内容正文:
哈师大附中2025级2025—2026学年度第一学期10月月考
时间:90分钟 满分:100分
一、选择题:本题共14小题,共46分。(在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一项符合题目要求,每小题3分;第11~14题有多项符合题目要求,每小题4分,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 温度计读数有正有负,所以温度是矢量
B. 描述同一物体的运动时,不论选取怎样的参考系,其结论是相同的
C. 甲、乙两运动物体的位移大小均为50m,这两个物体的位移必定相同
D. 做直线运动的甲、乙两物体速度,,则
2. 某同学购买了一张单程机票。此次飞行的相关信息如图1、2所示。在这趟飞行过程中他不仅领略了祖国的大好河山,更是发现了不少有趣的物理现象。下列说法正确的是( )
A. 研究飞机下降过程机翼的形态变化时,能将飞机看成质点
B. 若飞行轨迹长为2100km,则飞机的位移也为2100km
C. 若整个路程为2100km,则飞机的平均速率为700km/h
D. 题中图1的“11:30”表示时间间隔
3. 关于速度和速率,下列说法正确的是( )
A. 平均速率等于平均速度的大小
B. 瞬时速度的方向就是物体运动的方向
C. 速率不变的运动,其瞬时速度也一定不变
D. 平均速度的方向不一定是位移的方向
4. 关于加速度,下列说法正确的是( )
A. 加速度是表示物体运动快慢的物理量
B. 物体的加速度大小与物体的速度成正比
C. 物体速度变化越快,加速度越大
D. 物体的速度为0则加速度也一定为0
5. 某物体的位移—时间图像如图所示,物体从时刻开始运动,图像是曲线,则下列说法错误的是( )
A. 物体运动的轨迹是曲线 B. 4s时物体运动到位置坐标原点前方80m处
C. 在0~8s内物体做往返运动 D. 物体从最大位移处回到初始位置所用时间为4s
6. 甲乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图象如图所示,图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2(s2>s1)。初始时,甲车在乙车前方s0处,下列说法不正确的是( )
A. 若,两车不会相遇
B. 若,两车相遇2次
C. 若,两车相遇1次
D. 若,两车相遇1次
7. 在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动,在运动了之后,由于前方突然有巨石滚下并堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经停在巨石前。则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 加速和减速过程中速度的变化量相同
B. 加速、减速中的加速度大小之比为
C. 加速、减速中的平均速度大小之比为
D. 加速、减速中的位移之比为
8. 木块A、B、C、D并排固定在水平地面上,可视为质点的子弹以速度射入木块A,恰好能从小块D中射出。子弹在木块A、B、C、D中运动的时间相等,在木块中运动时加速度恒定,下列说法正确的是( )
A. 木块A、B、C、D的长度之比为9:7:5:3
B. 子弹刚射出木块B时的速度大小为
C. 子弹射出木块A、B瞬间的速度大小之比为3:1
D. 子弹在木块A中运动的平均速度是在木块D中运动的平均速度的5倍
9. “低头族”在社会安全中面临越来越多的潜在风险,若司机也属于低头一族,出事概率则会剧增。若高速公路(可视为平直公路)同一车道上两小车的车速均为108km/h,车距为105m,前车由于车辆问题而紧急刹车,而后方车辆的司机由于低头看手机,4s后抬头才看到前车刹车,经过0.4s的应时间后也紧急刹车,假设两车刹车时的加速度大小均为6m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 两车不会相撞,两车间的最小距离为12m
B. 两车会相撞,相撞时前车车速为6m/s
C. 两车会相撞,相撞时后车车速为18m/s
D. 条件不足,不能判断两车是否相撞
10. 某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路上以某一速度匀速运动,突然发现前方50m处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动。已知刹车后第1个2s内的位移是24m,第4个2s内的位移是1m。则下列说法中正确的是( )
A. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2
B. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为m/s2
C. 汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车
D. 汽车甲刹车前的速度为13.9m/s
11. 下面图像描述的是A、B两物体做直线运动的相关图像。关于甲、乙、丙、丁四个图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中在时间内,A的平均速度大于B的平均速度
B. 乙图中的物体不一定做往复运动
C. 丙图中两物体在、两个时刻相遇两次
D. 由丁图可以求出运动物体的加速度
12. 给滑块一初速度,使它沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为,当滑块速度大小变为时,所用时间可能是(物体沿斜面向上运动和向下运动时加速度不变)( )
A. B. C. D.
13. 图甲是超声波测速示意图,测速仪发射并能接收所发出的脉冲信号,图乙中的、、是固定的测速仪每隔时间发出的脉冲信号,足够小,、、是、、经汽车反射回来的信号,各信号之间的时间间隔如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 汽车正在靠近测速仪 B. 汽车正在远离测速仪
C. 汽车速度保持不变 D. 汽车速度逐渐变大
14. 如图为港珠澳大桥上四段长度均为110m的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A. ac段的平均速度大于b点的瞬时速度
B. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. 通过ce段的时间为
D. 汽车通过b、c、d、e的速度大小之比为1∶2∶3∶4
二、非选择题,本题共5小题,共54分。
15. 如图甲所示,利用遮光条和光电门能够较为精确的测量物体的速度。图乙中一滑块沿倾斜气垫导轨向上运动,先后穿过两个光电门时的挡光时间分别为、,遮光条宽度,遮光条从开始挡住第1个光电门到开始挡住第2个光电门的时间间隔t=2s。
(1)滑块通过第1个光电门的速度大小为___________m/s,若该过程是匀变速运动,滑块的加速度为___________m/s2;(以沿导轨向上为正方向);
(2)采用以上方法测得的速度实际上是通过光电门的___________(填“平均速度”或“瞬时速度”),为了提高实验的精度,可将遮光条___________。
16. 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”)。
17. 如图,在一个短边长为,长边长为的矩形场地上,运动员(可视为质点)从点出发以恒定速率沿场地边缘顺时针到达点(、为两边的中点),求整个过程中:
(1)跑步者运动的平均速度大小;
(2)跑步者运动的平均加速度大小。
18. 如图甲,滑板运动深受部分年轻人的喜爱,他们在斜坡上冲上、滑下,享受着运动的乐趣。为研究此运动过程,可以建立如图乙所示物理模型。物体由底端D点以v0=4m/s的初速度滑上固定的光滑斜面,途经A、B两点,已知xAB=xBC,由B点再经过0.5 s物体滑到斜面最高点C时速度恰好为零。设斜面长度为4m,求:(物体在光滑斜面上上滑与下滑的加速度大小相等)
(1)物体运动的加速度;
(2)物体经过B点时的速度大小;
(3)物体两次经过A点的时间间隔。
19. 新能源汽车的安全问题越来越受大众关注,在某汽车碰撞实验场所中,一高清摄像头(可视为质点)处于用来实验的汽车上方,准备跟随汽车并拍摄碰撞的过程以供研究。一车身长度为3.75m的实验汽车先以的速度匀速行驶,当运动至距离墙的位置时开始紧急刹车制动,以后做加速度大小为的匀减速运动。已知高清摄像头一直以的速度匀速向左水平运动,如图所示,当汽车刚开始减速时摄像头恰好在图中车身左端的正上方。由于汽车前方装有特殊的保护装置,汽车撞墙后几乎不发生形变,并会以碰前速度大小的一半反向弹回(反弹回来过程中车头仍一直朝墙),然后仍然以大小为的加速度匀减速运动至停下。
(1)若汽车,判断汽车是否会撞墙?(写出过程)
(2)若汽车,求从图示位置开始,摄像头第二次运动至车身右端正上方时,汽车的速度大小和方向?
(3)若汽车,求从图示位置开始计时,摄像头再次运动至车身左端正上方所经历的时间?
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哈师大附中2025级2025—2026学年度第一学期10月月考
时间:90分钟 满分:100分
一、选择题:本题共14小题,共46分。(在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一项符合题目要求,每小题3分;第11~14题有多项符合题目要求,每小题4分,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 温度计读数有正有负,所以温度是矢量
B. 描述同一物体的运动时,不论选取怎样的参考系,其结论是相同的
C. 甲、乙两运动物体的位移大小均为50m,这两个物体的位移必定相同
D. 做直线运动的甲、乙两物体速度,,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度计读数有正有负,其正负表示温度的高低,不表示方向,故温度是标量,故A错误;
B.描述同一物体的运动时,选取不同的参考系,对运动的描述不一定相同,故B错误;
C.位移是矢量,只有大小和方向都相同时,位移才相同,所以两运动物体的位移大小均为50m,方向可能不同,故这两个物体的位移不一定相同,故C错误;
D.做直线运动的甲、乙两物体速度,,说明甲的速度大小为,乙的速度大小为,可知甲的速度小于乙的速度,故D正确。
故选D。
2. 某同学购买了一张单程机票。此次飞行的相关信息如图1、2所示。在这趟飞行过程中他不仅领略了祖国的大好河山,更是发现了不少有趣的物理现象。下列说法正确的是( )
A. 研究飞机下降过程机翼的形态变化时,能将飞机看成质点
B. 若飞行轨迹长为2100km,则飞机的位移也为2100km
C. 若整个路程为2100km,则飞机的平均速率为700km/h
D. 题中图1的“11:30”表示时间间隔
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究飞机下降过程机翼的形态变化时,机翼的形状和体积对所研究问题的影响
不能忽略,此时不能将飞机看成质点,故A错误;
B.若整个飞行轨迹为2100km,则路程为2100km,由于飞机的运动轨迹为曲线,则其位移大小小于2100km,故B错误;
C.若整个路程为2100km,则平均速率为,故C正确;
D.题中“11∶30”指实际降落的一个状态,可知,“11∶30”表示时刻,故D错误。
故选C。
3. 关于速度和速率,下列说法正确的是( )
A. 平均速率等于平均速度的大小
B. 瞬时速度的方向就是物体运动的方向
C. 速率不变的运动,其瞬时速度也一定不变
D. 平均速度的方向不一定是位移的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.平均速率是路程与时间的比值,平均速度是位移与时间的比值。路程≥位移的大小,因此平均速率≥平均速度的大小,故A错误;
B.瞬时速度的方向是物体运动轨迹的切线方向,即物体在该时刻的运动方向,故B正确;
C.速率是速度的大小,速率不变但方向可能变化(如匀速圆周运动),此时瞬时速度变化,故C错误;
D.平均速度方向由位移方向决定,二者方向一致,故D错误。
故选B。
4. 关于加速度,下列说法正确的是( )
A. 加速度是表示物体运动快慢的物理量
B. 物体的加速度大小与物体的速度成正比
C. 物体速度变化越快,加速度越大
D. 物体的速度为0则加速度也一定为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.加速度是表示速度变化快慢的物理量,速度是表示物体运动快慢的物理量,故A错误;
B.根据加速度定义式
可知加速度与速度大小无直接比例关系,故B错误;
C.根据加速度定义式
可知速度变化越快,即越大,故加速度越大,故C正确;
D.速度为零时加速度不一定为零,如物体从静止开始加速瞬间,故D错误。
故选C。
5. 某物体的位移—时间图像如图所示,物体从时刻开始运动,图像是曲线,则下列说法错误的是( )
A. 物体运动的轨迹是曲线 B. 4s时物体运动到位置坐标原点前方80m处
C. 在0~8s内物体做往返运动 D. 物体从最大位移处回到初始位置所用时间为4s
【答案】A
【解析】
【详解】A.位移—时间图像描述的是做直线运动物体的位移随时间的变化关系,虽然图像是抛物线,但物体的运动轨迹是直线,故A错误,符合题意;
BCD.从图像可以看出,物体4s时运动到位置坐标原点前方80m,然后速度反向,8s时回到初始位置,先远离出发点,后回到出发点,故物体做往返运动,且从最大位移处回到初始位置所用时间为4s,故BCD正确,不符合题意。
故选A。
6. 甲乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图象如图所示,图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2(s2>s1)。初始时,甲车在乙车前方s0处,下列说法不正确的是( )
A. 若,两车不会相遇
B. 若,两车相遇2次
C. 若,两车相遇1次
D. 若,两车相遇1次
【答案】D
【解析】
【详解】A.图线可知:在T时间内,甲车前进了,乙车前进了;若
可得
即在T时刻两车没有相遇,乙车在甲车后面,之后由于甲车速度一直大于乙车,故两车不会相遇,故A正确;
B.若,可得
即在T时刻时,乙车已经超过甲车,由于该时刻之后甲车速度大于乙车,所以甲车还会超过乙车,则两车会相遇2次,故B正确;
C.若,即此时有
即两车在T时刻刚好相遇,之后由于甲车速度一直大于乙车,所以只能相遇一次,故C正确;
D.若,即此时有
因为有,可得
即在T时刻两车没有相遇,乙车在甲车后面,之后由于甲车速度一直大于乙车,故两车不会相遇,故D错误。
本题选错误的,故选D。
7. 在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动,在运动了之后,由于前方突然有巨石滚下并堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经停在巨石前。则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 加速和减速过程中速度的变化量相同
B. 加速、减速中的加速度大小之比为
C. 加速、减速中的平均速度大小之比为
D. 加速、减速中的位移之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.加速阶段速度变化量为(方向与运动方向相同),减速阶段速度变化量为(方向与运动方向相反)。两者大小相等但方向相反,故A错误;
B.设加速结束时的速度为,则加速阶段的加速度大小为
减速阶段的加速度大小为
加速度大小之比为,故B错误;
C.匀变速直线运动的平均速度为初末速度的平均值。加速阶段的平均速度
减速阶段的平均速度
则两者之比为,故C正确;
D.位移等于平均速度乘以时间,加速阶段的位移
减速阶段的位移
位移之比为,故D错误。
故选C。
8. 木块A、B、C、D并排固定在水平地面上,可视为质点的子弹以速度射入木块A,恰好能从小块D中射出。子弹在木块A、B、C、D中运动的时间相等,在木块中运动时加速度恒定,下列说法正确的是( )
A. 木块A、B、C、D的长度之比为9:7:5:3
B. 子弹刚射出木块B时的速度大小为
C. 子弹射出木块A、B瞬间的速度大小之比为3:1
D. 子弹在木块A中运动的平均速度是在木块D中运动的平均速度的5倍
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,子弹在木块中的运动可逆向看作初速度为零且从右向左的匀加速直线运动,子弹在木块A、B、C、D中运动的时间相等。由初速度等于零的匀加速直线运动存连续相等时间内运动位移的比例关系可知,木块A、B、C、D的长度之比为7:5:3:1,A错误;
B.由知,子弹刚射出木块B时的速度大小为
B正确;
C.由知,子弹射出木块A、B瞬间的速度大小之比为
C错误;
D.因为子弹在每个木块中运动的时间相等,由
知,子弹在木块A中运动的平均速度是在木块D中运动的平均速度的7倍,D错误。
故选B。
9. “低头族”在社会安全中面临越来越多的潜在风险,若司机也属于低头一族,出事概率则会剧增。若高速公路(可视为平直公路)同一车道上两小车的车速均为108km/h,车距为105m,前车由于车辆问题而紧急刹车,而后方车辆的司机由于低头看手机,4s后抬头才看到前车刹车,经过0.4s的应时间后也紧急刹车,假设两车刹车时的加速度大小均为6m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 两车不会相撞,两车间的最小距离为12m
B. 两车会相撞,相撞时前车车速为6m/s
C. 两车会相撞,相撞时后车车速为18m/s
D. 条件不足,不能判断两车是否相撞
【答案】C
【解析】
【详解】两车的初速度,结合运动学公式知两车从刹车到速度为0的位移
则后车从开始到刹车到速度为0的位移
所以两车会相撞,相撞时前车已经停止,距后车减速到速度为0的位置相距
根据减速到速度为零的运动可以视为初速度为零的加速运动处理,则相撞时后车的速度
解得
故C正确,ABD错误。
故选C。
10. 某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路上以某一速度匀速运动,突然发现前方50m处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动。已知刹车后第1个2s内的位移是24m,第4个2s内的位移是1m。则下列说法中正确的是( )
A. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2
B. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为m/s2
C. 汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车
D. 汽车甲刹车前的速度为13.9m/s
【答案】A
【解析】
【详解】ABD.假设汽车甲8s内一直做匀减速直线运动,根据得
根据得初速度为
速度减为零的时间为
可知汽车甲在8s前速度减为零。
设汽车甲的加速度为a,根据得
汽车甲速度减为零的时间为
采用逆向思维,最后2s内的位移为
联立解得
a=-2m/s2
v0=14m/s
选项A正确,BD错误。
C.汽车甲刹车到停止的距离
可知甲不能撞上乙车,选项C错误。
故选A。
11. 下面图像描述的是A、B两物体做直线运动的相关图像。关于甲、乙、丙、丁四个图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中在时间内,A的平均速度大于B的平均速度
B. 乙图中的物体不一定做往复运动
C. 丙图中两物体在、两个时刻相遇两次
D. 由丁图可以求出运动物体的加速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.甲图中为位移时间图像,在时间内,A、B两物体的位移相等,时间相等,所以A的平均速度等于B的平均速度,故A错误;
B.乙图中为加速度时间图像,如果物体从静止开始运动,则物体在0~1s时间内沿正方向做匀加速直线运动,在1s~2s时间内加速度方向与运动方向相反,物体做匀减速运动,速度减到零,2s~3s时间内物体又沿正方向做匀加速运动,在3s~4s时间内加速度方向与运动方向相反,物体做匀减速运动,速度减到零,所以乙图中的物体不一定做往复运动,故B正确;
C.丙图中是速度时间图像,两物体在、两个时刻速度相等,图像与时间轴所围的面积表示位移,在、两个时间内的位移不相等,故C错误;
D.丁图是速度平方位移图像,由速度位移关系公式可知,图像斜率k=2a,因此由丁图可以求出运动物体的加速度,故D正确。
故选BD。
12. 给滑块一初速度,使它沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为,当滑块速度大小变为时,所用时间可能是(物体沿斜面向上运动和向下运动时加速度不变)( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】规定初速度方向为正方向,根据题意可知速度可能为或,根据
代入题中数据,联立解得或6s
故选BD。
13. 图甲是超声波测速示意图,测速仪发射并能接收所发出的脉冲信号,图乙中的、、是固定的测速仪每隔时间发出的脉冲信号,足够小,、、是、、经汽车反射回来的信号,各信号之间的时间间隔如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 汽车正在靠近测速仪 B. 汽车正在远离测速仪
C. 汽车速度保持不变 D. 汽车速度逐渐变大
【答案】BC
【解析】
【详解】汽车接收脉冲信号时距离测速仪的距离
汽车接收脉冲信号时距离测速仪的距离
汽车接收脉冲信号时距离测速仪的距离
可知汽车距离测速仪越来越远,汽车接收到、两个信号之间的时间内前进的距离与接收到、两个信号之间的时间内前进的距离相等,均为
且汽车每次接收信号的时间间隔均为,即相同时间通过的路程相同,则汽车正在远离测速仪且速度保持不变。
故选BC。
14. 如图为港珠澳大桥上四段长度均为110m的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A. ac段的平均速度大于b点的瞬时速度
B. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. 通过ce段的时间为
D. 汽车通过b、c、d、e的速度大小之比为1∶2∶3∶4
【答案】BC
【解析】
【详解】A.已知该过程为匀加速直线运动,根据匀加速直线运动平均速度的公式可知ac段的平均速度为
而ac段的中间位置的瞬时速度为
从图中可以看出b是ac段的中间位置,故
由于
所以ac段的平均速度小于b点的瞬时速度,故A错误;
B.已知初速度为零的匀加速直线运动,通过相邻相等时间内的位移之比为
所以b点为ae段的中间时刻。由于中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,所以ae段的平均速度等于b点的瞬时速度,故B正确;
C.初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相等的位移所用的时间之比为
已知通过ab段的时间为t,则通过ce段的时间为,故C正确;
D. 根据可得汽车通过b、c、d、e的速度大小之比为,故D错误。
故选BC。
二、非选择题,本题共5小题,共54分。
15. 如图甲所示,利用遮光条和光电门能够较为精确的测量物体的速度。图乙中一滑块沿倾斜气垫导轨向上运动,先后穿过两个光电门时的挡光时间分别为、,遮光条宽度,遮光条从开始挡住第1个光电门到开始挡住第2个光电门的时间间隔t=2s。
(1)滑块通过第1个光电门的速度大小为___________m/s,若该过程是匀变速运动,滑块的加速度为___________m/s2;(以沿导轨向上为正方向);
(2)采用以上方法测得的速度实际上是通过光电门的___________(填“平均速度”或“瞬时速度”),为了提高实验的精度,可将遮光条___________。
【答案】(1) ①. 0.20 ②. -0.05
(2) ①. 平均速度 ②. 换用宽度更窄的遮光条
【解析】
【小问1详解】
[1]遮光条通过光电门1的速度为
[2]遮光条通过光电门2的速度为
则加速度为
【小问2详解】
[1]由于遮光条有一定宽度,通过光电门的时间t内,滑块的速度是变化的,因此测得的是平均速度。
[2]为了让平均速度更接近瞬时速度,应减小遮光条的宽度,使通过光电门的时间更短,即换用宽度更窄的遮光条。
16. 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。
17. 如图,在一个短边长为,长边长为的矩形场地上,运动员(可视为质点)从点出发以恒定速率沿场地边缘顺时针到达点(、为两边的中点),求整个过程中:
(1)跑步者运动的平均速度大小;
(2)跑步者运动的平均加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
位移为初位置指向末位置的有向线段,根据题意,由图可知,跑步者总位移大小为
根据题意,由公式可得,跑步者在长边上跑动的时间为
跑步者在短边上跑动的时间为
则跑步者运动的平均速度大小
【小问2详解】
根据题意,以初速度方向为正方向,则初速度为,末速度为,由加速度定义式可得,跑步者运动的平均加速度大小为
即跑步者运动的平均加速度大小为。
18. 如图甲,滑板运动深受部分年轻人的喜爱,他们在斜坡上冲上、滑下,享受着运动的乐趣。为研究此运动过程,可以建立如图乙所示物理模型。物体由底端D点以v0=4m/s的初速度滑上固定的光滑斜面,途经A、B两点,已知xAB=xBC,由B点再经过0.5 s物体滑到斜面最高点C时速度恰好为零。设斜面长度为4m,求:(物体在光滑斜面上上滑与下滑的加速度大小相等)
(1)物体运动的加速度;
(2)物体经过B点时的速度大小;
(3)物体两次经过A点的时间间隔。
【答案】(1)2m/s2,方向沿斜面向下
(2)1m/s (3)
【解析】
【小问1详解】
设物体运动的加速度大小为a,斜面长度为L,根据运动学公式可得
解得
方向沿斜面向下。
【小问2详解】
将物体的匀减速上滑过程逆向看作初速度为零的匀加速下滑过程,则物体经过B点时的速度大小为
【小问3详解】
xAB和xBC的长度为
根据
可得物体从C到A的时间为
根据运动的对称性可知物体两次经过A点的时间间隔为
19. 新能源汽车的安全问题越来越受大众关注,在某汽车碰撞实验场所中,一高清摄像头(可视为质点)处于用来实验的汽车上方,准备跟随汽车并拍摄碰撞的过程以供研究。一车身长度为3.75m的实验汽车先以的速度匀速行驶,当运动至距离墙的位置时开始紧急刹车制动,以后做加速度大小为的匀减速运动。已知高清摄像头一直以的速度匀速向左水平运动,如图所示,当汽车刚开始减速时摄像头恰好在图中车身左端的正上方。由于汽车前方装有特殊的保护装置,汽车撞墙后几乎不发生形变,并会以碰前速度大小的一半反向弹回(反弹回来过程中车头仍一直朝墙),然后仍然以大小为的加速度匀减速运动至停下。
(1)若汽车,判断汽车是否会撞墙?(写出过程)
(2)若汽车,求从图示位置开始,摄像头第二次运动至车身右端正上方时,汽车的速度大小和方向?
(3)若汽车,求从图示位置开始计时,摄像头再次运动至车身左端正上方所经历的时间?
【答案】(1)会 (2),水平向左
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,若汽车停止,由运动学公式有
解得
可知会撞墙。
【小问2详解】
设汽车和摄像头分别为物体A和B,汽车和摄像头的位移分别为
,
由于
解得
,
其中为摄像头第二次到达汽车的右端所需的时间。设汽车从开始速度为时经过的时间到达墙,则
解得
(另一解5s不合实际,舍去)
由于,可知摄像头第二次经过汽车右端时,汽车尚未撞墙。所以此时汽车速度大小
方向水平向左。
【小问3详解】
如前所述,摄像头在时第二次到达汽车的右端。此时,汽车的速度为
设再经过时间,汽车将与墙相撞,则
撞墙时汽车的速度为
这段时间内,汽车的位移大小为
摄像头的位移大小为
因此,在汽车即将要撞墙时,摄像头相对汽车从右端进入的距离为
在撞墙后瞬间,汽车的速度大小变为
汽车停下还需用时
在这段时间内,汽车和摄像头的位移大小分别为(此过程相向而行)
,
由于
可知汽车停下时,摄像头与汽车左侧相距
因此,摄像头从汽车停下到运动至车身左端正上方还需用时
由上面讨论可知,摄像头再次运动至车身左端正上方所经历的时间
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