【精品解析】广东省佛山市S6高质量发展联盟2024-2025学年高一上学期期中联考物理试卷

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名称 【精品解析】广东省佛山市S6高质量发展联盟2024-2025学年高一上学期期中联考物理试卷
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2024-11-27 09:05:35

文档简介

广东省佛山市S6高质量发展联盟2024-2025学年高一上学期期中联考物理试卷
1.(2024高一上·禅城期中)清晨,当第一缕阳光尚未揭开夜色的面纱,一阵低沉而有力的轰鸣声划破了黎明的宁静。 小天同学从梦中惊醒,那熟悉又略带震撼的声音,让他的思绪瞬间飘回了两周前那场震撼人心的珠海航展。 运油-20空中加油机与歼-20战斗机精准对接的那一刻,小天同学仿佛看到了中国航空事业的辉煌与未来,下列说法正确的是(  )
A.以地面为参考系,运油-20是静止的
B.加油时以歼-20为参考系,一旁的白云是静止的
C.加油时以歼-20为参考系,运油-20是静止的
D.加油前歼-20在尝试对接时可把运油-20看作质点
2.(2024高一上·禅城期中)小天同学揉了揉惺忪的睡眼,习惯性地走进厨房,为自己热了一杯香浓的牛奶,香气在空气中弥漫,为新的一天注入了满满的能量。如图,杯子静止放在桌面上,下列关于杯子和桌面受力的描述,正确的是(  )
A.杯子和桌面之间有弹力作用,但桌面并未发生形变
B.桌面受到向下的弹力,是由于杯子发生了形变
C.桌面受到向下的弹力,是由于桌面发生了形变
D.杯子静止放在桌面上,杯子中的牛奶越多,杯子和桌面之间的摩擦力越大
3.(2024高一上·禅城期中)喝完牛奶后,小天同学换上运动装备决定出门晨跑。 推开门,细心的他发现,设计巧妙的弹簧锁免去了关门时使用钥匙的繁琐。如图所示为缓慢关门时(关门方向为图中箭头方向)门锁的示意图,若弹簧始终处于压缩状态,则下列说法正确的是(  )
A.关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面
B.关门时锁舌对锁壳的弹力方向向左
C.关门时弹簧弹力变小
D.关门时锁舌对锁壳的弹力就是弹簧的弹力
4.(2024高一上·禅城期中)跑步过程中,小天同学打开了某款可以记录配速、心率、消耗能量等数据的运动APP,这能让他对自己的身体情况有更清晰的认识。 某时刻,运动APP的语音提示:“你跑最近一公里用时5分钟20秒,你已经跑了四公里,用时22分钟”。 下列说法正确的是(  )
A.根据播报内容可以得到小天同学的位移大小
B.根据播报内容可推算出小天同学跑最近一公里的平均速度
C.根据播报内容可推算出小天同学跑步的加速度
D.根据播报内容可推算出小天同学跑最近一公里的平均速率
5.(2024高一上·禅城期中)路过公园时,小天同学被一阵热闹的掌声吸引。 原来是一位杂技演员在表演杂技绝活——顶灯。只见杂技演员头顶着陶瓷碗,碗中盛放着油,单脚站立,纹丝不动。那精湛的技艺和稳健的身姿,让小天同学不禁驻足观赏,为杂技演员喝彩。下列说法正确的是(  )
A.油灯和杂技演员整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚
B.盛放油的碗及碗中油所组成的整体的重心与油的多少无关
C.盛放油的碗所受重力一定指向地心
D.杂技演员伸出手臂和腿只是单纯为了姿势好看,不会影响他的重心位置
6.(2024高一上·禅城期中)晨跑结束后,小天同学回家换了一身干净衣服。 这时,手机响了,是基米同学打来电话约小天同学到他家一起学习,小天同学欣然答应。 小天同学乘坐地铁前往基米家时,他注意到地铁门的开合情况,两扇门从静止开始同时向左右平移,经2s恰好完全打开,两扇门移动距离均为1m,若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动,完全打开时速度恰好为0,则加速度的大小为(  )
A.2m/s2 B.1m/s2 C.0.5m/s2 D.0.25m/s2
7.(2024高一上·禅城期中)走出地铁站,小天同学路过广场,大屏幕上正在播放巴黎奥运会男子双人跳板决赛的录像,中国“龙王组合”配合默契,动作优美,最终夺得冠军。从离开跳板开始计时,跳水过程中龙道一重心的图像如图所示,不计空气阻力,重力加速度大小取,则(  )
A.入水前一直做自由落体运动
B.时已浮出水面
C.入水时速度大小为7.5m/s
D.运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为0.2m
8.(2024高一上·禅城期中)这时,两个小朋友开着碰碰车在广场上嬉戏打闹。 他们从同一位置出发沿同一直线比赛,两车运动的图像如图所示,下列判断正确的是(  )
A.前6s,甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动
B.2 s时,乙车的速度方向没有发生改变
C.出发后,甲乙两车相遇了两次
D.两车两次相遇的时刻分别在第1 s末和第4 s末
9.(2024高一上·禅城期中)终于到了基米同学家楼下,小天同学乘坐电梯上楼。 在电梯里,小天同学突然想到,上课时物理老师曾介绍,手机上的软件可以调用手机全部的传感器,轻松记录高度、速度、加速度等参数,是高中阶段性价比很高的精密仪器。 于是,小天同学打开了软件研究电梯运行情况。 实验过程中,手机水平放置,屏幕朝上,以竖直向上为正方向,软件记录下了电梯运行过程中的三组图像,如所图示,其中手机传感器只能测量垂直手机屏幕方向的加速度。 由图像可知下列说法正确的是(  )
A.由图像可知电梯正在下降
B.由图像可估算,20s~40s内电梯的上升高度小于40m
C.由图像可知,电梯加速时是做匀加速直线运动
D.实验时,若将手机屏幕与竖直平面平行放置,则不管加速或减速过程,测出的加速度数值都几乎为零
10.(2024高一上·禅城期中)到了基米同学家,小天发现他家的扫地机器人正在忙碌地工作着,机器人沿铺有相同大瓷砖的地面做匀变速直线运动,连续经过P、Q、R三点。 在段(2块砖)和段(3块砖)的平均速度分别为和,不计相邻瓷砖间的缝隙,则(  )
A.机器人在PQ段与QR段的时间之比为1∶3
B.机器人在PR段的平均速度为v0
C.机器人在PR段的平均速度为v0
D.机器人通过每块砖时的速度变化量相同
11.(2024高一上·禅城期中)基米同学同样热爱学习和运动,家里还备有健身器材——拉力器。 他们决定利用拉力器做实验,一起探究胡克定律。 首先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧的右侧固定一刻度尺,如图甲所示。 然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧弹力F和相关数据。
(1)基米同学根据实验数据,绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示,图中x表示______。
A.弹簧的形变量
B.弹簧形变量的变化量
C.弹簧处于水平状态下的自然长度
D.弹簧处于竖直状态下的自然长度
(2)小天同学使用两条不同的轻质弹簧a和b,根据实验数据绘制F与x图像(如图丙所示),发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,由此可知弹簧a的劲度系数   (填“大于”“等于”或“小于”)弹簧b的劲度系数。 若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧   (选填“a”或“b”)。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,不可视为轻质弹簧,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂时,弹簧呈现的形态如下图中的_______。
A. B. C.
12.(2024高一上·禅城期中)小天同学感到早上跑完步之后的肌肉有些酸痛,基米同学贴心地递给他一把“筋膜枪”。“ 筋膜枪”的周期性振动使小天同学联想到打点计时器振针也有同样的特点,于是他利用“筋膜枪”设计如下实验来测出当地的重力加速度。 如图(a)所示将带限位孔的塑料底板固定在墙面上,“枪头”放在限位孔上方,靠近并正对纸带。 启动筋膜枪,松开纸带,让纸带在重锤带动下穿过限位孔,“枪头”在纸带上打下系列点迹。 更换纸带,重复操作,得到多条纸带,选取点迹清晰的纸带并舍去密集点迹,完成下列实验内容:
(1)纸带的   (选填“左”或“右”)端连接重锤;
(2)操作______
A.先按下筋膜枪电源开关,再释放纸带
B.先释放纸带,再按下筋膜枪电源开关
(3)查看说明书得“枪头”的冲击频率为40Hz,则“枪头”的周期为   s
(4)A点对应的速度为   m/s,当地的重力加速度为   m/s2(计算结果均保留3位有效数字)
(5)该次实验产生误差最主要的原因是“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动。 该原因导致加速度的测量值   真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。 经过几个小时的努力,小天和基米攻克了一个又一个难题。虽然过程中充满了艰辛和挑战,但当他们看到答案相视而笑的那一刻,所有的疲惫都烟消云散了。
13.(2024高一上·禅城期中)实验结束后,小天和基米打开电视机,正好赶上《红色119》的播放。 消防员正在进行高强度的体能训练,先匀速向上攀爬一根柱子,到达顶端后抱住另一根柱子滑下(不考虑变速过程)。 每次攀爬都充满了挑战和艰辛。 消防员为了保障人民的生命财产安全,付出了无数的汗水和努力。 小天和基米暗下决心,他们也要向消防员学习,努力成为对社会有用的人。
(1)若消防员匀速滑下,试分析上爬及下滑全过程中消防员受到的摩擦力的种类以及方向;
(2)若消防员想在下滑过程中受到的摩擦力更小,使得自己下滑时间更短,以便能更快到达救援现场,他应该采取什么样的措施,写出至少两类措施。
14.(2024高一上·禅城期中)萝卜快跑是百度Apollo带来的全新升级的无人驾驶汽车出行服务平台.无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达,可以探测前方的车辆和行人,在距离车辆或行人比较近的时候,可以自发启动制动系统,测有效避免碰撞事故的发生。若无人驾驶汽车在某平直路段匀速行驶时速度大小为20m/s,刹车的最大加速度为,不计激光传播时间。
(1)为确保安全,求该情形下激光雷达的最小探测距离;
(2)若该无人驾驶汽车正前方有另一辆汽车沿同一方向以12m/s的速度匀速行驶,为避免相撞,求无人驾驶汽车至少离前面汽车多远自发启动制动系统。
15.(2024高一上·禅城期中)小天同学回家之后看了一部成龙的经典电影,影片中他从高为H=6.5m阳台从静止掉落到轿车顶上,如图所示,掉落过程可看作自由落体运动(人视为质点)。 现有一辆长、高h=1.5m的轿车,正以的速度驶向阳台正下方的通道。 成龙刚开始自由掉落时,轿车车头距他的水平距离为,由于道路限制,轿车只能直行通过阳台的正下方的通道(g取)。
(1)若轿车保持的速度匀速直行,通过计算说明成龙能否顺利落到车顶?
(2)若司机发现成龙开始掉落立刻开始加速,则司机应以多大的加速度加速才能保证成龙顺利落到车顶?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】质点;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.以地面为参考系,将地面视为静止,那么运油-20相对于地面是运动的,所以A错误;
B.以歼-20为参考系,相对于歼-20,白云是运动的,所以B错误;
C.加油时,歼-20与运油-20运要保持相对静止状态,所以以歼-20为参考系,运油-20是静止的,所以C正确;
D.加油前,歼-20在尝试对接时,要考虑对接的位置是否对准,所以这时候不可以忽略运油-20的大小及形状,故不能将其看成质点,D错误;
故选C。
【分析】该题主要考察参考系和质点两个概念的理解运用;选择哪个物体为参考系,就把它看做静止状态,然后再去判断另外一个物体的运动状态;物体能否看作质点主要看研究问题是否可以忽略物体大小和形状,若可以看做质点,若不行则不能看作质点。
2.【答案】B
【知识点】形变与弹力;静摩擦力
【解析】【解答】A.茶杯和桌面之间有弹力作用,茶杯对桌子有弹力,桌子对茶杯也有弹力,其原因是桌面和茶杯均发生了形变,故A错误;
BC.弹力的方向总是指向使形变物体恢复原状的方向,所以桌面受到向下的弹力是因为杯子发生了形变,故B正确,C错误;
D.杯子静止放在桌面上,对杯子进行受力分析,竖直方向重力与支持力平衡,水平方向不受力,所以杯子中的牛奶越多,但是杯子和桌面没有摩擦力,故D错误;
故选B。
【分析】该题主要考察弹力的产生条件及方向、摩擦力的分析。弹力的产生条件是物体互相接触且发生弹性形变,但很多物体的弹性形变比较小,不容易看见,但要依据假设法或者其他方法进行判断;摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,滑动摩擦力有相对滑动;静摩擦力有相对滑动趋势。
3.【答案】A
【知识点】形变与弹力;胡克定律
【解析】【解答】A.根据弹力方向可知,关门的时候,锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面,故A正确;
B.关门的时候,锁舌对锁壳的弹力方向不是向左,应该是垂直于接触面向左,故B错误;
C.由题意可知,弹簧一直处于压缩状态,所以弹簧一直发生形变,当关门的时候,弹簧的形变量增大,导致弹力增大,故C错误;
D.关门时锁舌对锁壳的弹力是锁舌对锁壳的,但这并不是弹簧的弹力,故D错误;
故选A。
【分析】该题主要通过创设情境,考查弹力的方向和大小判断,弹力的方向判断需要看接触面的形状,当接触面是斜面时,弹力的方向是垂直于接触面的;弹簧的弹力大小与形变量有关,形变量越大,弹力越大。
4.【答案】D
【知识点】位移与路程;加速度;速度与速率;平均速度
【解析】【解答】A.“最近一公里”指的小天同学的运动轨迹的长度,所以是路程,无法知道小天同学的位移大小,故A错误;
B D.平均速度等于位移比时间,平均速率等于路程比时间,根据小天同学跑最近一公里用时5分钟20秒可以知道路程和时间,所以可以求出跑最近一公里的平均速率,但是没有位移是无法无法求出平均速度,故B错误,D正确;
C.加速度等于速度的变化量比时间,但是根据播报内容并不知道速度变化量为多少,所以是不能算出加速度,故C错误。
故选D。
【解析】该题主要是考察位移与路程、平均速度与平均速率、加速度;位移指起点到终点的直线距离;路程是轨迹长度;平均速度等于位移与时间的比值,平均速率等于路程与时间的比值;加速度等于速度变化量与时间的比值。
5.【答案】A
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】A.油灯和杂技演员作为一个整体,整体所受的重力与地面对其的支持力二力平衡,在同一直线上,所以重心在的竖直线过演员的支撑脚,A正确;
B.物体的重心跟物体的质量分布情况是有关的,B错误;
C.物体受到的重力是万有引力的一个分力,重力不都等于万有引力,只有在赤道平面内,重力才等于万有引力,才会指向地心,C错误;
D.杂技演员伸出手臂和腿可以使整体重心在支撑面内,保持身体的平衡,D错误;
故选A。
【分析】该题主要考查重心的位置、重力的方向,重心的确定跟物体的形状、质量分布有关,形状规则的均匀物体的重心在其几何中心;重力是万有引力的一个分力,所以重力不总是指向地心,但重力的方向竖直向下。
6.【答案】B
【知识点】加速度;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】设门的最大速度为vmax,根据题意可知门从速度为0匀加速到vmax后再匀减速到0,则在加速过程和减速过程的平均速度都是,加速时间和减速时间都是1s,则有
代入数据得
则加速度
故选B。
【分析】该题主要考查匀变速直线运动的平均速度推论的运用,此题也可以根据题意画出物体在加速和减速过程中的V-t图像,就可以更加清晰明了解答出来。
7.【答案】D
【知识点】自由落体运动;竖直上抛运动
【解析】【解答】A.向下为正方向,由图像可知,0时刻即运动员离开跳板时,速度为负方向,所以运动员初速度方向向上减小,则运动员在入水前先做竖直上抛运动,故A错误;
B.运动员在时速度为0,代表运动员运动到水最深处,故B错误;
C.由图像可知,运动员在内做自由落体运动,根据
得到时运动员的速度为
所以运动员入水时速度大小为8m/s,故C错误;
D.由图可知,运动员在时速度减为0,代表运动员运动到最高点,则根据
可知,双脚离开跳板后,运动员重心上升了
故D正确;
故选D。
【分析】该题结合图像考查学生对自由落体运动与竖直上抛运动理解,竖直上抛运动的上升阶段可以看作自由落体运动的逆运动去处理,将图像转化为画出物体的运动过程,根据图像将运动过程一一对应,辅助解题,这样才能够清晰明确。
8.【答案】B,C
【知识点】追及相遇问题;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.图像的斜率表示加速度,所以由图像可知:在前6s,甲做匀速直线运动;乙在前2s做匀加速直线运动,2-6s做匀减速直线运动,两段斜率不相等,所以加速度不同,所以在前6s,乙不是匀变速直线运动,故A错误;
B.在整个过程中,乙的速度都是正的,所以2 s时,乙车的速度方向没有发生改变,故B正确;
C D.图像与坐标轴围成的面积表示位移,所以2 s时,甲车位移
乙车位移
发现
所以两车在2s时相遇;6 s时,甲车位移
乙车位移:
所以
发现两车在6s时再次相遇。所以前6s两车相遇两次,两车两次相遇的时刻分别在第2s末和第6s末,故C正确,故D错误。
故选BC。
【分析】该题主要是v-t图像与相遇问题结合考查,v-t图像主要看斜率代表加速度,面积代表位移,图线在t轴上面即为正,在t轴下面即为负。相遇问题主要计算出两个车的位移,同位置出发,位移相等即为相遇。
9.【答案】B,D
【知识点】加速度;图象法;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图像可知,h在增大,所以电梯在上升,A错误;
B.图线与横轴围成的面积代表位移,所以20s~40s内电梯的上升高度
所以B正确;
C.由图像可知,电梯减速的时候,加速度的大小在变,所以电梯加速时并不是不是做匀加速直线运动,所以C错误;
D.在实验过程中,若将手机屏幕与竖直平面平行放置,但因为垂直手机屏幕方向的a均为0,所以不管是加速过程还是减速过程,加速度都几乎为零,D正确。
故选BD。
【分析】此题主要将v-t图像、x-t图像、a-t图像结合在一起考查,对于这种类型的题目需要对每一段进行细致分析,根据x-t来判断位移方向,根据v-t 判断出加速阶段和减速阶段,再去看加速度的变化,这样会比较清晰.
10.【答案】A,B
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【解答】A.设每块瓷砖的长度为x,则根据平均速度来看,在段和所用时间之比为
A正确;
BC.同理,则机器人在PR段的平均速度为
可知B正确,C错误;
D.由
可知
所以尽管机器人的加速度不变,但因为机器人通过每块瓷砖的时间并相等,所以速度的变化量是不同的,所以D错误。
故选AB。
【分析】此题主要考查匀变速直线运动中平均速度的计算,当位移相等的时候或者位移成比例时,可大胆设出每段位移,再利用已知条件来套相关的公式进行计算可以消掉设的未知数。这是物理学习中很重要的做题方法,没有条件时要大胆假设。
11.【答案】(1)A
(2)小于;a
(3)B
【知识点】胡克定律;探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】(1)根据胡克定律
所以由图像可知,图中x代表弹簧的形变量。
故选A;
(2)由胡克定律
可知,图像中的斜率代表弹簧的劲度系数k,图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,所以代表弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数小。要制作一个精确度较高的弹簧测力计,精确度高代表当同样一个力,弹簧更灵敏,代表弹簧的伸长量大,所以应选择劲度系数小的弹簧,故选弹簧a。
(3)当弹簧自身受到的重力相对其弹力较大时,将弹簧竖直悬挂,则越靠近悬挂点处的弹簧部位由于受到它下面部分弹簧的拉力比较大,所以形变量大;越远离悬挂点,下面的弹簧质量小些,所以弹簧受到下面部分的拉力小,所以形变量也就小。故选B。
【答】(1)A; (2)小于 ; a (3)B
【分析】(1)问,根据胡克定律的表达式结合图像,物理量一一对应,很容易得出答案;
(2)问,结合胡克定律的物理量一一对应很容易得出斜率代表弹簧的弹性系数,所以得出两个弹簧的劲度系数的大小,要制作一个灵敏度高的弹簧测力计,代表当拉力较小的时候形变量大,所以劲度系数选小的;
(3)问,从源头上思考,弹簧的形变是由于下面弹簧的重力提供了弹簧的拉力,所以上面受到的拉力大,形变量更大。
(1)由胡克定律
结合图像可知图中x表示弹簧的形变量。
故选A。
(2)[1]由(1)中分析可知,图像中的斜率表示弹簧的劲度系数,由于图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,由此可知弹簧a的劲度系数小于弹簧b的劲度系数。
[2]要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选用在一定的外力作用时,弹簧的伸长量大的弹簧,则应选择劲度系数小的弹簧,故选弹簧a。
(3)当弹簧自身受到的重力相对其弹力较大时,如果把弹簧竖直悬挂,则越靠近悬挂点处的弹簧部位受到下面部分的拉力越大,拉伸越明显;越靠近下端的弹簧部位受到下面部分的拉力越小,拉伸也就越小。
故选B。
12.【答案】(1)左
(2)A
(3)0.025
(4)1.47;9.80
(5)小于
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律
【解析】(1)由纸带上的点迹可知,从左到右来看,在相同的时间里,间距越来越大,代表物体的速度也越来越大,由此可见,与重物相连的是纸带的左端;
(2)由题意可知,筋膜枪在这里的作用跟打点计时器一样,所以应该像打点计时器一样,先接通电源,在打点稳定后,拉动纸带。故选A。
(3)根据
得到周期
(4)根据中间时刻的瞬时速度等于此段时间内的平均速度,所以A点的瞬时速度为
由纸带可知,有四段位移,分为两组,所以根据逐差法,可以求得当地的重力加速度为
(5)“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动,所以纸带在运动过程中受到了阻力,所以测得的加速度比实际的自由落体加速度偏小,所以是小于;
【答】(1)左;(2)A;(3)0.025;(4)1.47;(5)9.80
【分析】该题主要是测量匀变速直线运动的加速度,结合自由落体运动的特点去考查,将打点计时器换成筋膜枪,但内核没有变。
第(1)题根据纸带点迹的特点判断出重锤从哪一端开始运动;
第(2)问结合打点计时器在使用的时候的注意事项很容易选出答案;
第(3)问结合周期和频率的关系,得到周期的计算;
第(4)问求瞬时速度和,回归到我们的纸带数据处理的方法,瞬时速度的计算利用中间时刻的瞬时速度等于该段位移与时间的比值,加速度使用逐差法计算即可,注意括号里的数据要求。
第(5)问“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动,所以纸带在运动过程中受到了阻力,所以测得的加速度比实际的自由落体加速度偏小。
(1)由纸带上的点迹可知,从左到右,相同时间内,点迹间的距离越来越大,说明物体的速度越来越大,故纸带的左端与重物相连;
(2)筋膜枪类似于打点计时器,故应先接通筋膜枪的电源,打点稳定后再拉动纸带。
故选A。
(3)周期与频率互为倒数,故“枪头”的周期为
(4)[1]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得A点的瞬时速度为
[2]由逐差法求得当地的重力加速度为
(5)“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动,使得重锤下落的加速度小于自由落体加速度。
13.【答案】(1)解:上滑过程受到的是静摩擦力,方向竖直向上;下滑过程中受到的是滑动摩擦力,方向竖直向上。
(2)解:根据滑动摩擦力公式
从改变动摩擦因数和改变正压力两个角度去解决。则措施①减少手与柱子接触面的粗糙程度。例如,消防员可以在手上涂抹凡士林或其他润滑剂,以降低动摩擦因数。措施②消防员可以通过调整抓握方式与力度,使得手与柱子的接触压力减小,从而减少摩擦力。
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【分析】第(1)问,先判断摩擦力的种类,然后根据匀速条件,重力与摩擦力平衡,所以上滑过程摩擦力方向竖直向上;下滑阶段一样,先判断种类,再判断方向;
第(2)问考查减小摩擦力的方法,减小摩擦要么减小正压力,要么减少粗糙程度。
(1)上滑过程受到的是静摩擦力,方向竖直向上;下滑过程中受到的是滑动摩擦力,方向竖直向上。
(2)根据滑动摩擦力公式,从改变动摩擦因数和改变正压力两个角度去解决。则措施①减少手与柱子接触面的粗糙程度。例如,消防员可以在手上涂抹凡士林或其他润滑剂,以降低动摩擦因数。措施②消防员可以通过调整抓握方式与力度,使得手与柱子的接触压力减小,从而减少摩擦力。
14.【答案】(1)解:无人驾驶汽车的刹车距离为
(2)解:设两车共速所用时间为,则
代入数据解得
此过程中,无人驾驶汽车运动的距离为
汽车运动的距离为
所以,无人驾驶汽车自发启动制动系统至少到前面汽车的距离为
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用;追及相遇问题
【解析】【分析】(1)刹车问题,末速度为0 ,有初速度和加速度,利用匀变速直线运动的速度位移关系式代入数据求解即可;
第(2)考查追及相遇问题,有“至少”字眼,所以是临界问题,追及相遇的问题里临界就是速度相等的时刻,速度相等时相距最近,所以先求出共速时间,再利用时间求各自的位移,位移差即为最小距离。
(1)无人驾驶汽车的刹车距离为
(2)设两车共速所用时间为,则
代入数据解得
此过程中,无人驾驶汽车运动的距离为
汽车运动的距离为
所以,无人驾驶汽车自发启动制动系统至少到前面汽车的距离为
15.【答案】(1)解:成龙从高处落下,到达离地高h的车顶过程中,根据自由落体公式有
解得
1s内轿车位移为
因为,故成龙不会落到车上。
(2)解:若司机加速使成龙恰好落到车头,则有
解得
若司机加速使成龙恰好落到车尾,则有
解得
所以保证成龙顺利落到车顶的加速度范围为

【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用;自由落体运动
【解析】【分析】第(1)问,成龙做自由落体运动,根据自由落体运动的位移时间关系算出成龙要是能够落到车顶所花时间,再看在这段时间里车能不能运动到阳台正下方,从而得出答案;
第(2)问有两个临界点,一个是成龙恰好落到车尾,这时车的加速度最小,一个是成龙恰好落到车头,此时车的加速度最大,车的加速度在这个区间内,成龙都可以顺利落到车顶,所以把两个临界状态下的加速度算出来即可。
(1)成龙从高处落下,到达离地高h的车顶过程中,根据自由落体公式有
解得
1s内轿车位移为
因为
x<
故成龙不会落到车上。
(2)若司机加速使成龙恰好落到车头,则有
解得
若司机加速使成龙恰好落到车尾,则有
解得
所以保证成龙顺利落到车顶的加速度范围为
1 / 1广东省佛山市S6高质量发展联盟2024-2025学年高一上学期期中联考物理试卷
1.(2024高一上·禅城期中)清晨,当第一缕阳光尚未揭开夜色的面纱,一阵低沉而有力的轰鸣声划破了黎明的宁静。 小天同学从梦中惊醒,那熟悉又略带震撼的声音,让他的思绪瞬间飘回了两周前那场震撼人心的珠海航展。 运油-20空中加油机与歼-20战斗机精准对接的那一刻,小天同学仿佛看到了中国航空事业的辉煌与未来,下列说法正确的是(  )
A.以地面为参考系,运油-20是静止的
B.加油时以歼-20为参考系,一旁的白云是静止的
C.加油时以歼-20为参考系,运油-20是静止的
D.加油前歼-20在尝试对接时可把运油-20看作质点
【答案】C
【知识点】质点;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.以地面为参考系,将地面视为静止,那么运油-20相对于地面是运动的,所以A错误;
B.以歼-20为参考系,相对于歼-20,白云是运动的,所以B错误;
C.加油时,歼-20与运油-20运要保持相对静止状态,所以以歼-20为参考系,运油-20是静止的,所以C正确;
D.加油前,歼-20在尝试对接时,要考虑对接的位置是否对准,所以这时候不可以忽略运油-20的大小及形状,故不能将其看成质点,D错误;
故选C。
【分析】该题主要考察参考系和质点两个概念的理解运用;选择哪个物体为参考系,就把它看做静止状态,然后再去判断另外一个物体的运动状态;物体能否看作质点主要看研究问题是否可以忽略物体大小和形状,若可以看做质点,若不行则不能看作质点。
2.(2024高一上·禅城期中)小天同学揉了揉惺忪的睡眼,习惯性地走进厨房,为自己热了一杯香浓的牛奶,香气在空气中弥漫,为新的一天注入了满满的能量。如图,杯子静止放在桌面上,下列关于杯子和桌面受力的描述,正确的是(  )
A.杯子和桌面之间有弹力作用,但桌面并未发生形变
B.桌面受到向下的弹力,是由于杯子发生了形变
C.桌面受到向下的弹力,是由于桌面发生了形变
D.杯子静止放在桌面上,杯子中的牛奶越多,杯子和桌面之间的摩擦力越大
【答案】B
【知识点】形变与弹力;静摩擦力
【解析】【解答】A.茶杯和桌面之间有弹力作用,茶杯对桌子有弹力,桌子对茶杯也有弹力,其原因是桌面和茶杯均发生了形变,故A错误;
BC.弹力的方向总是指向使形变物体恢复原状的方向,所以桌面受到向下的弹力是因为杯子发生了形变,故B正确,C错误;
D.杯子静止放在桌面上,对杯子进行受力分析,竖直方向重力与支持力平衡,水平方向不受力,所以杯子中的牛奶越多,但是杯子和桌面没有摩擦力,故D错误;
故选B。
【分析】该题主要考察弹力的产生条件及方向、摩擦力的分析。弹力的产生条件是物体互相接触且发生弹性形变,但很多物体的弹性形变比较小,不容易看见,但要依据假设法或者其他方法进行判断;摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,滑动摩擦力有相对滑动;静摩擦力有相对滑动趋势。
3.(2024高一上·禅城期中)喝完牛奶后,小天同学换上运动装备决定出门晨跑。 推开门,细心的他发现,设计巧妙的弹簧锁免去了关门时使用钥匙的繁琐。如图所示为缓慢关门时(关门方向为图中箭头方向)门锁的示意图,若弹簧始终处于压缩状态,则下列说法正确的是(  )
A.关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面
B.关门时锁舌对锁壳的弹力方向向左
C.关门时弹簧弹力变小
D.关门时锁舌对锁壳的弹力就是弹簧的弹力
【答案】A
【知识点】形变与弹力;胡克定律
【解析】【解答】A.根据弹力方向可知,关门的时候,锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面,故A正确;
B.关门的时候,锁舌对锁壳的弹力方向不是向左,应该是垂直于接触面向左,故B错误;
C.由题意可知,弹簧一直处于压缩状态,所以弹簧一直发生形变,当关门的时候,弹簧的形变量增大,导致弹力增大,故C错误;
D.关门时锁舌对锁壳的弹力是锁舌对锁壳的,但这并不是弹簧的弹力,故D错误;
故选A。
【分析】该题主要通过创设情境,考查弹力的方向和大小判断,弹力的方向判断需要看接触面的形状,当接触面是斜面时,弹力的方向是垂直于接触面的;弹簧的弹力大小与形变量有关,形变量越大,弹力越大。
4.(2024高一上·禅城期中)跑步过程中,小天同学打开了某款可以记录配速、心率、消耗能量等数据的运动APP,这能让他对自己的身体情况有更清晰的认识。 某时刻,运动APP的语音提示:“你跑最近一公里用时5分钟20秒,你已经跑了四公里,用时22分钟”。 下列说法正确的是(  )
A.根据播报内容可以得到小天同学的位移大小
B.根据播报内容可推算出小天同学跑最近一公里的平均速度
C.根据播报内容可推算出小天同学跑步的加速度
D.根据播报内容可推算出小天同学跑最近一公里的平均速率
【答案】D
【知识点】位移与路程;加速度;速度与速率;平均速度
【解析】【解答】A.“最近一公里”指的小天同学的运动轨迹的长度,所以是路程,无法知道小天同学的位移大小,故A错误;
B D.平均速度等于位移比时间,平均速率等于路程比时间,根据小天同学跑最近一公里用时5分钟20秒可以知道路程和时间,所以可以求出跑最近一公里的平均速率,但是没有位移是无法无法求出平均速度,故B错误,D正确;
C.加速度等于速度的变化量比时间,但是根据播报内容并不知道速度变化量为多少,所以是不能算出加速度,故C错误。
故选D。
【解析】该题主要是考察位移与路程、平均速度与平均速率、加速度;位移指起点到终点的直线距离;路程是轨迹长度;平均速度等于位移与时间的比值,平均速率等于路程与时间的比值;加速度等于速度变化量与时间的比值。
5.(2024高一上·禅城期中)路过公园时,小天同学被一阵热闹的掌声吸引。 原来是一位杂技演员在表演杂技绝活——顶灯。只见杂技演员头顶着陶瓷碗,碗中盛放着油,单脚站立,纹丝不动。那精湛的技艺和稳健的身姿,让小天同学不禁驻足观赏,为杂技演员喝彩。下列说法正确的是(  )
A.油灯和杂技演员整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚
B.盛放油的碗及碗中油所组成的整体的重心与油的多少无关
C.盛放油的碗所受重力一定指向地心
D.杂技演员伸出手臂和腿只是单纯为了姿势好看,不会影响他的重心位置
【答案】A
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】A.油灯和杂技演员作为一个整体,整体所受的重力与地面对其的支持力二力平衡,在同一直线上,所以重心在的竖直线过演员的支撑脚,A正确;
B.物体的重心跟物体的质量分布情况是有关的,B错误;
C.物体受到的重力是万有引力的一个分力,重力不都等于万有引力,只有在赤道平面内,重力才等于万有引力,才会指向地心,C错误;
D.杂技演员伸出手臂和腿可以使整体重心在支撑面内,保持身体的平衡,D错误;
故选A。
【分析】该题主要考查重心的位置、重力的方向,重心的确定跟物体的形状、质量分布有关,形状规则的均匀物体的重心在其几何中心;重力是万有引力的一个分力,所以重力不总是指向地心,但重力的方向竖直向下。
6.(2024高一上·禅城期中)晨跑结束后,小天同学回家换了一身干净衣服。 这时,手机响了,是基米同学打来电话约小天同学到他家一起学习,小天同学欣然答应。 小天同学乘坐地铁前往基米家时,他注意到地铁门的开合情况,两扇门从静止开始同时向左右平移,经2s恰好完全打开,两扇门移动距离均为1m,若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动,完全打开时速度恰好为0,则加速度的大小为(  )
A.2m/s2 B.1m/s2 C.0.5m/s2 D.0.25m/s2
【答案】B
【知识点】加速度;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】设门的最大速度为vmax,根据题意可知门从速度为0匀加速到vmax后再匀减速到0,则在加速过程和减速过程的平均速度都是,加速时间和减速时间都是1s,则有
代入数据得
则加速度
故选B。
【分析】该题主要考查匀变速直线运动的平均速度推论的运用,此题也可以根据题意画出物体在加速和减速过程中的V-t图像,就可以更加清晰明了解答出来。
7.(2024高一上·禅城期中)走出地铁站,小天同学路过广场,大屏幕上正在播放巴黎奥运会男子双人跳板决赛的录像,中国“龙王组合”配合默契,动作优美,最终夺得冠军。从离开跳板开始计时,跳水过程中龙道一重心的图像如图所示,不计空气阻力,重力加速度大小取,则(  )
A.入水前一直做自由落体运动
B.时已浮出水面
C.入水时速度大小为7.5m/s
D.运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为0.2m
【答案】D
【知识点】自由落体运动;竖直上抛运动
【解析】【解答】A.向下为正方向,由图像可知,0时刻即运动员离开跳板时,速度为负方向,所以运动员初速度方向向上减小,则运动员在入水前先做竖直上抛运动,故A错误;
B.运动员在时速度为0,代表运动员运动到水最深处,故B错误;
C.由图像可知,运动员在内做自由落体运动,根据
得到时运动员的速度为
所以运动员入水时速度大小为8m/s,故C错误;
D.由图可知,运动员在时速度减为0,代表运动员运动到最高点,则根据
可知,双脚离开跳板后,运动员重心上升了
故D正确;
故选D。
【分析】该题结合图像考查学生对自由落体运动与竖直上抛运动理解,竖直上抛运动的上升阶段可以看作自由落体运动的逆运动去处理,将图像转化为画出物体的运动过程,根据图像将运动过程一一对应,辅助解题,这样才能够清晰明确。
8.(2024高一上·禅城期中)这时,两个小朋友开着碰碰车在广场上嬉戏打闹。 他们从同一位置出发沿同一直线比赛,两车运动的图像如图所示,下列判断正确的是(  )
A.前6s,甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动
B.2 s时,乙车的速度方向没有发生改变
C.出发后,甲乙两车相遇了两次
D.两车两次相遇的时刻分别在第1 s末和第4 s末
【答案】B,C
【知识点】追及相遇问题;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.图像的斜率表示加速度,所以由图像可知:在前6s,甲做匀速直线运动;乙在前2s做匀加速直线运动,2-6s做匀减速直线运动,两段斜率不相等,所以加速度不同,所以在前6s,乙不是匀变速直线运动,故A错误;
B.在整个过程中,乙的速度都是正的,所以2 s时,乙车的速度方向没有发生改变,故B正确;
C D.图像与坐标轴围成的面积表示位移,所以2 s时,甲车位移
乙车位移
发现
所以两车在2s时相遇;6 s时,甲车位移
乙车位移:
所以
发现两车在6s时再次相遇。所以前6s两车相遇两次,两车两次相遇的时刻分别在第2s末和第6s末,故C正确,故D错误。
故选BC。
【分析】该题主要是v-t图像与相遇问题结合考查,v-t图像主要看斜率代表加速度,面积代表位移,图线在t轴上面即为正,在t轴下面即为负。相遇问题主要计算出两个车的位移,同位置出发,位移相等即为相遇。
9.(2024高一上·禅城期中)终于到了基米同学家楼下,小天同学乘坐电梯上楼。 在电梯里,小天同学突然想到,上课时物理老师曾介绍,手机上的软件可以调用手机全部的传感器,轻松记录高度、速度、加速度等参数,是高中阶段性价比很高的精密仪器。 于是,小天同学打开了软件研究电梯运行情况。 实验过程中,手机水平放置,屏幕朝上,以竖直向上为正方向,软件记录下了电梯运行过程中的三组图像,如所图示,其中手机传感器只能测量垂直手机屏幕方向的加速度。 由图像可知下列说法正确的是(  )
A.由图像可知电梯正在下降
B.由图像可估算,20s~40s内电梯的上升高度小于40m
C.由图像可知,电梯加速时是做匀加速直线运动
D.实验时,若将手机屏幕与竖直平面平行放置,则不管加速或减速过程,测出的加速度数值都几乎为零
【答案】B,D
【知识点】加速度;图象法;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图像可知,h在增大,所以电梯在上升,A错误;
B.图线与横轴围成的面积代表位移,所以20s~40s内电梯的上升高度
所以B正确;
C.由图像可知,电梯减速的时候,加速度的大小在变,所以电梯加速时并不是不是做匀加速直线运动,所以C错误;
D.在实验过程中,若将手机屏幕与竖直平面平行放置,但因为垂直手机屏幕方向的a均为0,所以不管是加速过程还是减速过程,加速度都几乎为零,D正确。
故选BD。
【分析】此题主要将v-t图像、x-t图像、a-t图像结合在一起考查,对于这种类型的题目需要对每一段进行细致分析,根据x-t来判断位移方向,根据v-t 判断出加速阶段和减速阶段,再去看加速度的变化,这样会比较清晰.
10.(2024高一上·禅城期中)到了基米同学家,小天发现他家的扫地机器人正在忙碌地工作着,机器人沿铺有相同大瓷砖的地面做匀变速直线运动,连续经过P、Q、R三点。 在段(2块砖)和段(3块砖)的平均速度分别为和,不计相邻瓷砖间的缝隙,则(  )
A.机器人在PQ段与QR段的时间之比为1∶3
B.机器人在PR段的平均速度为v0
C.机器人在PR段的平均速度为v0
D.机器人通过每块砖时的速度变化量相同
【答案】A,B
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【解答】A.设每块瓷砖的长度为x,则根据平均速度来看,在段和所用时间之比为
A正确;
BC.同理,则机器人在PR段的平均速度为
可知B正确,C错误;
D.由
可知
所以尽管机器人的加速度不变,但因为机器人通过每块瓷砖的时间并相等,所以速度的变化量是不同的,所以D错误。
故选AB。
【分析】此题主要考查匀变速直线运动中平均速度的计算,当位移相等的时候或者位移成比例时,可大胆设出每段位移,再利用已知条件来套相关的公式进行计算可以消掉设的未知数。这是物理学习中很重要的做题方法,没有条件时要大胆假设。
11.(2024高一上·禅城期中)基米同学同样热爱学习和运动,家里还备有健身器材——拉力器。 他们决定利用拉力器做实验,一起探究胡克定律。 首先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧的右侧固定一刻度尺,如图甲所示。 然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧弹力F和相关数据。
(1)基米同学根据实验数据,绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示,图中x表示______。
A.弹簧的形变量
B.弹簧形变量的变化量
C.弹簧处于水平状态下的自然长度
D.弹簧处于竖直状态下的自然长度
(2)小天同学使用两条不同的轻质弹簧a和b,根据实验数据绘制F与x图像(如图丙所示),发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,由此可知弹簧a的劲度系数   (填“大于”“等于”或“小于”)弹簧b的劲度系数。 若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧   (选填“a”或“b”)。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,不可视为轻质弹簧,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂时,弹簧呈现的形态如下图中的_______。
A. B. C.
【答案】(1)A
(2)小于;a
(3)B
【知识点】胡克定律;探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】(1)根据胡克定律
所以由图像可知,图中x代表弹簧的形变量。
故选A;
(2)由胡克定律
可知,图像中的斜率代表弹簧的劲度系数k,图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,所以代表弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数小。要制作一个精确度较高的弹簧测力计,精确度高代表当同样一个力,弹簧更灵敏,代表弹簧的伸长量大,所以应选择劲度系数小的弹簧,故选弹簧a。
(3)当弹簧自身受到的重力相对其弹力较大时,将弹簧竖直悬挂,则越靠近悬挂点处的弹簧部位由于受到它下面部分弹簧的拉力比较大,所以形变量大;越远离悬挂点,下面的弹簧质量小些,所以弹簧受到下面部分的拉力小,所以形变量也就小。故选B。
【答】(1)A; (2)小于 ; a (3)B
【分析】(1)问,根据胡克定律的表达式结合图像,物理量一一对应,很容易得出答案;
(2)问,结合胡克定律的物理量一一对应很容易得出斜率代表弹簧的弹性系数,所以得出两个弹簧的劲度系数的大小,要制作一个灵敏度高的弹簧测力计,代表当拉力较小的时候形变量大,所以劲度系数选小的;
(3)问,从源头上思考,弹簧的形变是由于下面弹簧的重力提供了弹簧的拉力,所以上面受到的拉力大,形变量更大。
(1)由胡克定律
结合图像可知图中x表示弹簧的形变量。
故选A。
(2)[1]由(1)中分析可知,图像中的斜率表示弹簧的劲度系数,由于图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,由此可知弹簧a的劲度系数小于弹簧b的劲度系数。
[2]要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选用在一定的外力作用时,弹簧的伸长量大的弹簧,则应选择劲度系数小的弹簧,故选弹簧a。
(3)当弹簧自身受到的重力相对其弹力较大时,如果把弹簧竖直悬挂,则越靠近悬挂点处的弹簧部位受到下面部分的拉力越大,拉伸越明显;越靠近下端的弹簧部位受到下面部分的拉力越小,拉伸也就越小。
故选B。
12.(2024高一上·禅城期中)小天同学感到早上跑完步之后的肌肉有些酸痛,基米同学贴心地递给他一把“筋膜枪”。“ 筋膜枪”的周期性振动使小天同学联想到打点计时器振针也有同样的特点,于是他利用“筋膜枪”设计如下实验来测出当地的重力加速度。 如图(a)所示将带限位孔的塑料底板固定在墙面上,“枪头”放在限位孔上方,靠近并正对纸带。 启动筋膜枪,松开纸带,让纸带在重锤带动下穿过限位孔,“枪头”在纸带上打下系列点迹。 更换纸带,重复操作,得到多条纸带,选取点迹清晰的纸带并舍去密集点迹,完成下列实验内容:
(1)纸带的   (选填“左”或“右”)端连接重锤;
(2)操作______
A.先按下筋膜枪电源开关,再释放纸带
B.先释放纸带,再按下筋膜枪电源开关
(3)查看说明书得“枪头”的冲击频率为40Hz,则“枪头”的周期为   s
(4)A点对应的速度为   m/s,当地的重力加速度为   m/s2(计算结果均保留3位有效数字)
(5)该次实验产生误差最主要的原因是“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动。 该原因导致加速度的测量值   真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。 经过几个小时的努力,小天和基米攻克了一个又一个难题。虽然过程中充满了艰辛和挑战,但当他们看到答案相视而笑的那一刻,所有的疲惫都烟消云散了。
【答案】(1)左
(2)A
(3)0.025
(4)1.47;9.80
(5)小于
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律
【解析】(1)由纸带上的点迹可知,从左到右来看,在相同的时间里,间距越来越大,代表物体的速度也越来越大,由此可见,与重物相连的是纸带的左端;
(2)由题意可知,筋膜枪在这里的作用跟打点计时器一样,所以应该像打点计时器一样,先接通电源,在打点稳定后,拉动纸带。故选A。
(3)根据
得到周期
(4)根据中间时刻的瞬时速度等于此段时间内的平均速度,所以A点的瞬时速度为
由纸带可知,有四段位移,分为两组,所以根据逐差法,可以求得当地的重力加速度为
(5)“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动,所以纸带在运动过程中受到了阻力,所以测得的加速度比实际的自由落体加速度偏小,所以是小于;
【答】(1)左;(2)A;(3)0.025;(4)1.47;(5)9.80
【分析】该题主要是测量匀变速直线运动的加速度,结合自由落体运动的特点去考查,将打点计时器换成筋膜枪,但内核没有变。
第(1)题根据纸带点迹的特点判断出重锤从哪一端开始运动;
第(2)问结合打点计时器在使用的时候的注意事项很容易选出答案;
第(3)问结合周期和频率的关系,得到周期的计算;
第(4)问求瞬时速度和,回归到我们的纸带数据处理的方法,瞬时速度的计算利用中间时刻的瞬时速度等于该段位移与时间的比值,加速度使用逐差法计算即可,注意括号里的数据要求。
第(5)问“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动,所以纸带在运动过程中受到了阻力,所以测得的加速度比实际的自由落体加速度偏小。
(1)由纸带上的点迹可知,从左到右,相同时间内,点迹间的距离越来越大,说明物体的速度越来越大,故纸带的左端与重物相连;
(2)筋膜枪类似于打点计时器,故应先接通筋膜枪的电源,打点稳定后再拉动纸带。
故选A。
(3)周期与频率互为倒数,故“枪头”的周期为
(4)[1]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得A点的瞬时速度为
[2]由逐差法求得当地的重力加速度为
(5)“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动,使得重锤下落的加速度小于自由落体加速度。
13.(2024高一上·禅城期中)实验结束后,小天和基米打开电视机,正好赶上《红色119》的播放。 消防员正在进行高强度的体能训练,先匀速向上攀爬一根柱子,到达顶端后抱住另一根柱子滑下(不考虑变速过程)。 每次攀爬都充满了挑战和艰辛。 消防员为了保障人民的生命财产安全,付出了无数的汗水和努力。 小天和基米暗下决心,他们也要向消防员学习,努力成为对社会有用的人。
(1)若消防员匀速滑下,试分析上爬及下滑全过程中消防员受到的摩擦力的种类以及方向;
(2)若消防员想在下滑过程中受到的摩擦力更小,使得自己下滑时间更短,以便能更快到达救援现场,他应该采取什么样的措施,写出至少两类措施。
【答案】(1)解:上滑过程受到的是静摩擦力,方向竖直向上;下滑过程中受到的是滑动摩擦力,方向竖直向上。
(2)解:根据滑动摩擦力公式
从改变动摩擦因数和改变正压力两个角度去解决。则措施①减少手与柱子接触面的粗糙程度。例如,消防员可以在手上涂抹凡士林或其他润滑剂,以降低动摩擦因数。措施②消防员可以通过调整抓握方式与力度,使得手与柱子的接触压力减小,从而减少摩擦力。
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【分析】第(1)问,先判断摩擦力的种类,然后根据匀速条件,重力与摩擦力平衡,所以上滑过程摩擦力方向竖直向上;下滑阶段一样,先判断种类,再判断方向;
第(2)问考查减小摩擦力的方法,减小摩擦要么减小正压力,要么减少粗糙程度。
(1)上滑过程受到的是静摩擦力,方向竖直向上;下滑过程中受到的是滑动摩擦力,方向竖直向上。
(2)根据滑动摩擦力公式,从改变动摩擦因数和改变正压力两个角度去解决。则措施①减少手与柱子接触面的粗糙程度。例如,消防员可以在手上涂抹凡士林或其他润滑剂,以降低动摩擦因数。措施②消防员可以通过调整抓握方式与力度,使得手与柱子的接触压力减小,从而减少摩擦力。
14.(2024高一上·禅城期中)萝卜快跑是百度Apollo带来的全新升级的无人驾驶汽车出行服务平台.无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达,可以探测前方的车辆和行人,在距离车辆或行人比较近的时候,可以自发启动制动系统,测有效避免碰撞事故的发生。若无人驾驶汽车在某平直路段匀速行驶时速度大小为20m/s,刹车的最大加速度为,不计激光传播时间。
(1)为确保安全,求该情形下激光雷达的最小探测距离;
(2)若该无人驾驶汽车正前方有另一辆汽车沿同一方向以12m/s的速度匀速行驶,为避免相撞,求无人驾驶汽车至少离前面汽车多远自发启动制动系统。
【答案】(1)解:无人驾驶汽车的刹车距离为
(2)解:设两车共速所用时间为,则
代入数据解得
此过程中,无人驾驶汽车运动的距离为
汽车运动的距离为
所以,无人驾驶汽车自发启动制动系统至少到前面汽车的距离为
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用;追及相遇问题
【解析】【分析】(1)刹车问题,末速度为0 ,有初速度和加速度,利用匀变速直线运动的速度位移关系式代入数据求解即可;
第(2)考查追及相遇问题,有“至少”字眼,所以是临界问题,追及相遇的问题里临界就是速度相等的时刻,速度相等时相距最近,所以先求出共速时间,再利用时间求各自的位移,位移差即为最小距离。
(1)无人驾驶汽车的刹车距离为
(2)设两车共速所用时间为,则
代入数据解得
此过程中,无人驾驶汽车运动的距离为
汽车运动的距离为
所以,无人驾驶汽车自发启动制动系统至少到前面汽车的距离为
15.(2024高一上·禅城期中)小天同学回家之后看了一部成龙的经典电影,影片中他从高为H=6.5m阳台从静止掉落到轿车顶上,如图所示,掉落过程可看作自由落体运动(人视为质点)。 现有一辆长、高h=1.5m的轿车,正以的速度驶向阳台正下方的通道。 成龙刚开始自由掉落时,轿车车头距他的水平距离为,由于道路限制,轿车只能直行通过阳台的正下方的通道(g取)。
(1)若轿车保持的速度匀速直行,通过计算说明成龙能否顺利落到车顶?
(2)若司机发现成龙开始掉落立刻开始加速,则司机应以多大的加速度加速才能保证成龙顺利落到车顶?
【答案】(1)解:成龙从高处落下,到达离地高h的车顶过程中,根据自由落体公式有
解得
1s内轿车位移为
因为,故成龙不会落到车上。
(2)解:若司机加速使成龙恰好落到车头,则有
解得
若司机加速使成龙恰好落到车尾,则有
解得
所以保证成龙顺利落到车顶的加速度范围为

【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用;自由落体运动
【解析】【分析】第(1)问,成龙做自由落体运动,根据自由落体运动的位移时间关系算出成龙要是能够落到车顶所花时间,再看在这段时间里车能不能运动到阳台正下方,从而得出答案;
第(2)问有两个临界点,一个是成龙恰好落到车尾,这时车的加速度最小,一个是成龙恰好落到车头,此时车的加速度最大,车的加速度在这个区间内,成龙都可以顺利落到车顶,所以把两个临界状态下的加速度算出来即可。
(1)成龙从高处落下,到达离地高h的车顶过程中,根据自由落体公式有
解得
1s内轿车位移为
因为
x<
故成龙不会落到车上。
(2)若司机加速使成龙恰好落到车头,则有
解得
若司机加速使成龙恰好落到车尾,则有
解得
所以保证成龙顺利落到车顶的加速度范围为
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