内容正文:
第一章 直线运动
测试卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II卷时,将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一项符合题目要求,第9-12题有多项符合题目要求。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.下列关于质点的描述正确的是( )
A.甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时可以把她看作质点
B.乙图研究飞船与空间站对接时可以把飞船看作质点
C.丙图研究高铁从杭州到北京的路程时可以把列车看作质点
D.丁图研究冰壶运动到达的位置时,可以把冰壶看作质点
2.某班同学去参加野外游戏。
该班同学分成甲、乙、丙三个小组,同时从营地A出发,沿各自的路线搜寻目标,要求同时到达营地B,如上图所示为其运动轨迹,则关于他们的平均速度和平均速率的说法正确的是( )
①甲、乙、丙三组的平均速度大小相同 ②甲、乙、丙三组的平均速率大小相同 ③乙组的平均速度最大,甲组的平均速度最小 ④乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大
A.只有①② B.只有③④
C.只有①④ D.只有②③
3.一物体做加速度为的直线运动,时速度为,下列说法正确的是( )
A.初速度为,说明物体在做减速运动 B.加速度为,说明物体在做减速运动
C.时物体的速度为 D.物体的速率每秒钟增加
4.一个质点从时刻开始沿直线运动,在时间内的速度随时间变化的图像如图所示,在时刻,质点的加速度大小为,则关于质点在时间内的运动,下列说法正确的是( )
A.质点的加速度一直减小
B.质点在时刻可能回到起点
C.质点在时刻速度大小可能等于
D.质点在前一半时间内的平均速度大于后一半时间内的平均速度
5.关于匀变速直线运动的下列说法中正确的是( )
A.速度方向和加速度方向一定都是不变的
B.无论匀加速还是匀减速,相邻相等时间内的位移成等差数列
C.若加速度与初速度方向相同,则第1、第2、第3秒内的位移之比一定是
D.若加速度与初速度方向相反,当速度减小到零时,加速度也一定为零
6.某兴趣小组在平直公路上研究车辆的运动规律,根据做直线运动的车辆的运动情况描绘图像,如图所示。请你根据图像判定以下说法正确的是( )
A.机动车的加速度越来越大 B.机动车的位移与时间的函数关系
C.机动车加速度大小为 D.机动车在前3s内的位移是20m
7.乙同学为了测量自己的反应时间,进行了如下实验。如图所示,请甲同学用手捏住直尺,乙用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺的准备,在看到甲同学松开直尺时,立刻捏住直尺,读出捏住直尺的刻度,即可算出自己的反应时间。后期甲乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”,如图所示,重力加速度g=9.8m/s2,以下说法正确的是( )
A.乙同学捏住直尺处的刻度值越小,其反应时间越长
B.经过多次实验,乙同学捏住处刻度值的平均值为19.60cm,则乙同学的反应时间约为0.2s
C.图中两把反应测量尺A的标度是合理的
D.若计算时g=10m/s2代入运算,反应时间测量值偏大
8.重庆的桥梁、隧道众多,故被称为“魔幻之都”。长为L的轻轨在平直轨道上正常行驶,速率为v0,前方有一长为2L的隧道,为了保证安全通过该隧道,轻轨的任一部分位于隧道内时,它的速率都不允许超过。已知列车加速和减速的加速度大小分别为a和2a,则列车从减速开始到恢复正常速率v0,需要的最短时间为( )
A. B.
C. D.
9.如图,直线a、b分别为沿同一方向做直线运动的A、B两物体的v-t图像。已知t=0时A物体在B物体的前方25m处,则下列说法中正确的是( )
A.在0~10s内两物体逐渐远离
B.在10s末两物体相遇
C.在10~20s内两物体逐渐远离
D.在0~20s内两物体平均速度不相等
10.弹道凝胶是用来模拟测试子弹对人体破坏力的一种凝胶,它的密度、性状等物理特性都非常接近于人体肌肉组织。某实验者在桌面上紧挨着放置8块完全相同的透明凝胶,枪口对准凝胶的中轴线射击,子弹即将射出第8块凝胶时速度恰好减为0,子弹在凝胶中运动的总时间为t,假设子弹在凝胶中的运动可看作匀减速直线运动,子弹可看作质点,则以下说法正确的是( )
A.子弹穿透第6块凝胶时,速度为刚射入第1块凝胶时的一半
B.子弹穿透前2块凝胶所用时间为
C.子弹穿透前2块凝胶所用时间为
D.子弹穿透第1块与最后1块凝胶的平均速度之比为
11.一物体做直线运动,0时刻位于坐标原点,运动过程中的图像如图所示,一段过程中纵坐标的变化量为m,对应的横坐标变化量为n,且这个过程对应的时间间隔为,这段过程的末时刻与0时刻的时间间隔为,则( )
A.物体做匀加速直线运动,加速度等于
B.从零时刻开始,第一个内位移大于
C.零时刻速度为
D.内位移为
12.为了测量自行车骑行者启动时的加速度,在笔直公路旁插上4个间距相等的标杆,并用秒表测量骑行者(视为质点)通过标杆的时刻。骑行者从1号标杆开始骑行,时间记t=0,以后通过2号标杆、3号标杆、4号标杆的时刻分别是t1、t2、t3,如果相邻标杆之间的距离均为S,假设骑行者在到达4号标杆前的运动视为初速度为零的匀加速运动。则下列说法正确的是( )
A.骑行者通过3号标杆的瞬时速度是
B.骑行者到达4号标杆的过程的平均速度是
C.骑行者到达2号标杆时的速度
D.骑行者到达3号标杆时的速度,其中v2和v4分别是骑行者到达2号和4号标杆时的速度
第II卷(非选择题 共52分)
二、实验题(满分14分)
13.某同学做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。小车在重物牵引下拖着纸带沿平板运动。该同学选出了如图所示的一条纸带(每两点间还有4个点未画出),纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为。
根据测得数据,该同学认为小车做匀加速直线运动,请回答下列问题:(计算结果均保留2位有效数字)
(1)所用实验器材有:电火花打点计时器,纸带,小车带滑轮的长木板、钩码、刻度尺、导线、电源等,其中电源必须是 ;
A.的蓄电池 B.的低压交流电
C.的干电池 D.交流电
(2)在做该实验时,下列说法正确的是 ﹔
A.先释放纸带,后接通电源
B.打完纸带后应立即关闭电源
C.释放小车时小车应靠近电火花打点计时器
D.计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取
(3)图中纸带 (选填“左”或“右”)端与小车相连;
(4)在打点计时器打出B点时,小车的速度大小为 ;
(5)小车运动的加速度为 。
(6)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,打点时间间隔为0.019s,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比 (选填:“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.如图图甲是研究小组用智能手机phyphox软件的“磁力计”功能测量小车在斜面上运动的加速度。将手机的感应端紧贴斜面放置,圆柱形磁粒固定在小车的前后端,两磁粒中心之间的距离为d。当小车前后端磁粒依次经过手机时,“磁力计”记录下前后磁粒经过手机的时间间隔t,如图乙。
(1)由图乙可知,前后端磁粒依次经过手机的时间间隔t= s。
(2)某次实验时,第一次手机置于位置1,小车由静止释放,读取时间间隔为t1,第二次将手机沿小车运动方向移动距离L(L>d),置于位置2,再次静止释放小车,读取时间间隔为t2,则加速度的表达式a= 。(用题中所给物理量的字母表示)
(3)对本次实验的理解,下列说法正确的是______。
A.第二次小车可以从不同位置由静止释放
B.若增加小车的长度不会影响初、末速度的测量值
C.若实验操作都准确无误,加速度的测量值仍偏大
三、计算题(满分38分)
15.某汽车以v0 = 10 m/s的速度在平直道路上匀速行驶。当司机发现前方路口交通信号灯突然变为红灯时,反应t1 = 1s后踩下刹车,再经过2s后汽车的速度减为8 m/s,求:
(1)汽车刹车过程加速度的大小;
(2)司机发现信号灯变为红灯后12s内位移的大小。
16.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示,在沪渝高速公路上一汽车以速度向收费站沿直线行驶,如果过人工收费通道,需要在收费站中心线处匀减速至0,经过缴费成功后,再匀加速至行驶。如果过ETC通道,需要在距收费站中心线前处匀减速至匀速到达中心线后,再匀加速至行驶。设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为和,求:
(1)汽车过人工通道,从收费前减速开始,到收费后加速结束,总共通过的路程和所需要的时间是多少?
(2)如果过ETC通道,汽车通过第(1)问路程,比人工收费通道节约多长时间?
17.如图所示,为空心圆管、C可视为质点的小球,长度为,与C在同一竖直线上,之间距离为。零时刻,做自由落体运动,C从地面以初速度开始做竖直上抛运动,。
(1)要使C在落地前穿过,应大于多少;
(2)若,求C从端穿过所用的时间。
18.如图甲所示为某综艺节目的躲球游戏。现将运动过程进行简化,如图乙所示,泡沫球从A点静止开始沿斜面匀加速直线下滑,加速度为,A距斜面底端B长度为,泡沫球到达B点后没有速度损失,然后在水平面上做匀减速直线运动,加速度大小为,参与游戏的玩家的一开始站在C点,当小球到达B点时,玩家由静止开始以加速度大小开始向右做匀加速直线运动,到达后做匀速直线运动,C点的位置玩家可自由选择,在不被球追上的前提下BC的距离越小,得分越高。求:
(1)泡沫球到达B时的速度大小;
(2)玩家得分最高的情况下,玩家不被球追上的临界速度是多大?
(3)玩家得分最高的情况下,所选择BC的距离。
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第一章 直线运动
测试卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II卷时,将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一项符合题目要求,第9-12题有多项符合题目要求。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.下列关于质点的描述正确的是( )
A.甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时可以把她看作质点
B.乙图研究飞船与空间站对接时可以把飞船看作质点
C.丙图研究高铁从杭州到北京的路程时可以把列车看作质点
D.丁图研究冰壶运动到达的位置时,可以把冰壶看作质点
【答案】C
【详解】A.甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时主要考虑姿态的变化,则不可以把她看作质点,故A错误;
B.乙图研究飞船与空间站对接时要考虑尺寸,不可以把飞船看作质点,故B错误;
C.丙图研究高铁从杭州到北京的路程时,列车的尺寸可以忽略不计,则可以把列车看作质点,故C正确;
D.丁图研究冰壶运动到达的位置时,要考虑冰壶的大小,不可以把冰壶看作质点,故D错误。故选C。
2.某班同学去参加野外游戏。
该班同学分成甲、乙、丙三个小组,同时从营地A出发,沿各自的路线搜寻目标,要求同时到达营地B,如上图所示为其运动轨迹,则关于他们的平均速度和平均速率的说法正确的是( )
①甲、乙、丙三组的平均速度大小相同 ②甲、乙、丙三组的平均速率大小相同 ③乙组的平均速度最大,甲组的平均速度最小 ④乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大
A.只有①② B.只有③④
C.只有①④ D.只有②③
【答案】C
【详解】三个质点从A到B的过程中,位移大小相等,时间相同;平均速度是位移与时间段的比值,故平均速度相同。故①正确,③错误;故三个质点从A到B的过程中,路程不全相同,时间相同;平均速率是路程与时间的比值,由图象知乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大。故②错误,④正确。
故选C。
3.一物体做加速度为的直线运动,时速度为,下列说法正确的是( )
A.初速度为,说明物体在做减速运动 B.加速度为,说明物体在做减速运动
C.时物体的速度为 D.物体的速率每秒钟增加
【答案】D
【详解】ABD.由于速度方向和加速度方向相同,所以物体做加速运动,由加速度的定义可知物体的速率每秒增加1m/s,故AB错误,D正确;
C.根据公式可知t=1s的速度故C错误。故选D。
4.一个质点从时刻开始沿直线运动,在时间内的速度随时间变化的图像如图所示,在时刻,质点的加速度大小为,则关于质点在时间内的运动,下列说法正确的是( )
A.质点的加速度一直减小
B.质点在时刻可能回到起点
C.质点在时刻速度大小可能等于
D.质点在前一半时间内的平均速度大于后一半时间内的平均速度
【答案】D
【详解】A.图像中,图像某点切线的斜率的绝对值表示加速度的大小,根据图像可知,斜率的绝对值先增大后减小,即质点的加速度先增大后减小,故A错误;
C.由于质点的加速度大小为,而图像中,图像某点切线的斜率的绝对值表示加速度的大小,作出时刻的切线如图所示
根据图像可知,质点在时刻速度大小一定小于,故C错误;
B.质点先沿正方向减速运动,后沿负方向做加速运动,图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移,根据上述图像可知,质点在前一半时间内的位移点在后一半时间内的位移即质点在时刻不可能回到起点,故B错误;
D.结合上述可知,质点在前一半时间内的平均速度质点在后一半时间内的平均速度即质点在前一半时间内的平均速度大于后一半时间内的平均速度,故D正确。故选D。
5.关于匀变速直线运动的下列说法中正确的是( )
A.速度方向和加速度方向一定都是不变的
B.无论匀加速还是匀减速,相邻相等时间内的位移成等差数列
C.若加速度与初速度方向相同,则第1、第2、第3秒内的位移之比一定是
D.若加速度与初速度方向相反,当速度减小到零时,加速度也一定为零
【答案】B
【详解】A.若加速度与初速度方向相同,则速度方向和加速度方向不变;若加速度与初速度方向相反,则加速度方向不变,速度方向会变化,故A错误;
B.根据匀变速直线运动,由公式可知,在任意两个连续相等的时间间隔内位移之差为一恒量,则邻相等时间内的位移成等差数列,故B正确;
C.若加速度与初速度方向相同,则物体的速度将增加,物体做匀加速直线运动,根据公式则第1秒内的位移为第2秒内的位移为
第3秒内的位移为则第1、第2、第3秒内的位移之比是只有当v0=0时,第1、第2、第3秒内的位移之比才是 1:3:5,故C错误;
D.匀变速直线运动加速度不变,故D错误。故选B。
6.某兴趣小组在平直公路上研究车辆的运动规律,根据做直线运动的车辆的运动情况描绘图像,如图所示。请你根据图像判定以下说法正确的是( )
A.机动车的加速度越来越大 B.机动车的位移与时间的函数关系
C.机动车加速度大小为 D.机动车在前3s内的位移是20m
【答案】C
【详解】B.根据题意,由图像可得整理可得故B错误;
AC.由B分析,结合匀变速直线运动位移公式解得,
则汽车做初速度为20m/s、加速度大小为的匀减速运动。故A错误;C正确;
D.由速度公式可得,汽车减速停止的时间为则动车在前3s内的位移即为的位移,则故D错误。故选C。
7.乙同学为了测量自己的反应时间,进行了如下实验。如图所示,请甲同学用手捏住直尺,乙用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺的准备,在看到甲同学松开直尺时,立刻捏住直尺,读出捏住直尺的刻度,即可算出自己的反应时间。后期甲乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”,如图所示,重力加速度g=9.8m/s2,以下说法正确的是( )
A.乙同学捏住直尺处的刻度值越小,其反应时间越长
B.经过多次实验,乙同学捏住处刻度值的平均值为19.60cm,则乙同学的反应时间约为0.2s
C.图中两把反应测量尺A的标度是合理的
D.若计算时g=10m/s2代入运算,反应时间测量值偏大
【答案】B
【详解】A.直尺做自由落体运动,由可知,乙同学捏住直尺处的刻度值越小,其反应时间越短,故A错误;
B.乙同学捏住处刻度值的平均值为19.60cm,由可得乙同学的反应时间约为故B正确;
C.自由落体运动是匀加速直线运动,所以相同时间内的位移越来越大,故C错误;
D.由可知若计算时g=10m/s2代入运算,反应时间测量值偏小,故D错误。故选B。
8.重庆的桥梁、隧道众多,故被称为“魔幻之都”。长为L的轻轨在平直轨道上正常行驶,速率为v0,前方有一长为2L的隧道,为了保证安全通过该隧道,轻轨的任一部分位于隧道内时,它的速率都不允许超过。已知列车加速和减速的加速度大小分别为a和2a,则列车从减速开始到恢复正常速率v0,需要的最短时间为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】当列车的任一部分处于隧道内时,列车的速度不允许超过,则列车进隧道前必须减速到,则有解得通过隧道时匀速运动,通过的位移为,故所用时间列车尾部出隧道后立即加速到,有解得则列车从减速开始至回到正常行驶速度,需要的最短时间为故选A。
9.如图,直线a、b分别为沿同一方向做直线运动的A、B两物体的v-t图像。已知t=0时A物体在B物体的前方25m处,则下列说法中正确的是( )
A.在0~10s内两物体逐渐远离
B.在10s末两物体相遇
C.在10~20s内两物体逐渐远离
D.在0~20s内两物体平均速度不相等
【答案】BC
【详解】A.v-t图像中图线与坐标轴所围面积表示位移。已知t=0时A物体在B物体的前方25m处,在0~10s内,B物体的位移比A物体的位移大,两者逐渐靠近,故A错误;
B.根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,可知在0~10s内,B物体的位移与A物体的位移之差为因为t=0时A物体在B物体的前方25m处,则在10s末B物体刚好追上A物体,即两者相遇,故B正确;
C.在10s末两物体相遇,在10~20s内,A物体的位移比B物体的位移大,两物体逐渐远离,故C正确;
D.根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,可知在0~20s内两物体的位移相同,所以平均速度也相同,故D错误。
故选BC。
10.弹道凝胶是用来模拟测试子弹对人体破坏力的一种凝胶,它的密度、性状等物理特性都非常接近于人体肌肉组织。某实验者在桌面上紧挨着放置8块完全相同的透明凝胶,枪口对准凝胶的中轴线射击,子弹即将射出第8块凝胶时速度恰好减为0,子弹在凝胶中运动的总时间为t,假设子弹在凝胶中的运动可看作匀减速直线运动,子弹可看作质点,则以下说法正确的是( )
A.子弹穿透第6块凝胶时,速度为刚射入第1块凝胶时的一半
B.子弹穿透前2块凝胶所用时间为
C.子弹穿透前2块凝胶所用时间为
D.子弹穿透第1块与最后1块凝胶的平均速度之比为
【答案】AC
【详解】A.因为子弹做匀减速直线运动,可将其视为反向的初速度为0的匀加速直线运动,连续两段相等时间内的位移之比为即射穿第6块时,恰为全程时间中点,速度为全程的平均速度即初速度的一半,故A正确;
BC.将8块凝胶分为四等份。根据连续相等位移的时间比为则第一份长度的时间相对总时间的占比为故B错误,C正确;
D.因每块凝胶大小一致,若令穿透最后一块凝胶的时间为1s,则穿透第一块凝胶的时间应为,则平均速度之比应为,则D错误。故选AC。
11.一物体做直线运动,0时刻位于坐标原点,运动过程中的图像如图所示,一段过程中纵坐标的变化量为m,对应的横坐标变化量为n,且这个过程对应的时间间隔为,这段过程的末时刻与0时刻的时间间隔为,则( )
A.物体做匀加速直线运动,加速度等于
B.从零时刻开始,第一个内位移大于
C.零时刻速度为
D.内位移为
【答案】BCD
【详解】A.根据匀变速直线运动的规律可知,在图像中,其斜率为加速度的2倍,即有可得,A错误;
B.若物体做初速为零的匀加速直线运动,根据题意可知,物体运动的时间间隔为,而第三个内的位移为,由初速为零的匀加速直线运动规律可知解得,第一个内的位移根据图像纵截距可知物体初速度并不为零,故第一个内的位移大于,B正确;
C.由题意可知这一段过程的位移为n,对应的时间为,则这段过程的平均速度为根据匀变速直线运动的规律可知,中点时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,则这段过程中点时刻的瞬时速度为解得,C正确;
D.内的位移联立上述各式可得,D正确。故选BCD。
12.为了测量自行车骑行者启动时的加速度,在笔直公路旁插上4个间距相等的标杆,并用秒表测量骑行者(视为质点)通过标杆的时刻。骑行者从1号标杆开始骑行,时间记t=0,以后通过2号标杆、3号标杆、4号标杆的时刻分别是t1、t2、t3,如果相邻标杆之间的距离均为S,假设骑行者在到达4号标杆前的运动视为初速度为零的匀加速运动。则下列说法正确的是( )
A.骑行者通过3号标杆的瞬时速度是
B.骑行者到达4号标杆的过程的平均速度是
C.骑行者到达2号标杆时的速度
D.骑行者到达3号标杆时的速度,其中v2和v4分别是骑行者到达2号和4号标杆时的速度
【答案】AC
【详解】A.设骑行者通过3号标杆的瞬时速度为v3,则由运动学公式有解得故A正确;
B.根据平均速度的定义可得,骑行者到达4号标杆时平均速度为故B错误;
C.骑行者到达2号标杆时的速度即为骑行者从1号标杆开始骑行到3号标杆过程中间位移处的瞬时速度,即根据匀变速直线运动某段时间内平均速度等于中间时刻瞬时速度可得骑行者从1号标杆到达3号标杆中间时刻的瞬时速度为对比可得即故C正确;
D.由C选项分析可知,骑行者到达3号标杆时的速度即为骑行者从2号杆骑到4号杆中间位移处的瞬时速度,而为骑行者从2号杆骑到4号杆中间时刻的瞬时速度,二者不相等,故D错误。故选AC。
第II卷(非选择题 共52分)
二、实验题(满分14分)
13.某同学做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。小车在重物牵引下拖着纸带沿平板运动。该同学选出了如图所示的一条纸带(每两点间还有4个点未画出),纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为。
根据测得数据,该同学认为小车做匀加速直线运动,请回答下列问题:(计算结果均保留2位有效数字)
(1)所用实验器材有:电火花打点计时器,纸带,小车带滑轮的长木板、钩码、刻度尺、导线、电源等,其中电源必须是 ;
A.的蓄电池 B.的低压交流电
C.的干电池 D.交流电
(2)在做该实验时,下列说法正确的是 ﹔
A.先释放纸带,后接通电源
B.打完纸带后应立即关闭电源
C.释放小车时小车应靠近电火花打点计时器
D.计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取
(3)图中纸带 (选填“左”或“右”)端与小车相连;
(4)在打点计时器打出B点时,小车的速度大小为 ;
(5)小车运动的加速度为 。
(6)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,打点时间间隔为0.019s,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比 (选填:“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 D BC/CB 左 0.81 1.9 偏小
【详解】(1)[1]电火花打点计时器使用的是220V的交流电源。故选D。
(2)[2]A.实验时应先接通电源,后释放纸带,A错误;
B.打完纸带后应立即关闭电源,B正确;
C.为了充分利用纸带,释放小车时小车应靠近电火花打点计时器,C正确;
D.选择纸带时要选点迹清晰的点,计数点不需要从纸带上打的第一个点开始选取,D错误。故选BC。
(3)[3]小车做加速运动,相同时间内通过的位移越来越大,可知图中纸带左端与小车相连。
(4)[4]每两点间还有4个点未画出,可知相邻计数点的时间间隔为根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,在打点计时器打出B点时,小车的速度大小为
(5)[5]根据逐差法可得,小车运动的加速度为
(6)[6]如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,打点时间间隔为0.019s,而做实验的同学并不知道,则代入计算的相邻计数点时间间隔偏大,那么速度的测量值与实际值相比偏小。
14.如图图甲是研究小组用智能手机phyphox软件的“磁力计”功能测量小车在斜面上运动的加速度。将手机的感应端紧贴斜面放置,圆柱形磁粒固定在小车的前后端,两磁粒中心之间的距离为d。当小车前后端磁粒依次经过手机时,“磁力计”记录下前后磁粒经过手机的时间间隔t,如图乙。
(1)由图乙可知,前后端磁粒依次经过手机的时间间隔t= s。
(2)某次实验时,第一次手机置于位置1,小车由静止释放,读取时间间隔为t1,第二次将手机沿小车运动方向移动距离L(L>d),置于位置2,再次静止释放小车,读取时间间隔为t2,则加速度的表达式a= 。(用题中所给物理量的字母表示)
(3)对本次实验的理解,下列说法正确的是______。
A.第二次小车可以从不同位置由静止释放
B.若增加小车的长度不会影响初、末速度的测量值
C.若实验操作都准确无误,加速度的测量值仍偏大
【答案】(1)0.70(2)(3)C
【详解】(1)由图乙可知,前后端磁粒依次经过手机的时间间隔t=0.70s
(2)小车做匀加速直线运动,则有解得
(3)A.小车通过位置1和位置2时的速度必须是同一位置释放的小车,才能满足匀变速运动的规律。故A错误;
B.计算小车的速度,利用的是平均速度应等于中间时刻的速度,若增加小车长度,则经过位置1的中间时刻,和通过位置2时的中间时刻,相对小车不是同一位置,因此存在较大误差。故B错误;
C.由于经过位置1时,小车的速度较小,平均速度距离小车的中间位置较远,靠近前端,而经过位置2时,小车的速度较大,平均速度距离小车的中间位置较近,因此两个中间位置的距离比L大,因此L的测量值偏小,从而计算的加速度的值偏大。故C正确。故选C。
三、计算题(满分38分)
15.某汽车以v0 = 10 m/s的速度在平直道路上匀速行驶。当司机发现前方路口交通信号灯突然变为红灯时,反应t1 = 1s后踩下刹车,再经过2s后汽车的速度减为8 m/s,求:
(1)汽车刹车过程加速度的大小;
(2)司机发现信号灯变为红灯后12s内位移的大小。
【答案】(1)1m/s2;(2)60m
【详解】(1)根据加速度的定义式可知m/s2=-1m/s2加速度大小为1m/s2,“-”代表方向与初速度方向相反;
(2)反应t1 = 1s汽车的位移为m刹车的时间为s刹车的位移为司机发现信号灯变为红灯后12s内位移的大小为m
16.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示,在沪渝高速公路上一汽车以速度向收费站沿直线行驶,如果过人工收费通道,需要在收费站中心线处匀减速至0,经过缴费成功后,再匀加速至行驶。如果过ETC通道,需要在距收费站中心线前处匀减速至匀速到达中心线后,再匀加速至行驶。设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为和,求:
(1)汽车过人工通道,从收费前减速开始,到收费后加速结束,总共通过的路程和所需要的时间是多少?
(2)如果过ETC通道,汽车通过第(1)问路程,比人工收费通道节约多长时间?
【答案】(1)243m,52s;(2)31.5s
【详解】(1)走人工通道,汽车在减速、静止、加速三个阶段通过的路程代入数据解得所用时间代入数据解得
(2)走ETC通道,汽车在减速、匀速、加速三个阶通过的路程代入数据解得所用时间代入数据解得故节约时间代入数据解得
17.如图所示,为空心圆管、C可视为质点的小球,长度为,与C在同一竖直线上,之间距离为。零时刻,做自由落体运动,C从地面以初速度开始做竖直上抛运动,。
(1)要使C在落地前穿过,应大于多少;
(2)若,求C从端穿过所用的时间。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)C在落地前穿过的条件是,圆管落地的瞬间小球与B点相遇,此过程小球的速度为最小值。圆管的落地时间为解得此时C恰好与B相遇,则有解得即应大于
(2)由上述可知,小球一定在空中穿过圆管,设C遇到A点的时间为,则有设C遇到B点的时间为,则有C从A端穿过所用的时间为解得
18.如图甲所示为某综艺节目的躲球游戏。现将运动过程进行简化,如图乙所示,泡沫球从A点静止开始沿斜面匀加速直线下滑,加速度为,A距斜面底端B长度为,泡沫球到达B点后没有速度损失,然后在水平面上做匀减速直线运动,加速度大小为,参与游戏的玩家的一开始站在C点,当小球到达B点时,玩家由静止开始以加速度大小开始向右做匀加速直线运动,到达后做匀速直线运动,C点的位置玩家可自由选择,在不被球追上的前提下BC的距离越小,得分越高。求:
(1)泡沫球到达B时的速度大小;
(2)玩家得分最高的情况下,玩家不被球追上的临界速度是多大?
(3)玩家得分最高的情况下,所选择BC的距离。
【答案】(1);(2)8m/s;(3)
【详解】(1)泡沫球达B时的速度大小,则有代入数据解得
(2)泡沫球做匀减速运动,当时,用时为t,有解得该过程位移为人匀加速阶段解得因此玩家不被球追上的临界速度是8m/s。
(3)此时人的位移为匀速阶段,人的位移故。
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