期中学业水平检测 习题及解析

期中学业水平检测
注意事项
1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。
2.无特殊说明,本试卷中g取10 m/s2。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.2021年6月17日9时22分,搭载中国“神舟十二号”载人飞船的“长征二号”F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,之后,飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波三名航天员送入太空。下列说法正确的是(　　)
A.“2021年6月17日9时22分”指的是时间
B.调整“神舟十二号”飞船的运行姿态时可以将飞船看成质点
C.“神舟十二号”飞船在发射升空阶段的加速度方向竖直向上,它的返回舱在返回地面阶段着陆前的加速度方向竖直向下
D.发射升空过程中飞船内的聂海胜看到刘伯明、汤洪波两名航天员相对自己静止不动
2.如图所示是描述一个小球从水平桌面正上方的一点无初速度自由下落,与桌面经多次碰撞后,最终静止在桌面上的运动过程,则图线反映的是下列哪个物理量随时间的变化过程(　　)
A.位移　　　B.路程
C.速度　　　D.速度的变化率
3.一辆警车在平直的公路上以40 m/s的速度巡逻,突然接到报警,在前方不远处有歹徒抢劫,该警车要尽快赶到出事地点且到达出事地点时的速度也为40 m/s,有三种行进方式:a.一直匀速直线运动;b.先减速再加速;c.先加速再减速,则(　　)
A.a种方式先到达　　　
B.b种方式先到达
C.c种方式先到达　　　
D.条件不足,无法确定
4.一只海燕正在做匀变速直线运动,下列说法中正确的是(　　)
A.海燕的速度与时间成正比
B.海燕的位移必与时间的平方成正比
C.海燕的速度在一段时间内的变化量与这段时间成正比
D.若是匀加速运动,位移和速度随时间增加;若是匀减速运动,位移和速度随时间减小
5.利用传感器与计算机结合,可以自动得出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到运动小车的速度-时间图像如图所示,由此图像可知(　　)
A.18 s时的加速度大于13 s时的加速度
B.小车做曲线运动
C.13 s末小车距离出发点最远
D.小车前10 s内的平均速度比后10 s内的大
6.一名消防队员在训练中,沿着长为12 m的竖直立在地面上的钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍,下滑的总时间为3 s,那么该消防队员(　　)
A.下滑过程中的最大速度为8 m/s
B.加速与减速运动过程中平均速度之比为2∶1
C.加速与减速运动过程的时间之比为1∶3
D.加速与减速运动过程的位移大小之比为1∶4
7.如图所示,物体沿abcd做匀减速直线运动,依次经过a、b、c、d四个点。已知物体经ab、bc、cd的时间之比为1∶2∶3,且ab=x1,cd=x2,则bc段的距离为(　　)
A.　　　B.
C.　　　D.
8.滴水法测重力加速度的过程是这样的:让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整水龙头,使得听到前一滴水滴到盘子上的声音时,后一滴水恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始计时,测出n次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h,即可算出重力加速度。设人耳能区别两个声音的时间为0.1 s,声速为340 m/s,重力加速度为g,则(　　)
A.水龙头与人耳的距离至少为34 m
B.水龙头与盘子的距离至少为34 m
C.重力加速度的计算式为
D.重力加速度的计算式为
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的x-t图像如图所示。其中甲的图线为一直线,乙的图线为抛物线,且t1时刻为抛物线的最低点,0~t2时间内,下列说法正确的是(　　)
A.乙物体先向负方向运动,t1时刻以后向正方向运动
B.乙的速度和加速度都是先减小后增大
C.t2时刻,乙物体追上甲
D.t1时刻,两者相距最远
10.如图所示,t=0时刻,一物体以v0=10 m/s的初速度沿光滑斜面向上运动,加速度大小为2 m/s2,冲上最高点之后,又以相同的加速度沿斜面向下运动,则物体(　　)
A.第2 s末的速度大小为4 m/s
B.前3 s内运动的路程为21 m
C.第5 s末的加速度为0
D.前7 s内的位移大小为21 m
11.如图甲为某高速公路出口的ETC通道示意图。一汽车驶入通道,到达O点的速度v0=22 m/s,此时开始减速,到达M时速度减至v=6 m/s,并以6 m/s的速度匀速通过MN区,汽车从O运动到N共用时10 s,v-t图像如图乙所示,则下列计算正确的是(　　)
A.汽车做减速运动的加速度大小a=4 m/s2
B.经过O、M间中点的速度为14 m/s
C.O、M间的距离为56 m
D.汽车在ON段的平均速度大小为9.2 m/s
12.如图是用频闪周期为t的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理,下列说法中正确的是(　　)
A.一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶4∶9
B.一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶3∶5
C.苹果下落的加速度大小为
D.羽毛下落到C点时的速度大小为
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(6分)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点。各测量点到0测量点间的距离如图甲所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s,试完成下面问题。
甲
(1)根据纸带上各个测量点间的距离,该同学已将1、2、3、5点对应的瞬时速度进行计算并填入表中,请你将打下点4时的速度填入表中。(结果保留三位有效数字)
测量点 1 2 3 4 5
速度/(m·s-1) 0.165 0.214 0.263 0.363
(2)在图乙所示的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图像。
乙
(3)由图像求出小车的加速度a=　　　　m/s2。
14.(6分)图甲为用打点计时器“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示。
甲
(1)O、D间的距离为　　　　cm。
(2)图乙是根据实验数据绘出的x-t2图线(x为各计数点至同一起点的距离),斜率表示　　　　　　　,其加速度a大小为　　　　m/s2(保留三位有效数字)。
乙
15.(8分)物体沿斜面由静止滚下,依次经过A、B、C三点,若物体做匀变速直线运动,AB=3 m,BC=5 m,已知物体从A到B与从B到C所用的时间均为2 s,求:
(1)物体运动的加速度;
(2)物体到达C点的速度。
16.(9分)在瑞安站附近的某段平直的铁路上,一列以90 m/s的速度高速行驶的列车某时刻开始匀减速行驶,5 min后恰好停在瑞安站,并在该车站停留2 min,随后匀加速驶离车站,经8.1 km后恢复到90 m/s。
(1)求列车减速过程中的位移大小;
(2)求列车驶离车站过程中加速到90 m/s所用时间。
17.(12分)在游乐场中,有一台大型游戏机叫“跳楼机”,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处,然后由静止释放,座椅沿轨道自由下落一段时间后,开始受到压缩空气提供的恒定阻力作用而做匀减速运动,下落到离地面4.0 m高处速度刚好减小到零,下落全过程经历的时间为6 s。
(1)求座椅被释放后自由下落的高度和时间;
(2)在匀减速运动阶段,游客的加速度大小是多少
18.(15分)私家车走入千家万户,城市交通的压力倍增,大力发展公共交通,倡导绿色出行,是解决交通堵塞的好办法。某日早上7点,张老师要坐公交车去学校,他向一公交车站走去,突然发现一辆公交车正从身旁平直的公路同向驶过,此时,他的速度是1 m/s,公交车匀速行驶的速度是15 m/s,他们距车站的距离为60 m。公交车在行驶到距车站15 m处开始刹车,刚好到车站停下,停车时间10 s。张老师跑步的最大速度可达到5 m/s,并能坚持一段时间,跑步的加速度最大可达到 2 m/s2。
(1)若公交车刹车过程视为做匀减速直线运动,其加速度大小是多少
(2)张老师想早点到学校,试计算分析,张老师能否赶上这班公交车
答案全解全析
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1.D　“2021年6月17日9时22分”指的是时刻,A错误;调整“神舟十二号”飞船的运行姿态时不能将飞船看成质点,B错误;返回舱在返回地面阶段着陆前需要减速,加速度方向竖直向上,C错误;发射升空过程中,刘伯明、汤洪波两名航天员相对聂海胜静止不动,D正确。故选D。
2.A　路程随时间是一直增加的,故B不符合题意;速度最终等于零,故C不符合题意;速度的变化率为加速度,在空中运动时总等于g,故D不符合题意,只有A对。
3.C　a.一直做匀速直线运动,平均速度为40 m/s,b.先减速再加速,平均速度小于40 m/s,c.先加速再减速,平均速度大于40 m/s。根据x=vt,知c种方式运动时间最短,b种方式运动时间最长,故C正确。
4.C　根据v=v0+at可知,当初速度为零时,速度与时间成正比,海燕的初速度不一定为零,速度与时间是一次函数关系,不一定是正比关系,A错误;根据x=v0t+at2可知,当初速度为零时,位移与时间的平方成正比,海燕的初速度不一定为零,位移与时间的平方不一定成正比关系,B错误;根据Δv=aΔt可知,在一段时间内海燕的速度的变化量与这段时间成正比,C正确;若是匀加速运动,位移和速度均随时间增加,若是匀减速运动,位移随时间增加,速度随时间减小,D错误。
5.A　由v-t图像中图线的斜率大小表示物体的加速度大小,可知18 s时小车的加速度大于13 s时小车的加速度,选项A正确;v-t图像只能表示直线运动,选项B错误;小车在0~20 s内速度方向不变,20 s时小车距出发点最远,选项C错误;由v-t图线与时间轴围成的面积表示物体在这段时间内的位移,知小车前10 s内的位移小于后10 s内的位移,由=知小车前10 s内的平均速度比后10 s内的小,选项D错误。
6.A　设下滑过程中的最大速度为v,则消防队员下滑的位移x=t,可得v== m/s=8 m/s,A正确;加速与减速运动过程中的平均速度都为,平均速度之比为1∶1,B错误;由v=a1t1=a2t2,加速时的加速度大小a1是减速时加速度大小a2的2倍,所以加速与减速运动过程的时间之比为1∶2,C错误;加速与减速运动过程的平均速度大小相等,位移大小之比等于时间之比,为1∶2,故D错误。
7.A　将bc段分成时间相等的两段,位移分别为x2'、x3',将cd段分成时间相等的三段,位移分别为x4'、x5'、x6'。设每一段时间为T,根据匀变速直线运动的推论知x2'=x1+aT2,x3'=x1+2aT2,x4'=x1+3aT2,x5'=x1+4aT2,x6'=x1+5aT2,可知xbc=x2'+x3'=2x1+3aT2,x2-x1=(x4'+x5'+x6')-x1=3x1+12aT2-x1=2x1+12aT2,可知aT2=,联立解得xbc=,故选A。
8.D　只要水滴下的时间超过0.1 s,人耳就能分辨出两滴水的击盘声,而和水龙头与人耳的距离无关,在0.1 s内,水滴下落的距离x=g=×10×0.12 m=0.05 m,即水龙头与盘子的距离至少应为0.05 m,故A、B错误;n次响声对应(n-1)个水滴下落用的时间,所以每个水滴下落的时间为t'=,由h=gt'2得g==,故C错误,D正确。
9.AC　在位移-时间图像中,图线的斜率表示速度,由图像可知,乙的斜率先负后正,则乙物体先向负方向运动,t1时刻以后向正方向运动,A正确;乙的图线为抛物线,则乙做匀变速直线运动,加速度不变,B错误;图线的交点表示相遇,t2时刻之前甲在乙的前面,则t2时刻,乙物体追上甲,C正确;两物体共速的时候,两者距离最远或者最近,图中两条线的斜率表示速度,因此根据图像可知t1时刻之后的某个时刻,甲、乙两运动图线斜率相同处,两者相距最远,D错误。
10.BD　物体沿光滑斜面向上的运动为末速度为零的匀减速直线运动,沿光滑斜面向下的运动为初速度为零的匀加速直线运动。根据vt=v0+at可知物体沿斜面向上运动的时间t上== s=5 s,第5 s末物体的速度为0,加速度不变,大小仍为2 m/s2,故C错误;第2 s末物体的速度大小为v2=v0+at2=10 m/s+(-2)×2 m/s=6 m/s,故A错误;前3 s内物体的位移大小等于路程,为l=s3=v0t3+a=10×3 m+×(-2)×32 m=21 m,故B正确;根据-=2as可知,物体前5 s的位移为s5== m=25 m,5~7 s物体做初速度为零的匀加速直线运动,s5~7=a't2=×2×22 m=4 m,前7 s内的位移大小为s7=s5-s5~7=25 m-4 m=21 m,故D正确。
11.ACD　根据速度-时间图像可知,汽车减速运动的加速度大小a= m/s2=4 m/s2,故A正确;根据v-t图线与时间轴围成的面积表示位移知,O、M间的距离x=×(6+22)×4 m=56 m,故C正确;设汽车经过OM中点的速度为v',根据匀变速直线运动的速度-位移公式有v'2-=-2a·,解得v'= m/s,故B错误;根据v-t图线与时间轴围成的面积为物体位移知,ON段的位移x'=(56+6×6) m=92 m,则汽车在ON段的平均速度== m/s=9.2 m/s,故D正确。
12.CD　由于题图是局部照片,A点不一定是起点,故不能根据初速度为零的匀变速直线运动的位移规律求解,A、B错误;由Δx=at2,可得a=,C正确;根据=,得vC=,D正确。
13.答案　(1)0.314(2分)
(2)如图所示(2分)
(3)0.540(0.530~0.550均可)(2分)
解析　(1)打下点4时的速度
v4= m/s≈0.314 m/s。
(2)描点作图,见答案图。
(3)根据图像得a= m/s2=0.540 m/s2。
14.答案　(1)1.20(2分)
(2)加速度的一半(2分)　0.840(2分)
解析　(1)O、D间的距离为1.20 cm。
(2)结合x-t2图线与匀变速直线运动的位移-时间关系式x=v0t+at2,知图线斜率为a,故加速度a=×2 m/s2=0.840 m/s2。
15.答案　(1)0.5 m/s2　(2)3 m/s
解析　(1)由Δx=aT2(2分)
解得a==0.5 m/s2(2分)
(2)物体经过B点的速度为AC段的平均速度,即
vB==2 m/s(2分)
由vC=vB+aT(1分)
得vC=3 m/s(1分)
16.答案　(1)13 500 m　(2)180 s
解析　(1)由运动学公式,可得
s0=×t=×300 m=13 500 m(2分)
(2)根据运动学公式,可得v2=2a2s(2分)
解得a2=0.5 m/s2(1分)
根据加速度定义式,可得v=a2t2(2分)
代入数据,得t2=180 s(2分)
17.答案　(1)7.2 m　1.2 s　(2)2.5 m/s2
解析　(1)设全过程下落高度为h,时间为t;自由落体阶段下落高度为h1,时间为t1,末速度为v;则有h1=t1(2分)
对匀减速运动阶段有h-h1=(t-t1)(2分)
由题可得h=40 m-4 m=36 m,t=6 s
联立解得v== m/s=12 m/s(2分)
自由下落阶段的下落高度为h1==7.2 m,时间为t1== s=1.2 s(2分)
(2)运用逆向思维,匀减速运动阶段可看作初速度为0、末速度为v、位移为h-h1的匀加速运动的逆运动,由v2=2ah得h-h1=(2分)
所以游客的加速度大小为
a== m/s2=2.5 m/s2(2分)
18.答案　(1)7.5 m/s2　(2)见解析
解析　(1)公交车距车站x1=15 m时开始刹车,公交车刹车时的初速度v0=15 m/s(1分)
设公交车刹车的加速度大小为a,根据匀变速直线运动的速度-位移公式可得
a== m/s2=7.5 m/s2(2分)
(2)公交车从与张老师相遇到开始刹车的时间
t1== s=3 s(2分)
公交车刹车过程中用时为
t2== s=2 s(2分)
张老师的最大加速度a'=2 m/s2,张老师以最大加速度达到最大速度需要的时间
t3== s=2 s(2分)
张老师加速过程中的位移为
x2=t3=×2 m=6 m(2分)
张老师以最大速度跑到车站用时
t4== s=10.8 s(2分)
则t3+t4=(2+10.8) s=12.8 s1