一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,每小题至少一个答案正确,选不全得2分)
1.以下物理量是矢量的是( )
A.路程、位移 B.时间、速度
C.速率、平均速率 D.加速度、平均速度
解析:既有大小又有方向的量是矢量,只有大小没有方向的量是标量,题中是矢量的有位移、速度、平均速度和加速度,是标量的有路程、时间、速率和平均速率,所以只有D正确.
答案:D
2.小马和同学乘火车旅行,他乘坐的火车在某火车站停靠时,另一列货车正好也停靠在车站,小马正好奇地看着货车时,发现自己乘坐的火车在“后退” .疑惑间他看到了车站的站牌,发现自己乘坐的火车并没有运动,而是货车在向前方开动了.小马和同学就这个话题进行了讨论,下列说法正确的是( )
A.小马发现自己乘坐的火车在“后退”是以向前开动的货车为参考系的
B.发现自己乘坐的火车并没有运动,是以车站的站牌为参考系的
C.选取不同的参考系,物体运动的情况往往是不同的
D.参考系必须选取地面
解析:参考系的选取是任意的,故D错.
答案:ABC
3.建筑工地上的起重机把一框砖先竖直向上提升40 m,然后水平移动30 m,此过程中砖块的路程和位移大小( )
A.路程和位移都是70 m
B.路程和位移都是50 m
C.路程为70 m,位移为50 m
D.路程为50 m,位移为70 m
解析:路程为轨迹长度,40 m+30 m=70 m,故路程为70 m;位移为从初位置到末位置的有向线段,根据勾股定理求得位移的大小为50 m.
答案:C
4.关于质点,下列说法错误的是( )
A.质点是为了研究问题方便而建立的理想化模型
B.研究郭晶晶跳水动作时,可以把她看成质点
C.研究从广州到北京的列车行驶时间,可将列车看成质点
D.研究“嫦娥二号”探月卫星绕月球飞行的轨道时,飞船可以看成质点
解析:将郭晶晶视为质点,将无法看清她的技术动作,故B错误.
答案:B
5.如图所示,两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出).则从出发到相遇前某一时刻的过程中,描述两人运动情况的物理量相同的是( )
A.速度 B.位移
C.路程 D.平均速度
解析:相遇前两人的速度、位移和平均速度的大小始终相同,但方向不同,而路程始终相同,所以只有C正确.
答案:C
6.物体M的加速度是+3 m/s2,物体P的加速度为-5 m/s2,下列说法正确的是( )
A.物体M的加速度比P的加速度大
B.物体P的速度变化比M的速度变化快
C.物体M的速度一定在增大
D.物体P的速度一定在减小
解析:加速度的正负表示方向,不表示大小,物体P的加速度大,速度变化快,B正确、A错误;加速度的方向与初速度的方向相同时,速度增大,方向相反时,速度减小,C、D错误.
答案:B
7.在日常生活中所说的“速度”,有时指平均速度,有时指瞬时速度,在下列所说的速度中,属于瞬时速度的是( )
A.2010年12月9日上午“和谐号”CRH380高速动车在京沪高铁试验最高时速达486.1千米,再次创造世界纪录
B.2010年10月6日“嫦娥二号”被月球“捕获”后绕月速度达1.6 km/s
C.北京奥运会百米飞人博尔特以10.5 m/s的速度冲过终点线
D.由于堵车,在隧道内车速仅为1.2 m/s
解析:对应某一时刻或某一位置的是瞬时速度,故A、B、C正确,隧道内对应的是一个过程,1.2 m/s为平均速度,故D错误.
答案:ABC
8.下表是四种交通工具的速度改变情况,下列说法正确的是( )
初始速度(m/s)
经过时间(s)
末速度(m/s)
①
2
3
11
②
0
3
6
③
0
20
6
④
0
100
20
A.①的速度变化最大,加速度最大
B.②的速度变化最慢
C.③的速度变化最快
D.④的末速度最大,但加速度最小
解析:由a=可求得④的加速度最小,故D正确、B错误;由Δv=vt-v0可求得④的Δv最大,故A错误;由a=可得①的加速度最大,故C错误.
答案:D
9.关于加速度,以下说法正确的是( )
A.加速度的方向就是速度变化量的方向
B.加速度的大小与Δv成正比,与Δt成反比
C.加速度的大小正比于速度的大小
D.正的加速度大于负的加速度
解析:由加速度的定义式a=可知,加速度的方向与Δv方向相同,A正确;a=只是一个定义式,而不是加速度的决定式,所以不能说加速度的大小与Δv成正比,与Δt成反比,B错;同样不能说加速度大小正比于速度大小,C错;加速度是矢量,它的正、负只代表方向,比较大小时要比较它们的绝对值,D错.
答案:A
10.某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又从原路返回到山脚,上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率是( )
A., B.,
C.0, D.0,
解析:由山脚回到山脚位移为0,故平均速度为0,设山脚到山顶距离为s,则上山所用时间t1=,下山时间t2=,平均速率为=.
答案:D
11.一质点以初速度v0沿x轴正方向运动,已知加速度方向沿x轴正方向,当加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,该质点( )
A.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止
B.速度一直增大,直到加速度等于零为止
C.位移先增大,后减小,直到加速度等于零为止
D.位移一直增大,直到加速度等于零为止
解析:由于质点的加速度方向与初速度方向一直都沿x轴正方向,故质点一直做加速运动,加速度等于零时速度达到最大值,但位移是一直增大的,所以B正确.
答案:B
12.如图所示为甲、乙两物体运动的s-t图象,下列关于甲、乙两物体运动的说法,正确的是( )
A.甲、乙两物体同时出发
B.甲、乙两物体在同一位置出发
C.甲的速度比乙的速度小
D.t2时刻两物体速度相同
解析:甲在零时刻从s1处出发,乙在t1时刻从位移的原点出发,A、B错误.甲图象的斜率比乙图象的斜率小,即甲的速度比乙的速度小,t2时刻两个物体的位置相同,即相遇,C正确、D错误.
答案:C
二、计算题(本大题共4小题,共40分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(8分)某汽车以72 km/h的速度匀速行驶,司机发现道路正前方有一座高山,为了测量车与山之间的距离,司机鸣了一声笛,2 s后,司机在匀速行驶的汽车上听到回声,问司机听到回声时,车离山多远?(声速为340 m/s)
解析:由题意知汽车鸣笛处到山的距离
x1= m=360 m,
2 s后汽车距山
x=x1-20×2 m=360 m-20×2 m=320 m.
答案:320 m
14.(10分)2010年9月,中国军方参加了在哈萨克斯坦举行的“和平使命-2010”联合反恐军事演习,俄罗斯小分队以5 m/s的速度从O点沿x轴正方向向恐怖组织居点P(图中未画出)靠拢,中国小分队从点Q(0 m,600 m)处出发,沿途经过复杂多变的地形,160 s后两军在x轴上的恐怖组织居点P相遇,联合消灭恐怖分子.求中国小分队的平均速度的大小.
解析:P点的坐标
xP=v俄×t=5 m/s×160 s=800 m
中方小分队的位移
s== m=1 000 m
中方小分队的平均速度
v中== m/s=6.25 m/s
答案:6.25 m/s
15.(10分)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s,1秒后速度大小变为10 m/s,求物体运动的加速度.
解:选初速度v0的方向为正,
则v0=4 m/s.1秒后的速度vt可能为10 m/s,也可能为-10 m/s.
若vt=10 m/s,由a=
得a=6 m/s2
若vt=-10 m/s,a′=
得a′=-14 m/s2.
答案:6 m/s2 -14 m/s2
16.(12分)如图所示为测定气垫导轨上滑块的加速度的装置,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板,滑块在牵引力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Δt1=0.29 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.11 s,遮光板从通过第一个光电门到开始遮住第二个光电门所用时间为Δt=3.57 s,求滑块的加速度的大小大约为多少?
解析:经过第一个光电门的速度为
v1== m/s≈0.103 m/s
经过第二个光电门的速度为
v2== m/s≈0.273 m/s
由a=得
a== m/s2≈0.048 m/s2.
答案:0.048 m/s2