴所围“面积”的数值正是老鼠从A到B所需的时间,即t=()()/2=7.5s.
【分析】根据速度和路程的关系,结合已知的速度和路程,计算未知的速度;根据路程和速度关系,计算时间。
24.【答案】大于;靠近;大于
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】从图象分析得出,在0﹣t1的时间内,甲的路程大于乙的路程,故甲物体的运动速度大于乙物体的运动速度,在t1﹣t2的时间内,甲静止不动,乙继续前进,最终乙追上甲,以甲物体为参照物,乙物体作靠近甲物体的运动;全过程中,甲乙的路程相同,甲所用的时间短,故甲的平均速度大于乙的平均速度。
故答案为:大于;靠近;大于.
【分析】由时间和路程的关系图象可知,在0-t1的时间内,甲物体运动的路程大于乙路程,根据v=可判断甲乙速度的大小;平均速度由对应的路程除以对应路程所用的时间可得.
25.【答案】地面;4.8
【知识点】参照物及其选择
【解析】【解答】解:“龙舟如离弦之箭向前疾行”说明龙舟是运动的,并且运动速度非常快,参照物可能是地面或岸上站立的观众.岸边的物体等;
设前一半路程为s,则后一半路程为s,总路程为2s, 由v=得前一半段路程的运动时间t1=, 后半段路程的运动时间t2=,
全程的平均速度v= =4.8m/s.
故答案为:地面;4.8.
【分析】参照物:在研究机械运动时,被选作标准的物体;龙舟如离弦之箭向前疾行,说明是运动状态,相对于哪个(些)物体是运动状态,这个(些)物体就是参照物;分别求出前一半路程和后一半路程的时间,再根据v平=求解。
26.【答案】(1)1.15;不变;减小
(2)1、3;不可靠;小;大
【知识点】速度与物体运动;匀速直线运动特点;测量物体运动的平均速度
【解析】【解答】(1)第1空:V=0.46m/0.4s=1.15m/s ;
第2空:BC段下落过程中,由于速度和质量都不变,即动能大小不变;
第3空:质量不变,高度减小,即重力势能减小;
(2)第1空:验证猜想一,即验证收尾速度跟纸锥的锥角有关,将纸锥质量和底面积保持不变,探究收尾速度跟纸锥角度大小有什么关系,根据表中数据可知,比较编号1和3可以验证猜想一是正确的;
第2空:结论不可靠的,因为没有控制质量相同或控制底面积相同;
第3空:由表中数据可知,为减小纸锥收尾速度,应该 选纸锥角度较大,质量较小,底面积较大的纸锥;
故答案填:(1)1.15;增大;减小;(2)1和3;不可靠;小;大;
【分析】(1)速度的计算;影响动能大小的因素是速度和质量;影响重力势能的因素是质量和高度;
(2)控制变量法的应用。
27.【答案】(1)较小;时间
(2)使物体到达斜面底端的速度相同
(3)小车在水平面上滑动的距离;转换法
(4)匀速直线运动
【知识点】测量物体运动的平均速度;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】 (1)图甲利用斜面和小车测量平均速度,实验时应保持斜面的倾斜角较小,这是为了减小测量时间时造成的误差;
(2)探究过程中,都让小车或小球从斜面的同一高度自由下滑,这样做的目的是使物体到达斜面底端的速度相同;
(3)图乙实验中是通过观察小车在水平面小车在水平面上滑动的距离来反映阻力对物体运动的影响,这里用到的实验方法是转换法。
(4)由图乙可推理当运动的小车在水平面上所受阻力为零时,它的速度保持不变,则小车的运动情况是匀速直线运动。
【分析】 (1)斜面倾角越小,物体速度变化越慢,物体运动时间长,越便于时间的测量;
(2)小车到达斜面底端时的速度与它在斜面上的高度有关,即从相同高度滚下,到达斜面底端的速度相同;
(3)①乙实验探究阻力对物体运动的影响,小车从斜面上同一高度由静止滑下,接触面的粗糙程度不同,小车在水平面上滑动的距离不同;
② 物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法 。
(4)小车受到的阻力为零时,它的速度不会减小,据此推测小车的运动状态。
28.【答案】(1)解:由题意知,根据可得,电动车的行驶速度为
答:行驶的速度为30m/s;
(2)解:由可得,电动车受到的重力为
由题意知,摩擦力为整车重力的0.03倍,则电动车受到的摩擦力为
又知,空气阻力与行进速度的关系为,则电动车受到的空气阻力为
电动车在水平面上匀速行驶,牵引力大小等于受到空气阻力与摩擦力之和的大小,即
由可得,牵引力的功率
答:牵引力做功的功率为9000W;
(3)解:根据可得,牵引力做的功为
由题意知,该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比,即
答:推进效率为。
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;机械效率
【解析】【分析】(1)根据公式 计算电动车的速度;
(2)根据G车=m车g计算电动车的重力,再根据f摩擦=0.03G车计算受到的摩擦力。根据公式 计算此时电动车受到的空气阻力,再根据平衡力的知识 计算电动车受到的牵引力,最后根据P=F牵v计算电动车的功率,
(3)首先根据W牵=F牵s计算牵引力做的功,然后根据 计算推进效率。
29.【答案】(1)解:汽车在柏油路上匀速行驶时的速度
答:汽车在柏油路上匀速行驶时速度为60km/h;
(2)解:由题意可知,汽车在匀速行驶过受到的阻力恒为车和人总重的0.1倍,因此阻力大小为
匀速行驶时,阻力与牵引力是一对平衡力,故
汽车行驶时,发动机做功
该过程中消耗了汽油5kg,汽油完全燃烧放出的热量为
汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率
答:汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率为52.2%;
(3)解:汽车在柏油路上行驶时发动机的功率为
由题意可知,汽车在沙土路上行驶的功率与柏油路相同,匀速行驶时汽车受到的阻力与牵引椅是一对平衡力,大小相等,则由
可知
答:汽车在沙土路上匀速行驶时受到的阻力为。
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据公式 计算汽车行驶的速度;
(2)首先根据f=0.1G总计算汽车受到的阻力,再根据平衡力的原理F=f计算汽车受到的牵引力,接下来根据W有用=Fs计算发动机做的功,根据Q放=qm计算汽油燃烧放出的热量,最后根据 计算汽车的机械效率。
(3)根据 计算汽车发动机的功率,再根据计算汽车受到的牵引力,最后根据平衡力的知识f=F计算汽车行驶受到的阻力。
30.【答案】(1)解: 上海到南京的路程:,
列车的运行时间:,
则列车的平均速度:;
答:列车由上海驶向南京全程的平均速度为;
(2)解:列车行驶的路程:,
因为,
所以,。
答:列车的长度是。
【知识点】长度及其测量;测量物体运动的平均速度
【解析】【分析】(1) 计算列车由上海驶向南京的全程平均速度,需要知道以下信息:列车的行驶距离和行驶时间。列车的行驶距离为 s,行驶时间为 t,则列车的平均速度可以通过以下公式计算:平均速度 = 行驶距离 ÷ 行驶时间
上海到南京的路程:,
列车的运行时间:,
则列车的平均速度:;
(2) 根据公式:速度=路程÷时间,可计算列车在高架桥上行驶的路程: 列车全部在高架桥上的路程等于高架桥的长度加上列车的长度,所以列车的长度为
31.【答案】(1)神州17号
(2)D
(3)燃气;液化
(4)非平衡;不能
(5)1.7×10-3
(6)108
【知识点】液化及液化放热;密度公式及其应用;动能和势能的大小变化;速度公式及其应用;惯性及其现象;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)神舟十七号发射升空的过程中,航天员随飞船一起上升,航天员相对飞船的位置不变,所以以神州17号飞船为参照物,航天员是静止的。
(2)A.提高火箭的承载力,应减轻飞船自身的质量,因此火箭应选密度较小的物质,故A错误;
B.火箭在加速起飞过程中,速度在增大,高度在增大,因此火箭的动能和重力势能在增大,即机械能在增大,故B错误;
C.惯性是物体一种物理属性,与物体的质量有关,与物体速运速度无关,火箭加速升空阶段,不考虑燃料质量的减少,其惯性不变;若考虑燃料质量在减少,火箭质量减小,则其惯性在减小,故C错误;
D.在太空中,物体处于微重力环境,弹簧测力计测力不能测物体重力大小,但可以测弹力和摩擦力的大小,故D正确。
故选D。
(3)火箭发射时向下喷出高温高压的燃气,给燃气施加一个向下的力,物体间力的作用是相互的,燃气对火箭施加一个向上的推力,所以火箭受到的向上的推力施力物体是燃气。“白气”是小水珠,是水池中水先被燃气加热汽化成温度较高的水蒸气,高温水蒸气又液化成小水珠。
(4)中国空间站在轨道上绕地球正常运行,做曲线运动,因此它所处的状态不是平衡状态。
天平是利用杠杆原理工作的,太空站是微重力环境,物体所受重力可以不计,此时天平就不能测量物体质量。
(5)信号传输所用时间:;
(6)设零件体积为V,由得:ρ钢V-ρ铝V=m;
零件的体积为:
则该零件铝的质量为:
m铝=ρ铝V==。
【分析】(1)物体相对于参照物的位置改变,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。
(2)根据火箭的功能要求分析它的密度、硬度等物体性质。
(3)物体间力的作用是相互的;物质从气态变成液态的过程叫液化。
(4)运动状态改变包括:静止变运动,运动变静止,速度大小改变或运动方向改变。根据天平的测量原理分析。
(5)根据速度公式进行计算。
(6)以钢的质量与铝的质量差为等量条件,结合根据密度公式列式计算即可。
32.【答案】(1)试验
(2)气流
(3)小;上
(4)B
(5)大
【知识点】流体压强与流速的关系;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)试验段的横截面面积最小,试验段的风速最大,气流较为均匀,故实验模型应放置在试验段。
(2)实验时,模型和气流有位置的变化,故以气流为参照物,模型是运动的。
(3)有风时,在相同时间内,空气经过模型上表面路程长,气体速度大,压强小,下表面路程短,气体速度小,压强大,产生向上的升力,测力计示数减小;机翼模型在风洞中,上下表面受到气流的压力差方向向上。
(4)由F与风速的二次方v2关系图象知,力F与v2成正比,故当风速是原来的2倍时,力F是原来4倍,B符合题意,ACD不符合题意。故答案为:B。
(5)在其它条件不变时,试验段的横截面面积越小,试验段的风速越大。
【分析】(1)流速越大的地方压强越小;
(2)如果相对与参照物有位置的变化,物体是运动的,如果没变化,则是静止的;
(3)流速越大的地方压强越小;
(4)根据F与风速的二次方v2关系图象分析力的变化;
(5)横截面面积越小,风速越大。
1 / 1中考冲刺必刷:机械运动
一、选择题
1.(2023·日照)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
【答案】C
【知识点】速度公式及其应用;匀速直线运动特点
【解析】【解答】
A、根据图像可以知道姐姐是准时出发,弟弟是晚出发5min。故A错误。
B、平均速度为总路程除以总时间,姐姐的总时间大于弟弟的总时间,所以弟弟的平均速度大于姐姐的平均速度,故B错误。
C、由图像可知姐姐和弟弟的总路程相同,行走时的时间也相同,即行走的速度也相同,即,故C正确。
D、由图形可知弟弟是匀速直线运动,姐姐在5~15min保持静止,故D错误。
答案为:C
【分析】
(1)弟弟比姐姐晚出发5min。
(2)平均速度为总路程除以总时间,中间停留的时间也计入总时间。
(3)行走的路程除以行走的时间,等于行走的速度。
(4)在s-t图像中斜面表示匀速直线运动。
2.(2023·成都)小智在成都绕城绿道上跑步,看见一群白鹭从远处飞来。下列说法正确的是( )
A.以绿道为参照物,小智是静止的
B.以白鹭为参照物,小智是运动的
C.小智的速度一定大于白鹭的速度
D.白鹭做机械运动,其速度一定不变
【答案】B
【知识点】速度与物体运动;参照物及其选择
【解析】【解答】A. 以绿道为参照物,小智的位置不断改变,即他是运动的,故A错误;
B. 以白鹭为参照物,小智的位置不断改变,即他是运动的,故B正确;
C. 小智的速度可能小于白鹭的速度,故C错误;
D.白鹭做机械运动,其速度可能发生改变,故D错误。
故选B。
【分析】(1)(2)根据对参照物的理解判断;
(3)(4)根据对物体运动的知识判断。
3.(2022·武汉)如图所示,天舟四号货运飞船正在靠近由天和核心舱与天舟三号货运飞船组成的空间站组合体,即将完成自主交会对接。下列说法正确的是( )
A.“天舟三号”相对于“天舟四号”是运动的
B.“天舟三号”相对于“天和核心舱”是运动的
C.“天舟四号”相对于“天舟三号”是静止的
D.“天舟四号”相对于“天和核心舱”是静止的
【答案】A
【知识点】参照物及其选择
【解析】【解答】A.天和核心舱与天舟三号货运飞船组成的空间站组合体,这是一个整体,而天舟四号货运飞船在靠近这个整体,相对于“天舟四号”,天和核心舱与天舟三号货运飞船组成的空间站组合体的位置发生了改变,故“天舟三号”是运动的,A符合题意;
B.天和核心舱与天舟三号货运飞船组成的空间站组合体,“天舟三号”相对于“天和核心舱”位置没有发生变化,故“天舟三号”是静止的,B不符合题意;
C.“天舟四号”相对于“天舟三号”位置发生了改变,故“天舟四号”是运动的,C不符合题意;
D.“天舟四号”相对于“天和核心舱”位置发生了改变,故“天舟四号”是运动的,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】物体间有位置变化时,物体间是相对运动的。
4.(2023·通辽)生活处处有物理,下列生活常识最接近实际的一项是( )
A.教室门的高度为2.2m B.家用节能灯的工作电流为1A
C.人体感觉舒适的室温为37℃ D.一个篮球的质量是100g
【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数;质量及其特性;长度的估测;电流的大小
【解析】【解答】A.一个成年人的身高在1.7m~2.0m之间,教室门比一个成年人的身高大一些则教室门的高度为2.2m,故A正确;
B.家用节能灯的功率大约40W,那么它的工作电流为,故B错误;
C.人体感觉舒适的室温为25℃左右,故C错误;
D.一个篮球的质量是600g,故D错误。
故选A。
【分析】根据对长度、电流、温度和质量的认识判断。
5.(2022·重庆)如图所示,北京冬奥会比赛项目中相关物理知识描述正确的是( )
A. 谷爱凌夺冠决赛中完美旋转时,她受到惯性的作用
B. 苏翊鸣完成单板转体,他上升到最高点时受平衡力作用
C. 武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态
D. 柳鑫宇和王诗玥以如图造型滑行时,王诗玥相对于柳鑫宇是运动的
【答案】C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】A.惯性不是力,“受到惯性的作用”这一说法错误,A不符合题意;
B.他上升到最高点时,只受到重力的作用,不是受平衡力,B不符合题意;
C.武大靖蹬地加速通过弯道,速度的大小和方向均改变,运动状态发生改变,是由于受到了力的作用,改变了他的运动状态,C符合题意;
D.柳鑫宇和王诗玥以如图造型滑行时,他们之间的相对位置不变,故王诗玥相对于柳鑫宇是静止的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】惯性是物体保持原有状态的性质;受到平衡力的作用,会静止或匀速直线运动;力可以改变物体的运动状态。
6.(2023·锦州)小明同学对身边的物理量进行了估测,你认为最符合实际的是( )
A.中学生百米跑的平均速度约为20m/s
B.中学生双脚站立时对地面的压强约为2.2×105Pa
C.普通壁挂式空调正常工作的功率约为1100W
D.人体感觉舒适的环境温度约为36.5℃
【答案】C
【知识点】温度及温度计的使用与读数;速度公式及其应用;液体压强的计算;电功率
【解析】【解答】A.中学生百米跑的成绩大约14s,那么平均速度:,故A错误;
B.中学生的质量大约50kg,则双脚站立时对地面的压力为F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,双脚的着地面积约500cm2,则对地面的压强约为:,故B错误;
C.普通壁挂式空调正常工作的功率约为1100W ,故C正确;
D.人体感觉舒适的环境温度约为25℃,故D错误。
故选C。
【分析】根据对速度、压强、电功率和温度的认识判断。
7.(2019·眉山)为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,下列说法中正确的是( )
A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪170m
B.汽车两次接收到信号时位置相距34m
C.在该测速区内,汽车的速度是
D.在该测速区内,汽车的速度是
【答案】D
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】解:(1)第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s,
由v= 可得汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪:
s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m,A不符合题意;
第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s,
汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪:
s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m;
汽车两次接收到信号时位置相距(即汽车行驶的距离):
s′=s1-s2=85m-68m=17m,B不符合题意;(2)汽车行驶这17m共用的时间:t′=△t-t1+t2=0.9s-0.25s+0.2s=0.85s,
所以汽车的车速为:v′= = =20m/s,C不符合题意、D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合题意,利用速度计算公式v= 进行计算即可.
8.(2019·黑龙江)在一年一度的大庆市“黎明湖端午龙舟赛”中,有人对某组在平行赛道上比赛的甲乙两队龙舟的速度与时间关系进行了仔细研究,得出了甲乙的速度与时间关系图像如图。根据图像可知,下列说法正确的是( )
A.0-t1时刻两队所走距离相等 B.t1时刻甲队比乙队运动的快
C.t1时刻甲队超过乙队 D.t1时刻甲乙两队速度相等
【答案】D
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A.根据公式s=vt可知,t1时刻,图像与横轴之间围起的面积就是它们的路程;根据图像可知,乙的面积大于甲的面积,所以0~t1时刻乙的路程大,故A错误;
B.根据图像可知,在t1时刻时,两个图象相交,即二者的速度相等,即甲和乙运动 的一样快,故B错误,D正确;
C.t1时刻时,甲的路程小于乙的路程,那么甲在乙的后面,故C错误。
故选D。
【分析】(1)根据图像可知,在t1时刻时,两个图象相交,即二者的速度相等;
(2)速度是表示物体运动快慢的物理量;
(3)t1时刻,图像与横轴之间围起的面积就是它们的路程;
(4)谁的路程大,谁就在前面。
9.(2018·株洲)如图,两个小球1和2总是沿顺时针方向在同一圆周轨道(虚线所示)上运动,除碰撞外,它们的速度保持不变。某时刻,两球刚好运动到图示位置,a、b是直径的两端,此时球1的速度是球2的两倍。此后,这两个小球(设碰撞时间极短,碰撞后速度互换)( )
A.总是在a点相碰
B.总是在b点相碰
C.时而在a点相碰,时而在b点相碰
D.可以在圆周轨道上的任意位置相碰
【答案】A
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】某时刻,两球刚好运动到图示位置,a、b是直径的两端,此时球1的速度是球2的两倍,设圆周的周长为L,根据速度公式知:
当两者都再次运行到a点时,球1经过的距离为L,球2经过的距离为 ,又因为球1的速度是球2的两倍,所以用时正好相等,即 ,两球在a点相撞。
碰撞后,当速度快的球经过两周时,速度慢的球经过1周,所以下次两球相撞仍然在a点。A符合题意
故答案为:A。
【分析】结合题意,设圆周的周长为L,根据速度公式v=计算即可.
10.(2024·娄星模拟) 甲、乙两个物体从同一地点出发沿同一方向运动,运动的s-t关系图象如图所示,则下列判断不正确的是( )
A.甲、乙都做匀速直线运动
B.甲、乙在运动了1.5km时第一次相遇
C.前5min内,甲的速度大于乙的速度
D.从开始运动到第二次相遇的整个过程中,甲、乙的平均速度相等
【答案】A
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A:由图象可知,甲做匀速直线运动,而乙是先静止一段时间后再做匀速直线运动,A 错误;
B:在 1.5km 处,甲、乙的图象相交,说明此时甲、乙相遇,B 正确;
C:前 5min 内,相同时间甲移动的距离大于乙移动的距离,所以甲的速度大于乙的速度,C 正确;
D:从开始运动到第二次相遇,甲、乙通过的路程和时间都相同,根据平均速度=总路程÷总时间,所以平均速度相等,D 正确。
综上,答案选 A。
【分析】 A 项根据图象判断出甲一直匀速而乙先静止后匀速,该项错误;B 项从图象交点可看出在 1.5km 处甲乙相遇,该项正确;C 项通过比较相同时间内甲乙移动距离判断速度大小,得出前 5 分钟甲速大于乙速,该项正确;D 项从全程的路程和时间关系得出平均速度相等,该项正确。
11.(2024·西昌模拟)甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图象如图所示。下列说法正确的是( )
①内乙做匀速直线运动
②第4s时甲、乙两物体的速度相等
③内乙的平均速度为2m/s
④第3s时甲在乙的后方
A.只有③④ B.只有①② C.只有①③ D.只有②④
【答案】A
【知识点】速度公式及其应用;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】乙的s-t图像前2s为一条倾斜直线说明乙在这段时间内做匀速直线运动,2s以后乙的s-t图像为水平直线说明此时乙静止,则第3s时乙的路程为8 m,第4s时乙的速度为0,由图可知0-4s乙的平均速度 为:,故①错误,③正确;
甲的s-t图像是一条倾斜直线说明甲始终做匀速直线
运动,由图可知0-4s甲的平均速度为:,第3s时甲的路程为,故②错误,④正确。故选:A。
【分析】根据物体的s-t图像为一条倾斜直线说明物体在这段时间内做匀速直线运动,物体的s-t图像为水平直线说明此时物体静止,由图可知物体运动的路程和时间,根据速度公式计算物体的平均速度,图像的交点表示两物体此时相遇。
12.(2023·长宁模拟)甲、乙两小车沿同一直线相向而行,甲小车的图像如图所示。当甲经过点时,乙刚好经过点,、两点间的距离为18米,再过3秒,甲、乙两车相距4米,则乙小车的速度( )
A.可能为米/秒 B.可能为4米/秒
C.一定为米/秒 D.一定为4米/秒
【答案】B
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】由图像可知,甲车的速度,
设乙小车的速度为v乙,
① 当v甲>v乙时,v甲t+v乙t=18m-4m,m/s×3s+v乙×3s=18m 4m,
解得:v乙=m/s。
②当v甲<v乙时,v甲t+v乙t=18m+4m,
m/s×3s+v乙×3s=18m+4m,
解得,v乙=4m/s。
故B正确,A、C、D错误。
故选B。
【分析】由甲小车的s-t图像,根据速度公式可求出v甲,设乙小车的速度为v乙。当v甲>v乙时,列出方程v甲t+v乙t=18m-4m,可解得v乙;当v甲<v乙时,列出方程v甲t+v乙t=18m+4m,可解得v乙。
13.(2023·荔湾模拟)如题图1所示,分别用水平拉力、拉物体甲、乙,使甲、乙在水平面上做直线运动,如题2图是、所做的功—路程图像,如题3图是物体甲、乙的路程—时间图像,甲、乙所受的摩擦力分别为、,、所做的功率是、。则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;功的计算及应用
【解析】【解答】根据图2可知,当经过相同的路程时,W1>W2,根据W=Fs可知,拉力F1>F2,A错误;
根据图3可知,当经过相同的时间时,路程s甲>s乙,根据s=vt可知,速度v甲>v乙,B错误;
根据图像可知,两次都做匀速直线运动,则摩擦力等于拉力,因此摩擦力f甲>f乙,C错误;
根据P=Fv可知,拉力的功率P甲>P乙,D正确。
故选D。
【分析】根据公式W=Fs,s=vt和P=Fv分析计算即可。
14.(2020八上·江岸月考)甲、乙两车从同一起点出发,沿平直公路行驶到相同终点。甲车在前二分之一时间里以速度v1做匀速直线运动,后二分之一时间里以速度v2做匀速直线运动;乙车在前二分之一路程中以速度v1做匀速直线运动,后二分之一路程中以速度v2做匀速直线运动,v1≠v2,则( )
A.甲车先到达 B.乙车先到达
C.甲、乙同时到达 D.条件不足,无法确定
【答案】A
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】设A、B两地间的距离为s,甲从A地出发到达B地所用的时间为t1,乙从A地出发到达B地所用的时间为t2,因为甲车在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动,后一半时间里以速度v2做匀速直线运动;所以根据v= 可得 t1v1+ t1v2=s
则甲从A地出发到达B地所用的时间t1=
因为乙车在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动,后一半路程中以速度v2做匀速直线运动;所以乙从A地出发到达B地所用的时间t2= =
则t1-t2= - = <0
即t1<t2,所以甲车先到达,A符合题意;BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用速度计算公式v=进行计算即可,注意时间、路程的对应。
15.(2019·陕西模拟)一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v-t图象如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是( )
A.在 内汽车的平均速度为
B.在 内汽车的牵引力大小恒为2000N
C.在 内汽车牵引力做的功为
D.在 内汽车牵引力做功的功率为
【答案】C
【知识点】功率的计算;功的计算及应用;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】解:A、由图象可知,汽车在10~20s内做匀速运动,其速度为v2=20m/s,
汽车在10~20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m,
在0~20s内行驶的总路程s=s1+s2=150m+200m=350m,
则在0~20s内汽车的平均速度v= = =17.5m/s,A不符合题意;
B、由图象可知,在0~10s内,汽车做加速运动,牵引力大于阻力,即牵引力大于2000N,B不符合题意;
C、汽车在10~20s内做匀速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,即F=f=2000N,
则牵引力做的功:W2=Fs2=2000N×200m=4×105J,C符合题意;
D、汽车在10~20s内牵引力做功的功率:P2= = =4×104W,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合v-t图像,利用二力平衡条件得出汽车做匀速直线运动时的牵引力大小,再利用功、功率的计算方法进行计算即可.
二、填空题
16.(2023·自贡)图中物体A的长度为 cm,停表的读数为 s。
【答案】2.75;110
【知识点】时间及其测量;长度及其测量
【解析】【解答】(1)根据图片可知,刻度尺的分度值为0.1cm,则物体的长度为:6.75cm-4.00cm=2.75cm;
(2)根据图片可知,秒表中间小盘的量程为15min,分度值为0.5min,则小盘的示数为:1.5min=90s;
外面大盘的量程为30s,分度值为0.1s,则小盘的示数为20s;
那么秒表的示数为:90s+20s=110s。
【分析】(1)根据图片确定刻度尺的分度值,然后根据“测量值=准确值+估读值”分别记录所对的两个刻度值,最后相减即可;
(2)根据图片确定秒表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数即可。
17.(2018·荆门)我国高铁总路程居世界第一,人们出行更加方便快捷,暑假小红和父母外出旅游,她们乘坐的高铁动车正以300km/h的速度向南行驶,旁边平行铁轨一列普通列车以120km/h的速度也向南行驶,小红发现自己超过普通列车用的时间为16s,以普通列车为参照物,小红向 (选填“南”或“北”)行驶,以小红为参照物。普通列车向 (选填“南”或“北”)行驶,普通列车的长度为 m。
【答案】南;北;800
【知识点】速度公式及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)由题知,高铁和普通列车都向南运动,且高铁的速度大于普通列车的速度,所以,以普通列车为参照物,小红向南运动;以小红为参照物,普通列车向北行驶。(2)高铁和普通列车的相对速度: ,根据 可得,普通列车的长度为: 。
故答案为:(1). 南 (2). 北 (3). 800
【分析】参照物:在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物;判断物体是否运动,即看该物体相对于所选的参照物位置是否发生改变即可.
求出高铁与普通列车的速度之差,利用速度公式s=vt计算普通列车的长度.
18.(2023·哈尔滨)如图所示,跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机是 (选填“运动”或“静止”)的;过一段时间后,他在空中匀速直线下降时,受 (选填“平衡”或“非平衡”)力。
【答案】运动;平衡
【知识点】平衡状态的判断;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)如图所示,跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机的位置不断改变,则他们是运动的;
(2)过一段时间后,他在空中匀速直线下降时,处于平衡状态,受到平衡力。
【分析】(1)根据参照物的知识解答;
(2)平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态。
19.(2021·淮安)如图所示,淮安马拉松比赛于2021年4月18日成功举办,展示了淮安文明向上、蓬勃进取的精神风貌。小明同学参加了全程7.5km的迷你马拉松比赛,用时45min,小明全程的平均速度为 km/h,悬挂在道路两旁的横幅相对于奔跑中的小明是 (填“运动”或“静止”)的。
【答案】10;运动
【知识点】速度公式及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】由题意可知,小明跑过的路程为s=7.5km,所用时间为t=45min=0.75h
故小明全程的平均速度为
悬挂在道路两旁的横幅相对于奔跑中的小明,位置发生了改变,故是运动的。
【分析】根据路程和时间的比值计算速度;相当于参照物有位置变化时,物体是运动的。
20.(2021·德阳)小明划着一条小船在平直的河流中逆水前行,经过桥下时,他的草帽落于水中顺流而下,0.5h后小明发现草帽落水,他立即调转船头追赶,结果在桥下游距桥6km处追上草帽,不考虑小明调转船头的时间,且水流速度及划船速度大小恒定,则水流速度的大小为 km/h。(假设船与草帽的运动均在同一直线上)
【答案】6
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】以河岸为参照物,设船的速度为v1,水流速度为v2,则小船在河中逆水划行的速度为v1-v2,小船在水中顺流而下的速度为v1+v2,小船逆水划行所走的路程为s1=(v1-v2)t1=(v1-v2)× h
小船顺流而下所走的路程为s2=s1+6km
小船在水中顺流而下所需的时间为
草帽落于水中顺流而下所走的路程为6km,所需时间为
由题意可知小船所用的全部时间和草帽顺流而下所用时间相等,即t0=t1+t2
解得v2=6km/h。
【分析】根据顺流和逆流的速度,计算船速;根据路程和速度的比值计算时间;利用总路程和速度的比值,结合时间关系判断速度的大小。
21.(2016·达州)有一圆形跑道,跑道长120m,甲,乙同学沿跑道同时同地反向匀速跑步时,每隔20s相遇一次,已知甲、乙速度之比为2:3,如果甲、乙同学以原速度沿跑道同时同地同向跑步,每隔 s相遇一次;若甲同学体重小于乙同学体重,则他们匀速跑步时 同学的动能大。
【答案】100;乙
【知识点】动能和势能的大小变化;速度公式及其应用
【解析】【解答】解:(1)设甲的速度为v甲,因为甲、乙速度之比为2:3,所以乙的速度为1.5v甲,
因为甲,乙同学沿跑道同时同地反向匀速跑步时,每隔20s相遇一次,
即s甲+s乙=120m,
v甲t+v乙t=120m,
v甲×20s+1.5v甲×20s=120m,
解得v甲=2.4m/s,
则v乙=1.5v甲=1.5×2.4m/s=3.6m/s,
若甲、乙同学以原速度沿跑道同时同地同向跑步,
s乙﹣s甲=120m,
v乙t′﹣v甲t′=120m,
3.6m/s×t′﹣2.4m/s×t′=120m,
解得:t′=100s;(2)若甲同学体重小于乙同学体重,则甲的质量小于乙的质量,而甲的速度小于乙的速度,所以甲的动能小于乙的动能。
故答案为:100;乙。
【分析】(1)设甲的速度为v甲,因为甲、乙速度之比为2:3,所以乙的速度为1.5v甲,先根据甲,乙同学沿跑道同时同地反向匀速跑步时,每隔20s相遇一次,可得s甲+s乙=120m,据此求出甲乙的速度;若甲、乙同学以原速度沿跑道同时同地同向跑步,s乙﹣s甲=120m,据此求需要的时间;(2)物体的动能与质量和速度有关,物体的质量越大、速度越大,物体的动能越大.本题考查了速度公式的原因以及动能大小的比较,注意两同学沿跑道同时同地反向匀速跑步第一次相遇时s甲+s乙=120m;若两同学同时同地同向跑步第一次相遇时s乙﹣s甲=120m。
22.(2023·徐汇模拟)P、Q是同一直线上相距12米的两点,甲、乙两小车同时沿该直线运动,先后经过P点向Q点运动,s-t图像分别如图(a)、(b)所示。整个运动过程中,甲车的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”); 以甲车为参照物,乙车是 的(选填“运动”或“静止”); 甲车到达Q点时,乙车与Q点的距离为6米,则甲车在P点时,乙车与P点的距离为 米。
【答案】不变;运动;2或10
【知识点】速度公式及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)由图a、b可知,甲与乙的路程随时间的变化图像都是通过坐标原点的斜线,即路程与时间成正比,即二者都做匀速直线运动。由于甲的速度不变,质量不变,所以甲的动能不变。
(2)根据图片可知,甲的速度;
乙的速度。
那么甲、乙两物体的速度不同,
如果以甲为参照物,则乙的位置不断变化,因此乙是运动的。
(3)由于甲、乙两小车同时沿该直线运动,先后经过P点向Q点运动,运动方向相同,
甲车到达Q点时,乙车与Q点的距离为6米,
可能在甲的前方,此时乙距离P点L乙=12m+6m=18m;
也可能在甲的后方,此时乙距离P点L'乙=12m-6m=6m;
从P运动到Q,用的时间,
此段时间乙运动距离s乙=v乙t=2m/s×4s=8m,
当则甲车在P点时,乙车与P点的距离L=L乙-s乙=18m-8m=10m;
或者L'=L'乙-s乙=6m-8m=-2m;
此时距离P点也是2m,且没有经过P点。
【分析】(1)根据图像判断出甲、乙二者的运动状态,在根据动能与质量和速度有关判断动能的变化;
(2)根据图像,利用公式v=计算出甲和乙的速度,然后进行比较,最后根据参照物的知识分析解答;
(2)由于甲、乙两小车同时沿该直线运动,先后经过P点向Q点运动,运动方向相同,甲车到达Q点时,乙车与Q点的距离为6米,可能在甲的前方,也可能在甲的后方,根据速度公式计算则甲车在P点的时间是Q点之前多少,计算乙通过的路程,确定乙车与P点的距离。
23.(2023·益阳模拟)老鼠离开洞穴沿直线前进,它的速度与到洞穴的距离成反比,当它行进到离洞穴为10cm的甲处时速度为10cm/s,则行进到离洞穴为40cm的乙处时,速度是 cm/s,从甲处到乙处需时 s.
【答案】2.5;7.5
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】因为老鼠速度v大小与其离洞口的距离d成反比,即有d1 v1 =d2 v2,所以v2=d1v1/d2=10×10/40=2.5cm/s 作出1/v-d图象,则曲线与横轴所围“面积”的数值正是老鼠从A到B所需的时间,即t=()()/2=7.5s.
【分析】根据速度和路程的关系,结合已知的速度和路程,计算未知的速度;根据路程和速度关系,计算时间。
24.(2018·中山模拟)用图象可以表示物体的运动规律,如图所示是甲、乙两物体由同一地点O出发,沿同一直线到达同一目的地x2的运动时间和路程的关系图象。从图象分析得出,在0﹣t1的时间内,甲物体的运动速度 (“大于”“小于”“等于”)乙物体的运动速度;在t1﹣t2的时间内,以甲物体为参照物,乙物体作 (“靠近”“远离”)甲物体的运动;全过程中,甲物体的平均速度 (“大于”“小于”“等于”)乙物体的平均速度。
【答案】大于;靠近;大于
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】从图象分析得出,在0﹣t1的时间内,甲的路程大于乙的路程,故甲物体的运动速度大于乙物体的运动速度,在t1﹣t2的时间内,甲静止不动,乙继续前进,最终乙追上甲,以甲物体为参照物,乙物体作靠近甲物体的运动;全过程中,甲乙的路程相同,甲所用的时间短,故甲的平均速度大于乙的平均速度。
故答案为:大于;靠近;大于.
【分析】由时间和路程的关系图象可知,在0-t1的时间内,甲物体运动的路程大于乙路程,根据v=可判断甲乙速度的大小;平均速度由对应的路程除以对应路程所用的时间可得.
25.(2018·桂平模拟)端午节,贝贝全家一起在海河岸边观看划龙舟比赛。发令枪响,几艘龙舟上的参赛选手奋力划桨,龙舟如离弦之箭向前疾行。贝贝激动地说:“龙舟跑得真快啊!”,她所选择的参照物是 。其中一艘龙舟前半段路程的速度为4m/s,后半段路程的速度为6 m/s,则该龙舟跑完全程的平均速度为 m/s。
【答案】地面;4.8
【知识点】参照物及其选择
【解析】【解答】解:“龙舟如离弦之箭向前疾行”说明龙舟是运动的,并且运动速度非常快,参照物可能是地面或岸上站立的观众.岸边的物体等;
设前一半路程为s,则后一半路程为s,总路程为2s, 由v=得前一半段路程的运动时间t1=, 后半段路程的运动时间t2=,
全程的平均速度v= =4.8m/s.
故答案为:地面;4.8.
【分析】参照物:在研究机械运动时,被选作标准的物体;龙舟如离弦之箭向前疾行,说明是运动状态,相对于哪个(些)物体是运动状态,这个(些)物体就是参照物;分别求出前一半路程和后一半路程的时间,再根据v平=求解。
三、实验探究题
26.(2023·凤翔模拟)在课外实践活动中,同学们用频闪照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2s曝光一次。
(1)小华所在的小组拍下了纸锥从A点下落过程的照片,如图所示,当纸锥下落到B点时速A度最大,接着开始做匀速运动,我们把这个最大速度叫收尾速度。测得BC段的距离为46.0cm,则纸锥的收尾速度为 m/s。纸锥在BC段下落过程中动能 ,重力势能 (后两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)小组间交流时,发现不同的纸锥下落的收尾速度不同,就纸锥下落的收尾速度大小与哪些因素有关,小明小组提出如下猜想:
猜想一:跟纸锥的锥角有关。
猜想二:跟纸锥的质量有关。
猜想三:跟纸锥的底面积有关。
他们用相同的复印纸制成了多个不同的纸锥,每次从相同高度由静止释放,分别测量出每个纸锥下落的收尾速度,并记录在表中。
纸锥编号 纸锥质量m/g 纸锥的底面积S/cm2 纸锥锥角θ/° 收尾速度v/m s﹣1
1 14.4 20 71.1 1.5
2 25.6 20 81.9 1.6
3 14.4 20 81.9 1.2
4 14.4 10 81.9 1.7
①比较编号为 的纸锥的实验数据,可得猜想一是正确的。
②分析表格,发现2号纸锥比1号纸锥的收尾速度大,小明得出质量大的纸锥收尾速度大,对此你认为小明所得的结论 (选填“可靠”或“不可靠”)。
③分析实验数据可知,为了减小纸锥竖直下落时的收尾速度,应该选择锥角较大、质量较 、底面积较 的纸锥。
【答案】(1)1.15;不变;减小
(2)1、3;不可靠;小;大
【知识点】速度与物体运动;匀速直线运动特点;测量物体运动的平均速度
【解析】【解答】(1)第1空:V=0.46m/0.4s=1.15m/s ;
第2空:BC段下落过程中,由于速度和质量都不变,即动能大小不变;
第3空:质量不变,高度减小,即重力势能减小;
(2)第1空:验证猜想一,即验证收尾速度跟纸锥的锥角有关,将纸锥质量和底面积保持不变,探究收尾速度跟纸锥角度大小有什么关系,根据表中数据可知,比较编号1和3可以验证猜想一是正确的;
第2空:结论不可靠的,因为没有控制质量相同或控制底面积相同;
第3空:由表中数据可知,为减小纸锥收尾速度,应该 选纸锥角度较大,质量较小,底面积较大的纸锥;
故答案填:(1)1.15;增大;减小;(2)1和3;不可靠;小;大;
【分析】(1)速度的计算;影响动能大小的因素是速度和质量;影响重力势能的因素是质量和高度;
(2)控制变量法的应用。
27.(2024·梅县区模拟)斜面在物理实验中多次使用。
(1)图甲利用斜面和小车测量平均速度,实验时应保持斜面的倾斜角 (选填“较大”或“较小”),这是为了减小测量 (选填“路程”或“时间”)时造成的误差;
(2)乙、丙实验都有让物体(小车或小球)从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是控制小车到达水平面的 相同;
(3)图乙实验中是通过观察小车在水平面 来反映阻力对物体运动的影响,这里用到的实验方法是 。
(4)由图乙可推理当运动的小车在水平面上所受阻力为零时,小车的运动情况是 。
【答案】(1)较小;时间
(2)使物体到达斜面底端的速度相同
(3)小车在水平面上滑动的距离;转换法
(4)匀速直线运动
【知识点】测量物体运动的平均速度;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】 (1)图甲利用斜面和小车测量平均速度,实验时应保持斜面的倾斜角较小,这是为了减小测量时间时造成的误差;
(2)探究过程中,都让小车或小球从斜面的同一高度自由下滑,这样做的目的是使物体到达斜面底端的速度相同;
(3)图乙实验中是通过观察小车在水平面小车在水平面上滑动的距离来反映阻力对物体运动的影响,这里用到的实验方法是转换法。
(4)由图乙可推理当运动的小车在水平面上所受阻力为零时,它的速度保持不变,则小车的运动情况是匀速直线运动。
【分析】 (1)斜面倾角越小,物体速度变化越慢,物体运动时间长,越便于时间的测量;
(2)小车到达斜面底端时的速度与它在斜面上的高度有关,即从相同高度滚下,到达斜面底端的速度相同;
(3)①乙实验探究阻力对物体运动的影响,小车从斜面上同一高度由静止滑下,接触面的粗糙程度不同,小车在水平面上滑动的距离不同;
② 物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法 。
(4)小车受到的阻力为零时,它的速度不会减小,据此推测小车的运动状态。
四、计算题
28.(2023·潍坊)图示为某公司研发的一款太阳能辅助电动车,车身上部铺满了太阳能电池薄膜,可实现太阳能和充电桩两种充电模式。使用前对该车进行测试,在其匀速直线行驶阶段,有关测试数据如下表所示。已知该车行驶过程所受阻力包括摩擦力和空气阻力,摩擦力为整车重力的0.03倍,空气阻力与行进速度的关系为,。若定义该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比,用字母表示,g取10N/kg,求该车本次测试过程中:
整车质量 940kg
行驶路程 54km
行驶时间 0.5h
消耗电能
(1)行驶的速度;
(2)牵引力做功的功率;
(3)推进效率。
【答案】(1)解:由题意知,根据可得,电动车的行驶速度为
答:行驶的速度为30m/s;
(2)解:由可得,电动车受到的重力为
由题意知,摩擦力为整车重力的0.03倍,则电动车受到的摩擦力为
又知,空气阻力与行进速度的关系为,则电动车受到的空气阻力为
电动车在水平面上匀速行驶,牵引力大小等于受到空气阻力与摩擦力之和的大小,即
由可得,牵引力的功率
答:牵引力做功的功率为9000W;
(3)解:根据可得,牵引力做的功为
由题意知,该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比,即
答:推进效率为。
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;机械效率
【解析】【分析】(1)根据公式 计算电动车的速度;
(2)根据G车=m车g计算电动车的重力,再根据f摩擦=0.03G车计算受到的摩擦力。根据公式 计算此时电动车受到的空气阻力,再根据平衡力的知识 计算电动车受到的牵引力,最后根据P=F牵v计算电动车的功率,
(3)首先根据W牵=F牵s计算牵引力做的功,然后根据 计算推进效率。
29.(2023·呼和浩特)小军同学周末和家人驾驶越野汽车去郊游,车和人的总质量为2.4t,他们先在一段可近似看成水平直线的柏油路上匀速行驶50km,用时50min,消耗汽油5kg。假设此过程汽车所受阻力恒为车和人总重的0.1倍。然后他们又以相同功率,继续在一段可近似看成水直线的沙土路上,以25km/h的速度匀速行驶12min后到达目的地。已知汽油的热值为。求:
(1)汽车在柏油路上匀速行驶时速度的大小;
(2)汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率;
(3)汽车在沙土路上匀速行驶时受到阻力的大小。
【答案】(1)解:汽车在柏油路上匀速行驶时的速度
答:汽车在柏油路上匀速行驶时速度为60km/h;
(2)解:由题意可知,汽车在匀速行驶过受到的阻力恒为车和人总重的0.1倍,因此阻力大小为
匀速行驶时,阻力与牵引力是一对平衡力,故
汽车行驶时,发动机做功
该过程中消耗了汽油5kg,汽油完全燃烧放出的热量为
汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率
答:汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率为52.2%;
(3)解:汽车在柏油路上行驶时发动机的功率为
由题意可知,汽车在沙土路上行驶的功率与柏油路相同,匀速行驶时汽车受到的阻力与牵引椅是一对平衡力,大小相等,则由
可知
答:汽车在沙土路上匀速行驶时受到的阻力为。
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据公式 计算汽车行驶的速度;
(2)首先根据f=0.1G总计算汽车受到的阻力,再根据平衡力的原理F=f计算汽车受到的牵引力,接下来根据W有用=Fs计算发动机做的功,根据Q放=qm计算汽油燃烧放出的热量,最后根据 计算汽车的机械效率。
(3)根据 计算汽车发动机的功率,再根据计算汽车受到的牵引力,最后根据平衡力的知识f=F计算汽车行驶受到的阻力。
30.(2024·贵州模拟)上海到南京的次特快列车运行时刻表如下:根据列车运行时刻表回答下列问题:
上海 苏州 常州 南京
到站时间 : : :
发车时间 : : :
里程
(1)计算列车由上海驶向南京全程的平均速度;保留一位小数
(2)若列车行驶途中以的速度通过长的高架桥,列车全部在高架桥上的时间是需,那么这列火车的长度是多少?
【答案】(1)解: 上海到南京的路程:,
列车的运行时间:,
则列车的平均速度:;
答:列车由上海驶向南京全程的平均速度为;
(2)解:列车行驶的路程:,
因为,
所以,。
答:列车的长度是。
【知识点】长度及其测量;测量物体运动的平均速度
【解析】【分析】(1) 计算列车由上海驶向南京的全程平均速度,需要知道以下信息:列车的行驶距离和行驶时间。列车的行驶距离为 s,行驶时间为 t,则列车的平均速度可以通过以下公式计算:平均速度 = 行驶距离 ÷ 行驶时间
上海到南京的路程:,
列车的运行时间:,
则列车的平均速度:;
(2) 根据公式:速度=路程÷时间,可计算列车在高架桥上行驶的路程: 列车全部在高架桥上的路程等于高架桥的长度加上列车的长度,所以列车的长度为
五、科普阅读题
31.(2024·深圳模拟) 阅读材料,回答问题。
2023年10月26日,神舟十七号载人飞船在长征二号F遥十七运载火箭的托举下,从酒泉
卫星发射中心点火升空,搭载着汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔向太空。长二F火箭与载人飞船的总质量约为500吨。如图所示,火箭点火升空时,降温系统向发射塔喷洒大量的水,顿时周围“白气”滚滚。之后,神舟十七号载人飞船成功对接于天和核心舱前向端口,形成三舱三船组合体,即空间站三个舱段、两艘载人飞船和一艘货运飞船。
(1)在神舟十七号发射升空的过程中,三名航天员静静地坐在太空椅上,这里选择的参照物是 ;
(2)关于火箭发射,下列说法正确的是____;
A.火箭应采用密度大、硬度大的合金材料
B.火箭在加速起飞过程中,火箭的机械能不变
C.火箭加速升空阶段,火箭的惯性变大
D.在太空实验中可用弹簧测力计测力的大小
(3)火箭发射时向下喷出高温高压的燃气,火箭获得向上的推力,该推力的施力物体 。“白气”滚滚中的“白气”是 (填物态变化名称)形成的;
(4)中国空间站在轨道上绕地球正常运行时处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。在空间站内 (选填“能”或“不能”)用天平称量物体的质量;
(5)他们和家人通过网上聊天实现“天地对话”,依靠电磁波传递信息,当空间站距离航天员家属510km时,航天员发出的信号经过 s后就可以被地面上的家属接收到(不考虑仪器的延时特性);
(6)设计师为减轻火箭的重力,将一个钢制零件改为铝制零件,使其质量减少208kg,则该零件铝的质量为 kg。(ρ钢=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3)
【答案】(1)神州17号
(2)D
(3)燃气;液化
(4)非平衡;不能
(5)1.7×10-3
(6)108
【知识点】液化及液化放热;密度公式及其应用;动能和势能的大小变化;速度公式及其应用;惯性及其现象;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)神舟十七号发射升空的过程中,航天员随飞船一起上升,航天员相对飞船的位置不变,所以以神州17号飞船为参照物,航天员是静止的。
(2)A.提高火箭的承载力,应减轻飞船自身的质量,因此火箭应选密度较小的物质,故A错误;
B.火箭在加速起飞过程中,速度在增大,高度在增大,因此火箭的动能和重力势能在增大,即机械能在增大,故B错误;
C.惯性是物体一种物理属性,与物体的质量有关,与物体速运速度无关,火箭加速升空阶段,不考虑燃料质量的减少,其惯性不变;若考虑燃料质量在减少,火箭质量减小,则其惯性在减小,故C错误;
D.在太空中,物体处于微重力环境,弹簧测力计测力不能测物体重力大小,但可以测弹力和摩擦力的大小,故D正确。
故选D。
(3)火箭发射时向下喷出高温高压的燃气,给燃气施加一个向下的力,物体间力的作用是相互的,燃气对火箭施加一个向上的推力,所以火箭受到的向上的推力施力物体是燃气。“白气”是小水珠,是水池中水先被燃气加热汽化成温度较高的水蒸气,高温水蒸气又液化成小水珠。
(4)中国空间站在轨道上绕地球正常运行,做曲线运动,因此它所处的状态不是平衡状态。
天平是利用杠杆原理工作的,太空站是微重力环境,物体所受重力可以不计,此时天平就不能测量物体质量。
(5)信号传输所用时间:;
(6)设零件体积为V,由得:ρ钢V-ρ铝V=m;
零件的体积为:
则该零件铝的质量为:
m铝=ρ铝V==。
【分析】(1)物体相对于参照物的位置改变,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。
(2)根据火箭的功能要求分析它的密度、硬度等物体性质。
(3)物体间力的作用是相互的;物质从气态变成液态的过程叫液化。
(4)运动状态改变包括:静止变运动,运动变静止,速度大小改变或运动方向改变。根据天平的测量原理分析。
(5)根据速度公式进行计算。
(6)以钢的质量与铝的质量差为等量条件,结合根据密度公式列式计算即可。
32.(2023·茂南模拟)阅读短文,回答问题。
风洞
风洞即风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。
风洞种类繁多,如图甲所示为闭口直流式风洞,其主要组成部分为收缩段、试验段、扩散段和动力装置,动力装置包括直流电机和风扇。风扇转动后,将空气吸入风洞中,通过调节电机转速以获得不同的实验段速度,收缩段前装有整流栅,整流栅做成方格状,用来消除气流中的旋涡,气流通过收缩段后,流速增大,这样可使进入试验段的气流较为均匀。试验段截面是方形的,模型放在其中进行试验,扩散段的功能是使试验段后面的气流减速后再排入大气。
因为风洞的控制性佳,可重复性高,现今风洞广泛用于空气动力学工程的测试,譬如结构物的风力荷载和振动,风力发电、防风设施的功效等,一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场的观测的结果相近。
(1)用图甲所示的风洞做实验,实验模型应放置在 段;
(2)实验时,以 为参照物,模型是运动的;
(3)将图乙所示的机翼模型固定在台式测力计上并放置于风洞中,测量风机工作与不工作时,测力计的示数变化,有风时测力计的示数比无风时的 ,说明机翼模型在风洞中,上下表面受到气流的压力差方向向 (选填“上”或“下”);
(4)若图乙所示机翼模型在水平风的作用下获得竖直方向的力的大小为F,实验得到F与风速的二次方v2关系图象如图丙所示,当风速是原来的2倍时,力F是原来____;
A.2倍 B.4倍 C.0.5倍 D.0.25倍
(5)在其它条件不变时,试验段的横截面面积越小,试验段的风速越 。
【答案】(1)试验
(2)气流
(3)小;上
(4)B
(5)大
【知识点】流体压强与流速的关系;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)试验段的横截面面积最小,试验段的风速最大,气流较为均匀,故实验模型应放置在试验段。
(2)实验时,模型和气流有位置的变化,故以气流为参照物,模型是运动的。
(3)有风时,在相同时间内,空气经过模型上表面路程长,气体速度大,压强小,下表面路程短,气体速度小,压强大,产生向上的升力,测力计示数减小;机翼模型在风洞中,上下表面受到气流的压力差方向向上。
(4)由F与风速的二次方v2关系图象知,力F与v2成正比,故当风速是原来的2倍时,力F是原来4倍,B符合题意,ACD不符合题意。故答案为:B。
(5)在其它条件不变时,试验段的横截面面积越小,试验段的风速越大。
【分析】(1)流速越大的地方压强越小;
(2)如果相对与参照物有位置的变化,物体是运动的,如果没变化,则是静止的;
(3)流速越大的地方压强越小;
(4)根据F与风速的二次方v2关系图象分析力的变化;
(5)横截面面积越小,风速越大。
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