内容正文:
江西师大附中高一年级第一次月考物理试卷
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 在以下情况中关于质点的说法正确的是( )
A. 研究自行车的运动时,车轮在转动,所以无论什么情况下,自行车都不能看成质点
B. 观察“辽宁舰”航空母舰上的“歼-15”战斗机起飞时,可以把航空母舰看成质点
C. 研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨迹时,“玉兔”号巡视器可看作质点
D. 研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀抱中“走”出来,即两器分离过程中,研究“玉兔”一连串技术含量极高的“慢动作”时,“玉兔”号可看作质点
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究自行车的运动时,若只关注其整体运动轨迹或速度(如平动),车轮转动的影响可忽略,此时自行车可视为质点,故A错误。
B.观察“歼-15”起飞时,需关注航母甲板的具体位置和长度,航母的大小和形状不可忽略,故B错误。
C.研究“玉兔”号巡视月球时的运动轨迹,只需关注其位置变化,巡视器的大小和形状对轨迹无影响,可视为质点,故C正确。
D.研究两器分离的“慢动作”时,需分析巡视器的姿态和分离细节,此时其形状和结构不可忽略,故D错误。
故选C。
2. 下列关于速度和加速度的描述不正确的是( )
A. 速度变化越快,加速度一定越大
B. 速度变化率越大,加速度一定越大
C. 加速度在减小,速度一定越来越小
D. 在匀减速运动中,加速度方向一定与物体的初速度方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.加速度是表示速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度一定越大,故A正确,不符合题意;
B.根据,速度变化率越大,加速度一定越大,故B正确,不符合题意;
C.若加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度增大,故C错误,符合题意;
D.在匀减速运动中,加速度方向一定与物体的初速度方向相反,故D正确,不符合题意。
故选C。
3. 爬杆运动员从杆上端由静止开始先匀加速下滑时间3t,后再匀减速下滑时间t恰好到达杆底且速度为0,则这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为( )
A. 3∶1 B. 1∶3 C. 1∶9 D. 9∶1
【答案】B
【解析】
【详解】设加速阶段和减速阶段的加速度大小分别为和,则全程有
得
故选B。
4. 一物块在一外力作用下,在光滑水平面上做匀减速直线运动,初速度大小为15m/s,加速度大小为,物块在7s内的位移大小为( )
A. 37.5m B. 31.5m
C. 32.5m D. 39.5m
【答案】B
【解析】
【详解】将数据代入公式
可得位移大小为31.5m,故B正确,ACD错误。
故选B。
【点睛】本题易错之处是误认为物块减速到零后不再运动而出错。
5. 作匀加速直线运动的物体,依次通过A、B、C三点,位移,已知物体在AB段的平均速度大小为3m/s,在BC段的平均速度大小为6m/s,那么物体在B点的瞬时速度大小为( )
A. 4m/s B. 4.5m/s C. 5m/s D. 5.5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】设两段位移分别为x,则
解得
匀变速直线运动的平均速度等于初速度与末速度和的一半,物体在AB段的平均速度大小为3m/s,即
所以
同理
联立解得
故选C。
6. 一列长为L的队伍,向前行进,通讯员从队伍尾匀速赶到排头,又立即以相同速率返回队尾,回到队尾时队伍前进的距离为,则这段时间里通讯员的位移和路程分别为( )
A. ,3L B. ,
C. 3L, D. ,3L
【答案】D
【解析】
【详解】设队伍速度为,通讯员速率为。从队尾到排头:相对速度为,时间
从排头到队尾:相对速度为,时间
总时间
队伍行进距离为
代入总时间得
解得(仅取正解)。
通讯员的总路程为
故选D。
7. 青岛气象台2024年2月11日21时15分发布大雾黄色预警,交警提示雨雾天气开车出行注意保持安全车距。期间在滨海大道同一直线车道上,甲车和乙车正同向匀速行驶,甲车在前乙车在后,时,甲车发现前方有险情立即刹车,为避免两车相撞,2s后乙车也开始刹车,如图是两车位置随时间变化图像,图中曲线均为抛物线。已知甲车匀速行驶的速度为10m/s,司机反应时间不计,下列说法正确的是( )
A. 甲车加速度大小为
B. 当时,两车速度大小相等
C. 若,两车恰好没有相撞
D. 若没有相撞,两车相距最近时乙车的位移为48m
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据动力学公式
解得甲车加速度大小为
故A错误;
B.乙车的初速度为
乙车加速度大小为
两车速度相等时,有
解得
可知,当时,两车速度大小不相等,故B错误;
C.两车恰好没有相撞,则
故C正确;
D.若没有相撞,两车相距最近时乙车的位移为
故D错误。
故选C。
二、多选题(每小题6分,共18分)
8. 学校“身边的物理”社团制作了一个跑步机器人,同学们利用传感器研究该机器人的运动。若该机器人从0时刻起以某一初速度开始做直线运动,在时间内(以0时刻为起点)的平均速度为,其图像如图所示,则该机器人( )
A. 在0时刻的速度大小为
B. 在0时刻的速度大小为
C. 在时刻的加速度大小为
D. 在时刻的加速度大小为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】由匀变速直线运动的位移公式
可得
结合图像的截距、斜率可得
解得
故该机器人做匀减速直线运动,在0时刻的速度大小为,加速度大小为2m/s2。
故选BD。
9. 子弹以初速度v0垂直射入叠在一起的相同木板,穿过第20块木板后的速度变为0,可以把子弹视为质点,已知木板的长厚度均为d,认为子弹在各块木板中运动的加速度都相同,则下列说法正确的是( )
A. 子弹穿过前15块木板所用的时间
B. 子弹穿过第15块木板所用的时间为
C. 子弹穿过第15块木板时速度为
D. 子弹穿过前15块木板的平均速度为
【答案】BC
【解析】
【详解】ACD.子弹做匀减速运动穿过第20块木板后速度变为0,整个过程平均速度为
时间为
运用逆向思维法,子弹反向做初速度为零的匀加速直线运动,子弹通过后5块木板和前15块木板的位移之比为1:3,所以通过后5块木板和前15块木板的时间相等,故子弹穿过前15块木板所用的时间为
穿过第15块木板时速度为,穿过前15块木板的平均速度为,故AD错误,C正确;
B.由公式
解得
运用逆向思维法,由公式
可得子弹穿过后6块木板所用的时间
故子弹穿过第15块木板所用的时间为,故B正确。
故选BC。
10. 如图所示,小球沿斜面向上运动,依次经过a、b、c、d到达最高点e,已知ab=bd=6m,bc=1m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s。设小球经b、c时的速度分别为vb、vc,则( )
A. B. vc=3m/s
C. de=5m D. 从d到e所用时间为4s
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.根据
可得加速度大小
c点的速度
则b点的速度,AB正确;
C.de距离,C错误;
D.从d到e所用时间为,D正确。
故选ABD。
三、实验题(2小题,共15分)
11. 某班同学利用如图所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”,电火花计时器使用的是频率为50Hz的交变电源。
(1)电火花计时器的工作电压为________(选填“6V”或“220V”),安装纸带时,需要将纸带置于________(选填“复写纸”或“墨粉纸盘”)的________(选填“上方”或“下方”)。
(2)下列说法中正确的是________
A. 实验时,先释放纸带,再接通电源
B. 实验时,先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带
C. 实验时,先接通电源或先释放纸带都可以
D. 纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大
(3)打出纸带后,通过纸带算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,合理的方法是________
A. 根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B. 根据实验数据画出v-t图像,量出其倾角,由公式求出加速度
C. 根据实验数据画出v-t图像,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D. 依次算出通过连续两计数点的加速度,算出平均值作为小车的加速度
【答案】(1) ①. 220V ②. 墨粉纸盘 ③. 下方 (2)B (3)C
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]电火花计时器的工作电压为220V,安装纸带时,需要将纸带置于墨粉纸盘的下方。
【小问2详解】
ABC.实验时,先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带,AC错误,B正确;
D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越小,D错误。
故选B。
【小问3详解】
AC.在处理实验数据时,如果只使用其中两个数据,由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大;所以我们可以根据实验数据画出v-t图象,考虑到误差,不可能是所有点都整齐的排成一条直线,连线时,应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧,这样图线上会舍弃误差较大的点,由图线上相距较远的两点所对应的速度及时间,用公式算出加速度,所以误差小;故A错误,C正确;
B.根据实验数据画出v-t图象,当纵坐标取不同的标度时,图象的倾角就会不同,所以量出其倾角,用公式a=tanα算出的数值并不是加速度,故B错误;
D.这种方法是不对的,因为若依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度,则实际应用的只是第一组和最后一组数据,同样存在较大的误差,故D错误。
故选C。
12. 在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学打出的纸带如图甲所示,所用交流电源的频率为50Hz,回答下列问题:
(1)打B点时小车运动的速度大小约为________m/s;
(2)根据某次实验纸带上的记录,在v-t图像中描出的点如图乙所示,请在图乙中做出该物体的v-t图像;
(3)通过图像求得加速度的大小为________m/s²;(结果保留三位有效数字)
(4)如果在实验的过程中电源工作电压的频率变为49Hz,通过纸带计算出的加速度值与真实值相比是________(填“偏大”“不变”或“偏小”).
【答案】(1)2.80
(2) (3)2.00
(4)偏大
【解析】
【小问1详解】
打B点时小车运动的速度大小约为
【小问2详解】
做出物体的v-t图像如图;
【小问3详解】
通过图像求得加速度的大小为
【小问4详解】
如果在实验的过程中电源工作电压的频率变为49Hz,则打点周期偏大,而计算时仍用49Hz计算,则通过纸带计算出的加速度值与真实值相比是偏大。
四、解答题(3小题,共39分)
13. 一只小船逆水匀速行驶,经过一座桥下时,从船上落下一木板到水中,船员半小时后才发现,立即调头追赶,在桥下游5km处追上。设小船相对于水的划行速度始终不变,木板到水中速度立即与水速相同。水速大小不变。求:
(1)小船调头后追上木板所用的时间;
(2)水流速度。
【答案】(1)0.5h;(2)
【解析】
【详解】(1)先假设水不流动,则木料静止在桥下,船来回速度相同。那么船来回所需的时间相同,即
则来回共用时间为
因为水流动。木料以水流速度向下漂移,船也有一个由水流动而向下的漂移,两者相互抵消,以木料为参考系,船的运动与水不流动时完全相同,所以所需时间
即小船调头后追上木板所用的时间为0.5h;
(2)根据题意可知,在这段时间内木板运动的距离为,而水流速度等于木板速度,所以水流速度为
14. 红绿灯指挥城市路口交通。某城市道路汽车行驶限速,如图是该市一个十字路口前红灯时的情况,第一辆车的车头与停止线齐平,该路口绿灯时间是,已知每辆车长均为,绿灯亮后,每辆汽车都以加速度匀加速到最大限速,然后做匀速直线运动;为保证安全,前后两车相距均为,绿灯亮时第一辆车立即启动,每后一辆车启动相对前一辆车均延后。交通规则:黄灯亮时,只要车头过停止线就可以通行。
(1)绿灯亮后,求经过多长时间停止线后第3辆车车头过停止线;
(2)绿灯亮后,通过计算判断:停止线后第17辆车在本次绿灯期间能否通过该路口?
【答案】(1)6s;(2)第17辆车本次绿灯能通过该路口
【解析】
【详解】(1)在绿灯亮后,设第三辆车等待时间为t1,运行时间为t2,则
解得
停止线后第3辆车车头过停止线的时间
(2)绿灯亮后,设第17辆车经过时间t3启动,车头与停止线距离为x1,则
设第17辆车经过时间t4速度达到限速vm=15m/s,通过的距离为x2,则
解得
在黄灯亮前,第17辆车匀速运动的时间为t5,设通过的距离为x3,则
绿灯亮后,黄灯亮前,第17辆通过的总距离为x4,则
由于
所以,第17辆车本次绿灯能通过该路口。
判断方法一
绿灯亮后,第17辆通过的总距离为x4,则
由于
所以,第17辆车本次绿灯能通过该路口。
判断方法二
因为
所以,第17辆车本次绿灯能通过该路口。
判断方法三
匀速时间
所以,第17辆车本次绿灯能通过该路口。
15. 研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间),但饮酒会导致反应时间延长,在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m. 减速过程中汽车位移s与速度的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动,g取10 m/s2.求:
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少?
(3)若该饮酒志愿者发现的情况为正前方有一辆大卡车以=4m/s的速度同方向匀速行驶,为避免追尾,则志愿者发现情况时,两车间的距离至少为多少?
【答案】(1)8m/s2 2.5s(2)0.3s(3)27.2m
【解析】
【分析】由图中所给数据结合位移速度公式可求得加速度,进而由速度变化与加速度求得减速时间;由行驶距离与刹车距离可求得反应时间内的运动距离,再求出反应时间进行比较;若两车速度相等时没追尾,则此后都不会追尾,根据速度公式求出汽车减速的时间,根据位移关系求出志愿者发现情况时,两车间的至少距离;
【详解】解:(1)设刹车加速度为a,由题可知刹车初速度v0=20m/s,末速度 vt=0 ,位移 x=25m
由运动学公式得:
联立解得:,
(2)反应时间内的位移为:
则反应时间为:
则反应的增加量为:
(3) 由(2)知,志愿者反应的时间:
若两车速度相等时没追尾,则此后都不会追尾.
当时,汽车减速的时间:
此时卡车行驶的距离:
此时汽车行驶的距离:
由得:
所以距离最少为27.2m.
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江西师大附中高一年级第一次月考物理试卷
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 在以下情况中关于质点的说法正确的是( )
A. 研究自行车的运动时,车轮在转动,所以无论什么情况下,自行车都不能看成质点
B. 观察“辽宁舰”航空母舰上的“歼-15”战斗机起飞时,可以把航空母舰看成质点
C. 研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨迹时,“玉兔”号巡视器可看作质点
D. 研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀抱中“走”出来,即两器分离过程中,研究“玉兔”一连串技术含量极高的“慢动作”时,“玉兔”号可看作质点
2. 下列关于速度和加速度的描述不正确的是( )
A. 速度变化越快,加速度一定越大
B. 速度变化率越大,加速度一定越大
C. 加速度在减小,速度一定越来越小
D. 在匀减速运动中,加速度方向一定与物体的初速度方向相反
3. 爬杆运动员从杆上端由静止开始先匀加速下滑时间3t,后再匀减速下滑时间t恰好到达杆底且速度为0,则这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为( )
A. 3∶1 B. 1∶3 C. 1∶9 D. 9∶1
4. 一物块在一外力作用下,在光滑水平面上做匀减速直线运动,初速度大小为15m/s,加速度大小为,物块在7s内的位移大小为( )
A. 37.5m B. 31.5m
C. 32.5m D. 39.5m
5. 作匀加速直线运动的物体,依次通过A、B、C三点,位移,已知物体在AB段的平均速度大小为3m/s,在BC段的平均速度大小为6m/s,那么物体在B点的瞬时速度大小为( )
A. 4m/s B. 4.5m/s C. 5m/s D. 5.5m/s
6. 一列长为L的队伍,向前行进,通讯员从队伍尾匀速赶到排头,又立即以相同速率返回队尾,回到队尾时队伍前进的距离为,则这段时间里通讯员的位移和路程分别为( )
A. ,3L B. ,
C. 3L, D. ,3L
7. 青岛气象台2024年2月11日21时15分发布大雾黄色预警,交警提示雨雾天气开车出行注意保持安全车距。期间在滨海大道同一直线车道上,甲车和乙车正同向匀速行驶,甲车在前乙车在后,时,甲车发现前方有险情立即刹车,为避免两车相撞,2s后乙车也开始刹车,如图是两车位置随时间变化图像,图中曲线均为抛物线。已知甲车匀速行驶的速度为10m/s,司机反应时间不计,下列说法正确的是( )
A. 甲车加速度大小为
B. 当时,两车速度大小相等
C. 若,两车恰好没有相撞
D. 若没有相撞,两车相距最近时乙车的位移为48m
二、多选题(每小题6分,共18分)
8. 学校“身边的物理”社团制作了一个跑步机器人,同学们利用传感器研究该机器人的运动。若该机器人从0时刻起以某一初速度开始做直线运动,在时间内(以0时刻为起点)的平均速度为,其图像如图所示,则该机器人( )
A. 在0时刻的速度大小为
B. 在0时刻的速度大小为
C. 在时刻的加速度大小为
D. 在时刻的加速度大小为
9. 子弹以初速度v0垂直射入叠在一起的相同木板,穿过第20块木板后的速度变为0,可以把子弹视为质点,已知木板的长厚度均为d,认为子弹在各块木板中运动的加速度都相同,则下列说法正确的是( )
A. 子弹穿过前15块木板所用的时间
B. 子弹穿过第15块木板所用的时间为
C. 子弹穿过第15块木板时速度为
D. 子弹穿过前15块木板的平均速度为
10. 如图所示,小球沿斜面向上运动,依次经过a、b、c、d到达最高点e,已知ab=bd=6m,bc=1m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s。设小球经b、c时的速度分别为vb、vc,则( )
A. B. vc=3m/s
C. de=5m D. 从d到e所用时间为4s
三、实验题(2小题,共15分)
11. 某班同学利用如图所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”,电火花计时器使用的是频率为50Hz的交变电源。
(1)电火花计时器的工作电压为________(选填“6V”或“220V”),安装纸带时,需要将纸带置于________(选填“复写纸”或“墨粉纸盘”)的________(选填“上方”或“下方”)。
(2)下列说法中正确的是________
A. 实验时,先释放纸带,再接通电源
B. 实验时,先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带
C. 实验时,先接通电源或先释放纸带都可以
D. 纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大
(3)打出纸带后,通过纸带算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,合理的方法是________
A. 根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B. 根据实验数据画出v-t图像,量出其倾角,由公式求出加速度
C. 根据实验数据画出v-t图像,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D. 依次算出通过连续两计数点的加速度,算出平均值作为小车的加速度
12. 在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学打出的纸带如图甲所示,所用交流电源的频率为50Hz,回答下列问题:
(1)打B点时小车运动的速度大小约为________m/s;
(2)根据某次实验纸带上的记录,在v-t图像中描出的点如图乙所示,请在图乙中做出该物体的v-t图像;
(3)通过图像求得加速度的大小为________m/s²;(结果保留三位有效数字)
(4)如果在实验的过程中电源工作电压的频率变为49Hz,通过纸带计算出的加速度值与真实值相比是________(填“偏大”“不变”或“偏小”).
四、解答题(3小题,共39分)
13. 一只小船逆水匀速行驶,经过一座桥下时,从船上落下一木板到水中,船员半小时后才发现,立即调头追赶,在桥下游5km处追上。设小船相对于水的划行速度始终不变,木板到水中速度立即与水速相同。水速大小不变。求:
(1)小船调头后追上木板所用的时间;
(2)水流速度。
14. 红绿灯指挥城市路口交通。某城市道路汽车行驶限速,如图是该市一个十字路口前红灯时的情况,第一辆车的车头与停止线齐平,该路口绿灯时间是,已知每辆车长均为,绿灯亮后,每辆汽车都以加速度匀加速到最大限速,然后做匀速直线运动;为保证安全,前后两车相距均为,绿灯亮时第一辆车立即启动,每后一辆车启动相对前一辆车均延后。交通规则:黄灯亮时,只要车头过停止线就可以通行。
(1)绿灯亮后,求经过多长时间停止线后第3辆车车头过停止线;
(2)绿灯亮后,通过计算判断:停止线后第17辆车在本次绿灯期间能否通过该路口?
15. 研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间),但饮酒会导致反应时间延长,在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m. 减速过程中汽车位移s与速度的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动,g取10 m/s2.求:
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少?
(3)若该饮酒志愿者发现的情况为正前方有一辆大卡车以=4m/s的速度同方向匀速行驶,为避免追尾,则志愿者发现情况时,两车间的距离至少为多少?
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