广东省珠海市金砖四校2024-2025学年高一上学期11月期中物理试题
1.(2024高一上·珠海期中)智能手机上装载的众多app软件改变着我们的生活。如图所示为某软件的一张截图,表示了某次导航的具体路径,其推荐路线中有两个数据,10分钟,5.4公里,下列说法正确的是( )
A.10分钟表示的是某个时刻
B.研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点
C.5.4公里表示了此次行程的位移的大小
D.根据这两个数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小
【答案】B
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;速度与速率
【解析】【解答】A.汽车运动的时间10分钟是一段时间,因此是时间间隔,A错误;
B.在研究汽车在导航图中的位置时,汽车自身大小和形状对汽车的位置没有影响可以忽略,因此可以把汽车看作质点,B正确;
C.5.4公里是汽车实际运动轨迹的长度,代表路程,C错误;
D.根据路程和时间的比值可以求出平均速率的大小,则我们可以算出此次行程的平均速率,D错误。
故选B。
【分析】汽车行驶的时间代表时间间隔;汽车行驶轨迹长度代表路程;研究汽车的位置时可以把汽车作为质点;利用路程和时间的比值可以求出平均速率。
2.(2024高一上·珠海期中)如图所示,A、、三点的坐标分别为2m、4m、-3m,某质点先从A点沿坐标轴运动到点,该过程质点的位移为;然后质点从点沿坐标轴运动到点,该过程质点的位移为。下列说法正确的是( )
A.与的方向相反
B.大于
C.整个过程,质点的位移大小为5m,方向指向轴正方向
D.整个过程,质点通过的路程为3m
【答案】A
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】AB.根据初末位置的坐标可以得出位移为:
故与的方向相反,位移是矢量,用绝对值比较大小,故小于,故A正确,B错误;
C.故整个过程,根据初末位置的坐标可以得出位移为:质点的位移为
则整个过程,质点的位移大小为5m,方向指向轴负方向,故C错误;
D.整个过程,根据质点运动的轨迹可以得出质点通过的路程为
故D错误。
故选A。
【分析】根据初末坐标可以求出位移的大小及方向;利用运动的轨迹长度可以求出路程的大小。
3.(2024高一上·珠海期中)关于速度、速度变化和加速度,下列说法正确的是( )
A.速度越大,速度变化一定越大
B.加速度越大,速度变化一定越大
C.加速度逐渐增大,速度也一定随之增大
D.加速度的方向与速度变化量的方向一定相同
【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.根据速度公式
可知在匀变速直线运动中随着速度增大,单位时间内速度变化可能不变,故A错误;
B.根据加速度的定义式
可知加速度的大小与速度变化大小无关,所以加速度越大,速度变化不一定越大,故B错误;
C.a、v同向做加速,反向做减速,所以加速度逐渐增大,速度可能增大,也可能减小,故C错误;
D.根据加速度的定义式可以得出加速度的方向与速度变化量的方向一定相同,故D正确。
故选D。
【分析】速度的大小与速度变化量大小无关;加速度的大小与速度变化量无关;加速度方向与速度方向相反时,则速度不断减小;加速度方向与速度变化量方向相同。
4.(2024高一上·珠海期中)如图所示,弹丸和足球的初速度均为v1=5m/s,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s,且作用时他们的运动都视为匀变速直线运动。弹丸击穿木板后速度大小变为3m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5m/s,则下列弹丸和足球与木板作用时的加速度大小及方向正确的是( )
A.弹丸:20m/s2,方向向左 B.弹丸:80m/s2,方向向左
C.足球:80m/s2,方向向左 D.足球:100m/s2,方向向右
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】以水平向右为正方向,根据弹丸的初末速度结合加速度的定义式可以得出弹丸的加速度为
可知弹丸的加速度大小为,方向向左;
以水平向右为正方向,根据足球的初末速度结合加速度的定义式可以得出足球的加速度为
可知足球的加速度大小为,方向向左。
故选A。
【分析】利用物体的初末速度结合加速度的定义式可以求出加速度的大小及方向。
5.(2024高一上·珠海期中)一辆汽车在水平公路上以速度为匀速行驶,假设时刻汽车开始刹车,刹车过程可视为加速度为的匀减速直线运动,则汽车开始刹车后的速度为( )
A. B.0 C. D.
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】汽车刹车做匀减速直线运动,利用速度公式可以得出刹车时间为
因为
所以汽车开始刹车后已经停止,故速度为零。
故选B。
【分析】利用速度公式可以求出刹车时间的大小,结合运动的时间可以判别末速度的大小。
6.(2024高一上·珠海期中)一物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系式为。若以初速度方向为正方向,则物体在时刻的速度为( )
A.-6m/s B.-4m/s C.0 D.8m/s
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】 一物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系式为
根据匀变速直线运动的位移公式
得出物体的初速度和加速度
,
以初速度方向为正方向,根据速度公式则物体在时刻的速度为
故选A。
【分析】利用位移公式可以求出初速度和加速度的大小,结合速度公式可以求出速度的大小。
7.(2024高一上·珠海期中)一矿井深80m,在井口每隔一定时间自由释放一个小球(下落过程可视为自由落体运动),当第9个小球刚从井口下落时,第1个小球恰好到井底(重力加速度),则( )
A.第1个小球落至井底时的速度为30m/s
B.此时第1个小球与第2个小球相距45m
C.相邻两个小球下落的时间间隔是0.4s
D.第1、2小球都在空中时,第1个小球相对第2个小球做匀速直线运动
【答案】D
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】C.小球做自由落体运动,根据位移公式有:第1个小球自由下落的时间满足
解得
根据题意,第1个小球刚落至井底的瞬间,第9个小球刚好在井口,因此空中存在8个相等的时间间隔,根据小球运动的时间可以得出相邻两个小球下落的时间间隔是
故C错误;
A.根据速度公式可以得出:第1个小球落至井底时的速度为
故A错误;
B.根据位移公式可以得出:此时第1个小球与第2个小球相距
故B错误;
D.根据速度公式可以得出:第1个小球与第2个小球的相对速度为
即第1个小球相对第2个小球做匀速运动。故D正确。
故选D。
【分析】利用自由落体运动的位移公式可以求出运动的时间;利用速度公式可以求出末速度和速度变化量的大小;利用位移公式可以求出两个小球的距离大小。
8.(2024高一上·珠海期中)如图所示为某物体做直线运动的位移图像,下列说法正确的是( )
A.内物体做匀速直线运动
B.内物体通过的位移为
C.内物体的平均速度大小为0.5m/s
D.内物体的运动方向不变
【答案】A,C
【知识点】平均速度;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A. 位移时间图像的斜率表示物体的运动速度,根据图像斜率不变则0-1s内物体做匀速直线运动,故A正确;
B.根据初末位置的坐标可以得出:4s内物体通过的位移为
故B错误;
C.根据平均速度公式可以得出:4s内物体的平均速度大小为
故C正确;
D.根据图像斜率可以得出:0-1s内物体沿正方向运动,3s-4s内物体沿负方向运动,运动方向改变,故D错误。
故选AC。
【分析】利用图像斜率可以判别速度的大小,利用初末坐标可以求出位移的大小,结合运动的时间可以求出平均速度的大小。
9.(2024高一上·珠海期中)时刻甲、乙两汽车(均可看作质点)从同一地点沿同一直线运动,其运动的图像如图所示,下列分析正确的是( )
A.甲、乙两车在时刻相遇
B.乙车在前时间内的平均速度大小等于
C.时刻乙车的加速度比甲车的加速度大
D.甲车追上乙车之前两车间的最大距离为
【答案】B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】在速度时间图像中,由于图线的斜率表示加速度,根据斜率可以得出甲车的加速度始终大于乙车的加速度,由于图线与时间轴所围的面积表示位移,根据图像面积可以得出时刻乙车的位移大于甲车的位移。
A.根据分析可以得出时刻乙车的位移大于甲车的位移,由于时刻甲、乙两汽车(均可看作质点)从同一地点沿同一直线运动,乙车在甲车前面,没有相遇,A错误;
C.根据分析可以得出:甲车的加速度始终大于乙车的加速度,C错误;
B.根据匀变速直线运动的规律有,乙车在前时间内的平均速度等于中间时刻的速度,即等于,B正确;
D.甲车追上乙车之前,在时刻,两车速度相等,两车间距离最大,最大距离为两图线与时间轴所围面积之差,根据图像面积可以得出两车之间的距离为
D正确。
故选BD。
【分析】利用图像斜率可以比较加速度的大小,利用图像面积可以比较位移的大小,结合位移的大小可以求出两车之间的距离;利用平均速度可以求出中间时刻瞬时速度的大小。
10.(2024高一上·珠海期中)如图所示,一滑雪者某次滑雪时先在斜坡上由静止开始匀加速直线运动了7.2s,无速度损失地进入水平滑道后做匀减速直线运动,经4.8s后速度恰好为零。下列说法正确的是( )
A.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的加速度大小之比为3:2
B.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小之比为1:1
C.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小之比为3:2
D.滑雪者匀加速阶段的第1s内、第2s内、第3s内的位移大小之比为1:4:9
【答案】B,C
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.滑雪者匀加速阶段的末速度与匀减速阶段的初速度相等,根据初末速度可以得出两阶段的速度变化量大小相等,根据加速度的定义式有
根据表达式结合运动的时间可以得出:滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的加速度大小之比为
故A错误;
B.设滑雪者到达斜坡底端的速度大小为,物体做匀变速直线运动的平均速度为初末速度之和的一半,则滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小分别为
,
可知滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小之比为,故B正确;
C.根据位移公式可以得出:滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小分别为
,
可得滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小之比为
故C正确;
D.根据位移公式有
可知滑雪者匀加速阶段的前1s内、前2s内、前3s内的位移大小之比为,自然滑雪者匀加速阶段的第1s内、第2s内、第3s内的位移大小之比为,故D错误。
故选BC。
【分析】利用速度变化量结合加速度的定义式可以求出加速度的比值;利用初末速度可以求出平均速度的比值;利用位移公式可以求出位移的比值。
11.(2024高一上·珠海期中)(1)电火花计时器使用的是 (填“8V”或“220V”)交流电源,当频率是时,打点计时器每隔 秒打一个点。
(2)根据打点计时器打出的纸带,下列物理量中可以直接从纸带上测得的是_____。
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
(3)关于打点计时器的使用下列说法正确的是_____。
A.电磁打点计时器使用的是8V的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.选择计数点时,可以不从纸带上的第一个点开始
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(4)在“探究小车速度随时间变化规律”中,某小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、、、、、和,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是。
如果测得,,则打点时小车的速度 。
【答案】(1)220V;0.02
(2)A;B
(3)C
(4)0.28
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律;瞬时速度;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)根据工作原理则电火花计时器使用的是220V交流电源,当频率是时,根据打点频率和周期的关系可以得出:打点计时器每隔0.02秒打一个点。
(2)A.打点计时器是每隔0.02s打下一个点,根据打点计时器的计时功能可以得出两个计数点之间的时间间隔,故A正确;
B.利用刻度尺直接测量两点之间的距离就可得到位移,故B正确;
C.平均速度的求解需要运用物理公式结合位移和时间进行计算,故C错误;
D.瞬时速度的求解需要运动平均速度结合位移和时间进行计算,故D错误。
故选AB。
(3)A.电磁打点计时器使用的是8V的交流电源,不是使用直流电源,故A错误;
B.为了充分利用纸带,则实验过程应先接通电源,后释放纸带,故B错误;
C.选择计数点时,前几个点比较密集,一般舍去,故可以不从纸带上的第一个点开始,故C正确;
D.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,根据速度公式
即物体运动的越慢,故D错误。
故选C。
(4)已知打点频率为50Hz,则相邻两点间的时间间隔为
根据平均速度公式则打D点时小车的速度为
【分析】(1)电火花计时器使用的是220V交流电源,当频率是时,打点计时器每隔0.02秒打一个点;
(2)打点计时器是每隔0.02s打下一个点,根据打点计时器的计时功能可以得出两个计数点之间的时间间隔;利用刻度尺直接测量两点之间的距离就可得到位移;平均速度的求解需要运用物理公式结合位移和时间进行计算;瞬时速度的求解需要运动平均速度结合位移和时间进行计算;
(3)电磁打点计时器使用的是8V的交流电源;为了充分利用纸带,则实验过程应先接通电源,后释放纸带;选择计数点时,前几个点比较密集,一般舍去,故可以不从纸带上的第一个点开始;纸带上打的点越密,即物体运动的越慢;
(4)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小。
(1)[1][2]电火花计时器使用的是220V交流电源,当频率是时,打点计时器每隔0.02秒打一个点。
(2)A.打点计时器是每隔0.02s打下一个点,所以数点就知道时间间隔,故A正确;
B.位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离就可得到,故B正确;
C.平均速度的求解需要运用物理公式,故C错误;
D.瞬时速度的求解需要运用匀变速直线运动的公式,故D错误。
故选AB。
(3)A.电磁打点计时器使用的是8V的交流电源,故A错误;
B.实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,故B错误;
C.选择计数点时,前几个点比较密集,一般舍去,故可以不从纸带上的第一个点开始,故C正确;
D.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,即物体运动的越慢,故D错误。
故选C。
(4)相邻两点间的时间间隔为
则打D点时小车的速度为
12.(2024高一上·珠海期中)某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验,所用钩码的重力均为2.0N。回答下面的问题,不计一切摩擦。
(1)如图甲所示,弹簧左、右两端分别与轻质细绳相连,将两侧细绳分别悬挂一个钩码,钩码静止时弹簧处于水平,则弹簧的弹力大小为 N。(保留两位有效数字)
(2)若得到弹力大小F与弹簧长度l的关系图线如图乙所示,则由图乙可知该弹簧原长为 cm(保留两位有效数字),劲度系数 N/m。
【答案】(1)2.0
(2)1.5;200
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1)因弹簧左、右两端分别挂重力为2.0N的钩码,根据平衡条件可以得出弹簧的弹力大小为2.0N;
(2)根据图像横截距可知该弹簧原长为
根据图像斜率可以得出劲度系数的大小为:
【分析】(1)利用平衡条件可以求出弹力的大小;
(2)利用图像横截距可以求出弹簧的原长大小;利用图像斜率可以求出劲度系数的大小。
(1)因弹簧左、右两端分别挂重力为2.0N的钩码,可知弹簧的弹力大小为2.0N;
(2)[1][2]由图乙可知该弹簧原长为
l0=1.5cm
劲度系数
13.(2024高一上·珠海期中)我国蛟龙号的继任者全海深潜载人探测器,在启航仪式结束后,将赶往马里亚纳海沟,进行蛟龙号以外的深度探测。假设在一次模拟探测中,探测器由静止从海面上以的加速度匀加速下潜一段时间,速度达到8m/s后保持匀速运动了140s,最后以的加速度做匀减速运动,当速度减为零时,探测器恰好到达模拟探测的海底。已知探测器在整个过程中始终在同一竖直线上运动,求:
(1)模拟探测的海底深度;
(2)上述整个模拟探测过程的平均速度大小。
【答案】(1)解:匀加速阶段,根据速度位移公式可得
解得位移大小为
匀速阶段通过的位移大小为
匀减速阶段通过的位移大小为
则模拟探测的海底深度为
(2)解:加速阶段的时间为
减速阶段的时间为
则整个过程的时间为
整个模拟探测过程的平均速度大小为
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)探测器做匀加速和匀减速直线运动的过程中,利用速度位移公式可以求出位移的大小;利用位移公式可以求出匀速运动的位移大小;
(2)探测器做匀加速和匀减速过程中,利用速度公式可以求出运动的时间,结合全程的位移可以求出平均速度的大小。
(1)匀加速阶段,根据速度位移公式可得
解得位移大小为
匀速阶段通过的位移大小为
匀减速阶段通过的位移大小为
则模拟探测的海底深度为
(2)加速阶段的时间为
减速阶段的时间为
则整个过程的时间为
整个模拟探测过程的平均速度大小为
14.(2024高一上·珠海期中)气球下端用绳子悬挂一重物,两者一起以的速度匀速上升,当重物到达离地高处时,悬挂重物的绳子突然断裂,不计空气阻力,。求:
(1)重物上升所能达到的最大离地高度H;
(2)重物落地前的瞬间速度的大小v;
(3)自绳子断裂至重物落到地面的时间t。
【答案】解:(1)绳子断裂后重物可继续上升的高度为
重物上升所能达到的最大离地高度为
(2)重物从最高处自由下落,根据
可得重物落地前的瞬间速度的大小为
(3)绳子断裂后重物可继续上升的时间为
重物从最高点自由下落所用时间为
则自绳子断裂至重物落到地面的时间为
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;竖直上抛运动
【解析】【分析】(1)当绳子断开后重物做竖直上抛运动,利用速度位移公式可以求出上升的高度;
(2)当重物从最高处下落时做自由落体运动,利用速度位移公式可以求出落地瞬间速度的大小;
(3)当绳子断开后,利用速度公式可以求出上升的时间,结合自由落体运动的位移公式可以求出下落的时间。
15.(2024高一上·珠海期中)停在公交站台的公交车由静止启动,以大小为m/s2的加速度做匀加速直线运动。公交车启动瞬间,后方距离车头m处,一高中生追赶公交车。高中生以m/s的初速度、m/s2的加速度做匀加速直线运动,达到最大速率m/s后做匀速直线运动。求:
(1)高中生加速过程的时间和运动距离;
(2)该学生能否追至公交车车头处?若能,需要多长时间?若不能,和公交车车头的最短距离为多少?
(3)若在同一位置追赶公交车的是一中老年乘客,他只能以较小速度匀速追赶。司机能够通过后视镜看到离车头m以内的物体,如乘客在后视镜中能保留s以上,司机即可留意到乘客从而停车等候。该中老年乘客想要乘车,追赶的速度至少多大?
【答案】(1)解:高中生匀加速过程有
解得
s
根据
解得
(2)解:设匀速阶段经历时间,高中追上车头,汽车运动位移
学生运动位移
汽车、学生位移满足
联立上述方程,解得
s
故,学生能够追上,耗时
s
(3)解:中老年人的速度设为v,经历时间t可以出现在汽车后视镜内,汽车位移
中老年人位移
两位移满足关系
联立,方程有两解
,
在后视镜中保留时间
代入解得
该中老年人想要乘车,其运动最小速度为。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;追及相遇问题
【解析】【分析】(1)高中生做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出加速的时间,结合位移公式可以求出加速的位移大小;
(2)当高中生追上车头时,利用匀加速直线运动的位移公式可以求出汽车运动的位移,结合汽车运动的位移可以求出学生追上汽车所花的时间;
(3)当中老年人做匀速运动,汽车做匀加速直线运动,利用两者的位移公式可以求出中老年人的速度大小。
(1)高中生匀加速过程有
解得
s
根据
解得
m
(2)设匀速阶段经历时间,高中追上车头,汽车运动位移
学生运动位移
汽车、学生位移满足
联立上述方程,解得
s
故,学生能够追上,耗时
s
(3)中老年人的速度设为v,经历时间t可以出现在汽车后视镜内,汽车位移
中老年人位移
两位移满足关系
联立,方程有两解
,
在后视镜中保留时间
代入解得
m/s
该中老年人想要乘车,其运动最小速度为m/s
1 / 1广东省珠海市金砖四校2024-2025学年高一上学期11月期中物理试题
1.(2024高一上·珠海期中)智能手机上装载的众多app软件改变着我们的生活。如图所示为某软件的一张截图,表示了某次导航的具体路径,其推荐路线中有两个数据,10分钟,5.4公里,下列说法正确的是( )
A.10分钟表示的是某个时刻
B.研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点
C.5.4公里表示了此次行程的位移的大小
D.根据这两个数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小
2.(2024高一上·珠海期中)如图所示,A、、三点的坐标分别为2m、4m、-3m,某质点先从A点沿坐标轴运动到点,该过程质点的位移为;然后质点从点沿坐标轴运动到点,该过程质点的位移为。下列说法正确的是( )
A.与的方向相反
B.大于
C.整个过程,质点的位移大小为5m,方向指向轴正方向
D.整个过程,质点通过的路程为3m
3.(2024高一上·珠海期中)关于速度、速度变化和加速度,下列说法正确的是( )
A.速度越大,速度变化一定越大
B.加速度越大,速度变化一定越大
C.加速度逐渐增大,速度也一定随之增大
D.加速度的方向与速度变化量的方向一定相同
4.(2024高一上·珠海期中)如图所示,弹丸和足球的初速度均为v1=5m/s,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s,且作用时他们的运动都视为匀变速直线运动。弹丸击穿木板后速度大小变为3m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5m/s,则下列弹丸和足球与木板作用时的加速度大小及方向正确的是( )
A.弹丸:20m/s2,方向向左 B.弹丸:80m/s2,方向向左
C.足球:80m/s2,方向向左 D.足球:100m/s2,方向向右
5.(2024高一上·珠海期中)一辆汽车在水平公路上以速度为匀速行驶,假设时刻汽车开始刹车,刹车过程可视为加速度为的匀减速直线运动,则汽车开始刹车后的速度为( )
A. B.0 C. D.
6.(2024高一上·珠海期中)一物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系式为。若以初速度方向为正方向,则物体在时刻的速度为( )
A.-6m/s B.-4m/s C.0 D.8m/s
7.(2024高一上·珠海期中)一矿井深80m,在井口每隔一定时间自由释放一个小球(下落过程可视为自由落体运动),当第9个小球刚从井口下落时,第1个小球恰好到井底(重力加速度),则( )
A.第1个小球落至井底时的速度为30m/s
B.此时第1个小球与第2个小球相距45m
C.相邻两个小球下落的时间间隔是0.4s
D.第1、2小球都在空中时,第1个小球相对第2个小球做匀速直线运动
8.(2024高一上·珠海期中)如图所示为某物体做直线运动的位移图像,下列说法正确的是( )
A.内物体做匀速直线运动
B.内物体通过的位移为
C.内物体的平均速度大小为0.5m/s
D.内物体的运动方向不变
9.(2024高一上·珠海期中)时刻甲、乙两汽车(均可看作质点)从同一地点沿同一直线运动,其运动的图像如图所示,下列分析正确的是( )
A.甲、乙两车在时刻相遇
B.乙车在前时间内的平均速度大小等于
C.时刻乙车的加速度比甲车的加速度大
D.甲车追上乙车之前两车间的最大距离为
10.(2024高一上·珠海期中)如图所示,一滑雪者某次滑雪时先在斜坡上由静止开始匀加速直线运动了7.2s,无速度损失地进入水平滑道后做匀减速直线运动,经4.8s后速度恰好为零。下列说法正确的是( )
A.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的加速度大小之比为3:2
B.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小之比为1:1
C.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小之比为3:2
D.滑雪者匀加速阶段的第1s内、第2s内、第3s内的位移大小之比为1:4:9
11.(2024高一上·珠海期中)(1)电火花计时器使用的是 (填“8V”或“220V”)交流电源,当频率是时,打点计时器每隔 秒打一个点。
(2)根据打点计时器打出的纸带,下列物理量中可以直接从纸带上测得的是_____。
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
(3)关于打点计时器的使用下列说法正确的是_____。
A.电磁打点计时器使用的是8V的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.选择计数点时,可以不从纸带上的第一个点开始
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(4)在“探究小车速度随时间变化规律”中,某小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、、、、、和,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是。
如果测得,,则打点时小车的速度 。
12.(2024高一上·珠海期中)某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验,所用钩码的重力均为2.0N。回答下面的问题,不计一切摩擦。
(1)如图甲所示,弹簧左、右两端分别与轻质细绳相连,将两侧细绳分别悬挂一个钩码,钩码静止时弹簧处于水平,则弹簧的弹力大小为 N。(保留两位有效数字)
(2)若得到弹力大小F与弹簧长度l的关系图线如图乙所示,则由图乙可知该弹簧原长为 cm(保留两位有效数字),劲度系数 N/m。
13.(2024高一上·珠海期中)我国蛟龙号的继任者全海深潜载人探测器,在启航仪式结束后,将赶往马里亚纳海沟,进行蛟龙号以外的深度探测。假设在一次模拟探测中,探测器由静止从海面上以的加速度匀加速下潜一段时间,速度达到8m/s后保持匀速运动了140s,最后以的加速度做匀减速运动,当速度减为零时,探测器恰好到达模拟探测的海底。已知探测器在整个过程中始终在同一竖直线上运动,求:
(1)模拟探测的海底深度;
(2)上述整个模拟探测过程的平均速度大小。
14.(2024高一上·珠海期中)气球下端用绳子悬挂一重物,两者一起以的速度匀速上升,当重物到达离地高处时,悬挂重物的绳子突然断裂,不计空气阻力,。求:
(1)重物上升所能达到的最大离地高度H;
(2)重物落地前的瞬间速度的大小v;
(3)自绳子断裂至重物落到地面的时间t。
15.(2024高一上·珠海期中)停在公交站台的公交车由静止启动,以大小为m/s2的加速度做匀加速直线运动。公交车启动瞬间,后方距离车头m处,一高中生追赶公交车。高中生以m/s的初速度、m/s2的加速度做匀加速直线运动,达到最大速率m/s后做匀速直线运动。求:
(1)高中生加速过程的时间和运动距离;
(2)该学生能否追至公交车车头处?若能,需要多长时间?若不能,和公交车车头的最短距离为多少?
(3)若在同一位置追赶公交车的是一中老年乘客,他只能以较小速度匀速追赶。司机能够通过后视镜看到离车头m以内的物体,如乘客在后视镜中能保留s以上,司机即可留意到乘客从而停车等候。该中老年乘客想要乘车,追赶的速度至少多大?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;速度与速率
【解析】【解答】A.汽车运动的时间10分钟是一段时间,因此是时间间隔,A错误;
B.在研究汽车在导航图中的位置时,汽车自身大小和形状对汽车的位置没有影响可以忽略,因此可以把汽车看作质点,B正确;
C.5.4公里是汽车实际运动轨迹的长度,代表路程,C错误;
D.根据路程和时间的比值可以求出平均速率的大小,则我们可以算出此次行程的平均速率,D错误。
故选B。
【分析】汽车行驶的时间代表时间间隔;汽车行驶轨迹长度代表路程;研究汽车的位置时可以把汽车作为质点;利用路程和时间的比值可以求出平均速率。
2.【答案】A
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】AB.根据初末位置的坐标可以得出位移为:
故与的方向相反,位移是矢量,用绝对值比较大小,故小于,故A正确,B错误;
C.故整个过程,根据初末位置的坐标可以得出位移为:质点的位移为
则整个过程,质点的位移大小为5m,方向指向轴负方向,故C错误;
D.整个过程,根据质点运动的轨迹可以得出质点通过的路程为
故D错误。
故选A。
【分析】根据初末坐标可以求出位移的大小及方向;利用运动的轨迹长度可以求出路程的大小。
3.【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.根据速度公式
可知在匀变速直线运动中随着速度增大,单位时间内速度变化可能不变,故A错误;
B.根据加速度的定义式
可知加速度的大小与速度变化大小无关,所以加速度越大,速度变化不一定越大,故B错误;
C.a、v同向做加速,反向做减速,所以加速度逐渐增大,速度可能增大,也可能减小,故C错误;
D.根据加速度的定义式可以得出加速度的方向与速度变化量的方向一定相同,故D正确。
故选D。
【分析】速度的大小与速度变化量大小无关;加速度的大小与速度变化量无关;加速度方向与速度方向相反时,则速度不断减小;加速度方向与速度变化量方向相同。
4.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】以水平向右为正方向,根据弹丸的初末速度结合加速度的定义式可以得出弹丸的加速度为
可知弹丸的加速度大小为,方向向左;
以水平向右为正方向,根据足球的初末速度结合加速度的定义式可以得出足球的加速度为
可知足球的加速度大小为,方向向左。
故选A。
【分析】利用物体的初末速度结合加速度的定义式可以求出加速度的大小及方向。
5.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】汽车刹车做匀减速直线运动,利用速度公式可以得出刹车时间为
因为
所以汽车开始刹车后已经停止,故速度为零。
故选B。
【分析】利用速度公式可以求出刹车时间的大小,结合运动的时间可以判别末速度的大小。
6.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】 一物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系式为
根据匀变速直线运动的位移公式
得出物体的初速度和加速度
,
以初速度方向为正方向,根据速度公式则物体在时刻的速度为
故选A。
【分析】利用位移公式可以求出初速度和加速度的大小,结合速度公式可以求出速度的大小。
7.【答案】D
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】C.小球做自由落体运动,根据位移公式有:第1个小球自由下落的时间满足
解得
根据题意,第1个小球刚落至井底的瞬间,第9个小球刚好在井口,因此空中存在8个相等的时间间隔,根据小球运动的时间可以得出相邻两个小球下落的时间间隔是
故C错误;
A.根据速度公式可以得出:第1个小球落至井底时的速度为
故A错误;
B.根据位移公式可以得出:此时第1个小球与第2个小球相距
故B错误;
D.根据速度公式可以得出:第1个小球与第2个小球的相对速度为
即第1个小球相对第2个小球做匀速运动。故D正确。
故选D。
【分析】利用自由落体运动的位移公式可以求出运动的时间;利用速度公式可以求出末速度和速度变化量的大小;利用位移公式可以求出两个小球的距离大小。
8.【答案】A,C
【知识点】平均速度;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A. 位移时间图像的斜率表示物体的运动速度,根据图像斜率不变则0-1s内物体做匀速直线运动,故A正确;
B.根据初末位置的坐标可以得出:4s内物体通过的位移为
故B错误;
C.根据平均速度公式可以得出:4s内物体的平均速度大小为
故C正确;
D.根据图像斜率可以得出:0-1s内物体沿正方向运动,3s-4s内物体沿负方向运动,运动方向改变,故D错误。
故选AC。
【分析】利用图像斜率可以判别速度的大小,利用初末坐标可以求出位移的大小,结合运动的时间可以求出平均速度的大小。
9.【答案】B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】在速度时间图像中,由于图线的斜率表示加速度,根据斜率可以得出甲车的加速度始终大于乙车的加速度,由于图线与时间轴所围的面积表示位移,根据图像面积可以得出时刻乙车的位移大于甲车的位移。
A.根据分析可以得出时刻乙车的位移大于甲车的位移,由于时刻甲、乙两汽车(均可看作质点)从同一地点沿同一直线运动,乙车在甲车前面,没有相遇,A错误;
C.根据分析可以得出:甲车的加速度始终大于乙车的加速度,C错误;
B.根据匀变速直线运动的规律有,乙车在前时间内的平均速度等于中间时刻的速度,即等于,B正确;
D.甲车追上乙车之前,在时刻,两车速度相等,两车间距离最大,最大距离为两图线与时间轴所围面积之差,根据图像面积可以得出两车之间的距离为
D正确。
故选BD。
【分析】利用图像斜率可以比较加速度的大小,利用图像面积可以比较位移的大小,结合位移的大小可以求出两车之间的距离;利用平均速度可以求出中间时刻瞬时速度的大小。
10.【答案】B,C
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.滑雪者匀加速阶段的末速度与匀减速阶段的初速度相等,根据初末速度可以得出两阶段的速度变化量大小相等,根据加速度的定义式有
根据表达式结合运动的时间可以得出:滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的加速度大小之比为
故A错误;
B.设滑雪者到达斜坡底端的速度大小为,物体做匀变速直线运动的平均速度为初末速度之和的一半,则滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小分别为
,
可知滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小之比为,故B正确;
C.根据位移公式可以得出:滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小分别为
,
可得滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小之比为
故C正确;
D.根据位移公式有
可知滑雪者匀加速阶段的前1s内、前2s内、前3s内的位移大小之比为,自然滑雪者匀加速阶段的第1s内、第2s内、第3s内的位移大小之比为,故D错误。
故选BC。
【分析】利用速度变化量结合加速度的定义式可以求出加速度的比值;利用初末速度可以求出平均速度的比值;利用位移公式可以求出位移的比值。
11.【答案】(1)220V;0.02
(2)A;B
(3)C
(4)0.28
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律;瞬时速度;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)根据工作原理则电火花计时器使用的是220V交流电源,当频率是时,根据打点频率和周期的关系可以得出:打点计时器每隔0.02秒打一个点。
(2)A.打点计时器是每隔0.02s打下一个点,根据打点计时器的计时功能可以得出两个计数点之间的时间间隔,故A正确;
B.利用刻度尺直接测量两点之间的距离就可得到位移,故B正确;
C.平均速度的求解需要运用物理公式结合位移和时间进行计算,故C错误;
D.瞬时速度的求解需要运动平均速度结合位移和时间进行计算,故D错误。
故选AB。
(3)A.电磁打点计时器使用的是8V的交流电源,不是使用直流电源,故A错误;
B.为了充分利用纸带,则实验过程应先接通电源,后释放纸带,故B错误;
C.选择计数点时,前几个点比较密集,一般舍去,故可以不从纸带上的第一个点开始,故C正确;
D.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,根据速度公式
即物体运动的越慢,故D错误。
故选C。
(4)已知打点频率为50Hz,则相邻两点间的时间间隔为
根据平均速度公式则打D点时小车的速度为
【分析】(1)电火花计时器使用的是220V交流电源,当频率是时,打点计时器每隔0.02秒打一个点;
(2)打点计时器是每隔0.02s打下一个点,根据打点计时器的计时功能可以得出两个计数点之间的时间间隔;利用刻度尺直接测量两点之间的距离就可得到位移;平均速度的求解需要运用物理公式结合位移和时间进行计算;瞬时速度的求解需要运动平均速度结合位移和时间进行计算;
(3)电磁打点计时器使用的是8V的交流电源;为了充分利用纸带,则实验过程应先接通电源,后释放纸带;选择计数点时,前几个点比较密集,一般舍去,故可以不从纸带上的第一个点开始;纸带上打的点越密,即物体运动的越慢;
(4)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小。
(1)[1][2]电火花计时器使用的是220V交流电源,当频率是时,打点计时器每隔0.02秒打一个点。
(2)A.打点计时器是每隔0.02s打下一个点,所以数点就知道时间间隔,故A正确;
B.位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离就可得到,故B正确;
C.平均速度的求解需要运用物理公式,故C错误;
D.瞬时速度的求解需要运用匀变速直线运动的公式,故D错误。
故选AB。
(3)A.电磁打点计时器使用的是8V的交流电源,故A错误;
B.实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,故B错误;
C.选择计数点时,前几个点比较密集,一般舍去,故可以不从纸带上的第一个点开始,故C正确;
D.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,即物体运动的越慢,故D错误。
故选C。
(4)相邻两点间的时间间隔为
则打D点时小车的速度为
12.【答案】(1)2.0
(2)1.5;200
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1)因弹簧左、右两端分别挂重力为2.0N的钩码,根据平衡条件可以得出弹簧的弹力大小为2.0N;
(2)根据图像横截距可知该弹簧原长为
根据图像斜率可以得出劲度系数的大小为:
【分析】(1)利用平衡条件可以求出弹力的大小;
(2)利用图像横截距可以求出弹簧的原长大小;利用图像斜率可以求出劲度系数的大小。
(1)因弹簧左、右两端分别挂重力为2.0N的钩码,可知弹簧的弹力大小为2.0N;
(2)[1][2]由图乙可知该弹簧原长为
l0=1.5cm
劲度系数
13.【答案】(1)解:匀加速阶段,根据速度位移公式可得
解得位移大小为
匀速阶段通过的位移大小为
匀减速阶段通过的位移大小为
则模拟探测的海底深度为
(2)解:加速阶段的时间为
减速阶段的时间为
则整个过程的时间为
整个模拟探测过程的平均速度大小为
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)探测器做匀加速和匀减速直线运动的过程中,利用速度位移公式可以求出位移的大小;利用位移公式可以求出匀速运动的位移大小;
(2)探测器做匀加速和匀减速过程中,利用速度公式可以求出运动的时间,结合全程的位移可以求出平均速度的大小。
(1)匀加速阶段,根据速度位移公式可得
解得位移大小为
匀速阶段通过的位移大小为
匀减速阶段通过的位移大小为
则模拟探测的海底深度为
(2)加速阶段的时间为
减速阶段的时间为
则整个过程的时间为
整个模拟探测过程的平均速度大小为
14.【答案】解:(1)绳子断裂后重物可继续上升的高度为
重物上升所能达到的最大离地高度为
(2)重物从最高处自由下落,根据
可得重物落地前的瞬间速度的大小为
(3)绳子断裂后重物可继续上升的时间为
重物从最高点自由下落所用时间为
则自绳子断裂至重物落到地面的时间为
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;竖直上抛运动
【解析】【分析】(1)当绳子断开后重物做竖直上抛运动,利用速度位移公式可以求出上升的高度;
(2)当重物从最高处下落时做自由落体运动,利用速度位移公式可以求出落地瞬间速度的大小;
(3)当绳子断开后,利用速度公式可以求出上升的时间,结合自由落体运动的位移公式可以求出下落的时间。
15.【答案】(1)解:高中生匀加速过程有
解得
s
根据
解得
(2)解:设匀速阶段经历时间,高中追上车头,汽车运动位移
学生运动位移
汽车、学生位移满足
联立上述方程,解得
s
故,学生能够追上,耗时
s
(3)解:中老年人的速度设为v,经历时间t可以出现在汽车后视镜内,汽车位移
中老年人位移
两位移满足关系
联立,方程有两解
,
在后视镜中保留时间
代入解得
该中老年人想要乘车,其运动最小速度为。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;追及相遇问题
【解析】【分析】(1)高中生做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出加速的时间,结合位移公式可以求出加速的位移大小;
(2)当高中生追上车头时,利用匀加速直线运动的位移公式可以求出汽车运动的位移,结合汽车运动的位移可以求出学生追上汽车所花的时间;
(3)当中老年人做匀速运动,汽车做匀加速直线运动,利用两者的位移公式可以求出中老年人的速度大小。
(1)高中生匀加速过程有
解得
s
根据
解得
m
(2)设匀速阶段经历时间,高中追上车头,汽车运动位移
学生运动位移
汽车、学生位移满足
联立上述方程,解得
s
故,学生能够追上,耗时
s
(3)中老年人的速度设为v,经历时间t可以出现在汽车后视镜内,汽车位移
中老年人位移
两位移满足关系
联立,方程有两解
,
在后视镜中保留时间
代入解得
m/s
该中老年人想要乘车,其运动最小速度为m/s
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