内容正文:
北京景山学校2025-2026学年度第一学期期中考试卷
高一物理
本试卷共6页,共100分,考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效,考试结束后,将答题卡交回。
第一部分
一、单项选择题(共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项)
1. 下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 质量 B. 加速度 C. 瞬时速率 D. 密度
2. 甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看到高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动:丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况,不可能是( )。
A. 甲向下、乙向下、丙向下 B. 甲向上、乙向上、丙静止
C. 甲向上、乙向上、丙向上 D. 甲向上、乙向上、丙向下
3. 北京时间2023年1月9日06时00分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将实践二十三号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。实践二十三号卫星主要用于开展科学试验、技术验证等领域。若该卫星的轨道半径为R,卫星绕地球运行一周的时间为T,则下列说法正确的是( )
A. 该卫星绕地球运行一周的位移为2πR
B. 研究实践二十三号卫星运动的轨迹时,可将该卫星看成质点
C. 北京时间2023年1月9日06时00分指的是时间间隔
D. 在调整实践二十三号卫星的姿态时,可将该卫星看成质点
4. 如图所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,则小球受到的力是( )
A. 重力、绳的拉力
B. 重力、绳的拉力、斜面的弹力
C. 重力、斜面的弹力
D. 绳的拉力、斜面的弹力
5. 一架梯子斜靠在光滑竖直的墙上,下端放在水平的粗糙地面上,梯子受到( ).
A. 两个竖直的力,一个水平的力
B. 一个竖直的力,两个水平的力
C. 三个竖直的力,两个水平的力
D. 两个竖直的力,两个水平的力
6. 如图所示,木块放在粗糙的水平桌面上,外力F1、F2沿水平方向作用在木块上,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N.若撤去力F1,则木块受到的摩擦力是( ).
A. 8N,方向向右 B. 8N,方向向左
C. 2N,方向向右 D. 2N,方向向左
7. 火车的速度为8m/s,关闭发动机后前进70m时速度减为6m/s。若再经过50s,火车又前进的距离为( )
A. 50m B. 90m C. 120m D. 160m
8. 甲、乙、丙三辆车以相同的速度经过某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一路标时的速度又相同,则( )
A. 甲车先通过下一个路标 B. 乙车先通过下一个路标
C. 丙车先通过下一个路标 D. 三车同时到达下一个路标
9. 两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知( )
A. 在时刻以及时刻两木块速度相同
B. 在时刻两木块速度相同
C. 在时刻和时刻之间某瞬间两木块速度相同
D. 在时刻和时刻之间某瞬时两木块速度相同
10. 如图所示为一质点作直线运动的速度-时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 整个过程中,CD段和DE段的加速度数值最大
B. 整个过程中,BC段的加速度最大
C. 整个过程中,D点所表示的状态,离出发点最远
D. BC段所表示的运动通过的路程是34m
11. 从匀速上升的直升机上落下一个物体,下列说法中正确的是( )
A. 从地面上看,物体作自由落体运动 B. 从飞机上看,物体作竖直上抛运动
C. 物体和飞机之间的距离开始减小,后来增大 D. 物体落地时的速度一定大于匀速上升的飞机的速度
12. 如图为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0~t0这段时间内的位移小于v0t0
B. 乙图中,物体的加速度为2m/s2
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,t=3s时物体的速度为25m/s
13. 无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。已知无线连接的最远距离为10m,甲和乙两位同学做了一个有趣实验。甲佩戴无线蓝牙耳机,乙携带手机检测,如图(a)所示,甲、乙同时分别沿两条平行相距的直线轨道向同一方向运动,甲做匀速直线运动,乙从静止开始先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,其速度v随时间t的关系如图(b)所示,则在运动过程中,手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为( )
A. B. C. D.
14. 如图所示,在一粗糙水平面上有两块质量分别为和的木块1和2,中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离是(已知重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
第二部分
本部分共6题,共58分。
二、实验题(共2道大题)
15. 某实验小组同学,用铁架台、弹簧和多个质量均为的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系如图(甲)所示。
(1)该组同学在做该实验时,依次在弹簧下端挂上钩码,并在表格内分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度,记录数据如下:
钩码个数
1
2
3
4
5
弹力
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
指针对应刻度
12.51
_
15.39
16.11
17.30
当挂2个钩码时,指针对应刻度如图(甲)所示,将指针示数填入表格;在以弹簧弹力为纵轴、指针对应刻度L为横轴的坐标系中,如图(乙)所示。描点画出第2组对应的数据点,并连线得到图像_____。请根据图像分析并得出以下结论
①弹簧原长为__________cm。
②弹簧的劲度系数__________(保留两位有效数字)。
(2)弹簧与绳有一点相似之处,都可以认为是一个传递力的媒介。某位同学根据这个观点推广认为:将两个同样的弹簧串接在一起后,弹簧的劲度系数k与原来一样。你认为他的想法正确么_____?并解释一下你的理由_____。
16. 研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器,也可以用光电传感器。
(1)一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动,打点计时器使用交流电源的频率是50Hz,打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹,以此记录小车的运动情况。
①打点计时器的打点周期是________s。
②图甲为某次实验打出的一条纸带,其中1、2、3、4为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点迹)。根据图中标出的数据可知,打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为________m/s,小车做匀加速直线运动的加速度大小为________m/s2.
(2)另一组同学用如图乙所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧,并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连,滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条,将滑块由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015s,通过第二个光电的时间为0.010s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250s。则滑块的加速度大小为______m/s2,若忽略偶然误差的影响,测量值与真实值相比______(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
三、解答题(共4道大题,题目需要按要求写出解答过程,只有答案不得分)
17. 一矿井深为125m,在井口每隔相同的时间间隔落下一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第一个小球恰好到达井底,,求:
(1)则相邻两个小球开始下落的时间间隔是多少;
(2)这时第3个小球与第5个小球相距多少米。
18. 如图所示,质量均为m的三块木块A、B、C,其中除A的左侧面光滑外,其余各侧面均粗糙,摩擦因数,当受到水平外力F时,三木块均处于静止状态。(已知重力加速度为g)
(1)画出木块B的受力示意图。
(2)求C对B的摩擦力的大小和方向。
(3)若减小F,求三物块仍保持静止,F的最小值。
19. 在正常情况下,火车以54km/h的速度匀速开过一个小站不停车。现因需要,必须在这小站停留,火车将要到达小站时,以的加速度作匀减速运动,之后停留2min,又以的加速度出站,一直到恢复原来的速度。求
(1)火车停站过程中,速度从54km/h减至0,所需的时间?
(2)火车出站加速过程中,走过的位移?
(3)火车因停靠小站而延误的时间?
20. 一辆公交车在路口等候绿灯,当绿灯亮时,公交车以a1=3m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,此时恰有一名送餐员骑一辆电动车以v0=9m/s的速度匀速从旁边超过公交车前端,已知公交车在加速至vm=15m/s后做匀速直线运动。
(1)求公交车追上电动车之前两者间的最大距离dm
(2)判断公交车加速至vm=15m/s时是否追上电动车;并求追上电动车所需的总时间t
(3)若送餐员在超过公交车前端之后t0=5s时突然变道驶入机动车道旁若无人地继续匀速行驶,公交车司机见状立即紧急刹车,为了避免突然刹车让乘客有明显不舒服的顿挫感,加速度的大小按如图规律变化(以t0=5s为新的计时起点)。若刹车结束时恰好不会撞上电动车,求刹车的时间
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北京景山学校2025-2026学年度第一学期期中考试卷
高一物理
本试卷共6页,共100分,考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效,考试结束后,将答题卡交回。
第一部分
一、单项选择题(共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项)
1. 下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 质量 B. 加速度 C. 瞬时速率 D. 密度
【答案】B
【解析】
【详解】A.质量只有大小,无方向,是标量,故A错误;
B.加速度既有大小又有方向,遵循矢量运算法则,故B正确;
C.瞬时速率是速度的大小,无方向,是标量,故C错误;
D.密度是质量与体积的比值,无方向,是标量,故D错误。
故选B。
2. 甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看到高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动:丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况,不可能是( )。
A. 甲向下、乙向下、丙向下 B. 甲向上、乙向上、丙静止
C. 甲向上、乙向上、丙向上 D. 甲向上、乙向上、丙向下
【答案】A
【解析】
【详解】电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的电梯为参考系。甲中乘客看高楼向下运动,说明甲相对于地面一定在向上运动。同理,乙相对甲在向上运动,说明乙相对地面也是向上运动,且运动得比甲更快。丙电梯无论是静止,还是在向下运动,或以比甲、乙都慢的速度在向上运动,丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动。
故选A。
3. 北京时间2023年1月9日06时00分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将实践二十三号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。实践二十三号卫星主要用于开展科学试验、技术验证等领域。若该卫星的轨道半径为R,卫星绕地球运行一周的时间为T,则下列说法正确的是( )
A. 该卫星绕地球运行一周的位移为2πR
B. 研究实践二十三号卫星运动的轨迹时,可将该卫星看成质点
C. 北京时间2023年1月9日06时00分指的是时间间隔
D. 在调整实践二十三号卫星的姿态时,可将该卫星看成质点
【答案】B
【解析】
【详解】A.卫星绕地球运行一周的位移为零,故A错误;
BD.当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小,可以忽略不计时,可将物体看成质点,所以研究实践二十三号卫星运动的轨迹时,可将该卫星看成质点,在调整实践二十三号卫星的姿态时,不能该将卫星看成质点,故B正确,D错误;
C.北京时间2023年1月9日06时00分指的是时刻,故C错误。
故选B。
4. 如图所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,则小球受到的力是( )
A. 重力、绳的拉力
B. 重力、绳的拉力、斜面的弹力
C. 重力、斜面的弹力
D. 绳的拉力、斜面的弹力
【答案】A
【解析】
【详解】以小球为研究对象,小球受到重力和绳子的拉力两个力。斜面对小球没有弹力,假设斜面对小球有弹力,则弹力方向必定沿垂直斜面向上方向,这样小球受到重力、绳子的拉力和支持力,三个力的合力不可能为零,小球将开始运动,与题矛盾,故斜面对小球没有弹力。故A正确,BCD错误。
故选A。
5. 一架梯子斜靠在光滑竖直的墙上,下端放在水平的粗糙地面上,梯子受到( ).
A. 两个竖直的力,一个水平的力
B. 一个竖直的力,两个水平的力
C. 三个竖直的力,两个水平的力
D. 两个竖直的力,两个水平的力
【答案】D
【解析】
【详解】梯子在竖直方向上受重力、地面的支持力,因为墙光滑,所以竖直墙对梯子没有摩擦力;在水平方向上,受到竖直墙的弹力,因为平衡,所以地面对梯子有静摩擦力,与墙对梯子的弹力方向相反.故D正确,ABC错误.
故选D。
6. 如图所示,木块放在粗糙的水平桌面上,外力F1、F2沿水平方向作用在木块上,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N.若撤去力F1,则木块受到的摩擦力是( ).
A. 8N,方向向右 B. 8N,方向向左
C. 2N,方向向右 D. 2N,方向向左
【答案】C
【解析】
【详解】由外力F1、F2沿水平方向作用在木块上,木块处于静止状态,可知物体受到的最大静摩擦力不小于8N,当撤去力F1,物体仍处于静止状态,静摩擦力与F2大小相等,方向相反,C正确。
故选C。
7. 火车的速度为8m/s,关闭发动机后前进70m时速度减为6m/s。若再经过50s,火车又前进的距离为( )
A. 50m B. 90m C. 120m D. 160m
【答案】B
【解析】
【详解】由匀变速直线运动的速度位移公式:
代入已知数据,解得
速度从减速至所需时间
所以,火车在时已停止,剩余静止,位移为。在内的位移为
故选B。
8. 甲、乙、丙三辆车以相同的速度经过某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一路标时的速度又相同,则( )
A. 甲车先通过下一个路标 B. 乙车先通过下一个路标
C. 丙车先通过下一个路标 D. 三车同时到达下一个路标
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,在同一坐标系中,作出三辆汽车运动的图象,如图所示,由于三辆汽车的位移均相同,由于图像与时间轴所围成的面积大小表示位移大小,它们的速度图线与时间轴所围的面积应相等;又由于三车的初速度、末速度均相等,则由图象并根据几何知识,易知,故B正确,ACD错误。
故选B。
9. 两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知( )
A. 在时刻以及时刻两木块速度相同
B. 在时刻两木块速度相同
C. 在时刻和时刻之间某瞬间两木块速度相同
D. 在时刻和时刻之间某瞬时两木块速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】设曝光时间为T,图中标尺每小格长度为d,由图可知,标尺上方的木块在相邻两次曝光时间内的位移之差相同,所以做匀加速直线运动,且加速度大小为
而标尺下方的木块在每次曝光时间内位移相同,所以做匀速直线运动,且速度大小为
A.做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,所以t2时刻标尺上方的木块的速度大小为
故A错误;
B.在时刻,标尺上方的木块的速度大小为
故B错误;
CD.t3、t4、t5时刻标尺上方的木块速度大小分别为
可得
所以在时刻和时刻之间某瞬间两木块速度相同,在时刻和时刻之间不存在两木块速度相同的时刻,故C正确,D错误。
故选C。
10. 如图所示为一质点作直线运动的速度-时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 整个过程中,CD段和DE段的加速度数值最大
B. 整个过程中,BC段的加速度最大
C. 整个过程中,D点所表示的状态,离出发点最远
D. BC段所表示的运动通过的路程是34m
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.图像的斜率的绝对值等于加速度大小,可知整个过程中,CD段和DE段的斜率数值最大,则加速度数值最大,选项A正确,B错误;
C.整个过程中,D点之前物体的速度均为正值,D点之后速度为负值,向相反方向运动,则D点所表示的状态,离出发点最远,选项C正确;
D.图像与坐标轴围成的面积等于位移,可知BC段所表示的运动通过的路程是
选项D正确。
故选ACD。
11. 从匀速上升的直升机上落下一个物体,下列说法中正确的是( )
A. 从地面上看,物体作自由落体运动 B. 从飞机上看,物体作竖直上抛运动
C. 物体和飞机之间的距离开始减小,后来增大 D. 物体落地时的速度一定大于匀速上升的飞机的速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.从地面看,物体初速度为飞机的匀速上升速度,之后受重力加速度影响做竖直上抛运动,故A错误;
B.从飞机上看,物体初速度为零,仅受重力作用,做自由落体运动,故B错误;
C.物体相对于飞机的加速度为重力加速度g,两者间距随时间以的规律持续增大,故C错误;
D.竖直上抛运动和自由落体运动是互逆的运动,在地面上看,由于飞机本身离地面已经有一定的高度,从匀速上升的直升机上脱落的物体落地时一定大于匀速上升的直升机的速度,故D正确。
故选D。
12. 如图为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0~t0这段时间内的位移小于v0t0
B. 乙图中,物体的加速度为2m/s2
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,t=3s时物体的速度为25m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图所示
v-t图线与坐标轴围成的面积表示位移,可知图甲中,物体在0~t0这段时间内的位移大于虚线与坐标轴围成的面积,故A错误;
B.根据,可知图像乙中斜率为2a=1m/s2,则物体的加速度为0.5m/s2,故B错误;
C.根据,可知题图丙中,阴影部分的面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量,故C错误;
D.由,可得
结合图丁,图像过,图像斜率为
解得a=10m/s2,解得v0=-5m/s
故t=3s时物体的速度为,故D正确。
故选D。
13. 无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。已知无线连接的最远距离为10m,甲和乙两位同学做了一个有趣实验。甲佩戴无线蓝牙耳机,乙携带手机检测,如图(a)所示,甲、乙同时分别沿两条平行相距的直线轨道向同一方向运动,甲做匀速直线运动,乙从静止开始先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,其速度v随时间t的关系如图(b)所示,则在运动过程中,手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示,当甲、乙相距10m时,根据勾股定理,甲比乙多走8m,设此时二人的运动时间为t1,根据位移公式得
根据图像
解得
根据图像,此时速度相等,恰好最远,即相距最远时也能接收的信号,然后乙超过甲,当乙比甲多走8m时,是最后接收到信号的时刻,设从开始到该时刻的时间为t2,乙加速的时间为
乙加速6s后开始以6m/s的速度匀速运动,乙匀速运动的时间为t2-6,根据题意
解得
也就是说,前13s内,甲、乙之间的距离都在10m以内,都能接收到信号。
故选C。
14. 如图所示,在一粗糙水平面上有两块质量分别为和的木块1和2,中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离是(已知重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对木块1,根据平衡条件
其中
则两木块之间的距离是
故选A。
第二部分
本部分共6题,共58分。
二、实验题(共2道大题)
15. 某实验小组同学,用铁架台、弹簧和多个质量均为的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系如图(甲)所示。
(1)该组同学在做该实验时,依次在弹簧下端挂上钩码,并在表格内分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度,记录数据如下:
钩码个数
1
2
3
4
5
弹力
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
指针对应刻度
12.51
_
15.39
16.11
17.30
当挂2个钩码时,指针对应刻度如图(甲)所示,将指针示数填入表格;在以弹簧弹力为纵轴、指针对应刻度L为横轴的坐标系中,如图(乙)所示。描点画出第2组对应的数据点,并连线得到图像_____。请根据图像分析并得出以下结论
①弹簧原长为__________cm。
②弹簧的劲度系数__________(保留两位有效数字)。
(2)弹簧与绳有一点相似之处,都可以认为是一个传递力的媒介。某位同学根据这个观点推广认为:将两个同样的弹簧串接在一起后,弹簧的劲度系数k与原来一样。你认为他的想法正确么_____?并解释一下你的理由_____。
【答案】 ①. ②. ③. () ④. () ⑤. 不正确 ⑥. 两个劲度系数相同的弹簧串联后,施加外力后,与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍,所以劲度系数发生改变
【解析】
【详解】(1)[1]刻度尺的读数为。
[2]描点并作图:
①[3]弹力为0时,弹簧原长为。
②[4]根据胡克定律可知,图像斜率的物理意义为弹簧的劲度系数
(2)[5]不正确。
[6]两个劲度系数相同的弹簧串联后,施加外力后,与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍,所以劲度系数发生改变。
16. 研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器,也可以用光电传感器。
(1)一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动,打点计时器使用交流电源的频率是50Hz,打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹,以此记录小车的运动情况。
①打点计时器的打点周期是________s。
②图甲为某次实验打出的一条纸带,其中1、2、3、4为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点迹)。根据图中标出的数据可知,打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为________m/s,小车做匀加速直线运动的加速度大小为________m/s2.
(2)另一组同学用如图乙所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧,并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连,滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条,将滑块由静止释放,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015s,通过第二个光电的时间为0.010s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250s。则滑块的加速度大小为______m/s2,若忽略偶然误差的影响,测量值与真实值相比______(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
【答案】 ①. 0.02 ②. 0.53 ③. 1.4 ④. 4.0 ⑤. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]交流电源的频率是50Hz,则打点计时器的打点周期是
[2]由于每相邻两个计数点间还有4个点,所以相邻的计数点间的时间间隔为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,可以求出打计数点3点时小车的瞬时速度大小
[3]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小
(2)[5]遮光条通过第一个光电门的速度为
遮光条通过第二个光电门的速度为
则滑块的加速度大小为
[6]由实验原理可知,运动时间为遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间,遮光条开始遮住第一个光电门的速度小于,遮光条开始遮住第二个光电门的速度小,由于遮光条做匀加速运动,则速度变化量减小,所以测量值与真实值相比偏小。
三、解答题(共4道大题,题目需要按要求写出解答过程,只有答案不得分)
17. 一矿井深为125m,在井口每隔相同的时间间隔落下一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第一个小球恰好到达井底,,求:
(1)则相邻两个小球开始下落的时间间隔是多少;
(2)这时第3个小球与第5个小球相距多少米。
【答案】()0.5s;()35m
【解析】
【详解】(1)设第一个小球下落到井底用时为t,根据自由落体运动位移时间关系
h=gt2
则得
设相邻小球下落时间间隔为T,由题意知
t=10T
联立解得
T=0.5s
(2)由以上计算可知,当第一个小球到达井底时第三个小球刚好下落t1=4s,第5个小球下落的时间为t2=3s ,故
△H=H3-H5=g(t12-t22)=×10×(42-32)m=35m
18. 如图所示,质量均为m的三块木块A、B、C,其中除A的左侧面光滑外,其余各侧面均粗糙,摩擦因数,当受到水平外力F时,三木块均处于静止状态。(已知重力加速度为g)
(1)画出木块B的受力示意图。
(2)求C对B的摩擦力的大小和方向。
(3)若减小F,求三物块仍保持静止,F的最小值。
【答案】(1) (2),方向竖直向上
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于三木块均处于静止状态,合力都为零,以A为研究对象,根据平衡条件可知B对A的摩擦力大小
方向竖直向上;以AB组成的整体为研究对象,根据平衡条件可知C对B的摩擦力大小
方向竖直向上;则木板B的受力分析图如图所示
【小问2详解】
以AB组成的整体为研究对象,根据平衡条件可知C对B的摩擦力大小
方向竖直向上。
【小问3详解】
以ABC整体为研究对象,根据平衡条件可知墙壁对C的摩擦力大小
根据
可得,三物块仍保持静止,F的最小值为
19. 在正常情况下,火车以54km/h的速度匀速开过一个小站不停车。现因需要,必须在这小站停留,火车将要到达小站时,以的加速度作匀减速运动,之后停留2min,又以的加速度出站,一直到恢复原来的速度。求
(1)火车停站过程中,速度从54km/h减至0,所需的时间?
(2)火车出站加速过程中,走过的位移?
(3)火车因停靠小站而延误的时间?
【答案】(1)30s (2)375m
(3)160s
【解析】
【小问1详解】
火车停站过程中,速度从54km/h减至0,所需的时间
【小问2详解】
火车出站加速过程中,走过的位移
【小问3详解】
火车减速的位移为
加速的时间为
火车因停靠小站而延误的时间
20. 一辆公交车在路口等候绿灯,当绿灯亮时,公交车以a1=3m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,此时恰有一名送餐员骑一辆电动车以v0=9m/s的速度匀速从旁边超过公交车前端,已知公交车在加速至vm=15m/s后做匀速直线运动。
(1)求公交车追上电动车之前两者间的最大距离dm
(2)判断公交车加速至vm=15m/s时是否追上电动车;并求追上电动车所需的总时间t
(3)若送餐员在超过公交车前端之后t0=5s时突然变道驶入机动车道旁若无人地继续匀速行驶,公交车司机见状立即紧急刹车,为了避免突然刹车让乘客有明显不舒服的顿挫感,加速度的大小按如图规律变化(以t0=5s为新的计时起点)。若刹车结束时恰好不会撞上电动车,求刹车的时间
【答案】(1)13.5m;(2)6.25s;(3)2.5s
【解析】
【详解】(1)速度相等时,距离最大,有
解得
此时公交车的位移大小为
电动车的位移为
两者间的最大距离为
(2)公交车加速至最大速度时,时间为
此时公交车的位移大小为
电动车的位移大小为
由于,所以公交车未追上电动车,之后公交车匀速行驶,假设还需要时间追上电动车,则
解得
追上电动车的总时间为
(3)由(2)可知,,公交车速度达到最大vm=15m/s,公交车在电动车后方的距离
设再过恰好不会撞上电动车,说明此时两者速度相等均为,且
公交车的速度随时间变化如图所示
根据对称性可做辅助线如图
求得公交车的位移为
联立解得
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