河北省张家口市宣化第一中学2020-2021学年高一上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1.(2020高一上·宣化月考)伽利略为了研究自由落体运动的规律,采用了一个巧妙办法:他让铜球沿阻力很小的斜面滚下,研究铜球在斜面上的运动规律,然后推广到自由落体,如图所示.这就是著名的“斜面实验”,从而创造了一种科学研究的方法.利用斜面实验主要是考虑到( )
A.实验时便于测量小球运动的时间
B.实验时便于测量小球运动的速度
C.实验时便于测量小球运动的速度和路程
D.实验可以通过观察与计算直接得到落体运动的规律
【答案】A
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大,但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度,所以不能直接得到速度随时间的变化规律.伽利略通过数学运算得到结论:如果物体的初速度为零,而且速度随时间的变化是均匀的,那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比,这样,只要测出物体通过通过不同位移所用的时间,就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化.但是物体下落很快,当时只能靠滴水计时,这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间.伽利略采用了一个巧妙的方法,用来“冲淡”重力.他让铜球沿阻力很小的斜面滚下,二小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所以时间长,所以容易测量.
故答案为:A.
【分析】伽利略在证明自由落体是匀加速直线运动时,为了使物体的加速程度减弱,伽利略使小球在坡度非常缓的斜面上向下运动,经过长时间观察,此运动为匀加速直线运动,逐渐增加坡度,小球速度增加的越来越快,仍然是匀加速运动,由此可以推断出当倾角是90度时,小球仍然做匀加速直线运动。
2.(2019高二下·鹿泉月考)一辆汽车以速度v匀速行驶了全程的一半,以 行驶了另一半,则全程的平均速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】速度与速率;平均速度
【解析】【解答】设全程为2s,前半程的时间为: .后半程的运动时间为: .则全程的平均速度为: .B符合题意,ACD 错误.
故答案为:B.
【分析】汽车做匀速运动,结合汽车的运动时间,利用运动学公式求解运动平均速度。
3.(2020高一上·永寿月考)广深高速总长为147 km,在某路段上,分别有如图所示的甲、乙两块告示牌,告示牌上各数字的意思是( )
A.甲是指位移,乙是平均速度 B.甲是指路程,乙是平均速度
C.甲是指路程,乙是瞬时速度 D.甲是指位移,乙是瞬时速度
【答案】C
【知识点】位移与路程;速度、速率
【解析】【解答】告示牌上各数字中甲指路程,乙指瞬时速度,
故答案为:C。
【分析】告示牌上的数字代表路程和瞬时速度的大小。
4.(2019高一上·浙江月考)小物块以一定的初速度自光滑斜面的底端a点上滑,最远可达b点,e为ab的中点,如图所示,已知物体由a到b的总时间为 ,则它从a到e所用的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】采用逆向思维,结合位移时间公式求出eb和ab的时间之比,求出e到b的时间,从而得出a到e的时间。采用逆向思维,根据 ,因为e为ab的中点,则 ,可知a到e的时间为 ,D符合题意。
故答案为:D
【分析】利用位移公式结合距离的大小可以求出运动的时间。
5.(2019高一上·黄骅月考)下列说法正确的是( )
A.物体的运动速度越大,加速度也一定越大
B.物体的运动速度变化越快,加速度越大
C.物体的运动速度变化量越大,加速度也一定越大
D.物体的运动速度越小,加速度也一定越小
【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.物体的速度大,速度变化不一定快,加速度不一定大,A不符合题意。
B.加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度越大,B符合题意。
C.物体的速度变化量大,速度变化不一定快,加速度不一定大,C不符合题意。
D.加速度和速度没有直接的关系,物体的运动速度越小,加速度不一定越小,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】速度的大小与加速度大小无关;速度变化量的大小与加速度大小无关。
6.(2020高一上·宣化月考)一物体从高x处做自由落体运动,经时间t到达地面,落地速度为v,那么当物体下落时间为 时,物体的速度和距地面的高度分别是( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】根据v=gt,可知在 和t末的速度比为1:3,所以 末的速度为 ;
根据公式 ,可知在 和t内的位移比为1:9,所以 内的位移为 ,此时距离地面的高度为 。
故答案为:C
【分析】自由落体的条件是物体只受到重力,加速度为定值即重力加速度g,且初速度为零的运动,故自由落体运动为匀变速直线运动,结合匀变速直线运动公式求解即可。
7.(2016高一上·苍溪期中)在研究机械运动时,下列物体中可以被当作质点处理的是( )
A.研究地球的自转运动时,地球可以当作质点来处理
B.在大海中航行的船,要确定它在大海的位置时,可以把它当作质点来处理
C.研究杂技演员在走钢丝的表演时,杂技演员可以当作质点来处理
D.为提高乒乓球运动员球技,研究乒乓球的旋转时乒乓球可作为质点来处理
【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】解:只要物体的形状和大小对研究问题没有影响或影响可以忽略不计时,我们就把物体当作质点来处理.
A、在研究地球的自转运动时,地球上各点的运动情况各不相同,即各点的速度与到地心的距离有关,故地球不能当作质点来处理,故A错误.
B、在大海中航行的船,要确定它在大海的位置时,船的形状和大小可以忽略不计,故船可以当作质点来处理,故B正确.
C、在研究杂技演员在走钢丝的表演时,杂技演员的体型影响杂技演员的重心的分布,故杂技演员不能当作质点来处理,故C错误.
D、在研究乒乓球的运动时,乒乓球的形状和大小对乒乓球的运动影响很大,故乒乓球不能当作质点来处理,故D错误.
故选:B.
【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可.
8.(2020高一上·宣化月考)如图所示,甲从A地由静止匀加速跑向B地,当甲前进距离为S1时,乙从距A地S2处的C点由静止出发,加速度与甲相同,最后二人同时到达B地,则AB两地距离为( )
A.S1+S2 B.
C. D.
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】设甲前进距离为S1时,速度为v,甲乙匀加速直线运动的加速度为a,则有:vt+ at2 at2=S2 S1
根据速度位移公式得 解得
则AB的距离
故答案为:B。
【分析】甲运动员做匀速直线运动,乙运动员做匀加速直线运动,两者相遇的条件是两者的位移之差等于初始状态时两个物体的位移间隔,结合两物体的初速度和加速度,利用运动学公式列求解即可。
二、多选题
9.(2020高一上·宣化月考)在一塔顶上将一物体竖直向上抛出,物体上升的最大高度为 ,不计空气阻力,设塔很高。则物体位移大小为10m时,物体通过的路程可能是( )
A.10m B.20m C.40m D.50m
【答案】A,D
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】物体位移大小为10m时,第一种情况是物体从抛出点上升了10m,此时通过的路程为10m;第二种情况是物体上升至最高点后再下落到抛出点上方10m的位置,此时通过的路程为30m;第三种情况是物体上升至最高点后再下落到抛出点下方10m的位置,此时通过的路程为50m,AD符合题意BC不符合题意。
故答案为:AD。
【分析】物体做竖直上抛运动,先向上做减速运动,在向下做加速运动,初末位置之差为10m,结合运动过程求解小球的路程。
10.(2018高一上·厦门月考)2018年9月19日22时07分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭(及远征一号上面级),以“一箭双星”方式成功发射第37、38颗北斗导航卫星。建成后的北斗全球导航系统可以为民用用户提供定位、测速和授时服务,定位精度10m,测速精度0.2m/s,下列说法正确的是( )
A. 北斗全球导航系统定位提供的是被测物体的位移
B.北斗全球导航系统定位提供的是被测物体的位置
C.北斗全球导航系统测速服务提供的是运动物体的速率
D.北斗全球导航系统授时服务提供的是时间
【答案】B,C
【知识点】时间与时刻;位移与路程;速度、速率
【解析】【解答】A、B、北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置坐标,A不符合题意,B符合题意;
C、北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体的瞬时速度大小,即速率,C符合题意;
D、北斗导航卫星授时服务提供的是时刻,D不符合题意.
故答案为:BC.
【分析】北斗定位系统可以确定物体的位置,通过位置的改变可以确定物体移动速度的大小。
11.(2019高一上·通榆月考)某研究性学习小组用实验装置模拟火箭发射.火箭点燃后从地面竖直升空,燃料燃尽后火箭的第一级第二级相继脱落,实验中测得火箭主体的v-t图象如图所示.下列判断正确的是( )
A.t2时刻火箭到达最高点
B.火箭在0~t1时间内的加速度大于t1一t2时间内的加速度
C.t3时刻火箭落回地面
D.t3时刻火箭到达最高点
【答案】B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】在速度时间图像中速度的正负表示运动方向,火箭上升的最大高度即为运动过程中的最大位移,由图可知火箭一直向上运动,当速度等于零时,位移最大,火箭处于最高点,即t3时刻到达最高点,AC不符合题意D符合题意;v-t图象中斜率表示加速度,倾斜角越大表示加速度越大,由图可知火箭在0~t1时间内的加速度大于t1~t2时间内的加速度,B符合题意.
故答案为:BD
【分析】v-t图象中,倾斜的直线表示匀变速直线运动,斜率表示加速度,倾斜角越大表示加速度越大,图象与坐标轴围成的面积表示位移.本题是速度--时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息,不难.
12.(2020高一上·宣化月考)甲、乙两辆车在同一水平直道上运动,其运动的位移-时间图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.甲车先做匀减速直线运动,后做匀速直线运动
B.乙车在0~10s内的平均速度大小为0.8m/s
C.在0~10s内,甲、乙两车相遇两次
D.若乙车做匀变速直线运动,则图线上P所对应的瞬时速度大小一定小于0.8m/s
【答案】B,C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由 图像规律可得,甲车先做匀速直线运动,后处于静止状态,A不符合题意;
B.乙车在0~10s内的平均速度为
因此平均速度大小为0.8m/s,B符合题意;
C.由 图像规律可得,在0~10s内,甲、乙的 图线相交两次,故甲、乙两车相遇两次,C符合题意;
D.若乙车做匀变速直线运动,图线上P点为中间位置的点,根据匀变速直线运动规律可得
所以P点的速度一定大于0.8m/s,D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】s-t图像中,横坐标为时间,纵坐标为位移,图像的斜率是速度,两图像的交点意味着两个物体具有相同的位移,通过这些性质结合选项分析即可。
三、填空题
13.(2020高一上·宣化月考)一列火车由静止从车站出发作匀加速直线运动.一位观察者站在这列火车第一节车厢的前端,经过2s,第一节车厢全部通过观察者所在位置;全部车厢从他身边通过历时6s.设各节车厢长度相等,且不计车厢间距离,则这列火车共有 节车厢;最后2s内从他身边通过的车厢有 节;最后一节车厢通过观察者需要的时间是 s.
【答案】9;5;0.4
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】(1)设每节车厢长度为s,火车共有n节车厢.则有:s=
ns=
解得n= 节(2)设最后2秒内通过它的车厢有m节,则
对于第一节车厢有s=
对于全部车厢有(n﹣m)s=
解得:m=5(节)(3)设前8节车厢通过它需要的时间为t8,则:s=
8s=
解得:t8=4 s≈5.6s,故最后一节通过它的时间△t=t﹣t8=0.4s
【分析】火车做匀变加速直线运动,假设火车的加速度和每节车厢的长度,结合题目给出的物体的初末速度、运动位移和运动时间,利用运动学公式列方程求解即可。
四、实验题
14.(2019高一上·泉港月考)某同学在研究小车运动实验中,获得一条点迹清楚的纸带,已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点,该同学选择A、B、C、D、E、F六个计数点,对计数点进行测量的结果记录在图中,单位是cm。则:(计算结果保留两位有效数字)
(1)打下B、C两点时小车的瞬时速度vB= m/s、vc= m/s;
(2)小车的加速度a= m/s2。
【答案】(1)0.50;0.70
(2)5.0
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)根据匀变速直线运动特点,可知B、C点的瞬时速度为:
;(2)由题意可知△x=aT2,其中△x=0.8cm,T=0.04s,代入数据解得:a=5.0m/s2
【分析】(1)B点的速度等于物体在AC段中运动的平均速度,即利用AC的长度除以对应的时间即可;C点的速度等于物体在BD段中运动的平均速度,即利用BD的长度除以对应的时间即可;
(2)结合纸带上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度即可。
五、解答题
15.(2020高一上·宣化月考)某升降机由静止开始以加速度 匀加速上升2s,速度达到 ,接着匀速上升10s,最后再以加速度 匀减速上升3s才停下来。求:
(1)匀加速上升的加速度大小 和匀减速上升的加速度大小 ;
(2)上升的总高度h。
【答案】(1)解:由
可得升降机匀加速上升的加速度大小
同理,匀减速上升的加速度大小
(2)解:升降机上升的总高度为三段运动的位移之和,其中匀加速上升的位移为
匀速上升的位移为
匀减速上升的位移为
故升降机上升的总高度
【知识点】加速度;匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度;
(2)明确升降机的运动过程,先做加速运动,再做匀速运动,最后做减速运动,结合每一段的加速度、速度和运动时间求解位移,相加即可。
16.(2019高一上·江苏月考)一小球从静止沿斜面以恒定的加速度滚下来,依次通过A、B、C三点,已知AB=12m,AC=32m,小球通过AB、BC所用的时间均为2s,求:
(1)小球下滑时的加速度?
(2)小球通过A、B、C三点时的速度分别是多少?
(3)斜面A点以上部分至少有多长?
【答案】(1)解:由△x=aT2得,
(2)解:B点的速度:
A点的速度:
C点的速度:
(3)解:
则A点以上部分的长度x=xOB-xAB=4m
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)结合小球的位移和对应的时间,利用运动学公式求解加速度;
(2)结合第一问求解的物体的加速度和运动时间,利用运动学该公式求解其他时刻的速度;
(3)同理,结合小球的加速度和初速度求解位移即可。
17.(2020高一上·宣化月考)在竖直井的井底,将一物块以 的速度竖直向上抛出,物块在上升过程中做加速度大小 的匀减速直线运动,物块上升到井口时被人接住,在被人接住前1s内物块的位移 求:
(1)被人接住前1s内物块的平均速度为多少?
(2)物块从抛出到被人接住所经历的时间;
(3)此竖直井的深度。
【答案】(1)解:被人接住前1s内的平均速度为
(2)解:根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得在人接住前0.5s时的速度为
设物体被接住时的速度 ,则
得
由竖直上抛运动的运动规律,物块从抛出到被人接住所经历的时间
(3)解:此竖直井的深度:
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用;匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【分析】(1)物体的平均速度利用位移的位移除以对应的时间;
(2)物体做匀减速运动,中间时刻的速度为平均速度,再结合物体的初末速度和加速度求解运动时间即可;
(3)同理,物体做匀减速运动,结合物体的初末速度和加速度求解位移。
18.(2019高一上·临渭期中)某天,强强同学在上学途中沿平直人行道以v1=1 m/s速度向到校的6路公交站台走去,发现6路公交车正以v2=15m/s速度从身旁的平直公路同向匀速驶过,此时他们距站台s=50 m.为了乘上该公交车去学校,他立即尽全力加速向前跑去,其最大加速度为a1=2.5 m/s2,能达到的最大速度vm=6 m/s.假设公交车在行驶到距站台s0=25 m处开始刹车,刚好到站台停下(如下图所示).强强上车后公交车再启动向前开去.(不计车长)求:
(1)若公交车刹车过程视为匀减速运动,其加速度a2的大小;
(2)公交车刚停下时,强强距站台至少还有多远.
【答案】(1)解:由 得 公交车的加速度大小:a2=4.5m/s2
(2)解:公交车从相遇处到开始刹车所用时间:
刹车过程所用时间:
公交车从相遇到停下所用时间t=t1+t2=5s
强强以最大加速度达到最大速度用时间:
通过的位移:
匀速运动的时间:t4=t-t3=3s
匀速运动的位移:s2=vmt4=18m
∴△s=s-s1-s2=25m
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用;匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【分析】(1)汽车做匀减速运动,结合汽车的初、末速度和位移,利用运动学公式求解运动的加速度;
(2)利用速度公式求解汽车运动的时间,结合小明的加速度和运动时间求解小明的位移,结合小明与站台的总距离求解现在的距离即可。
河北省张家口市宣化第一中学2020-2021学年高一上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1.(2020高一上·宣化月考)伽利略为了研究自由落体运动的规律,采用了一个巧妙办法:他让铜球沿阻力很小的斜面滚下,研究铜球在斜面上的运动规律,然后推广到自由落体,如图所示.这就是著名的“斜面实验”,从而创造了一种科学研究的方法.利用斜面实验主要是考虑到( )
A.实验时便于测量小球运动的时间
B.实验时便于测量小球运动的速度
C.实验时便于测量小球运动的速度和路程
D.实验可以通过观察与计算直接得到落体运动的规律
2.(2019高二下·鹿泉月考)一辆汽车以速度v匀速行驶了全程的一半,以 行驶了另一半,则全程的平均速度为( )
A. B. C. D.
3.(2020高一上·永寿月考)广深高速总长为147 km,在某路段上,分别有如图所示的甲、乙两块告示牌,告示牌上各数字的意思是( )
A.甲是指位移,乙是平均速度 B.甲是指路程,乙是平均速度
C.甲是指路程,乙是瞬时速度 D.甲是指位移,乙是瞬时速度
4.(2019高一上·浙江月考)小物块以一定的初速度自光滑斜面的底端a点上滑,最远可达b点,e为ab的中点,如图所示,已知物体由a到b的总时间为 ,则它从a到e所用的时间为( )
A. B. C. D.
5.(2019高一上·黄骅月考)下列说法正确的是( )
A.物体的运动速度越大,加速度也一定越大
B.物体的运动速度变化越快,加速度越大
C.物体的运动速度变化量越大,加速度也一定越大
D.物体的运动速度越小,加速度也一定越小
6.(2020高一上·宣化月考)一物体从高x处做自由落体运动,经时间t到达地面,落地速度为v,那么当物体下落时间为 时,物体的速度和距地面的高度分别是( )
A. , B. , C. , D. ,
7.(2016高一上·苍溪期中)在研究机械运动时,下列物体中可以被当作质点处理的是( )
A.研究地球的自转运动时,地球可以当作质点来处理
B.在大海中航行的船,要确定它在大海的位置时,可以把它当作质点来处理
C.研究杂技演员在走钢丝的表演时,杂技演员可以当作质点来处理
D.为提高乒乓球运动员球技,研究乒乓球的旋转时乒乓球可作为质点来处理
8.(2020高一上·宣化月考)如图所示,甲从A地由静止匀加速跑向B地,当甲前进距离为S1时,乙从距A地S2处的C点由静止出发,加速度与甲相同,最后二人同时到达B地,则AB两地距离为( )
A.S1+S2 B.
C. D.
二、多选题
9.(2020高一上·宣化月考)在一塔顶上将一物体竖直向上抛出,物体上升的最大高度为 ,不计空气阻力,设塔很高。则物体位移大小为10m时,物体通过的路程可能是( )
A.10m B.20m C.40m D.50m
10.(2018高一上·厦门月考)2018年9月19日22时07分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭(及远征一号上面级),以“一箭双星”方式成功发射第37、38颗北斗导航卫星。建成后的北斗全球导航系统可以为民用用户提供定位、测速和授时服务,定位精度10m,测速精度0.2m/s,下列说法正确的是( )
A. 北斗全球导航系统定位提供的是被测物体的位移
B.北斗全球导航系统定位提供的是被测物体的位置
C.北斗全球导航系统测速服务提供的是运动物体的速率
D.北斗全球导航系统授时服务提供的是时间
11.(2019高一上·通榆月考)某研究性学习小组用实验装置模拟火箭发射.火箭点燃后从地面竖直升空,燃料燃尽后火箭的第一级第二级相继脱落,实验中测得火箭主体的v-t图象如图所示.下列判断正确的是( )
A.t2时刻火箭到达最高点
B.火箭在0~t1时间内的加速度大于t1一t2时间内的加速度
C.t3时刻火箭落回地面
D.t3时刻火箭到达最高点
12.(2020高一上·宣化月考)甲、乙两辆车在同一水平直道上运动,其运动的位移-时间图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.甲车先做匀减速直线运动,后做匀速直线运动
B.乙车在0~10s内的平均速度大小为0.8m/s
C.在0~10s内,甲、乙两车相遇两次
D.若乙车做匀变速直线运动,则图线上P所对应的瞬时速度大小一定小于0.8m/s
三、填空题
13.(2020高一上·宣化月考)一列火车由静止从车站出发作匀加速直线运动.一位观察者站在这列火车第一节车厢的前端,经过2s,第一节车厢全部通过观察者所在位置;全部车厢从他身边通过历时6s.设各节车厢长度相等,且不计车厢间距离,则这列火车共有 节车厢;最后2s内从他身边通过的车厢有 节;最后一节车厢通过观察者需要的时间是 s.
四、实验题
14.(2019高一上·泉港月考)某同学在研究小车运动实验中,获得一条点迹清楚的纸带,已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点,该同学选择A、B、C、D、E、F六个计数点,对计数点进行测量的结果记录在图中,单位是cm。则:(计算结果保留两位有效数字)
(1)打下B、C两点时小车的瞬时速度vB= m/s、vc= m/s;
(2)小车的加速度a= m/s2。
五、解答题
15.(2020高一上·宣化月考)某升降机由静止开始以加速度 匀加速上升2s,速度达到 ,接着匀速上升10s,最后再以加速度 匀减速上升3s才停下来。求:
(1)匀加速上升的加速度大小 和匀减速上升的加速度大小 ;
(2)上升的总高度h。
16.(2019高一上·江苏月考)一小球从静止沿斜面以恒定的加速度滚下来,依次通过A、B、C三点,已知AB=12m,AC=32m,小球通过AB、BC所用的时间均为2s,求:
(1)小球下滑时的加速度?
(2)小球通过A、B、C三点时的速度分别是多少?
(3)斜面A点以上部分至少有多长?
17.(2020高一上·宣化月考)在竖直井的井底,将一物块以 的速度竖直向上抛出,物块在上升过程中做加速度大小 的匀减速直线运动,物块上升到井口时被人接住,在被人接住前1s内物块的位移 求:
(1)被人接住前1s内物块的平均速度为多少?
(2)物块从抛出到被人接住所经历的时间;
(3)此竖直井的深度。
18.(2019高一上·临渭期中)某天,强强同学在上学途中沿平直人行道以v1=1 m/s速度向到校的6路公交站台走去,发现6路公交车正以v2=15m/s速度从身旁的平直公路同向匀速驶过,此时他们距站台s=50 m.为了乘上该公交车去学校,他立即尽全力加速向前跑去,其最大加速度为a1=2.5 m/s2,能达到的最大速度vm=6 m/s.假设公交车在行驶到距站台s0=25 m处开始刹车,刚好到站台停下(如下图所示).强强上车后公交车再启动向前开去.(不计车长)求:
(1)若公交车刹车过程视为匀减速运动,其加速度a2的大小;
(2)公交车刚停下时,强强距站台至少还有多远.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大,但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度,所以不能直接得到速度随时间的变化规律.伽利略通过数学运算得到结论:如果物体的初速度为零,而且速度随时间的变化是均匀的,那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比,这样,只要测出物体通过通过不同位移所用的时间,就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化.但是物体下落很快,当时只能靠滴水计时,这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间.伽利略采用了一个巧妙的方法,用来“冲淡”重力.他让铜球沿阻力很小的斜面滚下,二小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所以时间长,所以容易测量.
故答案为:A.
【分析】伽利略在证明自由落体是匀加速直线运动时,为了使物体的加速程度减弱,伽利略使小球在坡度非常缓的斜面上向下运动,经过长时间观察,此运动为匀加速直线运动,逐渐增加坡度,小球速度增加的越来越快,仍然是匀加速运动,由此可以推断出当倾角是90度时,小球仍然做匀加速直线运动。
2.【答案】B
【知识点】速度与速率;平均速度
【解析】【解答】设全程为2s,前半程的时间为: .后半程的运动时间为: .则全程的平均速度为: .B符合题意,ACD 错误.
故答案为:B.
【分析】汽车做匀速运动,结合汽车的运动时间,利用运动学公式求解运动平均速度。
3.【答案】C
【知识点】位移与路程;速度、速率
【解析】【解答】告示牌上各数字中甲指路程,乙指瞬时速度,
故答案为:C。
【分析】告示牌上的数字代表路程和瞬时速度的大小。
4.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】采用逆向思维,结合位移时间公式求出eb和ab的时间之比,求出e到b的时间,从而得出a到e的时间。采用逆向思维,根据 ,因为e为ab的中点,则 ,可知a到e的时间为 ,D符合题意。
故答案为:D
【分析】利用位移公式结合距离的大小可以求出运动的时间。
5.【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.物体的速度大,速度变化不一定快,加速度不一定大,A不符合题意。
B.加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度越大,B符合题意。
C.物体的速度变化量大,速度变化不一定快,加速度不一定大,C不符合题意。
D.加速度和速度没有直接的关系,物体的运动速度越小,加速度不一定越小,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】速度的大小与加速度大小无关;速度变化量的大小与加速度大小无关。
6.【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】根据v=gt,可知在 和t末的速度比为1:3,所以 末的速度为 ;
根据公式 ,可知在 和t内的位移比为1:9,所以 内的位移为 ,此时距离地面的高度为 。
故答案为:C
【分析】自由落体的条件是物体只受到重力,加速度为定值即重力加速度g,且初速度为零的运动,故自由落体运动为匀变速直线运动,结合匀变速直线运动公式求解即可。
7.【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】解:只要物体的形状和大小对研究问题没有影响或影响可以忽略不计时,我们就把物体当作质点来处理.
A、在研究地球的自转运动时,地球上各点的运动情况各不相同,即各点的速度与到地心的距离有关,故地球不能当作质点来处理,故A错误.
B、在大海中航行的船,要确定它在大海的位置时,船的形状和大小可以忽略不计,故船可以当作质点来处理,故B正确.
C、在研究杂技演员在走钢丝的表演时,杂技演员的体型影响杂技演员的重心的分布,故杂技演员不能当作质点来处理,故C错误.
D、在研究乒乓球的运动时,乒乓球的形状和大小对乒乓球的运动影响很大,故乒乓球不能当作质点来处理,故D错误.
故选:B.
【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可.
8.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】设甲前进距离为S1时,速度为v,甲乙匀加速直线运动的加速度为a,则有:vt+ at2 at2=S2 S1
根据速度位移公式得 解得
则AB的距离
故答案为:B。
【分析】甲运动员做匀速直线运动,乙运动员做匀加速直线运动,两者相遇的条件是两者的位移之差等于初始状态时两个物体的位移间隔,结合两物体的初速度和加速度,利用运动学公式列求解即可。
9.【答案】A,D
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】物体位移大小为10m时,第一种情况是物体从抛出点上升了10m,此时通过的路程为10m;第二种情况是物体上升至最高点后再下落到抛出点上方10m的位置,此时通过的路程为30m;第三种情况是物体上升至最高点后再下落到抛出点下方10m的位置,此时通过的路程为50m,AD符合题意BC不符合题意。
故答案为:AD。
【分析】物体做竖直上抛运动,先向上做减速运动,在向下做加速运动,初末位置之差为10m,结合运动过程求解小球的路程。
10.【答案】B,C
【知识点】时间与时刻;位移与路程;速度、速率
【解析】【解答】A、B、北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置坐标,A不符合题意,B符合题意;
C、北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体的瞬时速度大小,即速率,C符合题意;
D、北斗导航卫星授时服务提供的是时刻,D不符合题意.
故答案为:BC.
【分析】北斗定位系统可以确定物体的位置,通过位置的改变可以确定物体移动速度的大小。
11.【答案】B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】在速度时间图像中速度的正负表示运动方向,火箭上升的最大高度即为运动过程中的最大位移,由图可知火箭一直向上运动,当速度等于零时,位移最大,火箭处于最高点,即t3时刻到达最高点,AC不符合题意D符合题意;v-t图象中斜率表示加速度,倾斜角越大表示加速度越大,由图可知火箭在0~t1时间内的加速度大于t1~t2时间内的加速度,B符合题意.
故答案为:BD
【分析】v-t图象中,倾斜的直线表示匀变速直线运动,斜率表示加速度,倾斜角越大表示加速度越大,图象与坐标轴围成的面积表示位移.本题是速度--时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息,不难.
12.【答案】B,C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由 图像规律可得,甲车先做匀速直线运动,后处于静止状态,A不符合题意;
B.乙车在0~10s内的平均速度为
因此平均速度大小为0.8m/s,B符合题意;
C.由 图像规律可得,在0~10s内,甲、乙的 图线相交两次,故甲、乙两车相遇两次,C符合题意;
D.若乙车做匀变速直线运动,图线上P点为中间位置的点,根据匀变速直线运动规律可得
所以P点的速度一定大于0.8m/s,D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】s-t图像中,横坐标为时间,纵坐标为位移,图像的斜率是速度,两图像的交点意味着两个物体具有相同的位移,通过这些性质结合选项分析即可。
13.【答案】9;5;0.4
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】(1)设每节车厢长度为s,火车共有n节车厢.则有:s=
ns=
解得n= 节(2)设最后2秒内通过它的车厢有m节,则
对于第一节车厢有s=
对于全部车厢有(n﹣m)s=
解得:m=5(节)(3)设前8节车厢通过它需要的时间为t8,则:s=
8s=
解得:t8=4 s≈5.6s,故最后一节通过它的时间△t=t﹣t8=0.4s
【分析】火车做匀变加速直线运动,假设火车的加速度和每节车厢的长度,结合题目给出的物体的初末速度、运动位移和运动时间,利用运动学公式列方程求解即可。
14.【答案】(1)0.50;0.70
(2)5.0
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)根据匀变速直线运动特点,可知B、C点的瞬时速度为:
;(2)由题意可知△x=aT2,其中△x=0.8cm,T=0.04s,代入数据解得:a=5.0m/s2
【分析】(1)B点的速度等于物体在AC段中运动的平均速度,即利用AC的长度除以对应的时间即可;C点的速度等于物体在BD段中运动的平均速度,即利用BD的长度除以对应的时间即可;
(2)结合纸带上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度即可。
15.【答案】(1)解:由
可得升降机匀加速上升的加速度大小
同理,匀减速上升的加速度大小
(2)解:升降机上升的总高度为三段运动的位移之和,其中匀加速上升的位移为
匀速上升的位移为
匀减速上升的位移为
故升降机上升的总高度
【知识点】加速度;匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度;
(2)明确升降机的运动过程,先做加速运动,再做匀速运动,最后做减速运动,结合每一段的加速度、速度和运动时间求解位移,相加即可。
16.【答案】(1)解:由△x=aT2得,
(2)解:B点的速度:
A点的速度:
C点的速度:
(3)解:
则A点以上部分的长度x=xOB-xAB=4m
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)结合小球的位移和对应的时间,利用运动学公式求解加速度;
(2)结合第一问求解的物体的加速度和运动时间,利用运动学该公式求解其他时刻的速度;
(3)同理,结合小球的加速度和初速度求解位移即可。
17.【答案】(1)解:被人接住前1s内的平均速度为
(2)解:根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得在人接住前0.5s时的速度为
设物体被接住时的速度 ,则
得
由竖直上抛运动的运动规律,物块从抛出到被人接住所经历的时间
(3)解:此竖直井的深度:
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用;匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【分析】(1)物体的平均速度利用位移的位移除以对应的时间;
(2)物体做匀减速运动,中间时刻的速度为平均速度,再结合物体的初末速度和加速度求解运动时间即可;
(3)同理,物体做匀减速运动,结合物体的初末速度和加速度求解位移。
18.【答案】(1)解:由 得 公交车的加速度大小:a2=4.5m/s2
(2)解:公交车从相遇处到开始刹车所用时间:
刹车过程所用时间:
公交车从相遇到停下所用时间t=t1+t2=5s
强强以最大加速度达到最大速度用时间:
通过的位移:
匀速运动的时间:t4=t-t3=3s
匀速运动的位移:s2=vmt4=18m
∴△s=s-s1-s2=25m
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用;匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【分析】(1)汽车做匀减速运动,结合汽车的初、末速度和位移,利用运动学公式求解运动的加速度;
(2)利用速度公式求解汽车运动的时间,结合小明的加速度和运动时间求解小明的位移,结合小明与站台的总距离求解现在的距离即可。