内容正文:
重庆市第七中学校 2025-2026学年度上期
高2028届期中考试 物理试题
(满分100分,考试时间90分钟)
一、选择题(本题共12小题,1-8题为单项选择题每小题4分,9-12题为多项选择题每题5分,共48分)
1. 2025年9月3日,我国隆重举行了纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式,受阅方队以整齐划一的步伐通过天安门广场。下列说法正确的是( )
A. 研究某一名受阅士兵的动作细节时,可将该士兵视为质点
B. 以天安门城楼为参考系,所有受阅方队均处于静止状态
C. 以某一受阅坦克为参考系,与它并排行驶的其他坦克是静止的
D. 研究受阅方队从出发点到天安门广场的行进时间时,不可将方队视为质点
2. 2024年6月25日14时07分,嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆。这次探月工程突破了月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术。如图为某次嫦娥六号为躲避陨石坑的一段飞行路线,下列说法中不正确的是( )
A. 2024年6月25日14时07分指的是时刻
B. 研究嫦娥六号月背起飞上升过程姿态时不能把它简化成质点
C. 嫦娥六号由图中点运动到点的过程中某一位置的速度可能等于此过程的平均速度
D. 嫦娥六号由图中点运动到点的平均速率一定等于此过程的平均速度的大小
3. 如图所示的玩具静止时轻弹簧长度为2cm,将头部拆卸后静止时该弹簧长度为4cm。已知该弹簧的劲度系数k=100N/m,,则该玩具头部的质量为( )
A. 0.1kg B. 0.2kg C. 0.3kg D. 0.4kg
4. A、B两物体在同一直线上做变速直线运动,它们的速度—时间图像如图所示,则( )
A. A、B两物体的运动方向一定相反 B. 内A物体比B物体运动得快
C. 时,A、B两物体的速度相同 D. A物体的加速度比B物体的加速度大
5. 静止在地面上的物块A、B分别重60N和80N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;劲度系数为4N/cm的轻弹簧两端拴接在A、B上,处于压缩状态,压缩量为2cm。现将大小为2N、方向水平向右的拉力F作用在木块B上,如图所示,则( )
A. 物块A所受摩擦力大小为6N B. 物块A所受摩擦力大小为10N
C. 物块B所受摩擦力大小为10N D. 物块B所受摩擦力大小为20N
6. 唐朝大诗人白居易曾写下“隔窗知夜雨,芭蕉先有声”的诗句,“雨打芭蕉”为文人墨客提供了极好的写作题材,某次降雨过程中,某个雨滴自静止从空中下落,其速度随时间变化关系如图所示,关于雨滴的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 雨滴下落过程做自由落体运动
B. 雨滴在时间内的位移满足
C. 雨滴在时间内的平均速度为小于
D. 雨滴下落过程中加速度一直变大
7. 如图所示,有一小球以某一初速度从斜面底部冲上斜面,依次还经过了、、三点,并最高可到点,已知距离为、距离均为,所用时间均为2秒,则到的距离应为( )
A. 2m B. 1m C. 3m D. 4m
8. a、b两物体均沿x轴正方向从静止开始做匀变速直线运动,t=0时刻两物体同时出发,a物体的位置x随速率平方的变化关系如图甲,b物体的位置x随运动时间t的变化关系如图乙,则( )
A. a物体的加速度大小为1m/s2
B. t=1s时,两物体相距0.5m
C. 2s~4s内a物体的平均速度大小为1.5m/s
D. 两物体相遇时,a、b物体的速度分别为2m/s、1m/s
9. 如图,A、B两人骑自行车在同一直线上运动的位移一时间图像,则( )
A. 前5s内,A的速度大小为6m/s
B. A、B两人在第5s末相遇
C. 前5s内,A的路程比B的路程大
D. 前5s内,A的位移比B的位移大
10. 如图所示,用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子。瓶子竖直,始终处于静止状态,已知手掌与瓶子间的动摩擦因数,则( )
A. 瓶子受到的摩擦力大小为40N
B. 瓶子受到的最大静摩擦力随握力的增大而增大
C. 当握力持续减小时,瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
D. 当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将增大
11. 一辆满载货物的汽车从静止开始做匀加速直线运动,汽车的加速度大小为。当汽车的速度大小达到时,一件货物从汽车上脱落,落地后随即以初速度大小为做匀减速直线运动直至停止(下落时间可忽略);当汽车速度达到时,又一件货物从汽车上脱落,落地后随即以初速度大小为做匀减速直线运动直至停止。已知两件货物完全相同,第二件货物脱落时,第一件货物刚好停止运动。下列说法正确的是( )
A. 货物落地后做匀减速直线运动的加速度大小为
B. 货物落地后做匀减速直线运动的加速度大小为
C. 最终两件货物相距
D. 最终两件货物相距
12. 某同学用一氦气球悬挂一重物(可视为质点),从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,过了一段时间后,悬挂重物的细线断裂,又经过相同的时间,重物恰好落到地面。已知细线断裂时重物的高度为h,细线断裂后重物仅受到重力作用,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 细线断裂前重物的加速度大小为
B. 细线断裂时重物的速度大小为
C. 重物上升的最大高度为
D. 重物落地时的速度大小为
二、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分)
13. 泸州高中的同学们热爱学习和运动,某同学家里备有健身器材——拉力器。某学习小组利用拉力器做实验,探究胡克定律。首先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧的右侧固定一刻度尺,如甲图所示。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧弹力F和相关数据。
(1)某同学根据实验数据,绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示,图中x表示( )
A. 弹簧的形变量
B. 弹簧处于竖直状态下的自然长度
C. 弹簧处于水平状态下的自然长度
(2)小天同学使用两条不同的轻质弹簧a和b,根据实验数据绘制F与x图像(如图丙所示),发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,由此可知弹簧a的劲度系数__________(“大于”“等于”或“小于”)弹簧b的劲度系数。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧_________(填“a”或“b”)。
14. 某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是__________。
A. 释放纸带的同时,接通电源
B. 先接通电源打点,后释放纸带运动
C. 先释放纸带运动,后接通电源打点
D. 纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(2)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是__________。
(3)某次实验获得的纸带如图乙所示,、、、、为相邻的五个计数点,相邻计数点间的时间间隔为。测得,,,,则打点时小车的速度__________,小车的加速度__________(结果保留3位有效数字)。
(4)如果实验时电源的实际频率小于,做实验的同学并不知情,那么加速度的测量值与实际值相比__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
三、解答题(共4小题,15题6分,16题6分,17题10分,18题14分,共36分)
15. 一辆汽车以的速度在平直公路上匀速运动,刹车后经过4s速度变为,若将刹车过程视为匀减速直线运动,求:
(1)汽车刹车时的加速度大小;
(2)汽车运动的总位移大小。
16. 如图所示,直杆长,圆筒高为,直杆位于圆筒正上方处,直杆从静止开始做自由落体运动,并能竖直穿越圆筒,试求(取)
(1)由释放到直杆下端刚好开始进入圆筒时经历的时间;
(2)直杆穿越圆筒所用的时间t。
17. 刘菲同学玩“控子”游戏,游戏的装置示意图如图所示:让小滑块从A点由静止释放,刘菲同学通过控制BC段上的可控区域的长度,让滑块到达C点时速度刚好为零,滑块自由落入洞D中即为成功。已知轨道AB、BC可视为斜面,AB长0.25m,BC长1m,CD高0.2m,滑块在AB段加速下滑时加速度大小为=2,在BC段非可控区域加速下滑时加速度大小为=1,在可控区域减速时的加速度大小为=3,滑块在B点、可控点前后速度大小不变,求游戏成功时:(g=10)
(1)可控区域的长度L;
(2)滑块从A到洞D所经历的时间t。
18. 在2024年珠海航展上,中国兵器装备集团有限公司首次动态展示了自主研制的“机器狼”,具备灵活的机动性和多种作战能力。如图所示,现对其运动情况作一定的研究。已知机器狼在加速阶段加速度大小为,最大速度为,减速阶段加速度大小为,时刻,机器狼由静止开始运动,同时在其前方20m处有一目标以同向开始匀速运动。
(1)若机器狼匀加速运动到最大速度后维持匀速运动,求:
①追上目标前,机器狼与目标间的最大距离;
②机器狼需多长时间追上前方目标?
(2)若机器狼能追上目标且最终停止运动,则由开始运动到最终停止过程中机器狼的最小位移为多少?(目标对机器狼的运动无阻碍)
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重庆市第七中学校 2025-2026学年度上期
高2028届期中考试 物理试题
(满分100分,考试时间90分钟)
一、选择题(本题共12小题,1-8题为单项选择题每小题4分,9-12题为多项选择题每题5分,共48分)
1. 2025年9月3日,我国隆重举行了纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式,受阅方队以整齐划一的步伐通过天安门广场。下列说法正确的是( )
A. 研究某一名受阅士兵的动作细节时,可将该士兵视为质点
B. 以天安门城楼为参考系,所有受阅方队均处于静止状态
C. 以某一受阅坦克为参考系,与它并排行驶的其他坦克是静止的
D. 研究受阅方队从出发点到天安门广场的行进时间时,不可将方队视为质点
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究某一名受阅士兵的动作细节时,其形状和大小不可以忽略,故不可以将该士兵视为质点,故A错误;
B.以天安门城楼为参考系,所有受阅方队与天安门城楼的位置有变化,故所有受阅方队均处于运动状态,故B错误;
C.以某一受阅坦克为参考系,与它并排行驶的其他坦克与它的位置没有变化,故与它并排行驶的其他坦克是静止的,故C正确;
D.研究受阅方队从出发点到天安门广场的行进时间时,出发点到天安门广场的距离远大于方队的长度,故可以将方队视为质点,故D错误。
故选C。
2. 2024年6月25日14时07分,嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆。这次探月工程突破了月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术。如图为某次嫦娥六号为躲避陨石坑的一段飞行路线,下列说法中不正确的是( )
A. 2024年6月25日14时07分指的是时刻
B. 研究嫦娥六号月背起飞上升过程姿态时不能把它简化成质点
C. 嫦娥六号由图中点运动到点的过程中某一位置的速度可能等于此过程的平均速度
D. 嫦娥六号由图中点运动到点的平均速率一定等于此过程的平均速度的大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.2024年6月25日14时07分指的是时刻,故A正确,不符合题意;
B.研究嫦娥六号月背起飞上升过程姿态时,嫦娥六号的形状和大小不能忽略不计,所以不可以把它简化成质点,故B正确,不符合题意;
C.嫦娥六号由题图中点运动到点的过程中某一位置的速度可能等于此过程的平均速度,故C正确,不符合题意;
D.平均速率是指物体的路程和通过这段路程所用时间的比值;平均速度是指物体的位移和通过这段位移所用时间的比值。嫦娥六号由题图中点运动到点的路程大于由题图中点运动到点的位移大小,由于运动时间相同,故嫦娥六号由题图中点运动到点的平均速率一定大于此过程的平均速度的大小,故D错误,符合题意。
故选D。
3. 如图所示的玩具静止时轻弹簧长度为2cm,将头部拆卸后静止时该弹簧长度为4cm。已知该弹簧的劲度系数k=100N/m,,则该玩具头部的质量为( )
A. 0.1kg B. 0.2kg C. 0.3kg D. 0.4kg
【答案】B
【解析】
【详解】根据胡克定律得
解得
故选B。
4. A、B两物体在同一直线上做变速直线运动,它们的速度—时间图像如图所示,则( )
A. A、B两物体的运动方向一定相反 B. 内A物体比B物体运动得快
C. 时,A、B两物体的速度相同 D. A物体的加速度比B物体的加速度大
【答案】C
【解析】
【详解】A.两物体的速度都为正值,所以运动方向相同,故A错误;
B.内B物体的速度一直大于A物体的速度,故B物体比A物体运动得快,故B错误;
C.时,A、B两物体的速度大小都为5m/s,方向也相同,所以两物体的速度相同,故C正确;
D.速度—时间图像的斜率表示加速度,从图像上可以看出,B物体的加速度大小为
A物体的加速度大小为
可知A物体的加速度比B物体的加速度小,故D错误。
故选C。
5. 静止在地面上的物块A、B分别重60N和80N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;劲度系数为4N/cm的轻弹簧两端拴接在A、B上,处于压缩状态,压缩量为2cm。现将大小为2N、方向水平向右的拉力F作用在木块B上,如图所示,则( )
A. 物块A所受摩擦力大小为6N B. 物块A所受摩擦力大小为10N
C. 物块B所受摩擦力大小为10N D. 物块B所受摩擦力大小为20N
【答案】C
【解析】
【详解】CD.两物块的最大静摩擦力分别为,
根据胡克定律可知,弹簧的弹力大小
现将大小为2N、方向水平向右的拉力F作用在木块B上,由于
可知B保持静止,B所受摩擦力大小,故C正确,D错误。
AB.结合上述可知,A仍然处于静止状态,物块A所受摩擦力大小,故AB错误。
故选C。
6. 唐朝大诗人白居易曾写下“隔窗知夜雨,芭蕉先有声”的诗句,“雨打芭蕉”为文人墨客提供了极好的写作题材,某次降雨过程中,某个雨滴自静止从空中下落,其速度随时间变化关系如图所示,关于雨滴的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 雨滴下落过程做自由落体运动
B. 雨滴在时间内的位移满足
C. 雨滴在时间内的平均速度为小于
D. 雨滴下落过程中加速度一直变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.雨滴下落过程受空气阻力作用,则不是自由落体运动,A错误;
B.雨滴在时间内如果做匀加速运动,则位移为,因雨滴做加速度减小的变加速运动,则位移大于雨滴做匀加速运动的位移,即满足,B正确;
C.根据可知,雨滴在时间内的平均速度为大于,C错误;
D.因v-t图像的斜率减小,可知雨滴下落过程中加速度一直变小,D错误。
故选B。
7. 如图所示,有一小球以某一初速度从斜面底部冲上斜面,依次还经过了、、三点,并最高可到点,已知距离为、距离均为,所用时间均为2秒,则到的距离应为( )
A. 2m B. 1m C. 3m D. 4m
【答案】A
【解析】
【详解】据得
又
从B到D :
所以
故选A。
8. a、b两物体均沿x轴正方向从静止开始做匀变速直线运动,t=0时刻两物体同时出发,a物体的位置x随速率平方的变化关系如图甲,b物体的位置x随运动时间t的变化关系如图乙,则( )
A. a物体的加速度大小为1m/s2
B. t=1s时,两物体相距0.5m
C. 2s~4s内a物体的平均速度大小为1.5m/s
D. 两物体相遇时,a、b物体的速度分别为2m/s、1m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】A.a物体从静止开始做匀加速直线运动,其运动公式为
在的图像中,斜率应为
图像中可求出斜率大小为,所以a物体的加速度为,故A正确;
B.根据图甲可知,初始时刻a物体所在的位置坐标为-1m
在1s时,a物体的位置坐标为
根据图乙的图像,代入后,可得
在1s时,b物体的位置坐标为
两物体相距。故B错误;
C.内a物体的平均速度等于3s末的瞬时速度,所以。故C错误;
D.当两个物体相遇时,a物体比b物体多运动1m,即
设此时的时间为,即
解得
所以此时a、b物体的速度分别为,。故D正确。
故选AD。
9. 如图,A、B两人骑自行车在同一直线上运动的位移一时间图像,则( )
A. 前5s内,A的速度大小为6m/s
B. A、B两人在第5s末相遇
C. 前5s内,A的路程比B的路程大
D. 前5s内,A的位移比B的位移大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图像的斜率表示速度可知,前5s内,A的速度为
则速度大小为6m/s,故A正确;
B.由图可知,A、B两人在第5s末位置不相同,故不能相遇,故B错误;
C.由图可知,前5s内,A从30m位置运动到原点,其运动路程为30m,B从原点运动到25m位置,静止2s后向负方向运动12.5m位置,其运动的路程为37.5m,因此前5s内,A的路程比B的路程小,故C错误;
D.由位移的定义可知,前5s内,A的位移大小为30m,B的位移大小为12.5m,因此前5s内,A的位移比B的位移大,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子。瓶子竖直,始终处于静止状态,已知手掌与瓶子间的动摩擦因数,则( )
A. 瓶子受到的摩擦力大小为40N
B. 瓶子受到的最大静摩擦力随握力的增大而增大
C. 当握力持续减小时,瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
D. 当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将增大
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.瓶子在重力及静摩擦力作用下处于静止状态,则瓶子受到的摩擦力大小等于其重力40N;瓶子受到的最大静摩擦力与正压力成正比,所以随握力的增大而增大,AB正确;
C.当握力减小时,只要瓶子仍处于静止状态,由于瓶子受到的重力不变,则静摩擦力不变,C错误;
D.当握力增大时,只要瓶子仍处于静止状态,由于瓶子受到的重力不变,则静摩擦力不变, D错误。
故选AB。
11. 一辆满载货物的汽车从静止开始做匀加速直线运动,汽车的加速度大小为。当汽车的速度大小达到时,一件货物从汽车上脱落,落地后随即以初速度大小为做匀减速直线运动直至停止(下落时间可忽略);当汽车速度达到时,又一件货物从汽车上脱落,落地后随即以初速度大小为做匀减速直线运动直至停止。已知两件货物完全相同,第二件货物脱落时,第一件货物刚好停止运动。下列说法正确的是( )
A. 货物落地后做匀减速直线运动的加速度大小为
B. 货物落地后做匀减速直线运动的加速度大小为
C. 最终两件货物相距
D. 最终两件货物相距
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据题意,作出货物运动图像,如图所示
可知,货物的加速度大小与汽车的加速度大小相同,都为a,故A错误,B正确;
CD.图像与时间轴所围结合图形的面积表示位移,结合上述可知,最终两件货物之间的距离为上述两图像与时间轴所围结合图形的面积之差,则有
故C正确,D错误。
故选BC。
12. 某同学用一氦气球悬挂一重物(可视为质点),从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,过了一段时间后,悬挂重物的细线断裂,又经过相同的时间,重物恰好落到地面。已知细线断裂时重物的高度为h,细线断裂后重物仅受到重力作用,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 细线断裂前重物的加速度大小为
B. 细线断裂时重物的速度大小为
C. 重物上升的最大高度为
D. 重物落地时的速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设重物匀加速上升的加速度大小为a,时间为t,根据题意有
解得,故A正确;
B.设细线断裂时重物的速度大小为,有
解得,故B错误;
C.细线断裂后,重物向上做匀减速运动,有
解得
则重物上升的最大高度,故C正确;
D.根据
可得重物落地时的速度大小为,故D错误。
故选AC。
二、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分)
13. 泸州高中的同学们热爱学习和运动,某同学家里备有健身器材——拉力器。某学习小组利用拉力器做实验,探究胡克定律。首先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧的右侧固定一刻度尺,如甲图所示。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录弹簧弹力F和相关数据。
(1)某同学根据实验数据,绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示,图中x表示( )
A. 弹簧的形变量
B. 弹簧处于竖直状态下的自然长度
C. 弹簧处于水平状态下的自然长度
(2)小天同学使用两条不同的轻质弹簧a和b,根据实验数据绘制F与x图像(如图丙所示),发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,由此可知弹簧a的劲度系数__________(“大于”“等于”或“小于”)弹簧b的劲度系数。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧_________(填“a”或“b”)。
【答案】(1)A (2) ①. 小于 ②. a
【解析】
【小问1详解】
图乙中F与x成正比,由胡克定律可知,图中x表示弹簧的形变量。
故选A。
【小问2详解】
[1]由(1)中分析可知,F-x图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由于图丙中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率,故知弹簧a的劲度系数小于弹簧b的劲度系数。
[2]要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选用在一定的外力作用时,弹簧的伸长量大的弹簧,则应选择劲度系数小的弹簧,故选弹簧a。
14. 某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是__________。
A. 释放纸带的同时,接通电源
B. 先接通电源打点,后释放纸带运动
C. 先释放纸带运动,后接通电源打点
D. 纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(2)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是__________。
(3)某次实验获得的纸带如图乙所示,、、、、为相邻的五个计数点,相邻计数点间的时间间隔为。测得,,,,则打点时小车的速度__________,小车的加速度__________(结果保留3位有效数字)。
(4)如果实验时电源的实际频率小于,做实验的同学并不知情,那么加速度的测量值与实际值相比__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)BD (2)刻度尺
(3) ①. 0.263 ②. 0.498
(4)偏大
【解析】
【小问1详解】
ABC.先接通电源打点,等打点稳定后释放纸带运动,AC错误,B正确;
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小,D正确。
故选BD。
【小问2详解】
要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、 墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺。
【小问3详解】
[1] 根据匀变速运动,中间时刻瞬时速度等于全程平均速度,打C点时小车的速度
[2]根据逐差法小车的加速度
【小问4详解】
如果实验时电源的实际频率小于,实际打点周期变大,做实验的同学并不知情,代入计算时间偏小,则加速度的测量值与实际值相比偏大。
三、解答题(共4小题,15题6分,16题6分,17题10分,18题14分,共36分)
15. 一辆汽车以的速度在平直公路上匀速运动,刹车后经过4s速度变为,若将刹车过程视为匀减速直线运动,求:
(1)汽车刹车时的加速度大小;
(2)汽车运动的总位移大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据匀变速直线运动的速度公式
其中,,
解得加速度
加速度大小为
【小问2详解】
根据匀变速直线运动的位移公式
其中,
计算得
16. 如图所示,直杆长,圆筒高为,直杆位于圆筒正上方处,直杆从静止开始做自由落体运动,并能竖直穿越圆筒,试求(取)
(1)由释放到直杆下端刚好开始进入圆筒时经历的时间;
(2)直杆穿越圆筒所用的时间t。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据自由落体运动规律有
代入题中数据,解得
【小问2详解】
由释放到直杆上端刚好通过圆筒下端过程有
代入题中数据,解得
则直杆穿越圆筒所用的时间
17. 刘菲同学玩“控子”游戏,游戏的装置示意图如图所示:让小滑块从A点由静止释放,刘菲同学通过控制BC段上的可控区域的长度,让滑块到达C点时速度刚好为零,滑块自由落入洞D中即为成功。已知轨道AB、BC可视为斜面,AB长0.25m,BC长1m,CD高0.2m,滑块在AB段加速下滑时加速度大小为=2,在BC段非可控区域加速下滑时加速度大小为=1,在可控区域减速时的加速度大小为=3,滑块在B点、可控点前后速度大小不变,求游戏成功时:(g=10)
(1)可控区域的长度L;
(2)滑块从A到洞D所经历的时间t。
【答案】(1) 0.375m;(2) 1.7s
【解析】
【详解】(1)设滑块在B点时速度大小为,则由运动学规律知:
解得:
=1m/s
在AB段运动的时间为:
=0.5s
设滑块在E点进入可控区域,由运动学规律知:从B到E:
①
从E到C:
②
联立解得:
L=0.375m
(2)由①②式解得:=1.5m/s又有:
-=,=
解得:
==0.5s
滑块从C到D,由自由落体运动规律知:
代入数值解得:
=0.2s
所以滑块从A到D所经历的时间:
t=+++=1.7s
18. 在2024年珠海航展上,中国兵器装备集团有限公司首次动态展示了自主研制的“机器狼”,具备灵活的机动性和多种作战能力。如图所示,现对其运动情况作一定的研究。已知机器狼在加速阶段加速度大小为,最大速度为,减速阶段加速度大小为,时刻,机器狼由静止开始运动,同时在其前方20m处有一目标以同向开始匀速运动。
(1)若机器狼匀加速运动到最大速度后维持匀速运动,求:
①追上目标前,机器狼与目标间的最大距离;
②机器狼需多长时间追上前方目标?
(2)若机器狼能追上目标且最终停止运动,则由开始运动到最终停止过程中机器狼的最小位移为多少?(目标对机器狼的运动无阻碍)
【答案】(1)①24m;②9s
(2)60m
【解析】
【小问1详解】
①追上目标前,机器狼与目标速度相同时,二者间具有最大距离,则有
,
联立,解得
②机器狗加速阶段时间为
位移为
则此时未追上,在匀速阶段追上, 设机器狗运动时间为,可得
解得
【小问2详解】
若机器狗在最大速度时追上目标,不满足条件,题中要求最小位移,在追上目标时已经处于减速状态,与目标有共同速度,如图所示
机器狗减速到与目标有共同速度的时间为
运动的距离为
设机器狗与目标相遇时间为,机器狗匀速阶段用时为,可得
解得
机器狗从开始运动到与目标相遇,机器狗运动的位移大小为
机器狗超过目标后又减速运动的位移大小为
则最小位移为
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