章末素养测评(二)
1.C [解析] 伽利略对自由落体运动的研究过程的顺序为逻辑思维→猜想假设→数学推理→实验验证→合理外推,所以正确的顺序是⑤④①③②,故C正确.
2.C [解析] 由题知,相邻两帧画面的时间间隔Δt=0.001 s,小球经过最高的一层所用的时间t1=0.001×800 s=0.8 s,小球经过整栋楼所用的时间t总=2400×0.001 s=2.4 s,从最顶端释放时,初速度为零,加速度为重力加速度,则最高的一层高度x1=g,整栋楼高度x总=g,楼层数n=,联立解得n=9,故C正确.
3.B [解析] 设第4节车厢的车尾经过该工作人员时,速度大小为v1,根据-=2a4L,v2-=2a4L,解得v1=2 m/s,前4节车厢经过工作人员的时间t1=,后4节车厢经过工作人员的时间t2=,联立可得===,故选B.
4.A [解析] 将匀变速直线运动的位移—时间公式x=v0t+at2与x=-2t2+0.4t对比分析,可得初速度v0=0.4 m/s,加速度a=-4 m/s2,因加速度的方向与初速度的方向相反,故钉子做匀减速直线运动,A正确,B错误;钉子向下减速到速度为零所用的时间为t==0.1 s,故钉子在前0.15 s内的位移大小等于在前0.1 s内的位移大小,x==0.02 m,C错误;前0.01 s内钉子的速度变化量大小为Δv=|a|Δt=0.04 m/s,D错误.
5.D [解析] 当物体的大小、形状对研究的问题影响很小可以忽略时,可以将物体视为质点.研究起跑动作时,小明的动作、姿态对研究的问题有影响,若将小明视为质点则问题无法研究,A错误;v-t图像与横坐标轴围成的面积表示位移,由图像可知,0~t1内训练前位移较大,由平均速度公式=可知,训练前平均速度较大,B错误;v-t图像与横坐标轴围成的面积表示位移,由图像可知,0~t2内训练前后v-t图像与横坐标轴围成的面积不相等,即小明训练前后跑过的距离不相等,C错误;由图像可知,经过训练,t3时刻后小明速度仍然增大,故t3时刻后小明仍做加速运动,D正确.
6.C [解析] 由图像可知,全过程的位移大小为x1+x2,故A错误;为全过程的平均速度,入水时的速度为全过程中最大速度,所以入水时的速度大于,故B错误;设入水后的加速度大小为a,根据速度—位移关系得2gx1=v2=2ax2,解得a=g,故C正确;设在水中减速运动的时间为t,根据at2=x2,解得t=,故D错误.
7.B [解析] 战斗机需在甲板上滑行的时间为t== s=3 s,故A错误;战斗机在甲板上滑行的距离为x=t=×3 m=135 m,故B正确;由B项知战斗机相对于地面的位移大小为135 m,战斗机从被弹出到起飞的过程中假设航空母舰沿战斗机起飞方向航行的位移为x0,则战斗机相对甲板滑行的距离为d=135 m-x0,故C错误;战斗机在航空母舰上加速运动过程,涉及跑道的长度,故航空母舰不可以看成质点,故D错误.
8.CD [解析] 根据图像可知,甲按时起跑,x-t图像的斜率表示速度,甲的图像是曲线,表示甲做变速直线运动,但不一定是匀加速运动,A错误;根据图像可知,甲和丙是从t=0时刻起跑的,乙是从t=0.5 s时刻起跑的,故乙晚跑的时间为0.5 s,B错误;根据图像可知,t=0时刻丙距离出发点为1 m,乙、甲在出发点,故丙抢跑的距离为1 m,C正确;根据图像可知,甲到达百米赛跑终点所用时间最短,即甲第一个到达终点,D正确.
9.ACD [解析] B停下来所用的时间是t1== s=5 s,选项A正确;B停下来时前进的距离x2== m=25 m,选项B错误;在5 s时间内,A前进的距离x1=v1t1=4×5 m=20 m,所以B停下来时A还未追上B,此时A、B之间的距离Δx=x2-x1+x=12 m,A追上B还需要的时间t2== s=3 s,所以A追上B所用的时间是t=t1+t2=5 s+3 s=8 s,选项C、D正确.
10.BD [解析] 设火箭与试验炸弹分离时的速度为v,则h=t,解得v=200 m/s,则火箭携带试验炸弹上升阶段的加速度大小为a==10 m/s2,选项A错误;试验炸弹预定爆炸点的高度为H=h+=4000 m,选项B正确;试验炸弹上升至距地面的高度为3200 m时,即从与火箭分离后再上升1200 m,有h'=vt'-gt'2,解得t'=(20-4) s,即试验炸弹上升至距地面高度为3200 m时,经历的时间为t总=t+t'=(40-4) s,选项C错误;为防止危险发生,在试验炸弹与火箭分离时,以v0=250 m/s的初速度竖直向上发射一枚炮弹进行拦截,若试验失败,炸弹未爆炸,则它们相遇时满足v0t″-gt″2-(vt″-gt″2)=h,解得t″=40 s,试验炸弹从与火箭分离到上升至最高点所用的时间为t1==20 s,从最高点落地所用的时间t2==20 s,由于t111.(1)电火花计时器 交流220 V (2)B (3)①0.721 ②如图所示
③0.80(0.75~0.85范围内均可)
[解析] (1)图乙中有墨粉纸盘,所以是电火花计时器;电火花计时器电源采用的是交流220 V.
(2)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,为了使小车做匀变速直线运动,轨道末端滑轮高度应调节至使细线与轨道平行,故选B.
(3)①相邻计数点间的时间间隔为T==0.1 s,打下F点时小车的瞬时速度等于在E、G两点间的平均速度,即vF==×10-2 m/s=0.721 m/s;
②描点作图,使尽可能多的点拟合到一条直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧;
③v-t图像的斜率表示加速度,所以小车的加速度为a== m/s2=0.80 m/s2.
12.(1)小钢球 (2)①③④② (3)9.61(9.5~9.7均可)
[解析] (1)要测量当地的重力加速度,需要尽量减小空气阻力的影响,所以密度大、体积小的小钢球最适合.
(2)要完成实验,首先应该将刻度尺竖直固定在墙上,安装好三脚架,调整好手机摄像头的位置,因为下落时间很短,所以一定要先打开摄像头开始摄像,然后再将小球从刻度尺旁由静止释放,故顺序为①③④②.
(3)由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50 cm、26.50 cm、77.20 cm,小球做自由落体运动,根据Δx=gT2可得g== m/s2=9.61 m/s2.
13.(1)5 m (2)1.4 s (3)12 m/s
[解析] (1)根据题意可知,运动员做自由落体运动,由公式h=gt2可得,第1 s内自由下落的高度为h=×10×12 m=5 m
(2)根据题意,由公式h=gt2可得,从双脚离开跳台到双脚入水的时间为t== s=1.4 s
(3)根据题意,由公式h=gt2可得,跳水运动员入水前最后0.5 s内的位移为Δh=10 m-g(t-0.5)2=6 m
则运动员入水前最后0.5 s内的平均速度大小==12 m/s
14.(1)10 m/s (2) s (3) s
[解析] (1)因层高均为2.5 m,所以第31楼的地面到1楼地面的高度为h=30×2.5 m=75 m,设木杆下端到达地面时的速度为v,根据自由落体运动规律有v2=2gh
解得v=10 m/s
(2)木杆由静止开始做自由落体运动,木杆下端到达封闭阳台上边缘用时t下== s= s
木杆上端到达封闭阳台上边缘用时t上== s= s
则木杆通过封闭阳台上边缘所用的时间t1=t上-t下= s
(3)木杆下端到达封闭阳台上边缘用时t下= s
木杆上端离开封闭阳台下边缘用时t'上== s= s
则木杆通过封闭阳台所用的时间t2=t'上-t下= s
15.(1)128 m 36 s (2) m
[解析] (1)根据题意,由运动学公式v=v0+at可得,匀减速的时间为
t1== s=8 s
由运动学公式v2-=2ax可得,匀减速的位移为
x1== m=64 m
停止时间t2=20 s,位移为零,加速阶段与减速阶段的位移与时间相同,故有
x=2x1=2×64 m=128 m
t=2t1+t2=2×8 s+20 s=36 s
(2)根据题意,由运动学公式v=v0+at可知,过ETC通道的车辆减速和加速的时间均为t3==6 s
由运动学公式x=t可得,匀减速和匀加速的位移均为
x3=t3=60 m
设在ETC通道匀速运动时间为t4,经过相同的路程,在人工通道需要匀速运动时间为t5,则根据时间关系可知,2t3+t4+t0=t+t5
根据通过的总路程相同可得
2x3+v2t4=x+v1t5
联立可得t4= s, t5= s
则汽车在ETC通道匀速行驶的距离为
x4=v2t4= m章末素养测评(二)
第二章 匀变速直线运动的研究
一、单项选择题
1.[2023·辽宁大连八中月考] 回顾伽利略对自由落体运动的研究过程,判定下列研究过程排序正确的是( )
①数学推理:如果v∝t,初速度为零的匀变速直线运动应符合x∝t2
②合理外推:当倾角等于90°时,变为自由落体运动
③实验验证:小球在斜面上运动符合x∝t2,是匀加速直线运动
④猜想假设:自由落体运动是最简单的变速运动,即v∝t
⑤逻辑思维:利用逻辑推理说明重物与轻物下落得同样快
A.④⑤③①② B.④⑤③②①
C.⑤④①③② D.⑤④③①②
2.[2023·广西南宁二中月考] 高速摄像机能够拍摄清晰的视频来记录高速运动物体的运动情况,其原理是每隔相同的时间拍摄一张照片,称为一帧,将每一帧画面按照时间先后顺序播放,形成我们看到的视频.某同学从楼顶由静止释放一小球,并用高速摄像机拍摄到小球从释放到落地的全过程.已知拍摄相邻两帧画面的时间间隔为0.001 s,利用软件将视频中的每一帧画面提取出来,数出小球经过最高的一层时,共801帧画面,经过整栋楼时,共2401帧画面.若每层楼高度相同,忽略空气阻力,g取10 m/s2,则该栋楼的楼层数为( )
A.3 B.8 C.9 D.10
3.[2023·安徽合肥期中] “复兴号”动车组一共有8节车厢,某趟列车从丽水市高铁站开出做初速度为零的匀加速运动,车头经过路边一位保持不动的工作人员时速度大小为2 m/s, 整趟列车车尾经过该工作人员时速度大小为6 m/s.每节车厢的长度相等,则前4节车厢经过工作人员的时间与后4节车厢经过工作人员的时间之比为( )
A. B. C.-1 D.+1
4.[2023·湖北黄冈中学月考] 如图所示为劳动生产中钉钉子的情景.若某次敲击过程中,钉子竖直向下运动的位移x(m)随时间t(s)变化的规律为x=-2t2+0.4t,则在本次敲击过程中,下列说法正确的是( )
A.钉子的初速度大小为0.4 m/s
B.钉子做匀加速直线运动
C.前0.15 s内,钉子的位移大小为0.015 m
D.前0.01 s内,钉子的速度变化量大小为0.008 m/s
5.[2023·浙江嘉兴一中月考] 科学训练可提升运动成绩,小明在体训前、后百米全程测试中,v-t图像分别如图所示,则( )
A.研究起跑动作时可把小明视为质点
B.0~t1内,训练后小明的平均速度大
C.0~t2内,训练前后小明跑过的距离相等
D.经过训练,t3时刻后小明仍做加速运动
6.[2023·福建三明一中月考] 在东京奥运会女子单人10米跳台跳水决赛中,中国选手全红婵夺冠.如图所示为全红婵从跳水的最高点到入水最深处的位移—时间图像,已知入水前全红婵做自由落体运动,入水后做匀减速直线运动.图上x1、x2、t0均为已知量,重力加速度为g,由此可知( )
A.全过程的位移大小为x1-x2
B.入水时的速度大小为
C.入水后的加速度大小为g
D.在水中减速运动的时间为
7.[2023·浙江台州中学月考] “福建舰”是中国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板.假设某战斗机在跑道上加速时加速度大小为10 m/s2,弹射系统向战斗机提供的初速度大小为30 m/s,当战斗机速度达到60 m/s时能离开航空母舰起飞,战斗机在跑道上的运动可视为匀加速直线运动.下列说法正确的是( )
A.航空母舰静止,战斗机需在甲板上滑行6 s起飞
B.航空母舰静止,战斗机需在甲板上滑行135 m起飞
C.若航空母舰沿战斗机起飞方向航行,战斗机需相对甲板滑行135 m起飞
D.战斗机在航空母舰上加速运动过程,航空母舰可以看成质点
二、多项选择题
8.[2023·湖南长沙一中月考] 设想百米赛跑中,甲、乙、丙三个运动员的运动位移—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲按时起跑,且一定做匀加速运动
B.乙抢跑的时间为0.5 s
C.丙抢跑的距离为1 m
D.甲第一个到达终点
9.[2023·广东中山一中期末] 如图所示,物体A、B相距x=7 m时,正以v1=4 m/s的速度向右匀速运动,而B此时正以v2=10 m/s的初速度向右匀减速运动,加速度大小为a=2 m/s2,下列说法正确的是( )
A.B停下来所用的时间是5 s
B.B停下时前进的距离是20 m
C.B停下时两物体相距12 m
D.A追上B所用的时间是8 s
10.[2023·北京二中月考] 科研人员正进行炸弹检测工作,一枚小火箭携带试验炸弹竖直发射升空(此阶段加速度a不变),经过20 s距地面的高度为2000 m,此时火箭与试验炸弹分离,预定炸弹在最高点爆炸,g取10 m/s2,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.火箭携带试验炸弹上升阶段的加速度大小为20 m/s2
B.试验炸弹预定爆炸点的高度为4000 m
C.试验炸弹上升至距地面的高度为3200 m时,经历的时间为30 s
D.为防止危险发生,在试验炸弹与火箭分离时,以v0=250 m/s的初速度竖直向上发射一枚炮弹进行拦截,若试验失败,炸弹未爆炸,则它们会在试验炸弹下降阶段相遇
三、实验题
11.[2023·浙江杭州期中] 图甲、图乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源采用的是 (填“交流8 V”“交流220 V”或“四节蓄电池”);
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是 ;
(3)该同学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A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出.
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下F点时小车的瞬时速度,并填入表格中(结果保留三位有效数字);
速度 vB vC vD vE vF
数值(m/s) 0.400 0.479 0.560 0.640
②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线;
③由速度—时间图像可得小车的加速度为 (结果保留两位小数).
12.小明同学在家自主开展实验探究,用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,
实验装置如图甲所示.
(1)小明家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是 .
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是 (填各步骤前的序号).
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球,从刻度尺旁由静止释放
③手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能,开始摄像
(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如图乙所示.已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 s,刻度尺的分度值是1 mm,由此测得重力加速度为 m/s2.
乙
四、计算题
13.跳水新星全红婵创女子10米跳台历史最高分记录,夺得奥运会跳水冠军.在冠军的背后有着艰辛的努力和付出,运动员在一次平时的训练前的试水热身运动中,保持直立姿势从10 m跳台双脚朝下自由落下,不计空气阻力,取=1.4,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)第1 s内自由下落的高度h;
(2)从双脚离开跳台到双脚入水的时间t;
(3)跳水运动员入水前最后0.5 s内的平均速度大小.(保留2位有效数字)
14.[2023·河南新乡一中月考] 一幢高层商住楼的层高均为2.5 m,现让一根长为2 m的木杆下端与第31楼的地面齐平,然后将木杆由静止释放,运动途中木杆通过第24楼1.5 m高的封闭阳台(阳台下边缘与第24楼地面平齐),不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)木杆下端到达地面时的速度大小.
(2)木杆通过封闭阳台上边缘所用的时间t1.
(3)木杆通过封闭阳台所用的时间t2.
15.[2023·重庆八中月考] 如图甲,目前高速公路收费处,有ETC通道和人工通道.在ETC收费通道,车主只要在车辆前挡风玻璃上安装感应卡并预存费用,通过收费站时便不用人工缴费,也无需停车,高速通行费将从卡中自动扣除,即能够实现自动收费.如图乙,假设一辆汽车以正常行驶速度v1=16 m/s朝收费站沿直线行驶,如果过ETC通道,需要在收费站中心线前匀减速至v2=4 m/s,然后以该速度匀速行驶一段距离到达中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费通道,汽车以v1开始减速,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过20 s缴费后,再匀加速至v1正常行驶.设汽车在匀减速和匀加速过程中的加速度大小均为2 m/s2.
(1)汽车过人工收费通道,从减速开始,到收费后加速至v1,总共通过的路程和所需时间是多少
(2)若汽车通过ETC通道比人工收费通道节约时间t0=21 s,求汽车在ETC通道匀速行驶的距离.(共39张PPT)
章末素养测评(二)
◆ 测评卷 第二章 匀变速直线运动的研究
一、单项选择题
二、多项选择题
三、实验题
四、计算题
一、单项选择题
测 评 卷
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1. [2023·辽宁大连八中月考] 回顾伽利略对自由落体运动的研究过程,判定下列研究过程排序正确的是 ( )
①数学推理:如果v∝t,初速度为零的匀变速直线运动应符合x∝t2
②合理外推:当倾角等于90°时,变为自由落体运动
③实验验证:小球在斜面上运动符合x∝t2,是匀加速直线运动
④猜想假设:自由落体运动是最简单的变速运动,即v∝t
⑤逻辑思维:利用逻辑推理说明重物与轻物下落得同样快
A.④⑤③①② B.④⑤③②①
C.⑤④①③② D.⑤④③①②
C
测 评 卷
[解析] 伽利略对自由落体运动的研究过程的顺序为逻辑思维→猜想假设→数学推理→实验验证→合理外推,所以正确的顺序是⑤④①③②,故C正确.
①数学推理:如果v∝t,初速度为零的匀变速直线运动应符合x∝t2
②合理外推:当倾角等于90°时,变为自由落体运动
③实验验证:小球在斜面上运动符合x∝t2,是匀加速直线运动
④猜想假设:自由落体运动是最简单的变速运动,即v∝t
⑤逻辑思维:利用逻辑推理说明重物与轻物下落得同样快
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2. [2023·广西南宁二中月考] 高速摄像机能够拍摄清晰的视频来记录高速运动物体的运动情况,其原理是每隔相同的时间拍摄一张照片,称为一帧,将每一帧画面按照时间先后顺序播放,形成我们看到的视频.某同学从楼顶由静止释放一小球,并用高速摄像机拍摄到小球从释放到落地的全过程.已知拍摄相邻两帧画面的时间间隔为0.001 s,利用软件将视频中的每一帧画面提取出来,数出小球经过最高的一层时,共801帧画面,经过整栋楼时,共2401帧画面.若每层楼高度相同,忽略空气阻力,g取10 m/s2,则该栋楼的楼层数为( )
A.3 B.8 C.9 D.10
测 评 卷
C
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
测 评 卷
[解析] 由题知,相邻两帧画面的时间间隔Δt=0.001 s,小球经过最高的一层所用的时间t1=0.001×800 s=0.8 s,小球经过整栋楼所用的时间t总=2400×0.001 s=2.4 s,从最顶端释放时,初速度为零,加速度为重力加速度,则最高的一层高度x1=g,整栋楼高度
x总=g,楼层数n=,联立解得n=9,故C正确.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
3. [2023·安徽合肥期中] “复兴号”动车组一共有8节车厢,某趟列车从丽水市高铁站开出做初速度为零的匀加速运动,车头经过路边一位保持不动的工作人员时速度大小为2 m/s,整趟列车车尾经过该工作人员时速度大小为6 m/s.每节车厢的长度相等,则前4节车厢经过工作人员的时间与后4节车厢经过工作人员的时间之比为 ( )
A. B. C.-1 D.+1
测 评 卷
B
[解析] 设第4节车厢的车尾经过该工作人员时,速度大小为v1,
根据-=2a4L,v2-=2a4L,解得v1=2 m/s,前4节车厢经过工作人员的时间t1=,后4节车厢经过工作人员的时间t2=,联立可得===,故选B.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
4. [2023·湖北黄冈中学月考] 如图所示为劳动生产中钉钉子的情景.若某次敲击过程中,钉子竖直向下运动的位移x(m)随时间t(s)变化的规律为x=-2t2+0.4t,则在本次敲击过程中,下列说法正确的是 ( )
A.钉子的初速度大小为0.4 m/s
B.钉子做匀加速直线运动
C.前0.15 s内,钉子的位移大小为0.015 m
D.前0.01 s内,钉子的速度变化量大小为0.008 m/s
测 评 卷
A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
测 评 卷
[解析] 将匀变速直线运动的位移—时间公式x=v0t+at2与x=-2t2+0.4t对比分析,可得初速度v0=0.4 m/s,加速度a=-4 m/s2,因加速度的方向与初速度的方向相反,故钉子做匀减速直线运动,A正确,B错误;
钉子向下减速到速度为零所用的时间为t==0.1 s,故钉子在前0.15 s内的位移大小等于在前0.1 s内的位移大小,x==0.02 m,C错误;
前0.01 s内钉子的速度变化量大小为Δv=|a|Δt=0.04 m/s,D错误.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
5. [2023·浙江嘉兴一中月考] 科学训练可提升运动成绩,小明在体训前、后百米全程测试中,v-t图像分别如图所示,则 ( )
A.研究起跑动作时可把小明视为质点
B.0~t1内,训练后小明的平均速度大
C.0~t2内,训练前后小明跑过的距离相等
D.经过训练,t3时刻后小明仍做加速运动
测 评 卷
D
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
测 评 卷
[解析] 当物体的大小、形状对研究的问题影响很小可以忽略时,可以将物体视为质点.研究起跑动作时,小明的动作、姿态对研究的问题有影响,若将小明视为质点则问题无法研究,A错误;
v-t图像与横坐标轴围成的面积表示位移,由图像可知,0~t1内
训练前位移较大,由平均速度公式=可知,训练前平均速度
较大,B错误;
v-t图像与横坐标轴围成的面积表示位移,由图像可知,0~t2内训练前后v-t图像与横坐标轴围成的面积不相等,即小明训练前后跑过的距离不相等,C错误;
由图像可知,经过训练,t3时刻后小明速度仍然增大,故t3时刻后小明仍做加速运动,D正确.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
6. [2023·福建三明一中月考] 在东京奥运会女子单人10米跳台跳水决赛中,中国选手全红婵夺冠.如图所示为全红婵从跳水的最高点到入水最深处的位移—时间图像,已知入水前全红婵做自由落体运动,入水后做匀减速直线运动.图上x1、x2、t0均为已知量,重力加速度为g,由此可知 ( )
A.全过程的位移大小为x1-x2
B.入水时的速度大小为
C.入水后的加速度大小为g
D.在水中减速运动的时间为
测 评 卷
C
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
测 评 卷
[解析] 由图像可知,全过程的位移大小为x1+x2,故A错误;
为全过程的平均速度,入水时的速度为全过程中最大速度,
所以入水时的速度大于,故B错误;
设入水后的加速度大小为a,根据速度—位移关系得2gx1=v2=2ax2,解得a=g,故C正确;
设在水中减速运动的时间为t,根据at2=x2,解得t=,故D错误.
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测 评 卷
7. [2023·浙江台州中学月考] “福建舰”是中国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板.假设某战斗机在跑道上加速时加速度大小为10 m/s2,弹射系统向战斗机提供的初速度大小为30 m/s,当战斗机速度达到60 m/s时能离开航空母舰起飞,战斗机在跑道上的运动可视为匀加速直线运动.下列说法正确的是( )
A.航空母舰静止,战斗机需在甲板上滑行6 s起飞
B.航空母舰静止,战斗机需在甲板上滑行135 m起飞
C.若航空母舰沿战斗机起飞方向航行,战斗机需相对甲板滑行135 m起飞
D.战斗机在航空母舰上加速运动过程,航空母舰可以看成质点
B
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测 评 卷
[解析] 战斗机需在甲板上滑行的时间为t== s=3 s,故A错误;
战斗机在甲板上滑行的距离为x=t=×3 m=135 m,故B正确;
由B项知战斗机相对于地面的位移大小为135 m,战斗机从被弹出到起飞的过程中假设航空母舰沿战斗机起飞方向航行的位移为x0,则战斗机相对甲板滑行的距离为d=135 m-x0,故C错误;
战斗机在航空母舰上加速运动过程,涉及跑道的长度,故航空母舰不可以看成质点,故D错误.
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8. [2023·湖南长沙一中月考] 设想百米赛跑中,甲、乙、丙三个运动员的运动位移—时间图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.甲按时起跑,且一定做匀加速运动
B.乙抢跑的时间为0.5 s
C.丙抢跑的距离为1 m
D.甲第一个到达终点
测 评 卷
二、多项选择题
CD
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测 评 卷
[解析] 根据图像可知,甲按时起跑,x-t图像的斜率表示速度,甲的图像是曲线,表示甲做变速直线运动,但不一定是匀加速运动,A错误;
根据图像可知,甲和丙是从t=0时刻起跑的,乙是从t=0.5 s时刻起跑的,故乙晚跑的时间为0.5 s,B错误;
根据图像可知,t=0时刻丙距离出发点为1 m,乙、甲在出发点,故丙抢跑的距离为1 m,C正确;
根据图像可知,甲到达百米赛跑终点所用时间最短,即甲第一个到达终点,D正确.
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9. [2023·广东中山一中期末] 如图所示,物体A、B相距x=7 m时,正以v1=4 m/s的速度向右匀速运动,而B此时正以v2=10 m/s的初速度向右匀减速运动,加速度大小为a=2 m/s2,下列说法正确的是 ( )
A.B停下来所用的时间是5 s
B.B停下时前进的距离是20 m
C.B停下时两物体相距12 m
D.A追上B所用的时间是8 s
测 评 卷
ACD
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测 评 卷
[解析] B停下来所用的时间是t1== s=5 s,选项A正确;
B停下来时前进的距离x2== m=25 m,选项B错误;
在5 s时间内,A前进的距离x1=v1t1=4×5 m=20 m,所以B停下来时A还未追上B,此时A、B之间的距离Δx=x2-x1+x=12 m,A追上B还需要的时间t2== s=3 s,所以A追上B所用的时间是t=t1+t2=5 s+3 s=8 s,选项C、D正确.
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测 评 卷
10. [2023·北京二中月考] 科研人员正进行炸弹检测工作,一枚小火箭携带试验炸弹竖直发射升空(此阶段加速度a不变),经过20 s距地面的高度为2000 m,此时火箭与试验炸弹分离,预定炸弹在最高点爆炸,g取10 m/s2,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.火箭携带试验炸弹上升阶段的加速度大小为20 m/s2
B.试验炸弹预定爆炸点的高度为4000 m
C.试验炸弹上升至距地面的高度为3200 m时,经历的时间为30 s
D.为防止危险发生,在试验炸弹与火箭分离时,以v0=250 m/s的初速度竖直向上发射一枚炮弹进行拦截,若试验失败,炸弹未爆炸,则它们会在试验炸弹下降阶段相遇
BD
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测 评 卷
[解析] 设火箭与试验炸弹分离时的速度为v,则h=t,解得v=200 m/s,则火箭携带试验炸弹上升阶段的加速度大小为a==10 m/s2,选项A错误;
试验炸弹预定爆炸点的高度为H=h+=4000 m,选项B正确;
试验炸弹上升至距地面的高度为3200 m时,即从与火箭分离后再上升1200 m,有h'=vt'-gt'2,解得t'=(20-4) s,即试验炸弹上升至距地面高度为3200 m时,经历的时间为t总=t+t'=(40-4) s,选项C错误;
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测 评 卷
为防止危险发生,在试验炸弹与火箭分离时,以v0=250 m/s的初速度竖直向上发射一枚炮弹进行拦截,若试验失败,炸弹未爆炸,则它们相遇时满足v0t″-gt″2-(vt″-gt″2)=h,解得t″=40 s,试验炸弹从与火箭分离到上升至最高点所用的时间为t1==20 s,从最高点落地所用的时间t2==20 s,由于t11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
11. [2023·浙江杭州期中] 图甲、图乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源采用的
是 (填“交流8 V”“交流220 V”或“四节蓄电池”);
测 评 卷
三、实验题
电火花计时器
交流220 V
[解析] 图乙中有墨粉纸盘,所以是电火花计时器;电火花计时器电源采用的是交流220 V.
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测 评 卷
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是 ;
B
[解析] 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,为了使小车做匀变速直线运动,轨道末端滑轮高度应调节至使细线与轨道平行,故选B.
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测 评 卷
(3)该同学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A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出.
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下F点时小车的瞬时速度,并填入表格中(结果保留三位有效数字);
速度 vB vC vD vE vF
数值(m/s) 0.400 0.479 0.560 0.640
0.721
[解析] 相邻计数点间的时间间隔为T==0.1 s,打下F点时小车的瞬时速度等于在E、G两点间的平均速度,即vF==×10-2 m/s=0.721 m/s;
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测 评 卷
②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线;
[解析] 描点作图,使尽可能多的点拟合到一条直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧;
[答案] 如图所示
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测 评 卷
③由速度—时间图像可得小车的加速度为 (结果保留两位小数).
0.80(0.75~0.85范围内均可)
[解析] v-t图像的斜率表示加速度,所以小车的加速度为a== m/s2=0.80 m/s2.
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12.小明同学在家自主开展实验探究,用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示.
(1)小明家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是 .
测 评 卷
小钢球
[解析] 要测量当地的重力加速度,需要尽量减小空气阻力的影响,所以密度大、体积小的小钢球最适合.
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测 评 卷
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是 (填各步骤前的序号).
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球,从刻度尺旁由静止释放
③手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能,开始摄像
①③④②
[解析] 要完成实验,首先应该将刻度尺竖直固定在墙上,安装好三脚架,调整好手机摄像头的位置,因为下落时间很短,所以一定要先打开摄像头开始摄像,然后再将小球从刻度尺旁由静止释放,故顺序为①③④②.
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测 评 卷
(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如图乙所示.已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 s,刻度尺的分度值是1 mm,由此测得重力加速度
为 m/s2.
9.61(9.5~9.7均可)
[解析] 由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50 cm、26.50 cm、77.20 cm,小球做自由落体运动,根据Δx=gT2可得g== m/s2
=9.61 m/s2.
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四、计算题
13.跳水新星全红婵创女子10米跳台历史最高分记录,夺得奥运会跳水冠军.在冠军的背后有着艰辛的努力和付出,运动员在一次平时的训练前的试水热身运动中,保持直立姿势从10 m跳台双脚朝下自由落下,不计空气阻力,取=1.4,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)第1 s内自由下落的高度h;
[答案] 5 m
[解析] 根据题意可知,运动员做自由落体运动,由公式h=gt2可得,第1 s内自由下落的高度为h=×10×12 m=5 m
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13.跳水新星全红婵创女子10米跳台历史最高分记录,夺得奥运会跳水冠军.在冠军的背后有着艰辛的努力和付出,运动员在一次平时的训练前的试水热身运动中,保持直立姿势从10 m跳台双脚朝下自由落下,不计空气阻力,取=1.4,重力加速度g取10 m/s2.求:
(2)从双脚离开跳台到双脚入水的时间t;
[答案] 1.4 s
[解析] 根据题意,由公式h=gt2可得,从双脚离开跳台到双脚入水的时间为t== s=1.4 s
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13.跳水新星全红婵创女子10米跳台历史最高分记录,夺得奥运会跳水冠军.在冠军的背后有着艰辛的努力和付出,运动员在一次平时的训练前的试水热身运动中,保持直立姿势从10 m跳台双脚朝下自由落下,不计空气阻力,取=1.4,重力加速度g取10 m/s2.求:
(3)跳水运动员入水前最后0.5 s内的平均速度大小.(保留2位有效数字)
[答案] 12 m/s
[解析] 根据题意,由公式h=gt2可得,跳水运动员入水前最后0.5 s内的位移为
Δh=10 m-g(t-0.5)2=6 m
则运动员入水前最后0.5 s内的平均速度大小==12 m/s
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测 评 卷
14. [2023·河南新乡一中月考] 一幢高层商住楼的层高均为2.5 m,现让一根长为2 m的木杆下端与第31楼的地面齐平,然后将木杆由静止释放,运动途中木杆通过第24楼1.5 m高的封闭阳台(阳台下边缘与第24楼地面平齐),不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)木杆下端到达地面时的速度大小.
[答案] 10 m/s
[解析] 因层高均为2.5 m,所以第31楼的地面到1楼地面的高度为h=30×2.5 m=75 m,设木杆下端到达地面时的速度为v,根据自由落体运动规律有v2=2gh
解得v=10 m/s
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测 评 卷
14. [2023·河南新乡一中月考] 一幢高层商住楼的层高均为2.5 m,现让一根长为2 m的木杆下端与第31楼的地面齐平,然后将木杆由静止释放,运动途中木杆通过第24楼1.5 m高的封闭阳台(阳台下边缘与第24楼地面平齐),不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(2)木杆通过封闭阳台上边缘所用的时间t1.
[答案] s
[解析] 木杆由静止开始做自由落体运动,木杆下端到达封闭阳台上边缘用时t下==
s= s，木杆上端到达封闭阳台上边缘用时t上== s
= s，则木杆通过封闭阳台上边缘所用的时间t1=t上-t下= s
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14. [2023·河南新乡一中月考] 一幢高层商住楼的层高均为2.5 m,现让一根长为2 m的木杆下端与第31楼的地面齐平,然后将木杆由静止释放,运动途中木杆通过第24楼1.5 m高的封闭阳台(阳台下边缘与第24楼地面平齐),不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(3)木杆通过封闭阳台所用的时间t2.
[答案] s
[解析] 木杆下端到达封闭阳台上边缘用时t下= s
木杆上端离开封闭阳台下边缘用时t'上== s= s
则木杆通过封闭阳台所用的时间t2=t'上-t下= s
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测 评 卷
15. [2023·重庆八中月考] 如图甲,目前高速公路收费处,有ETC通道和人工通道.在ETC收费通道,车主只要在车辆前挡风玻璃上安装感应卡并预存费用,通过收费站时便不用人工缴费,也无需停车,高速通行费将从卡中自动扣除,即能够实现自动收费.如图乙,假设一辆汽车以正常行驶速度v1=16 m/s朝收费站沿直线行驶,如果过ETC通道,需要在收费站中心线前匀减速至v2=4 m/s,然后以该速度匀速行驶一段距离到达中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费通道,汽车以v1开始减速,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过20 s缴费后,再匀加速至v1正常行驶.设汽车在匀减速和匀加速过程中的加速度大小均为2 m/s2.
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测 评 卷
(1)汽车过人工收费通道,从减速开始,到收费后加速至v1,总共通过的路程和所需时间是多少
[答案] 128 m 36 s
[解析] 根据题意,由运动学公式v=v0+at可得,
匀减速的时间为 t1== s=8 s
由运动学公式v2-=2ax可得,匀减速的位移为 x1== m=64 m
停止时间t2=20 s,位移为零,加速阶段与减速阶段的位移与时间相同,故有
x=2x1=2×64 m=128 m
t=2t1+t2=2×8 s+20 s=36 s
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测 评 卷
(2)若汽车通过ETC通道比人工收费通道节约时间t0=21 s,求汽车在ETC通道匀速行驶的距离.
[答案] m
[解析] 根据题意,由运动学公式v=v0+at可知,过ETC通道
的车辆减速和加速的时间均为t3==6 s，由运动学公式x=t可得,匀减速和匀加速的位移均为 x3=t3=60 m，设在ETC通道匀速运动时间为t4,经过相同的路程,在人工通道需要匀速运动时间为t5,则根据时间关系可知,2t3+t4+t0=t+t5，根据通过的总路程相同可得 2x3+v2t4=x+v1t5，联立可得t4= s, t5= s，则汽车在ETC通道匀速行驶的距离为 x4=v2t4= m
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