精品解析:黑龙江省鹤岗市宝泉岭高级中学2024-2025学年高一上学期10月期中物理试题
2024-11-04
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内容正文:
宝泉岭高级中学高一上学期期中考试
物理试卷
满分;100 分 考试时间:90 分钟
一、单选题(每题 3 分,共计 30 分)
1. 2024年4月25日20时59分,我国“神舟十八号”载人飞船成功发射,并和空间站组合体成功对接,对接后的组合体绕地球运行速度约为7.68km/s,绕地球一周约90min,下列说法正确的是( )
A. “绕地球一周约90min”是时刻,不是时间间隔
B. “2024年4月25日20时59分”是时间间隔,不是时刻
C. 研究对接后的组合体绕地球的运动周期时,可将组合体视为质点
D. 研究6名航天员在失重环境下摆出“叠罗汉”造型的过程时,可将航天员们视为质点
2. 中国歼—20隐形战斗机进行了飞行测试并成功着陆。假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需时间为t,则起飞前的运动距离为( )
A. B. vt C. 2vt D. vt2
3. 在杭州亚运会期间,送餐机器人格外引人关注.假设机器人送餐时先从静止开始做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动,直到恰好停在目标位置,已知机器人做匀减速直线运动的第1s内经过的位移为1.75m,之后停下,已知匀减速运动的加速度大小为,则机器人做匀减速直线运动的初速度大小为( )
A. 3.0m/s B. 2.5m/s C. 2.0m/s D. 1.5m/s
4. 落体运动遵循怎样的规律,伽利略用斜面实验来验证自己的猜想。如图甲所示,伽利略首先探究小球从静止开始下滑的距离与时间的关系,然后用如图乙所示的几个斜面的合理外推得出自由落体运动是一种最简单的变速运动。下列说法正确的是( )
A. 伽利略认为当成立时,小球做匀变速直线运动
B. 在伽利略那个时代,可直接测量小球自由下落的时间
C. 伽利略用图乙小倾角的斜面做实验,是为了增大重力的效果,延长运动时间
D. 伽利略把斜面运动的实验结论用逻辑推理推广到竖直情况,此法被称为“推理法”
5. 热气球某次沿竖直方向升空过程中的部分图像如图所示,其中图像的20s~30s段为曲线,其余部分为直线,则下列说法正确的是( )
A. 热气球在10s末上升到最高点
B. 热气球在0~10s与10s~20s内的速度变化量不相同
C. 热气球在0s~10s与10s~20s内的加速度相同
D. 热气球在10s~30s内的加速度逐渐变大
6. “极限滑草”受到青少年的追捧。如图所示,某同学在滑草斜面上从O点由静止开始做匀加速直线运动,先后连续经过P、M、N三点,已知MN间的距离是PM的两倍,PM段的平均速度是,MN段的平均速度是,则该同学经过N点时的瞬时速度为( )
A. B. C. D.
7. 中国结是一种中国特有的手工编织工艺品。一质量为m的中国结用细绳悬挂于O点,处于静止状态,如图所示,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 细绳OA不一定竖直
B. 细绳OA对中国结的拉力大小为
C. 中国结的重心一定在细绳OA所在的直线上
D. 中国结所受重力的施力物体是地球,重力的方向总是指向地心
8. 港珠澳大桥是目前全球最长的跨海大桥,风帆造型的九洲航道桥部分如图所示,这部分斜拉桥的一根塔柱两侧共有8对钢索,每对钢索等长。每一条钢索与塔柱成角,底部穿过桥面固定在桥面下,若不计钢索的自重,且假设每条钢索承受的拉力大小均为F,下列说法正确的是( )
A. 该塔柱所承受的8对钢索的合力大小为
B. 该塔柱所承受的8对钢索的合力大小为
C. 若仅升高塔柱的高度,钢索承受的拉力变大
D. 若仅升高塔柱的高度,钢索承受的拉力不变
9. 如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力F作用下向右运动。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,木块与地面间的动摩擦因数为μ,木块受到的摩擦力为( )
A. F B. 0.6F C. μ(mg+0.6F) D. mg
10. 如图所示,倾角为,表面粗糙的斜劈B放置在粗糙水平地面上,物体A的质量为2m,物体C的质量为m,细线绕过滑轮和连接在竖直杆上D处,连接A物体的细线与斜面平行,滑轮固定在斜劈上,不计质量的动滑轮。跨在细线上,其下端悬挂C物体,动滑轮两侧的绳子成夹角,物体A、B始终静止,不计细线与滑轮间的摩擦﹐下列说法正确的是( )
A. 斜劈对A的摩擦力沿斜面向下
B. 逐渐增大C物体的质量,A物体受到的摩擦力逐渐变小
C. 将竖直杆向右移动少许,地面对斜劈的摩擦力变大
D. 将悬点D上移少许,细线的弹力变小
二、多选题多选题(每题 4 分,共计 16 分,每题不只一个选项正确)
11. 如图,沿斜面匀速下滑的物体,关于其受力的说法正确的是( )
A. 物体受力平衡
B. 物体受重力、下滑力和支持力
C. 物体受重力、支持力和摩擦力
D. 物体受重力、支持力、摩擦力和紧压斜面的力
12. 在2024年巴黎奥运会女子20公里竞走比赛中,中国选手杨家玉以1小时25分钟54秒的成绩获金牌。下列说法正确的是( )
A. 20公里指的是路程
B. 20公里指的是位移大小
C. 1小时25分钟54秒指的是时间间隔
D. 杨家玉的平均速率约为3.9m/s
13. 两个轻弹簧分别与质量为m的A、B物体相连接,劲度系数分别为k1和k2,装置呈竖直状态静止在水平地面上,如图所示。劲度系数为k2的弹簧与地面不栓接。现用竖直向上的拉力F拉A物体,使A缓慢上升,当下边弹簧的下端即将离开地面时( )
A. B物体比施加F前高
B. A物体比施加F前高
C. F>mg
D. F=mg
14. 如图所示,已知O、A、B、C为同一直线上的四点,OA间的距离为,BC间的距离为,一物体自O点静止起出发,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OA段与通过BC段所用时间相等。下列说法正确的是( )
A. AB间的距离为21m B. AB间的距离为18m
C. B点速度与C点速度之比5:7 D. B点速度与C点速度之比4:7
三、实验题(共计 16 分)
15. 在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。
(1)为了完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量
x()
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
根据表中数据作出图像并求得该弹簧的劲度系数________;
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示,其读数为________N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为,请在图乙中画出这两个共点力的合力的图示________;
(3)由图得到________N。
16. 某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器使用的都是__________电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为时,每隔________s打一个点。
(2)关于本实验,下列说法正确的是___________。
A. 释放纸带的同时,接通电源
B. 先接通电源打点,后释放纸带运动
C. 先释放纸带运动,后接通电源打点
D. 纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是_______。
(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上和,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是。(以下结果均保留两位小数)
①每相邻两计数点的时间间隔为_______s,打点时小车的速度_________。
②分别算出其他各点的速度:
,,,
,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像(以打A点时开始计时)( )。并说明小车速度变化的规律___________。
③根据图线求出小车运动的加速度_________;
④将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是________,此速度的物理意义是_________。
(5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹,那么速度的测量值比实际值_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、解答题(要有必要的步骤)
17. 假设航母静止在海面上,舰载机在航母跑道上从静止开始做匀加速直线运动,以5m/s2的加速度运动,需要达到50m/s的速度才可升空,求:
(1)滑行5s后,舰载机的速度大小;
(2)航母跑道至少多长
18. 如图所示,一质量为的物块静止在水平桌面上,其右端连接一原长为的轻弹簧,已知物块和水平面间的最大静摩擦力。现在给轻弹簧一个水平向右、逐渐增大的拉力F,当弹簧的长度变为时,物块恰好开始运动;当物块做匀速直线运动时,弹簧的长度保持不变。若g取。求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)物块与地面间的滑动摩擦力大小;
(3)物块与地面间的动摩擦因数。
19. 渝黔高速公路巴南收费站出入口安装了电子不停车收费系统ETC。甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC)驶离高速公路,流程如图。假设减速带离收费岛口,收费岛总长度为,两辆汽车同时以相同的速度经过减速带后,一起以相同的加速度做匀减速运动。甲车减速至后,匀速行驶到中心线即可完成缴费,自动栏杆立即打开;乙车刚好到收费岛中心线收费窗门停下,经过的时间缴费成功,人工栏杆立即打开。随后两辆汽车匀加速到速度后沿直线匀速行驶到相同的目的地,设加速和减速过程中的加速度大小相等。求:
(1)甲车在通过中心线之前匀速的时间;
(2)此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差∆t;
(3)甲车和乙车在通过中心线后最大的车距;
(4)假设ETC通道有一列车队,在减速带之前匀速行驶时的相邻两车距离为160m,每辆车的收费流程都是一样的,请问该收费站ETC通道每小时最多能通过多少辆车?
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宝泉岭高级中学高一上学期期中考试
物理试卷
满分;100 分 考试时间:90 分钟
一、单选题(每题 3 分,共计 30 分)
1. 2024年4月25日20时59分,我国“神舟十八号”载人飞船成功发射,并和空间站组合体成功对接,对接后的组合体绕地球运行速度约为7.68km/s,绕地球一周约90min,下列说法正确的是( )
A. “绕地球一周约90min”是时刻,不是时间间隔
B. “2024年4月25日20时59分”是时间间隔,不是时刻
C. 研究对接后的组合体绕地球的运动周期时,可将组合体视为质点
D. 研究6名航天员在失重环境下摆出“叠罗汉”造型的过程时,可将航天员们视为质点
【答案】C
【解析】
【详解】A.时间间隔对应时间轴上两个时刻之间的间隔,故“绕地球一周约90min”是时间间隔,故A错误;
B.时刻对应时间轴上一个点,故“2024年4月25日20时59分”是时刻,故B错误;
C.研究对接后的组合体绕地球的运动周期时,其形状、大小可以忽略,故可将组合体视为质点,故C正确;
D.研究6名航天员在失重环境下摆出“叠罗汉”造型的过程时,其形状、大小不可以忽略,否则看不出造型,故不可将航天员们视为质点,故D错误。
故选C。
2. 中国歼—20隐形战斗机进行了飞行测试并成功着陆。假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需时间为t,则起飞前的运动距离为( )
A. B. vt C. 2vt D. vt2
【答案】A
【解析】
【详解】根据匀变速直线运动平均速度公式可知
故选A。
3. 在杭州亚运会期间,送餐机器人格外引人关注.假设机器人送餐时先从静止开始做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动,直到恰好停在目标位置,已知机器人做匀减速直线运动的第1s内经过的位移为1.75m,之后停下,已知匀减速运动的加速度大小为,则机器人做匀减速直线运动的初速度大小为( )
A. 3.0m/s B. 2.5m/s C. 2.0m/s D. 1.5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】以初速度方向为正方向,在减速过程中,根据
代入数据可得机器人做匀减速直线运动的初速度大小
故选C。
4. 落体运动遵循怎样的规律,伽利略用斜面实验来验证自己的猜想。如图甲所示,伽利略首先探究小球从静止开始下滑的距离与时间的关系,然后用如图乙所示的几个斜面的合理外推得出自由落体运动是一种最简单的变速运动。下列说法正确的是( )
A. 伽利略认为当成立时,小球做匀变速直线运动
B. 在伽利略那个时代,可直接测量小球自由下落的时间
C. 伽利略用图乙小倾角的斜面做实验,是为了增大重力的效果,延长运动时间
D. 伽利略把斜面运动的实验结论用逻辑推理推广到竖直情况,此法被称为“推理法”
【答案】D
【解析】
【详解】A.伽利略认为当成立时,小球做匀变速直线运动,A错误;
B.因为小球下落得太快,在伽利略那个时代,直接测量小球自由下落的时间非常困难,B错误;
C.伽利略用乙图小倾角的斜面做实验,是为了让小球运动速度尽量放慢,运动时间尽量延长,减弱重力的效果,巧妙地克服测量上的困难,C错误;
D.伽利略把小球在斜面上运动的实验结论用逻辑推理的方法推广到实验范围之外的竖直情况,从而得出自由落体运动的性质,这种物理学研究方法称为“推理法”,D正确。
故选D。
5. 热气球某次沿竖直方向升空过程中的部分图像如图所示,其中图像的20s~30s段为曲线,其余部分为直线,则下列说法正确的是( )
A. 热气球在10s末上升到最高点
B. 热气球在0~10s与10s~20s内的速度变化量不相同
C. 热气球在0s~10s与10s~20s内的加速度相同
D. 热气球在10s~30s内的加速度逐渐变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知,热气球在内一直向上运动,所以热气球在10s末不是上升到最高点,故A错误;
B.由图像可知,热气球在0~10s与10s~20s内的速度变化量大小相等,方向相反,故B正确;
C.根据图像的斜率表示加速度,可知热气球在0s~10s与10s~20s内的加速度大小相等,方向相反,故C错误;
D.根据图像的切线斜率表示加速度,可知热气球在10s~30s内的加速度先不变,后逐渐减小,故D错误。
故选B。
6. “极限滑草”受到青少年的追捧。如图所示,某同学在滑草斜面上从O点由静止开始做匀加速直线运动,先后连续经过P、M、N三点,已知MN间的距离是PM的两倍,PM段的平均速度是,MN段的平均速度是,则该同学经过N点时的瞬时速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设PM的距离为x,则MN的距离为2x,则
即从P点到M点的时间等于从M点到N点的时间。根据逐差公式可得,加速度为
MN时间中点的速度为
则该同学经过N点时的瞬时速度为
故选C。
7. 中国结是一种中国特有的手工编织工艺品。一质量为m的中国结用细绳悬挂于O点,处于静止状态,如图所示,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 细绳OA不一定竖直
B. 细绳OA对中国结的拉力大小为
C. 中国结的重心一定在细绳OA所在的直线上
D. 中国结所受重力的施力物体是地球,重力的方向总是指向地心
【答案】C
【解析】
【详解】D.中国结所受重力的施力物体是地球,重力的方向总是竖直向下,并非一定指向地心,故D错误;
AC.用一根细绳悬挂的物体静止时,细绳的拉力与物体所受的重力等大反向,重力的方向竖直向下,故拉力的方向竖直向上,细绳OA一定是竖直的,中国结的重心一定在细绳OA所在的直线上,故A错误,C正确;
B.细绳OA对中国结的拉力大小等于中国结所受的重力大小,为mg,故B错误。
故选C。
8. 港珠澳大桥是目前全球最长的跨海大桥,风帆造型的九洲航道桥部分如图所示,这部分斜拉桥的一根塔柱两侧共有8对钢索,每对钢索等长。每一条钢索与塔柱成角,底部穿过桥面固定在桥面下,若不计钢索的自重,且假设每条钢索承受的拉力大小均为F,下列说法正确的是( )
A. 该塔柱所承受的8对钢索的合力大小为
B. 该塔柱所承受的8对钢索的合力大小为
C. 若仅升高塔柱的高度,钢索承受的拉力变大
D. 若仅升高塔柱的高度,钢索承受的拉力不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.每一条钢索与塔柱成α角,则塔柱两侧每一对钢索对塔柱拉力的合力都沿竖直方向向下,所以8对钢索对塔柱的合力大小等于16条钢索沿竖直向下的分力的和,故
故A正确,B错误;
CD.合力一定,分力间的夹角越小,则分力越小,若仅升高塔柱的高度,钢索与塔柱夹角变小,钢索承受的拉力变小,故C错误,D错误。
故选A。
9. 如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力F作用下向右运动。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,木块与地面间的动摩擦因数为μ,木块受到的摩擦力为( )
A. F B. 0.6F C. μ(mg+0.6F) D. mg
【答案】C
【解析】
【详解】由于物体向右运动,所以物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,即
在竖直方向上,有
联立可得
故选C。
10. 如图所示,倾角为,表面粗糙的斜劈B放置在粗糙水平地面上,物体A的质量为2m,物体C的质量为m,细线绕过滑轮和连接在竖直杆上D处,连接A物体的细线与斜面平行,滑轮固定在斜劈上,不计质量的动滑轮。跨在细线上,其下端悬挂C物体,动滑轮两侧的绳子成夹角,物体A、B始终静止,不计细线与滑轮间的摩擦﹐下列说法正确的是( )
A. 斜劈对A的摩擦力沿斜面向下
B. 逐渐增大C物体的质量,A物体受到的摩擦力逐渐变小
C. 将竖直杆向右移动少许,地面对斜劈的摩擦力变大
D. 将悬点D上移少许,细线的弹力变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.绳子中的拉力大小为
物体A的重力沿斜面的分力为
所以物体A受到沿斜面向上的摩擦力,故A错误;
B.逐渐增大C物体的质量,则绳子中的拉力增大,A物体将受到斜劈的静摩擦力的作用,并且随着C物体质量的增大先向上减小后反向增大,故B错误;
C.设两侧的绳子与竖直方向的夹角为,则绳子中的拉力为
绳子对斜劈的拉力沿水平方向的分力为
将竖直杆向右移动少许,则变大,由上式可知也变大,,地面对斜劈的摩擦力变大,故C正确;
D.设滑轮到杆的水平距离为d,、、D之间的这段绳子长度为L,细线与杆之间的夹角为,由于细线中的张力处处相等,所以细线与竖直方向的夹角也为,由几何关系可得
悬点D移动过程中,由于L和d不变,所以细线与杆之间的夹角也不变,由平行四边形定则可知
细线中的弹力不变,故D错误。
故选C。
二、多选题多选题(每题 4 分,共计 16 分,每题不只一个选项正确)
11. 如图,沿斜面匀速下滑的物体,关于其受力的说法正确的是( )
A. 物体受力平衡
B. 物体受重力、下滑力和支持力
C. 物体受重力、支持力和摩擦力
D. 物体受重力、支持力、摩擦力和紧压斜面的力
【答案】AC
【解析】
【详解】因为物体沿斜面匀速下滑,故受力平衡,由分析可知,物体只受三个力,重力、支持力和摩擦力。故AC正确,BD错误。
故选AC。
12. 在2024年巴黎奥运会女子20公里竞走比赛中,中国选手杨家玉以1小时25分钟54秒的成绩获金牌。下列说法正确的是( )
A. 20公里指的是路程
B. 20公里指的是位移大小
C. 1小时25分钟54秒指的是时间间隔
D. 杨家玉的平均速率约为3.9m/s
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.竞走比赛中20公里指的是路程,不是位移的大小,故A正确,B错误;
BC.1小时25分钟54秒指的是时间间隔,故C正确;
D.平均速率为
故D正确。
故选ACD。
13. 两个轻弹簧分别与质量为m的A、B物体相连接,劲度系数分别为k1和k2,装置呈竖直状态静止在水平地面上,如图所示。劲度系数为k2的弹簧与地面不栓接。现用竖直向上的拉力F拉A物体,使A缓慢上升,当下边弹簧的下端即将离开地面时( )
A. B物体比施加F前高
B. A物体比施加F前高
C. F>mg
D. F=mg
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对弹性系数为k2的弹簧,初状态的弹力是2mg,末状态的弹力是0,弹力的改变量为2mg,由胡克定律,弹簧长度的改变量为
B物体比施加F前升高,A正确;
B.对弹性系数为k1的弹簧,初状态弹力是压力mg,末状态的弹力是拉力mg,弹力的改变量为2mg,由胡克定律,弹簧长度的改变量为
A物体比施加F前升高
B错误;
CD.当下边弹簧的下端即将离开地面时 ,C正确,D错误。
故选AC。
14. 如图所示,已知O、A、B、C为同一直线上的四点,OA间的距离为,BC间的距离为,一物体自O点静止起出发,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OA段与通过BC段所用时间相等。下列说法正确的是( )
A. AB间的距离为21m B. AB间的距离为18m
C. B点速度与C点速度之比5:7 D. B点速度与C点速度之比4:7
【答案】AC
【解析】
【详解】CD.设物体的加速度为,根据匀变速直线运动位移速度公式可得
,
已知物体通过OA段与通过BC段所用时间相等,则有
联立可得
,,
则B点速度与C点速度之比为
故C正确,D错误;
AB.AB间的距离为
故A正确,B错误。
故选AC。
三、实验题(共计 16 分)
15. 在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。
(1)为了完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量
x()
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
根据表中数据作出图像并求得该弹簧的劲度系数________;
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示,其读数为________N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为,请在图乙中画出这两个共点力的合力的图示________;
(3)由图得到________N。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由图像可知,该弹簧的劲度系数为
(2)[2]由图甲所示,该弹簧测力计的分度值为,所以该弹簧测力计的示数为。
[3]由平行四边形定则可得,这两个共点力的合力的图示为
(3)[4]由图可知
16. 某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器使用的都是__________电源(填“直流”或“交流”),当电源频率为时,每隔________s打一个点。
(2)关于本实验,下列说法正确的是___________。
A. 释放纸带的同时,接通电源
B. 先接通电源打点,后释放纸带运动
C. 先释放纸带运动,后接通电源打点
D. 纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是_______。
(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上和,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是。(以下结果均保留两位小数)
①每相邻两计数点的时间间隔为_______s,打点时小车的速度_________。
②分别算出其他各点的速度:
,,,
,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像(以打A点时开始计时)( )。并说明小车速度变化的规律___________。
③根据图线求出小车运动的加速度_________;
④将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是________,此速度的物理意义是_________。
(5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹,那么速度的测量值比实际值_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 交流 ②. 0.02 (2)BD
(3)刻度尺 (4) ①. 0.10 ②. ③. ④. 小车速度随时间均匀增大 ⑤. 0.50 ⑥. 12.00 ⑦. 打A点时小车的速度
(5)偏大
【解析】
【小问1详解】
[1]常见的打点计时器使用的都是交流电源。
[2]当电源频率为时,每隔
打一个点。
【小问2详解】
ABC.应先接通电源打点,待打点稳定后,再释放纸带运动,这样纸带可以得到充分利用,记录更多的数据,以减小实验误差,AC错误,B正确;
D.纸带上相邻两计数点间的时间间隔相同,纸带上的点迹越密集,说明在相同时间内纸带通过的距离越小,因此说明纸带运动的速度越小,D正确。
故选BD。
【小问3详解】
要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺,刻度尺用来测量纸带上计数点间距离。
【小问4详解】
①[1]纸带上每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是。可知两计数点间的时间间隔为
[2]在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打点时小车的速度为
②[3]由,,,,,在坐标系中作出小车运动的图像(以打A点时开始计时)如图所示。
[4]由图像可知,在误差允许的范围内,小车速度随时间均匀增大,即小车做匀加速直线运动。
③[5]根据图线可得小车运动的加速度为
④[6]将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是。
[7]此速度的物理意义是打A点时小车的速度。
【小问5详解】
实验时电源的实际频率小于50赫兹,则有
即打点周期实际大于0.02s,若仍按0.02s计算,由可知,那么速度的测量值比实际值偏大。
四、解答题(要有必要的步骤)
17. 假设航母静止在海面上,舰载机在航母跑道上从静止开始做匀加速直线运动,以5m/s2的加速度运动,需要达到50m/s的速度才可升空,求:
(1)滑行5s后,舰载机的速度大小;
(2)航母跑道至少多长
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
滑行5s后,舰载机的速度大小为
【小问2详解】
航母跑道长度至少为
18. 如图所示,一质量为的物块静止在水平桌面上,其右端连接一原长为的轻弹簧,已知物块和水平面间的最大静摩擦力。现在给轻弹簧一个水平向右、逐渐增大的拉力F,当弹簧的长度变为时,物块恰好开始运动;当物块做匀速直线运动时,弹簧的长度保持不变。若g取。求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)物块与地面间的滑动摩擦力大小;
(3)物块与地面间的动摩擦因数。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当时,弹簧的伸长量为
物块恰好开始运动有
解得弹簧的劲度系数为
(2)当时,弹簧的伸长量为
物体做匀速直线运动,物块与地面间的滑动摩擦力大小为
(3)物块与地面间的滑动摩擦力大小为
正压力为
物块与地面间的动摩擦因数为
19. 渝黔高速公路巴南收费站出入口安装了电子不停车收费系统ETC。甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC)驶离高速公路,流程如图。假设减速带离收费岛口,收费岛总长度为,两辆汽车同时以相同的速度经过减速带后,一起以相同的加速度做匀减速运动。甲车减速至后,匀速行驶到中心线即可完成缴费,自动栏杆立即打开;乙车刚好到收费岛中心线收费窗门停下,经过的时间缴费成功,人工栏杆立即打开。随后两辆汽车匀加速到速度后沿直线匀速行驶到相同的目的地,设加速和减速过程中的加速度大小相等。求:
(1)甲车在通过中心线之前匀速的时间;
(2)此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差∆t;
(3)甲车和乙车在通过中心线后最大的车距;
(4)假设ETC通道有一列车队,在减速带之前匀速行驶时的相邻两车距离为160m,每辆车的收费流程都是一样的,请问该收费站ETC通道每小时最多能通过多少辆车?
【答案】(1)1s (2)21s
(3)455m (4)450辆
【解析】
【小问1详解】
乙车刚好到收费岛中心线收费窗门停下,则
代入数据可得
甲车过ETC通道时,减速的位移为
所以甲车在通过中心线之前匀速的时间为
【小问2详解】
甲车减速到v0所用时间为
甲车从减速到栏杆打开的总时间为
乙车减速行驶到收费岛中心线的时间为
乙从减速到打开栏杆的总时间为
所以打开栏杆放行的时间差为
【小问3详解】
当乙车再次加速到v1时车距最大,此时
乙车的位移为
甲车的位移为
所以两车最远距离为
【小问4详解】
在减速前相邻车距为160m,根据
即每8s通过一辆车,所以每小时最多通过的车辆数为
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