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专题01 机械运动
1、 单选题
1. (2024·山东聊城·中考真题)2024年4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示是火箭加速上升的情景和该过程中航天员在舱内的情景,关于该过程下列说法正确的是( )
A.以载人飞船为参照物,航天员是运动的
B.以地面为参照物,航天员是静止的
C.载人飞船的动能增大,势能增大,机械能增大
D.航天员的惯性将逐渐消失
2. (24-25八年级上·湖北武汉·期中)甲、乙两人同时从甲地前往乙地,甲前一半路程跑,后一半路程走;乙全程所用的前一半时间跑,后一半时间走,甲、乙两人跑的速度均为2m/s,走的速度均为1m/s,则下列说法中正确的是( )
A.甲先到达目的地 B.乙先到达目的地
C.甲乙同时达到目的地 D.以上情况都有可能
3.(2024·黑龙江大庆·中考真题)如图所示为甲乙两物体在同一直线上运动的图像,从0时刻开始计时,则关于它们的运动情况,描述正确的是( )
A.时,乙在甲的前面,甲运动4s追上乙 B.甲乙同时出发,乙运动2s追上甲
C.甲乙在出发后都做匀速运动,且 D.甲比乙先出发2s,甲运动4s和乙相遇
4.(24-25八年级上·湖北武汉·期末)如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,频闪照相机每隔闪拍一次。下列说法正确的是( )
A.小球做匀速直线运动
B.从C点到E点小球运动的平均速度为
C.小球从A点运动到D点的平均速度小于小球从A点运动到F点的平均速度
D.小球从A点运动到D点的平均速度大于小球从B点运动到D点的平均速度
5.(2019·四川眉山·中考真题)为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪.如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s.若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,下列说法中正确的是( )
A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪170m
B.汽车两次接收到信号时位置相距34m
C.在该测速区内,汽车的速度是18.9m/s
D.在该测速区内,汽车的速度是20m/s
二.多选题
6.(23-24八年级上·辽宁营口·期中)图中烟和小旗,关于甲、乙两车相对房子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.可能甲车向左,乙车向右运动 B.可能甲车向右,乙车向左运动
C.可能甲车静止,乙车向右运动 D.可能甲车静止,乙车向左运动
7.(23-24八年级上·四川成都·期末)两辆汽车A、B在平直路面上运动时的图像如图甲所示,初始时运动方向如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.在0~70s时间内,B车做减速运动
B.在30s~40s时间内,A车保持静止
C.以A车为参照物,B车在某段时间内向东运动
D.在0~70s内,两车的平均速度vA=vB
三. 填空题
8.(2025·江苏扬州·中考真题)现收藏于扬州市博物馆的东汉铜卡尺如图1,小明观察后仿制了一把卡尺,活动长爪滑动到最左侧时,其 端与刻度尺“0”刻线对齐。如图2,用此卡尺测量透明胶带卷的外径和厚度,测得外径为 cm,内径为 cm。
[2][3]由图2可知,刻度尺分度值为0.1 cm,读右端对应的刻度线,透明胶带卷的外径为5.20cm,厚度为1.40cm。则内径为5.20cm-1.40cm×2=2.40cm
9.(24-25八年级上·广西南宁·期中)如图为超声波测速装置。超声波测速仪每1.4秒发出一个较强的超声波脉冲,它在空气中以340m/s速度传播,当它遇到障碍物后,超声波被反射回来,使超声波测速仪接收到一个较弱的脉冲信号。由此可以测定障碍物移动的速度,如图是超声波测速仪监测某车时的信息。由图可知该车在 测速仪(选填“远离”或“靠近”);车速为 m/s。(保留小数点后一位)
10.(2023·江苏南京·中考真题)今年五月,第七届南京市中小学生龙舟大赛成功举办。图示是比赛的一个场景。
(1)敲鼓越用力,鼓声越响,这是通过改变声源的 来改变声音的响度。运动员听到的鼓声是通过 传入人耳的。
(2)以运动员为参照物,龙舟是 的。
(3)某赛队在500m直道比赛中共用时1min40s。则龙舟的平均速度是 m/s。
四、实验题
11.(23-24八年级上·福建宁德·期中)在“测量纸锥下落的速度”实验中,小明用两个等大的圆纸片,做成两个锥角不等的纸锥,如图甲。
(1)实验时为了减小时间测量的误差,最好选择图甲中的 (选填“大”或“小”)纸锥进行测量;为了比较纸锥下落的快慢,需把两个纸锥拿到同一高度同时释放,此时应该拿至图乙中 (选填“A”或“B”)所示的位置释放;
(2)小明和同组的成员商量后,制定了如下的方案来测量纸锥下落的速度;
方案一:先选定一段时间,测量纸锥在这段时间内下落的距离。
方案二:先选定一段距离,测量纸锥通过这段距离所用的时间。
方案三:预先不选定时间或距离,直接测定纸锥通过某段距离所用的时间。
上述方案,你认为应该采用 方案;理由是 ;
(3)小明用频闪照相机通过每隔0.1 s的时间曝光一次的方法拍摄记录下纸锥的运动过程,如图丙是纸锥运动过程中其中一段的照片,由照片可知:纸锥下落时速度越来越 ,纸锥从A到B的平均速度为 m/s;
(4)在某次测量中,如果纸锥过了A点才按下秒表计时,则测出的平均速度将偏 。
12.(24-25八年级上·湖北武汉·期中)如图,在“测量平均速度”的实验中,提供的实验器材有木板(长为120.0cm,底端有金属挡板)、小车(长15.0cm)停表、木块。
(1)实验时应保持斜面的倾角较 (选填“大”或“小”),这是为了减小测量 (选填“路程”或“时间”)时造成的误差;
(2)该实验用到金属挡板,则下列不属于金属挡板的作用是__________;(单选)
A.使斜面保持一定的角度
B.让小车在一定的位置停下来
C.与小车相碰发出声音,便于测出小车行驶相同路程的时间
(3)斜面倾角不变时,小车由静止释放,小车通过的路程越长,其平均速度越 (选填“大”或“小”);小车由静止释放,通过相同路程,斜面的倾角越大,小车运动的平均速度越 (选填“大”或“小”);
(4)一次实验中,小华测得小车从静止开始运动到两个车长的距离所用时间为1.2s。小车的平均速度为 m/s;
(5)若保持斜面倾角不变,利用本实验提供的器材最多可测出 组小车由静止释放到撞击金属挡板过程中的平均速度)。
五、计算题
13.(2025·江苏宿迁·一模)在“缅怀革命先烈,重温红色历史”的红色研学活动中,同学们乘坐大巴车前往狼牙山参观学习。大巴车行驶途中,小明观察到如图所示的交通标志牌及速度表。
(1)在遵守交通规则的前提下,求大巴车从标志牌处到达狼牙山的最少时间;
(2)若大巴车以图乙的速度表显示的速度行驶,求大巴车行驶的路程;
(3)如图丙所示,该区间测速区域限速100km/h,若大巴车通过区间测速区域全程的时间为,请通过计算判断大巴车是否超速行驶。
14.(2025·四川成都·模拟预测)双层公轨两用桥作为一种多功能的交通设施,不仅提高了交通效率,还节约了土地资源、减少了环境影响,是现代城市交通发展的重要方向。如图甲所示的某双层公轨两用桥,整条大桥线路总长度为6.8km,其中跨江桥长度为2.28km;大桥上层为公路车道,下层为地铁轨道。求:
(1)若地铁匀速通过整条大桥线路用时,则地铁的行驶速度为多少?
(2)某辆汽车由静止开始驶入跨江桥,假设速度与时间的关系如图乙所示,经30s行驶480m后开始做匀速直线运动直至离开跨江桥。该汽车在跨江桥行驶的平均速度为多少m/s?
15.(23-24八年级上·重庆·期中)匀速直线运动路程的大小可以用v-t图像中的矩形面积来表示。在变速直线运动中,也可以用v-t图像中的“阴影部分面积”(图甲所示)来表示变速直线运动的路程大小。如图乙所示,一辆长途客车正在以v0=20m/s的速度在公路上匀速直线行驶,突然,司机看见车的正前方37m处有一只受到惊吓的羊以5m/s的速度在公路上向前奔跑,司机经过1s后开始刹车。若从司机看见羊开始计时,客车的v-t图像如图丙所示,求:
(1)在1s内,客车运动的路程;
(2)从司机看见羊到减速为零这段时间内,客车的平均速度;
(3)假设羊向前奔跑的速度不变,请通过计算说明,羊是否会被撞?
六.综合题
16.(22-23八年级上·山西·期中)暑假期间小孙和爸爸坐汽车上高速探望爷爷奶奶。高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图乙所示是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆汽车以如图甲所示的速度匀速通过某段限速路段,所用时间t0=0.5h。到达收费站时汽车在离收费岛s1=50m的ETC通道减速,经过t1=4s减速后进入ETC收费岛,然后以5m/s的速度匀速通过长为s2=40m的ETC收费岛,不计车长。求:
(1)限速路段的长度;( )
(2)汽车通过ETC收费岛所用的时间t2;( )
(3)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小;( )
(4)坐汽车时,在限速70km/h的某路段,小孙看到一起交通事故,交警测得肇事轿车留下的刹车痕迹(制动距离)长为27m。查阅资料得知轿车以不同速度行驶时,反应距离、制动距离、停车距离的统计数据如表(注:反应距离指司机发现情况到踩下刹车这段时间汽车行驶的距离;制动距离指踩下刹车后汽车滑行的距离;停车距离指司机发现情况到汽车停止的距离,它等于反应距离加上制动距离)。
根据表中的数据可以得到:在相同路况下,反应距离与速度成 (选填“正比”或“反比”)。所以,为了安全,不要超速!
(5)根据表中的数据判断:该肇事轿车 (选填“超速”或“不超速”)。
速度(km/h)
反应距离(m)
制动距离(m)
停车距离(m)
20
5
3
8
40
10
12
22
80
20
48
68
100
25
75
100
七、科普阅读题
17.(24-25八年级下·江苏连云港·期中)阅读材料,回答问题。
自行车如何测量出自身车速
自行车是生活中常见的交通工具之一。人们为了改善自行车的功能,在自行车上安装专业配件测出它的行进速度。专门用于测量车速的装置是由两部分组成,一部分是固定在车轮辐条钢丝上的永磁体(又称为吸铁石),另一部分是固定在车架上,并且连接显示器的检测电路,如图甲所示。检测部分有一个核心部件叫做霍尔元件。当永磁体随自行车辐条转动经过固定在车架上的霍尔元件时,检测电路中会产生一个变化的电压(用符号u表示)。
若把电压脉冲信号传输到信号处理器,可以得到一个电压随时间变化的波形图像,车轮转动一圈,永磁体再次经过固定在车架上的霍尔元件,又会产生一个电压脉冲信号。在某次车速测试中,小华收集的电压脉冲信号随时间变化的图像如图乙所示。同时,他查阅自行车说明书找到一些技术参数,如自行车前轮的直径为508mm。
通过分析波形图时间轴上的电压波形变化特点,可以得到自行车车轮转动一周的时间,再通过测量自行车转动一圈前进的距离,就可以计算出自行车行驶的速度。同时,自行车厂商在制作车速测量仪时,已经把电压信号转化为数字信号,便于人们从测速仪表盘上直接读出自行车的车速大小。(圆的周长计算公式为,其中表示圆的周长,表示圆的直径,取3.14,)
(1)在自行车行进过程中,当自行车辐条钢丝上的 经过固定在车架上的 时,就会产生一个变化的电压脉冲信号。
(2)根据图乙中电压脉冲信号随时间变化的波形图,可以分析出本次测试中自行车车轮转动一周的时间为 s。
(3)根据文中的相关信息,小华测出的自行车车速约为 (保留一位小数)。
(4)在自行车前后轮各安装一个霍尔元件并且同时收集两个元件的波形图,如图丙所示,则原因可能是 。
18.(22-23八年级上·广东揭阳·期末)如图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图,阅读并回答问题。
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数 。
(2)一同学将铜铃放到甲的左边,并与乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏的数值 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)一同学想验证温度越高,声速越大,把铜铃固定放在甲的左边,然后加热甲乙之间的空气,则液晶显示屏的数值将 。
A、变大; B、变小; C、不变; D、无法判断
(4)已知S1=20cm,S2=80cm,液晶显示屏上显示:1.800,则此时声速约为多少m/s。( )
一、单选题
1.小明去考场参加考试,以的速度步行到达公交站点,坐上公交车,以小明为参照物公交车运动了起来。进入考场,他通过大脑的机械运动进行周密的思考。做完选择题,他用长为的铅笔认真填涂答题卡。文中有关描述符合物理事实的是( )
A.步行速度为 B.以小明为参照物公交车运动起来
C.大脑进行思考是机械运动 D.铅笔的长为
2.姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
3.甲车从P出发、乙车从Q点出发,甲乙相向而行;乙比甲早出发1s,甲到Q点时,乙离P点1m,求此时乙到Q的距离( )
A.可能为2米 B.可能为4米 C.一定为8米 D.一定为6米
4.甲、乙两同学进行100m赛跑,结果甲同学比乙同学超前10m到达终点。如果让乙同学仍从原起跑线起跑,甲同学从原起跑线往后移10m起跑,两人都保持原来的速度重新比赛,则比赛结果是( )
A.甲同学先到 B.乙同学先到 C.两人同时到 D.不能确定
二、多选题
5. 周末,A、B两同学相约去天府大道上某公园玩耍,已知A、B两同学家都在天府大道上,且相距6km(如图甲),A同学骑车前往的v﹣t图像如图乙,B同学骑车前往的s﹣t图像如图丙,A同学出发即开始同时计时。A同学比B同学先15min到达公园,则以下说法正确的是( )
A.A同学骑车的速度比B同学的速度快
B.公园可能在A同学家的北边
C.B同学家距离公园2.4km或者12km
D.当A到达公园时,B距公园2250m
三.填空题
6.我国高铁总路程居世界第一,人们出行更加方便快捷,暑假小红和父母外出旅游,她们乘坐的高铁动车正以300km/h的速度向南行驶,旁边平行铁轨一列普通列车以120km/h的速度也向南行驶,小红发现自己超过普通列车用的时间为16s,以普通列车为参照物,小红向 (选填“南”或“北”)行驶,以小红为参照物,普通列车向 (选填“南”或“北”)行驶,普通列车的长度为 m。
7. (24-25八年级上·福建泉州·期中)中国第五代战斗机歼-20,代号威龙,如图甲。是一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形制空战斗机,在国产涡扇发动机WS-15的加持下可以轻松实现超音速飞行。图乙是歼20某次飞行时的声波图(圆圈表示声波,O点是最大圆圈的圆心位置,A点是此时飞行所在的位置),图中。那么歼20是在向 (选填:左、右)飞行,飞行速度是声音速度的 倍。
四、实验题
8.光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备,如图甲所示,S是光源,K是光接收器,当有不透明物体通过光电门时,物体会遮住光源,接收器K接收不到光信号,计时器便开始计时,当物体通过后,接收器K重新接收光信号,计时结束,即可记录物体通过光电门所用的时间。如图乙所示,某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度,小车上安装有遮光板,A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。
(1)若小车上的遮光板宽度为d,小车通过光电门时,计时器记录的时间为t,则小车通过光电门的速度v= ;
(2)若已知遮光板宽度d=1cm。让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动,两光电门计时器记录的时间分别为tA=0.01s,tB=0.005s,则小车通过A、B两位置的速度分别为vA= m/s,vB= m/s;
(3)由实验可知:小车沿斜面向下做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动。
9.图甲是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千,如图乙所示,悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如表三:
表三
实验次数
摆长L/cm
小球往返摆动十次的总时间
小球往返摆动一次的时间t/s
1
60.0
15.8
1.58
2
80.0
18.1
1.81
3
100.0
20.0
2.00
【解释】同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的 不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越 。由此可知,秋千未坐人时(如甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有量角器、 和 。
(2)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 ;
A.物理书中一张纸的厚度 B.一支铅笔的长度
C.一个苹果的质量 D.一杯水的温度
②采用这种方法的目的是减小测量的 。
(3)该同学联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着。由此合理猜想,演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更 。(温馨提示:杂技动作,请勿模仿)
五、计算题
10.如图所示,长为200m的火车从山崖匀速驶向一座大桥,当车头在距离桥头150m,距离山崖775m处鸣笛,5s后车头到达桥头,同时车头的司机听到来自山崖的回声,火车又用40s完全通过了该大桥,求:
(1)火车的速度;
(2)声音在空气中传播的速度;
(3)大桥的长度。
11. 如图,A是一辆装有超声测速装置的警车,正匀速行驶在一平直的公路上执勤,某时刻向前方540m处已经之在路边的大卡车发射第一个超声波信号时,经过3s接收到反射回来的信号。已知超声波的传播速度为340m/s。求:
(1)从警车发射到接收到信号声波移动的距离;
(2)警车的速度;
(3)某时刻有一小车刚好超越警车,5s之后警车发出第二个信号,并在0.34s之后收到小车反射回来的信号,求小车的速度(设警车和小汽车的速度都保持不变)
12. 为提高冰球运动员的能力,教练员经常要求运动员做击球训练和追球训练。在冰面上与起跑线距离30m处设置一个挡板,如图,做击球训练时,运动员从起跑线将冰球往挡板方向水平击出,冰球运动时的速度大小不变,运动方向始终垂直于起跑线和挡板,遇到挡板后立即垂直于挡板反弹回来,反弹后速度变为碰撞前的一半,教练员帮助计时。某次击球,冰球从被击出到回到起跑线用时3s,则(忽略冰球大小):
(1)请计算冰球被击出时的速度大小;
(2)设冰球每次被击出时速度大小都同第(1)问中的一样。做追球训练时,冰球被击出的同时,运动员立即垂直于起跑线出发追击冰球,已知运动员的速度大小为刚击出的冰球速度的,且大小不变,请通过计算确定运动员在离挡板多远处能接到冰球。
六、综合题
13.暑假期间小孙和爸爸坐汽车上高速探望爷爷奶奶。高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图乙所示是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆汽车以如图甲所示的速度匀速通过某段限速路段,所用时间t0=0.5h。到达收费站时汽车在离收费岛s1=50m的ETC通道减速,经过t1=4s减速后进入ETC收费岛,然后以5m/s的速度匀速通过长为s2=40m的ETC收费岛,不计车长。求:
(1)限速路段的长度;( )
(2)汽车通过ETC收费岛所用的时间t2;( )
(3)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小;( )
(4)坐汽车时,在限速70km/h的某路段,小孙看到一起交通事故,交警测得肇事轿车留下的刹车痕迹(制动距离)长为27m。查阅资料得知轿车以不同速度行驶时,反应距离、制动距离、停车距离的统计数据如表(注:反应距离指司机发现情况到踩下刹车这段时间汽车行驶的距离;制动距离指踩下刹车后汽车滑行的距离;停车距离指司机发现情况到汽车停止的距离,它等于反应距离加上制动距离)。
根据表中的数据可以得到:在相同路况下,反应距离与速度成 (选填“正比”或“反比”)。所以,为了安全,不要超速!
(5)根据表中的数据判断:该肇事轿车 (选填“超速”或“不超速”)。
速度(km/h)
反应距离(m)
制动距离(m)
停车距离(m)
20
5
3
8
40
10
12
22
80
20
48
68
100
25
75
100
14.阅读短文,回答问题。
区间测速
区间测速是在同一路段上布设两个相邻的监控点,基于车辆通过前后两个监控点的时间来计算车辆在该路段上的平均行驶速度,并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速违章,如图甲所示,区间测速采取计算平均车速的方法来检测车辆是否超速,堵住了司机投机取巧的手段,更加科学公正。需要注意的是为了防止某些车主采取部分路段超速、部分路段低速行驶,使得在测速区间平均速度不超速,因此在区间测速路段有固定的测速点还会设置瞬间测速,只要测速区间路段中某一时刻速度超过规定限制速度,仍然会判定为超速行驶,所以投机取巧不可取,遵守交通法规,安全规范驾驶才是正道。
(1)如图乙,在不超速前提下,汽车通过该区间测速路段的时间不得少于 min;
(2)在通过图乙区间测速路段时,有车主提出了以下应对方法;前13.5km控制车速为90km/h,剩余测速路段控制车速为130km/h,则该车通过全部测速路段的平均速度为 km/h。结合短文内容,可以断定该车主的应对方法 (选填“会”或“不会”)超速;
(3)在某段区间测速路段,交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图丙所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的(超声波)信号,第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s,若两次发出信号的间隔是0.95s,汽车在两次接收到信号间隔过程中行驶的距离是 m,汽车速度是 m/s。(超声波速度是340m/s)
七、科普阅读题
7.(24-25八年级上·广东珠海·期中)人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”,在外界景物消失后,视神经对它的印象还会延续0.1s左右,这种特征叫视觉暂留。例如在一张白色卡片纸的正、反面分别画上鸟笼和鸟,让卡片纸快速旋转,当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之内时,人眼就能看到鸟在笼中的现象(图甲)。一些城市地铁行驶在某些区间时,乘客能看到窗外出现清晰的动态广告,往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告的制作方法如下:在隧道侧壁与车窗相同高度处,沿运行方向每经过距离d,安装一块大小相同的广告灯箱,如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替,且工作时各灯箱亮、暗同步变化(人的视觉暂留时间以0.1s计算)。
(1)以运行的地铁为参照物,窗外的广告牌是 (选填“运动”或“静止”)的;
(2)要实现时长15s的广告效果,至少需要安装 块广告灯箱;
(3)在安装灯箱时,需调节灯箱发光频率f保证车运动到相应广告牌位置时广告牌发光;已知地铁运行速度为15m/s,两个广告牌之间允许的最大间隔是 m,乘客能看到流畅稳定的广告画面;
(4)灯箱安装好后,调节灯箱发光频率f,控制地铁速度v,当它们满足下述哪种情况时,乘客能看到流畅稳定的广告画面?答:________;
A.f=5Hz,且v=df B.f=10Hz,且 C.f=20Hz,且v=df
(5)座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动,可能原因是 (写出一种即可)。
15.阅读短文,回答问题。
加速度
普通小型轿车和旅客列车,速度都能达到100km/h。但是,它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的。例如一辆小汽车起步时在20s内速度达到了100km/h,而一列火车达到这个速度大约要用500s。
谁的速度“增加”得比较快?它们的速度平均1s各增加多少?
为了描述物体运动速度变化的快慢这一特征,我们引入加速度的概念:加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,通常用a表示。若用表示速度在时间内发生的变化,则有 。
直线运动中,速度不变的运动,叫做匀速直线运动;沿一条直线,速度不断增加,且加速度不变的运动,叫做匀加速直线运动。对于匀加速直线运动来说,无论大些还是小些,对应的速度变化量与时间变化量之比都是一样的,因此,我们可以把运动开始时刻(t=0)到t时刻的时间间隔作为时间的变化量,而t时刻的速度v与开始时刻的速度v0(叫做初速度)之差就是速度的变化量,也就是:
(1)
(2)
把(2)式除以(1)式,考虑到就是加速度a,于是解出v=v0+at。
这就是表示匀加速直线运动的速度与时间关系的公式。
v=v0+at可以这样理解:由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量,所以at就是整个运动过程中速度的变化量;再加上运动开始时物体的速度v0,就得到t时刻物体的速度v。
(1)小汽车和火车从起步到速度达到100km/h,小汽车的加速度 火车的加速度(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)加速度的单位是 (字母符号表示);
(3)以下说法中正确的是 ;
A.速度大的物体,加速度就一定大
B.速度大的物体,加速度可能大
C.加速度大的物体通过的路程一定大
D.加速度大的物体,速度一定大
(4)下列关于匀加速直线运动的关系图像中可能正确的是 ;
A. B.C. D.
(5)当加速度a<0时,物体沿一条直线运动的速度不断减小,这就是匀减速直线运动,即单位时间内速度的减小量不变,下列关于匀减速运动的关系图像中可能正确的是 。
A. B.
C.D.
16. 下面让我们开始对运动的研究。
匀速直线运动
(1)定义回顾:匀速直线运动是 的运动;
(2)[新知学习]阅读八年级下册的物理课本,了解匀速直线运动的原理;
(3)由上述实验可知:支持面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的路程 试想,如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受到阻力作用,那么它将 ;
(4)从这种运动的名称,你可以画出其v-t图像,请你在图中画出;
(5)根据你所画的图象,设其过(t1, v1)和(0, v0),可知 v与 t的一次函数关系 v= ;(用含 t1,v1,v0的式子表达)
匀加速直线运动
(6)第(5)题中的一次函数系数在物理学中,称为加速度,记作a;
(7) 列车原来的速度是36km/h,在一段下坡路上加速度为0.2 m/s2。列车行驶到下坡路末端时,速度增加到54 km/h。求列车通过这段下坡路所用的时间;( )
圆周运动
(8)平时我们所说的“速度”,一般指物体运动的线速度(linear velocity),描述物体进行圆周运动时,我们一般用角速度 ω。角速度是物体在单位时间内Δt(Δ 表示某个量变化量)所转过的角度 Δθ,即v=,ω=。ω 的单位为弧度/秒。弧度是同学们高中学的一种角度单位,记作 rad。所以ω的单位为 rad/s。根据公式推导,可得 v=ωr。其中r为物体做圆周运动的半径。已知 Δθ=,请你进行推导; ( )
(9)做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间叫作周期(period),用T表示。周期也是常用的物理量,它的单位与时间的单位相同. 技术中常用转速来描述物体做圆周运动的快慢。转速是指物体转动的圈数与所用时间之比,常用符号 n表示,转速的单位为转每秒(r/s),或转每分(r/min)。r/s和 r/min都不是国际单位制中的单位,运算时往往要把它们换算成弧度每秒。角速度 ω=2πn。
(10)解决实际问题
①地球可以看作一个半径为 6.4×103km的球体,位于赤道的物体,随地球自转做匀速圆周运动的角速度是多大? ( )线速度是多大? ( )
②某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。这块硬磁盘共有 9216个磁道(即9216个不同半径的同心圆),每个磁道分成 8192 个扇区(每扇区为 圆周),每个扇区可以记录 512个字节。电动机使盘面以7200r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的,盘面每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道。
{1}一个扇区通过磁头所用的时间是多少? ( )
{2}不计磁头转移磁道的时间,计算机1s内最多可以从一个盘面上读取多少个字节? ( )
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专题01 机械运动
1、 单选题
1. (2024·山东聊城·中考真题)2024年4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示是火箭加速上升的情景和该过程中航天员在舱内的情景,关于该过程下列说法正确的是( )
A.以载人飞船为参照物,航天员是运动的
B.以地面为参照物,航天员是静止的
C.载人飞船的动能增大,势能增大,机械能增大
D.航天员的惯性将逐渐消失
【答案】C
【详解】A. 以载人飞船为参照物,航天员位置没有发生变化,是静止的,故A不正确;
B. 以地面为参照物,航天员位置发生变化,是运动的,故B不正确;
C. 火箭加速上升,质量不变,速度增大,则动能增大,高度增大,则重力势能增大,所以机械能增大,故C正确;
D. 惯性的大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,故D错误。
故选C。
2. (24-25八年级上·湖北武汉·期中)甲、乙两人同时从甲地前往乙地,甲前一半路程跑,后一半路程走;乙全程所用的前一半时间跑,后一半时间走,甲、乙两人跑的速度均为2m/s,走的速度均为1m/s,则下列说法中正确的是( )
A.甲先到达目的地 B.乙先到达目的地
C.甲乙同时达到目的地 D.以上情况都有可能
【答案】B
【详解】由得,甲到达目的地的时间为
乙到达目的地的时间满足
则乙到达目的地的时间
则
故乙先到达目的地,故ACD错误,B正确。
故选B。
3.(2024·黑龙江大庆·中考真题)如图所示为甲乙两物体在同一直线上运动的图像,从0时刻开始计时,则关于它们的运动情况,描述正确的是( )
A.时,乙在甲的前面,甲运动4s追上乙
B.甲乙同时出发,乙运动2s追上甲
C.甲乙在出发后都做匀速运动,且
D.甲比乙先出发2s,甲运动4s和乙相遇
【答案】D
【详解】A.当
时,甲在乙的前面,乙运动2s追上甲,故A错误;
B.甲出发2s后乙才开始运动,乙运动2s追上甲。故B错误;
C.图像均为倾斜直线,说明甲乙在出发后都做匀速直线运动,且乙图像倾斜程度更大,故
故C错误;
D.甲比乙先出发2s,刚开始运动时,甲在乙前面,甲运动4s和乙相遇,故D正确。
故选D。
4.(24-25八年级上·湖北武汉·期末)如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,频闪照相机每隔闪拍一次。下列说法正确的是( )
A.小球做匀速直线运动
B.从C点到E点小球运动的平均速度为
C.小球从A点运动到D点的平均速度小于小球从A点运动到F点的平均速度
D.小球从A点运动到D点的平均速度大于小球从B点运动到D点的平均速度
【答案】C
【详解】A.由图可知,小球在相同的时间内通过的路程不相等,所以小球不是做匀速直线运动,故A错误;
B.由图可知,刻度尺的分度值为0.1cm,从C点到E点小球运动的路程
从C点到E点小球运动的时间
从C点到E点小球运动的平均速度
故B错误;
C.由图可知,在相同的时间内,小球运动的路程越来越远,可知小球的速度越来越大,则小球从A点运动到D点的平均速度小于小球从A点运动到F点的平均速度,故C正确;
D.由图可知,在相同的时间内,小球运动的路程越来越远,可知小球的速度越来越大,则小球从A点运动到D点的平均速度小于小球从B点运动到D点的平均速度,故D错误。
故选C。
5.(2019·四川眉山·中考真题)为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪.如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s.若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,下列说法中正确的是( )
A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪170m
B.汽车两次接收到信号时位置相距34m
C.在该测速区内,汽车的速度是18.9m/s
D.在该测速区内,汽车的速度是20m/s
【答案】D
【详解】A.根据题意知道,第一次发出的超声波在0.25s时与汽车相遇,第二次发出的超声波在0.2s时与汽车相遇,所以,
s1=vt1=340m/s╳0.25s=85m,
s1=vt2=340m/s╳0.2s=68m,
故A错误;
B.超声波第一次与汽车相遇时,汽车距测速仪85m;第二次发出的超声波与汽车相遇时,汽车距测速仪68m,所以在这段时间内汽车行驶的路程是:
s车=85m-68m=17m,
故B错误;
CD.根据题意知道,测速仪每隔0.9s发一次超声波,第一次发出的超声经0.25s与汽车相遇,说明汽车与第一次的超声波相遇时,再等0.65s,测速仪发出第二次超声波.第二次超声波发出后,经0.2s与汽车相遇.所以汽车与第一次超声波相遇开始,到第二次与超声波相遇所用的时间是:
t车=0.65s+0.2s=0.85s,
所以,在该测速区内,汽车的速度是:
故C错误,D正确.
二.多选题
6.(23-24八年级上·辽宁营口·期中)图中烟和小旗,关于甲、乙两车相对房子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.可能甲车向左,乙车向右运动 B.可能甲车向右,乙车向左运动
C.可能甲车静止,乙车向右运动 D.可能甲车静止,乙车向左运动
【答案】BD
【详解】由图中的信息可以判断出:因为房子的烟向左飘,所以风是向左吹;所以甲车运动状态有三种可能:1、向右运动;2、静止;3、向左运动,但运动速度小于风速;因为乙车旗向右飘,所以乙车只能向左运动,且速度要大于风的速度。故AC错误,BD正确;
故选BD。
7.(23-24八年级上·四川成都·期末)两辆汽车A、B在平直路面上运动时的图像如图甲所示,初始时运动方向如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.在0~70s时间内,B车做减速运动
B.在30s~40s时间内,A车保持静止
C.以A车为参照物,B车在某段时间内向东运动
D.在0~70s内,两车的平均速度vA=vB
【答案】BC
【详解】A.由图可知:B汽车在计时零点距离原点770m,经过70s到达原点处,B汽车的路程和时间的关系图像是一条直线,因此在0~70s时间内,B车做匀速运动,故A错误;
B.由图可知:在30s~40s时间内,A汽车与原点的距离始终为600m,即此段时间A汽车保持静止,故B正确;
C.由图可知:在0~70s时间内,B车一直以11m/s的速度向西做匀速运动。在40s~70s时间内,A汽车以20 m/s的速度向西做匀速运动,A汽车的速度大于B汽车的速度,以A车为参照物,B车向东运动,故C正确;
D.由图可知:在0~70s内,A汽车通过的路程为1200m,B汽车通过的路程为770m,A汽车的平均速度大于B汽车的平均速度,故D错误。
故选BC。
三. 填空题
8.(2025·江苏扬州·中考真题)现收藏于扬州市博物馆的东汉铜卡尺如图1,小明观察后仿制了一把卡尺,活动长爪滑动到最左侧时,其 端与刻度尺“0”刻线对齐。如图2,用此卡尺测量透明胶带卷的外径和厚度,测得外径为 cm,内径为 cm。
【答案】 最右 5.20 2.40
【详解】[1]由图1可知,当活动长爪滑动到最左侧时,活动长爪的最右端与刻度尺“0”刻线对齐。
[2][3]由图2可知,刻度尺分度值为0.1 cm,读右端对应的刻度线,透明胶带卷的外径为5.20cm,厚度为1.40cm。则内径为5.20cm-1.40cm×2=2.40cm
9.(24-25八年级上·广西南宁·期中)如图为超声波测速装置。超声波测速仪每1.4秒发出一个较强的超声波脉冲,它在空气中以340m/s速度传播,当它遇到障碍物后,超声波被反射回来,使超声波测速仪接收到一个较弱的脉冲信号。由此可以测定障碍物移动的速度,如图是超声波测速仪监测某车时的信息。由图可知该车在 测速仪(选填“远离”或“靠近”);车速为 m/s。(保留小数点后一位)
【答案】 靠近 26.2
【详解】[1]由图可知,第一次发出信号到接收到超声波返回信号用时0.6s,第二次发出信号到接收到返回信号所用的时间是
则第二次发出信号到接收到返回信号用时短,则汽车是在靠近测速仪。
[2]由可知,第一次接受到信号汽车到测速仪的距离为
第二次接受到信号汽车到测速仪的距离
汽车在接收到两个信号之间的时间内前进的距离
由图可知,发出两次信号的时间间隔是1.4s,汽车接收第一次信号到接收第二次信号的时间
汽车的速度
10.(2023·江苏南京·中考真题)今年五月,第七届南京市中小学生龙舟大赛成功举办。图示是比赛的一个场景。
(1)敲鼓越用力,鼓声越响,这是通过改变声源的 来改变声音的响度。运动员听到的鼓声是通过 传入人耳的。
(2)以运动员为参照物,龙舟是 的。
(3)某赛队在500m直道比赛中共用时1min40s。则龙舟的平均速度是 m/s。
【答案】 振幅 空气 静止 5
【详解】(1)[1]声音的响度与声源的振幅有关,敲鼓越用力,鼓声越响,这是通过改变声源的振幅来改变声音的响度。
[2]声音的传播需要介质,运动员听到的鼓声是通过空气传入人耳的。
(2)[3]以运动员为参照物,龙舟的位置不变,是静止的。
(3)[4]龙舟的平均速度是
四、实验题
11.(23-24八年级上·福建宁德·期中)在“测量纸锥下落的速度”实验中,小明用两个等大的圆纸片,做成两个锥角不等的纸锥,如图甲。
(1)实验时为了减小时间测量的误差,最好选择图甲中的 (选填“大”或“小”)纸锥进行测量;为了比较纸锥下落的快慢,需把两个纸锥拿到同一高度同时释放,此时应该拿至图乙中 (选填“A”或“B”)所示的位置释放;
(2)小明和同组的成员商量后,制定了如下的方案来测量纸锥下落的速度;
方案一:先选定一段时间,测量纸锥在这段时间内下落的距离。
方案二:先选定一段距离,测量纸锥通过这段距离所用的时间。
方案三:预先不选定时间或距离,直接测定纸锥通过某段距离所用的时间。
上述方案,你认为应该采用 方案;理由是 ;
(3)小明用频闪照相机通过每隔0.1 s的时间曝光一次的方法拍摄记录下纸锥的运动过程,如图丙是纸锥运动过程中其中一段的照片,由照片可知:纸锥下落时速度越来越 ,纸锥从A到B的平均速度为 m/s;
(4)在某次测量中,如果纸锥过了A点才按下秒表计时,则测出的平均速度将偏 。
【答案】 大 A 二 纸片下落在空中的距离不好测量,固定距离后通过测量时间就可以求速度 大 0.25 大
【详解】(1)[1]大纸锥下落时受到的空气阻力大,下落较慢,便于记录时间,由此可减小时间测量的误差,故最好选择图甲中的大纸锥进行测量。
[2] 为了比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放。图乙A中两纸锥的下端高度相同,图乙B中两纸锥的上端高度相同,故应选图乙A的位置释放。
(2)[3][4]方法二比较好,因为纸片下落在空中的距离不好测量,固定距离后通过测量时间就可以求速度。
(3)[5]每隔0.ls的时间曝光一次,在相同时间通过的距离越来越大,由照片可知:纸锥下落时速度越来越大。
[6] 由图可知,纸锥从A到B两位置间的距离为10.00cm=0.1000m,由图知该过程中有4个时间间隔, 则在此过程中,纸锥的速度
(4)[7]如果纸锥过了A点才按下秒表计时,则测量时间偏小,根据可知,则测出的平均速度将偏大。
12.(24-25八年级上·湖北武汉·期中)如图,在“测量平均速度”的实验中,提供的实验器材有木板(长为120.0cm,底端有金属挡板)、小车(长15.0cm)停表、木块。
(1)实验时应保持斜面的倾角较 (选填“大”或“小”),这是为了减小测量 (选填“路程”或“时间”)时造成的误差;
(2)该实验用到金属挡板,则下列不属于金属挡板的作用是__________;(单选)
A.使斜面保持一定的角度
B.让小车在一定的位置停下来
C.与小车相碰发出声音,便于测出小车行驶相同路程的时间
(3)斜面倾角不变时,小车由静止释放,小车通过的路程越长,其平均速度越 (选填“大”或“小”);小车由静止释放,通过相同路程,斜面的倾角越大,小车运动的平均速度越 (选填“大”或“小”);
(4)一次实验中,小华测得小车从静止开始运动到两个车长的距离所用时间为1.2s。小车的平均速度为 m/s;
(5)若保持斜面倾角不变,利用本实验提供的器材最多可测出 组小车由静止释放到撞击金属挡板过程中的平均速度)。
【答案】(1) 小 时间
(2)A
(3) 大 大
(4)0.25
(5)7
【详解】(1)[1][2]保持斜面的倾角较小,可让小车在斜面上运动的时间较长,方便时间的测量,可减小测量时间时造成的误差。
(2)金属挡板,可让小车撞击时发出时间,方便测量小车行驶的时间,同时能让小车在一定的位置停下,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)[1]小车在运动过程中,从静止出发,速度会越来越大,这样通过的路程越长,平均速度越大。
[2]通过相同的路程,倾角越大,小车速度增加的更快,所以平均速度更大。
(4)由题意知,在1.2s内,通过的距离
s=15.0cm+15.0cm=30.0cm=0.3m
小车的平均速度
(5)由于木板是120.0cm,车长是15.0cm,木板相当于8个车长,所以最多可以测量7组数据。
五、计算题
13.(2025·江苏宿迁·一模)在“缅怀革命先烈,重温红色历史”的红色研学活动中,同学们乘坐大巴车前往狼牙山参观学习。大巴车行驶途中,小明观察到如图所示的交通标志牌及速度表。
(1)在遵守交通规则的前提下,求大巴车从标志牌处到达狼牙山的最少时间;
(2)若大巴车以图乙的速度表显示的速度行驶,求大巴车行驶的路程;
(3)如图丙所示,该区间测速区域限速100km/h,若大巴车通过区间测速区域全程的时间为,请通过计算判断大巴车是否超速行驶。
【答案】(1)1.08h
(2)60km
(3)不超速
【详解】(1)由图甲知,标志牌到狼牙山的距离为108km,此段路程限速为100km/h,在遵守交通规则的前提下,到达狼牙山的最少时间
(2)图乙速度的分度值为10km/h,示数90km/h,行驶40min,大巴车行驶的路程
(3)由图丙知,区间测速长度9.8km,全程所用时间为6min,大巴车的速度
所以大巴车没有超速。
14.(2025·四川成都·模拟预测)双层公轨两用桥作为一种多功能的交通设施,不仅提高了交通效率,还节约了土地资源、减少了环境影响,是现代城市交通发展的重要方向。如图甲所示的某双层公轨两用桥,整条大桥线路总长度为6.8km,其中跨江桥长度为2.28km;大桥上层为公路车道,下层为地铁轨道。求:
(1)若地铁匀速通过整条大桥线路用时,则地铁的行驶速度为多少?
(2)某辆汽车由静止开始驶入跨江桥,假设速度与时间的关系如图乙所示,经30s行驶480m后开始做匀速直线运动直至离开跨江桥。该汽车在跨江桥行驶的平均速度为多少m/s?
【答案】(1)81.6km/h
(2)15.2m/s
【详解】(1)大桥线路总长度s=6.8km
地铁匀速通过用时
则行驶速度
(2)该汽车匀速运动的路程
汽车匀速运动的速度
运动时间
则汽车在跨江桥行驶的总时间
平均速度为
15.(23-24八年级上·重庆·期中)匀速直线运动路程的大小可以用v-t图像中的矩形面积来表示。在变速直线运动中,也可以用v-t图像中的“阴影部分面积”(图甲所示)来表示变速直线运动的路程大小。如图乙所示,一辆长途客车正在以v0=20m/s的速度在公路上匀速直线行驶,突然,司机看见车的正前方37m处有一只受到惊吓的羊以5m/s的速度在公路上向前奔跑,司机经过1s后开始刹车。若从司机看见羊开始计时,客车的v-t图像如图丙所示,求:
(1)在1s内,客车运动的路程;
(2)从司机看见羊到减速为零这段时间内,客车的平均速度;
(3)假设羊向前奔跑的速度不变,请通过计算说明,羊是否会被撞?
【答案】(1)20m;(2)12m/s;(3)会
【详解】解:(1)1s内客车的路程为
(2)从司机看见羊到减速为零这段时间内,客车的路程为图线与坐标轴围成的面积
平均速度为
(3)当客车速度为5m/s时,经过的时间是4s,客车行驶的路程为
羊在4s内通过的路程为
司机正前方37m处看见羊,当客车速度减为5m/s时,因为
故羊会被撞。
答:(1)1s在内,客车运动的路程为20m;
(2)从司机看见羊到减速为零这段时间内,客车的平均速度为12m/s;
(3)假设羊向前奔跑的速度不变,羊会被撞。
六.综合题
16.(22-23八年级上·山西·期中)暑假期间小孙和爸爸坐汽车上高速探望爷爷奶奶。高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图乙所示是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆汽车以如图甲所示的速度匀速通过某段限速路段,所用时间t0=0.5h。到达收费站时汽车在离收费岛s1=50m的ETC通道减速,经过t1=4s减速后进入ETC收费岛,然后以5m/s的速度匀速通过长为s2=40m的ETC收费岛,不计车长。求:
(1)限速路段的长度;( )
(2)汽车通过ETC收费岛所用的时间t2;( )
(3)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小;( )
(4)坐汽车时,在限速70km/h的某路段,小孙看到一起交通事故,交警测得肇事轿车留下的刹车痕迹(制动距离)长为27m。查阅资料得知轿车以不同速度行驶时,反应距离、制动距离、停车距离的统计数据如表(注:反应距离指司机发现情况到踩下刹车这段时间汽车行驶的距离;制动距离指踩下刹车后汽车滑行的距离;停车距离指司机发现情况到汽车停止的距离,它等于反应距离加上制动距离)。
根据表中的数据可以得到:在相同路况下,反应距离与速度成 (选填“正比”或“反比”)。所以,为了安全,不要超速!
(5)根据表中的数据判断:该肇事轿车 (选填“超速”或“不超速”)。
速度(km/h)
反应距离(m)
制动距离(m)
停车距离(m)
20
5
3
8
40
10
12
22
80
20
48
68
100
25
75
100
【答案】 45km 8s 7.5m/s 正比 不超速
【详解】(1)[1]根据图乙可知,汽车在限速路段的速度为v=90km/h,t=0.5h,根据可知:限速路段的长度
s=vt=90km/h×0.5h=45km
(2)[2]已知汽车以5m/s的速度匀速通过ETC收费岛,其长s2=40m,根据可知:汽车通过ETC收费岛所用的时间
(3)[3]汽车从减速开始到离开ETC收费岛的总路程
s总=s1+s2=50m+40m=90m
汽车从减速开始到离开ETC收费岛的总时间
t总=t1+t2=4s+8s=12s
所以汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度
(4)[4]观察反应距离、制动距离、停车距离的统计数据表可知,汽车速度增大到原来速度的a倍,反应距离增大到a倍,所以在相同路况下,反应距离与速度成正比。
(5)[5]汽车速度增大到原来速度的a倍,制动距离增大到a2倍,当制动距离为27m时,有
而,此时速度是
v3=20km/h×3=60km/h<70km/h
故该车没有超速。
七、科普阅读题
17.(24-25八年级下·江苏连云港·期中)阅读材料,回答问题。
自行车如何测量出自身车速
自行车是生活中常见的交通工具之一。人们为了改善自行车的功能,在自行车上安装专业配件测出它的行进速度。专门用于测量车速的装置是由两部分组成,一部分是固定在车轮辐条钢丝上的永磁体(又称为吸铁石),另一部分是固定在车架上,并且连接显示器的检测电路,如图甲所示。检测部分有一个核心部件叫做霍尔元件。当永磁体随自行车辐条转动经过固定在车架上的霍尔元件时,检测电路中会产生一个变化的电压(用符号u表示)。
若把电压脉冲信号传输到信号处理器,可以得到一个电压随时间变化的波形图像,车轮转动一圈,永磁体再次经过固定在车架上的霍尔元件,又会产生一个电压脉冲信号。在某次车速测试中,小华收集的电压脉冲信号随时间变化的图像如图乙所示。同时,他查阅自行车说明书找到一些技术参数,如自行车前轮的直径为508mm。
通过分析波形图时间轴上的电压波形变化特点,可以得到自行车车轮转动一周的时间,再通过测量自行车转动一圈前进的距离,就可以计算出自行车行驶的速度。同时,自行车厂商在制作车速测量仪时,已经把电压信号转化为数字信号,便于人们从测速仪表盘上直接读出自行车的车速大小。(圆的周长计算公式为,其中表示圆的周长,表示圆的直径,取3.14,)
(1)在自行车行进过程中,当自行车辐条钢丝上的 经过固定在车架上的 时,就会产生一个变化的电压脉冲信号。
(2)根据图乙中电压脉冲信号随时间变化的波形图,可以分析出本次测试中自行车车轮转动一周的时间为 s。
(3)根据文中的相关信息,小华测出的自行车车速约为 (保留一位小数)。
(4)在自行车前后轮各安装一个霍尔元件并且同时收集两个元件的波形图,如图丙所示,则原因可能是 。
【答案】(1) 永磁体 霍尔元件
(2)0.21
(3)7.6
(4)见解析
【详解】(1)[1][2]根据题目所给信息 “当永磁体随自行车辐条转动经过固定在车架上的霍尔元件时,检测电路中会产生一个变化的电压”,所以在自行车行进过程中,当自行车辐条钢丝上的永磁体经过固定在车架上的霍尔元件时,就会产生一个变化的电压脉冲信号。
(2)观察乙图,相邻两个电压脉冲信号之间的时间间隔就是自行车车轮转动一周的时间,从图中可以看出时间间隔为
(3)自行车前轮的直径为508mm,车轮转动一周的时间0.21s,自行车车速约为
(4)在自行车前后轮各安装一个霍尔元件并且同时收集两个元件的波形图,原因可能是前后轮可能存在转速差异,通过对比前后轮的波形图,可以更准确地了解自行车的行驶状态,比如是否存在打滑等情况。
18.(22-23八年级上·广东揭阳·期末)如图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图,阅读并回答问题。
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数 。
(2)一同学将铜铃放到甲的左边,并与乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏的数值 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)一同学想验证温度越高,声速越大,把铜铃固定放在甲的左边,然后加热甲乙之间的空气,则液晶显示屏的数值将 。
A、变大; B、变小; C、不变; D、无法判断
(4)已知S1=20cm,S2=80cm,液晶显示屏上显示:1.800,则此时声速约为多少m/s。( )
【答案】 0 不变 B 333.3
【详解】(1)[1]若把铜铃放在甲、乙的中点,路程相同,声速相同,故甲、乙到铜铃的时间相同,故时间差为0。
(2)[2]液晶显示屏的数值
铜铃离甲越远,甲、乙的距离不变,故时间差不变,故液晶显示器的时间不变。
(3)[3]温度越高,声速越大,路程不变,从可知,时间差变小,故选B。
(4)[4]液晶显示屏上显示
此时声速约为
一、单选题
1.小明去考场参加考试,以的速度步行到达公交站点,坐上公交车,以小明为参照物公交车运动了起来。进入考场,他通过大脑的机械运动进行周密的思考。做完选择题,他用长为的铅笔认真填涂答题卡。文中有关描述符合物理事实的是( )
A.步行速度为 B.以小明为参照物公交车运动起来
C.大脑进行思考是机械运动 D.铅笔的长为
【答案】D
【详解】A.步行速度为
故A不符合题意;
B.以小明为参照物,公交车的位置没有发生改变,故公交车是静止的,故B不符合题意;
C.大脑进行思考是思维运动,位置并没有发生改变,故C不符合题意;
D.一个手掌的宽度约为10cm,而一直铅笔比手掌略宽,故铅笔的长约为,故D符合题意。
故选D。
2.姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.根据上图可知,计时的第5分钟弟弟才出发,姐姐比弟弟早5min离开家,故A错误;
B.由上图可知,弟弟的平均速度为
姐姐的平均速度
故弟弟和姐姐的平均速度不相同,故B错误;
C.根据上图知,姐姐自5-15分钟通过的距离为0,即处于静止状态,故姐姐行走的时间为
t=20min-10min=10min
故姐姐行走时的速度
弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min,故C正确;
D.因姐姐自5-15分钟处于静止状态,故D错误。
故选C。
3.甲车从P出发、乙车从Q点出发,甲乙相向而行;乙比甲早出发1s,甲到Q点时,乙离P点1m,求此时乙到Q的距离( )
A.可能为2米 B.可能为4米 C.一定为8米 D.一定为6米
【答案】B
【详解】由图像可知,甲的速度
乙的速度
设PQ的距离为s,甲到Q点时,乙还未到达P点,且离P点1m,则
解得;s=9m
则此时乙到Q的距离
当甲到Q点时,乙已经过P点,且离P点1m,则
解得:s=3m
则此时乙到Q的距离
故此时乙到Q的距离可能是4m,也可能为8m,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.甲、乙两同学进行100m赛跑,结果甲同学比乙同学超前10m到达终点。如果让乙同学仍从原起跑线起跑,甲同学从原起跑线往后移10m起跑,两人都保持原来的速度重新比赛,则比赛结果是( )
A.甲同学先到 B.乙同学先到 C.两人同时到 D.不能确定
【答案】A
【详解】由题意可知,第一次赛跑时,甲到终点的时间为t,则甲的速度
乙的速度
则第二次甲所用时间
第二次乙所用时间
因为第二次甲所用时间小于乙所用时间,所以还是甲同学先到,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、多选题
5. 周末,A、B两同学相约去天府大道上某公园玩耍,已知A、B两同学家都在天府大道上,且相距6km(如图甲),A同学骑车前往的v﹣t图像如图乙,B同学骑车前往的s﹣t图像如图丙,A同学出发即开始同时计时。A同学比B同学先15min到达公园,则以下说法正确的是( )
A.A同学骑车的速度比B同学的速度快
B.公园可能在A同学家的北边
C.B同学家距离公园2.4km或者12km
D.当A到达公园时,B距公园2250m
【答案】AC
【详解】A.由图乙可知,A同学的v﹣t图像是一条平行于时间轴的直线,表示A同学做匀速直线运动,速度为vA=9km/h;由图丙可知,B同学运动的s﹣t图像中,0~15minB的路程不变,处于静止状态,15~20min是一条倾斜的直线,表示B同学做匀速直线运动,B的速度为
则vA>vB,所以A同学骑车的速度比B同学的速度快,故A正确;
BC.由图乙丙可知,A同学比B同学早出发15min,由于A同学比B同学先15min到达公园,所以A同学和B同学实际运动的时间相同。由于vA>vB,则公园不可能在A同学家的北边。设公园距离B同学家的距离为。若公园在A同学和B同学家的中间,则有
解得;若公园在B同学家的南边,则有
解得。故B错误,C正确;
D.由于A同学比B同学先15min到达公园,则当A到达公园时,B距公园的距离为
故D错误;
故选AC。
三.填空题
6.我国高铁总路程居世界第一,人们出行更加方便快捷,暑假小红和父母外出旅游,她们乘坐的高铁动车正以300km/h的速度向南行驶,旁边平行铁轨一列普通列车以120km/h的速度也向南行驶,小红发现自己超过普通列车用的时间为16s,以普通列车为参照物,小红向 (选填“南”或“北”)行驶,以小红为参照物,普通列车向 (选填“南”或“北”)行驶,普通列车的长度为 m。
【答案】 南 北 800
【详解】[1][2]由题知,高铁和普通列车都向南运动,且高铁的速度大于普通列车的速度,所以,以普通列车为参照物,小红向南运动;以小红为参照物,普通列车向北行驶。
[3]高铁和普通列车的相对速度
v=300km/h﹣120km/h=180km/h=50m/s
根据可得,普通列车的长度为
s=vt=50m/s×16s=800m
7. (24-25八年级上·福建泉州·期中)中国第五代战斗机歼-20,代号威龙,如图甲。是一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形制空战斗机,在国产涡扇发动机WS-15的加持下可以轻松实现超音速飞行。图乙是歼20某次飞行时的声波图(圆圈表示声波,O点是最大圆圈的圆心位置,A点是此时飞行所在的位置),图中。那么歼20是在向 (选填:左、右)飞行,飞行速度是声音速度的 倍。
【答案】 左 2.8
【详解】[1]从图中可以看出,从右向左,声波的运动范围逐渐变小,说明飞机是从右向左飞的。
[2]飞机从O点运动到A点的同时,声音从O点传播到B点,在时间相同的情况下,飞机运动的距离,声音传播的路程,则飞机运动速度与声速的比值
四、实验题
8.光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备,如图甲所示,S是光源,K是光接收器,当有不透明物体通过光电门时,物体会遮住光源,接收器K接收不到光信号,计时器便开始计时,当物体通过后,接收器K重新接收光信号,计时结束,即可记录物体通过光电门所用的时间。如图乙所示,某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度,小车上安装有遮光板,A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。
(1)若小车上的遮光板宽度为d,小车通过光电门时,计时器记录的时间为t,则小车通过光电门的速度v= ;
(2)若已知遮光板宽度d=1cm。让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动,两光电门计时器记录的时间分别为tA=0.01s,tB=0.005s,则小车通过A、B两位置的速度分别为vA= m/s,vB= m/s;
(3)由实验可知:小车沿斜面向下做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动。
【答案】 1 2 加速
【详解】(1)[1]小车上的遮光板宽度为d,小车通过光电门时,计时器记录的时间为t,由可知小车通过光电门的速度
(2)[2][3]小车通过A、B两光电门的速度分别为
(3)[4]因为小车通过B光电门的速度大于通过A光电门的速度,说明小车下滑时速度越来越快,即小车沿斜面向下做加速运动。
9.图甲是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千,如图乙所示,悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如表三:
表三
实验次数
摆长L/cm
小球往返摆动十次的总时间
小球往返摆动一次的时间t/s
1
60.0
15.8
1.58
2
80.0
18.1
1.81
3
100.0
20.0
2.00
【解释】同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的 不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越 。由此可知,秋千未坐人时(如甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有量角器、 和 。
(2)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 ;
A.物理书中一张纸的厚度 B.一支铅笔的长度
C.一个苹果的质量 D.一杯水的温度
②采用这种方法的目的是减小测量的 。
(3)该同学联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着。由此合理猜想,演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更 。(温馨提示:杂技动作,请勿模仿)
【答案】 夹角 长 刻度尺 秒表 A 误差 长
【详解】[1]实验采用控制变量法,实验时需要控制小球的质量和摆下时的角度相同,改变摆长,故用同一小球由静止释放,保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变。
[2]由表格数据可知,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越长。
(1)[3][4]由表格数据可知,实验需要控制摆下时的角度不变,改变摆长,测量小球往返摆动的时间,故该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和秒表。
(2)①[5]小球往返摆动一次的时间不易测准,于是测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间,该方法为累计法。
A.物理书中一张纸的厚度很小,小于刻度尺的分度值,很难直接测量,故可以先测量一整本书的厚度,再除以纸张的数量,从而得到一张纸的厚度,采用了累计法,故A符合题意;
B.一支铅笔的长度较长,可以直接使用刻度尺测量,故B不符合题意;
C.一个苹果的质量较大,可以直接使用天平进行测量,故C不符合题意;
D.一杯水的温度通常在0℃~100℃之间,可以直接使用温度计进行测量,故D不符合题意。
故选A。
②[6]由于所测量的物体小于分度值,直接测量时会产生较大的误差,故采用这种方法的目的是减小测量的误差。
(3)[7]演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着的重心位置比站着的重心位置更低,即坐着时的摆长更长,摆长越长,往返一次的时间更长,故坐着时往返一次的时间更长。
五、计算题
10.如图所示,长为200m的火车从山崖匀速驶向一座大桥,当车头在距离桥头150m,距离山崖775m处鸣笛,5s后车头到达桥头,同时车头的司机听到来自山崖的回声,火车又用40s完全通过了该大桥,求:
(1)火车的速度;
(2)声音在空气中传播的速度;
(3)大桥的长度。
【答案】(1)30m/s;(2)340m/s;(3)1000m
【详解】解:(1)火车的速度为
(2)声音通过的距离为
声音的速度为
(3)车头通过大桥运动的路程为
桥长为
答:(1)火车的速度为30m/s;
(2)声音在空气中传播的速度为340m/s;
(3)大桥的长度为1000m。
11. 如图,A是一辆装有超声测速装置的警车,正匀速行驶在一平直的公路上执勤,某时刻向前方540m处已经之在路边的大卡车发射第一个超声波信号时,经过3s接收到反射回来的信号。已知超声波的传播速度为340m/s。求:
(1)从警车发射到接收到信号声波移动的距离;
(2)警车的速度;
(3)某时刻有一小车刚好超越警车,5s之后警车发出第二个信号,并在0.34s之后收到小车反射回来的信号,求小车的速度(设警车和小汽车的速度都保持不变)
【答案】(1)1020m;(2)20m/s;(3)31.12m/s
【详解】解:(1)由得,从警车发射到接收到信号声波移动的距离为
(2)由几何关系得,警车移动的距离为
则警车的速度为
(3)警车发出第二个信号到接受到信号时间为0.34s,过程中警车行驶的路程和声音通过的距离为
由得,声音通过警车行驶的路程和声音通过的总距离经历的时间
小车从开始到信号到达小车已用了0.18s,则小车的速度为
即
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
小车移动的距离为
即
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①和②解得
,
答:(1)从警车发射到接收到信号声波移动的距离是1020m;
(2)警车的速度是20m/s;
(3)小车的速度是31.12m/s。
12. 为提高冰球运动员的能力,教练员经常要求运动员做击球训练和追球训练。在冰面上与起跑线距离30m处设置一个挡板,如图,做击球训练时,运动员从起跑线将冰球往挡板方向水平击出,冰球运动时的速度大小不变,运动方向始终垂直于起跑线和挡板,遇到挡板后立即垂直于挡板反弹回来,反弹后速度变为碰撞前的一半,教练员帮助计时。某次击球,冰球从被击出到回到起跑线用时3s,则(忽略冰球大小):
(1)请计算冰球被击出时的速度大小;
(2)设冰球每次被击出时速度大小都同第(1)问中的一样。做追球训练时,冰球被击出的同时,运动员立即垂直于起跑线出发追击冰球,已知运动员的速度大小为刚击出的冰球速度的,且大小不变,请通过计算确定运动员在离挡板多远处能接到冰球。
【答案】(1)30m/s;(2)12m
【详解】解:(1)设冰球被击出时的速度为v,则遇到挡板反弹后速度
由可得冰球被击出后运动到挡板的时间
冰球遇到挡板反弹后回到起跑线的时间
因冰球从被击出到回到起跑线用时3s,所以
即
解得
(2)设运动员运动的总时间为t′,则冰球遇到挡板反弹后到运动员接到球的时间为t′-t1,因冰球和运动员运动的距离之和等于起跑线到挡板距离的2倍,所以
即
解得
运动员接到冰球的位置到挡板的距离
(1)请计算冰球被击出时的速度大小为30m/s;
(2)运动员在离挡板12m处能接到冰球。
六、综合题
13.暑假期间小孙和爸爸坐汽车上高速探望爷爷奶奶。高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图乙所示是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆汽车以如图甲所示的速度匀速通过某段限速路段,所用时间t0=0.5h。到达收费站时汽车在离收费岛s1=50m的ETC通道减速,经过t1=4s减速后进入ETC收费岛,然后以5m/s的速度匀速通过长为s2=40m的ETC收费岛,不计车长。求:
(1)限速路段的长度;( )
(2)汽车通过ETC收费岛所用的时间t2;( )
(3)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小;( )
(4)坐汽车时,在限速70km/h的某路段,小孙看到一起交通事故,交警测得肇事轿车留下的刹车痕迹(制动距离)长为27m。查阅资料得知轿车以不同速度行驶时,反应距离、制动距离、停车距离的统计数据如表(注:反应距离指司机发现情况到踩下刹车这段时间汽车行驶的距离;制动距离指踩下刹车后汽车滑行的距离;停车距离指司机发现情况到汽车停止的距离,它等于反应距离加上制动距离)。
根据表中的数据可以得到:在相同路况下,反应距离与速度成 (选填“正比”或“反比”)。所以,为了安全,不要超速!
(5)根据表中的数据判断:该肇事轿车 (选填“超速”或“不超速”)。
速度(km/h)
反应距离(m)
制动距离(m)
停车距离(m)
20
5
3
8
40
10
12
22
80
20
48
68
100
25
75
100
【答案】 45km 8s 7.5m/s 正比 不超速
【详解】(1)[1]根据图乙可知,汽车在限速路段的速度为v=90km/h,t=0.5h,根据可知:限速路段的长度
s=vt=90km/h×0.5h=45km
(2)[2]已知汽车以5m/s的速度匀速通过ETC收费岛,其长s2=40m,根据可知:汽车通过ETC收费岛所用的时间
(3)[3]汽车从减速开始到离开ETC收费岛的总路程
s总=s1+s2=50m+40m=90m
汽车从减速开始到离开ETC收费岛的总时间
t总=t1+t2=4s+8s=12s
所以汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度
(4)[4]观察反应距离、制动距离、停车距离的统计数据表可知,汽车速度增大到原来速度的a倍,反应距离增大到a倍,所以在相同路况下,反应距离与速度成正比。
(5)[5]汽车速度增大到原来速度的a倍,制动距离增大到a2倍,当制动距离为27m时,有
而,此时速度是
v3=20km/h×3=60km/h<70km/h
故该车没有超速。
14.阅读短文,回答问题。
区间测速
区间测速是在同一路段上布设两个相邻的监控点,基于车辆通过前后两个监控点的时间来计算车辆在该路段上的平均行驶速度,并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速违章,如图甲所示,区间测速采取计算平均车速的方法来检测车辆是否超速,堵住了司机投机取巧的手段,更加科学公正。需要注意的是为了防止某些车主采取部分路段超速、部分路段低速行驶,使得在测速区间平均速度不超速,因此在区间测速路段有固定的测速点还会设置瞬间测速,只要测速区间路段中某一时刻速度超过规定限制速度,仍然会判定为超速行驶,所以投机取巧不可取,遵守交通法规,安全规范驾驶才是正道。
(1)如图乙,在不超速前提下,汽车通过该区间测速路段的时间不得少于 min;
(2)在通过图乙区间测速路段时,有车主提出了以下应对方法;前13.5km控制车速为90km/h,剩余测速路段控制车速为130km/h,则该车通过全部测速路段的平均速度为 km/h。结合短文内容,可以断定该车主的应对方法 (选填“会”或“不会”)超速;
(3)在某段区间测速路段,交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图丙所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的(超声波)信号,第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s,若两次发出信号的间隔是0.95s,汽车在两次接收到信号间隔过程中行驶的距离是 m,汽车速度是 m/s。(超声波速度是340m/s)
【答案】 10 100 会 34 40
【详解】(1)[1]由图乙知,区间测速长度为20km,限速为120km/h,在不超速前提下,由可得汽车通过该区间测速路段的时间不得少于
(2)[2][3]前13.5km控制车速为90km/h,这段路程用时
剩余测速路段控制车速为130km/h,剩余路段用时
则该车通过全部测速路段的平均速度为
由题可知,在区间测速路段有固定的测速点还会设置瞬间测速,只要测速区间路段中某一时刻速度超过规定限制速度,仍然会判定为超速行驶;该车主在后一段路程中行驶速度为130km/h,超过了规定最大速度120km/h,所以,他的应对方法会超速。
(3)[4][5]第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s,由可得:汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪
第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s,所以第二次信号到达汽车的时间为0.15s,汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪
汽车在两次信号的间隔过程中,行驶了
这34m共用时
所以汽车的车速为
七、科普阅读题
7.(24-25八年级上·广东珠海·期中)人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”,在外界景物消失后,视神经对它的印象还会延续0.1s左右,这种特征叫视觉暂留。例如在一张白色卡片纸的正、反面分别画上鸟笼和鸟,让卡片纸快速旋转,当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之内时,人眼就能看到鸟在笼中的现象(图甲)。一些城市地铁行驶在某些区间时,乘客能看到窗外出现清晰的动态广告,往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告的制作方法如下:在隧道侧壁与车窗相同高度处,沿运行方向每经过距离d,安装一块大小相同的广告灯箱,如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替,且工作时各灯箱亮、暗同步变化(人的视觉暂留时间以0.1s计算)。
(1)以运行的地铁为参照物,窗外的广告牌是 (选填“运动”或“静止”)的;
(2)要实现时长15s的广告效果,至少需要安装 块广告灯箱;
(3)在安装灯箱时,需调节灯箱发光频率f保证车运动到相应广告牌位置时广告牌发光;已知地铁运行速度为15m/s,两个广告牌之间允许的最大间隔是 m,乘客能看到流畅稳定的广告画面;
(4)灯箱安装好后,调节灯箱发光频率f,控制地铁速度v,当它们满足下述哪种情况时,乘客能看到流畅稳定的广告画面?答:________;
A.f=5Hz,且v=df B.f=10Hz,且 C.f=20Hz,且v=df
(5)座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动,可能原因是 (写出一种即可)。
【答案】(1)运动
(2)150
(3)1.5
(4)C
(5)地铁在减速
【详解】(1)以运行的地铁为参照物,窗外的广告牌的位置不断发生变化,所以窗外的广告牌是运动的。
(2)每个广告牌视觉暂留的时间为0.1s,要实现时长15s的广告效果,需要的广告牌数量
(3)地铁运行速度为15m/s,每个广告牌视觉暂留的时间为0.1s,两个广告牌之间允许的最大间隔
(4)灯箱发光频率为f,周期
则
要看到流畅稳定的广告画面,应使相邻两个广告牌交替闪亮出现在眼前的时间间隔为0.1s,即0.1s广告牌闪亮2次,1s闪亮20次,则灯箱发光频率
故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(5)广告画面向地铁前进方向缓慢移动, 说明地铁的速度小于频率与广告牌间距的乘积,可能是地铁在减速,也可能是广告牌闪亮频率变大。
15.阅读短文,回答问题。
加速度
普通小型轿车和旅客列车,速度都能达到100km/h。但是,它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的。例如一辆小汽车起步时在20s内速度达到了100km/h,而一列火车达到这个速度大约要用500s。
谁的速度“增加”得比较快?它们的速度平均1s各增加多少?
为了描述物体运动速度变化的快慢这一特征,我们引入加速度的概念:加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,通常用a表示。若用表示速度在时间内发生的变化,则有 。
直线运动中,速度不变的运动,叫做匀速直线运动;沿一条直线,速度不断增加,且加速度不变的运动,叫做匀加速直线运动。对于匀加速直线运动来说,无论大些还是小些,对应的速度变化量与时间变化量之比都是一样的,因此,我们可以把运动开始时刻(t=0)到t时刻的时间间隔作为时间的变化量,而t时刻的速度v与开始时刻的速度v0(叫做初速度)之差就是速度的变化量,也就是:
(1)
(2)
把(2)式除以(1)式,考虑到就是加速度a,于是解出v=v0+at。
这就是表示匀加速直线运动的速度与时间关系的公式。
v=v0+at可以这样理解:由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量,所以at就是整个运动过程中速度的变化量;再加上运动开始时物体的速度v0,就得到t时刻物体的速度v。
(1)小汽车和火车从起步到速度达到100km/h,小汽车的加速度 火车的加速度(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)加速度的单位是 (字母符号表示);
(3)以下说法中正确的是 ;
A.速度大的物体,加速度就一定大
B.速度大的物体,加速度可能大
C.加速度大的物体通过的路程一定大
D.加速度大的物体,速度一定大
(4)下列关于匀加速直线运动的关系图像中可能正确的是 ;
A. B.C. D.
(5)当加速度a<0时,物体沿一条直线运动的速度不断减小,这就是匀减速直线运动,即单位时间内速度的减小量不变,下列关于匀减速运动的关系图像中可能正确的是 。
A. B.C.D.
【答案】 大于 m/s2 B C C
【详解】(1)[1]一辆小汽车起步时在20s内速度达到了100km/h,一列火车达到这个速度大约要用500s,速度的变化量相同,小汽车的时间短,则小汽车的加速度大。
(2)[2]根据题意可知, ,的单位是m/s,的单位是s,所以加速度的单位是m/s2。
(3)[3]根据题意可知,加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,所以加速度的大小与速度的大小无关,速度大的物体的加速度可能大;加速度大的物体的速度可能大,但通过的路程不一定远,故B正确,ACD错误。
(4)[4]对于匀加速直线运动来说,无论大些还是小些,对应的速度变化量与时间变化量之比都是一样的,随着时间的增长,速度越来越大,v与t成正比,故C正确。
(5)[5]当加速度a<0时,物体沿一条直线运动的速度不断减小,在相同的时间内,根据s=vt可知,通过的路程越来越小,物体做匀减速运动时,速度随着时间的推移越来越慢,但是位移还是越来越大,只是增长的速度没有那么快而已,故C正确。
16. 下面让我们开始对运动的研究。
匀速直线运动
(1)定义回顾:匀速直线运动是 的运动;
(2)[新知学习]阅读八年级下册的物理课本,了解匀速直线运动的原理;
(3)由上述实验可知:支持面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的路程 试想,如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受到阻力作用,那么它将 ;
(4)从这种运动的名称,你可以画出其v-t图像,请你在图中画出;
(5)根据你所画的图象,设其过(t1, v1)和(0, v0),可知 v与 t的一次函数关系 v= ;(用含 t1,v1,v0的式子表达)
匀加速直线运动
(6)第(5)题中的一次函数系数在物理学中,称为加速度,记作a;
(7) 列车原来的速度是36km/h,在一段下坡路上加速度为0.2 m/s2。列车行驶到下坡路末端时,速度增加到54 km/h。求列车通过这段下坡路所用的时间;( )
圆周运动
(8)平时我们所说的“速度”,一般指物体运动的线速度(linear velocity),描述物体进行圆周运动时,我们一般用角速度 ω。角速度是物体在单位时间内Δt(Δ 表示某个量变化量)所转过的角度 Δθ,即v=,ω=。ω 的单位为弧度/秒。弧度是同学们高中学的一种角度单位,记作 rad。所以ω的单位为 rad/s。根据公式推导,可得 v=ωr。其中r为物体做圆周运动的半径。已知 Δθ=,请你进行推导; ( )
(9)做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间叫作周期(period),用T表示。周期也是常用的物理量,它的单位与时间的单位相同. 技术中常用转速来描述物体做圆周运动的快慢。转速是指物体转动的圈数与所用时间之比,常用符号 n表示,转速的单位为转每秒(r/s),或转每分(r/min)。r/s和 r/min都不是国际单位制中的单位,运算时往往要把它们换算成弧度每秒。角速度 ω=2πn。
(10)解决实际问题
①地球可以看作一个半径为 6.4×103km的球体,位于赤道的物体,随地球自转做匀速圆周运动的角速度是多大? ( )线速度是多大? ( )
②某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。这块硬磁盘共有 9216个磁道(即9216个不同半径的同心圆),每个磁道分成 8192 个扇区(每扇区为 圆周),每个扇区可以记录 512个字节。电动机使盘面以7200r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的,盘面每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道。
{1}一个扇区通过磁头所用的时间是多少? ( )
{2}不计磁头转移磁道的时间,计算机1s内最多可以从一个盘面上读取多少个字节? ( )
【答案】 相同时间内通过相同距离且运动方向不变 越大 一直做匀速直线运动 t+v0 25s 7.2710-5 rad/s 465.28m/s 110-6s 5.0108
【详解】(1)[1]匀速直线运动定义是:相同时间内通过相同距离且运动方向不变的运动,叫匀速直线运动。
(3)[2][3]由由实验现象知道,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,运动状态改变的越慢,在水平面上运动的距离越远;如果水平面绝对光滑,对小车没有阻力,则运动状态不变,小车将会一直做匀速直线运动。
(4)[4]由于小车受到的阻力,即运动越来越慢,所以,v-t图像是一条倾斜的直线,如下图
(5)[5]由于其过(t1, v1)和(0, v0),可知 v与 t的一次函数的斜率
v与 t的一次函数关系
(7)[6]将数据代入知道,
由此解得,列车通过这段下坡路所用的时间t=25s。
(8) [7]根据题意知道,v=,ω=,且Δθ=,所以,
(9)①[8]赤道上的物体随地球自转,做匀速圆周运动,其周期等于地球的自转周期,T=24h,所以,随地球自转做匀速圆周运动的角速度
[9]随地球自转做匀速圆周运动的线速度
②[10]电动机使磁盘以7200r/min=120r/s的转速匀速转动,角速度为
ω=2πn=2π×120=240π rad/s
经过一个扇区转过的圆心角为
故经过一个扇区用时
[11]由于转速为n=7200r/min=120r/s,则计算机在1s内从磁盘面上读取的字节数
N=120×8192×512=5.0×108(字节)
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