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运动描述及匀变速直线运动研究(不包含自由落体)
姓名: 班级: 考号: 座位号:
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,用黑色碳素笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共60分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,每小题6分;第7~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
单选题
1.下列物理单位符号所对应的物理量有可能是矢量的是( )
A.kg B.m/s C.s D.℃
2.第十五届全国运动会将于2025年11月9~21日在粤港澳三地举行,届时,广州将承担起盛大的开幕式,而深圳则将负责闭幕式。运动会中随处可见各种运动,例如竞走、跳伞、跳水、铅球运动等,关于运动的描述,下列说法正确的是( )
A.研究竞走运动员全程20公里的运动轨迹时,不可以把他视为质点
B.跳伞运动员下落时看到大地迎面而来,是选择大地为参考系
C.跳水运动员从起跳到入水过程中的路程就是位移的大小
D.铅球比赛中要求每次投掷需在90s内完成,90s指的是时间
3.2024年9月6日,海警1303舰艇编队在我国钓鱼岛领海内巡航。这是中国海警依法开展的维权巡航活动。下列说法正确的是( )
A.巡航舰的加速度不变,舰的速度不可能减小
B.巡航舰的加速度大,舰的速度一定变化得快
C.巡航舰的速度越大,舰的加速度一定越大
D.巡航舰速度变化量越大,舰的加速度一定越大
4.交警在处理某次交通事故时,把监控仪器记录的数据输入计算机,得到肇事汽车在平直路面上紧急刹车(且遇车轮抱死)过程中的位移随时间变化的规律为(x的单位是m,t的单位是s),则下列说法不正确的是( )
A.该汽车刹车的初速度为 B.该汽车刹车的加速度为
C.刹车后末的速度为 D.刹车后内的平均速度为
5.如图所示为物体的位移—时间图像,下列说法正确的是( )
A.物体在前内做单向直线运动
B.物体在内做匀速直线运动
C.物体在前内的平均速度为
D.物体在第内做减速运动
6.如图所示物体从点O出发,沿一直线做初速度为零的匀加速运动。已知通过AB、BC段时间各为1s,AB长为4.0m,BC长为6.0m,则下列说法中正确的是( )
A.它在B点的速度为4m/s
B.OA段的长度为m
C.通过OA段所需时间为1.5 s
D.它的加速度大小是3.0m/s2
多选题
7.若规定向东方向为位移的正方向,今有一个皮球停在水平面上某处,轻轻踢它一脚,使它向东做直线运动,经5m与墙相碰后又向西做直线运动,经7m后停下。则皮球在整个运动过程中的( )
A.路程是12m
B.路程是2m
C.位移是2m
D.位移是-2m
8.某校学生开展无线电定位“搜狐”比赛,甲、乙两人从如图所示地形的O点同时出发,并同时到达A点,两人的“搜狐”路径已在图中标出,则( )
A.两人的平均速度相等
B.甲的平均速度大于乙的平均速度
C.甲的路程大于乙的路程
D.甲的位移大于乙的位移
9.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小为10m/s。则在这1s内,下列说法中正确的是( )
A.速度变化量的大小一定等于6m/s B.速度变化量的大小可能等于6m/s
C.加速度的大小一定等于14m/s2 D.加速度的大小可能等于14m/s2
10.如图所示为某质点做直线运动的v-t图像,关于这个质点在4s内的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.质点始终向同一方向运动
B.4s内通过的路程为4m,而位移为零
C.4s末物体离出发点最远
D.2-4s质点做的是匀加速直线运动
非选择题:本题共5小题,共40分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
实验题
11.(6分)利用图中的气垫导轨测定滑块的加速度,滑块上安装了宽度的遮光板,滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间,可知:(本题计算结果均保留两位有效数字)
(1)滑块通过光电门1的速度 m/s;
(2)要提高测量的精确度,可适当 (填增大或缩小)遮光板的宽度;
(3)滑块的加速度 m/s2;
12.(10分)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,记录小车运动情况的一条纸带如图所示,A、B、C、D、E、F、G为计数点,每两个计数点间还有个点未画出,其中。
(1)电火花计时器使用频率为50Hz交流电,工作电压 V,打点周期是 s。
(2)根据纸带可判定物体做 直线运动(选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”)。
(3)C点的瞬时速度 m/s(计算结果保留到小数点后两位)。
(4)小车的加速度 (计算结果保留两位有效数字)。
计算题
13.(6分)一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶。若汽车以0.5m/s2的加速度加速,求:
(1)10s末汽车的速度大小;
(2)10s内汽车的位移大小。
14.(8分)一辆汽车以v0=20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,遇到障碍物时立即制动做匀减速运动,加速度大小a=4m/s2,试求:
(1)汽车速度减到零所用时间t0;
(2)制动的距离为多少;
(3)制动t=8s时滑行的距离。
15.(10分)《机动车驾驶证申领和使用规定》已经正式施行,司机闯红灯要扣6分,被称为“史上最严交规”。某小轿车驾驶员看到绿灯开始闪时,经短暂时间思考(即为驾驶员的反应时间,在反应时间内驾驶员来不及使用刹车)后开始刹车,小轿车在红灯刚亮时恰停在停车线上,图线如图所示。若绿灯开始闪烁时小轿车距停车线距离,求:
(1)驾驶员反应时间内轿车的位移;
(2)轿车刹车的加速度大小;
(3)轿车整个过程的时间。
答案
一、单选题
1.下列物理单位符号所对应的物理量有可能是矢量的是( )
A.kg B.m/s C.s D.℃
【答案】B
【详解】A.kg是质量的单位,质量是标量,故A错误;
B.m/s是速度的单位,速度是矢量,故B正确;
C.s是时间的单位,时间是标量,故C错误;
D.℃是温度的单位,温度是标量,故D错误。
故选B。
2.第十五届全国运动会将于2025年11月9~21日在粤港澳三地举行,届时,广州将承担起盛大的开幕式,而深圳则将负责闭幕式。运动会中随处可见各种运动,例如竞走、跳伞、跳水、铅球运动等,关于运动的描述,下列说法正确的是( )
A.研究竞走运动员全程20公里的运动轨迹时,不可以把他视为质点
B.跳伞运动员下落时看到大地迎面而来,是选择大地为参考系
C.跳水运动员从起跳到入水过程中的路程就是位移的大小
D.铅球比赛中要求每次投掷需在90s内完成,90s指的是时间
【答案】D
【详解】A.研究竞走运动员全程20公里的运动轨迹时,运动员本身的大小和形状可以忽略,对研究问题没有影响,可以看成质点,故A错误;
B.跳伞运动员下落时看到大地迎面而来,是选择运动员自己为参考系的,故B错误;
C.跳水运动员从起跳到入水过程,并不是单向直线运动,路程大于位移的大小,故C错误;
D.90s这里指的是一段时间,是时间间隔,故D正确。
故选D。
3.2024年9月6日,海警1303舰艇编队在我国钓鱼岛领海内巡航。这是中国海警依法开展的维权巡航活动。下列说法正确的是( )
A.巡航舰的加速度不变,舰的速度不可能减小
B.巡航舰的加速度大,舰的速度一定变化得快
C.巡航舰的速度越大,舰的加速度一定越大
D.巡航舰速度变化量越大,舰的加速度一定越大
【答案】B
【详解】A.巡航舰的加速度不变,若加速度方向与速度方向相反,则速度减小,故A错误;
B.加速度是描述速度变化快慢的物理量,巡航舰加速度大,则速度变化得快,故B正确;
C.加速度与速度没有直接关系,巡航舰的速度越大,其加速度不一定越大,如速度很大做匀速运动的巡航舰,加速度为零,故C错误;
D.根据可知,巡航舰速度变化量越大,舰的加速度不一定越大,还与有关,故D错误。
故选B。
4.交警在处理某次交通事故时,把监控仪器记录的数据输入计算机,得到肇事汽车在平直路面上紧急刹车(且遇车轮抱死)过程中的位移随时间变化的规律为(x的单位是m,t的单位是s),则下列说法不正确的是( )
A.该汽车刹车的初速度为 B.该汽车刹车的加速度为
C.刹车后末的速度为 D.刹车后内的平均速度为
【答案】B
【详解】AB.由匀变速直线运动的位移时间关系
及汽车刹车过程中的位移规律
可知,汽车刹车时的初速度为
加速度为
故A正确,B错误;
C.由得汽车刹车时间
刹车后末的速度为
故C正确;
D.刹车后内的位移即为4s的位移为
刹车后内的平均速度为
故D正确。
本题选不正确的,故选B。
5.如图所示为物体的位移—时间图像,下列说法正确的是( )
A.物体在前内做单向直线运动
B.物体在内做匀速直线运动
C.物体在前内的平均速度为
D.物体在第内做减速运动
【答案】A
【详解】A.从图像可知,前2秒内物体从处沿x轴正方向运动到处,所以前2秒内物体做单向直线运动,故A正确;
B.从图像可知,物体在第内保持静止,故B错误;
C.从图像可知,物体在前5秒内位移为,则平均速度为
故C错误;
D.从图像可知,物体在第5秒内物体做反向匀速运动,故D错误。
故选A。
6.如图所示物体从点O出发,沿一直线做初速度为零的匀加速运动。已知通过AB、BC段时间各为1s,AB长为4.0m,BC长为6.0m,则下列说法中正确的是( )
A.它在B点的速度为4m/s
B.OA段的长度为m
C.通过OA段所需时间为1.5 s
D.它的加速度大小是3.0m/s2
【答案】C
【详解】A.根据题意,由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,它在B点的速度为,故A错误;
BCD.根据题意,由逐差法有
解得加速度大小为
由运动学公式可得,物体运动到B点的时间为
则通过OA段所需时间为
由公式可得,OA段的长度为
故BD错误,C正确。
故选C。
二、多选题
7.若规定向东方向为位移的正方向,今有一个皮球停在水平面上某处,轻轻踢它一脚,使它向东做直线运动,经5m与墙相碰后又向西做直线运动,经7m后停下。则皮球在整个运动过程中的( )
A.路程是12m
B.路程是2m
C.位移是2m
D.位移是-2m
【答案】AD
【详解】皮球向东运动,经过5m,与墙相碰后又向西运动,经7m后停下,所以总的路程为12m。位移是指从初位置到末位置的有向线段,皮球的总的运动过程是向西运动了2m,规定向东方向为位移的正方向,则位移为-2m。故AD正确,BC错误。
故选AD。
8.某校学生开展无线电定位“搜狐”比赛,甲、乙两人从如图所示地形的O点同时出发,并同时到达A点,两人的“搜狐”路径已在图中标出,则( )
A.两人的平均速度相等
B.甲的平均速度大于乙的平均速度
C.甲的路程大于乙的路程
D.甲的位移大于乙的位移
【答案】AC
【详解】ABD.此“地形图”即物体的运动轨迹图像,两人同时到达A点,则两人的位移(由O指向A的有向线段OA)相等,所以平均速度相等,故A正确,BD错误;
C.而甲运动轨迹的长度大于乙运动轨迹的长度,即甲的路程大于乙的路程,故C正确。
故选AC。
9.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小为10m/s。则在这1s内,下列说法中正确的是( )
A.速度变化量的大小一定等于6m/s B.速度变化量的大小可能等于6m/s
C.加速度的大小一定等于14m/s2 D.加速度的大小可能等于14m/s2
【答案】BD
【详解】AB.若1s后速度方向与初速度方向相同,则速度变化量的大小为
若1s后速度方向与初速度方向相反,则速度变化量的大小为
故A错误,B正确;
CD.若1s后速度方向与初速度方向相同,加速度的大小为
若1s后速度方向与初速度方向相反,加速度的大小为
故C错误,D正确。
故选BD。
10.如图所示为某质点做直线运动的v-t图像,关于这个质点在4s内的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.质点始终向同一方向运动
B.4s内通过的路程为4m,而位移为零
C.4s末物体离出发点最远
D.2-4s质点做的是匀加速直线运动
【答案】BD
【详解】AD.由v-t图线可以看出,质点的速度先为负后为正,说明质点先沿负方向做匀减速直线运动,速度减小为零后沿正方向做匀加速直线运动,故A错误,D正确;
B.由v-t图线的面积表示位移,则前2s内质点的位移为
后2s内质点的位移为
则4s内通过的路程为,而位移为,故B正确;
C.4s内的位移为零,即物体回到出发点,而不是离出发点最远,故C错误。
故选BD。
三、实验题
11.利用图中的气垫导轨测定滑块的加速度,滑块上安装了宽度的遮光板,滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间,可知:(本题计算结果均保留两位有效数字)
(1)滑块通过光电门1的速度 m/s;
(2)要提高测量的精确度,可适当 (填增大或缩小)遮光板的宽度;
(3)滑块的加速度 m/s2;
(4)两光电门之间的距离 m。
【答案】 0.50 缩小 0.50 0.75
【详解】(1)[1]滑块通过光电门1的速度
(2)[2]当遮光板的宽度越小时,其通过光电门的平均速度就越接近其瞬时速度,所以要提高测量的精确度,可适当缩小遮光板的宽度;
(3)[3]滑块通过光电门2的速度
则滑块的加速度
12.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,记录小车运动情况的一条纸带如图所示,A、B、C、D、E、F、G为计数点,每两个计数点间还有个点未画出,其中。
(1)电火花计时器使用频率为50Hz交流电,工作电压 V,打点周期是 s。
(2)根据纸带可判定物体做 直线运动(选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”)。
(3)C点的瞬时速度 m/s(计算结果保留到小数点后两位)。
(4)小车的加速度 (计算结果保留两位有效数字)。
(1) 220 0.02
(2)匀加速
(3)0.18
(4)0.40
【详解】
(1)[1]电火花计时器使用频率为50Hz交流电,工作电压为220V;
[2]打点周期为
(2)由图可知
即知连续相等时间间隔内位移增大,位移之差为常数,则知物体做匀加速直线运动;
(3)根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度,则有
(4)根据匀变速直线运动的推论公式
可得,小车的加速度为
四、解答题
13.一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶。若汽车以0.5m/s2的加速度加速,求:
(1)10s末汽车的速度大小;
(2)10s内汽车的位移大小。
【答案】(1)15m/s
(2)125m
【详解】(1)初速度 ,加速度,时间
由速度公式
得10s末速度
(2)由位移公式
得10s内位移
14.一辆汽车以v0=20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,遇到障碍物时立即制动做匀减速运动,加速度大小a=4m/s2,试求:
(1)汽车速度减到零所用时间t0;
(2)制动的距离为多少;
(3)制动t=8s时滑行的距离。
【答案】(1)5s
(2)50m
(3)50m
【详解】(1)当汽车速度减为零,需要时间
(2)制动的距离为
(3)制动t=8s时滑行的距离等于制动距离,可知滑行的距离
15.《机动车驾驶证申领和使用规定》已经正式施行,司机闯红灯要扣6分,被称为“史上最严交规”。某小轿车驾驶员看到绿灯开始闪时,经短暂时间思考(即为驾驶员的反应时间,在反应时间内驾驶员来不及使用刹车)后开始刹车,小轿车在红灯刚亮时恰停在停车线上,图线如图所示。若绿灯开始闪烁时小轿车距停车线距离,求:
(1)驾驶员反应时间内轿车的位移;
(2)轿车刹车的加速度大小;
(3)轿车整个过程的时间。
【答案】(1)3m
(2)
(3)3s
【详解】(1)由图可知,反应时间为,速度为,故反应时间内通过的位移
(2)刹车位移为
根据速度位移公式可知
(3)减速的时间
故轿车的刹车时间
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