精品解析:北京市第八中学2025-2026学年高一上学期期中物理试题
2026-05-08
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内容正文:
2025北京八中高一(上)期中
物 理
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分,每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列各组物理量中,全都是矢量的是( )
A. 弹力、位移、路程 B. 重力、速度、时间
C. 位移、速度变化量、加速度 D. 速度、质量、速度变化率
2. 如图所示是物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体( )
A. 第1s内和第3s内的运动方向相反
B. 第3s内和第4s内的加速度相同
C. 第1s内和第4s内的位移大小不相等
D. 0~2s和0~4s内的平均速度大小相等
3. 甲乙两汽车在一平直公路上相向行驶。在到的时间内,它们的图像如图所示。在这段时间内( )
A. 两汽车的位移相同
B. 两汽车的速度方向相同
C. 两汽车的加速度方向相反
D. 汽车甲的平均速度大于汽车乙的平均速度
4. 2025年8月2日,中国的陈艺文和陈佳夺得世界游泳锦标赛跳水女子3米板金银牌。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是( )
A. 跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B. 运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的
C. 此时跳板对运动员的支持力大于运动员对跳板的压力
D. 此时跳板对运动员的支持力和运动员对跳板的压力大小相等
5. 居家学习期间,小明同学用拉力器锻炼身体。拉力器并列装有4根相同的轻弹簧,每根弹簧的原长都是,如图所示,用的力把它们拉长至(未超过弹簧的弹性限度),则( )
A. 小明的每只手受到拉力器的拉力大小为
B. 每根弹簧产生的弹力大小为
C. 每根弹簧的劲度系数为
D. 将拉力器拉长至所需拉力为
6. 图甲为一男士站立在与水平成一定角度的斜面自动扶梯上匀速上楼,图乙为一女士站在台阶自动扶梯上匀速上楼。关于两人的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 图甲中男士受扶梯的支持力竖直向上
B. 图甲中男士受扶梯的滑动摩擦力沿斜面向上
C. 图乙中女士受扶梯的支持力竖直向上
D. 图乙中女士受扶梯的静摩擦力水平向前
7. 如图所示,木块A、B分别重50N和60N,与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。用的水平拉力拉木块B,木块A、B均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力大小为80N
B. 木块A受到的摩擦力大小为10N
C. 木块B受到的摩擦力大小为6N
D. 地面给A、B组成的系统的摩擦力大小为2N
8. 某物体以的初速度竖直上抛,不计空气阻力,取,则5s内物体的( )
A. 路程为45m
B. 位移大小为25m,方向向下
C. 速度改变量的大小为10m/s
D. 平均速度大小为5m/s,方向向上
9. 一高铁在甲地与乙地之间(距离足够远)运行,高铁正常行驶速度为。现在两地间增设一停靠站,停车时间为,设高铁启动加速、停靠减速的加速度大小都是a,则增设停靠站点后高铁相对此前运行时间增加了( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,在倾角的粗糙斜面上放一重力为的物体。现用与斜面底边平行的力推物体,物体恰能在斜面上做匀速直线运动,则物体与斜面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题至少有两个选项符合正确题意,漏选得2分,错选不得分。)
11. 如图所示,一桶水在两位同学拉力共同作用下保持静止,已知两个拉力大小相等,则( )
A. 两人手臂间的夹角小些省力
B. 手对桶的拉力可能等于桶重力
C. 手对水桶的拉力不可能大于桶重力
D. 两人手臂间的夹角越小则两个拉力的合力越大
12. 如图所示,铅球放在固定斜面上,用竖直挡板挡住并处于静止状态。不计一切摩擦。下列说法正确的是( )
A. 铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力
B. 铅球对挡板的压力大于铅球对斜面的压力
C. 若增大斜面倾角,铅球对挡板的压力增大
D. 若增大斜面倾角,铅球对斜面的压力减小
13. 为了估测楼房的高度,一同学将一石块从楼顶自由落下,不计空气阻力,只要测出下列哪个物理量就可算出楼房的高度( )
A. 石块下落到地面的时间
B. 石块下落一半时间所走的位移
C. 石块下落最后一秒所走的位移
D. 石块下落第一秒所走的位移
14. 两个兴趣小组同学分别研究汽车的直线运动过程:小组1同学得到汽车甲的位移与速度的关系曲线如图1所示,并得出位移与速度的函数关系式为(其中、为常数);小组2同学通过测量汽车乙的位移和对应的时间,描绘出图如图2所示。则下列说法正确的是( )
A. 汽车甲在此过程中做匀加速直线运动
B. 汽车甲的加速度大小为
C. 汽车乙在此过程中做匀加速直线运动
D. 汽车乙的初速度大小为
三、实验题(木题共2小题,共16分,)
15. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,橡皮条的一端挂有轻质小圆环,另一端固定,如图1所示,小圆环拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,如图2所示;再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条,如图3所示。
(1)判断力单独作用与力、共同作用效果相同的依据是 ;
A. 的大小等于与的大小之和
B. 使橡皮条伸长相同的长度
C. 使小圆环到达同一位置
(2)实验中需要标记或者记录的信息有 ;
A. 橡皮条的原长
B. 橡皮条原长时小圆环的位置
C. 力的大小和方向
D. 力、的大小和方向
(3)下列措施可以减小实验误差的是 。
A. 橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上
B. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两个细绳的夹角必须等于
C. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,弹簧测力计尽量与木板平行
D. 拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
16. 我们学习了多种测量物体加速度的方法。
(1)通过打点计时器,可以测量小车的加速度。实验装置如图1所示。通过实验得到了一条点迹清晰的纸带,如图2所示,在纸带上选取、、、、五个计数点(相邻两个计数点间还有4个计时点未画出)。打点计时器使用的交流电源的频率,则打点计时器在纸带上打下相邻两计数点的时间间隔为__s。根据纸带上的信息可计算出:小车在砂桶的拉力作用下做匀加速直线运动的加速度大小的测量值为__(计算结果保留2位有效数字)。
(2)通过光电门,同样可以测量物体的加速度。如图3,在滑块上安装宽度为的遮光条,滑块在牵引力作用下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,通过第二个光电门的时间,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,则可估算滑块加速度的大小为__(计算结果保留2位有效数字)。
(3)频闪照片也可以测量加速度。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某时刻,将一小球从点由静止释放,频闪仪每隔时间闪光一次。以点为原点,竖直向下为正方向建立坐标轴,并测量各时刻的位置坐标、、,如图4所示。为了减小偶然误差,用图像法计算小球的加速度大小。请分析说明:可以画什么样的线性函数图像,图像斜率和加速度的大小满足什么关系?
四、计算题(本题共4小题,共38分。要求:写出必要的文字说明、基本的物理公式和受力分析图,只写出最后答案的不给分)
17. 某高速列车刹车前的速度为60m/s,刹车后做匀减速直线运动,2s末速度减为50m/s,求:
(1)列车刹车后的加速度大小;
(2)从开始刹车到位移为200m所经历的时间;
(3)列车刹车后第8s内通过的位移大小.
18. 如图所示质量为的物体,受到一个与水平方向成的恒力作用,物体恰好不向下运动。重力加速度为。
(1)画出物体的受力示意图;
(2)求物体对墙壁的压力大小;
(3)求物体受到的摩擦力大小。
19. 学校航空俱乐部用自制火箭模拟火箭发射过程。设火箭从地面发射后始终在竖直方向上运动。火箭点火后可认为做的匀加速直线运动,当到达离地面高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力、忽略火箭重力变化,,求:
(1)燃料恰好用完时火箭的速度大小;
(2)火箭上升离地面的最大高度;
(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间;
20. 长直公路上,甲、乙两汽车正以相同速度同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,乙车头与甲车尾的距离,若时刻甲车以加速度大小为减速刹车。
(1)若甲车开始刹车后,乙车司机反应了后也开始刹车:
a.刹车到停止通过的距离;
b.至少以多大的加速度刹车减速才能避免两车相撞?
(2)若甲车刹车的加速度大小按如图1所示变化(后加速度为)
a.据图像计算甲车在第末和第末的速度大小,并在图2中画出内甲车的图像,求内的位移大小;
b.在这种情况下,第(1)问中乙车的加速度至少多大,才能避免两车相撞。
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2025北京八中高一(上)期中
物 理
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分,每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列各组物理量中,全都是矢量的是( )
A. 弹力、位移、路程 B. 重力、速度、时间
C. 位移、速度变化量、加速度 D. 速度、质量、速度变化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.弹力、位移既有大小又有方向,属于矢量,路程只有大小没有方向,属于标量,故A错误;
B.重力、速度既有大小又有方向,属于矢量,时间只有大小没有方向,属于标量,故B错误;
C.位移、速度变化量、加速度既有大小又有方向,属于矢量,故C正确;
D.速度变化率即为加速度,所以速度、速度变化率既有大小又有方向,属于矢量,质量只有大小没有方向,属于标量,故D错误。
故选C。
2. 如图所示是物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体( )
A. 第1s内和第3s内的运动方向相反
B. 第3s内和第4s内的加速度相同
C. 第1s内和第4s内的位移大小不相等
D. 0~2s和0~4s内的平均速度大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB.0-1s向正方向做加速度为1m/s2的匀加速直线运动;1-2s向正方向做匀速直线运动;2-3s向正方向做加速度为1m/s2的匀减速直线运动;3-4s以1m/s2的加速度向相反方向做匀加速直线运动,故选项A错误,B正确;
C.据速度-时间图象中图线与时间轴围成的面积大小表示位移大小,可知,第1s内和第4s内的位移大小均为0.5m,选项C错误;
D.0~2s内与0~4s内位移大小相等,但时间不同,故平均速度大小不相等,选项D错误。
故选B。
3. 甲乙两汽车在一平直公路上相向行驶。在到的时间内,它们的图像如图所示。在这段时间内( )
A. 两汽车的位移相同
B. 两汽车的速度方向相同
C. 两汽车的加速度方向相反
D. 汽车甲的平均速度大于汽车乙的平均速度
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.根据图像得甲位移为x2-x1,乙位移为x1-x2,两汽车位移大小相同,方向不同,时间相等,故平均速度大小相等,方向不同,故ABD错误;
C.x-t图像的斜率表示速度,甲沿着正方向做减速运动,所以甲的加速度为负方向,乙沿着负方向做减速运动,所以乙的加速度为正方向,所以两汽车的加速度方向相反,故C正确。
故选C。
4. 2025年8月2日,中国的陈艺文和陈佳夺得世界游泳锦标赛跳水女子3米板金银牌。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是( )
A. 跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B. 运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的
C. 此时跳板对运动员的支持力大于运动员对跳板的压力
D. 此时跳板对运动员的支持力和运动员对跳板的压力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.跳板发生形变,运动员的脚也对跳板产生压力,脚也发生形变,A错误;
B.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的,B错误;
CD.跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力是相互作用力,总是等大反向,C错误,D正确。
故选D。
5. 居家学习期间,小明同学用拉力器锻炼身体。拉力器并列装有4根相同的轻弹簧,每根弹簧的原长都是,如图所示,用的力把它们拉长至(未超过弹簧的弹性限度),则( )
A. 小明的每只手受到拉力器的拉力大小为
B. 每根弹簧产生的弹力大小为
C. 每根弹簧的劲度系数为
D. 将拉力器拉长至所需拉力为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第三定律,小明的每只手受到拉力器的拉力大小为,A错误;
B.每根弹簧产生的弹力大小为,B错误;
C.每根弹簧的劲度系数为,C错误;
D.将拉力器拉长至所需拉力为,D正确。
故选D。
6. 图甲为一男士站立在与水平成一定角度的斜面自动扶梯上匀速上楼,图乙为一女士站在台阶自动扶梯上匀速上楼。关于两人的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 图甲中男士受扶梯的支持力竖直向上
B. 图甲中男士受扶梯的滑动摩擦力沿斜面向上
C. 图乙中女士受扶梯的支持力竖直向上
D. 图乙中女士受扶梯的静摩擦力水平向前
【答案】C
【解析】
【详解】AB.接触面是倾斜斜面,支持力方向垂直于接触面(垂直斜面向上);男士相对扶梯静止,因此受到的是静摩擦力,方向沿斜面向上,故AB错误;
CD.女士站立在水平台阶上,接触面水平,支持力垂直于水平面(竖直向上);女士匀速运动,重力和支持力二力平衡,
匀速运动时水平方向合力为零,女士不受静摩擦力,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,木块A、B分别重50N和60N,与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。用的水平拉力拉木块B,木块A、B均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力大小为80N
B. 木块A受到的摩擦力大小为10N
C. 木块B受到的摩擦力大小为6N
D. 地面给A、B组成的系统的摩擦力大小为2N
【答案】D
【解析】
【详解】A.弹簧弹力大小为
故A错误;
B.施加水平拉力F后,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左的运动趋势,其受到向右的静摩擦力,且与弹力平衡,木块A所受摩擦力大小为
故B错误;
C.木块B与地面间的最大静摩擦力为
施加水平拉力F后,对B物体受力分析,重力与支持力平衡,水平方向受向右的弹簧弹力和拉力,由于B木块与地面间的最大静摩擦力为12N,大于弹簧弹力和拉力之和,故木块B静止不动,故木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡,木块B所受摩擦力大小为
故C错误;
D.对A、B组成系统,由平衡条件可知地面给A、B组成的系统的摩擦力
故D正确。
故选D。
8. 某物体以的初速度竖直上抛,不计空气阻力,取,则5s内物体的( )
A. 路程为45m
B. 位移大小为25m,方向向下
C. 速度改变量的大小为10m/s
D. 平均速度大小为5m/s,方向向上
【答案】D
【解析】
【详解】A.上升到最高点的时间
上升最大高度
总时间,下落时间
下落高度
路程为上升高度加下落高度,即,故A错误;
B.位移是从抛出点到末位置的有向线段,,末位置在抛出点上方,方向向上,故B错误;
C.末速度
速度改变量,大小为,故C错误;
D.平均速度,位移方向向上,故平均速度方向向上,故D正确。
故选D。
9. 一高铁在甲地与乙地之间(距离足够远)运行,高铁正常行驶速度为。现在两地间增设一停靠站,停车时间为,设高铁启动加速、停靠减速的加速度大小都是a,则增设停靠站点后高铁相对此前运行时间增加了( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】高铁加速和减速时间相等,为
加速位移和减速位移相等
设两地距离为s,则原本运行时间
增加一停靠站
故
故选A。
10. 如图所示,在倾角的粗糙斜面上放一重力为的物体。现用与斜面底边平行的力推物体,物体恰能在斜面上做匀速直线运动,则物体与斜面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】从侧面视角观察,所受重力和支持力如图所示:
由平衡条件可知,垂直斜面方向有N=Gcosθ
从俯视的视角观察,沿斜面方向受推力、重力分力和摩擦力如图所示:
重力沿斜面方向分力为Gsinθ,由平行四边形法则可知
又f=μN,代入数据可得
故选C。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题至少有两个选项符合正确题意,漏选得2分,错选不得分。)
11. 如图所示,一桶水在两位同学拉力共同作用下保持静止,已知两个拉力大小相等,则( )
A. 两人手臂间的夹角小些省力
B. 手对桶的拉力可能等于桶重力
C. 手对水桶的拉力不可能大于桶重力
D. 两人手臂间的夹角越小则两个拉力的合力越大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.水桶保持静止,受力平衡,设两个拉力大小均为,两手臂夹角为,总重力为,根据力的合成公式可得
即
手臂夹角越小,越大,单个拉力越小,因此夹角小更省力,故A正确;
B.当时,代入公式得,因此手对桶的拉力可以等于桶重力,故B正确;
C.当时,,可得,拉力可以大于桶重力,故C错误;
D.水桶平衡时,两个拉力的合力始终等于桶重力,大小不变,和夹角无关,故D错误。
故选AB。
12. 如图所示,铅球放在固定斜面上,用竖直挡板挡住并处于静止状态。不计一切摩擦。下列说法正确的是( )
A. 铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力
B. 铅球对挡板的压力大于铅球对斜面的压力
C. 若增大斜面倾角,铅球对挡板的压力增大
D. 若增大斜面倾角,铅球对斜面的压力减小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据题意,对铁球受力分析,如图所示
由平衡条件可得
解得
,
因为
则有
由牛顿第三定律可知,铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力,铅球对挡板的压力小于铅球对斜面的压力。故A正确,B错误;
CD.若增大斜面倾角,则F增大,FN增大。由牛顿第三定律可知,铅球对挡板的压力增大,铅球对斜面的压力减小。故C正确,D错误。
故选AC。
13. 为了估测楼房的高度,一同学将一石块从楼顶自由落下,不计空气阻力,只要测出下列哪个物理量就可算出楼房的高度( )
A. 石块下落到地面的时间
B. 石块下落一半时间所走的位移
C. 石块下落最后一秒所走的位移
D. 石块下落第一秒所走的位移
【答案】ABC
【解析】
【详解】A. 根据,已知石块下落到地面的时间t,可求解楼房高度h,A正确;
B. 石块下落一半时间所走的位移h1,则,则,B正确;
C. 石块下落最后一秒所走的位移,则由,,联立可求解h,C正确;
D. 石块下落第一秒的位移为,该数值为定值,与楼房高度无关,故无法求出楼房高度,即由石块下落第一秒所走的位移不能求解h,D错误。
故选ABC。
14. 两个兴趣小组同学分别研究汽车的直线运动过程:小组1同学得到汽车甲的位移与速度的关系曲线如图1所示,并得出位移与速度的函数关系式为(其中、为常数);小组2同学通过测量汽车乙的位移和对应的时间,描绘出图如图2所示。则下列说法正确的是( )
A. 汽车甲在此过程中做匀加速直线运动
B. 汽车甲的加速度大小为
C. 汽车乙在此过程中做匀加速直线运动
D. 汽车乙的初速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据甲的位移与速度的关系式x=m-nv2,而匀变速运动关系式
由图1的坐标,可得,当x=0时,v=72km/h=20m/s,则
解得甲的加速度为a=-8m/s2,初速度为v0=20m/s,即甲做匀减速直线运动,加速度大小为,故A错误,B正确;
CD.根据匀变速运动关系式,化简可得
结合图2的坐标,可得,,可得a=-8m/s2
即汽车乙的加速度大小为8m/s2、初速度为40m/s,做匀减速直线运动,故C错误,D正确。
故选BD。
三、实验题(木题共2小题,共16分,)
15. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,橡皮条的一端挂有轻质小圆环,另一端固定,如图1所示,小圆环拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,如图2所示;再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条,如图3所示。
(1)判断力单独作用与力、共同作用效果相同的依据是 ;
A. 的大小等于与的大小之和
B. 使橡皮条伸长相同的长度
C. 使小圆环到达同一位置
(2)实验中需要标记或者记录的信息有 ;
A. 橡皮条的原长
B. 橡皮条原长时小圆环的位置
C. 力的大小和方向
D. 力、的大小和方向
(3)下列措施可以减小实验误差的是 。
A. 橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上
B. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两个细绳的夹角必须等于
C. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,弹簧测力计尽量与木板平行
D. 拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
【答案】(1)C (2)CD (3)CD
【解析】
【小问1详解】
A.合力是矢量和,大小并不等于两个分力的大小之和,故A错误;
B.仅伸长长度相同,无法保证形变方向相同,作用效果不同,故B错误;
C.只有两次拉都让小圆环到达同一位置,才能保证作用效果完全相同,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
A.不需要记录橡皮条的原长,只要保证两次拉小圆环到同一位置即可,故A错误;
B.不需要记录原长时小圆环的位置,我们需要记录的是拉伸后小圆环的位置,不是原长时小圆环的位置,故B错误;
C.需要记录合力的大小和方向,才能和分力合成的结果对比,故C正确;
D.需要记录两个分力、的大小和方向,才能通过平行四边形定则得到理论合力,进行对比验证,故D正确。
故选CD。
【小问3详解】
A.两个分力大小不一定相等,橡皮条不需要在两分力夹角的平分线上,故A错误;
B.两个分力的夹角不需要固定为,任意角度都可以完成实验,故B错误;
C.弹簧测力计与木板平行,可以减小摩擦误差,同时避免力偏离木板平面产生误差,故C正确;
D.细绳更长、标记同一方向的两点更远,确定力的方向时误差更小,能减小实验误差,故D正确。
故选CD。
16. 我们学习了多种测量物体加速度的方法。
(1)通过打点计时器,可以测量小车的加速度。实验装置如图1所示。通过实验得到了一条点迹清晰的纸带,如图2所示,在纸带上选取、、、、五个计数点(相邻两个计数点间还有4个计时点未画出)。打点计时器使用的交流电源的频率,则打点计时器在纸带上打下相邻两计数点的时间间隔为__s。根据纸带上的信息可计算出:小车在砂桶的拉力作用下做匀加速直线运动的加速度大小的测量值为__(计算结果保留2位有效数字)。
(2)通过光电门,同样可以测量物体的加速度。如图3,在滑块上安装宽度为的遮光条,滑块在牵引力作用下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,通过第二个光电门的时间,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,则可估算滑块加速度的大小为__(计算结果保留2位有效数字)。
(3)频闪照片也可以测量加速度。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某时刻,将一小球从点由静止释放,频闪仪每隔时间闪光一次。以点为原点,竖直向下为正方向建立坐标轴,并测量各时刻的位置坐标、、,如图4所示。为了减小偶然误差,用图像法计算小球的加速度大小。请分析说明:可以画什么样的线性函数图像,图像斜率和加速度的大小满足什么关系?
【答案】(1) ①. 0.1 ②. 0.80
(2)0.020 (3)根据匀变速直线运动的推论分别计算出点迹1、2、3、对应的小球速度,以速度为纵轴、时间为横轴建立直角坐标系,图像为线性函数,图像斜率表示加速度的大小
【解析】
【小问1详解】
[1]打点计时器的打点周期为,相邻计数点间有4个计时点未画出,因此相邻计数点的时间间隔
[2]从纸带读出相邻计数点间距、、、
由逐差法
【小问2详解】
用平均速度近似表示遮光条通过光电门的瞬时速度
二者的时间间隔
因此加速度
【小问3详解】
根据匀变速直线运动的推论分别计算出点迹1、2、3、对应的小球速度,以速度为纵轴、时间为横轴建立直角坐标系,图像为线性函数;
由,图像斜率表示加速度的大小。
四、计算题(本题共4小题,共38分。要求:写出必要的文字说明、基本的物理公式和受力分析图,只写出最后答案的不给分)
17. 某高速列车刹车前的速度为60m/s,刹车后做匀减速直线运动,2s末速度减为50m/s,求:
(1)列车刹车后的加速度大小;
(2)从开始刹车到位移为200m所经历的时间;
(3)列车刹车后第8s内通过的位移大小.
【答案】(1)5m/s2 (2)4s (3)22.5m
【解析】
【详解】(1)根据加速度定义式:
加速度大小为5m/s2.
(2)根据位移时间公式:
代入数据解得:
t1=20s(不符合题意舍去)
t2=4s
(3) 根据位移时间公式:
可得列车刹车后第8s内通过的位移大小为:
18. 如图所示质量为的物体,受到一个与水平方向成的恒力作用,物体恰好不向下运动。重力加速度为。
(1)画出物体的受力示意图;
(2)求物体对墙壁的压力大小;
(3)求物体受到的摩擦力大小。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体受向下的重力,墙壁的支持力,墙壁向上的摩擦力以及力F作用,物体的受力示意图
【小问2详解】
水平方向由平衡可知,
由牛顿第三定律,则物体对墙壁的压力大小。
【小问3详解】
竖直方向由平衡可知
可得
19. 学校航空俱乐部用自制火箭模拟火箭发射过程。设火箭从地面发射后始终在竖直方向上运动。火箭点火后可认为做的匀加速直线运动,当到达离地面高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力、忽略火箭重力变化,,求:
(1)燃料恰好用完时火箭的速度大小;
(2)火箭上升离地面的最大高度;
(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间;
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当到达离地面h1=25m高处时燃料恰好用完,设燃料恰好用完时火箭的速度为,则由
解得
(2)燃料用完后,火箭只受重力,做减速运动,继续向上运动的位移为
则火箭上升离地面的最大高度为
(3)火箭从发射到燃料用完过程,运动时间为
燃料用完后,火箭继续向上运动的时间为
接着,从最高点落回地面过程,做自由落体运动,则
火箭从最高点落回地面所用时间为
火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间为
20. 长直公路上,甲、乙两汽车正以相同速度同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,乙车头与甲车尾的距离,若时刻甲车以加速度大小为减速刹车。
(1)若甲车开始刹车后,乙车司机反应了后也开始刹车:
a.刹车到停止通过的距离;
b.至少以多大的加速度刹车减速才能避免两车相撞?
(2)若甲车刹车的加速度大小按如图1所示变化(后加速度为)
a.据图像计算甲车在第末和第末的速度大小,并在图2中画出内甲车的图像,求内的位移大小;
b.在这种情况下,第(1)问中乙车的加速度至少多大,才能避免两车相撞。
【答案】(1)a. 64m;b. 2.56m/s2
(2)a. 11m/s,6m/s,,110m;b. 1.04m/s2
【解析】
【小问1详解】
a.根据运动学公式
可得甲车刹车到停下通过的距离为
b.若甲车开始刹车后,乙车司机反应了2s后也开始刹车,甲车从刹车到停下所用时间为
若甲车停下时,乙车也刚好停下,则乙车通过的位移为
可知甲车先停下,乙车减速到甲车停下位置刚好速度为0时,乙车刹车减速的加速度最小,则有
解得最小加速度为
可知乙车至少以的加速度刹车减速才能避免两车相撞。
【小问2详解】
a.由图像可知,在内加速度与时间的关系为
因为图像与横轴所围面积为对应时间内的,则在内速度的减少量为
时刻的速度大小为
由图像可知,内速度的变化与内速度的变化具有对称性;且时,甲车的速度为
时,甲车的速度为
画出甲车的速度—时间图像,如图所示
根据图像与横轴围成的面积表示位移可知,内甲车位移大小等于以做匀速运动的位移,则有
b.设在时刻()后乙车刚追上甲车时,两车速度刚好相等,此时速度为,则有
甲乙两车的位移满足
其中,
联立解得,
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