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高一物理
一、选择题:本题共10小题,1-7为单选,每小题4分;8~10题为多选,每小题全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分;本题共46分。
1. 2025年2月哈尔滨亚冬会上,中国运动员在速度滑冰男子500米(环形赛道)决赛中,以34秒95的成绩夺得冠军。对运动员整个决赛过程描述正确的是( )
A. 比赛中运动员的位移大小是
B. 运动员全程的平均速率约为
C. 运动员在直线赛道上保持高速滑行时,加速度一定很大
D. 研究运动员的冲线技巧时,可以把运动员看作质点
【答案】B
【解析】
【详解】A.位移是起点到终点的直线距离。环形赛道中,运动员起点与终点重合,位移为0,而500m是路程,故A错误;
B.平均速率等于路程与时间的比值,即,故B正确;
C.若运动员保持高速且匀速直线滑行,速度大小和方向均不变,加速度为0,故C错误;
D.研究冲线技巧需分析身体动作细节,不能忽略运动员的形状和大小,故不可视为质点,D错误。
故选B。
2. 在杭州第19届亚运会蹦床比赛中,某运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回。已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s,那么运动员在与网接触的这段时间内,其平均加速度的大小和方向分别为( )
A. 18.0 m/s2,竖直向上 B. 10.0 m/s2,竖直向下
C. 8.0 m/s2,竖直向上 D. 2.0 m/s2,竖直向下
【答案】A
【解析】
【详解】设竖直向上为正方向,初速度(向下),末速度(向上),则运动员的平均加速度公式为
方向竖直向上。
故选A。
3. 质点沿直线运动,加速度恒定,2s内速度大小从2m/s变为4m/s,则其加速度不可能是( )
A. +2m/s2 B. -1m/s2 C. +3m/s2 D. -3m/s2
【答案】A
【解析】
【详解】若规定初速度的方向为正方向,则末速度有可能与初速度同向,为4m/s;也可能与初速度反向,为-4m/s;
根据加速度的定义式可得
或者
若规定初速度的方向为负方向,则末速度有可能与初速度同向,为-4m/s;也可能与初速度反向,为4m/s;
根据加速度的定义式可得
或者
故加速度可能是,,,,不可能是。
本题选不可能,故选A。
4. 如图:A、B两人骑自行车在同一直线上运动的位移—时间图像,则( )
A. A、B两人始终同向行驶 B. A、B两人在第1s末相遇
C. 前5s内,A的路程比B的路程大 D. 前5s内,A的位移比B的位移大
【答案】D
【解析】
【详解】A.因x-t图像斜率的符号反映速度的方向,可知A一直沿负方向运动;B先沿正方向运动,然后停留一段时间后再向负方向运动,则A、B两人并非始终同向行驶 ,A错误;
B.图像的交点表示两物体相遇,可知A、B两人在第1s~2s之间某时刻相遇,B错误;
C.前5s内,A的路程为30m,B的路程为25m+12.5m=37.5m,则A的路程比B的路程小,C错误;
D.前5s内,A的位移为30m,B的位移为12.5m,则A的位移比B的位移大,D正确。
故选D。
5. 一物体做直线运动,其图像如图所示,从图中可以看出,以下说法正确的是( )
A. 只有内加速度与速度方向相同
B. 内物体的加速度为
C. 内物体的速度一直在减小
D. 内加速度的方向与速度方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】AD.物体做加速运动,加速度的方向与速度的方向相同,由图可知内,速度方向为正,加速度方向为正;内,速度方向为负,加速度方向为负,故D正确,A错误;
B.内,物体的加速度,B错误;
C.由图可知,内速度先减小后反向增大,C错误。
故选D。
6. 甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动,它们的运动情况如图x-t图像所示,在20s内,它们平均速度大小分别为、、;它们在20s内的平均速率分别为、、大小的关系是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,0~20s内,三个物体的位移相同,但甲的路程较大,乙、丙两物体路程相等,由于平均速度等于位移与时间的比值,平均速率等于路程与时间的比值,所以,
故选A。
7. 汽车司机发现前方有障碍物,立即刹车,刹车过程可视为匀减速运动。自刹车开始第1s内经过的位移为24m,第4s内经过的位移为1m。下列说法正确的是( )
A. 汽车的加速度大小为
B. 汽车的加速度大小为
C. 汽车的初速度大小为
D. 汽车的初速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.若汽车在第4个1s一直运动,则由逆向可看作匀加速运动,设逆向第1s的初速度为v0,根据时间位移公式,有
<
而实际
则说明汽车在第4个1s不是一直在运动,即可确定汽车在第4个1s末前已经停下,设汽车的加速度大小为,在第3s末时的速度为,则有
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可知汽车在时的速度为
则有
联立解得
,
故A错误,B正确;
CD.则汽车的初速度大小为
故CD错误。
故选B。
8. 物体做直线运动时,下列有关物体加速度、速度的方向及它们的正、负值的说法正确的是( )。
A. 在加速直线运动中,物体的加速度方向与速度方向必定相同
B. 在减速直线运动中,物体的加速度必定为负值
C. 在直线运动中,物体的速度变大时,其加速度可能减小
D. 在直线运动中,加速度的正负由初速度的正负决定
【答案】AC
【解析】
【详解】A.无论是否匀变速,只要物体加速,加速度方向必与速度方向相同。若方向相反,速度会减小,故A正确;
B.减速仅说明加速度方向与速度方向相反,但速度的正负由所选正方向决定,故物体的加速度也由所选正方向决定,故B错误;
C.在直线运动中,若物体做加速度减小的加速运动时,速度变大,加速度变小,故C正确;
D.加速度的正负由规定的正方向决定,与初速度方向无关,故D错误。
故选AC。
9. 如图是一个初速度为v0沿直线运动物体的速度图像,经过时间t速度为vt,则在这段时间内物体的平均速度和加速度a的情况是( )
A. B. C. a随时间t变小 D. a随时间t变大
【答案】AC
【解析】
【详解】CD.由v﹣t图像的斜率表示加速度,可知a随时间t变小,物体做加速度减小的加速运动,故C正确,D错误;
AB.连接图像的起点和终点,如图虚线所示,该虚线表示一个匀加速直线运动,其平均速度为;而由图可知,变加速运动的位移大于匀变速直线运动的位移,故可知,变加速运动的平均速度大于匀加速直线运动的平均速度,即;故A正确,B错误。
故选AC。
10. 如图所示,一质点由A 到C做匀加速直线运动,其运动到A 点时速度大小为2m/s,运动到C点时速度大小为 6m/s,D点(图中未画出)为 AC 间的一点,质点从A到D和从D到C运动的时间相等,已知AB=BC=4m。下列说法正确的是( )
A. 质点到达D点时速度大小为4m/s
B. 质点的加速度大小为1m/s2
C. 质点从A到B和B到C点的时间之比为
D. A、D与A、C之间的距离之比为 1∶3
【答案】AC
【解析】
【详解】A.依题意,质点到达D点时速度大小为
故A正确;
B.质点从A运动到C,有
解得
故B错误;
C.质点从A到B,有
解得
,
从A到C,有
解得
,
质点从A到B和B到C点的时间之比为
故C正确;
D.根据
又
解得
则A、D与A、C 之间的距离之比为
故D错误。
故选AC。
二、实验题
11. 用图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
(1)除图中标明的实验器材外,在下列仪器或器材中,还需要的两项是_____。
A. 电压合适的交流电源 B. 电压可调的直流电源
C. 刻度尺 D. 天平(含砝码)
E. 停表
(2)一个小组的同学安装并调整好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次,打出若干条纸带。从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带,如图所示。图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点,在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个打出的点没有画出。由图中的数据可知,打点计时器打下C点时小车运动的速度大小是_____m/s,小车运动的加速度大小是_____。(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)AC (2) ①. 0.96 ②. 2.4
【解析】
【小问1详解】
AB.打点计时器的工作电源是交流电,故A正确,B错误;
C.实验中测量纸带上计数点间的距离,可利用刻度尺,故C正确;
D.实验中小车做变速运动即可,因此不需要天平测量重物的质量,故D错误;
E.打点计时器是计时的仪器,故不需要停表,故E错误。
故选AC。
【小问2详解】
[1]相邻两个计数点之间还有四个打出的点没有画出,则
打点计时器打下C点时小车运动的速度大小是
;
[2]小车运动加速度大小是
12. 如图所示为测定气垫导轨上滑块的加速度的装置,滑块上安装了宽度为的遮光板,滑块在牵引力作用下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,通过第二个光电门的时间为,遮光板从通过第一个光电门到开始遮住第二个光电门所用时间为,则滑块第一次通过光电门的速度为_________,第二次通过光电门的速度为_________,加速度大小为_________。(结果保留到小数点后面两位)
【答案】 ①. 0.10 ②. 0.40 ③. 0.06
【解析】
【详解】[1] 滑块第一次通过光电门的速度为
[2] 滑块第二次通过光电门的速度为
[3]滑块的加速度大小为
三、解答题
13. 以捕鱼而闻名的猛禽——鱼鹰,俯冲捕鱼的过程如图1所示。简化过程如图2所示,规定竖直向下为正方向,假设鱼鹰在距水面处的点竖直向下做加速运动,经时间到达水面处,在水面以下竖直向下做减速运动的位移为,此时到达处,从运动到的时间为。在水面上方经过点时的速度为,经过点时的速度为,在水面下方经过点时的速度为,求:
(1)鱼鹰从运动到的平均速度大小;
(2)鱼鹰从到的速度变化量以及从到的速度变化量;
(3)假设到的运动时间为,鱼鹰从到的平均加速度。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
鱼鹰从运动到的位移
鱼鹰从运动到的时间
则鱼鹰从运动到的平均速度
【小问2详解】
取向下为正方向,在水面上方经过点时的速度为0.5v,经过点时的速度为,则鱼鹰从到的速度变化量
在水面下方经过点时的速度为,则鱼鹰从到的速度变化量
【小问3详解】
取向下为正方向,到的速度变化量
到的运动时间为,则鱼鹰从到的平均加速度
14. 如图所示,游乐场的滑梯深受小朋友的喜爱。娱乐时小朋友从滑梯倾斜部分的最高点处由静止滑下,经过一段时间进入水平部分,最终静止在水平部分。假设小朋友在倾斜部分和水平部分的运动均为匀变速直线运动,且经过衔接处的速率不变,水平部分足够长,小朋友可视为质点。小朋友从滑下到静止的整个过程中,通过速度传感器记录了其在不同时刻的速度,如表格中的数据所示。求:
t/s
0.0
0.5
1.0
…
3.0
3.5
0.0
1.0
2.0
…
2.0
1.0
(1)小朋友经过衔接处的速率v;
(2)小朋友加速的时间占运动总时间的比值η(可用分式表示)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据表格数据可得小朋友在倾斜部分做匀加速直线运动过程,加速度大小为
小朋友在水平部分做匀减速直线运动过程,加速度大小为
由此可知,小朋友的匀加速直线运动与匀减速直线运动对称,设运动的总时间为t,则有
解得,可知加速时间为
小朋友经过衔接处的速率
【小问2详解】
小朋友加速的时间占运动总时间的比值
15. 一质点从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化关系如图所示。图中a0、T均已知。求:
(1)若k=1,第一个T内质点的位移;
(2)若k=2,NT(N=1,2,3,…)时质点的速度。
【答案】(1),方向与初始加速度的方向相同
(2)
【解析】
【小问1详解】
若k=1,末的速度大小为
0~内的位移为
~,质点做匀速直线运动,位移为
~T,质点做匀减速直线运动,位移为
所以第一个T内质点的位移为
方向与初始加速度的方向相同;
【小问2详解】
若k=2,末的速度大小为
T末质点的速度为
末质点的速度为
2T末质点的速度为
末质点的速度为
3T末质点的速度为
……
由此可知,NT(N=1,2,3,…)时质点的速度为
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高一物理
一、选择题:本题共10小题,1-7为单选,每小题4分;8~10题为多选,每小题全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分;本题共46分。
1. 2025年2月哈尔滨亚冬会上,中国运动员在速度滑冰男子500米(环形赛道)决赛中,以34秒95的成绩夺得冠军。对运动员整个决赛过程描述正确的是( )
A. 比赛中运动员的位移大小是
B. 运动员全程的平均速率约为
C. 运动员在直线赛道上保持高速滑行时,加速度一定很大
D. 研究运动员的冲线技巧时,可以把运动员看作质点
2. 在杭州第19届亚运会蹦床比赛中,某运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回。已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s,那么运动员在与网接触的这段时间内,其平均加速度的大小和方向分别为( )
A. 18.0 m/s2,竖直向上 B. 10.0 m/s2,竖直向下
C. 8.0 m/s2,竖直向上 D. 2.0 m/s2,竖直向下
3. 质点沿直线运动,加速度恒定,2s内速度大小从2m/s变为4m/s,则其加速度不可能是( )
A. +2m/s2 B. -1m/s2 C. +3m/s2 D. -3m/s2
4. 如图:A、B两人骑自行车在同一直线上运动的位移—时间图像,则( )
A. A、B两人始终同向行驶 B. A、B两人在第1s末相遇
C. 前5s内,A的路程比B的路程大 D. 前5s内,A的位移比B的位移大
5. 一物体做直线运动,其图像如图所示,从图中可以看出,以下说法正确的是( )
A. 只有内加速度与速度方向相同
B. 内物体的加速度为
C. 内物体的速度一直在减小
D. 内加速度的方向与速度方向相同
6. 甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动,它们的运动情况如图x-t图像所示,在20s内,它们平均速度大小分别为、、;它们在20s内的平均速率分别为、、大小的关系是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
7. 汽车司机发现前方有障碍物,立即刹车,刹车过程可视为匀减速运动。自刹车开始第1s内经过的位移为24m,第4s内经过的位移为1m。下列说法正确的是( )
A. 汽车的加速度大小为
B. 汽车的加速度大小为
C. 汽车的初速度大小为
D. 汽车的初速度大小为
8. 物体做直线运动时,下列有关物体加速度、速度的方向及它们的正、负值的说法正确的是( )。
A. 在加速直线运动中,物体的加速度方向与速度方向必定相同
B. 在减速直线运动中,物体的加速度必定为负值
C. 在直线运动中,物体的速度变大时,其加速度可能减小
D. 在直线运动中,加速度的正负由初速度的正负决定
9. 如图是一个初速度为v0沿直线运动物体的速度图像,经过时间t速度为vt,则在这段时间内物体的平均速度和加速度a的情况是( )
A. B. C. a随时间t变小 D. a随时间t变大
10. 如图所示,一质点由A 到C做匀加速直线运动,其运动到A 点时速度大小为2m/s,运动到C点时速度大小为 6m/s,D点(图中未画出)为 AC 间的一点,质点从A到D和从D到C运动的时间相等,已知AB=BC=4m。下列说法正确的是( )
A. 质点到达D点时速度大小为4m/s
B. 质点的加速度大小为1m/s2
C. 质点从A到B和B到C点的时间之比为
D. A、D与A、C之间的距离之比为 1∶3
二、实验题
11. 用图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
(1)除图中标明的实验器材外,在下列仪器或器材中,还需要的两项是_____。
A. 电压合适的交流电源 B. 电压可调的直流电源
C. 刻度尺 D. 天平(含砝码)
E. 停表
(2)一个小组的同学安装并调整好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次,打出若干条纸带。从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带,如图所示。图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点,在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个打出的点没有画出。由图中的数据可知,打点计时器打下C点时小车运动的速度大小是_____m/s,小车运动的加速度大小是_____。(计算结果均保留两位有效数字)
12. 如图所示为测定气垫导轨上滑块的加速度的装置,滑块上安装了宽度为的遮光板,滑块在牵引力作用下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,通过第二个光电门的时间为,遮光板从通过第一个光电门到开始遮住第二个光电门所用时间为,则滑块第一次通过光电门的速度为_________,第二次通过光电门的速度为_________,加速度大小为_________。(结果保留到小数点后面两位)
三、解答题
13. 以捕鱼而闻名的猛禽——鱼鹰,俯冲捕鱼的过程如图1所示。简化过程如图2所示,规定竖直向下为正方向,假设鱼鹰在距水面处的点竖直向下做加速运动,经时间到达水面处,在水面以下竖直向下做减速运动的位移为,此时到达处,从运动到的时间为。在水面上方经过点时的速度为,经过点时的速度为,在水面下方经过点时的速度为,求:
(1)鱼鹰从运动到的平均速度大小;
(2)鱼鹰从到的速度变化量以及从到的速度变化量;
(3)假设到的运动时间为,鱼鹰从到的平均加速度。
14. 如图所示,游乐场的滑梯深受小朋友的喜爱。娱乐时小朋友从滑梯倾斜部分的最高点处由静止滑下,经过一段时间进入水平部分,最终静止在水平部分。假设小朋友在倾斜部分和水平部分的运动均为匀变速直线运动,且经过衔接处的速率不变,水平部分足够长,小朋友可视为质点。小朋友从滑下到静止的整个过程中,通过速度传感器记录了其在不同时刻的速度,如表格中的数据所示。求:
t/s
0.0
0.5
1.0
…
3.0
3.5
0.0
1.0
2.0
…
2.0
1.0
(1)小朋友经过衔接处的速率v;
(2)小朋友加速的时间占运动总时间的比值η(可用分式表示)。
15. 一质点从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化关系如图所示。图中a0、T均已知。求:
(1)若k=1,第一个T内质点的位移;
(2)若k=2,NT(N=1,2,3,…)时质点的速度。
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