内容正文:
物理试卷
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
B. 根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
D. 定义加速度用到比值法,加速度与和无直接关系
2. 遥控小车在水平轨道上运动的速度-时间图象如图所示,时刻小车位于坐标原点,下列说法正确的是( )
A. 在0~4s内,小车的加速度不变
B. 在0~6s内,小车的速度方向改变了1次
C. 在0~6s内,小车的平均速度的大小为3m/s
D. 在s时刻,小车距离坐标原点最远
3. 一小球由静止释放自由下落,最后一秒内的位移为 20m,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球运动的总时间为 2s B. 小球着地的速度为 20m/s
C. 小球着地的速度为 25m/s D. 小球释放的位置距地面的高度为 25m
4. 一个滑雪的人沿斜坡匀加速直线下滑,从某时刻开始计时,他在第1s内的位移为4m,第3s内位移为12m,则关于此人的运动情况的判断中错误的是( )
A. 运动的加速度是4m/s2 B. 第2s内的位移是8m
C. 计时开始时人的速度为0 D. 前3s内的平均速度是8m/s
5. 气球以10m/s的速度沿竖直方向匀速上升,当它上升到离地175m的高处时,一重物从气球上掉落(g取),下列说法正确的是( )
A. 重物下落时间为9s
B. 重物下落时间为
C. 重物离地最大高度为185m
D. 重物落地速度大小为60m/s
6. 平直公路上行驶的a车和b车,其位移时间图像分别为图中直线a和曲线b,已知b车做匀变速直线运动,t=2s时,直线a和曲线b刚好相切,下列说法正确的是( )
A. b车的加速度大小为 B. a车的速度大小为3m/s
C. b车的初速度为4m/s D. t=2s时,a、b两车相遇,速度不相等
7. 可视为质点的甲、乙两小车分别沿同一平直路面同向行驶,t=0时,甲在乙前方16m处,它们的v-t图象如图所示,则下列说法正确的是
A. 甲、乙在t=2s和t=10s时刻并排行驶
B. 甲、乙在t=4s和t=8s时刻并排行驶
C. 在t=6s时,乙车在甲车前8m
D. 在t=6s时,乙车在甲车前18m
二、多选题:本大题共3小题,每小题6分,漏选得3分,共18分。
8. 一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地,汽车先做匀加速直线运动,接着做匀减速直线运动,开到乙地刚好停止,测得加速时间是减速时间的两倍,则( )
A. 加速与减速过程中加速度大小之比为
B. 加速与减速过程中位移大小之比为
C. 加速与减速过程中平均速度大小之比为
D. 甲地到乙地全过程与减速过程中平均速度大小之比为
9. 汽车正以17m/s的速度在平直公路上前进,突然发现前方距离车头21m处有险情。司机立即刹车,刹车时加速度大小为8.5m/s2,下列说法正确的是( )
A. 汽车刚刹车至刚停止的过程所需时间为3s
B. 汽车运动的位移大小为17m
C. 汽车停止的位置离险情处还有3m
D. 汽车最后1s的位移大小为4.25m
10. 某物体做匀变速直线运动,设该物体运动的时间为,位移为,其图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 物体做的是匀加速直线运动 B. 时,物体的初速度为
C. 时间内物体的位移为 D. 经过时间物体的速度为0
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,11题10分,12题8分,每空2分,共18分。
11. 如图甲所示,是“探究小车速度随时间变化规律”的实验装置,实验中,小车在槽码的牵引下由静止开始做匀加速直线运动。
(1)下列有关本实验的说法正确的是__________(填字母);
A. 先打开电源后释放纸带
B. 纸带上打点越稀疏的地方速度越大
C. 打点计时器是一种测量点迹距离的仪器
D. 图甲中小车开始释放的位置是合理的
(2)完成实验后,选出一条最合理的纸带,在纸带上每5个点取一个计数点,标出O、A、B、C、D共5个计数点,并测出每个点到O点间的距离如图乙所示,电源频率为50Hz。根据图乙纸带的数据可以求出打点计时器打下C点时小车的速度为__________m/s,小车的加速度大小为__________;(结果均保留3位有效数字)
(3)若将A、B、C、D各点到O点之间的距离记为x,将小车从O点到各点间经历的时间记为t,以为纵轴,t为横轴建立直角坐标系,通过计算描点画出的图像,发现该图像是一条斜率为k,纵轴截距为b的直线,则小车的加速度为__________,打下O点时的速度为__________。(结果均用k、b表示)
12. 某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验,实验装置如图1所示,实验器材有铁架台、光电计时器、钢球等。铁架台上端固定一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,钢球自由下落。
(1)先将光电门固定在钢球正下方A处,光电计时器记录下小球经过光电门的时间,量出小球释放点距A的距离为,测出小球的直径d(d远小于)。则小球运动到光电门处的瞬时速度__________,当地的重力加速度为____________。(用题中所给字母表示)
(2)若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为0.5,请你判断此时光电门距A处的距离____________(用(1)中所给字母表示)
(3)由于直尺的长度限制,该同学改测光电门位置与其正上方某一固定点P(图中未画出)之间的距离h,并记录小球通过光电门的时间。移动光电门在竖直杆上的位置,进行多次实验。利用实验数据绘制出如图2所示的图像,已知图像斜率为k,纵截距为b,根据图像可知重力加速度____________。
四、计算题:本大题共3小题,13题8分,14题10分,15题18分,共30分。
13. 从离地面500m处自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)小球落到地面需要的时间;
(2)开始下落后第1s内的位移大小和最后1s内的位移大小;
(3)下落时间为总时间一半时的位移大小。
14. 如图所示,木块m1从光滑的斜面上的A点以a=2m/s2的加速度由静止开始下滑,与此同时小球m2在距C点的正上方h=20m处自由落下,木块m1以不变的速率途经斜面底端B点后继续在粗糙的水平面上运动,在C点恰好与自由下落的小球m2相遇,若斜面AB段长L1=lm,水平BC段长L2=1.2m,不计空气阻力,试求:(g=10m/s2)
(1)m2下落到地面的时间;
(2)m1运动到B点时速度的大小和在BC段加速度的大小;
(3)相遇时木块m1的速度大小.
15. 近日,受台风影响,海南多地暴雨,严重影响了道路交通安全。某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车,其速度大小分别为,轿车在与货车距离时才发现前方有货车,若此时轿车只是立即刹车,则轿车要经过才停下来。两车可视为质点。
(1)轿车刹车后减速运动的加速度大小?
(2)若轿车刹车时货车以匀速行驶,通过计算分析两车是否会相撞?
(3)若轿车在刹车的同时给货车发信号,货车司机经收到信号并立即以大小的加速度加速前进,通过计算分析两车会不会相撞?
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物理试卷
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
B. 根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
D. 定义加速度用到比值法,加速度与和无直接关系
【答案】C
【解析】
【详解】A.推导匀变速直线运动位移公式时,将整个运动过程拆分为大量微小过程,每个微元近似为匀速直线运动,再累加总位移,采用的是微元法,故A正确;
B.瞬时速度的定义中,取Δt趋近于无穷小的极限,用极短时间内的平均速度代表某一时刻的瞬时速度,应用了极限思想方法,故B正确;
C.质点是忽略物体大小、形状等次要因素,只保留质量属性的理想化物理模型,该研究方法是理想模型法,不是假设法,故C错误;
D.加速度是比值定义式,加速度的大小与、无直接关系,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
2. 遥控小车在水平轨道上运动的速度-时间图象如图所示,时刻小车位于坐标原点,下列说法正确的是( )
A. 在0~4s内,小车的加速度不变
B. 在0~6s内,小车的速度方向改变了1次
C. 在0~6s内,小车的平均速度的大小为3m/s
D. 在s时刻,小车距离坐标原点最远
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据速度-时间图象中图线的斜率等于加速度,可知在0~4s内,图线的斜率不变,所以小车的加速度不变,故A正确;
B.根据速度-时间图象中在t轴上方速度为正,在t轴下方速度为负,可知小车在2s末和5s末时,速度改变方向,所以在0~6s内,小车的速度方向改变了2次,故B错误;
C.根据速度-时间图象中图象与坐标轴所围的面积表示位移,可知在0~6s内,小车的位移为
所以在0~6s内,小车的平均速度的大小为零,故C错误;
D.在0-2s内,质点沿负向运动,位移为
2-4s内质点沿正向运动,位移为
可知0-4s内的位移为零,在4-5s内,质点沿正向运动,位移为
5-6s内质点沿负向运动,位移为
可知4-6s内的位移为零,通过分析可知,质点在第2s末距离坐标原点最远,故D错误。
故选A。
3. 一小球由静止释放自由下落,最后一秒内的位移为 20m,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球运动的总时间为 2s B. 小球着地的速度为 20m/s
C. 小球着地的速度为 25m/s D. 小球释放的位置距地面的高度为 25m
【答案】C
【解析】
【分析】根据最后1s内的位移等于总位移减去(t-1)s内的位移,t为小球落地的时间,求解总时间,根据h=gt2求解高度,平均速度等于总位移除以总时间.
【详解】最后1s内的位移x=gt2-g(t-1)2=20m,解得:t=2.5s,根据h=gt2=得:小球释放点距地面的高度h=×10×2.52m=31.25m,故AD错误;落地时速度v=gt=25m/s,故C正确,B错误;故选C.
4. 一个滑雪的人沿斜坡匀加速直线下滑,从某时刻开始计时,他在第1s内的位移为4m,第3s内位移为12m,则关于此人的运动情况的判断中错误的是( )
A. 运动的加速度是4m/s2 B. 第2s内的位移是8m
C. 计时开始时人的速度为0 D. 前3s内的平均速度是8m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知
则
故A正确,不符合题意;
B.根据匀变速直线运动的规律
解得第2s内的位移
故B正确,不符合题意;
C.根据速度公式
可得
故C错误,符合题意;
D.前3s内的平均速度
故D正确,不符合题意。
故选C。
5. 气球以10m/s的速度沿竖直方向匀速上升,当它上升到离地175m的高处时,一重物从气球上掉落(g取),下列说法正确的是( )
A. 重物下落时间为9s
B. 重物下落时间为
C. 重物离地最大高度为185m
D. 重物落地速度大小为60m/s
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.物体刚从气球掉落时具有向上的速度,大小为10m/s,到达最高点时时间和位移为
,
得最高点与地面高度为
从最高点到落地时间为
所以下落总时间为
ABC错误;
D.重物落地速度大小为
D正确。
故选D。
6. 平直公路上行驶的a车和b车,其位移时间图像分别为图中直线a和曲线b,已知b车做匀变速直线运动,t=2s时,直线a和曲线b刚好相切,下列说法正确的是( )
A. b车的加速度大小为 B. a车的速度大小为3m/s
C. b车的初速度为4m/s D. t=2s时,a、b两车相遇,速度不相等
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.位移时间图像中的斜率代表物体的速度,所以a车做匀速直线运动,t=2s时,直线a和曲线b刚好相切,所以有:
对b车从0到2s,设初速度,则有
根据
联立解得:,,A正确,BC错误;
D.因为t=2s时,直线a和曲线b刚好相切,斜率相同,所以两车在该时刻速度相等,D错误。
故选A。
7. 可视为质点的甲、乙两小车分别沿同一平直路面同向行驶,t=0时,甲在乙前方16m处,它们的v-t图象如图所示,则下列说法正确的是
A. 甲、乙在t=2s和t=10s时刻并排行驶
B. 甲、乙在t=4s和t=8s时刻并排行驶
C. 在t=6s时,乙车在甲车前8m
D. 在t=6s时,乙车在甲车前18m
【答案】B
【解析】
【分析】根据v-t图像的斜率和截距找到两车的初速度和加速度,当两车相遇时由位移关系列式可求解时间;求解出t=6s时刻两车的位移即可判断位置关系.
【详解】由图像可知,甲做初速度为0,加速度为a1=的匀加速运动;乙做初速度为v0=6m/s,加速度为a2=的匀加速运动;两车相遇时满足:,即,解得t1=4s,t2=8s,即甲、乙在t=4 s和t=8 s时刻并排行驶,选项A错误,B正确;在t=6s时,甲的位移:;乙的位移:,可知此时乙在甲的前面54m-36m-16m=2m,选项CD错误;
二、多选题:本大题共3小题,每小题6分,漏选得3分,共18分。
8. 一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地,汽车先做匀加速直线运动,接着做匀减速直线运动,开到乙地刚好停止,测得加速时间是减速时间的两倍,则( )
A. 加速与减速过程中加速度大小之比为
B. 加速与减速过程中位移大小之比为
C. 加速与减速过程中平均速度大小之比为
D. 甲地到乙地全过程与减速过程中平均速度大小之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】AC.设加速的末速度和减速的初速度为,加速时间为,则减速时间为,根据加速度定义式
得加速度大小比为
平均速度之比为
AC错误;
B.加速与减速过程中位移大小之比为
B正确;
D.甲地到乙地全过程平均速度为
减速过程中平均速度为
得甲地到乙地全过程与减速过程中平均速度大小之比为,D正确。
故选BD。
9. 汽车正以17m/s的速度在平直公路上前进,突然发现前方距离车头21m处有险情。司机立即刹车,刹车时加速度大小为8.5m/s2,下列说法正确的是( )
A. 汽车刚刹车至刚停止的过程所需时间为3s
B. 汽车运动的位移大小为17m
C. 汽车停止的位置离险情处还有3m
D. 汽车最后1s的位移大小为4.25m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.汽车减速至0的时间为
故A错误;
BC.汽车运动的位移大小
汽车停止的位置离险情处还有21m﹣17m=4m,故B正确、C错误;
D.将汽车的运动视为反向的从静止开始的匀加速直线运动,可得汽车最后1s的位移大小
故D正确。
故选BD。
10. 某物体做匀变速直线运动,设该物体运动的时间为,位移为,其图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 物体做的是匀加速直线运动 B. 时,物体的初速度为
C. 时间内物体的位移为 D. 经过时间物体的速度为0
【答案】BC
【解析】
【详解】ABD.由图象可知
故的斜率代表,则由图可知
由题意可知
所以0〜b时间内物体做匀减速直线运动,经过b时间物体的速度为0,b〜2b时间内物体做反向的匀加速直线运动,AD错误,B正确;
C.t=0时,物体的位移为x=0,t=b时,物体的位移为ab2,故0〜b时间内物体的位移为ab2,故C正确。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,11题10分,12题8分,每空2分,共18分。
11. 如图甲所示,是“探究小车速度随时间变化规律”的实验装置,实验中,小车在槽码的牵引下由静止开始做匀加速直线运动。
(1)下列有关本实验的说法正确的是__________(填字母);
A. 先打开电源后释放纸带
B. 纸带上打点越稀疏的地方速度越大
C. 打点计时器是一种测量点迹距离的仪器
D. 图甲中小车开始释放的位置是合理的
(2)完成实验后,选出一条最合理的纸带,在纸带上每5个点取一个计数点,标出O、A、B、C、D共5个计数点,并测出每个点到O点间的距离如图乙所示,电源频率为50Hz。根据图乙纸带的数据可以求出打点计时器打下C点时小车的速度为__________m/s,小车的加速度大小为__________;(结果均保留3位有效数字)
(3)若将A、B、C、D各点到O点之间的距离记为x,将小车从O点到各点间经历的时间记为t,以为纵轴,t为横轴建立直角坐标系,通过计算描点画出的图像,发现该图像是一条斜率为k,纵轴截距为b的直线,则小车的加速度为__________,打下O点时的速度为__________。(结果均用k、b表示)
【答案】(1)AB (2) ①. 0.655 ②. 1.51
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.实验中,应先打开电源,等打点稳定后释放纸带,故A正确;
B.纸带上打点密集与打点稀疏相比,说明在相同时间内小车的位移更小,即纸带上打点密集的地方速度小,稀疏的地方速度大,故B正确;
C.打点计时器是一种测量时间的仪器,故C错误:
D.小车开始释放的位置应靠近打点计时器,故图甲中的位置不合理,故D错误;
故选AB。
【小问2详解】
[1]纸带上每5个点取一个计数点,则T=0.1s;
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,则打下计数点C时小车的速度为
[2]由逐差法可知加速度为
【小问3详解】
[1][2]根据匀变速直线运动位移时间公式
整理得
图像的斜率为,
解得小车的加速度为
图像纵轴截距表示打下O点时的速度,为。
12. 某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验,实验装置如图1所示,实验器材有铁架台、光电计时器、钢球等。铁架台上端固定一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,钢球自由下落。
(1)先将光电门固定在钢球正下方A处,光电计时器记录下小球经过光电门的时间,量出小球释放点距A的距离为,测出小球的直径d(d远小于)。则小球运动到光电门处的瞬时速度__________,当地的重力加速度为____________。(用题中所给字母表示)
(2)若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为0.5,请你判断此时光电门距A处的距离____________(用(1)中所给字母表示)
(3)由于直尺的长度限制,该同学改测光电门位置与其正上方某一固定点P(图中未画出)之间的距离h,并记录小球通过光电门的时间。移动光电门在竖直杆上的位置,进行多次实验。利用实验数据绘制出如图2所示的图像,已知图像斜率为k,纵截距为b,根据图像可知重力加速度____________。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球通过光电门时的速度
根据
解得
【小问2详解】
若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为,则通过光电门的速度变为原来的2倍,根据
得知下落的高度变为原来的4倍,故
【小问3详解】
根据速度位移公式可知
解得
解得
四、计算题:本大题共3小题,13题8分,14题10分,15题18分,共30分。
13. 从离地面500m处自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)小球落到地面需要的时间;
(2)开始下落后第1s内的位移大小和最后1s内的位移大小;
(3)下落时间为总时间一半时的位移大小。
【答案】(1)10s;(2)5m,95m;(3)125m
【解析】
【详解】(1)小球做自由落体运动,根据
可得
(2)第1s内的位移
前9s内的位移
最后1s内的位移
(3)总时间的一半为
位移
14. 如图所示,木块m1从光滑的斜面上的A点以a=2m/s2的加速度由静止开始下滑,与此同时小球m2在距C点的正上方h=20m处自由落下,木块m1以不变的速率途经斜面底端B点后继续在粗糙的水平面上运动,在C点恰好与自由下落的小球m2相遇,若斜面AB段长L1=lm,水平BC段长L2=1.2m,不计空气阻力,试求:(g=10m/s2)
(1)m2下落到地面的时间;
(2)m1运动到B点时速度的大小和在BC段加速度的大小;
(3)相遇时木块m1的速度大小.
【答案】(1) 2s (2)2m/s 1.6m/s2 (3) 0.4m/s
【解析】
【详解】(1)设m2运动至C点的时间为t,根据自由落体运动的位移与时间的公式,有:
解得:
t=2s
(2)木块m1在斜面上运动到B点速度:
m1运动到B点的时间:
则m1在BC段运动的时间为:
t2=t﹣t1=2﹣1=1s
由位移公式得:
解得:
a=﹣1.6m/s2
加速度的大小为 1.6m/s2
(3)由,解得C点相遇时木块速度为:
vC=0.4m/s
15. 近日,受台风影响,海南多地暴雨,严重影响了道路交通安全。某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车,其速度大小分别为,轿车在与货车距离时才发现前方有货车,若此时轿车只是立即刹车,则轿车要经过才停下来。两车可视为质点。
(1)轿车刹车后减速运动的加速度大小?
(2)若轿车刹车时货车以匀速行驶,通过计算分析两车是否会相撞?
(3)若轿车在刹车的同时给货车发信号,货车司机经收到信号并立即以大小的加速度加速前进,通过计算分析两车会不会相撞?
【答案】(1)5m/s2;(2)两车会相撞;(3)两车不会相撞
【解析】
【详解】(1)轿车经过s=160m才停下来的过程,由
v12=2a1s
得轿车刹车过程的加速度大小
a1=5m/s2
(2)恰好不相撞时两车的速度相等,即
v1﹣a1t1=v2
得
轿车前进的距离
货车前进的距离
s2=v2t1=75m
因为
s1﹣s2=22.5m>s0
即两车会相撞。
(2)假设两车的速度相等,即
v1﹣a1t=v2+a2(t﹣t0)
轿车前进的距离
货车前进的距离
s2′=v2t0+v2(t﹣t0)+a2(t﹣t0)2
解得
s1′=m
s2′=m
因为
s1′﹣s2′=21.7m<s0
两车不会相撞。
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