内容正文:
章末检测试卷(一)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,其中1~8题为单项选择题,9~12题为多项选择题。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选和不选的得0分)
1.物理学中引入了“质点”的概念,从科学方法上来说属于( )
A.控制变量法 B.类比法
C.理想模型法 D.等效替代法
【解析】 突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想模型法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。故ABD错误,C正确。
【答案】 C
2.2023届亚运会于9月23日在杭州盛大举行,对于下列说法正确的是( )
A.在投掷铅球项目中,铅球在达到最高点后,铅球做自由落体运动
B.开幕式上,中国方阵队整齐划一的前进,以方阵队其中一名成员为参考系,其余成员是运动的
C.在跳水运动中,可以将运动员看成质点
D.加速度是衡量短跑运动员能力的重要标准,加速度越大,速度变化就越快
【答案】 D
3.在下列叙述中,表示时刻的是( )
A.王丽看这本书用了2小时
B.我们打算去看10点钟的电影
C.小王的课题最快要2天才能完成
D.小张的脚骨折了,1个月之内不会来上课
【解析】 书看了2小时,2小时是所用的时间的长度,是指时间,故A错误;去看10点钟的电影,10点钟是一个时间点,是时刻,故B正确;课题最快要2天才能完成,2天是所用的时间的长度,是指时间,故C错误;1个月之内不会来上课,1个月是所用的时间的长度,是指时间,故D错误。
【答案】 B
4.手机导航已经成为人们出行的必备工具。绍兴多风景名胜,某游客游完兰亭后驾车去东湖,他打开手机导航,搜索了驾车线路,线路显示走常规路线距离19.8 km,需用时27分钟,选择走“距离最短”则有17.4 km,需用时30分钟,如果走“高速优先”则有22.3 km,需用时29分钟,则下列判断正确的是( )
A.走常规路线的19.8 km指的是位移
B.走“距离最短”说明路程最小
C.选择走“距离最短”,则瞬时速率一定最小
D.走“高速优先”,则平均速度最大
【答案】 B
5.下列关于速度、速率和加速度的说法,正确的是( )
A.速度、速率和加速度均为矢量
B.速度越大,加速度也一定越大
C.速率等于位移与经过这段位移所用时间的比值
D.速度变化越慢,加速度越小
【答案】 D
6.如图所示为一质点做直线运动的vt图像,下列说法中正确的是( )
A.质点在t=1.0 s时刻的速度大小为2.0 m/s
B.ab段与bc段质点的速度方向相反
C.bc段与cd段质点的加速度方向相反
D.ab段质点的加速度大小为2 m/s2
【解析】 由题图知质点在t=1.0 s时刻的速度大小为4.0 m/s,选项A错误;ab段与bc段质点的速度均为正值,故方向相同,选项B错误;因为vt图像中图线的斜率表示质点的加速度,故bc段与cd段质点的加速度方向相同,选项C错误;ab段质点的加速度大小为a==m/s2=2 m/s2,选项D正确。
【误区警示】 不能正确理解vt图像中速度的意义
在vt图像中,v>0,物体沿正方向运动;v<0,物体沿负方向运动。
【答案】 D
7.如图所示,一个物块从斜面底端滑上斜面瞬间的速度大小为10 m/s,经1 s减速为0,然后再经1.5 s 滑回斜面底端,滑回斜面底端时的速度大小为8 m/s。取沿斜面向上为正方向,则( )
A.物块沿斜面上滑过程中的加速度为10 m/s2
B.物块沿斜面下滑过程中的加速度为- m/s2
C.物块从滑上斜面到返回斜面底端全过程中的加速度为- m/s2
D.物块从滑上斜面到返回斜面底端全过程中的平均速度大于0
【解析】 物块上滑过程中的加速度为a1=m/s2=-10 m/s2,下滑过程中的加速度为a2=m/s2=- m/s2,AB错误;物块从滑上斜面到返回斜面底端全过程中的加速度为a=m/s2=-m/s2,C正确;物块从滑上斜面到返回斜面底端全过程中的位移为0,平均速度为0,D错误。
【重点点拨】 加速度的矢量性
求解矢量问题时,不仅要考虑其大小,还要考虑其方向。在直线运动中,“+”“-”号表示加速度的方向,不表示其大小,这点与标量不同。
【答案】 C
8.如图所示为一质点运动的vt图像,下列说法正确的是( )
A.该图像表示质点做曲线运动
B.10 s末质点离出发点最远
C.前10 s,质点的加速度方向与速度方向相同
D.0~20 s质点的加速度一直增大
【解析】 速度图像只能描述直线运动,选项A错误;前20 s,质点的速度方向一直为正,故质点一直向正方向运动,因此20 s末质点离出发点最远,选项B错误;前10 s,质点做加速运动,因此质点的加速度方向与速度方向相同,选项C正确;vt图线切线的斜率的绝对值表示加速度的大小,因此0~20 s质点运动的加速度先减小后增大,选项D错误。
【答案】 C
9.下列运动情况可能出现的是 ( )
A.物体的加速度增大时,速度反而减小
B.物体的速度为零时,加速度不为零
C.物体的加速度逐渐减小,速度逐渐增大
D.物体的加速度不为零且始终不变,速度也始终不变
【解析】 物体的加速度增大时,速度变化快,速度可增大可减小,物体的加速度减小,速度变化慢,速度可增大可减小,选项A、C正确;物体的速度为零时,加速度可不为零,选项B正确;物体的加速度不为零且始终不变,做变速运动,选项D错误。
【答案】 ABC
10.两个人以不同的速率同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出),从出发到相遇的过程中,描述两人运动情况的物理量相同的是( )
A.位移 B.速度
C.时间 D.平均速率
【答案】 AC
11.甲、乙两车在同一直车道上运动,甲车在前,乙车在后,通过红灯时它们同时开始做减速运动,并安全停车,两车的vt图像如图所示,下列判断错误的是( )
A.t=4 s时两车相距最远
B.t=6 s时两车相距最远
C.甲、乙两车加速度大小之比为3∶2
D.甲、乙两车之间的距离先减小后增大
【解析】 A.甲车在前,乙车在后,在t=4 s前,甲的速度大于乙的速度,故两者间的距离逐渐增大,故t=4 s时两车相距最远,故A正确;
B.在4~6 s内甲的速度小于乙的速度,故两者间的距离逐渐减小,故B错误;
C.在vt图像中,斜率代表加速度,则a甲== m/s2=-2.5 m/s2,乙的加速度为a乙== m/s2=-1.25 m/s2,故a甲∶a乙=2∶1,故C错误;
D.根据A、B可知,甲、乙间的距离先增大后减小,故D错误。
【答案】 BCD
12.如图所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移—时间(xt)图线。由图可知( )
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减小后增大
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
【解析】 在位移-时间图像中,图线某点切线斜率的绝对值表示速度大小,斜率的正、负表示速度的方向,两图线的交点表示同一时刻处于同一位置,即追及或相遇。由题图可知,t1时刻前b车处于a车的后方,故t1时刻应是b车追上a车,A错误。t2时刻,b车图线斜率小于0,即b车沿负方向运动,而a车图线斜率始终大于0,即a车一直沿正方向运动,B正确。由t1~t2时间内b车图线各点切线斜率的绝对值先减小后增大,即b车的速率先减小后增大,C正确。在b车图线的顶点处切线水平、斜率为0,即此时b车的瞬时速度为0,D错误。
【答案】 BC
二、实验题(本题共2小题,共14分)
13.(6分)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,电源频率为50 Hz,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。相邻两个计数点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。
(1)在实验中,使用打点计时器时应先___________再___________;(均选填“拉动纸带”或“启动电源”)
(2)每两个计数点间还有___________个计时点没有标出;
(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表(计算结果均保留3位有效数字);
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m/s)
______
______
______
0.640
0.721
(4)以A点为计时起点,将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,作出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线;并说明小车速度变化的特点:______________。
【答案】 (1)启动电源 拉动纸带 (2)4
(3)0.400 0.479 0.560
(4)小车的速度随时间均匀增大
【解析】 (2)由题意可知相邻两计时点间的时间间隔为T==0.02 s
每两个计数点间未标出的计时点个数为n=-1=4
(3)分别用对应时间段的平均速度表示中间时刻的瞬时速度,可得
vB==m/s=0.400 m/s
vC==m/s=0.479 m/s
vD==m/s≈0.560 m/s
14.(8分)光电计时器是一种常用的计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现在某滑块在斜面上滑行,先后通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别为t1=5×10-2 s,t2=3×10-2 s,从光电门1到光电门2所经历的总时间Δt=0.15 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度为d,示数如图乙所示。实验中测得滑块的长度d为__________cm,滑块通过光电门1的速度v1为________m/s,滑块通过光电门2的速度v2为________m/s,滑块的加速度大小为________m/s2。(最后两空结果保留三位有效数字)
【答案】 2.45 0.49 0.817 2.18(每空2分)
【解析】 由题图可知d=8.45 cm-6.00 cm=2.45 cm,通过光电门1、2的速度分别为v1==0.49 m/s,v2=≈0.817 m/s,滑块的加速度大小为a==2.18 m/s2。
三、计算题(本题共4小题,共38分)
15.(8分)如图所示为一种400 m的跑道,直道部分AB、CD的长度均为100 m,弯道部分BC、DA是半圆弧,其长度也均为100 m。已知某同学参加比赛,A点为比赛的起点,沿逆时针方向跑完全程到达终点C用时30 s,且从A点跑到弯道BC的中点P用时20 s,求(结果可用π和根号表示):
(1)由A到C的过程中,该同学的路程;
(2)由A到C的过程中,该同学平均速度的大小;
(3)该同学从起点跑至弯道BC的中点P时的位移大小和平均速率。
【答案】 (1)200 m (2) m/s (3) m 7.5 m/s
【解析】 (1)该过程中同学的路程为
s=100 m+100 m=200 m
(2)100 m长的弯道部分BC、DA 是圆弧,对应的半径r= m
因此,该同学比赛的位移为x== m= m
平均速度为v== m/s= m/s
(3)跑至弯道 BC 中点 P时的位移
x′= m= m
路程为 s′=100 m+50 m=150 m
平均速率为 v== m/s=7.5 m/s
16.(10分)在海上联合军事演习中,一艘我国研发的022型导弹快艇以对地速度为30 m/s的恒定速度追击前方在同一直线上正以对地速度为v1逃跑的假想敌舰。当两者相距L0=20 km时,快艇发射一枚导弹,导弹的对地速度为600 m/s,假设导弹沿直线匀速射向假想敌舰,经过t1=34.5 s,艇长通过望远镜看到了导弹击中敌舰爆炸的火光,同时发现敌舰速度减小但仍在继续逃跑,对地速度变为v2,于是马上发出第二次攻击的命令。第二枚导弹以同样速度发射后,经过t2=33 s,导弹再次击中敌舰并将其击沉。不计发布命令和发射反应的时间,发射导弹对快艇速度没有影响,求敌舰逃跑的速度v1、v2的大小。(计算结果保留到小数点后一位)
【答案】 20.3 m/s 4.1 m/s
【解析】 当导弹快艇与敌舰相距L0时,发射第一枚导弹,经t1时间击中敌舰,导弹对地速度记为v,则有(v-v1)t1=L0(2分)
解得v1=20.3 m/s(2分)
第一次击中敌舰时,导弹快艇与敌舰的距离为x=L0-(30 m/s-v1)t1=19 665.4 m(2分)
快艇马上发射第二枚导弹,此时敌舰的速度为v2,经t2时间导弹再次击中敌舰,则有(v-v2)t2=x(2分)
解得v2=4.1 m/s(2分)
【技巧点拨】 本题考查了速度公式的应用,实质是两次追及问题,能求出导弹第一次击中敌舰时导弹快艇到敌舰的距离是解本题的关键。导弹第一次击中敌舰时导弹快艇到敌舰的距离等于两者原来的距离减去导弹快艇与敌舰运动的路程差。
17.(10分)某人乘一辆以45 m/s的速度行驶在平直公路上的汽车,由于前方遇到障碍物汽车立即刹车,刹车时汽车产生的加速度大小恒为10 m/s2,停留2 min后,立即以5 m/s2的恒定加速度加速,经过一段时间汽车恢复至原来的速度。求汽车从刹车到恢复至原来的速度所用的总时间。
【答案】 133.5 s
【解析】 以原来的速度方向为正方向,对于减速过程,初速度v1=45 m/s,末速度v2=0,加速度a1=-10 m/s2,所需时间t1=(2分)
代入数据解得t1=4.5 s(1分)
汽车停留的时间为t2=120 s(2分)
对于加速过程,初速度v2=0,末速度v3=45 m/s,加速度a2=5 m/s2,
所需时间t3=(2分)
代入数据解得t3=9 s(1分)
所以汽车从刹车到恢复至原来的速度所用时间t=t1+t2+t3=133.5 s(2分)
18.(10分)如图所示为一平直的轨道,t1=0时一可视为质点的滑块从A点以2 m/s的速度出发向右做匀变速运动,t2=2 s时到达B点,速度刚好为0,然后滑块立即由B点向左运动,t3=4 s时到达C点,此时滑块的速度大小为4 m/s,已知CA=AB=8 m,取向右为正方向。求:
(1)t1~t3时间内滑块的加速度;
(2)t1~t3时间内滑块的平均速度与t2~t3时间内滑块的平均速度。
【答案】 (1)-1.5 m/s2 (2)-2 m/s -8 m/s
【解析】 (1)滑块在t1~t3时间内的速度变化量为Δv=v3-v1=-4 m/s-2 m/s=-6 m/s(2分)
滑块在t1~t3时间内的加速度为a== m/s2=-1.5 m/s2(2分)
(2)t1~t3时间内滑块从A点运动到C点,则该过程中滑块的位移为x1=xAC=-8 m(2分)
则该段时间内的平均速度为1== m/s=-2 m/s(1分)
t2~t3时间内滑块从B点运动到C点,则该过程中滑块的位移为x2=xBC=-16 m(2分)
则该段时间内的平均速度为2== m/s=-8 m/s(1分)
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