一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。第1~6小题每个小题中只有一个选项是正确的,第7~12小题有多个项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.中国首个货运飞船“天舟一号”与“天宫二号”空间实验室已成功对接,并开展了推进剂在轨补加、空间科学和技术等试验验证。如图所示是它们的对接示意图,下列有关说法中正确的是( )
A.对接过程中,“天舟一号”和“天宫二号”都可视为质点
B.对接成功后,研究它们的运行周期时,可以把它们视为质点
C.对接成功后,“天舟一号”和“天宫二号”就静止在太空中
D.对接成功后,以“天舟一号”为参考系,“天宫二号”做圆周运动
解析对接过程中,需研究并调整飞船和天宫二号的姿态,不能把它们看作质点,选项A错误;研究它们的运行周期时,由于运行的轨迹长度远大于它们的大小,所以可以把它们看作质点,选项B正确;对接成功后,“天舟一号”和“天宫二号”整体绕地心做圆周运动,若以“天舟一号”为参考系,“天宫二号”处于静止状态,选项D错误。
答案B
2.一个玩“蹦极”运动的人,这样描述他在悬崖上往下跳时的感觉,“这一瞬间,大地向我迎面扑来……”,这句话中,他选取的参考系是( )
A.地球 B.悬崖 C.地面 D.自己
解析人相对于地球及其上面的悬崖、地面的位置都在变化,即若假定人静止,则大地向自己运动。
答案D
3.如图所示,一小孩沿着长为l的斜坡自坡底A爬上坡顶B,不小心又滑到坡底A,小孩往返过程中的路程和位移大小分别为( )
A.2l 2l B.0 0 C.2l 0 D.0 2l
解析路程是小孩运动的路径的长度,为2l;小孩的初位置与末位置相同,所以位移为0,选项C正确。
答案C
4.某质点运动的速度图象如图所示,由图象得到的结果错误的是( )
A.0~1 s内的加速度是2 m/s2
B.1~2 s内的位移大小是2 m
C.0~1 s内的加速度大于2~4 s内的加速度
D.0~1 s内的运动方向与2~4 s内的运动方向相反
解析因v-t图象的斜率表示加速度,所以根据图象可求出0~1 s内的加速度a1= m/s2=2 m/s2,选项A正确;1~2 s内质点做匀速直线运动,位移大小是x=vt=2×1 m=2 m,选项B正确;2~4 s内的加速度a2= m/s2=-1 m/s2,负号表示加速度方向与正方向相反,选项C正确;0~1 s内的运动方向与2~4 s内的运动方向相同,均沿正方向,选项D错误。
答案D
5.物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1=10 m/s,v2=15 m/s,则物体通过两个连续相等位移的时间之比和整个运动过程中的平均速度分别是( )
A.2∶3,12.5 m/s B.3∶2,12 m/s
C.2∶3,12.75 m/s D.3∶2,11.75 m/s
解析设整体过程的总位移为2x,物体通过第一、二段位移所用时间分别为t1=、t2=,则t1∶t2=v2∶v1=3∶2;则物体在整个运动过程中的平均速度为,代入数据得 m/s=12 m/s,选项B正确。
答案B
6.港珠澳大桥跨越伶仃洋,东接香港,西连珠海和澳门,总长约55千米。2018年10月24日上午9时正式通车。设计寿命120年,最高时速为100 km/h,下列对相关物理量说法正确的是( )
A.“55千米”是指位移大小
B.“2018年10月24日上午9时”是指时间
C.120年是指时刻
D.“100 km/h”是指瞬时速度的大小
解析桥是弯曲的,故“55千米”是指在桥上运动的路程,选项A错误;“2018年10月24日上午9时”是指时刻,120年是指时间,选项B、C错误;“100 km/h”是指汽车过桥的最大速度,即瞬时速度,选项D正确。
答案D
7.某一运动质点沿一直线做往返运动,如下图所示,OA=AB=OC=CD=1 m,O点为x轴上的原点,且质点由A点出发向x轴的正方向运动至B点再返回沿x轴的负方向运动,以下说法正确的是( )
A.质点在A→B→C的时间内发生的位移为2 m,路程为4 m
B.质点在A→D的时间内发生的位移为-4 m,路程为4 m
C.当质点到达D点时,其位置可用D点的坐标-2 m表示
D.当质点到达D点时,相对于A点的位移为-3 m
解析质点在A→B→C的时间内,AC距离为2 m,位移方向为A到C,沿x轴负方向,所以位移为-2 m,路程为4 m,故A错误;质点在A→D的时间内,经过的路程为5 m,位移方向由A指向D,与正方向相反,沿x轴负方向,所以位移为-3 m,故B错误;当质点到达D点时,位置在原点的左侧,坐标为-2 m,故C正确;当质点到达D点时,在A点左侧3 m处,规定向右为正方向,所以相对于A点的位移为-3 m,故D正确。
答案CD
8.以下判断正确的是( )
A.高速行驶的磁浮列车的加速度可能为零
B.汽车刹车至静止时如果初速度很大,其加速度一定也很大
C.在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度、加速度可能均为零
D.飞人博尔特在100 m比赛起跑时速度很小,但加速度很大
解析高速行驶的磁浮列车,速度很大,可能做匀速直线运动,则加速度可能为零,故A正确;汽车刹车至静止时,初速度很大,加速度不一定大,还与刹车的时间有关,故B错误;在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度为零,但是速度的变化率不为零,即加速度不为零,故C错误;博尔特在100 m比赛起跑时速度很小,但是速度变化很快,即加速度很大,故D正确。
答案AD
9.滴滴打车为人们的出行带来了方便,如图是一位同学的打车明细,由此可以得知( )
车费明细
9.74元
里程费(4.30千米) 7.74元
时长费(10分钟) 2.00元
微信支付 -9.74元
A.位移为4.3 km B.路程为4.3 km
C.平均速度为7.2 m/s D.平均速率为7.2 m/s
解析车的运动轨迹一般是曲线,则里程即路程,选项B正确;平均速率为路程和时间的比值,即4.3 km/600 s=7.2 m/s,选项D正确。
答案BD
10.
如图所示为A、B两质点的v-t图象。对于A、B两质点的运动,下列说法正确的是( )
A.质点A向所选定的正方向运动,质点B与A的运动方向相反
B.质点A、B的速度大小相同,方向相反
C.在相同的时间内,质点A、B的位移相同
D.不管质点A、B是否从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来越大
解析由v-t图象知,A、B两质点以大小相等、方向相反的速度做匀速直线运动,A、B正确;在相同的时间内,A、B两质点的位移等大、反向,C错误;由于A、B两质点的出发点无法确定,故A、B两质点间的距离可能越来越大(如图甲),也可能先变小再变大(如图乙),D错误。
答案AB
11.甲、乙两物体在同一直线上沿规定的正方向运动,它们的加速度分别为a甲=4 m/s2、a乙=-4 m/s2,那么甲、乙两物体的运动情况是( )
A.甲物体运动的加速度大于乙物体运动的加速度
B.甲、乙两物体的运动方向一定相反
C.甲的加速度方向和速度方向一致,做加速运动;乙的加速度方向和速度方向相反,做减速运动
D.甲、乙两物体的加速度方向一定相反
解析加速度的正负表示方向,不表示大小,甲、乙两物体的加速度大小相等,方向相反,选项A错误,D正确;由题意,两物体都沿正方向运动,选项B错误;甲的加速度和速度都沿正方向,做加速运动,乙的加速度沿负方向,而速度沿正方向,做减速运动,选项C正确。
答案CD
12.质点做直线运动的v-t图象如图所示,则( )
A.在前3 s内质点做变速直线运动
B.在1~3 s内质点做加速度a=-2 m/s2的变速直线运动
C.在2~3 s内质点的运动方向与规定的正方向相反,加速度方向与1~2 s内的加速度方向相同
D.前3 s内质点的位移一直增大
解析由题图可知,质点在第1 s内做速度v0=2 m/s的匀速直线运动,A错误;在1~3 s内质点做变速直线运动,加速度a= m/s2=-2 m/s2,加速度的方向与初速度v0的方向相反,故B正确;在2~3 s内,速度为负值,说明与规定的正方向相反,但加速度与1~2 s 内的完全相同,因为图线的斜率没有发生变化,故C正确;前2 s内质点沿正方向运动,质点位移一直增大,2~3 s质点沿负方向运动,质点位移减小,D错误。
答案BC
二、实验题(本题共2小题,共20分)
13.(10分)下图是电火花计时器的示意图。电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用 (选填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔 s打一次点。其工作时的基本步骤如下:?
A.当纸带完全通过电火花计时器后,立即关闭电源
B.将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座
C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器
D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是 。(按顺序填写步骤编号)?
解析电火花计时器的工作电压是220 V交变电流,频率为50 Hz时,打点时间间隔为0.02 s,工作时,应先接通电源后拖动纸带,并且打完纸带后应立即关闭电源,所以正确的顺序是CBDA。
答案交流 0.02 CBDA
14.(10分)某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点:
(1)推测纸带的运动是加速运动还是减速运动? 。?
(2)在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是 。?
(3)B点的瞬时速度为 。?
解析(1)从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为t=0.02×5 s=0.1 s,每隔0.1 s纸带运动的位移分别是x1=2.15 cm、x2=2.89 cm、x3=3.74 cm、x4=4.32 cm、x5=5.15 cm,说明纸带做加速运动。
(2)A、F间纸带运动的平均速度为
m/s=0.365 m/s。
(3)B点的瞬时速度可以用AC段的平均速度表示,故
vB= m/s=0.252 m/s。
答案(1)加速运动
(2)0.365 m/s
(3)0.252 m/s
三、计算题(本题共3小题,共32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)
15.(10分)做直线运动的物体,其v-t图象如图所示,试根据v-t图象判断:
(1)第1秒内,物体的加速度为多大?
(2)第2秒内和第4秒内的加速度是否相同?
(3)在第4秒内,物体做什么运动?
解析(1)由题图知,物体在第1秒内,速度从0增加到4 m/s,故加速度大小a1= m/s2=4 m/s2。
(2)第2秒内和第3秒内的加速度相同,该过程中物体的加速度a2=a3= m/s2=-2 m/s2。
在第4秒内,物体的速度从0至-2 m/s,故该过程中加速度a4= m/s2=-2 m/s2。
可见,第2秒内和第4秒内的加速度相同。
(3)在第4秒内,物体做加速度为负且恒定的加速直线运动,加速度大小为2 m/s2。
答案(1)4 m/s2 (2)加速度相同 (3)物体做加速度为负且恒定的加速直线运动,加速度大小为2 m/s2
16.(10分)一人从甲地向东出发做匀速直线运动,以3 m/s的速度用10 min行至乙地,然后又以4 m/s的速度用10 min向北到达丙地,此人从甲地到丙地的过程中平均速率是多少?平均速度大小是多少?
解析此人从甲地到丙地的路程s=v1t1+v2t2=7×600 m=4 200 m
所以平均速率 m/s=3.5 m/s
从甲地到丙地的位移x==3 000 m
所以平均速度'= m/s=2.5 m/s。
答案3.5 m/s 2.5 m/s
17.(12分)相距l=12 km的公路两端,甲、乙两人同时出发相向而行,甲的速度是5 km/h,乙的速度是3 km/h,有一小狗以6 km/h的速率,在甲、乙出发的同时,从甲处跑向乙,在途中与乙相遇,立即返回跑向甲,遇到甲后,又转向乙,如此在甲、乙之间往返跑动,直到甲、乙相遇,求在此过程中,小狗跑过的路程和位移大小。
解析甲的速度v1=5 km/h,
乙的速度v2=3 km/h,
小狗的速度v=6 km/h,
经t甲、乙相遇,则有v1t+v2t=l
解得t=1.5 h,此过程中小狗跑过的路程s=vt=6×1.5 km=9 km
小狗的位移等于甲的位移,x=v1t=5×1.5 km=7.5 km。
答案9 km 7.5 km