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
【答案】B
【解析】
【详解】A.“23时13分”指发射的具体时刻,而非时间间隔,故A错误;
B.“3小时”为对接过程持续的时间段,属于时间,故B正确;
C.对接需考虑核心舱的具体位置和姿态,不能忽略其形状大小,则不能将天和核心舱视为质点,故C错误;
D.飞船对接时需精确控制位置和方向,不可视为质点,故D错误。
故选B。
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。如图所示,在某次火箭吊装作业中,桥架沿轨道向前缓慢移动了4m,然后小车吊着火箭在桥架上向左移动了3m,最后火箭沿钢索竖直上升了5m。则此次作业中,火箭相对地面的位移大小为( )
A. 3m B. 7m C. D. 12m
【答案】C
【解析】
【详解】此次作业中,火箭相对地面的位移大小
故选C。
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( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】起步时,慢慢松开手刹,汽车从静止开始加速,速度逐渐增大;停车时,踩下刹车,汽车做减速运动,直到速度减为零。
A.图像的斜率表示速度,图像斜率先增大,但之后斜率又增大且更陡,不符合停车时减速到停止,故A错误;
B.图像在后半段的位移为负值,表示汽车在反向运动,不符合起步加速和停车减速是一直向前运动,故B错误;
C.图像的纵坐标表示瞬时速度,其中速度出现负值,表示汽车运动方向反向,不符合实际情况,故C错误;
D.汽车起步时加速度为正值,匀速时加速度为零,停车时加速度为负,故D正确。
故选D。
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0~2s内做加速运动,在2s~4s内做减速运动
B. 此人在0~4s内做加速运动,在7s~10s内做减速运动
C. 在4s~7s内,此人停留某一楼层
D. 此人在7s~8.5s内做减速运动,在8.5s~10s内做加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.由a-t图像可知,0﹣4s的时间内电梯加速度的方向向下,则电梯一直向下做加速运动,故A错误;
B.由a-t图像可知,0﹣4s的时间内电梯加速度的方向向下,7-10s的时间内电梯加速度的方向向上,则此人在0~4s内做加速运动,在7s~10s内做减速运动,故B正确;
C.因0-4s在电梯向下加速,4s末有向下的速度,而4s~7s加速度为零,则电梯向下做匀速直线运动,故C错误;
D.在7-10s的时间内电梯加速度的方向向上,则此人在7s~8.5s内向下做减速运动,在8.5s~10s内向下做减速运动,故D错误。
故选B。
5. 一玩具小车由静止开始沿直线运动,小车在时间内做加速度为的匀加速直线运动,此后做加速度为的匀减速直线运动,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
C. 小车加速度的大小关系是
D. 小车加速度的关系是
【答案】D
【解析】
【详解】D.小车在时间内做匀加速运动,初速度为0,末速度为,在时间内做匀减速运动,初速度为,末速度为0,加速度为,减速时间;根据匀减速公式
代入,可得
即,故D正确;
A. 加速阶段速度变化量
减速阶段
速度变化量大小相等但方向相反,故A错误;
B. 最大速度
由,可得,故B错误;
C. ,若,则的绝对值,显然,故C错误。
故选D。
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( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】按照题干给出的亚里士多德的观点,重的物体下落速度更快,最终两物体均做匀速直线运动,速度保持不变,因此重的物体的速度-时间图像全程位于轻的物体上方,且最终均为水平直线。
故选B。
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
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.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ABD错误;
C.雨滴的速度的方向与加速度的方向相同,故C正确。
故选C。
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
【答案】BD
【解析】
【详解】A.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,A错误;
BC.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
解得
故跑道的长度至少为1 280 m,B正确,C错误;
D.根据逆向思维,最后1 s,战斗机滑行的距离,D正确。
故选BD。
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
【答案】AD
【解析】
【详解】A.以行驶方向为正,取第1棵树为起点。若前恒以加速,由静止出发,依据位移公式得
此时速度为
在内以匀速,在内以匀加速,在内以匀速,三段位移依次为,和,符合各时刻的位置,故A正确;
BC.若全程匀加速,由前述计算,前的位移要求加速度为。根据从静止开始的匀变速位移公式,末位移应为
这与题给的不符,全程加速度也不可能恒为,故BC错误;
D.另取一种运动:前两个的加速度依次为和,由静止出发,则末位移为
此时速度为
此后以匀加速,后三个的位移依次为,和,符合题意。由匀变速直线运动中间时刻速度等于该段平均速度,得,故D正确。
故选AD。
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(忽略声音在空气中的传播时间,重力加速度g取10 m/s2)( )
A. 70 m B. 75 m C. 85 m D. 125 m
【答案】CD
【解析】
【详解】若树枝在达到收尾速度前一直做自由落体运动,则有
解得
由可知,这段时间内树枝下落了高度,树枝匀速下落的高度,
则探险者离崖底的高度不可能超过80 m。
故选CD。
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. 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)。
【答案】(1)60.10
(2) ①. ②. 0.400
(3)0.125
【解析】
【小问1详解】
光电门1对应的刻度尺示数x1=20.20cm,光电门2对应的刻度尺示数x2=80.30cm,故两光电门间的距离x=x2-x1=60.10cm
【小问2详解】
[1]挡光条通过光电门1的速度
代入数据解得
[2]挡光条通过光电门2的速度
【小问3详解】
根据速度位移公式有
解得a=0.125 m/s2.
12. 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,打下点,所经历的时间为____s;打点计时器打下时,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。
【答案】(1) ①. 0.12 ②. 1.36
(2) ①. 2.5 ②. 4.5
(3)1.49
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由题意知
打下点,所经历的时间为
打点计时器打下时,小车的速度等于段间的平均速度,即
【小问2详解】
[1][2]在打下的时间内,小车做加速运动,有
重物落地后,小车的加速度大小
【小问3详解】
小车的最大速度在到D5区间,靠近的瞬时速度,接近该区间内小车的平均速度
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. 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。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取向前为正方向。加速度—时间图像与时间轴所围的有向面积表示速度变化量。由图可知,内加速度为,内加速度为零。质点由静止出发,后速度保持不变,故末的速度为
【小问2详解】
内质点做匀加速直线运动,由匀变速直线运动位移公式,该段位移为
内质点以匀速运动,该段位移为
全程速度均向前,路程等于位移大小。由平均速度的定义可得
【小问3详解】
速度—时间图像的斜率表示加速度。由第(1)问可知,质点在末达到,并保持该速度至末;此后以的加速度运动,末速度为
因此,速度—时间图像依次经过,,和,相邻各点用直线连接,如图所示
14. 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。
【答案】(1)11.72m/s, 2.34s
(2)46.29m (3)9.22m
【解析】
【小问1详解】
设运动员在加速阶段运动的时间为,最大速度为v
前30m,有
前60m,有
联立两式解得v=11.72m/s,Δt=2.34s
【小问2详解】
加速过程有
故运动员以最大速度持续运动的距离
【小问3详解】
运动员在起跑时的加速度大小
运动员在加速阶段最后1s内运动的距离
15. 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。
【答案】(1)没有超速
(2)4s (3)不会发生交通事故
【解析】
【小问1详解】
设汽车的车速为。汽车在司机的反应时间内匀速行驶,之后匀减速到停止。
由运动学公式得、,又
联立解得,故汽车没有超速。
【小问2详解】
在对向绿灯亮起前,汽车已安全驶过对面的停止线
则
解得,故黄灯持续的时间
【小问3详解】
当汽车车头刚好运动到路口的中心线时,消防车恰好越过中心线,两车恰好不相碰,设消防车的最小安全速度为
对汽车,有
解得
对消防车,有
解得
由于,即消防车的实际速度大于最小安全速度,故消防车能安全越过汽车,不会发生交通事故。
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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。如图所示,在某次火箭吊装作业中,桥架沿轨道向前缓慢移动了4m,然后小车吊着火箭在桥架上向左移动了3m,最后火箭沿钢索竖直上升了5m。则此次作业中,火箭相对地面的位移大小为( )
A. 3m B. 7m C. D. 12m
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( )
A. B.
C. D.
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0~2s内做加速运动,在2s~4s内做减速运动
B. 此人在0~4s内做加速运动,在7s~10s内做减速运动
C. 在4s~7s内,此人停留某一楼层
D. 此人在7s~8.5s内做减速运动,在8.5s~10s内做加速运动
5. 一玩具小车由静止开始沿直线运动,小车在时间内做加速度为的匀加速直线运动,此后做加速度为的匀减速直线运动,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
C. 小车加速度的大小关系是
D. 小车加速度的关系是
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( )
A. B.
C. D.
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(忽略声音在空气中的传播时间,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. 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. 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,打下点,所经历的时间为____s;打点计时器打下时,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. 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. 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. 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。
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