黑龙江省双鸭山市第一中学2020-2021学年高一上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1.(2018高一上·哈尔滨月考)下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A.位移、时间、速度 B.路程、速率、位移
C.加速度、速度的变化量、速度 D.速度、时间、加速度
2.(2020高一上·双鸭山月考)下列说法中正确的是( )
A.“辽宁号”航母“高大威武”,所以不能看成质点
B.战斗机飞行员可以把正在甲板上用手势指挥的调度员看成是一个质点
C.在战斗机飞行训练中,研究战斗机的空中翻滚动作时,可以把战斗机看成质点
D.研究“辽宁舰”航母在大海中的运动轨迹时,航母可以看成质点
3.(2020高一上·双鸭山月考)关于时间和时刻,下列说法正确的是( )
A.第4s末就是第5s初,指的是时间
B.物体在5s时指的是物体在5s初时,指的是时刻
C.物体在5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间
4.(2020高一上·双鸭山月考)甲、乙、丙三辆汽车同时以相同的速度经过某一路标,此后甲一直做匀速直线运动,乙先加速后减速,丙先减速后加速,它们经过下一路标时的速度仍相同,则( )
A.甲车先经过下一个路标 B.乙车先经过下一个路标
C.丙车先经过下一个路标 D.无法判断谁先经过下一个路标
5.(2019高一下·元江月考)星级快车出站时能在150 s内匀加速到180 km/h,然后正常行驶.某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至108 km/h.以初速度方向为正方向,则下列说法不正确的是( )
A.列车加速时的加速度大小为 m/s2
B.列车减速时,若运用v=v0+at计算瞬时速度,其中a=- m/s2
C.若用v-t图象描述列车的运动,减速时的图线在时间轴(t轴)的下方
D.列车由静止加速,1 min内速度可达20 m/s
6.(2020高一上·哈尔滨月考)如图所示为物体做直线运动的v-t图象.若将该物体的运动过程用x-t图象表示出来(其中x为物体相对出发点的位移),则图中的四幅图描述正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(2019高一上·怀宁期中)沿平直轨道匀加速行驶的长度为L的列车,保持加速度不变通过长度也为L的桥梁,车头驶上桥头时的速度为v1,车头经过桥尾时的速度为v2,则车尾通过桥尾时的速度为( )
A.v1·v2 B. C. D.
8.(2020高一上·双鸭山月考)甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的x—t图像(甲的图线为直线,乙的图线为抛物线)如图所示。关于两物体的运动,下列说法正确的是( )
A.甲做直线运动,乙做曲线运动
B.0~t1时间内,乙的速度方向与加速度方向相反;
C.0~t2时间内,乙的速度先增大后减小,t2时刻,甲、乙两物体相遇
D.0~t2时间内,t1时刻甲、乙相距最远,两物体一直沿x轴正方向运动
二、多选题
9.(2020高一上·双鸭山月考)在平直公路上行驶的a车和b车,其位移-时间图像分别为图中直线a和曲线b,已知b车的加速度恒定且等于-2m/s2,t=3s时,直线a和曲线b刚好相切,则( )
A.a车做匀速运动且其速度为 m/s
B.t=3s时a车和b车相遇且此时速度相同
C.t=1s时b车的速度为10m/s
D.t=0时a车和b车的距离x0=9m
10.(2017高二下·乌鲁木齐期末)汽车在平直公路上由静止开始做加速度为a1的匀加速直线运动,经过时间t1,汽车刹车做匀减速运动,加速度大小为a2,经过时间t2后停下,则汽车在全程的平均速度为( )
A.a1t1 B.a2t2
C.(a1+a2)(t1+t2) D.
11.(2020高一上·双鸭山月考)如图,光滑斜面 AE 被分为四个相等的部分,一物体从 A 点由静止释放,它沿斜面向下 做匀加速运动。依次通过 B、C、D 点,最后到达底端 E 点,下列说法正确的是( )
A.物体通过每一部分时,其速度增量 vB vA = vC vB= vD vC = vE vD
B.物体通过各点的瞬时速度之比为 vB :vC :vD :vE = 1: : :2
C.物体由 A 点到各点所经历的时间之比为 tB :tC :tD :tE = 1: : :2
D.下滑全程的平均速度 v = vB
12.(2020高一上·双鸭山月考)一质点沿 轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其 的图象如图所示,则( )
A.质点做匀加速直线运动,加速度为
B.质点在 末速度为
C.质点在第 内的平均速度
D.质点做匀速直线运动,速度为
三、填空题
13.(2020高一上·双鸭山月考)一个小球从长为4m的斜面顶端无初速度下滑,接着又在水平面上做匀减速运动,在水平面上运动6m停止,小球共运动了10s。则小球在运动过程中的最大速度为 m/s;小球在斜面上运动的加速度大小为 m/s2。
四、实验题
14.(2020高一上·双鸭山月考)如图所示是某同学用打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,打点频率为50Hz,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出来,其中x1=7.05cm,x2=7.68cm,x3=8.33cm,x4=8.95cm,x5=9.61cm,x6=10.27cm.
(1)在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是____________
A.打点前小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车
B.要舍去纸带上密集点,然后选取计数点
C.若每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.01s
D.实验中应使小车速度尽量小些
(2)推测纸带的运动是做 运动(选填“加速”、“减速”或者“匀速”).
(3)下表列出了打点计时器打下B、D、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下C、E两点时小车的瞬时速度 、 (保留三位有效数字).
(4)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线.
(5)根据你画出的小车的速度—时间的关系图线计算出的小车的加速度a m/s2.(保留两位有效数字)
五、解答题
15.(2020高一上·双鸭山月考)以36km/h的速度行驶的车,刹车后做匀减速直线运动,若汽车在刹车后第2s内的位移是6.25m,求:
(1)汽车刹车过程中加速度的大小;
(2)刹车后5s内的位移.
16.(2018高三上·石门开学考)已知O、A、B、C为同一直线上的四点,AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.
17.(2020高一上·双鸭山月考)一辆值勤的警车停在平直公路边,当警员发现从他旁边以v=10m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶,经 警车发动起来,以加速度a=2m/s2做匀加速运动,问:
(1)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少?
(2)若警车能达到的最大速度是 ,到最大速度后匀速运动。则警车发动起来后至少要经多长的时间才能追上违章的货车?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】位移、速度、加速度以及速度的变化,都是有大小和方向的物理量,都是矢量;而时间、速率和路程只有大小无方向,是标量;
故答案为:C.
【分析】矢量与标量的区别在于矢量除了具有大小还具有方向的因素。
2.【答案】D
【知识点】质点
【解析】【解答】AD.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,所以“辽宁舰”航母在某些情况下是可以看成质点的,如研究“辽宁舰”航母在大海中运动轨迹时,航母可以看成质点,A不符合题意,D符合题意;
B.正在甲板上手势指挥的调度员的动作不能忽略,不能看成质点,B不符合题意;
C.研究战斗机的空中翻滚动作时,不可以看做质点,否则没有动作了,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体能否作为质点主要看所研究的问题,研究物体的动作不能把物体作为质点。
3.【答案】D
【知识点】时间与时刻
【解析】【解答】A.第4s末就是第5s初,指的是时间点,即时刻,A不符合题意;
B.物体在5s时指的是物体在5s末时,指的是时刻,B不符合题意;
C.物体在5s内指的是物体在 内的时间,C不符合题意;
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】第4s末代表时刻;物体在5s时代表5s末是指时刻;物体在5s内代表从0到5s末这段时间。
4.【答案】B
【知识点】位移与路程;平均速度
【解析】【解答】设甲做匀速直线运动的速度为v,乙先加速后减速,在运动的过程中速度大于v,则整个过程中的平均速度大于v;丙先减速后加速,在运动过程中的速度小于v,则整个过程中的平均速度小于v.根据 ,知乙的运动时间最短,所以乙车先经过下一个路标.
故答案为:B
【分析】利用平均速度的大小结合位移相等可以比较运动的时间。
5.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】 ;
列车的加速度大小 ,减速时,加速度方向与速度方向相反, ,A、B不符合题意。列车减速时,v t图像中图线依然在时间轴t轴的上方,C错误,符合题意。由v=at可得 v= ×60 m/s=20 m/s,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】星级快车做匀变速直线运动,结合匀变速直线运动公式,结合选项分析求解即可。
6.【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】0~t1时间内物体匀速正向运动,A不符合题意;t1~t2时间内,物体静止,且此时离出发点有一定距离,B、D不符合题意;t2~t3时间内,物体反向运动,且速度大小不变,即x-t图象中,0~t1和t2~t3两段时间内,图线斜率大小相等,C对.
故答案为:C
【分析】其速度的大小代表其位移时间图像的斜率;利用速度的大小及方向可以绘制位移时间图像的图线。
7.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】火车车头从桥头到桥尾运动的过程中有2aL=v22 v12
火车车头从桥头到车尾通过桥尾的过程中有2a 2L=v2 v12
联立可得
故答案为:D
【分析】列车做匀变速直线运动,假设列车的加速度和车身的长度,结合列车的速度列方程求解即可。
8.【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,甲的x—t图像为直线,甲做匀速直线运动;乙的x—t图像为抛物线,乙做匀变速直线运动,A不符合题意;
B.由图知,0-t1时间内,乙做负方向的匀减速运动,速度方向与加速度方向相反;t1~t2时间内,乙做正方向的匀加速运动,乙的速度方向与加速度方向相同,B符合题意;
C.由图知,0~t2时间内,乙的速度先减小后增大;t2时刻,甲、乙位置相同,甲、乙两物体相遇,C不符合题意;
D.当甲、乙的速度相同时,两者相距最远,由图知0~t2时间内,t1时刻两者速度不同,甲、乙相距不是最远;由图知,甲一直沿x轴负方向运动,乙先沿x轴负方向运动后沿x轴正方向运动,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】位移时间图像只能描述物体的直线运动;利用速度的变化可以判别速度的方向与加速度的方向;利用图像斜率可以判别速度的变化;利用交点可以判别物体相遇;利用共速可以判别两物体相距最远。
9.【答案】B,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A. 图象的斜率等于速度,由图可知,a车的速度不变,做匀速直线运动,速度为
A不符合题意;
B. 时,直线a和曲线b刚好相切,位置坐标相同,辆车相遇。斜率相等,此时辆车的速度相等,B符合题意;
C. 时,b车的速度为
设b车的初速度为 ,对b车,有
解得
则 时b车的速度为
C不符合题意;
D. 时,a车的位移为
b车的位移为
时,a车和b车到达同一位置,得
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用图像斜率可以求出a车的速度大小;利用交点可以判别相遇,利用斜率相同可以判别共速;利用速度公式可以求出b车的速度大小;利用位移公式可以求出b车的初始位置,进而求出最初两车之间的距离。
10.【答案】A,B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】解:由题意知,物体先做匀速度为零的加速运动后做末速度为零的匀减速运动,作出v﹣t图象如下图,
则可知,全程中的最大速度v=a1t1,因前后均为匀变速直线运动,则平均速度 = = ; 故AB正确,C错误;
全程的总位移:x= ;
对全程由平均速度公式有: = ,D正确;
故选:ABD
【分析】物体先做匀加速运动,根据初速度、加速度和时间,可求出末速度,即为整个运动过程中物体的最大速度.整体过程的平均速度等于最大速度的一半.根据匀减速运动的末速度、加速度和时间,可求出初速度,也等于整个运动过程中物体的最大速度.
11.【答案】B,C,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB.物体做初速度为零的匀加速直线运动。由v2=2ax得 ,所以物体到达各点的速率之比
同时vB-vA=vB
vC-vB=( -1)vB
vD-vC=( - vB
vE-vD=(2- )vB
A不符合题意,B符合题意;
C.又由v=at知tB:tC:tD:tE=vB:vC:vD:vE=1: : :2
C符合题意;
D.因tB:tE=1:2,即tAB=tBE,vB为AE段的中间时刻的速度,故vB=v,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用速度位移公式可以求出瞬时速度之比;结合由于运动时间不同可以判别速度增量不同;利用速度公式可以求出运动时间之比;利用平均速度公式可以判别vB为中间时刻的瞬时速度大小。
12.【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AD.由图得
根据匀变速运动的位移公式
得
对比可得
则质点的加速度为
初速度为 ,则知质点的加速度不变,质点做匀加速直线运动,AD不符合题意;
B.质点做匀加速直线运动,在 末速度为
B符合题意;
C.则质点在第 内的平均速度为
C符合题意。
故答案为:BC。
【分析】利用图像解析式结合位移公式可以求出加速度和初速度的大小;结合速度公式可以求出速度的大小;利用初末速度之和可以求出平均速度的大小。
13.【答案】2;
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】设小球在运动过程中的最大速度为v,根据平均速度的推论知
解得最大速度 小球在斜面上的加速度为
【分析】利用平均速度公式可以求出最大速度的大小;结合速度位移公式可以求出小球的加速度大小。
14.【答案】(1)A;B
(2)加速
(3)0.801;0.928
(4)
(5)0.64
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1) A、为了提高纸带的利用率,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,这样可以尽量在纸带上多打点,为了提高纸带的利用率,同时为了使打点更稳定,减小误差,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车,A符合题意;
B、纸带上密集点测量时误差较大,故要舍去,B符合题意;
C、打点频率为50Hz,每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.08s,C不符合题意;
D、实验中小车速度过小,导致纸带上的点比较密集,不利于选点和测量,D不符合题意.
故答案为:AB.(2)从图中看出,相邻的计时点的距离越来越大,所以纸带做加速运动.(3)因为每相邻两计数点间还有4个打点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,C点的瞬时速度 ;E点的瞬时速度 .(4)以A点为计时起点,在图中画出小车的速度-时间关系图线,如图所示:
;(5)据v-t图象中,图线的斜率表示加速度的大小,则 .
【分析】(1)利用周期乘以时间间隔数可以求出两计数点之间的时间;实验小车的速度不能太小会导致速度难以测量;
(2)利用纸带间隔的变化可以判别小球速度的变化;
(3)利用平均速度公式可以求出C、E两点的瞬时速度的大小;
(4)利用表格数据进行描点连线,利用图像斜率可以求出加速度的大小。
15.【答案】(1)解:汽车的初速度为:
汽车在第2s内的平均速度为
所以汽车在第1.5s末的速度为:
加速度大小为
(2)解:汽车从刹车到停下来的时间为
所以刹车后5s内的位移等于刹车后4s内的位移,为
【知识点】加速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】汽车刹车后做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动的推论求出第1.5s末的速度,再求出汽车刹车过程中的加速度.结合速度时间公式求出刹车到停止的时间,从而判断汽车是否停止,结合位移公式求出刹车后5s内的位移.
16.【答案】解:设物体的加速度为a,到达A点的速度为v0,通过AB段和BC点所用的时间为t,
则L1=v0t+ at2①
L1+L2=v0 2t+ a(2t)2②
联立②-①×2得 ③
④
设O与A的距离为L,则有 ⑤
将③、④两式代入⑤式得
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】物体做匀加速运动,分别对AB段和BC段列位移时间关系式链家即可得到物体的加速度和初速度,再对OA段用速度位移关系式可得O与A的距离.
17.【答案】(1)解:当警车与货车车速相等时,两车相距最远,需时t1
由位移公式得,在警车追上货车之前,两车间的最大距离是
(2)解:警车加速到最大速度所需时间
设警车速度达到最大后又经过t3时间追上违章货车
解得 s
所以追上违章的货车的时间 s
【知识点】追及相遇问题
【解析】【分析】(1)当警车和货车的速度相同时,两车的距离最大,利用共速结合速度公式可以求出警车加速的时间,结合两车的位移公式可以求出两车之间的最大距离;
(2)警车做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出达到最大速度所花的时间,结合位移公式可以判别速度达到最大值没有追上货车,再结合匀速运动的位移公式可以求出追上货车所花的时间。
黑龙江省双鸭山市第一中学2020-2021学年高一上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1.(2018高一上·哈尔滨月考)下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A.位移、时间、速度 B.路程、速率、位移
C.加速度、速度的变化量、速度 D.速度、时间、加速度
【答案】C
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】位移、速度、加速度以及速度的变化,都是有大小和方向的物理量,都是矢量;而时间、速率和路程只有大小无方向,是标量;
故答案为:C.
【分析】矢量与标量的区别在于矢量除了具有大小还具有方向的因素。
2.(2020高一上·双鸭山月考)下列说法中正确的是( )
A.“辽宁号”航母“高大威武”,所以不能看成质点
B.战斗机飞行员可以把正在甲板上用手势指挥的调度员看成是一个质点
C.在战斗机飞行训练中,研究战斗机的空中翻滚动作时,可以把战斗机看成质点
D.研究“辽宁舰”航母在大海中的运动轨迹时,航母可以看成质点
【答案】D
【知识点】质点
【解析】【解答】AD.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,所以“辽宁舰”航母在某些情况下是可以看成质点的,如研究“辽宁舰”航母在大海中运动轨迹时,航母可以看成质点,A不符合题意,D符合题意;
B.正在甲板上手势指挥的调度员的动作不能忽略,不能看成质点,B不符合题意;
C.研究战斗机的空中翻滚动作时,不可以看做质点,否则没有动作了,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体能否作为质点主要看所研究的问题,研究物体的动作不能把物体作为质点。
3.(2020高一上·双鸭山月考)关于时间和时刻,下列说法正确的是( )
A.第4s末就是第5s初,指的是时间
B.物体在5s时指的是物体在5s初时,指的是时刻
C.物体在5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间
【答案】D
【知识点】时间与时刻
【解析】【解答】A.第4s末就是第5s初,指的是时间点,即时刻,A不符合题意;
B.物体在5s时指的是物体在5s末时,指的是时刻,B不符合题意;
C.物体在5s内指的是物体在 内的时间,C不符合题意;
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】第4s末代表时刻;物体在5s时代表5s末是指时刻;物体在5s内代表从0到5s末这段时间。
4.(2020高一上·双鸭山月考)甲、乙、丙三辆汽车同时以相同的速度经过某一路标,此后甲一直做匀速直线运动,乙先加速后减速,丙先减速后加速,它们经过下一路标时的速度仍相同,则( )
A.甲车先经过下一个路标 B.乙车先经过下一个路标
C.丙车先经过下一个路标 D.无法判断谁先经过下一个路标
【答案】B
【知识点】位移与路程;平均速度
【解析】【解答】设甲做匀速直线运动的速度为v,乙先加速后减速,在运动的过程中速度大于v,则整个过程中的平均速度大于v;丙先减速后加速,在运动过程中的速度小于v,则整个过程中的平均速度小于v.根据 ,知乙的运动时间最短,所以乙车先经过下一个路标.
故答案为:B
【分析】利用平均速度的大小结合位移相等可以比较运动的时间。
5.(2019高一下·元江月考)星级快车出站时能在150 s内匀加速到180 km/h,然后正常行驶.某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至108 km/h.以初速度方向为正方向,则下列说法不正确的是( )
A.列车加速时的加速度大小为 m/s2
B.列车减速时,若运用v=v0+at计算瞬时速度,其中a=- m/s2
C.若用v-t图象描述列车的运动,减速时的图线在时间轴(t轴)的下方
D.列车由静止加速,1 min内速度可达20 m/s
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】 ;
列车的加速度大小 ,减速时,加速度方向与速度方向相反, ,A、B不符合题意。列车减速时,v t图像中图线依然在时间轴t轴的上方,C错误,符合题意。由v=at可得 v= ×60 m/s=20 m/s,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】星级快车做匀变速直线运动,结合匀变速直线运动公式,结合选项分析求解即可。
6.(2020高一上·哈尔滨月考)如图所示为物体做直线运动的v-t图象.若将该物体的运动过程用x-t图象表示出来(其中x为物体相对出发点的位移),则图中的四幅图描述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】0~t1时间内物体匀速正向运动,A不符合题意;t1~t2时间内,物体静止,且此时离出发点有一定距离,B、D不符合题意;t2~t3时间内,物体反向运动,且速度大小不变,即x-t图象中,0~t1和t2~t3两段时间内,图线斜率大小相等,C对.
故答案为:C
【分析】其速度的大小代表其位移时间图像的斜率;利用速度的大小及方向可以绘制位移时间图像的图线。
7.(2019高一上·怀宁期中)沿平直轨道匀加速行驶的长度为L的列车,保持加速度不变通过长度也为L的桥梁,车头驶上桥头时的速度为v1,车头经过桥尾时的速度为v2,则车尾通过桥尾时的速度为( )
A.v1·v2 B. C. D.
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】火车车头从桥头到桥尾运动的过程中有2aL=v22 v12
火车车头从桥头到车尾通过桥尾的过程中有2a 2L=v2 v12
联立可得
故答案为:D
【分析】列车做匀变速直线运动,假设列车的加速度和车身的长度,结合列车的速度列方程求解即可。
8.(2020高一上·双鸭山月考)甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的x—t图像(甲的图线为直线,乙的图线为抛物线)如图所示。关于两物体的运动,下列说法正确的是( )
A.甲做直线运动,乙做曲线运动
B.0~t1时间内,乙的速度方向与加速度方向相反;
C.0~t2时间内,乙的速度先增大后减小,t2时刻,甲、乙两物体相遇
D.0~t2时间内,t1时刻甲、乙相距最远,两物体一直沿x轴正方向运动
【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,甲的x—t图像为直线,甲做匀速直线运动;乙的x—t图像为抛物线,乙做匀变速直线运动,A不符合题意;
B.由图知,0-t1时间内,乙做负方向的匀减速运动,速度方向与加速度方向相反;t1~t2时间内,乙做正方向的匀加速运动,乙的速度方向与加速度方向相同,B符合题意;
C.由图知,0~t2时间内,乙的速度先减小后增大;t2时刻,甲、乙位置相同,甲、乙两物体相遇,C不符合题意;
D.当甲、乙的速度相同时,两者相距最远,由图知0~t2时间内,t1时刻两者速度不同,甲、乙相距不是最远;由图知,甲一直沿x轴负方向运动,乙先沿x轴负方向运动后沿x轴正方向运动,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】位移时间图像只能描述物体的直线运动;利用速度的变化可以判别速度的方向与加速度的方向;利用图像斜率可以判别速度的变化;利用交点可以判别物体相遇;利用共速可以判别两物体相距最远。
二、多选题
9.(2020高一上·双鸭山月考)在平直公路上行驶的a车和b车,其位移-时间图像分别为图中直线a和曲线b,已知b车的加速度恒定且等于-2m/s2,t=3s时,直线a和曲线b刚好相切,则( )
A.a车做匀速运动且其速度为 m/s
B.t=3s时a车和b车相遇且此时速度相同
C.t=1s时b车的速度为10m/s
D.t=0时a车和b车的距离x0=9m
【答案】B,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A. 图象的斜率等于速度,由图可知,a车的速度不变,做匀速直线运动,速度为
A不符合题意;
B. 时,直线a和曲线b刚好相切,位置坐标相同,辆车相遇。斜率相等,此时辆车的速度相等,B符合题意;
C. 时,b车的速度为
设b车的初速度为 ,对b车,有
解得
则 时b车的速度为
C不符合题意;
D. 时,a车的位移为
b车的位移为
时,a车和b车到达同一位置,得
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用图像斜率可以求出a车的速度大小;利用交点可以判别相遇,利用斜率相同可以判别共速;利用速度公式可以求出b车的速度大小;利用位移公式可以求出b车的初始位置,进而求出最初两车之间的距离。
10.(2017高二下·乌鲁木齐期末)汽车在平直公路上由静止开始做加速度为a1的匀加速直线运动,经过时间t1,汽车刹车做匀减速运动,加速度大小为a2,经过时间t2后停下,则汽车在全程的平均速度为( )
A.a1t1 B.a2t2
C.(a1+a2)(t1+t2) D.
【答案】A,B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】解:由题意知,物体先做匀速度为零的加速运动后做末速度为零的匀减速运动,作出v﹣t图象如下图,
则可知,全程中的最大速度v=a1t1,因前后均为匀变速直线运动,则平均速度 = = ; 故AB正确,C错误;
全程的总位移:x= ;
对全程由平均速度公式有: = ,D正确;
故选:ABD
【分析】物体先做匀加速运动,根据初速度、加速度和时间,可求出末速度,即为整个运动过程中物体的最大速度.整体过程的平均速度等于最大速度的一半.根据匀减速运动的末速度、加速度和时间,可求出初速度,也等于整个运动过程中物体的最大速度.
11.(2020高一上·双鸭山月考)如图,光滑斜面 AE 被分为四个相等的部分,一物体从 A 点由静止释放,它沿斜面向下 做匀加速运动。依次通过 B、C、D 点,最后到达底端 E 点,下列说法正确的是( )
A.物体通过每一部分时,其速度增量 vB vA = vC vB= vD vC = vE vD
B.物体通过各点的瞬时速度之比为 vB :vC :vD :vE = 1: : :2
C.物体由 A 点到各点所经历的时间之比为 tB :tC :tD :tE = 1: : :2
D.下滑全程的平均速度 v = vB
【答案】B,C,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB.物体做初速度为零的匀加速直线运动。由v2=2ax得 ,所以物体到达各点的速率之比
同时vB-vA=vB
vC-vB=( -1)vB
vD-vC=( - vB
vE-vD=(2- )vB
A不符合题意,B符合题意;
C.又由v=at知tB:tC:tD:tE=vB:vC:vD:vE=1: : :2
C符合题意;
D.因tB:tE=1:2,即tAB=tBE,vB为AE段的中间时刻的速度,故vB=v,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用速度位移公式可以求出瞬时速度之比;结合由于运动时间不同可以判别速度增量不同;利用速度公式可以求出运动时间之比;利用平均速度公式可以判别vB为中间时刻的瞬时速度大小。
12.(2020高一上·双鸭山月考)一质点沿 轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其 的图象如图所示,则( )
A.质点做匀加速直线运动,加速度为
B.质点在 末速度为
C.质点在第 内的平均速度
D.质点做匀速直线运动,速度为
【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AD.由图得
根据匀变速运动的位移公式
得
对比可得
则质点的加速度为
初速度为 ,则知质点的加速度不变,质点做匀加速直线运动,AD不符合题意;
B.质点做匀加速直线运动,在 末速度为
B符合题意;
C.则质点在第 内的平均速度为
C符合题意。
故答案为:BC。
【分析】利用图像解析式结合位移公式可以求出加速度和初速度的大小;结合速度公式可以求出速度的大小;利用初末速度之和可以求出平均速度的大小。
三、填空题
13.(2020高一上·双鸭山月考)一个小球从长为4m的斜面顶端无初速度下滑,接着又在水平面上做匀减速运动,在水平面上运动6m停止,小球共运动了10s。则小球在运动过程中的最大速度为 m/s;小球在斜面上运动的加速度大小为 m/s2。
【答案】2;
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】设小球在运动过程中的最大速度为v,根据平均速度的推论知
解得最大速度 小球在斜面上的加速度为
【分析】利用平均速度公式可以求出最大速度的大小;结合速度位移公式可以求出小球的加速度大小。
四、实验题
14.(2020高一上·双鸭山月考)如图所示是某同学用打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,打点频率为50Hz,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出来,其中x1=7.05cm,x2=7.68cm,x3=8.33cm,x4=8.95cm,x5=9.61cm,x6=10.27cm.
(1)在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是____________
A.打点前小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车
B.要舍去纸带上密集点,然后选取计数点
C.若每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.01s
D.实验中应使小车速度尽量小些
(2)推测纸带的运动是做 运动(选填“加速”、“减速”或者“匀速”).
(3)下表列出了打点计时器打下B、D、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下C、E两点时小车的瞬时速度 、 (保留三位有效数字).
(4)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线.
(5)根据你画出的小车的速度—时间的关系图线计算出的小车的加速度a m/s2.(保留两位有效数字)
【答案】(1)A;B
(2)加速
(3)0.801;0.928
(4)
(5)0.64
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1) A、为了提高纸带的利用率,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,这样可以尽量在纸带上多打点,为了提高纸带的利用率,同时为了使打点更稳定,减小误差,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车,A符合题意;
B、纸带上密集点测量时误差较大,故要舍去,B符合题意;
C、打点频率为50Hz,每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.08s,C不符合题意;
D、实验中小车速度过小,导致纸带上的点比较密集,不利于选点和测量,D不符合题意.
故答案为:AB.(2)从图中看出,相邻的计时点的距离越来越大,所以纸带做加速运动.(3)因为每相邻两计数点间还有4个打点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,C点的瞬时速度 ;E点的瞬时速度 .(4)以A点为计时起点,在图中画出小车的速度-时间关系图线,如图所示:
;(5)据v-t图象中,图线的斜率表示加速度的大小,则 .
【分析】(1)利用周期乘以时间间隔数可以求出两计数点之间的时间;实验小车的速度不能太小会导致速度难以测量;
(2)利用纸带间隔的变化可以判别小球速度的变化;
(3)利用平均速度公式可以求出C、E两点的瞬时速度的大小;
(4)利用表格数据进行描点连线,利用图像斜率可以求出加速度的大小。
五、解答题
15.(2020高一上·双鸭山月考)以36km/h的速度行驶的车,刹车后做匀减速直线运动,若汽车在刹车后第2s内的位移是6.25m,求:
(1)汽车刹车过程中加速度的大小;
(2)刹车后5s内的位移.
【答案】(1)解:汽车的初速度为:
汽车在第2s内的平均速度为
所以汽车在第1.5s末的速度为:
加速度大小为
(2)解:汽车从刹车到停下来的时间为
所以刹车后5s内的位移等于刹车后4s内的位移,为
【知识点】加速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】汽车刹车后做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动的推论求出第1.5s末的速度,再求出汽车刹车过程中的加速度.结合速度时间公式求出刹车到停止的时间,从而判断汽车是否停止,结合位移公式求出刹车后5s内的位移.
16.(2018高三上·石门开学考)已知O、A、B、C为同一直线上的四点,AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.
【答案】解:设物体的加速度为a,到达A点的速度为v0,通过AB段和BC点所用的时间为t,
则L1=v0t+ at2①
L1+L2=v0 2t+ a(2t)2②
联立②-①×2得 ③
④
设O与A的距离为L,则有 ⑤
将③、④两式代入⑤式得
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】物体做匀加速运动,分别对AB段和BC段列位移时间关系式链家即可得到物体的加速度和初速度,再对OA段用速度位移关系式可得O与A的距离.
17.(2020高一上·双鸭山月考)一辆值勤的警车停在平直公路边,当警员发现从他旁边以v=10m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶,经 警车发动起来,以加速度a=2m/s2做匀加速运动,问:
(1)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少?
(2)若警车能达到的最大速度是 ,到最大速度后匀速运动。则警车发动起来后至少要经多长的时间才能追上违章的货车?
【答案】(1)解:当警车与货车车速相等时,两车相距最远,需时t1
由位移公式得,在警车追上货车之前,两车间的最大距离是
(2)解:警车加速到最大速度所需时间
设警车速度达到最大后又经过t3时间追上违章货车
解得 s
所以追上违章的货车的时间 s
【知识点】追及相遇问题
【解析】【分析】(1)当警车和货车的速度相同时,两车的距离最大,利用共速结合速度公式可以求出警车加速的时间,结合两车的位移公式可以求出两车之间的最大距离;
(2)警车做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出达到最大速度所花的时间,结合位移公式可以判别速度达到最大值没有追上货车,再结合匀速运动的位移公式可以求出追上货车所花的时间。