内容正文:
湖北省孝感高级中学2025级阶段性诊断考试
高一物理试卷
考试时间:2025年9月15日上午 试卷满分:100分 考试时间75分钟
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
1. 学习是一个不断探究、积累和总结的过程。科学的研究也是如此,物理学习过程中,我们总结出很多科学研究方法,下列关于这些研究方法,表达正确的是( )
A. 这里用两个物理量之比定义了一个新的物理量,这在物理学上叫比值定义法,这个式子说明加速度a与速度变化量成正比
B. 根据速度定义式当非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 伽利略用实验的方法,直接得到了自由落体速度与时间成正比
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了理想模型法
【答案】B
【解析】
【详解】A.加速度公式采用的是比值定义法,但与和无关,加速度的大小是由物体所受的合力和物体的质量决定的,故A错误;
B.瞬时速度的定义是当趋近于零时的极限值,应用了极限思想方法,故B正确;
C.伽利略通过斜面实验结合数学推理外推出自由落体规律,而非直接通过实验得到,故C错误;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,采用的是微元法,而非理想模型法,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,一只小鸟用爪子抓紧倾斜的树枝且保持静止不动,树枝发生了弯曲,停留一段时间后,又飞走了。关于小鸟和树枝,下列说法正确的是( )
A. 小鸟的重力压在了树枝上,使得树枝发生了弯曲
B. 小鸟受到树枝的弹力方向为竖直向上
C. 小鸟起飞瞬间,翅膀对空气的作用力大于空气对翅膀的作用力
D. 树枝对小鸟的支持力是由树枝发生形变产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A.小鸟的重力作用在小鸟上,小鸟对树枝的压力使得树枝发生了弯曲,故A错误;
B.因为树枝倾斜,所以小鸟受到树枝的弹力方向斜向上,故B错误;
C.翅膀对空气的作用力与空气对翅膀的作用力是一对相互作用力,大小总是相等,故C错误;
D.弹力是由施力物体形变产生的,树枝对小鸟的支持力,施力物体是树枝,则树枝对小鸟的支持力是由树枝发生形变产生的,故D正确。
故选D。
3. 高层建筑室外玻璃清洗风险较大,工人身上都绑有安全带,安全带上有救生缓降器。工人从高处通过缓降器返回地面全过程的图像如图所示,时刻工人的速度达到最大值,下列说法错误的是( )
A. 时间内工人的平均速度大于
B. 时间内工人做加速度减小的加速运动
C. 时刻工人的加速度为零
D. 时间内工人做加速度减小的减速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.若时间内工人匀加速下降
如图中虚线所示,则平均速度为
而实际图像围成的面积大于虚线围成的面积,即实际位移大于匀加速的位移,则实际的平均速度大于匀加速的平均速度,即大于,故A正确;
B.图线的斜率表示加速度,由图可知,时间内斜率减小,即此时间内,工人做加速度减小的加速运动,故B正确;
C.图线的斜率表示加速度,时刻斜率为零,所以时刻工人的加速度为零,故C正确;
D.图线的斜率表示加速度,可知时间内工人的加速度先增大后减小,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
4. 如图所示,固定在水平面上的光滑斜面底端有一固定挡板,一轻弹簧下端连接在挡板上,上端和置于斜面上的物块P相连,物块P通过轻绳绕过轻质光滑定滑轮与粗糙水平面上的物块Q相连,各物体均处于静止且绳子绷紧,关于物块P、Q受力以下说法正确的是( )
A. P一定受到4个力的作用 B. Q可能受到3个力的作用
C. Q一定受到4个力的作用 D. 弹簧一定处于压缩状态
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.由于轻绳处于绷紧状态,故轻绳一定有拉力。所以物块Q一定受重力、地面的支持力和摩擦力、绳子的拉力,共4个力的作用;若轻绳对物块P的拉力小于物块P的重力沿斜面向下的分力,弹簧处于压缩状态,则物块P受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力和弹簧的弹力,共4个力的作用;若轻绳对物块P的拉力等于物块P的重力沿斜面向下的分力,弹簧处于自然状态,弹力为零,则物块P受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力,共3个力的作用;若轻绳对物块P的拉力大于物块P的重力沿斜面向下的分力,弹簧处于伸长状态,则物块P受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力和弹簧的弹力,共4个力的作用。故AB错误,C正确;
D.由上面分析可知,弹簧不一定处于压缩状态,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,木板C放在水平地面上,物块A、B放在木板上,用不可伸长的细线将物块A与竖直墙连接,细线刚好拉直。物块A、B的质量均为m,木板C的质量为2m,物块A、B与木板间及木板与地面间的动摩擦因数均为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给物块B施加一个水平向右的拉力F,在逐渐增大F的过程中,物块B和木板C始终保持相对静止,下列说法正确的是( )
A. B受到的摩擦力大小不变
B. C受到地面的摩擦力与受到B的摩擦力一定等大反向
C. A先受到两个力作用,后受到四个力作用
D. C受到B的摩擦力与受到A的摩擦力方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.BC间的最大静摩擦力为0.5mg,地面和C间的最大静摩擦力为2mg,在逐渐增大F的过程中BC保持相对静止,可知B受到的摩擦力逐渐变大,地面对C的静摩擦力不可能达到最大静摩擦力,B和C相对地面静止,则C受到地面的摩擦力与受到B的摩擦力一定等大反向;C与A间的摩擦力始终为零,A只受到竖直方向上的重力和支持力作用,故AC错误,B正确;
D.C与A间的摩擦力始终为零,C受到B的摩擦力方向向右,则D错误。
故选B。
6. 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AB段与通过BC段所用时间相等。则( )
A. 物体通过A、B、C三点时的速率一定满足: B.
C. O与A的距离为 D. O与A的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体做匀加速运动,通过AB段和BC段的时间相等,设为,速度变化量,故,,两者相等,选项A中不成立,故A错误;
B.匀加速运动中,若初速度为0,连续相等时间内的位移比为,但本题中O到A的距离未知,A点速度不为0,因此,故B错误;
C.选项C的分母含,题目未提及,表达式无意义,故C错误;
D.设AB和BC段时间均为,位移差公式得,B点速度
由
得
OA距离为
解得,故D正确。
故选D。
7. 甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做匀变速直线运动,两质点在运动过程中的速度v随位置x的变化关系图像如图所示,则乙质点运动到位置处的速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据图像可知,乙做初速度为的匀减速直线运动,甲做初速度为0的匀加速直线运动,根据速度与位移的关系式有
,
结合图像可知,当位移等于3m时,两者速度相等,则可解得
结合图像可知,当甲的速度为8m/s,乙的速度为2m/s时。两者通过的位移相等,结合上述可解得
解得
,
乙质点运动到位置过程,根据速度与位移的关系有
解得
故选A。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意,少选得2分,错选不得分)
8. 如图所示,有8个完全相同的长方体木板叠放在一起,每个木板的质量为300g,某人用手在这叠木板的两侧加一水平压力F,使木板水平静止。若手与木板之间的动摩擦因数为0.5,木板与木板之间的动摩擦因数为0.3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10N/kg。则水平压力F大小可能是( )
A. 18N B. 24N C. 30N D. 48N
【答案】CD
【解析】
【详解】先将所有的物块当作整体,受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有
再考虑除最外侧两块物块,受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有
联立解得,故选CD。
9. 如图所示,一物体由A点从静止开始向E点做匀加速直线运动,已知,下列说法正确的是( )
A. 物体到达各点的速率之比
B. 物体全程的平均速度和物体在B点时的速度大小相等
C. 物体在AC、CD段的运动时间之比为
D. 物体从A点到B点的速度增量等于从B点到E点的速度增量
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.设,由
得,,,
所以,故A错;
B.设物体由A运动到B所用时间为,由A运动到E所用时间为,则由
得,
则
因匀变速直线运动一段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度,所以物体全程的平均速度和物体在B点时的速度大小相等,故B正确;
C.由
得
由
得
所以,故C正确;
D.,
所以,故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示,两端点分别为A、B,长L=1m的金属细杆在距地面H=40m处以竖直上抛,同时在AB上方略微错开的竖直线上h处有一可视为质点的小球C由静止释放,不计空气阻力及落地后的运动,取则可知( )
A. 杆能上升的最大位移为10m
B. 杆从抛出到落地共用时4s
C. 若h=15m,则C球与A点和B点相遇的时间间隔为0.1s
D. 若h=25m,则C球与A点和B点相遇的时间间隔为0.1s
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.杆能上升的最大位移为,故A错误;
B.根据,即,解得t=4s,故B正确;
C.若h=15m,C与A相遇时满足,解得tA=1.5s
C与B相遇时满足,解得tB=1.6s
则C球与A点和B点相遇的时间间隔为0.1s,故C正确;
D.同理,若h=25m,则C球与A点和B点相遇的时间间隔为0.1s,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(每空2分,共18分)
11. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①将弹簧左端固定,水平放置并处于自然状态,右端与细绳连接,使细绳与水平桌面平行,将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐,弹簧的右端附有指针,此时指针的位置如图乙所示;
②在绳下端挂上一个砝码(每个砝码质量),系统静止后,记录指针的位置
③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内),记录砝码的个数n及指针的位置;
④用获得的数据作出图像,如图丙所示,图线斜率用a表示。
回答下列问题:
(1)图乙所示读数为______cm;
(2)弹簧的劲度系数表达式______(用砝码质量m、重力加速度g和图线的斜率a表示)。若g取则本实验中______N/m(结果保留3位有效数字)。
(3)考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)6.00
(2) ①. ②.
(3)偏大
【解析】
【小问1详解】
根据刻度尺的读数规律,该读数为6.00cm。
【小问2详解】
[1]根据胡克定律有
变形得
结合图像有
解得
[2]结合上述与图像有
【小问3详解】
由于弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,导致弹簧的弹力大小小于砝码的质量,结合上述可知,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将偏大。
12. 某同学利用打点计时器进行“探究匀变速直线运动规律”的实验,某次测量的纸带如图所示。如图是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,已知交流电频率为50Hz。
(1)小车经过F点时的速度大小为___________m/s,小车的加速度大小为___________m/s²(结果均保留3位有效数字)。
(2)另一同学通过多次操作从其中选择了一条比较清晰的纸带,并选取了第一个比较清晰的点为计数点O,并依次计算出到O点的距离x与所用时间t的比值。作出的图像,如图所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,则O点的速度为_______。加速度为a=___________(均用b、c、d表示)。
(3)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,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】(1) ①. 0.355 ②. 0.500
(2) ①. b ②.
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
[1]每相邻两计数点间有四个点未画出,故计数周期为
F点的瞬时速度等于EG段的平均速度
[2]由逐差法可知加速度为
【小问2详解】
[1]由位移时间公式
可得
则截距为
[2]斜率为
解得
【小问3详解】
如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,则实验计算采用的频率值偏小,得到的计数点间的时间间隔偏大,则速度的测量值偏小,即速度的测量值小于真实值。
四、计算题(本题共3小题,共42分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 减速带是交叉路口上常见的一种交通设施,在某小区门口有一橡胶减速带(如图),有一警用巡逻车正以最大速度20m/s从小区门口经过,在离减速带50m时警察发现一逃犯正以10m/s的速度骑电动车匀速通过减速带,而巡逻车要匀减速到5m/s通过减速带(减速带的宽度忽略不计),然后立即以2.5m/s²的加速度继续追赶,设在整个过程中,巡逻车与逃犯均在水平直道上运动,求
(1)警察做匀减速直线运动的加速度大小;
(2)巡逻车刚过减速带时与逃犯间的距离;
(3)从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
巡逻车减速阶段
解得
警察做匀减速直线运动的加速度大小
【小问2详解】
减速时间
逃犯位移
巡逻车刚过减速带时与逃犯间的距离
【小问3详解】
匀加速阶段:加速到最大速度的时间
匀加速阶段巡逻车位移:
时间内逃犯前进的位移:
此时两车的距离:
匀速追赶阶段:巡逻车达到最大速度后匀速,相对速度为,追上需要的时间:
总时间:
14. 三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用细线相互连接如图所示,其中a,c质量为2kg,b质量为1kg,a放在水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,开始时,p弹簧处于原长,a、b间绳子刚好伸直,木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止。(轻弹簧和细线的重量都忽略不计,取,求:
(1)c木块刚好离开水平地面时,b物块上升的距离;
(2)从开始到c木块刚好离开水平地面,p弹簧的左端向左移动的距离。
(3)当弹簧q的弹力大小为开始的一半时,p弹簧的左端向左移动的距离:
【答案】(1)
(2)
(3)0.04m;
【解析】
【小问1详解】
初始时q弹簧压缩
c离开地面时q弹簧伸长
所以b上升距离为
【小问2详解】
c木块刚好离开水平地面时,对ab整体进行受力分析有
其中,
代入数据解得p弹簧伸长
所以p弹簧的左端向左移动的距离为
【小问3详解】
q弹力为初始一半时
情况一:q弹簧处于压缩状态时,弹簧压缩量为
对ab整体进行受力分析有
p伸长量
则p弹簧的左端向左移动的距离为
情况二:q弹簧处于伸长状态时,弹簧伸长量为
对ab整体进行受力分析有
p伸长量
则p弹簧的左端向左移动的距离为
15. 一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中,司机忽然发现前方40m处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车运动加速度随位移变化可简化为如图所示的图线。司机的反应时间在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,段位移为刹车系统的启动阶段,且段位移大小为11m。从位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,可看作匀减速运动直至汽车停止。已知从位置开始计时,汽车第1s内的位移为8.0m,在第3s内的位移为0.5m。
(1)求汽车匀减速运动的加速度大小
(2)求位置汽车的速度大小;
(3)求汽车停止处到警示牌的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设匀减速加速度为a,汽车第1s内的位移为8.0m,则
第3s内的位移为0.5m,则
解得匀减速运动的加速度大
位置汽车的速度
而减速时间为
则第3s汽车已停止,设第3s运动时间为,减速的加速度为,有
联立解得,,
【小问2详解】
段位移大小为,由图像的面积的意义为
可知
解得位置汽车的速度大小
【小问3详解】
司机的反应时间内,汽车行驶的
则总位移
故距离警示牌为
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学科网(北京)股份有限公司
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湖北省孝感高级中学2025级阶段性诊断考试
高一物理试卷
考试时间:2025年9月15日上午 试卷满分:100分 考试时间75分钟
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
1. 学习是一个不断探究、积累和总结的过程。科学的研究也是如此,物理学习过程中,我们总结出很多科学研究方法,下列关于这些研究方法,表达正确的是( )
A. 这里用两个物理量之比定义了一个新的物理量,这在物理学上叫比值定义法,这个式子说明加速度a与速度变化量成正比
B. 根据速度定义式当非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 伽利略用实验的方法,直接得到了自由落体速度与时间成正比
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了理想模型法
2. 如图所示,一只小鸟用爪子抓紧倾斜的树枝且保持静止不动,树枝发生了弯曲,停留一段时间后,又飞走了。关于小鸟和树枝,下列说法正确的是( )
A. 小鸟的重力压在了树枝上,使得树枝发生了弯曲
B. 小鸟受到树枝的弹力方向为竖直向上
C. 小鸟起飞瞬间,翅膀对空气的作用力大于空气对翅膀的作用力
D. 树枝对小鸟的支持力是由树枝发生形变产生的
3. 高层建筑室外玻璃清洗风险较大,工人身上都绑有安全带,安全带上有救生缓降器。工人从高处通过缓降器返回地面全过程的图像如图所示,时刻工人的速度达到最大值,下列说法错误的是( )
A. 时间内工人的平均速度大于
B. 时间内工人做加速度减小的加速运动
C. 时刻工人的加速度为零
D. 时间内工人做加速度减小的减速运动
4. 如图所示,固定在水平面上的光滑斜面底端有一固定挡板,一轻弹簧下端连接在挡板上,上端和置于斜面上的物块P相连,物块P通过轻绳绕过轻质光滑定滑轮与粗糙水平面上的物块Q相连,各物体均处于静止且绳子绷紧,关于物块P、Q受力以下说法正确的是( )
A. P一定受到4个力的作用 B. Q可能受到3个力的作用
C. Q一定受到4个力的作用 D. 弹簧一定处于压缩状态
5. 如图所示,木板C放在水平地面上,物块A、B放在木板上,用不可伸长的细线将物块A与竖直墙连接,细线刚好拉直。物块A、B的质量均为m,木板C的质量为2m,物块A、B与木板间及木板与地面间的动摩擦因数均为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给物块B施加一个水平向右的拉力F,在逐渐增大F的过程中,物块B和木板C始终保持相对静止,下列说法正确的是( )
A. B受到的摩擦力大小不变
B. C受到地面的摩擦力与受到B的摩擦力一定等大反向
C. A先受到两个力作用,后受到四个力作用
D. C受到B的摩擦力与受到A的摩擦力方向相反
6. 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AB段与通过BC段所用时间相等。则( )
A. 物体通过A、B、C三点时的速率一定满足: B.
C. O与A的距离为 D. O与A的距离为
7. 甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做匀变速直线运动,两质点在运动过程中的速度v随位置x的变化关系图像如图所示,则乙质点运动到位置处的速度大小为( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意,少选得2分,错选不得分)
8. 如图所示,有8个完全相同的长方体木板叠放在一起,每个木板的质量为300g,某人用手在这叠木板的两侧加一水平压力F,使木板水平静止。若手与木板之间的动摩擦因数为0.5,木板与木板之间的动摩擦因数为0.3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10N/kg。则水平压力F大小可能是( )
A. 18N B. 24N C. 30N D. 48N
9. 如图所示,一物体由A点从静止开始向E点做匀加速直线运动,已知,下列说法正确的是( )
A. 物体到达各点的速率之比
B. 物体全程的平均速度和物体在B点时的速度大小相等
C. 物体在AC、CD段的运动时间之比为
D. 物体从A点到B点的速度增量等于从B点到E点的速度增量
10. 如图所示,两端点分别为A、B,长L=1m的金属细杆在距地面H=40m处以竖直上抛,同时在AB上方略微错开的竖直线上h处有一可视为质点的小球C由静止释放,不计空气阻力及落地后的运动,取则可知( )
A. 杆能上升的最大位移为10m
B. 杆从抛出到落地共用时4s
C. 若h=15m,则C球与A点和B点相遇的时间间隔为0.1s
D. 若h=25m,则C球与A点和B点相遇的时间间隔为0.1s
三、实验题(每空2分,共18分)
11. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①将弹簧左端固定,水平放置并处于自然状态,右端与细绳连接,使细绳与水平桌面平行,将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐,弹簧的右端附有指针,此时指针的位置如图乙所示;
②在绳下端挂上一个砝码(每个砝码质量),系统静止后,记录指针的位置
③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内),记录砝码的个数n及指针的位置;
④用获得的数据作出图像,如图丙所示,图线斜率用a表示。
回答下列问题:
(1)图乙所示读数为______cm;
(2)弹簧的劲度系数表达式______(用砝码质量m、重力加速度g和图线的斜率a表示)。若g取则本实验中______N/m(结果保留3位有效数字)。
(3)考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
12. 某同学利用打点计时器进行“探究匀变速直线运动规律”的实验,某次测量的纸带如图所示。如图是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,已知交流电频率为50Hz。
(1)小车经过F点时的速度大小为___________m/s,小车的加速度大小为___________m/s²(结果均保留3位有效数字)。
(2)另一同学通过多次操作从其中选择了一条比较清晰的纸带,并选取了第一个比较清晰的点为计数点O,并依次计算出到O点的距离x与所用时间t的比值。作出的图像,如图所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,则O点的速度为_______。加速度为a=___________(均用b、c、d表示)。
(3)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题(本题共3小题,共42分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 减速带是交叉路口上常见的一种交通设施,在某小区门口有一橡胶减速带(如图),有一警用巡逻车正以最大速度20m/s从小区门口经过,在离减速带50m时警察发现一逃犯正以10m/s的速度骑电动车匀速通过减速带,而巡逻车要匀减速到5m/s通过减速带(减速带的宽度忽略不计),然后立即以2.5m/s²的加速度继续追赶,设在整个过程中,巡逻车与逃犯均在水平直道上运动,求
(1)警察做匀减速直线运动的加速度大小;
(2)巡逻车刚过减速带时与逃犯间的距离;
(3)从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间。
14. 三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用细线相互连接如图所示,其中a,c质量为2kg,b质量为1kg,a放在水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,开始时,p弹簧处于原长,a、b间绳子刚好伸直,木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止。(轻弹簧和细线的重量都忽略不计,取,求:
(1)c木块刚好离开水平地面时,b物块上升的距离;
(2)从开始到c木块刚好离开水平地面,p弹簧的左端向左移动的距离。
(3)当弹簧q的弹力大小为开始的一半时,p弹簧的左端向左移动的距离:
15. 一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中,司机忽然发现前方40m处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车运动加速度随位移变化可简化为如图所示的图线。司机的反应时间在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,段位移为刹车系统的启动阶段,且段位移大小为11m。从位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,可看作匀减速运动直至汽车停止。已知从位置开始计时,汽车第1s内的位移为8.0m,在第3s内的位移为0.5m。
(1)求汽车匀减速运动的加速度大小
(2)求位置汽车的速度大小;
(3)求汽车停止处到警示牌的距离。
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