内容正文:
2025年9月浙江省舟山中学高一物理
(满分 100 分;考试时间 90 分钟)
一、选择题Ⅰ(本题共 20 小题,1–10 每小题 2 分,11–20 每小题 3 分,共 50 分。每小题列出的四个选项中只有一个符合题目要求,选对得满分,不选、选错或多选均不得分)
1. 深秋时节,宁波东钱湖环湖南路边上的银杏林进入最佳观赏期,吸引大量游客来“打卡”。某日无风,一游客看到一片银杏叶从离地高的树梢上由静止开始落至地面,下列给出的时间中最有可能是该银杏叶下落时间的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】若不考虑空气阻力,根据
代入数据可得该银杏叶下落时间
由于空气阻力不能忽略,所以该银杏叶下落时间大于。
故选D。
2. 灯光音乐喷泉成为城市一道亮丽的风景,中间喷水口持续竖直向上喷出水后,形成的水柱接近六层楼的高度,则中间喷水口喷出水的速度最接近的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】六层楼的高度大约,近似认为水做竖直上抛,由
得约为。
故选C。
3. 如图所示为酒店送餐机器人。某次送餐中,机器人从电梯口静止开始做直线运动到达客房门口,到达客房门口时速度恰好为零,全程长10m。机器人运动的最大速度2m/s,加速时最大加速度0.5m/s2,减速时最大加速度1m/s2。则酒店机器人该次送餐的最短时间为( )
A. 5s B. 6s C. 8s D. 10s
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,,
代入数据解得,,
所以
故选C。
4. 某智能机器人在一段时间内的图像(20s~30s的图线为曲线,其余为直线),则( )
A. 机器人20s~30s内做曲线运动 B. 0~10s内,机器人速度为0.5m/s
C. 10~20s内,机器人做匀减速运动 D. 机器人在5s末的速度与15s末的速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】BC.图像中,斜率表示机器人的运动速度,则在内机器人做匀速直线运动,速度大小为
方向为正方向。内机器人也做匀速直线运动,速度大小为
方向为负方向。故B正确,C错误;
A.20s~30s内图线斜率逐渐减小,表示机器人速度大小逐渐减小(负方向),并不表示做曲线运动。故A错误;
D.由上述分析以及图像可知机器人在5s末的速度大小与15s末的速度大小相等,但方向相反,即速度不相同。故D错误。
故选B。
5. 可回收复用运载火箭是现代火箭技术的一个重要的发展方向,经过多年努力,我国也有属于自己的第一款可回收复用运载火箭,如图1所示。在某次测试中,该型火箭竖直起降的速度—时间图像如图2所示,则下列判断中错误的是( )
A. 0~内,火箭的加速度先增大后减小
B. 时刻火箭高度达到最大,随后开始下降
C. ~内,火箭处于悬停状态,时刻开始下降
D. 图2中,在时间段0~与~内火箭运动的位移大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.图像斜率代表加速度,所以内,火箭的加速度先增大后减小,故A正确,不符合题意;
B.时刻之后,速度仍为正值,说明速度仍向上,火箭高度未达到最大,故B错误,符合题意;
C.内,火箭速度为零,处于悬停状态,时刻速度变为负方向,开始下降,故C正确,不符合题意;
D.因为总位移为零,上升过程与下降过程位移大小相等,方向相反,故D正确,不符合题意。
故选B。
6. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶,遇到紧急情况,突然刹车,从开始刹车起运动过程中的位移与时间的关系式为,下列说法正确的是( )
A. 刹车过程中的加速度大小为
B. 刹车过程中最后内的位移大小是
C. 刹车过程中第一个比第二个的位移多
D. 从刹车开始计时,第内和第内的位移大小之比为3:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据位移公式有
将公式与题中函数式进行对比有
,
解得
故A错误;
B.利用逆向思维,刹车过程中最后内的位移大小
故B错误;
C.刹车过程中第一个内的位移
则有
即刹车过程中第一个比第二个的位移多,故C错误;
D.从刹车开始计时,利用逆向思维,停止运动的时间
利用逆向思维,根据初速度为0,连续相邻相等时间内位移之比的规律可知,第内和第内的位移大小之比为3:1,故D正确。
故选D。
7. 某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处自由落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间是0.01s,重力加速度g取10m/s2。测得照片中石子运动痕迹的长度为0.8cm,实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为4.0cm。根据以上数据估算,石子开始下落的位置距离窗户的高度约为( )
A. 10m B. 20m C. 40m D. 50m
【答案】B
【解析】
【详解】设在曝光时间0.01s内石子实际下落的距离为x,则有
解得
在曝光时间0.01s内石子的速度为
石子做自由运动,石子开始下落的位置距离窗户的高度约为
故选B。
8. 在2022年浙江省青少年锦标赛中,某同学以的跳高成绩达到了运动健将的标准,经了解,该同学身高,据此可估算出他离地时竖直向上的速度最接近( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】竖直上升阶段根据运动学公式
其中为运动员重心上升的高度为
代入数据解得
故C正确,ABD错误。
故选C。
9. 如图,将宽度为b的挡光片固定在滑块上,两光电门P、Q的间距为。当滑块匀加速直线运动时,测得挡光片先后经过P、Q的时间分别为和,则滑块加速度为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据速度位移关系可得,,
所以
故选A。
10. 动车进站时可看作匀减速直线运动,列车停止时,各车厢的车门正好对着站台上对应车厢的候车点,忽略车厢之间的空隙,一乘客站在5号车厢候车点候车,则1号车厢与2、3号车厢在乘客面前经过所用的时间比最接近于( )
A. : B. :1
C. 2: D. :1
【答案】A
【解析】
【详解】根据可逆思想,将动车进站的匀减速直线运动看成初速度为零的匀加速直线运动,根据初速度为零的匀加速直线运动中相邻的相等的位移所用时间之比为……,可得1号车厢与2、3号车厢在乘客面前经过所用的时间比为。
故选A。
11. 一种叫做“萝卜快跑”的无人驾驶网约车,它车头装有一个激光雷达,就像车辆的“鼻子”,一旦“嗅”到前方88m范围内车辆和行人的“气息”,车子会启动制动装置,制动反应时间为0.2s,制动加速度大小为 10m/s2,则( )
A. 最大安全速度是40m/s
B. 最大安全速度是50m/s
C. 以30m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要3s
D. 以30m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为50m
【答案】A
【解析】
【详解】AB.设最大安全速度为,应满足
求得
故A正确,B错误;
CD.以的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要的时间为
从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为
故C、D错误。
故选A。
12. 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,A、B、C三物体做直线运动的位移-时间图像如图所示,则t1时刻,三物体的速度相等
B. 乙图中,在x1﹣2x1内物体的加速度大小为
C. 丙图中,阴影面积表示t1∼t2时间内物体的平均速度
D. 丁图中,该物体的初速度为2m/s,加速度为2m/s2,做匀加速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图甲可知切线的斜率表示速度,可得t1时刻vA>vB>vC,故A错误;
B.根据
可得
可知v2﹣x图像的斜率k=2a,所以甲图中x1∼2x1物体的加速度大小为
故B正确;
C.丙图中,根据Δv=aΔt,可知阴影面积表示t1∼t2时间内物体的速度变化量,故C错误;
D.根据丁图可知
整理得x=2t2+2t
结合匀变速直线运动的位移—时间公式
可知物体的初速度为2m/s,加速度大小为4m/s2,故D错误。
故选B。
13. 如图所示,某同学为测量一个地洞的深度,将两个石块1、2用长为的不可伸长的细线相连。用手抓住石块2使其与洞口边缘等高,让石块1悬挂在其正下方,将两石块由静止释放,测得二者落到地洞底部的时间差约为,试估算地洞的深度约为( )
A. 6m B. 20m C. 31m D. 49m
【答案】C
【解析】
【详解】设地洞深h,则,,
解得h=31m
故选C。
14. 在某次救援中,消防队员抱着被救者在悬停直升机的竖直悬绳牵引下以10m/s的速度匀速上升。当上升到离地面15m高处时,被救者的手机突然从口袋中掉出。则下列说法正确的是(不计空气阻力,)( )
A. 手机落到地面时速度大小为20m/s B. 手机从掉出到落地的时间为
C. 手机落地时人离地35m D. 手机掉出到落到地上全程平均速度大小为10m/s
【答案】A
【解析】
【详解】A.手机做竖直上抛运动,以向上为正方向,初速度
位移
加速度
由
代入数据得,A正确;
B.由
代入数据得,B错误;
C.人匀速上升,内上升高度
手机落地时人离地,C错误;
D.全程位移大小15m,时间3s,平均速度,D错误。
故选A。
15. 伽利略在研究自由落体运动时,做了如下实验:在斜面上任取三个位置A、B、C,让一个铜球分别从A、B、C静止释放,如图所示,A、B、C与斜面底端的距离分别为、、,铜球从A、B、C运动到斜面底端的时间分别为、、,若铜球从A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为、、,斜面阻力很小(忽略不计),则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明铜球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于A、B、C三个位置是任意的,因此
故A错误;
B.从静止开始的匀加速的运动,根据
可知
公式正确,但不是伽利略用来证明小球沿光滑斜面下滑做匀变速直线运动的公式,故B错误;
CD.根据
可知
伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑做匀变速直线运动,故C错误,D正确。
故选D。
16. 智能手机安装程序“phyphox”的 APP 软件就能测量加速度。打开 APP,点击“开始”,在移动手机的过程中(如图所示,y 轴为竖直方向,x、z 为水平面内相互垂直的两个方向),可以在手机屏幕上看到三个方向加速度图像的曲线出现波动,从而得到三个方向的加速度值。现在某同学利用手机做自由落体运动,测当地的重力加速度,测得实验数据发现只有y轴方向曲线变化明显,则下列正确的是( )
A. 由图可以估算,物体落地时的速度大小约为0.2m/s
B. 由图可以估算,物体落地时的位移大小约为3m
C. 由图可知物体开始下落时加速度迅速增大,这可能是由于手机受到的空气阻力导致的
D. 由图可知当地的重力加速度值最接近虚线框中倾斜直线段加速度的最大值
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知物体在空中运动的时间约为,加速度大小约为,故落地速度约为,落地位移约为,故 A、B 错误;
C.开始下落时加速度迅速增大,是手机由静止释放、传感器响应所致,并非空气阻力造成,故C 错误;
D.虚线框中加速度数值逐渐减小,是速度增大导致空气阻力增大造成的,故当地重力加速度最接近该倾斜直线段加速度的最大值,故D正确。
故选D。
17. 如图所示,一物块从一光滑且足够长的固定斜面顶端O点无初速释放后,先后通过P、Q、N三点,已知物块从P点运动到Q点与从Q点运动到N点所用的时间相等,且PQ长度为3m,QN长度为4m,则由上述数据可以求出OP的长度为( )
A. 2m B. m C. m D. 3m
【答案】C
【解析】
【分析】在相邻的相等时间内的位移差是恒量,即,结合Q的速度等于PN段的平均速度,求出Q的速度,再结合运动学公式求出OQ的距离,结合PQ距离求出OP长度;
【详解】设相等的时间为t,加速度为a,
由:,得加速度:
Q点瞬时速度的大小等于PN段的平均速度的大小:
则OQ间的距离:
则OP长度为:,故ABD错误,C正确.
【点睛】解决本题的关键掌握匀变速运动的两个重要推论,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度;在相邻的相等时间内的位移差是恒量,即.
18. 港珠澳跨海大桥总长55公里,创下世界最长跨海大桥的记录。如图是港珠澳大桥上四段长为的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从点开始做匀减速直线运动,恰好运动到点静止,则( )
A. 通过点和点的速度之比为
B. 段的平均速度等于点的瞬时速度
C. 通过段和段的时间之比为
D. 段的速度变化量大于段的速度变化量
【答案】C
【解析】
【详解】A.将运动过程反向来看成从e到a的初速度为零的匀加速过程,有,
可得,故A错误;
B.根据匀变速运动规律段的平均速度为,故B错误;
C.根据初速度为零的匀变速运动推论可知相等的时间内的位移比为,由于段和段的位移之比为,故时间之比为,故C正确;
D.根据
可得b点的速度为
故段的速度变化量为
段的速度变化量为
即,故D错误。
故选C。
19. 如图所示,拧开水龙头,水向下流出的过程中流量处处相等,水柱的直径会发生变化。内径为的水龙头,安装在离地面高处。若水龙头开口处的流速为,取重力加速度大小为,则水落到地面时水柱的直径约为( )(流量指单位时间内流过的体积=速度横截面积)
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设水柱在水龙头开口处直径为,流速为,落到地面时直径为,流速为,则
解得
水向下流出的过程中流量处处相等,则有
解得
故选B。
20. 货车和客车在平直公路上同一车道行驶,客车在前,货车在后,突然出现紧急情况,两车同时刹车,刚开始刹车时两车相距20m,刹车过程中两车的v-t图象如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 两车刹车时客车的加速度比货车小 B. 在时刻两车相距最近
C. 两车会在客车停止之后发生追尾事故 D. 两车相距最近的距离为7.5m
【答案】D
【解析】
【详解】A.图的斜率代表加速度,则有
因此两车刹车时,客车的加速度比较大,故A错误;
B.因为客车在前,货车在后,且在5s之前,客车的速度大于货车,在5s之后,客车的速度小于货车,因此在5s时两车相距最远,故B错误;
CD.根据图像可得,客车的总位移为
15s内货车的位移为
则甲乙相距为
因此两车没有发生追尾,此时货车在客车后7.5m处,故C错误,D正确。
故选D。
二、选择题Ⅱ(本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错选得0分)
21. 物理的研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法,下列叙述中正确的是( )
A. 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
B. 根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 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
D. 定义加速度用到比值定义法,加速度与和无关
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.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理想模型法,选项A错误;
B.根据速度定义式
当非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法,选项B正确;
C.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,选项C正确;
D.定义加速度
用到比值定义法,加速度与和无关,选项D正确。
故选BCD。
22. 2018年2月24日,平昌冬奥会上单板滑雪女子平行大回转上演,共有三位中国队选手参赛。如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道和粗糙的水平轨道组成。时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在上做匀减速直线运动,最后停在C点,每隔物体的瞬时速率v记录在表格中,则下列说法中正确的是( )
0
2
4
6
0
8
12
8
A. 时物体恰好运动到C点 B. 时物体恰好经过B点
C. A、B间距离是B、C间距离的一半 D. 物体运动过程中的最大速度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】BD.运动员从点由静止开始匀加速下滑,第2s末的速度大小为8m/s,则运动员在AB段的加速度大小为
若运动员在第4s末恰好经过B点,则此时速度最大,为
与表格数据不符,故运动员是在第2s到第4s间到达B点,则运动员在BC段的加速度大小为
设从A点由静止开始下滑经过时间到达B点,则有
联立解得
,
可知物体运动过程中的最大速度为,故B错误,D正确;
A.从B点到C点所用时间为
则物体运动到C点的时刻为
故A正确;
C.根据匀变速直线运动位移速度公式
,
可得
故C正确。
故选ACD。
23. 木块A、B、C并排固定在水平地面上,可视为质点的子弹以速度射入木块 A,子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,子弹在木块中运动时加速度恒定,子弹刚好射出木块C。下列说法正确的是( )
A. 木块 A、B、C的长度之比为9∶4∶1
B. 子弹刚射出木块 A 的速度大小为
C. 若子弹射入木块A的初速度变为 ,则子弹穿出木块A、B、C的速度之比为
D. 若子弹射入木块A的初速度变为 则子弹停留在木块B
【答案】BC
【解析】
【详解】B.由题意可知,子弹在木块中运动可逆向看作初速度是零从右向左的匀加速直线运动,子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,设子弹的加速度大小为a,在每个木块中运动时间为t,由速度时间公式
可得子弹刚射出木块A时的速度为
故B正确;
A.由初速度等于零的匀加速直线运动,在连续相等时间内运动位移的比例关系可知,木块A、B、C的长度之比为5∶3∶1,故A错误;
D.设木块A的长度为5L,木块B的长度为3L,木块C的长度为L,若子弹射入木块A的初速度为时,由速度位移关系公式
若子弹射入木块A的初速度变为,则
解得
则子弹将停留在木块A中,故D错误;
C.设木块A的长度为5L,木块B的长度为3L,木块C的长度为L,若子弹射入木块A的初速度为时,由速度位移关系公式
得
若子弹射入木块A的初速度变为,由速度位移公式,设子弹穿出木块A速度为,有
得
同理
得
同理右有
得
则子弹穿出木块A、B、C的速度之比为,故C正确。
故选BC。
24. 2024年青岛市工业和信息化局出台并修订了《青岛市低速无人驾驶车辆道路测试与商业示范管理实施细则》。不久的将来青岛会开启无人驾驶网约车,给市民出行带来方便。甲、乙两辆无人驾驶汽车在平直公路上从同一地点同时出发做匀变速直线运动,两车位移和时间的比值与时间t之间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 乙车的加速度大小为2m/s2
B. 3s末两车速度相同
C. 乙车速度为8m/s时,甲车速度为12m/s
D. 甲车追上乙车前,两车间最远距离为12m
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据
可得
可知乙车的初速度v20=12m/s,加速度大小
可得a2=2m/s2,选项A正确;
B.同理甲的加速度为a1=6m/s2,初速度v10=0;两车速度相等时
解得t=1.5s,选项B错误;
C.乙车速度为8m/s时用时间
甲车速度为v甲=a1t1=12m/s,选项C正确;
D.当两车共速时相距最远,则甲车追上乙车前,两车间最远距离为,选项D错误。
故选AC。
三、非选择题(本题共4小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤)
25. 某同学用如左图所示的装置探究匀变速直线运动的规律,得到一条纸带如右图所示,并在上面取了 A、B、C、D、E 五个计数点,相邻两个计数点间还有 4 个点(图中没有画出),打点计时器所用电源频率为 50 Hz,打点时间间隔 T = 0.02 s。
(1)左图中打点计时器其工作时使用___________(选填“交流”或“直流”)电源,工作电压为___________V;
(2)实验过程中,下列做法正确的是___________(多选)
A. 先释放小车,再接通电源
B. 先接通电源,再释放小车
C. 释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D. 释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)计算打下 D 点的瞬时速度 v 公式为 v =___________(选用题中所给的物理量 T、d1、d2、d3、d4 字母表示);
(4)实验测得 d1= 1.20 cm、d2= 3.15 cm、d3 = 5.85 cm、d4 = 9.30 cm,则物体的加速度大小为 a =___________m/s²(结果保留两位有效数字);
(5)如果当时电网中交变电流的频率是 f = 51 Hz,而做实验的同学并不知道,将使加速度测量值比实际值偏___________(选填“大”或“小”),由此引起的误差属于___________(选填“偶然”或“系统”)误差;
(6)“研究匀变速直线运动”实验,在算出各计数点瞬时速度后,为计算加速度,最合理的方法是___________(单选)
A. 根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B. 根据实验数据画出 v–t 图像,量出其倾角,由公式求出加速度
C. 根据实验数据画出 v–t 图像,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D. 依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
【答案】(1) ①. 交流 ②. 220 (2)BD
(3)
(4)0.75 (5) ①. 小 ②. 系统 (6)C
【解析】
【小问1详解】
[1]图示仪器为电火花计时器,按其使用要求应接交流电源。
[2]电火花计时器的额定工作电压为。
【小问2详解】
A.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,先释放小车会使纸带上缺少小车开始运动阶段的点,故A错误;
B.先接通电源并待打点稳定,再释放小车,能完整记录运动过程,故B正确;
C.小车释放前停在靠近滑轮处会使纸带前段不能充分利用,故C错误;
D.小车释放前停在靠近打点计时器处,可以充分利用纸带,故D正确。
故选BD。
【小问3详解】
相邻两个计数点之间还有4个点,所以相邻计数点的时间间隔为。匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该时刻前后相等时间内的平均速度,因此
由中点时刻的平均速度代替点瞬时速度,有
由图中累计位移的定义,且,所以
【小问4详解】
相邻计数点的时间间隔为
由题给,相邻计数点间隔为,后续逐差计算均采用此时间间隔。对和两段相等时间间隔的位移使用逐差法,由逐差法得
图中两段位移满足,,因此
代入数据得
所以
【小问5详解】
[1]电网频率实际为时,真实打点周期小于按采用的,同一组位移差满足
计算时把时间间隔取大了,因此加速度测量值偏小。
[2]该误差由电网频率这一实验系统因素造成,属于系统误差。
【小问6详解】
A.任取两个计数点的速度计算会使时间间隔过小,偶然误差影响较大,故A错误;
B.-图像的倾角对应斜率,但直接量倾角还会受到坐标轴比例和读数误差影响,故B错误;
C.在-图像上取相距较远的两点,用求斜率,可减小偶然误差,故C正确;
D.逐段计算得到的加速度受各段测量误差影响,简单平均不是最合理的整体处理方法,故D错误。
故选C。
26. 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)小球下落高度一半时的速度大小。
【答案】(1)10s (2)5m;95m
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球自由下落的过程中有
可知
【小问2详解】
下落后第1s内的位移大小为
前9s内的位移为
最后1s内的位移大小为
【小问3详解】
设小球下落高度一半时的速度大小v,则小球通过前半段位移过程有
求得小球落地时的速度大小为
27. 城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生。如图所示,某居民楼距地面高的阳台上的花盆如受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长的自行车,正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时,自行车车头距花盆的水平距离为,由于道路狭窄,自行车只能直行通过阳台的正下方的通道,且自行车手骑行时,他的头部离地面高度米,为简化计算,设人和车整体高度就为米(即花盆掉到此高度,就算砸到车子)。
(1)若骑手没有发现花盆掉落,自行车保持的速度匀速直行,通过计算说明自行车是否会被花盆砸到?
(2)若骑手发现花盆开始掉落,采取制动的方式来避险,如自行车最大加速为,为使自行车在花盆砸落点前停下,求自行车手允许反应的最长时间;
(3)若骑手发现花盆开始掉落,骑手反应时间,则骑手可以以何加速度加速来避险(自行车可视为匀变速)。
【答案】(1)人会被花盆砸到
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设花盆掉落到与人头顶等高处所用时间为,则可得
解得
此时人的位移为
可知
因此人会被花盆砸到。
【小问2详解】
设骑手做减速运动的加速度大小为,速度减为零的位移为,则有
设允许骑手反应的最长时间为,骑手反应时间内做匀速直线运动,则可得
【小问3详解】
设骑手反应时间内的位移为,可得
骑手要加速通过,不被花盆砸到,可知加速运动的位移为
而花盆下落到与骑手等高位置所用的时间为,因此可知,骑手要在反应后1s内通过位移,设其加速度运动的加速度大小为,则有
代入数据解得
28. 一辆值勤的警车停在公路边,当交警发现从他旁边以的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定立即前去追赶,经过后警车发动起来,并以的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度不能超过。当警车达到最大速度时,货车开始以的加速度做匀减速运动。求:
(1)在追赶过程中,两车间的最大距离;
(2)当警车达到最大速度时,两车间的距离;
(3)警车发动后经多长时间才能追上货车。
【答案】(1)120 m
(2)110 m (3)
【解析】
【小问1详解】
警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时,它们间的距离最大,设警车发动后经过t1时间两车的速度相等
货车运动的位移大小
警车运动的位移大小
在追赶过程中,两车间的最大距离
【小问2详解】
当警车达到最大速度时,警车的运动时间为
货车运动的位移大小
警车运动的位移大小
所以当警车达到最大速度时,两车间的距离
【小问3详解】
设警车达到最大速度后经过时间货车减为0,则
货车减速运动的位移大小
货车减速运动的时间内,警车的位移大小
则
说明货车速度减为0时,警车没追上货车。警车再运动追上货车的时间
警车从发动后追上货车的时间
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2025年9月浙江省舟山中学高一物理
(满分 100 分;考试时间 90 分钟)
一、选择题Ⅰ(本题共 20 小题,1–10 每小题 2 分,11–20 每小题 3 分,共 50 分。每小题列出的四个选项中只有一个符合题目要求,选对得满分,不选、选错或多选均不得分)
1. 深秋时节,宁波东钱湖环湖南路边上的银杏林进入最佳观赏期,吸引大量游客来“打卡”。某日无风,一游客看到一片银杏叶从离地高的树梢上由静止开始落至地面,下列给出的时间中最有可能是该银杏叶下落时间的是( )
A. B. C. D.
2. 灯光音乐喷泉成为城市一道亮丽的风景,中间喷水口持续竖直向上喷出水后,形成的水柱接近六层楼的高度,则中间喷水口喷出水的速度最接近的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为酒店送餐机器人。某次送餐中,机器人从电梯口静止开始做直线运动到达客房门口,到达客房门口时速度恰好为零,全程长10m。机器人运动的最大速度2m/s,加速时最大加速度0.5m/s2,减速时最大加速度1m/s2。则酒店机器人该次送餐的最短时间为( )
A. 5s B. 6s C. 8s D. 10s
4. 某智能机器人在一段时间内的图像(20s~30s的图线为曲线,其余为直线),则( )
A. 机器人20s~30s内做曲线运动 B. 0~10s内,机器人速度为0.5m/s
C. 10~20s内,机器人做匀减速运动 D. 机器人在5s末的速度与15s末的速度相同
5. 可回收复用运载火箭是现代火箭技术的一个重要的发展方向,经过多年努力,我国也有属于自己的第一款可回收复用运载火箭,如图1所示。在某次测试中,该型火箭竖直起降的速度—时间图像如图2所示,则下列判断中错误的是( )
A. 0~内,火箭的加速度先增大后减小
B. 时刻火箭高度达到最大,随后开始下降
C. ~内,火箭处于悬停状态,时刻开始下降
D. 图2中,在时间段0~与~内火箭运动的位移大小相等
6. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶,遇到紧急情况,突然刹车,从开始刹车起运动过程中的位移与时间的关系式为,下列说法正确的是( )
A. 刹车过程中的加速度大小为
B. 刹车过程中最后内的位移大小是
C. 刹车过程中第一个比第二个的位移多
D. 从刹车开始计时,第内和第内的位移大小之比为3:1
7. 某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处自由落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间是0.01s,重力加速度g取10m/s2。测得照片中石子运动痕迹的长度为0.8cm,实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为4.0cm。根据以上数据估算,石子开始下落的位置距离窗户的高度约为( )
A. 10m B. 20m C. 40m D. 50m
8. 在2022年浙江省青少年锦标赛中,某同学以的跳高成绩达到了运动健将的标准,经了解,该同学身高,据此可估算出他离地时竖直向上的速度最接近( )
A. B. C. D.
9. 如图,将宽度为b的挡光片固定在滑块上,两光电门P、Q的间距为。当滑块匀加速直线运动时,测得挡光片先后经过P、Q的时间分别为和,则滑块加速度为( )
A. B.
C. D.
10. 动车进站时可看作匀减速直线运动,列车停止时,各车厢的车门正好对着站台上对应车厢的候车点,忽略车厢之间的空隙,一乘客站在5号车厢候车点候车,则1号车厢与2、3号车厢在乘客面前经过所用的时间比最接近于( )
A. : B. :1
C. 2: D. :1
11. 一种叫做“萝卜快跑”的无人驾驶网约车,它车头装有一个激光雷达,就像车辆的“鼻子”,一旦“嗅”到前方88m范围内车辆和行人的“气息”,车子会启动制动装置,制动反应时间为0.2s,制动加速度大小为 10m/s2,则( )
A. 最大安全速度是40m/s
B. 最大安全速度是50m/s
C. 以30m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要3s
D. 以30m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为50m
12. 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,A、B、C三物体做直线运动的位移-时间图像如图所示,则t1时刻,三物体的速度相等
B. 乙图中,在x1﹣2x1内物体的加速度大小为
C. 丙图中,阴影面积表示t1∼t2时间内物体的平均速度
D. 丁图中,该物体的初速度为2m/s,加速度为2m/s2,做匀加速直线运动
13. 如图所示,某同学为测量一个地洞的深度,将两个石块1、2用长为的不可伸长的细线相连。用手抓住石块2使其与洞口边缘等高,让石块1悬挂在其正下方,将两石块由静止释放,测得二者落到地洞底部的时间差约为,试估算地洞的深度约为( )
A. 6m B. 20m C. 31m D. 49m
14. 在某次救援中,消防队员抱着被救者在悬停直升机的竖直悬绳牵引下以10m/s的速度匀速上升。当上升到离地面15m高处时,被救者的手机突然从口袋中掉出。则下列说法正确的是(不计空气阻力,)( )
A. 手机落到地面时速度大小为20m/s B. 手机从掉出到落地的时间为
C. 手机落地时人离地35m D. 手机掉出到落到地上全程平均速度大小为10m/s
15. 伽利略在研究自由落体运动时,做了如下实验:在斜面上任取三个位置A、B、C,让一个铜球分别从A、B、C静止释放,如图所示,A、B、C与斜面底端的距离分别为、、,铜球从A、B、C运动到斜面底端的时间分别为、、,若铜球从A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为、、,斜面阻力很小(忽略不计),则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明铜球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是( )
A. B. C. D.
16. 智能手机安装程序“phyphox”的 APP 软件就能测量加速度。打开 APP,点击“开始”,在移动手机的过程中(如图所示,y 轴为竖直方向,x、z 为水平面内相互垂直的两个方向),可以在手机屏幕上看到三个方向加速度图像的曲线出现波动,从而得到三个方向的加速度值。现在某同学利用手机做自由落体运动,测当地的重力加速度,测得实验数据发现只有y轴方向曲线变化明显,则下列正确的是( )
A. 由图可以估算,物体落地时的速度大小约为0.2m/s
B. 由图可以估算,物体落地时的位移大小约为3m
C. 由图可知物体开始下落时加速度迅速增大,这可能是由于手机受到的空气阻力导致的
D. 由图可知当地的重力加速度值最接近虚线框中倾斜直线段加速度的最大值
17. 如图所示,一物块从一光滑且足够长的固定斜面顶端O点无初速释放后,先后通过P、Q、N三点,已知物块从P点运动到Q点与从Q点运动到N点所用的时间相等,且PQ长度为3m,QN长度为4m,则由上述数据可以求出OP的长度为( )
A. 2m B. m C. m D. 3m
18. 港珠澳跨海大桥总长55公里,创下世界最长跨海大桥的记录。如图是港珠澳大桥上四段长为的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从点开始做匀减速直线运动,恰好运动到点静止,则( )
A. 通过点和点的速度之比为
B. 段的平均速度等于点的瞬时速度
C. 通过段和段的时间之比为
D. 段的速度变化量大于段的速度变化量
19. 如图所示,拧开水龙头,水向下流出的过程中流量处处相等,水柱的直径会发生变化。内径为的水龙头,安装在离地面高处。若水龙头开口处的流速为,取重力加速度大小为,则水落到地面时水柱的直径约为( )(流量指单位时间内流过的体积=速度横截面积)
A. B. C. D.
20. 货车和客车在平直公路上同一车道行驶,客车在前,货车在后,突然出现紧急情况,两车同时刹车,刚开始刹车时两车相距20m,刹车过程中两车的v-t图象如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 两车刹车时客车的加速度比货车小 B. 在时刻两车相距最近
C. 两车会在客车停止之后发生追尾事故 D. 两车相距最近的距离为7.5m
二、选择题Ⅱ(本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错选得0分)
21. 物理的研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法,下列叙述中正确的是( )
A. 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
B. 根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 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
D. 定义加速度用到比值定义法,加速度与和无关
22. 2018年2月24日,平昌冬奥会上单板滑雪女子平行大回转上演,共有三位中国队选手参赛。如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道和粗糙的水平轨道组成。时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在上做匀减速直线运动,最后停在C点,每隔物体的瞬时速率v记录在表格中,则下列说法中正确的是( )
0
2
4
6
0
8
12
8
A. 时物体恰好运动到C点 B. 时物体恰好经过B点
C. A、B间距离是B、C间距离的一半 D. 物体运动过程中的最大速度为
23. 木块A、B、C并排固定在水平地面上,可视为质点的子弹以速度射入木块 A,子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,子弹在木块中运动时加速度恒定,子弹刚好射出木块C。下列说法正确的是( )
A. 木块 A、B、C的长度之比为9∶4∶1
B. 子弹刚射出木块 A 的速度大小为
C. 若子弹射入木块A的初速度变为 ,则子弹穿出木块A、B、C的速度之比为
D. 若子弹射入木块A的初速度变为 则子弹停留在木块B
24. 2024年青岛市工业和信息化局出台并修订了《青岛市低速无人驾驶车辆道路测试与商业示范管理实施细则》。不久的将来青岛会开启无人驾驶网约车,给市民出行带来方便。甲、乙两辆无人驾驶汽车在平直公路上从同一地点同时出发做匀变速直线运动,两车位移和时间的比值与时间t之间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 乙车的加速度大小为2m/s2
B. 3s末两车速度相同
C. 乙车速度为8m/s时,甲车速度为12m/s
D. 甲车追上乙车前,两车间最远距离为12m
三、非选择题(本题共4小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤)
25. 某同学用如左图所示的装置探究匀变速直线运动的规律,得到一条纸带如右图所示,并在上面取了 A、B、C、D、E 五个计数点,相邻两个计数点间还有 4 个点(图中没有画出),打点计时器所用电源频率为 50 Hz,打点时间间隔 T = 0.02 s。
(1)左图中打点计时器其工作时使用___________(选填“交流”或“直流”)电源,工作电压为___________V;
(2)实验过程中,下列做法正确的是___________(多选)
A. 先释放小车,再接通电源
B. 先接通电源,再释放小车
C. 释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D. 释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)计算打下 D 点的瞬时速度 v 公式为 v =___________(选用题中所给的物理量 T、d1、d2、d3、d4 字母表示);
(4)实验测得 d1= 1.20 cm、d2= 3.15 cm、d3 = 5.85 cm、d4 = 9.30 cm,则物体的加速度大小为 a =___________m/s²(结果保留两位有效数字);
(5)如果当时电网中交变电流的频率是 f = 51 Hz,而做实验的同学并不知道,将使加速度测量值比实际值偏___________(选填“大”或“小”),由此引起的误差属于___________(选填“偶然”或“系统”)误差;
(6)“研究匀变速直线运动”实验,在算出各计数点瞬时速度后,为计算加速度,最合理的方法是___________(单选)
A. 根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B. 根据实验数据画出 v–t 图像,量出其倾角,由公式求出加速度
C. 根据实验数据画出 v–t 图像,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D. 依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
26. 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)小球下落高度一半时的速度大小。
27. 城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生。如图所示,某居民楼距地面高的阳台上的花盆如受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长的自行车,正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时,自行车车头距花盆的水平距离为,由于道路狭窄,自行车只能直行通过阳台的正下方的通道,且自行车手骑行时,他的头部离地面高度米,为简化计算,设人和车整体高度就为米(即花盆掉到此高度,就算砸到车子)。
(1)若骑手没有发现花盆掉落,自行车保持的速度匀速直行,通过计算说明自行车是否会被花盆砸到?
(2)若骑手发现花盆开始掉落,采取制动的方式来避险,如自行车最大加速为,为使自行车在花盆砸落点前停下,求自行车手允许反应的最长时间;
(3)若骑手发现花盆开始掉落,骑手反应时间,则骑手可以以何加速度加速来避险(自行车可视为匀变速)。
28. 一辆值勤的警车停在公路边,当交警发现从他旁边以的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定立即前去追赶,经过后警车发动起来,并以的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度不能超过。当警车达到最大速度时,货车开始以的加速度做匀减速运动。求:
(1)在追赶过程中,两车间的最大距离;
(2)当警车达到最大速度时,两车间的距离;
(3)警车发动后经多长时间才能追上货车。
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