内容正文:
高一物理
(75分钟 100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.2024年11月15日23时13分,天舟八号货运飞船在长征七号遥九运载火箭的托举下,从文昌航天发射场升空,随后顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。11月16日2时32分,天舟八号货运飞船采用3小时自主快速交会对接模式,成功对接于空间站天和核心舱后向端口。根据以上信息,下列判断正确的是
A.“23时13分”表示时间
B.“3小时”表示时间
C.对接过程中,可将天和核心舱视为质点
D.飞船与空间站对接时,可将飞船视为质点
2.桥式起重机是一种横架于车间、仓库和料场等场所上方,用于吊运物料的起重设备。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行,它能够充分利用桥架下面的空间吊运物料,不受地面设备的阻碍。如图,在某次火箭吊装作业中,桥架沿轨道向前缓慢移动了4 m,然后小车吊着火箭在桥架上向左移动了3 m,最后火箭沿钢索竖直上升了5 m。则此次作业中,火箭相对地面的位移大小为
A.3 m B.7 m C.5 m D.12 m
3.某学员在教练的指导下,从基础起步和停车技术开始练习。教练要求学员在起步时慢慢松开刹车,停车时踩下刹车。下列反映汽车在此过程行驶的运动图像中,可能正确的是
4.某人乘电梯下楼,在电梯竖直下降的过程中,其加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向下为正方向。下列说法正确的是
A.此人在0~2 s内做加速运动,在2 s~4 s内做减速运动
B.此人在0~4 s内做加速运动,在7 s~10 s内做减速运动
C.在4 s~7 s内,此人停留某一楼层
D.此人在7 s~8.5 s内做减速运动,在8.5 s~10 s内做加速运动
5.一玩具小车由静止开始沿直线运动,小车在0~2t0时间内做加速度为a1的匀加速直线运动,此后做加速度为a2的匀减速直线运动,3t0时刻速度减为零。下列说法正确的是
A.小车在加速过程与减速过程的速度变化量相同
B.小车的最大速度为2a2t0
C.小车加速度的大小关系是a1>a2
D.小车加速度的关系是2a1=-a2
6.亚里士多德认为重的物体下落得快,轻的物体下落得慢,最终可能都匀速下落。下列最能反映这一情境的运动图像是
7.雨滴虽然从数千米高空由静止下落,但落地时的速度大约只有10 m/s,这是由于存在空气阻力,雨滴的加速度不断减小,最终减为零。在此过程中
A.雨滴的加速度减小,速度也减小
B.雨滴先加速下落后减速下落
C.雨滴的加速度的方向与速度的方向相同
D.雨滴在相同时间内下落的高度不断减小
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.“歼-20”战斗机着陆时的速度很大,在着陆的瞬间立即打开双阻力伞,能使它快速减速。假设一架“歼-20”战斗机在一条水平直跑道上着陆,刚着陆时的速度为160 m/s,由于阻力伞的作用,战斗机减速时加速度的大小可达10 m/s2。若从战斗机开始着陆时计时,则
A.战斗机在10 s末的速度比其在9 s初的速度小10 m/s
B.跑道的长度至少为1 280 m
C.22 s内,战斗机滑行的距离为1 100 m
D.最后1 s内,战斗机滑行的距离为5 m
9.一段直道旁栽了一排树,相邻两棵树之间的距离为4 m,一辆汽车从第1棵树处沿该直道由静止开始运动,2 s末恰好经过第4棵树,3 s末恰好经过第7棵树,4 s末恰好经过第11棵树,5 s末恰好经过第16棵树。则
A.汽车在前2 s内的加速度可能为6 m/s2
B.汽车在0~5 s内可能做匀加速运动
C.0~5 s内,汽车的加速度可能为4 m/s2
D.汽车经过第11棵树时的速度可能为18 m/s
10.从空中由静止释放一个物体,随着下落速度的增大,物体所受的空气阻力也会随之增大, 当空气阻力增大到与物体自身的重力相等时,物体开始以恒定的速度下落,此恒定的速度称为收尾速度。某探险者在野外攀岩时,踩落一树枝,约5 s后听到树枝直接落到崖底的声音。已知树枝的收尾速度为20 m/s,则探险者离崖底的高度不可能是(重力加速度g取10 m/s2)
A.70 m
B.75 m
C.85 m
D.125 m
三、实验探究题:本题共2小题,共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。
11.(6分)某同学测定气垫导轨上滑块的加速度的实验装置如图所示,已知滑块上安装了宽度l=2.00 cm的挡光条。
(1)两光电门的位置如图所示,则两光电门间的距离s= cm。
(2)实验时,滑块在砝码及砝码盘的牵引下先后通过两个光电门,配套的数字计时器(图中未画出)记录了挡光条通过光电门1的时间t1=0.20 s,通过光电门2的时间t2=0.05 s,则挡光条通过光电门1的速度v1= (用题中的字母表示),挡光条通过光电门2的速度v2= m/s(结果保留3位有效数字)。
(3)滑块的加速度a= m/s2(结果保留3位有效数字)。
12.(9分)如图甲所示,小车放在斜面上,小车前端拴有不可伸长的细线,细线跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后端与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。现启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离。已知打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz。图乙中的a、b、c是打下的纸带上的三部分。
(1)根据纸带上所提供的数据,打下D1~D7点,所经历的时间为 s;打点计时器打下D6时,小车的速度大小为 m/s。
(2)根据纸带上所提供的数据,重物落地前,小车的加速度大小为 m/s2;重物落地后,小车的加速度大小为 m/s2。
(3)小车的最大速度约为 m/s。
四、计算题:本题共3小题,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(10分)一质点由静止开始沿直线向前加速运动,0~8 s内,质点的加速度-时间图像如图所示。
(1)求质点在4 s末的速度大小。
(2)求质点在0~4 s内的平均速度。
(3)画出0~8 s内质点的速度-时间图像。
14.(11分)在东京奥运会男子100 m半决赛中,中国运动员以9.83 s的成绩刷新亚洲纪录。比赛中,假设该运动员跑完前30 m用时t1=3.73 s,跑完前60 m用时t2=6.29 s。运动员在前30 m的运动可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段,并且该匀速运动阶段至少持续60 m。求:(计算结果均保留到小数点后2位)
(1)该运动员在比赛中的最大速度及在加速阶段运动的时间。
(2)该运动员在前60 m以最大速度持续运动的距离。
(3)该运动员在加速阶段最后1 s内通过的距离。
15.(18分)根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》规定,机动车在没有限速标志、标线且同方向只有一条机动车道的城市道路上,最高行驶速度不得超过50 km/h。如图所示,一个全对称的十字路口中,停止线AB与前方斑马线边界CD之间的距离LAC=24 m。一辆车身长l1=4 m的汽车向北匀速行驶,当该车前端刚驶过停止线AB时,前方的交通信号灯刚好由绿灯变为黄灯,此时,在前方C处人行横道边等待的行人抢先过马路,汽车司机发现后立即刹车,使汽车以大小a=4.0 m/s2的加速度匀减速运动,车头恰好停在CD线上。已知司机的反应时间t反=0.5 s,黄灯持续时间约为汽车以最大安全速度驶过两停车线所需时间的两倍。
(1)试判断汽车是否超速。
(2)求黄灯持续的时间。
(3)若对面没有行人横穿马路,汽车司机没有采取制动措施,因火情危急,此时有一辆车身长l2=6 m的消防车以72 km/h的速度匀速越过停止线EF向西行驶,试判断是否会发生交通事故。
参考答案
1.B 解析:“23时13分”表示时刻,“3小时”表示时间,A项错误、B项正确;对接过程中,不可以将天和核心舱视为质点,C项错误;飞船与空间站对接时,涉及对接部位的调控,不可以将飞船视为质点,D项错误。
2.C 解析:火箭相对地面的位移x= m=5 m,C项正确。
3.B 解析:汽车起步时慢慢松开刹车,速度慢慢增大,加速度慢慢减小;停车时踩下刹车,速度减小,加速度增大,故B项正确。
4.B 解析:由题图可知,在0~2 s内,此人做加速度增大的加速运动;在2 s~4 s内,此人做加速度减小的加速运动,因此此人在0 s~4 s内做加速运动,同理可得此人在7 s~10 s内做减速运动,A、D项错误,B项正确。在4 s~7 s内,此人的加速度等于0,做匀速运动,故C项错误。
5.D 解析:在加速过程与减速过程中,小车速度变化量的大小相等、方向相反,A项错误;将末速度为0的减速运动视为反向的加速运动,即小车的最大速度为a2t0,B项错误;小车在加速阶段运动的时间长,在减速阶段运动的时间短,因此a1<a2,C项错误;小车加速度的关系2a1=-a2,D项正确。
6.B 解析:下落过程中,物体不可能停留在空中,A项错误;由于空气阻力的存在,物体下落一段时间后均可能匀速下落,B项正确、D项错误;物体的加速度最终会等于0,C项错误。
7.C 解析:雨滴先做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动,其速度先增大后不变,故A、B、D项错误;雨滴的速度的方向与加速度的方向相同,C项正确。
8.BD 解析:10 s末与9 s初相差2 s,故战斗机在10 s末的速度比其在9 s初的速度小20 m/s,A项错误;由加速度的物理意义可知,16 s末,战斗机的速度减小到0,因此着陆过程,有v2=2as,s=1 280 m,故跑道的长度至少为1 280 m,B项正确、C项错误;最后1 s,战斗机滑行的距离l=at2=5 m,D项正确。
9.AD 解析:若汽车在前2 s内由静止开始运动,则有x=at2,解得a=6 m/s2,A项正确;2 s末至5 s末,满足连续相等的时间内位移差不变,即Δx=4 m,但前2 s的位移差不知道,故B、C项错误;1 s末至5 s末,汽车的加速度可能为a==4 m/s2,汽车经过第11棵树时的速度可能为v11= m/s=18 m/s,D项正确。
10.CD 解析:若树枝在达到收尾速度前一直做自由落体运动,则有v=gt1,t1=2 s,由v2=2gh可知,这段时间内树枝最多下落了h1=20 m高度,树枝匀速下落的高度h2=v×(t-t1)=60 m,h1+h2=80 m,则探险者离崖底的高度不可能超过80 m,故C、D项正确。
11.(1)60.10 (2分)
(2) (1分) 0.400 (1分)
(3)0.125 (2分)
解析:(1)光电门1对应的刻度尺示数x1=20.20 cm,光电门2对应的刻度尺示数x2=80.30 cm,故两光电门间的距离x=x2-x1=60.10 cm。
(2)挡光条通过光电门1的速度v1==0.100 m/s,挡光条通过光电门2的速度v2== m/s=0.400 m/s。
(3)由-=2ax,得a==0.125 m/s2。
12.(1)0.12 (1分) 1.36 (2分)
(2)2.5 (2分) 4.5 (2分)
(3)1.49 (2分)
解析:(1)由题意知,T==0.02 s,t17=(7-1)T=0.12 s;打点计时器打下D6时,小车的速度等于D5D7段间的平均速度,即vD6= m/s=1.36 m/s。
(2)在打下D1~D4的时间内,小车做加速运动,有a1= m/s2=2.5 m/s2;重物落地后,小车的加速度大小a2= m/s2=4.5 m/s2。
(3)小车的最大速度在D4到D5区间,该区间内小车的平均速度= m/s=1.49 m/s。
13.解:(1)质点在4 s末的速度等于其在2 s末的速度,故v4=4×2 m/s=8 m/s。 (2分)
(2)0~2 s内,质点的位移x1=a=8 m (2分)
2 s~4 s内,质点的位移x2=v4×(t2-t1) m=16 m (2分)
故0~4 s内质点的平均速度==6 m/s。 (1分)
(3)v8=v4-a't3=0,即8 s末质点的速度减为零 (1分)
画出质点的速度-时间图像如图所示。(2分)
14.解:(1)设运动员在加速阶段运动的时间为Δt,最大速度为v
前30 m,有Δt+v(t1-Δt)=30 m (2分)
前60 m,有Δt+v(t2-Δt)=60 m (2分)
联立两式解得v=11.72 m/s,Δt=2.34 s。 (1分)
(2)加速过程,有Δx=Δt=13.71 m (2分)
故运动员以最大速度持续运动的距离L=60 m-Δx=46.29 m。 (1分)
(3)运动员在起跑时的加速度大小a==5.01 m/s2 (1分)
运动员在加速阶段最后1 s内运动的距离ΔL=vt-at2=9.22 m。 (2分)
15.解:(1)设汽车的车速为v,由题意知,x反+x刹=LAC (2分)
x反=vt反,v2=2ax刹 (2分)
解得v=12 m/s=43.2 km/h<50 km/h (2分)
故汽车没有超速。 (1分)
(2)CD方向的绿灯亮之前,汽车已安全越过停止线CD,则有LAC+l1=vmaxtmin (2分)
解得tmin≈2 s (1分)
故黄灯持续的时间t黄=2tmin=4 s。 (1分)
(3)当汽车车头刚好运动到十字路口的中心线时,消防车越过中心线,此时两车恰好不相碰,设消防车的最小安全速度为vmin (1分)
对于汽车,有=vt0 (1分)
对于消防车,有+l2=vmint0 (1分)
解得vmin=18 m/s (1分)
由于72 km/h=20 m/s>vmin (2分)
故消防车能安全越过汽车,不会发生交通事故。 (1分)
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