内容正文:
物理(一)运动学基本概念、匀变速直线运动及其公式、
图像、实验:测量直线运动的瞬时速度
(建议用时40分钟,满分100分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36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.小龙虾属于甲壳动物,其运动方式多样。在水中快速移动时,主要依靠尾
部的快速弯曲产生推进力,这种动作类似于“尾部弹跳”。t=0时刻,小
龙虾受到威胁,通过尾部快速拍打由静止开始做直线运动,其加速度α随
2t0
时间t的变化规律如图所示。在下列时刻中,小龙虾的速度达到最大值的是
A.4=号
B.t=to
C.t=36
D.t=2to
2
2.图甲为学校田径运动会400的标准跑道,图乙为内圈跑道模型图。图乙中直道部分AB、CD
的长度均为100m,弯道部分BC、DA均为半圆弧,其长度也为100m,P点为弯道部分BC的中
点。设D点为赛跑的终点,各跑道上等待指令的运动员在裁判员发令枪响后立即沿逆时针方向
跑步。下列说法正确的是
A.100m短跑的起点应选在P点
B.800m预决赛中运动员的位移和路程均为800m
C.1500m预决赛中运动员的位移大小约为63.7m
D.3000m长跑冠军耗时750s,其全程的平均速度为4m/s
甲
3.某同学乘坐高铁时,利用智能手机中的加速度传感器研究了高铁的启动过程,取高铁前进方向
为x轴正方向,若测得高铁沿x轴方向的加速度一时间图像如图所示,下列说法正确的是
A.0~t1时间内,高铁在做匀速直线运动
B.t1~t2时间内,高铁在做减速直线运动
C.t1时刻,高铁开始减速
D.t2时刻,高铁的速度达到最大
4.汽车自动防撞系统是防止汽车发生碰撞的一种智能装置,计算机对两车间距以及两车的瞬时相
对速度进行处理后,判断两车的安全距离,如果两车间距小于安全距离,系统
x/m
就会发出指令使汽车开始制动。在某次测试中设置的两车安全距离x与两
10--
车的瞬时相对速度△)的关系图像如图所示,甲车在前、乙车在后在平直路面
上均以90km/h的速度向前行驶,两车间距为96m,某时刻甲车以4m/s2的
0
10△/ms-1)
加速度开始做匀减速直线运动,乙车仍做匀速直线运动,则乙车自动防撞系统开启时甲车的速
度大小为
A.1m/s
B.1.2m/s
C.2 m/s
D.2.2m/s
物理(一)第1页(共4页)
5.一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α。当汽车的速度大
小达到时,一件货物从汽车上掉落,落地后随即做初速度大小为,的匀减速直线运动直至停
止;当汽车速度达到2o时,又一件货物从汽车上掉落,落地后随即做初速度大小为2的匀减
速直线运动直至停止。已知两件货物完全相同,第二件货物掉落时,第一件货物刚好停止运动,
货物下落时间均可忽略。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号
B.货物落地后做匀减速直线运动的加速度大小为2a
C.最终两件货物相距36
a
D.最终两件货物相距56
a
6.随着科技的进步,机器狗的应用越来越普及,机器狗四次取送货物做直线运动的图像如图所示,
下列说法正确的是
↑信(s2-m
↑v2/(m2s-2)
个/ms)
1.5-----为
1.0
0.5
01020以ms)
x/m
2 t/s
第一次
第二次
第三次
第四次
A.第一次运动速度变化量为20m/s,用时30s
B.第二次运动做匀加速运动,且加速度大小为1m/s2
C.第三次运动,运动位移为x时所用的时间为十
-To
21
D.第四次运动加速度大小为1.5m/s2
二、多项选择题(本题共2小题,每小题8分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合
题目要求。全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)
7.物体沿一直线做匀加速直线运动,已知它在第2s内的位移大小为4m,第3s内的位移大小为
6m,则下列说法正确的是
A.它的加速度大小为2m/s
B.它在第2s末的速度大小为4m/s
C.它的初速度为零
D.它在前7s内的位移大小为56m
物理(一)第2页(共4页)
40分钟·S
8.图甲为速度传感器的工作示意图,C为发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子C向被测物体
D发出短暂的超声波脉冲,超声波被运动的物体D反射后又被小盒子C接收。从小盒子C发
射超声波开始计时,经时间。再次发射超声波。图乙为两次发射的超声波的位移一时间图像,
则下列说法正确的是
9
连接到
计算机
超声波
超声波
D
A.物体D与小盒子C的距离越来越远
B.超声波的速度为2
t2一to
C物体D在2~:时间内的平均速度为2(二)
2t2-t
D.若将超声波换成激光,两次发射的时间间隔越短,测量精度会越高
班级
姓名
分数
题号
2
3
4
5
6
答案
三、非选择题(本题共3小题,共48分。请按要求完成下列各题)
9.(12分)图甲为用于测量小车加速度的实验装置示意图。由于设备出现故障,目前仅有一个光电
门能够正常工作。为了进行实验,兴趣小组在小车上安装了一个特殊设计的栅栏如图乙所示。
该栅栏由宽度相同的不透明条带和宽度相同的透明条带交替排列组成,其中L和d间隔排列。
光电门传感器
挡光片
3(cm)
导轨
小车
12345678910
丙
(1)用游标卡尺测量不透明条带的宽度d,示数如图丙所示,则d=
mm。
(2)调整栅栏,使栅栏与导轨平行。
(3)将小车从导轨顶端由静止释放,用光电门测出遮光时间依次分别为t1、t2、t、t4、t。
(4)小车的加速度a=
。(用d、L、t和t2表示)
(5)为了精确求出加速度,测出释放小车时,各不透明条带到光电门沿导轨方向的距离分别为
xx4,根据所测量的数据作出是-x图像,得到图像的斜率为k,则a=
(用k、d表示)
物理(一)第3页(共4页)
10.(16分)如图所示,有一上、下无底的圆筒,它的下端距水平地面的高度为H。圆筒上端中心处
有一小球。现让小球和圆筒同时由静止自由下落,圆筒碰地后的反弹速率为落地速率的,不
计碰撞时间和空气阻力,运动过程中圆筒始终保持竖直,重力加速度为g。
(1)求圆筒第一次落地后,弹起的最大高度hm;
(2)若圆筒第一次反弹后落下时,下端与小球同时落地(此前小球未碰地),求圆筒的长度L。
小球
圆筒
H
11.(20分)ET℃是电子不停车收费系统的简称,在高速公路上很常见,如图甲所示。通过安装在
车辆挡风玻璃上的电子标签与在收费站ET℃车道上的微波天线之间的通信,达到车辆通过收
费站不需停车而能交费的目的。图乙为汽车分别通过ET℃通道和人工收费通道的流程图。
假设汽车以o1=10m/s的速度朝收费站方向沿直线正常行驶,如果过ET℃通道,需要在收费
站中心线前d=10m处速度正好匀减速至v2=5m/s,匀速通过中心线后,再将速度匀加速至
1正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处速度减为零,经过。=20s缴费成功
后,再启动汽车将速度匀加速至1正常行驶,设汽车加速和减速过程中的加速度大小均
为1m/s2。
(1)画出汽车通过人工收费通道时,从开始减速到恢复正常行驶的过程中的v-t图像;
(2)求汽车通过ET℃通道时,从开始减速到恢复正常行驶的过程中的位移大小:
(3)汽车通过ET℃通道比通过人工收费通道节约了多少时间?
收费站
20
ETC专用,
,10心线
行驶方包
裘
ETC通道
行驶方向
◆
人工收费通道
物理(一)第4页(共4页)
40分钟·S40分钟·S
·物理·
物理(一)
9
命题要素一贤表
注:
1.能力要求:
I.理解能力
Ⅱ.推理论证能力Ⅲ.模型建构能力N.创新能力V.实验探究能力
2.学科素养:
①物理观念
②科学思维③科学探究
④科学态度与责任
题号
题型
分
知识点
能力要求
学科素养
预估难度
值
(主题内容)
ⅡⅢ
①
②③④
档次
系数
1
单项选择题
6
at图像的理解与应用
易
0.86
单项选择题
6
联系实际的曲线运动分析
中
0.70
用a-t图像判断物体的运动
3
单项选择题
中
0.65
性质
4
单项选择题
6
用x-△u图像分析防撞问题
中
0.60
5
单项选择题
相对运动分析
中
0.65
6
单项选择题
6
机械狗的运动图像分析
难
0.55
匀变速直线运动规律的简单
7
多项选择题
8
易
0.80
应用
用x-t图像分析速度传感器的
8
多项选择题
8
中
0.65
工作原理
非选择题
12
测量小车的加速度
中
0.70
10
非选择题
16
自由落体运动与追及问题分析
中
0.65
联系实际的多过程运动及追及
11
非选择题
0.50
问题分析
季考答案及解析
一、单项选择题
龙虾的速度达到最大值,B项正确。
1.B【解析】由图可知,在0~t。时间内小龙虾做加速
2.C【解析】因运动员沿逆时针方向跑步且D点为赛
度先增大后减小的加速运动,在~2。时间内小龙
跑的终点,故C点为短跑100m的起点,A项错误;因
虾做加速度先增大后减小的减速运动,a-t图像与坐
运动场是400m的标准跑道,而800m=2×400m,
标轴所围的面积表示速度变化量,故在t=。时刻小
故起点和终点重合,运动员的位移为0,路程为
·%1
·物理·
参考答案及解析
800m,B项错误;因1500m=400m×3十300m,故
则速度变化量为20m/s,用时t=0.51.5×20s
2
运动员需要跑3圈,另加300m,故起点应设在A点,
20s,A项错误;第二次,由一=2ax可知图像的
A、D两点间的距离为其运动的位移,因AD是半圆
斜率k=2a=1,故加速度大小a=0.5m/s2,B项错
弧,直径d=2X100,
m≈63.7m,C项正确;因
π
误:第三次,根据。一告可知41=兰,根报微元法的
3000m=400m×7十200m,故运动员需要跑7圈,
另加200m,故起点应设在B点,位移大小BD=
思想可知该段图像与横轴围成的面积为时间,则运动
√+CD≈118.6m,其全程的平均速度=BD
1+1
位移为时所用的时间t=,=砂十4,C
2
26
118.5m/s≈0.158m/s,D项错误。
750
项正确:第四次,将公式x=t十
合af整理可得号
3.D【解析】0~t1时间内,高铁的加速度不变,高铁做
匀加速直线运动,A项错误;ti~t时间内,加速度与
=十之,图像的斜率号-多解得a
速度方向相同,高铁仍然做加速直线运动,B、C项错
一3m/s,D项错误。
误;t时刻高铁的加速度为零,速度达到最大,D项
二、多项选择题
正确。
7.AD【解析】根据匀变速直线运动相邻相等时间间
4.A【解析】由图可知x=△u,又△v=at=4t,两车间
隔内位移差的关系x一x2=aT,解得加速度大小a
距x=96-[n-(-合ad)刀=96-2r,联立可得
=2m/s2,A项正确:第2s末的速度等于第2s初至
2t+4t一96=0,解得t=6s,则此时甲车的速度大小
第3s未的平均速度,即功=可-4生m/s=5m/s,
v1=v一at=1m/s,A项正确。
由?=w十at可知w=一at2=1m/s,B、C项错
5.C【解析】根据题意,作出货物运动的~t图像如图
误:在前7s内的位移x=t,十之a号=1X7m十
1
所示:
×2X72m=56m,D项正确。
8.AC【解析】由图乙可知,第二次超声波传播的最远
21
距离比第一次的大,故物体D与小盒子C的距离越
30
来越远,A项正确;物体D通过的位移为x2一x1时,
4vo
a
a
所用时间为一号,物体D在号~时间内的平均
由图可知,货物的加速度大小与汽车的加速度大小相
同,均为a,A、B项错误;v-t图像与时间轴所围图形
速度为2二),在一。时间内超声波的位移为
2t2-t1
的面积表示位移,则最终两件货物之间的距离为上述
,平均速度为产,B项错误,C项正确:若将超声
两图像与时间轴所围图形的面积之差,有△x=
波换成激光,激光发出和接收的时间变短,则两次发
4w.2w
·。3,C项正确,D项错误。
射的时间间隔适当变短,物体D运动的位移变短,其
2
2
a
平均速度接近瞬时速度,精度变高,但两次发射的时
6.C【解析】第一次,根据a=是有△1=,根据微
间间隔太短,接收时不能区分开,无法进行测量,D项
元法的思想可知该段图像与横轴围成的面积为时间,
错误。
·%2
40分钟·S
·物理·
三、非选择题
圆筒长度L=h一H
(1分)
9.(1)6.60(4分)
联立解得L-芳H
(2分)
(号清京4分
11.【解析】(1)由题意可知,汽车通过人工收费通道减
(5梦(4分)
10
速的时间=边=
s=10s
(2分)
【解析】(1)由图丙可知,20分度的游标卡尺其精度为
汽车加速与减速的加速度大小相等,所以加速与减
0.05mm,游标卡尺零刻线前露出了6mm刻线,故不
速所用时间相等,汽车的速度一时间图像如图所示
1
透明条带的宽度d=6mm十12×20mm=6.60mm。
(3分)
v/(m's-1)
(4)不透明条带较窄,通过光电门的平均速度近似为
瞬时速度,故有,夏,结合匀变速直线遍
动的规律-=2aL,可得小车的加速度a=
01020304050ts
1-1)
(2)过ETC通道时,减速的位移和加速的位移相等,
2L
⑤)由=2r可得}-学,所以斜率=兴,则a
均为x4=听蓝=102-5
2a
2X1m=37.5m
(3分)
2
d?
故从开始减速到恢复正常行驶的过程中的位移x=
=kd2
2。
2x1十10m=85m
(3分)
10.【解析】(1)圆筒做自由落体运动,第一次落地的速
(3)汽车过ETC通道时有=2X4二边+4=2×
率满足=2gH
(2分)
(2分)
圆筒第一次落地后弹起到最高点的过程中做匀减速
10+9s=12s
1
运动,由2g.=(号)
(2分)
汽车过人工收费通道时,从开始减速到恢复正常行
102
16H
解得hm=2
驶的过程中的位移r-2×盛=2×兴m=10m
2a
(2分)
(2分)
(2)圆筒自由落体运动至下端着地的时间满足H=
二者位移之差△x=x'-x=100m-85m=15m
1
t
(2分)
(2分)
第一次反弹后上升的时间满足。=号g
在这段位移内过ET℃通道的汽车做匀速直线运动,
(2分)
所以可得汽车通过ETC通道比通过人工收费通道
小球从释放到第一次落地耗时t=t1十2t
(2分)
节约的时间t=2五十6--Ax=26.5s(3分)
小球下落高度九=号心
(1分)
·%3