精品解析:四川省成都市成华区某校2025-2026学年高一上学期阶段性考试(一)物理试题
2025-10-24
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内容正文:
2025-2026学年度(上)阶段性考试(一)
高2025级 物理
第I卷(选择题,共44分)
一、单项选择题(本题包括8小题,每小题3分,共24分,每小题只有一个选项符合题意。)
1. 2025年的春晚,一群穿着大花袄的机器人手里挥着红手绢,扭着东北秧歌,超炫的表演火遍了全世界。观察机器人,可将其视为质点的是( )
A. 谢幕鞠躬时 B. 跳舞时 C. 抛手帕时 D. 行走的轨迹
2. 如图所示,为某地图APP软件的一张截图,显示了某次导航的具体路径,其“时间最短”路线中有“42分钟”,“24公里”两个数据,“距离最短”路线中有“59分钟”“21公里”两个数据,关于这两个方案,下列说法正确的是( )
A. “时间最短”路线中“42分钟”表示的是某个时刻
B. “距离最短”路线中“21公里”表示的是位移大小
C. 根据“距离最短”路线中两个数据,可算出平均速度大小
D. 根据“距离最短”路线中两个数据,可以算出平均速率
3. 下列各组物理量中,全部是矢量的有( )
A. 位移、加速度、速度、平均速度 B. 速度、路程、时间、平均速度
C. 位移、速度、加速度、时间 D. 速度、质量、加速度、路程
4. 两质点A、B从同一地点开始运动的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点A的加速度大小为2 m/s2
B. t=1 s时,质点B的运动方向发生改变
C. t=2 s时,质点B的加速度方向不变
D. 第2 s内,质点B的速度方向与加速度方向相同
5. 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. ,
6. 某物理小组研究匀变速直线运动时,用一架照相机对正在下落的小球(可视为质点)进行拍摄,小球在空中的照片如下图所示,1、2、3分别为连续相等时间间隔T拍摄到的影像,每块砖的厚度均为d,且不计砖块之间的间隙,小球从静止开始下落,下落过程为匀加速直线运动.则下列说法正确的是( )
A. 下落过程中的加速度大小为 B. 经过位置2时的瞬时速度大小为
C. 小球开始下落点在1的位置上方 D. 小球开始下落点就是1的位置.
7. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶,遇到紧急情况,突然刹车,从开始刹车起运动过程中的位移(单位:m)与时间(单位:s)的关系式为(m),下列分析正确的是( )
A. 刹车过程中最后1s内的位移大小是5m
B. 刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m
C. 从刹车开始计时,8s内通过的位移大小为80m
D. 从刹车开始计时,前1s内和前2s内的位移大小之比为11:9
8. 人工智能的应用越来越广泛,萝卜快跑无人驾驶出租车已经在很多城市开始运营,汽车自动控制反应时间(从发现障碍物到开始制动的时间)小于人的反应时间。如图1、2所示分别是在遇到障碍物时驾驶员操作下的v-t图像和自动控制下的图像,数据图中已标出,下列说法正确的是( )
A. 驾驶员操作下从发现障碍物到停止的位移大小是45m
B. 驾驶员操作下从发现障碍物到停止的平均速度大小是
C. 自动控制下从发现障碍物到停止的时间是3.3s
D. 自动控制下从发现障碍物到停止的平均速度大小是
二、多项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中0~t1时间内,三物体的平均速率相等
B. 乙图中x1~2x1阶段,物体的加速度大小为
C. 丙图中阴影面积表示t1~t2时间内物体的加速度变化量
D. 丁图中物体做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2
10. 重庆朝天门大桥是连接重庆市江北区和南岸区的一架悬索桥,总长1741米,为双向6车道设计,设计速度为60千米/小时,如图甲所示,图乙中A、B、C、D、E为大桥上五根钢丝绳吊索,每两根吊索之间距离相等,若汽车从吊索A处开始做匀减速直线运动,刚好在吊索E处停下,汽车通过吊索DE段的时间为t,则( )
A. 汽车减速的时间为2t
B. 汽车通过吊索A、B、C、D时的速度之比为4:3:2:1
C. 汽车通过吊索C时的瞬时速度等于通过AE段的平均速度
D. 汽车通过吊索C时的瞬时速度大于通过AE段的平均速度
11. 某跳伞运动员进行低空跳伞训练。他离开悬停的飞机开始计时,可认为先做自由落体运动,当速度达到时打开降落伞,此后做匀减速直线运动,加速度大小为,到达地面时速度为,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 运动员距离地面60m时打开降落伞
B. 运动员在1s内、2s内、3s内的位移大小之比为
C. 运动员在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比为
D. 运动员在1s末、2s末、3s末的速度大小之比为
12. 我国是世界上电动汽车生产大国,电动汽车与人工智能相结合,是未来自动驾驶技术趋势。在测试一款电动汽车的自动驾驶功能时,挑选两辆汽车a和b在同一直线路段进行测试,测试开始时两辆汽车并排同时启动,两车运动的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 两车启动后b在前,a在后,a追赶b
B. a在前时间内的平均速度与b在前时间内的平均速度一样大
C. 相遇前,两车之间的最大距离为
D. a、b两车在时刻相遇
13. 一长为L=0.4m的金属管从地面以v0的速率竖直上抛,管在运动过程中保持竖直,管口正上方高h=1.2m处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度,不计空气阻力。若小球在管下降阶段穿过管,则v0可能是( )
A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3m/s D. 5m/s
三、实验探究题(本题共2小题,共14分。)
14. 光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备,如图1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重新接收到光信号,计时结束,即可记录物体通过光电门所用的时间。如图2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=0.004s,则小车通过A、B两位置的速度分别为vA=____m/s,vB=____m/s。(结果均保留2位有效数字)
(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。
15.
(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是___________(直流电,交流电),它们是每隔___________s打一个点。
(2)在“用打点计时器测速度”的实验中:除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面仪器和器材中,必须使用的有 (填选项代号)
A. 电压合适的50Hz交流电源 B. 电压可调的直流电源
C. 刻度尺 D. 秒表
E. 天平
(3)实验过程中,下列做法正确的是
A. 先释放小车,再接通电源 B. 先接通电源,再释放小车
C. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(4)某同学用如图1所示的装置,打出的一条纸带如图2所示,其中ABCDE为计数点,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为____________;
②由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为____________。
四、计算题(本题共4小题,共42分。解答应当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。有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
16. 一辆卡车沿着直线在公路上匀加速行驶,初速度为v0=10m/s,加速度a=2m/s2,求:
(1)卡车在3s末的速度v3;
(2)卡车在6s内的平均速度v;
17. 《中华人民共和国民法典》规定,对于高空抛物或坠物造成他人损害的情况,侵权人需要依法承担侵权责任。某同学为了解高空坠物的危害,进行了一次实验(除实验人员外,隔挡了其他人),将一枚鸡蛋从高度的废弃高楼上由静止释放,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)鸡蛋在空中运动的时间t;
(2)鸡蛋在第2s末的速度大小v;
(3)鸡蛋在着地前的最后1s的位移大小s。
18. 如图所示,在离地面高H处以的速度竖直向上抛出一个小球,地面上有一长L=5m的小车,其前端M距离抛出点的正下方s=4m,小球抛出的同时,小车由静止开始向右做匀加速直线运动,已知小球落地前最后1s内下落的高度为25m,忽略空气阻力及小车的高度,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小球离地的最大高度;
(2)要使小车接住小球,小车加速度的范围。
19. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验,两车均可视为质点,如图所示,时,A、B两车同时沿两条相距的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动,A车始终以的速度做匀速直线运动,B车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动,后开始做匀速直线运动,已知两蓝牙小车自动连接的最大距离求:
(1)末两车的距离;
(2)整个运动过程中,两车能够保持连接的总时间;
(3)若末B车做加速度大小为的匀减速直线运动,速度减为零后停止运动,求B车减速后两车再次刚好连接瞬间A车到起跑线的距离,并求出保持该次连接持续的时间。
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2025-2026学年度(上)阶段性考试(一)
高2025级 物理
第I卷(选择题,共44分)
一、单项选择题(本题包括8小题,每小题3分,共24分,每小题只有一个选项符合题意。)
1. 2025年的春晚,一群穿着大花袄的机器人手里挥着红手绢,扭着东北秧歌,超炫的表演火遍了全世界。观察机器人,可将其视为质点的是( )
A. 谢幕鞠躬时 B. 跳舞时 C. 抛手帕时 D. 行走的轨迹
【答案】D
【解析】
【详解】A.观察机器人谢幕鞠躬时,机器人的形状大小不能忽略不计,不可以将其视为质点,故A错误;
B.观察机器人跳舞时,机器人的形状大小不能忽略不计,不可以将其视为质点,故B错误;
C.观察机器人抛手帕时,机器人的形状大小不能忽略不计,不可以将其视为质点,故C错误;
D.观察机器人行走的轨迹时,机器人的形状大小能忽略不计,可以将其视为质点,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,为某地图APP软件的一张截图,显示了某次导航的具体路径,其“时间最短”路线中有“42分钟”,“24公里”两个数据,“距离最短”路线中有“59分钟”“21公里”两个数据,关于这两个方案,下列说法正确的是( )
A. “时间最短”路线中“42分钟”表示的是某个时刻
B. “距离最短”路线中“21公里”表示的是位移大小
C. 根据“距离最短”路线中两个数据,可算出平均速度大小
D. 根据“距离最短”路线中两个数据,可以算出平均速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.“42分钟”、“59分钟”表示时间间隔,故A错误;
B.“24公里”、“21公里”表示路程,不表示位移,故B错误;
C.平均速度等于位移与时间的比值,由于位移未知,故平均速度计算不出来,故C错误;
D.平均速率等于路程与时间的比值,由于知道路程和时间,故可以算出平均速率,故D正确。
故选D。
3. 下列各组物理量中,全部是矢量的有( )
A. 位移、加速度、速度、平均速度 B. 速度、路程、时间、平均速度
C. 位移、速度、加速度、时间 D. 速度、质量、加速度、路程
【答案】A
【解析】
【详解】A.位移、加速度、速度、平均速度都是矢量,故A符合题意;
B.路程、时间是标量,故B不符合题意;
C.时间是标量,故C不符合题意;
D.质量、路程是标量,故D不符合题意。
故选A。
4. 两质点A、B从同一地点开始运动的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点A的加速度大小为2 m/s2
B. t=1 s时,质点B的运动方向发生改变
C. t=2 s时,质点B的加速度方向不变
D. 第2 s内,质点B的速度方向与加速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.质点A的加速度大小为,选项A错误;
B.t=1s时,质点B的运动方向没有改变,选项B错误;
C.图像斜率的符号反映加速度的方向,t=2s时,质点B的速度方向改变但加速度方向不变,选项C正确;
D.第2 s内,质点B的速度方向为负,加速度方向为正,选项D错误。
故选C。
5. 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。
6. 某物理小组研究匀变速直线运动时,用一架照相机对正在下落的小球(可视为质点)进行拍摄,小球在空中的照片如下图所示,1、2、3分别为连续相等时间间隔T拍摄到的影像,每块砖的厚度均为d,且不计砖块之间的间隙,小球从静止开始下落,下落过程为匀加速直线运动.则下列说法正确的是( )
A. 下落过程中的加速度大小为 B. 经过位置2时的瞬时速度大小为
C. 小球开始下落点在1的位置上方 D. 小球开始下落点就是1的位置.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,连续两次拍照期间小球的位移比为2:3,根据
代入数据可得下落过程中的加速度大小为
A错误;
B.由运动学知识得经过位置2时的瞬时速度大小为
B错误;
CD.小球静止释放后做匀加速直线运动,由初速度为零的匀加速直线运动的推论可知,其在连续相同的时间间隔内的位移之比为1:3:5:…,而该频闪照片显示其小球在连续两次拍照时间间隔内的位移之比为2:3:…,与规律不符,因此照片中的位置“1”不是小球的初始位置,C正确,D错误。
故选C。
7. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶,遇到紧急情况,突然刹车,从开始刹车起运动过程中的位移(单位:m)与时间(单位:s)的关系式为(m),下列分析正确的是( )
A. 刹车过程中最后1s内的位移大小是5m
B. 刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m
C. 从刹车开始计时,8s内通过的位移大小为80m
D. 从刹车开始计时,前1s内和前2s内的位移大小之比为11:9
【答案】B
【解析】
【详解】由位移公式
对比题中
得初速度,加速度满足
解得
A.根据逆向思维可知,刹车过程中最后1s内的位移大小是m,故A错误;
B.刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m,故B正确;
C.刹车停止时间
总位移
则从刹车开始计时,8s内通过的位移大小为90m,故C错误;
D.将1s和2s代入题中表达式可知,前1s内和前2s内的位移大小分别为27.5m,50m,位移大小之比为11:20,故D错误;
故选B。
8. 人工智能的应用越来越广泛,萝卜快跑无人驾驶出租车已经在很多城市开始运营,汽车自动控制反应时间(从发现障碍物到开始制动的时间)小于人的反应时间。如图1、2所示分别是在遇到障碍物时驾驶员操作下的v-t图像和自动控制下的图像,数据图中已标出,下列说法正确的是( )
A. 驾驶员操作下从发现障碍物到停止的位移大小是45m
B. 驾驶员操作下从发现障碍物到停止的平均速度大小是
C. 自动控制下从发现障碍物到停止的时间是3.3s
D. 自动控制下从发现障碍物到停止的平均速度大小是
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移可知,驾驶员操作下从发现障碍物到停止的位移大小是m=60m
故A错误;
B.驾驶员操作下从发现障碍物到停止的时间为=3.5s,位移为=60m,则此过程的平均速度大小是
故B错误;
C.在自动控制下的图像中,根据
可得汽车匀减速运动的加速度为
由图可知,汽车的初速度v0=30m/s,则反应时间s=0.3s
匀减速运动的时间s
自动控制下从发现障碍物到停止的时间是s
故C正确;
D.自动控制下从发现障碍物到停止的位移x=54m,所用时间t=3.3s,则平均速度大小是
故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中0~t1时间内,三物体的平均速率相等
B. 乙图中x1~2x1阶段,物体的加速度大小为
C. 丙图中阴影面积表示t1~t2时间内物体的加速度变化量
D. 丁图中物体做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2
【答案】AB
【解析】
【详解】A.图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,根据图示可知,速度方向没有发生变化,即物体均做单向直线运动,0~t1时间内,三个物体的路程与时间均相等,则三物体的平均速率相等,故A正确;
B.根据速度与位移的关系有
变形得
结合图像可知,x1~2x1阶段有
解得
即物体的加速度大小为,故B正确;
C.根据加速度的定义式有
则有
可知,丙图中阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量,故C错误;
D.物体做匀加速直线运动,根据位移公式有
变形得
结合图像有
解得,故D错误。
故选AB。
10. 重庆朝天门大桥是连接重庆市江北区和南岸区的一架悬索桥,总长1741米,为双向6车道设计,设计速度为60千米/小时,如图甲所示,图乙中A、B、C、D、E为大桥上五根钢丝绳吊索,每两根吊索之间距离相等,若汽车从吊索A处开始做匀减速直线运动,刚好在吊索E处停下,汽车通过吊索DE段的时间为t,则( )
A. 汽车减速的时间为2t
B. 汽车通过吊索A、B、C、D时的速度之比为4:3:2:1
C. 汽车通过吊索C时的瞬时速度等于通过AE段的平均速度
D. 汽车通过吊索C时的瞬时速度大于通过AE段的平均速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.汽车减速到零,可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动,根据初速度为零的匀变速直线运动的比例关系,可知汽车通过DE、AD段所用的时间之比为1:1,可得汽车减速的时间等于2t,故A正确;
B.由初速度为零的匀加速直线运动,可知
则汽车通过吊索A、B、C、D时的速度之比为,故B错误;
CD.D点是AE段匀减速运动的时间中点,所以汽车通过吊索D点时的瞬时速度等于通过AE段的平均速度,汽车通过吊索C点时的瞬时速度大于通过AE段的平均速度,故C错误,D正确。
故选AD。
11. 某跳伞运动员进行低空跳伞训练。他离开悬停的飞机开始计时,可认为先做自由落体运动,当速度达到时打开降落伞,此后做匀减速直线运动,加速度大小为,到达地面时速度为,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 运动员距离地面60m时打开降落伞
B. 运动员在1s内、2s内、3s内的位移大小之比为
C. 运动员在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比为
D. 运动员在1s末、2s末、3s末的速度大小之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.运动员做自由落体运动,当速度达到时打开降落伞,此过程有
解得
此后做匀减速直线运动,加速度大小为,到达地面时速度为,利用逆向思维,根据速度与位移的关系有
解得
可知,运动员距离地面60m时打开降落伞,故A正确;
B.运动员自由落体运动的时间
令,则运动员在1s内的位移
运动员在2s内的位移
运动员在2.5s内的位移
在2.5s到3s之间做减速运动,位移为
则3s内的位移为
可知运动员在1s内、2s内、3s内的位移大小之比为,故B错误;
C.结合上述可知,运动员在第1s内的位移为
运动员在第2s内的位移为
运动员在第3s内的位移为
平均速度等于总位移与总时间的比值,既运动员在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比等于总位移之比,故C错误;
D.运动员在1s末的速度
运动员在2s末的速度
运动员在3s末的速度
可知,运动员在1s末、2s末、3s末的速度大小之比为,故D正确。
故选AD。
12. 我国是世界上电动汽车生产大国,电动汽车与人工智能相结合,是未来自动驾驶技术趋势。在测试一款电动汽车的自动驾驶功能时,挑选两辆汽车a和b在同一直线路段进行测试,测试开始时两辆汽车并排同时启动,两车运动的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 两车启动后b在前,a在后,a追赶b
B. a在前时间内的平均速度与b在前时间内的平均速度一样大
C. 相遇前,两车之间的最大距离为
D. a、b两车在时刻相遇
【答案】BD
【解析】
【详解】A.开始时两车并排同时启动,随后a的速度大一些,可知,两车启动后a在前,b在后,b追赶a,故A错误;
B.匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知a在前时间内的平均速度与b在前时间内的平均速度一样大,均为,故B正确;
C.相遇前,当两车速度相等时,间距最大,根据图像可知
故C错误;
D.令t时刻两车相遇,则有
其中
舍去时间负值解得
故D正确。
故选BD。
13. 一长为L=0.4m的金属管从地面以v0的速率竖直上抛,管在运动过程中保持竖直,管口正上方高h=1.2m处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度,不计空气阻力。若小球在管下降阶段穿过管,则v0可能是( )
A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3m/s D. 5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】若小球刚好在管上升到最高点时穿过管,则位移关系刚好满足
代入数据解得
若小球在管刚落地时穿过管,则有
代入数据解得
若小球在管下降阶段穿过管,则满足的范围为
故选C。
三、实验探究题(本题共2小题,共14分。)
14. 光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备,如图1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重新接收到光信号,计时结束,即可记录物体通过光电门所用的时间。如图2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=0.004s,则小车通过A、B两位置的速度分别为vA=____m/s,vB=____m/s。(结果均保留2位有效数字)
(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) ①. 1.0 ②. 2.5
(3)加速
【解析】
【小问1详解】
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为
【小问2详解】
[1] [2] 小车通过A、B两光电门的速度分别为
【小问3详解】
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大,即小车沿斜面向下做加速运动。
15.
(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是___________(直流电,交流电),它们是每隔___________s打一个点。
(2)在“用打点计时器测速度”的实验中:除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面仪器和器材中,必须使用的有 (填选项代号)
A. 电压合适的50Hz交流电源 B. 电压可调的直流电源
C. 刻度尺 D. 秒表
E. 天平
(3)实验过程中,下列做法正确的是
A. 先释放小车,再接通电源 B. 先接通电源,再释放小车
C. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(4)某同学用如图1所示的装置,打出的一条纸带如图2所示,其中ABCDE为计数点,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为____________;
②由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为____________。
【答案】(1) ①. 交流电 ②. 0.02 (2)AC (3)BD
(4) ①. 0.30 ②. 0.40
【解析】
【小问1详解】
[1]常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器使用的是交流电。
[2]电源频率为50Hz,则每隔
打一个点。
【小问2详解】
AB.电压合适的50Hz交流电源,A正确,B错误;
C.刻度尺用来测纸带上计数点间的距离,C正确;
D.打点计时器就是计时仪器,不需要秒表,D错误;
E.实验是“探究小车速度随时间变化的规律”的,因此不需要天平测小车和钩码的质量,E错误。
故选AC。
【小问3详解】
A.先释放小车,再接通电源,这样纸带利用率很低,纸带上会得到很少的数据,会产生较大的实验误差,A错误;
B.先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车,纸带会得到充分利用,纸带上会得到更多的数据,会减小实验误差,B正确;
CD.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,小车会在长木板上运动更长的距离,纸带上会打出更多的计数点,从而得到更多的数据,C错误,D正确。
故选BD。
【小问4详解】
①[1]纸带上相邻两个计数点之间还有4个点未画出,由在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,打点计时器打下C点时小车的速度大小为
②[2]由匀变速直线运动的推论和纸带所示数据算出小车的加速度大小为
四、计算题(本题共4小题,共42分。解答应当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。有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
16. 一辆卡车沿着直线在公路上匀加速行驶,初速度为v0=10m/s,加速度a=2m/s2,求:
(1)卡车在3s末的速度v3;
(2)卡车在6s内的平均速度v;
【答案】(1)16m/s;(2)16m/s
【解析】
【详解】(1)卡车在3s末的速度为
(2)6s内的位移为
则卡车在6s内的平均速度为
17. 《中华人民共和国民法典》规定,对于高空抛物或坠物造成他人损害的情况,侵权人需要依法承担侵权责任。某同学为了解高空坠物的危害,进行了一次实验(除实验人员外,隔挡了其他人),将一枚鸡蛋从高度的废弃高楼上由静止释放,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)鸡蛋在空中运动的时间t;
(2)鸡蛋在第2s末的速度大小v;
(3)鸡蛋在着地前的最后1s的位移大小s。
【答案】(1)4s (2)20m/s
(3)35m
【解析】
【小问1详解】
鸡蛋在空中运动的时间为
解得
【小问2详解】
鸡蛋在第2s末的速度大小为
【小问3详解】
鸡蛋在着地前的最后1s的位移大小为
18. 如图所示,在离地面高H处以的速度竖直向上抛出一个小球,地面上有一长L=5m的小车,其前端M距离抛出点的正下方s=4m,小球抛出的同时,小车由静止开始向右做匀加速直线运动,已知小球落地前最后1s内下落的高度为25m,忽略空气阻力及小车的高度,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小球离地的最大高度;
(2)要使小车接住小球,小车加速度的范围。
【答案】(1)45m (2)0.5m/s2≤a≤1.125m/s2
【解析】
【小问1详解】
)设小球竖直上抛到最高点时间为t0,根据速度与时间的关系可得0=v0-gt0
可得t0=1s
到达最高点后,小球做自由落体运动,设最高点到地面的高度为h,最后1s内的高度为,从最高点下落到地面所用时间为t1,有,
联立解得t1=3s,h=45m
小球离地的最大高度45m。
【小问2详解】
小球在空中的运动时间为
若小球落地时恰落在M端,则由
可得a1=0.5m/s2
若小球落地时恰落在N端,则由
可得a2=1.125m/s2
可知小车加速度范围。
19. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验,两车均可视为质点,如图所示,时,A、B两车同时沿两条相距的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动,A车始终以的速度做匀速直线运动,B车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动,后开始做匀速直线运动,已知两蓝牙小车自动连接的最大距离求:
(1)末两车的距离;
(2)整个运动过程中,两车能够保持连接的总时间;
(3)若末B车做加速度大小为的匀减速直线运动,速度减为零后停止运动,求B车减速后两车再次刚好连接瞬间A车到起跑线的距离,并求出保持该次连接持续的时间。
【答案】(1)5m (2)10s
(3)3s
【解析】
【小问1详解】
t1=2s内,A、B车的位移分别为
x1=vAt1
则有
解得
s1=5m
【小问2详解】
结合上述可知s1=5m=L即在t1=2s时,两车第一次刚好断开连接,则有
vB1=a1t1
解得
vB1=2m/s
结合上述可知,两车第一次保持连接的时间为t1=2s,在两车位移之差为时
解得t2=4s此时两车间距又为L =5m,表明t2=4s时刻两车第二次开始连接,令再经历时间t4,两车位移差再次达到Δx=4m则有
解得
t4=8s
结合上述可知,整个运动过程中,两车能够保持连接的总时间
Δt=t1+t4=10s
【小问3详解】
由于
t3=t2+t4=12s
结合上述可知,12 s时开始断开连接,B车在A车前方,B车开始减速,减速至0的时间
令B车减速后再经历时间t5两车刚好再次连接,结合上述可知,此时两车位移差再次达到
Δx=4m,则有
解得
t5=1s
此时,A车到起跑线的距离
xA=vA(t3+t5)=39m
令B车之后再经历时间t6两车再次刚好断开连接,此时A在前B在后,则有
解得
即B车已经停止运动,则有
解得
Δt4=3s
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