2026-2027学年高一上学期第一次月考物理自编模拟卷(广东省广州市适用)
2026-09-11
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2份
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摘要:
**基本信息**
以环台岛演习、杭州亚运会机械狗等真实情境为载体,融合运动学核心知识,考查物理观念与科学思维的高一月考模拟卷。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题(单选)|7题28分|质点、位移、加速度、v-t图像|第1题以歼-15舰载机考查质点概念,体现运动观念|
|选择题(多选)|3题18分|x-t图像、匀变速直线运动规律|第9题结合滑雪运动考查加速度与位移关系,注重科学推理|
|实验题|2题18分|打点计时器数据处理|第11题通过纸带速度计算与图像绘制,培养科学探究能力|
|计算题|3题36分|匀变速直线运动、追及问题|第15题猎豹追羚羊情境综合应用运动学公式,渗透科学态度与责任|
内容正文:
2026-2027学年高一物理上学期第一次月考自编模拟卷
广东省广州市适用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共46分)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.某次环台岛演习中,山东舰航母编队亮相在台岛东侧的太平洋演训场,歼—15舰载机参与了本次演习。下列说法正确的是( )
A.歼—15舰载机远距离巡航时可以将航母看成质点
B.歼—15舰载机起降时可以将航母看成质点
C.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,平均速度不为0
D.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,加速度始终为0
2.下列说法中正确的是( )
A.第一秒末到第二秒初的时间间隔是一秒钟
B.只要两物体速率相同,瞬时速度也一定相同
C.物体做直线运动,位移的大小和路程一定相等
D.平均速率一定大于或等于平均速度的大小
3.据中国海事局网站消息,葫芦岛海事局发布航行警告,月日至日,每天时至时,渤海北部海域进行军事演习,禁止驶入。如图所示的位移-时间图像和速度-时间图像中甲、乙、丙、丁代表四艘船的运动情况,则下列说法正确的是( )
A.甲船做直线运动,乙船做曲线运动
B.时间内,乙船通过的路程大于甲船通过的路程
C.丙、丁两船在时刻相距最远
D.时间内,丙的平均速度小于丁的平均速度
4.礼花弹从专用炮筒中竖直向上射出后,减速上升到最高点处炸开,构成各种美丽的图案,如图所示。有关礼花弹从炮筒射出后上升的过程,下列说法正确的是( )
A.若礼花弹的速度变化得越来越慢,则其加速度越来越小
B.若礼花弹的速度变化量越来越大,则其加速度越来越大
C.礼花弹运动到最高点时的速度为零,其加速度一定也为零
D.礼花弹加速度方向先向上后向下
5.急动度j是描述加速度a随时间t变化快慢的物理量,即,它可以用来反映乘客乘坐交通工具时的舒适程度,当交通工具的急动度为零时乘客感觉最舒适。图示为某汽车从静止开始启动一小段时间内的急动度j随时间t变化的规律。下列说法正确的是( )
A.t3时刻汽车的加速度为零
B.0~t1时间内汽车的加速度逐渐减小
C.t1~t2时间内汽车的加速度恒定
D.t2~t3时间内汽车的平均加速度大于t1~t2时间内汽车的平均加速度
6.如图,一扇自动感应门在接收到感应器信号后,从静止开始匀变速开启。感应门从静止到完全开启用时,每扇门最大移动距离均为。假设门先做匀加速后做匀减速运动且加速度大小相等,则门的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
7.如图1所示。 交警正在使用超声波测速仪进行测速。超声波测速仪可以定向发出脉冲超声波,也可以接收从汽车反射回来的超声波信号。分析超声波信号,可以计算出汽车的速度大小。图2是某次测速发出两个脉冲超声波和接收到两个脉冲超声波的情景。p1、p2是测速仪发出的超声波信号, p3、p4分别是p1、p2由汽车反射回来的信号。超声波在空气中传播的速度为340m/s。下列说法正确的是( )
A.被测汽车正在驶向测速仪,速度大小约为40m/s
B.被测汽车正在驶向测速仪,速度大小约为31m/s
C.被测汽车正在驶离测速仪,速度大小约为40m/s
D.被测汽车正在驶离测速仪,速度大小约为31m/s
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.一质点做匀变速直线运动,其运动的位移-时间图像如图所示,为图像上一点。为过点的切线,与轴交于点。则下列说法正确的是( )
A.时刻,质点的速率为 B.时刻,质点的速率为
C.质点的加速度大小为 D.质点的加速度大小为
9.如图所示,一滑雪者某次滑雪时先在斜坡上由静止开始匀加速直线运动了7.2s,无速度损失地进入水平滑道后做匀减速直线运动,经4.8s后速度恰好为零。下列说法正确的是( )
A.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的加速度大小之比为3∶2
B.滑雪者匀加速阶段中间时刻与匀减速阶段中间时刻的速度大小之比为3∶2
C.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小之比为3∶2
D.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小之比为1∶1
10.图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中0-t1时间内,三物体中A的平均速度更大
B.乙图是汽车刹车的图像,经过3s汽车的位移为25m
C.丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量
D.丁图中,物体做匀加速直线运动,加速度为2m/s2
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)
如图所示是用打点计时器测小车瞬时速度的实验时得到的一条纸带的一部分,从O点开始根据打点的先后顺序依次标为0、1、2、3、4、5、6…,现在量得0、1间的距离为,1、2间的距离为,2、3间的距离为,3、4间的距离为,4、5间的距离为,5、6间的距离为。
(1)根据上面的记录,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度,,,,,并填在下表中(用、…来计算、…)。(保留两位小数)
位置
1
2
3
4
5
____
____
____
____
____
(2)根据(1)中表格的数据,在如图中画出小车的速度—时间图像,并说明小车速度变化的特点。
12.(10分)
打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图甲、乙是两种打点计时器的图片,其中__________(选填:A.甲或B.乙)是电火花计时器。
(2)打点计时器使用__________(选填:A.交流或B.直流)电源,打点的时间间隔为0.02 s。
(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有2个点未画出。
①图中标出的相邻两计数点的时间间隔__________;
②在打下B点时小车的瞬时速度__________(速度计算结果保留三位有效数字);
③小车运动加速度__________(保留二位有效数字)
④如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,而做实验的同学并不知道,仍按照50 Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比__________。(选填:A.偏大、B.偏小、C.不变)
13.(12分)
第25届冬季奥林匹克运动会于2026年2月在米兰-科尔蒂纳丹佩举办,其中冰球比赛是一种运动速度快,亢奋性强的集体运动,极具侵略性,要求运动员配合较高,观赏性极强,越来越受观众们欢迎。在冰球比赛时,若球杆与速度为0的冰球作用0.1s后,冰球获得30m/s的速度,冰球在冰上运动0.3s后被守门员用小腿挡住,守门员小腿与球接触时间为0.1s,且冰球被挡出后以10m/s的速度沿原路反弹,忽略冰球与冰的摩擦,求:
(1)球杆与冰球作用瞬间,冰球的加速度大小;
(2)守门员挡住冰球瞬间,冰球的加速度。
14.(12分)
2023年10月1日,杭州亚运会田径铁饼赛场上,首次在体育赛事中使用机械狗来运输铁饼。某次运输任务,机械狗的运动可视为由静止开始的匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动到停止的三个过程。其中在匀加速过程中运动了用时5s,匀速运动的时间为,匀减速过程中的加速度大小为,求:
(1)机械狗加速过程中的加速度大小和最大速度;
(2)机械狗运动的总时间和全程的平均速度。
15.(12分)
猎豹捕猎时能达到最大时速。在一次捕猎过程中,猎豹发现它的正前方的地方有一只羚羊,开始以加速度加速至最大时速追击羚羊,羚羊在猎豹起跑3s后察觉后方有天敌追击自己,就以加速度加速至最大时速20m/s向正前方逃跑。现为了简便处理不考虑现实中猎豹和羚羊存在的转弯动作,两者均可看作质点且只做直线运动。
(1)求猎豹在其加速到最大速度过程中所用的时间t和位移x;
(2)求猎豹开始追击羚羊后第5s末,猎豹与羚羊之间的距离;
(3)若猎豹以最大时速追捕猎物的生理极限时间为20s,后筋疲力尽以做减速运动,羚羊一直按照最高时速逃跑,根据所学知识计算分析本次猎豹是否能捕猎成功。
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2026-2027学年高一物理上学期第一次月考自编模拟卷
广东省广州市适用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共46分)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.某次环台岛演习中,山东舰航母编队亮相在台岛东侧的太平洋演训场,歼—15舰载机参与了本次演习。下列说法正确的是( )
A.歼—15舰载机远距离巡航时可以将航母看成质点
B.歼—15舰载机起降时可以将航母看成质点
C.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,平均速度不为0
D.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,加速度始终为0
【答案】A
【详解】A.歼—15舰载机远距离巡航时,不考虑航母的大小,可以将航母看成质点,故A正确;
B.歼—15舰载机起降时,考虑航母的大小,不可以将航母看成质点,故B错误;
C.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,位移为零,所以平均速度也为0,故C错误;
D.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,由于做曲线运动,所以加速度不为0,故D错误。
故选A。
2.下列说法中正确的是( )
A.第一秒末到第二秒初的时间间隔是一秒钟
B.只要两物体速率相同,瞬时速度也一定相同
C.物体做直线运动,位移的大小和路程一定相等
D.平均速率一定大于或等于平均速度的大小
【答案】D
【详解】A.第一秒末与第二秒初是同一时刻(均为1秒时),时间间隔为0,故A错误。
B.速率相同但方向可能不同(如5m/s向东与5m/s向西),瞬时速度不一定相同,故B错误。
C.若物体在直线上往返(如从A到B再返回A),位移大小为0,路程为2倍AB距离,故C错误。
D.平均速率等于路程与时间的比值,平均速度等于位移与时间的比值,因路程大于等于位移大小,因此平均速率大于等于平均速度的大小,故D正确。
故选D。
3.据中国海事局网站消息,葫芦岛海事局发布航行警告,月日至日,每天时至时,渤海北部海域进行军事演习,禁止驶入。如图所示的位移-时间图像和速度-时间图像中甲、乙、丙、丁代表四艘船的运动情况,则下列说法正确的是( )
A.甲船做直线运动,乙船做曲线运动
B.时间内,乙船通过的路程大于甲船通过的路程
C.丙、丁两船在时刻相距最远
D.时间内,丙的平均速度小于丁的平均速度
【答案】D
【详解】A.位移-时间图像和速度-时间图像只能描述直线运动,所以四艘船都做直线运动,故A错误;
B.位移-时间图像可知,时间内,乙船通过的路程等于甲船通过的路程,故B错误;
C.由于不知道丙丁两船的初始位置,所以无法确定时间内丙、丁两船相距的距离,故C错误;
D.速度-时间图像可知图像所围的面积表示位移,所以在时间内丙船的位移小于丁船,根据,可知时间内,丙船的平均速度小于丁船的平均速度,故D正确;
故选D。
4.礼花弹从专用炮筒中竖直向上射出后,减速上升到最高点处炸开,构成各种美丽的图案,如图所示。有关礼花弹从炮筒射出后上升的过程,下列说法正确的是( )
A.若礼花弹的速度变化得越来越慢,则其加速度越来越小
B.若礼花弹的速度变化量越来越大,则其加速度越来越大
C.礼花弹运动到最高点时的速度为零,其加速度一定也为零
D.礼花弹加速度方向先向上后向下
【答案】A
【详解】AB.加速度是描述速度变化快慢的物理量,与速度变化量大小无关,若礼花弹的速度变化得越来越慢,则其加速度越来越小;若礼花弹的速度变化量越来越大,其加速度不一定越来越大,故A正确,B错误;
C.礼花弹运动到最高点时的速度为零,加速度不为零,故C错误;
D.礼花弹腾空过程减速上升,则加速度方向与速度方向相反,加速度方向向下,故D错误。
故选A。
5.急动度j是描述加速度a随时间t变化快慢的物理量,即,它可以用来反映乘客乘坐交通工具时的舒适程度,当交通工具的急动度为零时乘客感觉最舒适。图示为某汽车从静止开始启动一小段时间内的急动度j随时间t变化的规律。下列说法正确的是( )
A.t3时刻汽车的加速度为零
B.0~t1时间内汽车的加速度逐渐减小
C.t1~t2时间内汽车的加速度恒定
D.t2~t3时间内汽车的平均加速度大于t1~t2时间内汽车的平均加速度
【答案】D
【详解】A.在图像中,图线与轴围成的面积表示加速度的变化量,面积不是0,则时刻汽车的加速度不为零。故A错误;
B.时间内图线与横轴围成的面积逐渐增大,则汽车的加速度逐渐增大。故B错误;
C.时间内急动度不变,根据,可知单位时间内的加速度变化量恒定不变,即加速度均匀增大。故C错误;
D.由题意可知,时刻汽车加速度一直在增加,时刻处加速度取得最大值,故时间内汽车的平均加速度大于时间内汽车的平均加速度。故D正确。
故选D。
6.如图,一扇自动感应门在接收到感应器信号后,从静止开始匀变速开启。感应门从静止到完全开启用时,每扇门最大移动距离均为。假设门先做匀加速后做匀减速运动且加速度大小相等,则门的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设门的最大速度为,根据匀变速直线运动的规律可知加速过程和减速过程的平均速度均为,且时间相等,均为,有
可得
则加速度大小
故选A。
7.如图1所示。 交警正在使用超声波测速仪进行测速。超声波测速仪可以定向发出脉冲超声波,也可以接收从汽车反射回来的超声波信号。分析超声波信号,可以计算出汽车的速度大小。图2是某次测速发出两个脉冲超声波和接收到两个脉冲超声波的情景。p1、p2是测速仪发出的超声波信号, p3、p4分别是p1、p2由汽车反射回来的信号。超声波在空气中传播的速度为340m/s。下列说法正确的是( )
A.被测汽车正在驶向测速仪,速度大小约为40m/s
B.被测汽车正在驶向测速仪,速度大小约为31m/s
C.被测汽车正在驶离测速仪,速度大小约为40m/s
D.被测汽车正在驶离测速仪,速度大小约为31m/s
【答案】D
【详解】测试仪第一次发出信号和接收信号的时间是
测试仪第二次发出信号和接收信号的时间是
由此可知,被测汽车正在驶离测速仪,汽车在两次接收信号的过程中运动的时间为
汽车运动的距离为
则汽车的行驶速度为
故选D。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.一质点做匀变速直线运动,其运动的位移-时间图像如图所示,为图像上一点。为过点的切线,与轴交于点。则下列说法正确的是( )
A.时刻,质点的速率为 B.时刻,质点的速率为
C.质点的加速度大小为 D.质点的加速度大小为
【答案】BD
【详解】AB.图像的切线斜率表示速度,则时刻,质点的速率为
故A错误,B正确;
CD.根据中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度可得时刻的速度为
根据加速度的定义有
故C错误,D正确。
故选BD。
9.如图所示,一滑雪者某次滑雪时先在斜坡上由静止开始匀加速直线运动了7.2s,无速度损失地进入水平滑道后做匀减速直线运动,经4.8s后速度恰好为零。下列说法正确的是( )
A.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的加速度大小之比为3∶2
B.滑雪者匀加速阶段中间时刻与匀减速阶段中间时刻的速度大小之比为3∶2
C.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小之比为3∶2
D.滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小之比为1∶1
【答案】CD
【详解】A.滑雪者匀加速阶段的末速度与匀减速阶段的初速度相等,两阶段的速度变化量大小相等,根据
可知,滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的加速度大小之比为2∶3,故A错误;
BD.匀变速直线运动过程中的平均速度
且平均速度等于中间时刻的瞬时速度,由此可知滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的平均速度大小之比为1∶1,匀加速阶段中间时刻与匀减速阶段中间时刻的速度大小之比也为1∶1,故B错误,D正确;
C.由匀变速直线运动规律
可知,滑雪者匀加速阶段与匀减速阶段的位移大小之比为3∶2,故C正确。
故选CD。
10.图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中0-t1时间内,三物体中A的平均速度更大
B.乙图是汽车刹车的图像,经过3s汽车的位移为25m
C.丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量
D.丁图中,物体做匀加速直线运动,加速度为2m/s2
【答案】BC
【详解】A.0−t1时间内,三个物体的初末位置相同,位移相等,运动时间相同,三者平均速度相等,A错误;
B.匀变速直线运动位移公式为
变形得
符合乙图的坐标形式。 代入乙图两点、
联立解得,
汽车刹车后速度减为0就停止运动,停车时间
因此3s位移等于2.5s的位移,B正确;
C.由加速度定义式
可得
可知a−t图像面积表示速度变化量,因此阴影面积就是时间内的速度变化量,C正确;
D.匀变速直线运动
变形得
因此
解得加速度,D错误。
故选BC。
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)
如图所示是用打点计时器测小车瞬时速度的实验时得到的一条纸带的一部分,从O点开始根据打点的先后顺序依次标为0、1、2、3、4、5、6…,现在量得0、1间的距离为,1、2间的距离为,2、3间的距离为,3、4间的距离为,4、5间的距离为,5、6间的距离为。
(1)根据上面的记录,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度,,,,,并填在下表中(用、…来计算、…)。(保留两位小数)
位置
1
2
3
4
5
____
____
____
____
____
(2)根据(1)中表格的数据,在如图中画出小车的速度—时间图像,并说明小车速度变化的特点。
【答案】(1) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40
(2)详见解析
【详解】(1)[1][2][3][4][5]打点计时器的电源频率为50Hz,纸带上两计数点间还有一个点,因此纸带上每相邻两个计数点之间的时间间隔, 根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该运动过程的平均速度这一规律,则各计数点瞬时速度:
(2)根据前面所求,在图中描点,可得小车的速度-时间图线如下图:
根据图像的特点,其是一条斜率为负数的直线,因此小车做匀减速直线运动,即小车的速度均匀减小。
12.(10分)
打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图甲、乙是两种打点计时器的图片,其中__________(选填:A.甲或B.乙)是电火花计时器。
(2)打点计时器使用__________(选填:A.交流或B.直流)电源,打点的时间间隔为0.02 s。
(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有2个点未画出。
①图中标出的相邻两计数点的时间间隔__________;
②在打下B点时小车的瞬时速度__________(速度计算结果保留三位有效数字);
③小车运动加速度__________(保留二位有效数字)
④如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,而做实验的同学并不知道,仍按照50 Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比__________。(选填:A.偏大、B.偏小、C.不变)
【答案】(1)A
(2)A
(3) 0.06 0.626 1.1 B
【详解】(1)甲图采用的是脉冲开关,因此甲是电火花计时器。
故选A。
(2)根据打点计时器原理可知,打点计时器利用的是交流电源工作。
故选A。
(3)①[1]相邻两个计数点之间还有2个点未画出,因此相邻两个计数点的时间间隔为
②[2]根据匀变速运动,中间时刻瞬时速度等于全程平均速度,打下B点时小车的瞬时速度
③[3]根据逐差法计算加速度,可知
④[4]如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,而做实验的同学并不知道,仍按照进行数据处理,则实验采用的频率值偏小,得到的计数点间的时间间隔偏大,则速度的测量值偏小。
故选B。
13.(12分)
第25届冬季奥林匹克运动会于2026年2月在米兰-科尔蒂纳丹佩举办,其中冰球比赛是一种运动速度快,亢奋性强的集体运动,极具侵略性,要求运动员配合较高,观赏性极强,越来越受观众们欢迎。在冰球比赛时,若球杆与速度为0的冰球作用0.1s后,冰球获得30m/s的速度,冰球在冰上运动0.3s后被守门员用小腿挡住,守门员小腿与球接触时间为0.1s,且冰球被挡出后以10m/s的速度沿原路反弹,忽略冰球与冰的摩擦,求:
(1)球杆与冰球作用瞬间,冰球的加速度大小;
(2)守门员挡住冰球瞬间,冰球的加速度。
【答案】(1)300m/s2;(2)400m/s2,加速度方向与30m/s的速度方向相反
【详解】(1)球杆与冰球作用瞬间,冰球的加速度为
(2)守门员挡住冰球瞬间,冰球的加速度为
加速度方向与30m/s的速度方向相反。
14.(12分)
2023年10月1日,杭州亚运会田径铁饼赛场上,首次在体育赛事中使用机械狗来运输铁饼。某次运输任务,机械狗的运动可视为由静止开始的匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动到停止的三个过程。其中在匀加速过程中运动了用时5s,匀速运动的时间为,匀减速过程中的加速度大小为,求:
(1)机械狗加速过程中的加速度大小和最大速度;
(2)机械狗运动的总时间和全程的平均速度。
【答案】(1),;(2),
【详解】(1)在加速阶段根据位移与时间的关系有
代入数据解得
根据速度与时间的关系有
解得最大速度
(2)匀减速运动的位移为
匀减速阶段有
解得
由题可知匀速阶段,匀速运动阶段的位移为
总位移为
总时间
平均速度为
15.(12分)
猎豹捕猎时能达到最大时速。在一次捕猎过程中,猎豹发现它的正前方的地方有一只羚羊,开始以加速度加速至最大时速追击羚羊,羚羊在猎豹起跑3s后察觉后方有天敌追击自己,就以加速度加速至最大时速20m/s向正前方逃跑。现为了简便处理不考虑现实中猎豹和羚羊存在的转弯动作,两者均可看作质点且只做直线运动。
(1)求猎豹在其加速到最大速度过程中所用的时间t和位移x;
(2)求猎豹开始追击羚羊后第5s末,猎豹与羚羊之间的距离;
(3)若猎豹以最大时速追捕猎物的生理极限时间为20s,后筋疲力尽以做减速运动,羚羊一直按照最高时速逃跑,根据所学知识计算分析本次猎豹是否能捕猎成功。
【答案】(1)5s,75m
(2)223m
(3)此次捕猎可以成功
【详解】(1)猎豹达到最大时速所需要的时间为
根据匀变速直线运动位移与时间关系的表达式
(2)猎豹前5s内走过的位移为
羚羊有3s的反应时间,可知羚羊在前5内位移为
初始时羚羊在猎豹前方290m,可知第5s末猎豹与羚羊之间的距离为
(3)羚羊的最大速度,猎豹从最大速度减速到和羚羊最大速度相等的过程所用时间
猎豹从最大速度减速到和羚羊最大速度相等过程的位移
猎豹从开始运动到猎豹和羚羊速度相等的过程所用时间
猎豹从开始运动到猎豹和羚羊速度相等过程的位移
羚羊达到最大时速所需要的时间为
羚羊的反应时间为3s,羚羊运动时间24s,总位移
故猎豹能追上羚羊,此次捕猎可以成功。
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