内容正文:
第一章 水平测评
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟.
第Ⅰ卷(选择题,共50分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1.在珠海航展上,四架歼20飞机联袂出场,保持队形不变飞过观众上方,关于飞机的运动,下列说法正确的是( )
A.选地面观众为参考系,飞机是静止的
B.选编队中某飞机为参考系,编队中其他飞机是匀速运动的
C.计算飞机沿直线飞行的速度时,可将其视为质点
D.飞机在空中翻滚,对飞机进行动作分析时,可将其视为质点
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析:选地面观众为参考系,飞机相对观众的位置是变化的,所以飞机是运动的,故A错误;选编队中某飞机为参考系,编队中其他飞机相对该飞机的位置不变,则编队中其他飞机是静止的,故B错误;计算飞机沿直线飞行的速度时,飞机大小和形状对该问题无影响,可忽略不计,可将其视为质点,故C正确;飞机在空中翻滚,对飞机进行动作分析时,飞机大小和形状不可忽略,不可将其视为质点,故D错误.
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2.兴泉铁路于2023年1月全线开通,全长464.16公里,设计时速160公里,全程3小时30分钟左右.由江西省兴国站进入福建省境内,终至泉州站.已知兴国站到泉州站的直线距离约为302公里,下列说法正确的是( )
A.3小时30分钟表示时刻
B.302公里表示兴国站到泉州站的路程
C.464.16公里表示兴国站到泉州站的位移大小
D.从兴国站到泉州站与从泉州站到兴国站的位移不同
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析:3小时30分钟表示时间,故A错误;兴国站到泉州站的直线距离约为302公里,302公里表示兴国站到泉州站的有向线段的大概长度,即位移大小,故B错误;464.16公里表示兴国站到泉州站的路径(运动轨迹)的长度,因此464.16公里表示路程,故C错误;从兴国站到泉州站与从泉州站到兴国站的位移大小相同,方向不同,故D正确.
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3.下列说法中的几种速度,不是指瞬时速度或速率的是( )
A.图甲:火车经过“深圳到惠州”这一路段的速度是76 km/h
B.图乙:汽车速度计指示着90 km/h
C.图丙:城市繁华路口速度路标上标有“40,限速行驶”字样
D.图丁:足球以20 m/s的速度射入球门
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析:图甲:火车经过“深圳到惠州”这一路段的速度是76 km/h,是指平均速率,A符合题意;图乙:汽车速度计指示着90 km/h,是指速率,B不符合题意;图丙:城市繁华路口速度路标上标有“40,限速行驶”字样,是指速率,C不符合题意;图丁:足球以20 m/s的速度射入球门,是指瞬时速度,D不符合题意.故选A.
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4.一个皮球从距离地面4 m高处落下,接触地面后反弹,在距地面1 m高处被接住.以皮球落地点为原点,竖直向下为正方向建立x轴,则下列说法正确的是( )
A.皮球释放点的位置为x1=4 m
B.皮球被接住点的位置为x2=1 m
C.整个过程皮球通过的位移大小为5 m
D.整个过程皮球通过的位移方向竖直向下
答案
解析:以皮球落地点为原点,竖直向下为正方向建立x轴,则皮球释放点的位置为x1=-4 m,皮球被接住点的位置为x2=-1 m,A、B错误;整个过程皮球通过的位移s=Δx=x2-x1=3 m,则皮球通过的位移大小为3 m,方向竖直向下,故C错误,D正确.
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5.足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是( )
A.-100 m/s2 B.100 m/s2
C.20 m/s2 D.-20 m/s2
答案
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6.关于速度、速度的变化量和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A.速度变化量的方向为正,加速度的方向可能为负
B.加速度的方向不一定与速度同向
C.物体加速度增大,速度一定越来越大
D.速度越来越大,加速度一定越来越大
答案
解析:由加速度的定义式可知,加速度方向与速度变化量的方向相同,而与速度的方向无关,速度变化量的方向为正,加速度的方向一定为正,A错误,B正确;物体做加速度变大的减速直线运动时,物体加速度增大,速度反而越来越小,C错误;若物体做加速度逐渐减小的加速运动,速度越来越大,加速度反而越来越小,D错误.
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
7.甲、乙两物体从同一地点出发沿同一直线运动,它们的位移—时间图像如图所示,则在( )
A.前3 s内甲、乙的平均速度相等
B.3 s末时甲、乙两物体的速度相等
C.前3 s内甲、乙的运动方向始终相同
D.前3 s内甲、乙两物体的最大距离为1 m
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
8.如图所示,在学校趣味运动会中,两同学同时从圆形轨
道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,在E点相遇.从出发
到相遇的过程中,描述两同学运动情况的物理量相同的是( )
A.时间 B.路程
C.位移 D.平均速度
答案
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
9.如图所示,将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2 m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5 m高的B点时,向上的速度为7 m/s,共用时0.3 s,则此过程中( )
A.小球发生的位移的大小为0.5 m,方向竖直向下
B.小球速度变化量的大小为3 m/s,方向竖直向下
C.小球平均速度的大小为8.5 m/s,方向竖直向下
D.小球平均加速度的大小为56.7 m/s2,方向竖直向上
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
10.一个质点做变速直线运动的vt图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.第1 s内与第5 s内的速度方向相反
B.第1 s内的加速度大于第5 s内的加速度
C.OA、AB、BC段的加速度大小:aBC>aOA>aAB
D.OA段的加速度与速度方向相同,而BC段的加速度与速度方向相反
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
第Ⅱ卷(非选择题,共50分)
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11.(6分)某次实验中,打点计时器使用的交变电源的频率为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5个点取一个计数点.
(1)纸带的运动是___________(填“加速运动”或“减速运动”).
(2)在打出A、F这两点的时间间隔内,纸带运动的平均速度是__________.
(3)B点的瞬时速度为___________.
加速运动
答案
0.365 m/s
0.252 m/s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
12.(8分)如图甲所示,用气垫导轨和数字计时器(未画出)能更精确地测量物体的瞬时速度,并可以由此计算加速度.如图乙所示,滑块沿倾斜的气垫导轨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为Δt1=0.20 s,通过第二个光电门的时间Δt2=0.05 s,从通过第一个光电门到通过第二个光电门的时间t=2.3 s,遮光板的宽度为2.0 cm.所有计算结果均保留到小数点后两位.
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(1)滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的________速度表示;
(2)滑块经过第一个光电门的速度大小为________ m/s;
(3)滑块经过第二个光电门的速度大小为________ m/s;
(4)滑块的加速度为________ m/s2.
答案
平均
0.10
0.40
0.13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案:(1)-3 m 2 m (2)4 m,方向沿x轴正方向 6 m
三、计算题(本题共3小题,共36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.(9分)如图所示,物体沿x轴做直线运动,从A点运动到B点,再从B点运动到C点.求:
(1)A点坐标、B点坐标;
(2)整个过程中物体的位移和路程.
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析: (1)由题图可知,A点坐标xA=-3 m
B点坐标xB=2 m.
(2)由题图可知,C点坐标xC=1 m
位移为由初位置指向末位置的有向线段,从A点运动到B点,再从B点运动到C点的整个过程中,物体的位移为s=xC-xA=1 m-(-3 m)=4 m
即整个过程中物体的位移大小为4 m,方向沿x轴正方向
路程为物体运动轨迹的长度,从A点运动到B点,再从B点运动到C点的整个过程中,物体的路程为l=sAB+sBC=5 m+1 m=6 m.
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案:(1)70 m 50 m
(2)5 m/s 方向为从A点指向C点
14.(11分)一架无人机在同一水平面内运动,运动
轨迹如图所示,无人机初始时悬停于空中A点,开始
运动后在5 s内向西沿直线飞行了40 m到达B点,之后
经过5 s向北沿直线飞行30 m后到达C点再次悬停.求:
(1)无人机从A点到C点的路程和位移大小;
(2)无人机从A点到C点的平均速度的大小、方向.
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15.(16分)一个篮球从高h=3.05 m的篮筐上由静止开始下落,经t1=0.8 s落到水平地面上,速度为v1=7.8 m/s,然后以v2=-4.9 m/s反弹,经t=0.5 s达到最高点,h2=1.23 m.已知篮球与地面碰撞的时间为0.3 s,计算结果均保留两位有效数字,求:
(1)篮球在空中下落和上升两过程的加速度大小和方向;
(2)篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度.
答案
答案:(1)70 m 50 m
(2)5 m/s 方向为从A点指向C点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
R
解析:由题意知v0=8 m/s,vt=-12 m/s,根据加速度的定义式得a=eq \f(vt-v0,t)=eq \f(-12 m/s-8 m/s,0.2 s)=-100 m/s2,负号表示足球加速度的方向与其初速度方向相反,A正确.
解析:平均速度eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(s,t),前3 s内甲、乙两物体的位移相等,故平均速度相等,A正确;st图像的斜率表示速度,由甲、乙两物体的图线可知,3 s末时甲、乙两物体的速度方向相反,且甲物体的速度大于乙物体的速度,B错误;根据st图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度方向,知前3 s内甲、乙的运动方向先相同后相反,C错误;由图像知,前3 s内甲、乙两物体的最大距离大于1 m,D错误.
解析:从出发到相遇的过程中,两同学运动的时间t相同,初、末位置相同,则位移s相同;路径长度不同,则路程不同;根据v=eq \f(s,t)可知,平均速度相同.故选A、C、D.
解析:从题中数据可以看出,小球的位移大小为0.5 m,方向竖直向下,故A正确;规定竖直向下为正方向,速度变化量Δv=-7 m/s-10 m/s=-17 m/s,负号表示与规定的正方向相反,即速度变化量的方向竖直向上,故B错误;小球的平均速度的大小eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(|Δx|,Δt)=eq \f(0.5 m,0.3 s)=eq \f(5,3) m/s,方向竖直向下,故C错误;小球的平均加速度eq \o(a,\s\up6(-))=eq \f(Δv,Δt)=eq \f(-17 m/s,0.3 s)=-56.7 m/s2,方向竖直向上,故D正确.
解析:0~5 s内图线都在时间轴的上方,速度方向相同,A错误;由图线可知,第1 s内的加速度a1=eq \f(4 m/s-0,2 s)=2 m/s2,第5 s内的加速度a2=eq \f(0-4 m/s,1 s)=-4 m/s2,负号只表示方向不表示大小,B错误;由图线可知,AB段的加速度等于0,故加速度大小关系为aBC>aOA>aAB,C正确;OA段的速度方向为正,加速度方向为正,二者方向相同,BC段的速度方向为正,加速度方向为负,二者方向相反,D正确.
解析:(1)从A点开始相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s.因此从A点开始,每0.1 s纸带运动的位移依次是s1=3.45 cm-1.30 cm=2.15 cm、s2=6.34 cm-3.45 cm=2.89 cm、s3=10.08 cm-6.34 cm=3.74 cm、s4=14.40 cm-10.08 cm=4.32 cm、s5=19.55 cm-14.40 cm=5.15 cm,相同时间内的位移逐渐增加,说明纸带做加速运动.
(2)在打出A、F这两点的时间间隔内,纸带运动的平均速度为eq \o(v,\s\up6(-))AF=eq \f(sAF,5T)=
eq \f((19.55-1.30)×10-2 m,5×0.1 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=eq \o(v,\s\up6(-))AC=eq \f(sAC,2T)=eq \f((6.34-1.30)×10-2 m,2×0.1 s)=0.252 m/s.
解析:(1)由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短,故滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示.
(2)滑块经过第一个光电门的速度大小为v1=eq \f(d,Δt1)=eq \f(2.0 cm,0.20 s)=0.10 m/s.
(3)滑块经过第二个光电门的速度大小为v2=eq \f(d,Δt2)=eq \f(2.0 cm,0.05 s)=0.40 m/s.
(4)滑块的加速度为a=eq \f(v2-v1,t)=0.13 m/s2.
解析:(1)无人机从A点到C点的路程
l=|sAB|+|sBC|=40 m+30 m=70 m
位移大小为
s=2,AB)eq \r(s+seq \o\al(2,BC))
=eq \r((40 m)2+(30 m)2)
=50 m.
(2)无人机从A点到C点的运动时间
t=5 s+5 s=10 s
则该过程平均速度为
eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(s,t)=eq \f(50 m,10 s)=5 m/s
即平均速度的大小为5 m/s,方向从A点指向C点.
解析:(1)设篮球在空中下落和上升两过程的加速度分别为a1和a2,取竖直向下为正方向,
下落时a1=eq \f(v1-0,t1)=eq \f(7.8 m/s-0,0.8 s)=9.8 m/s2
上升时a2=eq \f(0-v2,t)=eq \f(0-(-4.9 m/s),0.5 s)=9.8 m/s2
即下落和上升加速度大小均为9.8 m/s2,方向竖直向下.
(2)设篮球与地面碰撞过程的加速度为a′,则
a′=eq \f(v2-v1,t′)=eq \f(-4.9 m/s-7.8 m/s,0.3 s)=-42 m/s2
即篮球与地面碰撞过程的加速度大小为42 m/s2,方向竖直向上.
(3)全程的位移
s=h-h2=3.05 m-1.23 m=1.82 m
全程所用的时间
t总=t1+t+t′=0.8 s+0.5 s+0.3 s=1.6 s
则全程的平均速度
eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(s,t总)=eq \f(1.82 m,1.6 s)=1.1 m/s
即篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度大小为1.1 m/s,方向竖直向下.
$$