【精品解析】高考物理一轮复习:运动的描述

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名称 【精品解析】高考物理一轮复习:运动的描述
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文件大小 2.3MB
资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2024-09-12 11:57:19

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高考物理一轮复习:运动的描述
一、选择题
1.(2024高一下·邵阳月考)2022年李平考取了大学,乘火车在火车站下车后,利用智能手机导航至大学报到,如图所示为导航地图,图中推荐公交路线中有两个数据,33分钟、14.19公里,关于这两个数据,下列说法正确的是(  )
A.研究公交车在导航图中的位置时,可以把公交车看作质点
B.33分钟表示的是时间,分钟是国际单位制中力学三个基本单位之一
C.14.19公里表示了此次行程的位移的大小
D.根据这两个数据,可以算出此次行程的平均速度的大小
2.(2024高三上·江油月考)如图所示为一物体做匀变速直线运动的速度图线,下列判断正确的是(  )
A.物体一直往正方向运动
B.2s末物体位于出发点
C.3s末物体的加速度大小为1.5m/s2
D.前2秒的加速度与后2秒的加速度方向相反
3.(2024·重庆) 如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其达到N点时速度如果当0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M到N的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是(  )
A. B.
C. D.
4.(2024高一下·邵阳月考)一个人骑自行车沿平直的公路行驶,第一秒内通过的位移是2m,第二秒内通过的位移是3m,第三秒内通过的位移是4m,则(  )
A.前2s内的平均速度是3m/s B.前2s内的平均速度是2m/s
C.3s内的平均速度是3m/s D.后2s内的平均速度是4m/s
5.(2024高三上·长沙开学考)北京时间2024年7月31日,巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛,中国选手全红婵/陈芋汐以总分359.10分的绝对优势获得金牌。在比赛过程中,全红婵和陈芋汐是绝对同步的,下列说法正确的是(  )
A.在下落过程中全红婵感觉水面是静止的
B.起跳瞬间全红婵和陈芋汐的加速度相等
C.全红婵的速率越大,其惯性越大
D.下落和入水过程中全红婵可以看成质点
6.(2024高三上·遂宁月考)以下说法中正确的是(  )
A.甲、乙发生位移分别为、,则甲的位移大
B.在直线运动中,位移的大小等于路程
C.平均速度、速度变化量、重力、加速度都是矢量
D.汽车的加速度为,表明汽车在做减速运动
7.(2024高一上·老河口开学考)在一次蹦床比赛中,运动员从高处自由落下,以大小为8m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt=1.0s,那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为(  )
A.2.0m/s2,竖直向下 B.8.0m/s2,竖直向上
C.10.0m/s2,竖直向下 D.18.0m/s2,竖直向上
8.(2024高一上·汨罗开学考)A、B、C、D四人在同一水平直线上运动,他们的运动图像如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.,B的位移大于A B.时刻,A、B速度大小相等
C.时刻,C加速度小于D加速度 D.时刻,C、D相遇
9.(2024高三上·江油月考)如图所示,a、b、c、d为光滑斜面上的四个点。一小滑块自a点由静止开始下滑,通过ab、bc、cd各段所用时间均为T。现让该滑块自b点由静止开始下滑,则该滑块(  )
A.通过bc、cd段的时间均等于T
B.通过c、d点的速度之比为
C.通过bc、cd段的时间之比为
D.通过c点的速度大于通过bd段的平均速度
10.(2024高二上·汨罗开学考)安宁河联盟校某物理兴趣小组的同学们利用自制动力小船来测量河流的水流速度及河宽。在一段相对平缓的河面上(可视为水速恒定),动力小船船头垂直河岸由静止开始运动,船沿垂直河岸方向的速度-时间图如图所示,经过25s到达正对岸下游20m处, 以下说法正确的是(  )
A.河宽65m B.水流速度0.8m/s
C.0~10s小船运动轨迹为直线 D.小船运动的最大速度3.8m/s
11.(北京市首都师范大学附属中学2024-2025学年高三上学期开学考物理试卷)如图所示,一辆装满石块的货车在水平直道上以加速度a向右匀加速运动。货箱中石块B的质量为m。重力加速度为g。下列说法正确的是(  )
A.货车速度增加的越来越快
B.货车相邻两个1s内的位移之差为
C.石块B对与它接触物体的作用力方向水平向左
D.与B接触的物体对B的作用力大小为
12.(2024高一上·老河口开学考)京张高铁(如图)是2022年北京冬奥会的重要交通保障设施,于2019年12月30日8时30分开始运营,全程长约为174km,最高设计速度为350km/h,从北京北站到张家口站只需56分钟,开启了世界智能高铁的先河。将动车组视为质点,某时刻速度为v1,沿直线运动经过一小段时间Δt后速度变为v2。用Δv表示动车组在这段时间内速度的变化量,用a表示动车组在这段时间内的加速度,下列说法正确的是(  )
A.若Δv>0,则动车组一定做加速运动
B.若Δv<0,则动车组一定做减速运动
C.a的方向一定与Δv的方向相同
D.a的方向可能与Δv的方向相反
二、多项选择题
13.(2024高一下·腾冲月考)关于速度,速度改变量,加速度,正确的说法是(  )
A.物体运动的速度改变量很大,它的加速度一定很大
B.速度很大的物体,其加速度可以很小,可以为零
C.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
D.某时刻物体的速度为零,其加速度可能不为零
14.(2024高三上·江西开学考)如图所示,A、B两个等量正的点电荷固定放置,O为A、B连线中点,在A、B连线的垂直平分线上P点,由静止释放一个负的点电荷,该点电荷仅在电场力作用下运动,取P点电势为零,在该点电荷从P点运动到O点过程中,速度随时间、电势能随运动位移的关系可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
15.(2024高一上·新疆维吾尔自治区期末)北京大学物理系赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”。关于加速度,下列说法正确的是(  )
A.物体的速度大,加速度一定大
B.物体的速度变化越快,加速度就越大
C.物体的速度变化量越大,加速度就越大
D.物体的加速度变大,则速度不一定变大
16.(2024高三上·广东开学考)潜艇是利用声呐系统探测敌舰的位置,图甲中潜艇声呐系统产生的脉冲信号遇到敌舰,反射信号被接收器接收。图乙是接收器的显示屏,屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号,显示屏右侧脉冲信号早于左侧脉冲信号,且横向每格代表的时间间隔相同。若潜艇发射的是频率的脉冲信号,声波在海水中传播的速度为1500m/s,则敌舰离潜艇的距离可能为(  )
A.60m B.90m C.165m D.180m
17.(2024高三上·广西壮族自治区开学考)一辆警车沿平直街道巡逻,速度大小为10m/s,在某位置(坐标原点O)发现前方某处发生警情,立即前往处理,警车的加速度a随警车到O点的距离x变化的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.0~30m内,警车做匀减速直线运动
B.警车的速度大小再次为10m/s时,其到O点的距离为60m
C.警车距离O点为36m时的速度最大
D.警车的最大速度为20m/s
三、非选择题
18.(2024高一上·汨罗开学考)港珠澳大桥全长49.968公里,2018年10月24日9点正式通车,这座大桥的开通使得香港到珠海和澳门的车程仅需30分钟。文中49.968公里指的是   ,24日9点指的是   ,30分钟指的是   。
19.(2024高一下·邵阳月考)在探究加速度与力和质量的关系时,打出的一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02 s。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度   m/s2.(结果保留两位有效数字)
20.(2024高一上·汨罗开学考)足球运动员在罚点球时,用脚踢球使球获得30m/s的速度,设脚与球作用时间为0.1s,球又在空中飞行1s(假设球做匀速直线运动)后被守门员挡住,守门员双手与球接触时间为0.2s,且球被挡出后以大小为10m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)球被踢出过程中的加速度;
(2)球被守门员挡出过程中的加速度
21.(2024高三上·遂宁月考)在研究匀变速直线运动规律的实验中,图示纸带记录的是小车的运动情况,A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔,电源铭牌显示该电源频率为50Hz(计算结果均保留两位有效数字)。
(1)打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为   m/s。
(2)小车的加速度大小为   。
(3)若电源实际频率低于50Hz,计算时仍按照50Hz计算,则加速度大小的测量值比真实值   (选填“偏大”或“偏小”、“不变”)。
22.(2024高一上·信丰开学考)某实验小组研究小车匀变速直线运动规律的实验装置如图甲所示,打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示,相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出。
(1)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=   s。
(2)计数点3对应的瞬时速度大小计算式为v3=   。
(3)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=   。
(4)若计时器工作频率大于50Hz,则根据表达式和题中数据计算出v3的结果比实际值   (填“相等”“偏大”或“偏小”)。
23.(2024高三上·江油月考)某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线。除上述器材外,还需要使用的有   (填选项前字母)。
A.交流电源 B.交流电源 C.秒表 D.刻度尺
(2)小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带(每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来),相邻两个计数点间的距离已在图中标出。
已知交流电源的频率为,则两相邻计数点之间的时间间隔为   s,在打下C点时小车的速度大小为   (保留三位有效数字),小车运动的加速度大小为   (保留两位有效数字)。
24.(2024高一上·老河口开学考)某同学利用图丙所示的实验装置,探究物块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开始,每隔4个点取一个计数点,相邻计数点间的距离如图丁(纸带左端与物块连接)所示,打点计时器电源的频率为。
(1)下图中   是电磁打点计时器(选甲或乙);
(2)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   (填选项代号)
A.电压为的交流电源 B.电压的交流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(3)计算纸带上计数点9对应的速度大小   (保留两位有效数字)。
(4)物块加速运动过程中加速度的大小   (保留两位有效数字)。
(5)整个运动过程中物块的最大速度   (保留三位有效数字)。
25.(2024高一上·老河口开学考)实验小组利用如图1所示的装置探究“小车速度随时间变化的规律”、打点计时器所接电源的频率为50Hz。
(1)下列说法中正确的有________。(填选项前的字母)
A.实验操作前,不需要平衡摩擦力
B.应先接通电源,待打点计时器稳定打点后再释放小车
C.必须选择点迹清晰的纸带,而且应以打点计时器所打下的第一个点作为第1个计数点
D.根据实验数据画出v-t图像,图像为倾斜直线,其倾角的正切值tanα即可表示小车的加速度大小
(2)规范操作后,得到一条纸带,以纸带上能够看清的某个点作为0点,每5个点取一个计数点,测量各计数点与0点的距离,如图2所示,则纸带上打计数点2时的小车速度大小=   m/s。(结果保留3位有效数字)
(3)利用各计数点计算得到的速度作出小车运动的v-t图像,得到一条倾斜的直线,说明小车做匀加速直线运动,则小车运动的加速度大小a=   m/s2。(结果保留3位有效数字)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;速度与速率
2.【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图象可知,物体在前2s内往正方向运动,在后2s内往负方向运动,故A错误;
B.2s末物体的位移,即距离出发点的距离
故B错误;
C.3s末物体的加速度大小为
故C正确;
D.由图象可知,前2秒内和后2秒内的图象的斜率相同,故前2秒的加速度与后2秒的加速度方向相同,故D错误。
故选C。
【分析】A.利用图像v的正负判断物体先向正方向运动,后向负方向运动;
B.利用图像围成的面积表示位移进行判断;
CD.根据图像斜率表示加速度,可知,加速度一直保持不变。
3.【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】滑雪爱好者在水平雪道上做匀速直线运动,速度不变,加速度为零,在倾斜雪道上做匀减速直线运动,加速度速度不断减小,到达最高点速度为零,再结合v-t图像的斜率表示加速可知C符合题意。
故选C。
【分析】明确运动员在水平赛道和倾斜赛道的受力情况,再根据牛顿第二定律确定其在不同赛道的加速度及运动情况,再根据v-t图像的斜率表示加速进行解答。
4.【答案】C
【知识点】平均速度
5.【答案】B
【知识点】质点;加速度;参考系与坐标系;惯性与质量
【解析】【解答】A.在全红婵跳水下落过程中,全红婵感觉水面是向上运动的,故A错误;
B.全红婵和陈芋汐是绝对同步的,故起跳瞬间加速度相同,故B正确;
C.全红婵的速率越大,由于质量不变,所以惯性不变,故C错误;
D.入水过程中,全红婵的形状大小不能忽略不计,不可以将全红婵看成质点,故D错误。
故选B。
【分析】根据物理的基本概念分析:
1.理解参考系的选择对物体运动特点的影响。
2.熟记物体的惯性只与物体的质量有关,与物体的速度无关。
3.掌握将物体看成质点的条件。
6.【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.甲、乙发生位移分别为,位移的大小分别是5m和10m,正负号表示方向,则乙的位移大,A不符合题意;
B.在单向直线运动中,位移的大小等于路程,若往返运动则不相等,B不符合题意;
C.平均速度、速度变化量、加速度和重力都是矢量,既有大小又有方向,C符合题意;
D.汽车的加速度为,加速度中的正、负号表示加速度方向,若汽车运动方向与加速度方向相同,汽车做加速运动,反之汽车做减速运动,D不符合题意。
故答案为C。
【分析】位移,速度,加速度都是矢量,适量的正负号表示方向,根据矢量的特点可对题目进行判断。
7.【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】根据
加速度方向与速度变化量方向相同为竖直向上
故选D。
【分析】根据加速度定义式求解加速度大小,加速度方向与速度变化量方向相同。
8.【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.0~3sA的位移为9m,B的位移为6m,故A错误;
B.x-t图像的斜率表示速度,根据图像可知,3s时刻A的速度比B大,故B错误;
C.v-t图像的斜率表示速度,根据图像可知,时刻,C加速度小于D加速度,故C正确;
D.v-t图线的交点表示速度相等,故D错误。
故选C。
【分析】根据x-t图和v-t图分析:
1.区别图像中斜率分别表示的物理意义。
2.区别图像中交点分别表示的意义。
3.通过图像能知道物体的运动方向。
9.【答案】D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系,得出通过bc、cd段的位移之比,由此分析自b点由静止开始下滑经过的时间。一小滑块自点由静止开始下滑比小滑块从点静止开始下滑通过段任意一点的速度大,所以让该滑块自点由静止开始下滑,相同位移平均速度变小,时间变大,通过、段的时间均大于,故A错误;
B.根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系,结合速度—位移公式得出经过c、d点的速度,进而得出速度之比。从点静止开始下滑,通过、、各段所用时间均为,根据初速度为的匀加速直线运动,相同时间的位移之比为
::::
设,则,,设滑块匀加速运动的加速度为,从点静止开始下滑通过点,根据速度位移关系公式
解得
同理可得点的速度为

故B错误;
C.根据运动学公式得出通过bc、cd段的时间之比,由B选项及公式
可知
故C错误;
D.根据平均速度公式求出平均速度,再与通过c点的速度比较即可。通过段的平均速度
所以有
故D正确。
故选D。
【分析】涉及时间一般采用速度—时间关系和位移—时间关系公式解答,如果不涉及时间,一般采用速度—位移关系公式解答。
10.【答案】B
【知识点】运动的合成与分解;小船渡河问题分析;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.河宽等于小船25s沿垂直于河岸方向的位移
故A错误;
B.动力小船船头始终垂直河岸,因此沿河岸方向

故B正确;
C.前10秒,小船在垂直河岸方向的速度一直在增大,合速度大小和方向一直在变,小船做曲线运动,故C错误;
D.小船运动的最大速度
故D错误。
故选B。
【分析】根据图像面积代表位移求河宽,由运动的分解与合成水流方向匀速直线运动求解水速;0-10s小船在垂直河岸方向的速度一直在增大,合速度大小和方向一直在变,小船做曲线运动;小船运动的最大速度由最大的船速和水流速度合成。
11.【答案】D
【知识点】加速度;匀变速直线运动规律的综合运用;牛顿第二定律
【解析】【解答】A.由于货车做匀加速运动,所以货车速度均匀增加,故A错误;
B.根据匀变速直线运动的规律判断货车速度的变化;根据匀变速直线运动连续相等时间内位移之差为
求解货车相邻两个1s内的位移之差
故B错误;
C.石块随货车做匀加速直线运动,根据平行四边形定则和牛顿第二定律即可求解石块B受到与B接触的物体对B的作用,对B受力分析可知,重力、与它接触物体对B的作用力,由于合力水平向右,则与它接触物体对B的作用力方向斜向右上方,由牛顿第三定律可知,石块B对与它接触物体的作用力斜向左下方,故C错误;
D.由平行四边形定则可知
故D正确。
故选D。
【分析】解答本题的关键是能清楚石块的受力情况,利用牛顿第二定律建立方程进行解答。
12.【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】AB.若Δv>0,同时满足v>0,才一定加速,故动车组不一定做加速运动,若Δv<0,则动车组也不一定做减速运动,故AB错误;
CD.a的方向一定与Δv的方向相同,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】说明速度变化量的方向与规定的正方向一致,不能说明与速度的方向一致。根据加速度的定义判断方向关系。
13.【答案】B,D
【知识点】加速度
14.【答案】B,C
【知识点】电势能;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB.v-t图像的斜率表示加速度,根据电场的分布情况分析PO间电场强度的变化情况,由牛顿第二定律判断加速度的变化情况,根据静电场的叠加可知,间的电场强度可能一直减小,也可能先增大后减小,根据
可知如果电场强度一直减小,则电场力一直减小,加速度一直减小,如果电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,加速度先增大后减小。故A错误;B正确;
CD.静电力做功决定带电体电势能的变化量,根据电场力做功与电势能变化的关系
可知图像中图线的斜率表示电场力,由前面分析可知,电场力可能一直减小,也可能先增大后减小。故C正确;D错误。
故选BC。
【分析】根据量同种电荷电场的分布情况,运用动力学方法分析点电荷可能的运动情况。
15.【答案】B,D
【知识点】加速度
16.【答案】B,C
【知识点】速度与速率;匀速直线运动
【解析】【解答】脉冲信号的发射周期
由于上、下两列波形分别为发射信号与接收信号,显示屏右侧脉冲信号早于左侧脉冲信号,根据图乙可知,同一脉冲信号从发射到接受的时间
令敌舰离潜艇的距离为d,则有
解得
(n=0,1,2,3…)
当n=0时,解得d=15m
当n=1时,解得d=90m
当n=2时,解得d=165m
当n=3时,解得d=240m
可知,敌舰离潜艇的距离可能为90m、165m。
故选BC。
【分析】由得到周期的数值,根据图像和周期性得到脉冲信号从发射到接受的时间表达式,再结合匀速直线公式x=vt计算得到敌舰离潜艇的距离可能值 。
此题主要考查回声测距离的应用,解答此题的关键是灵活掌握速度公式的变形,难点要求数学基础比较好,因此学生具备一定的学科综合能力。
17.【答案】B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.加速度不变的运动才是匀变速运动,由图可知加速度变化,则0~30m内,警车做变加速直线运动,故A错误;
B.由速度位移关系
可得
根据匀变速直线运动的规律可知,图像的面积代表,因,则图像面积等于零时,末速度为10m/s,由图可得位移为60m,故B正确;
CD.由B分析知,面积为正的最大时,末速度最大,即在警车距离O点为30m时的速度最大,有
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】注意区分加速度时间图像和速度时间图像,速度时间图像的面积才表示位移。
18.【答案】路程;时刻;时间
【知识点】时间与时刻;位移与路程
【解析】【解答】位移表示从初位置到末位置的有向线段,路程是质点运动轨迹的长短,港珠澳大桥全长49.968公里是指路程;2018年10月24日9点正式通车,24日9点指的是某一特定的时间点,是时刻;香港到珠海和澳门车程仅需要30分钟,是指时间。
故答案为:路程 时刻 时间
【分析】1.描述物体运动的量:位移、路程、时间、时刻、速度、速率、加速度等。
2.明确时间和时刻的区别,知道位移是由初位置指向末位置的有向线段,路程 物体运动轨迹的长度。准确理解并掌握它们的区别和联系。
19.【答案】0.16
【知识点】加速度
20.【答案】(1)设球被踢出的方向为正方向,罚点球时的速度由v0=0变到v1=30m/s,用时t1=0.1s,由
得罚点球时球的加速度为
方向为球被踢出的方向
(2)接球时速度由v1=30m/s变到v2=-10m/s,用时t2=0.2s,则接球过程球的加速度为
方向为球被踢出的反方向
【知识点】加速度
【解析】【分析】根据加速度定义分析:,注意对应在内的初、末速度,规定正方向。
21.【答案】(1)0.85
(2)2.5
(3)偏大
【知识点】加速度;瞬时速度
【解析】(1)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为
(2)
根据逐差法可得小车的加速度大小为
(3)
若电源实际频率低于50Hz,计算时仍按照50Hz计算,则代入计算的时间偏小,加速度大小的测量值比真实值偏大。
(1)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为
(2)根据逐差法可得小车的加速度大小为
(3)若电源实际频率低于50Hz,计算时仍按照50Hz计算,则代入计算的时间偏小,加速度大小的测量值比真实值偏大。
22.【答案】0.1;;;偏小
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律;瞬时速度
【解析】【解答】(1)打点计时器的工作频率为50Hz,故打点周期为
相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出,根据打点周期及打点间隔数可以得出:相邻计数点间的时间间隔
(2)在匀变速直线运动中,由于平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则计数点3对应的瞬时速度为:
(3)小车做匀变速直线运动,根据逐差法可得加速度为:
(4)若计时器工作频率大于50Hz,则测量时频率小,打点周期的测量值偏大,则根据速度公式
可知由于时间测量值偏大,所以按照题中给定的数据计算出v3的结果比实际值偏小。
【分析】(1)利用打点频率可以求出打点周期的大小,结合打点间隔数可以求出两个计数点之间的时间;
(2)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小;
(3)利用逐差法可以求出加速度的大小;
(4)打点周期的测量值偏大,则根据速度公式则速度的测量值偏小。
23.【答案】BD;0.10;0.844;1.7
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律;平均速度
【解析】【解答】解:(1)AB.根据图象可知该打点计时器是电火花计时器,电火花打点计时器所接电源应为交流电源,A错误,B正确;
C.由打点计时器计算时间,所以不需要秒表,C错误;
D.为测量电火花打点计时器所打点迹之间的距离,必须使用刻度尺,D项正确。
故选BD。
(2)交流电源的频率为,其周期为
两相邻计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动的规律求解瞬时速度大小,由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得
根据逐差法可得小车运动的加速度大小,由公式可得
【分析】(1)根据图象可知该打点计时器是电火花计时器,电源采用的是交流220V;
(2)根据匀变速直线运动的规律求解瞬时速度大小;根据逐差法可得小车运动的加速度大小。
24.【答案】乙;BC;0.66;2.0;1.18
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律;瞬时速度
【解析】【解答】(1)电磁打点计时器有振针,有复写纸,所以乙是电磁打点计时器;
(2)AB.电磁打点计时器需要电压的交流电源,故A错误,B正确;
C.测量点间的长度,需要刻度尺,故C正确;
D.打点计时器是计时工具,不需要秒表,故D错误;
E.可由打出的纸带来计算速度和加速度,和质量没关系,故E错误。
故选BC。
(3)相邻计数点间的时间间隔
计数点9对应的速度大小
(4)根据
(5)减速过程的加速度大小
设经过时间有最大速度v,则
联立解得
【分析】(1)电磁打点计时器有振针,有复写纸;
(2)电磁打点计时器需要电压的交流电源,电火花打点计时器需要电压为的交流电;
(3)中间时刻瞬时速度等于全程平均速度;
(4)由匀变速直线运动的推论,可得物块做加速运动时的加速度大小;
(5)求解加速度大小,根据速度时间关系求解最大速度。
25.【答案】(1)A;B
(2)0.504
(3)1.50
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律;瞬时速度
【解析】【解答】(1)A. 探究速度随时间的变化规律不需要平衡摩擦力,故A正确;
B.实验时应先接通电源,待打点计时器稳定打点后再释放小车,故B正确;
C.处理纸带数据时,不一定以打点计时器打的第一个点作为第1个计数点,故C错误;
D.当横、纵坐标取不同的标度时,会导致图像的倾角也不同,所以用量角器测基出v-t图线的倾角α,其倾角的正切值tanα的数值不能够表示为小车的加速度大小,故D错误;
故选AB。
(2)中间时刻瞬时速度等于全程平均速度
(3)根据逐差法求解加速度大小
【分析】(1)探究速度随时间的变化规律不需要平衡摩擦力;
(2)相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s,中间时刻瞬时速度等于全程平均速度;
(3)根据逐差法求解加速度大小。
(1)A. 本实验是探究速度随时间的变化规律,因此不需要平衡摩擦力,故A正确;
B.为了避免纸带上出现大量空白段落,实验时应先接通电源,待打点计时器稳定打点后再释放小车,故B正确;
C.处理纸带数据时,必须应选择点迹较为清晰的纸带,但不一定以打点计时器打的第一个点作为第1个计数点,故C错误;
D.根据实验数据画出v-t图像,当横、纵坐标取不同的标度时,会导致图像的倾角也不同,所以用量角器测基出v-t图线的倾角α,其倾角的正切值tanα的数值不能够表示为小车的加速度大小,故D错误;
故选AB。
(2)相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s,打计数点2时的小车速度大小
=0.504m/s
(3)加速度大小
=1.50m/s2
1 / 1高考物理一轮复习:运动的描述
一、选择题
1.(2024高一下·邵阳月考)2022年李平考取了大学,乘火车在火车站下车后,利用智能手机导航至大学报到,如图所示为导航地图,图中推荐公交路线中有两个数据,33分钟、14.19公里,关于这两个数据,下列说法正确的是(  )
A.研究公交车在导航图中的位置时,可以把公交车看作质点
B.33分钟表示的是时间,分钟是国际单位制中力学三个基本单位之一
C.14.19公里表示了此次行程的位移的大小
D.根据这两个数据,可以算出此次行程的平均速度的大小
【答案】A
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;速度与速率
2.(2024高三上·江油月考)如图所示为一物体做匀变速直线运动的速度图线,下列判断正确的是(  )
A.物体一直往正方向运动
B.2s末物体位于出发点
C.3s末物体的加速度大小为1.5m/s2
D.前2秒的加速度与后2秒的加速度方向相反
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图象可知,物体在前2s内往正方向运动,在后2s内往负方向运动,故A错误;
B.2s末物体的位移,即距离出发点的距离
故B错误;
C.3s末物体的加速度大小为
故C正确;
D.由图象可知,前2秒内和后2秒内的图象的斜率相同,故前2秒的加速度与后2秒的加速度方向相同,故D错误。
故选C。
【分析】A.利用图像v的正负判断物体先向正方向运动,后向负方向运动;
B.利用图像围成的面积表示位移进行判断;
CD.根据图像斜率表示加速度,可知,加速度一直保持不变。
3.(2024·重庆) 如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其达到N点时速度如果当0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M到N的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】滑雪爱好者在水平雪道上做匀速直线运动,速度不变,加速度为零,在倾斜雪道上做匀减速直线运动,加速度速度不断减小,到达最高点速度为零,再结合v-t图像的斜率表示加速可知C符合题意。
故选C。
【分析】明确运动员在水平赛道和倾斜赛道的受力情况,再根据牛顿第二定律确定其在不同赛道的加速度及运动情况,再根据v-t图像的斜率表示加速进行解答。
4.(2024高一下·邵阳月考)一个人骑自行车沿平直的公路行驶,第一秒内通过的位移是2m,第二秒内通过的位移是3m,第三秒内通过的位移是4m,则(  )
A.前2s内的平均速度是3m/s B.前2s内的平均速度是2m/s
C.3s内的平均速度是3m/s D.后2s内的平均速度是4m/s
【答案】C
【知识点】平均速度
5.(2024高三上·长沙开学考)北京时间2024年7月31日,巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛,中国选手全红婵/陈芋汐以总分359.10分的绝对优势获得金牌。在比赛过程中,全红婵和陈芋汐是绝对同步的,下列说法正确的是(  )
A.在下落过程中全红婵感觉水面是静止的
B.起跳瞬间全红婵和陈芋汐的加速度相等
C.全红婵的速率越大,其惯性越大
D.下落和入水过程中全红婵可以看成质点
【答案】B
【知识点】质点;加速度;参考系与坐标系;惯性与质量
【解析】【解答】A.在全红婵跳水下落过程中,全红婵感觉水面是向上运动的,故A错误;
B.全红婵和陈芋汐是绝对同步的,故起跳瞬间加速度相同,故B正确;
C.全红婵的速率越大,由于质量不变,所以惯性不变,故C错误;
D.入水过程中,全红婵的形状大小不能忽略不计,不可以将全红婵看成质点,故D错误。
故选B。
【分析】根据物理的基本概念分析:
1.理解参考系的选择对物体运动特点的影响。
2.熟记物体的惯性只与物体的质量有关,与物体的速度无关。
3.掌握将物体看成质点的条件。
6.(2024高三上·遂宁月考)以下说法中正确的是(  )
A.甲、乙发生位移分别为、,则甲的位移大
B.在直线运动中,位移的大小等于路程
C.平均速度、速度变化量、重力、加速度都是矢量
D.汽车的加速度为,表明汽车在做减速运动
【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.甲、乙发生位移分别为,位移的大小分别是5m和10m,正负号表示方向,则乙的位移大,A不符合题意;
B.在单向直线运动中,位移的大小等于路程,若往返运动则不相等,B不符合题意;
C.平均速度、速度变化量、加速度和重力都是矢量,既有大小又有方向,C符合题意;
D.汽车的加速度为,加速度中的正、负号表示加速度方向,若汽车运动方向与加速度方向相同,汽车做加速运动,反之汽车做减速运动,D不符合题意。
故答案为C。
【分析】位移,速度,加速度都是矢量,适量的正负号表示方向,根据矢量的特点可对题目进行判断。
7.(2024高一上·老河口开学考)在一次蹦床比赛中,运动员从高处自由落下,以大小为8m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt=1.0s,那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为(  )
A.2.0m/s2,竖直向下 B.8.0m/s2,竖直向上
C.10.0m/s2,竖直向下 D.18.0m/s2,竖直向上
【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】根据
加速度方向与速度变化量方向相同为竖直向上
故选D。
【分析】根据加速度定义式求解加速度大小,加速度方向与速度变化量方向相同。
8.(2024高一上·汨罗开学考)A、B、C、D四人在同一水平直线上运动,他们的运动图像如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.,B的位移大于A B.时刻,A、B速度大小相等
C.时刻,C加速度小于D加速度 D.时刻,C、D相遇
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.0~3sA的位移为9m,B的位移为6m,故A错误;
B.x-t图像的斜率表示速度,根据图像可知,3s时刻A的速度比B大,故B错误;
C.v-t图像的斜率表示速度,根据图像可知,时刻,C加速度小于D加速度,故C正确;
D.v-t图线的交点表示速度相等,故D错误。
故选C。
【分析】根据x-t图和v-t图分析:
1.区别图像中斜率分别表示的物理意义。
2.区别图像中交点分别表示的意义。
3.通过图像能知道物体的运动方向。
9.(2024高三上·江油月考)如图所示,a、b、c、d为光滑斜面上的四个点。一小滑块自a点由静止开始下滑,通过ab、bc、cd各段所用时间均为T。现让该滑块自b点由静止开始下滑,则该滑块(  )
A.通过bc、cd段的时间均等于T
B.通过c、d点的速度之比为
C.通过bc、cd段的时间之比为
D.通过c点的速度大于通过bd段的平均速度
【答案】D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系,得出通过bc、cd段的位移之比,由此分析自b点由静止开始下滑经过的时间。一小滑块自点由静止开始下滑比小滑块从点静止开始下滑通过段任意一点的速度大,所以让该滑块自点由静止开始下滑,相同位移平均速度变小,时间变大,通过、段的时间均大于,故A错误;
B.根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系,结合速度—位移公式得出经过c、d点的速度,进而得出速度之比。从点静止开始下滑,通过、、各段所用时间均为,根据初速度为的匀加速直线运动,相同时间的位移之比为
::::
设,则,,设滑块匀加速运动的加速度为,从点静止开始下滑通过点,根据速度位移关系公式
解得
同理可得点的速度为

故B错误;
C.根据运动学公式得出通过bc、cd段的时间之比,由B选项及公式
可知
故C错误;
D.根据平均速度公式求出平均速度,再与通过c点的速度比较即可。通过段的平均速度
所以有
故D正确。
故选D。
【分析】涉及时间一般采用速度—时间关系和位移—时间关系公式解答,如果不涉及时间,一般采用速度—位移关系公式解答。
10.(2024高二上·汨罗开学考)安宁河联盟校某物理兴趣小组的同学们利用自制动力小船来测量河流的水流速度及河宽。在一段相对平缓的河面上(可视为水速恒定),动力小船船头垂直河岸由静止开始运动,船沿垂直河岸方向的速度-时间图如图所示,经过25s到达正对岸下游20m处, 以下说法正确的是(  )
A.河宽65m B.水流速度0.8m/s
C.0~10s小船运动轨迹为直线 D.小船运动的最大速度3.8m/s
【答案】B
【知识点】运动的合成与分解;小船渡河问题分析;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.河宽等于小船25s沿垂直于河岸方向的位移
故A错误;
B.动力小船船头始终垂直河岸,因此沿河岸方向

故B正确;
C.前10秒,小船在垂直河岸方向的速度一直在增大,合速度大小和方向一直在变,小船做曲线运动,故C错误;
D.小船运动的最大速度
故D错误。
故选B。
【分析】根据图像面积代表位移求河宽,由运动的分解与合成水流方向匀速直线运动求解水速;0-10s小船在垂直河岸方向的速度一直在增大,合速度大小和方向一直在变,小船做曲线运动;小船运动的最大速度由最大的船速和水流速度合成。
11.(北京市首都师范大学附属中学2024-2025学年高三上学期开学考物理试卷)如图所示,一辆装满石块的货车在水平直道上以加速度a向右匀加速运动。货箱中石块B的质量为m。重力加速度为g。下列说法正确的是(  )
A.货车速度增加的越来越快
B.货车相邻两个1s内的位移之差为
C.石块B对与它接触物体的作用力方向水平向左
D.与B接触的物体对B的作用力大小为
【答案】D
【知识点】加速度;匀变速直线运动规律的综合运用;牛顿第二定律
【解析】【解答】A.由于货车做匀加速运动,所以货车速度均匀增加,故A错误;
B.根据匀变速直线运动的规律判断货车速度的变化;根据匀变速直线运动连续相等时间内位移之差为
求解货车相邻两个1s内的位移之差
故B错误;
C.石块随货车做匀加速直线运动,根据平行四边形定则和牛顿第二定律即可求解石块B受到与B接触的物体对B的作用,对B受力分析可知,重力、与它接触物体对B的作用力,由于合力水平向右,则与它接触物体对B的作用力方向斜向右上方,由牛顿第三定律可知,石块B对与它接触物体的作用力斜向左下方,故C错误;
D.由平行四边形定则可知
故D正确。
故选D。
【分析】解答本题的关键是能清楚石块的受力情况,利用牛顿第二定律建立方程进行解答。
12.(2024高一上·老河口开学考)京张高铁(如图)是2022年北京冬奥会的重要交通保障设施,于2019年12月30日8时30分开始运营,全程长约为174km,最高设计速度为350km/h,从北京北站到张家口站只需56分钟,开启了世界智能高铁的先河。将动车组视为质点,某时刻速度为v1,沿直线运动经过一小段时间Δt后速度变为v2。用Δv表示动车组在这段时间内速度的变化量,用a表示动车组在这段时间内的加速度,下列说法正确的是(  )
A.若Δv>0,则动车组一定做加速运动
B.若Δv<0,则动车组一定做减速运动
C.a的方向一定与Δv的方向相同
D.a的方向可能与Δv的方向相反
【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】AB.若Δv>0,同时满足v>0,才一定加速,故动车组不一定做加速运动,若Δv<0,则动车组也不一定做减速运动,故AB错误;
CD.a的方向一定与Δv的方向相同,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】说明速度变化量的方向与规定的正方向一致,不能说明与速度的方向一致。根据加速度的定义判断方向关系。
二、多项选择题
13.(2024高一下·腾冲月考)关于速度,速度改变量,加速度,正确的说法是(  )
A.物体运动的速度改变量很大,它的加速度一定很大
B.速度很大的物体,其加速度可以很小,可以为零
C.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
D.某时刻物体的速度为零,其加速度可能不为零
【答案】B,D
【知识点】加速度
14.(2024高三上·江西开学考)如图所示,A、B两个等量正的点电荷固定放置,O为A、B连线中点,在A、B连线的垂直平分线上P点,由静止释放一个负的点电荷,该点电荷仅在电场力作用下运动,取P点电势为零,在该点电荷从P点运动到O点过程中,速度随时间、电势能随运动位移的关系可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B,C
【知识点】电势能;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB.v-t图像的斜率表示加速度,根据电场的分布情况分析PO间电场强度的变化情况,由牛顿第二定律判断加速度的变化情况,根据静电场的叠加可知,间的电场强度可能一直减小,也可能先增大后减小,根据
可知如果电场强度一直减小,则电场力一直减小,加速度一直减小,如果电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,加速度先增大后减小。故A错误;B正确;
CD.静电力做功决定带电体电势能的变化量,根据电场力做功与电势能变化的关系
可知图像中图线的斜率表示电场力,由前面分析可知,电场力可能一直减小,也可能先增大后减小。故C正确;D错误。
故选BC。
【分析】根据量同种电荷电场的分布情况,运用动力学方法分析点电荷可能的运动情况。
15.(2024高一上·新疆维吾尔自治区期末)北京大学物理系赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”。关于加速度,下列说法正确的是(  )
A.物体的速度大,加速度一定大
B.物体的速度变化越快,加速度就越大
C.物体的速度变化量越大,加速度就越大
D.物体的加速度变大,则速度不一定变大
【答案】B,D
【知识点】加速度
16.(2024高三上·广东开学考)潜艇是利用声呐系统探测敌舰的位置,图甲中潜艇声呐系统产生的脉冲信号遇到敌舰,反射信号被接收器接收。图乙是接收器的显示屏,屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号,显示屏右侧脉冲信号早于左侧脉冲信号,且横向每格代表的时间间隔相同。若潜艇发射的是频率的脉冲信号,声波在海水中传播的速度为1500m/s,则敌舰离潜艇的距离可能为(  )
A.60m B.90m C.165m D.180m
【答案】B,C
【知识点】速度与速率;匀速直线运动
【解析】【解答】脉冲信号的发射周期
由于上、下两列波形分别为发射信号与接收信号,显示屏右侧脉冲信号早于左侧脉冲信号,根据图乙可知,同一脉冲信号从发射到接受的时间
令敌舰离潜艇的距离为d,则有
解得
(n=0,1,2,3…)
当n=0时,解得d=15m
当n=1时,解得d=90m
当n=2时,解得d=165m
当n=3时,解得d=240m
可知,敌舰离潜艇的距离可能为90m、165m。
故选BC。
【分析】由得到周期的数值,根据图像和周期性得到脉冲信号从发射到接受的时间表达式,再结合匀速直线公式x=vt计算得到敌舰离潜艇的距离可能值 。
此题主要考查回声测距离的应用,解答此题的关键是灵活掌握速度公式的变形,难点要求数学基础比较好,因此学生具备一定的学科综合能力。
17.(2024高三上·广西壮族自治区开学考)一辆警车沿平直街道巡逻,速度大小为10m/s,在某位置(坐标原点O)发现前方某处发生警情,立即前往处理,警车的加速度a随警车到O点的距离x变化的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.0~30m内,警车做匀减速直线运动
B.警车的速度大小再次为10m/s时,其到O点的距离为60m
C.警车距离O点为36m时的速度最大
D.警车的最大速度为20m/s
【答案】B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.加速度不变的运动才是匀变速运动,由图可知加速度变化,则0~30m内,警车做变加速直线运动,故A错误;
B.由速度位移关系
可得
根据匀变速直线运动的规律可知,图像的面积代表,因,则图像面积等于零时,末速度为10m/s,由图可得位移为60m,故B正确;
CD.由B分析知,面积为正的最大时,末速度最大,即在警车距离O点为30m时的速度最大,有
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】注意区分加速度时间图像和速度时间图像,速度时间图像的面积才表示位移。
三、非选择题
18.(2024高一上·汨罗开学考)港珠澳大桥全长49.968公里,2018年10月24日9点正式通车,这座大桥的开通使得香港到珠海和澳门的车程仅需30分钟。文中49.968公里指的是   ,24日9点指的是   ,30分钟指的是   。
【答案】路程;时刻;时间
【知识点】时间与时刻;位移与路程
【解析】【解答】位移表示从初位置到末位置的有向线段,路程是质点运动轨迹的长短,港珠澳大桥全长49.968公里是指路程;2018年10月24日9点正式通车,24日9点指的是某一特定的时间点,是时刻;香港到珠海和澳门车程仅需要30分钟,是指时间。
故答案为:路程 时刻 时间
【分析】1.描述物体运动的量:位移、路程、时间、时刻、速度、速率、加速度等。
2.明确时间和时刻的区别,知道位移是由初位置指向末位置的有向线段,路程 物体运动轨迹的长度。准确理解并掌握它们的区别和联系。
19.(2024高一下·邵阳月考)在探究加速度与力和质量的关系时,打出的一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02 s。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度   m/s2.(结果保留两位有效数字)
【答案】0.16
【知识点】加速度
20.(2024高一上·汨罗开学考)足球运动员在罚点球时,用脚踢球使球获得30m/s的速度,设脚与球作用时间为0.1s,球又在空中飞行1s(假设球做匀速直线运动)后被守门员挡住,守门员双手与球接触时间为0.2s,且球被挡出后以大小为10m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)球被踢出过程中的加速度;
(2)球被守门员挡出过程中的加速度
【答案】(1)设球被踢出的方向为正方向,罚点球时的速度由v0=0变到v1=30m/s,用时t1=0.1s,由
得罚点球时球的加速度为
方向为球被踢出的方向
(2)接球时速度由v1=30m/s变到v2=-10m/s,用时t2=0.2s,则接球过程球的加速度为
方向为球被踢出的反方向
【知识点】加速度
【解析】【分析】根据加速度定义分析:,注意对应在内的初、末速度,规定正方向。
21.(2024高三上·遂宁月考)在研究匀变速直线运动规律的实验中,图示纸带记录的是小车的运动情况,A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔,电源铭牌显示该电源频率为50Hz(计算结果均保留两位有效数字)。
(1)打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为   m/s。
(2)小车的加速度大小为   。
(3)若电源实际频率低于50Hz,计算时仍按照50Hz计算,则加速度大小的测量值比真实值   (选填“偏大”或“偏小”、“不变”)。
【答案】(1)0.85
(2)2.5
(3)偏大
【知识点】加速度;瞬时速度
【解析】(1)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为
(2)
根据逐差法可得小车的加速度大小为
(3)
若电源实际频率低于50Hz,计算时仍按照50Hz计算,则代入计算的时间偏小,加速度大小的测量值比真实值偏大。
(1)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为
(2)根据逐差法可得小车的加速度大小为
(3)若电源实际频率低于50Hz,计算时仍按照50Hz计算,则代入计算的时间偏小,加速度大小的测量值比真实值偏大。
22.(2024高一上·信丰开学考)某实验小组研究小车匀变速直线运动规律的实验装置如图甲所示,打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示,相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出。
(1)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=   s。
(2)计数点3对应的瞬时速度大小计算式为v3=   。
(3)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=   。
(4)若计时器工作频率大于50Hz,则根据表达式和题中数据计算出v3的结果比实际值   (填“相等”“偏大”或“偏小”)。
【答案】0.1;;;偏小
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律;瞬时速度
【解析】【解答】(1)打点计时器的工作频率为50Hz,故打点周期为
相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出,根据打点周期及打点间隔数可以得出:相邻计数点间的时间间隔
(2)在匀变速直线运动中,由于平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则计数点3对应的瞬时速度为:
(3)小车做匀变速直线运动,根据逐差法可得加速度为:
(4)若计时器工作频率大于50Hz,则测量时频率小,打点周期的测量值偏大,则根据速度公式
可知由于时间测量值偏大,所以按照题中给定的数据计算出v3的结果比实际值偏小。
【分析】(1)利用打点频率可以求出打点周期的大小,结合打点间隔数可以求出两个计数点之间的时间;
(2)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小;
(3)利用逐差法可以求出加速度的大小;
(4)打点周期的测量值偏大,则根据速度公式则速度的测量值偏小。
23.(2024高三上·江油月考)某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线。除上述器材外,还需要使用的有   (填选项前字母)。
A.交流电源 B.交流电源 C.秒表 D.刻度尺
(2)小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带(每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来),相邻两个计数点间的距离已在图中标出。
已知交流电源的频率为,则两相邻计数点之间的时间间隔为   s,在打下C点时小车的速度大小为   (保留三位有效数字),小车运动的加速度大小为   (保留两位有效数字)。
【答案】BD;0.10;0.844;1.7
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律;平均速度
【解析】【解答】解:(1)AB.根据图象可知该打点计时器是电火花计时器,电火花打点计时器所接电源应为交流电源,A错误,B正确;
C.由打点计时器计算时间,所以不需要秒表,C错误;
D.为测量电火花打点计时器所打点迹之间的距离,必须使用刻度尺,D项正确。
故选BD。
(2)交流电源的频率为,其周期为
两相邻计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动的规律求解瞬时速度大小,由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得
根据逐差法可得小车运动的加速度大小,由公式可得
【分析】(1)根据图象可知该打点计时器是电火花计时器,电源采用的是交流220V;
(2)根据匀变速直线运动的规律求解瞬时速度大小;根据逐差法可得小车运动的加速度大小。
24.(2024高一上·老河口开学考)某同学利用图丙所示的实验装置,探究物块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开始,每隔4个点取一个计数点,相邻计数点间的距离如图丁(纸带左端与物块连接)所示,打点计时器电源的频率为。
(1)下图中   是电磁打点计时器(选甲或乙);
(2)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   (填选项代号)
A.电压为的交流电源 B.电压的交流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(3)计算纸带上计数点9对应的速度大小   (保留两位有效数字)。
(4)物块加速运动过程中加速度的大小   (保留两位有效数字)。
(5)整个运动过程中物块的最大速度   (保留三位有效数字)。
【答案】乙;BC;0.66;2.0;1.18
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律;瞬时速度
【解析】【解答】(1)电磁打点计时器有振针,有复写纸,所以乙是电磁打点计时器;
(2)AB.电磁打点计时器需要电压的交流电源,故A错误,B正确;
C.测量点间的长度,需要刻度尺,故C正确;
D.打点计时器是计时工具,不需要秒表,故D错误;
E.可由打出的纸带来计算速度和加速度,和质量没关系,故E错误。
故选BC。
(3)相邻计数点间的时间间隔
计数点9对应的速度大小
(4)根据
(5)减速过程的加速度大小
设经过时间有最大速度v,则
联立解得
【分析】(1)电磁打点计时器有振针,有复写纸;
(2)电磁打点计时器需要电压的交流电源,电火花打点计时器需要电压为的交流电;
(3)中间时刻瞬时速度等于全程平均速度;
(4)由匀变速直线运动的推论,可得物块做加速运动时的加速度大小;
(5)求解加速度大小,根据速度时间关系求解最大速度。
25.(2024高一上·老河口开学考)实验小组利用如图1所示的装置探究“小车速度随时间变化的规律”、打点计时器所接电源的频率为50Hz。
(1)下列说法中正确的有________。(填选项前的字母)
A.实验操作前,不需要平衡摩擦力
B.应先接通电源,待打点计时器稳定打点后再释放小车
C.必须选择点迹清晰的纸带,而且应以打点计时器所打下的第一个点作为第1个计数点
D.根据实验数据画出v-t图像,图像为倾斜直线,其倾角的正切值tanα即可表示小车的加速度大小
(2)规范操作后,得到一条纸带,以纸带上能够看清的某个点作为0点,每5个点取一个计数点,测量各计数点与0点的距离,如图2所示,则纸带上打计数点2时的小车速度大小=   m/s。(结果保留3位有效数字)
(3)利用各计数点计算得到的速度作出小车运动的v-t图像,得到一条倾斜的直线,说明小车做匀加速直线运动,则小车运动的加速度大小a=   m/s2。(结果保留3位有效数字)
【答案】(1)A;B
(2)0.504
(3)1.50
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律;瞬时速度
【解析】【解答】(1)A. 探究速度随时间的变化规律不需要平衡摩擦力,故A正确;
B.实验时应先接通电源,待打点计时器稳定打点后再释放小车,故B正确;
C.处理纸带数据时,不一定以打点计时器打的第一个点作为第1个计数点,故C错误;
D.当横、纵坐标取不同的标度时,会导致图像的倾角也不同,所以用量角器测基出v-t图线的倾角α,其倾角的正切值tanα的数值不能够表示为小车的加速度大小,故D错误;
故选AB。
(2)中间时刻瞬时速度等于全程平均速度
(3)根据逐差法求解加速度大小
【分析】(1)探究速度随时间的变化规律不需要平衡摩擦力;
(2)相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s,中间时刻瞬时速度等于全程平均速度;
(3)根据逐差法求解加速度大小。
(1)A. 本实验是探究速度随时间的变化规律,因此不需要平衡摩擦力,故A正确;
B.为了避免纸带上出现大量空白段落,实验时应先接通电源,待打点计时器稳定打点后再释放小车,故B正确;
C.处理纸带数据时,必须应选择点迹较为清晰的纸带,但不一定以打点计时器打的第一个点作为第1个计数点,故C错误;
D.根据实验数据画出v-t图像,当横、纵坐标取不同的标度时,会导致图像的倾角也不同,所以用量角器测基出v-t图线的倾角α,其倾角的正切值tanα的数值不能够表示为小车的加速度大小,故D错误;
故选AB。
(2)相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s,打计数点2时的小车速度大小
=0.504m/s
(3)加速度大小
=1.50m/s2
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