精品解析:福建厦门实验中学2025-2026学年高一上学期10月阶段检测物理试题
2026-10-05
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内容正文:
厦门实验中学2025-2026学年高一10月月考物理试卷
答案一律写于答题卡上,否则不得分!
一、单项选择题:共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,选对的得4分,选错的得0分。
1. 关于时间和质点,下列说法中正确的是( )
A. 将物体看作质点时所用的物理方法是等效替代法
B. 研究某列高铁经过大桥用多少时间时可以将高铁看作质点
C. 研究太阳系最大的行星——木星绕太阳运动时可以将木星看作质点
D. 用“冰冻三尺非一日之寒”形容事情不是一蹴而就,“一日”指时刻
2. 如图所示,从甲地出发去乙地的方式有很多,可以乘坐汽车、高铁、轮船飞机等,下列说法正确的是( )
A. 从甲地到乙地,不同交通工具位移方向各不相同,为各自路径曲线的切线方向
B. 从甲地到乙地,不同交通工具的位移大小都相等
C. 从甲地到乙地,所有交通工具的平均速度相同
D. 由于几种交通工具从甲地到乙地的位置变化不相同,所以平均速率不同
3. 如图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘,两条船相对于河岸的运动状态是( )
A. B船肯定向右运动 B. A船肯定是静止的
C. A船肯定向左运动 D. B船可能是静止的
4. 随着科技的发展,无人机送快递成为新的探究热点。若某次试验时无人机从静止竖直向上匀加速起飞过程的位置-时间(x-t)图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 无人机在做轨迹为抛物线的曲线运动
B. 时刻无人机的瞬时速度大小
C.
D.
二、双项选择题:共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两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。
5. 下列关于匀变速直线运动的理解中正确的是( )
A. 有一定初速度和加速度,并且加速度不变的运动,就是匀变速直线运动
B. 匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
C. 匀变速直线运动的速度的大小和方向一定不变
D. 匀变速直线运动的加速度的大小和方向一定不变
6. 随着人工智能技术的发展,无人驾驶汽车已经成为智能科技的焦点。一品牌无人驾驶汽车正在进行直线行驶的性能测试,某时刻开始计时(记为t=0)汽车在平直路面上的位移随时间变化的规律为s=4t+2t2(m),则下列说法正确的是( )
A. 该汽车的初速度大小为4m/s
B. 该汽车的加速度大小为2m/s2
C. 开始计时4s后,汽车速度大小为12m/s
D. 从开始计时到速度达12m/s,汽车位移大小为16m
7. 物理图像其实就是纵轴、横轴代表的物理量的函数关系的图像,就像二次函数与x-y坐标平面的抛物线的关系。阅读物理图像时,一要看看坐标轴表示的物理意义,二要看看图像的截距的物理意义,三要看看图像的斜率的物理意义,四要看图像与坐标轴围成的图形的面积的物理意义。只有这样才能理解图像所表示的关系,获得有用的信息。匀变速直线运动的规律可用所涉及到的物理量间的关系图像表示,以下图像所表示的运动,属于匀变速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
8. 有人基于“加速度——速度变化率”提出“加速度的变化率”的概念,参考速度相关概念,关于“加速度的变化率”,下列说法正确的是( )
A. “加速度的变化率”的单位应是m/s3
B. 加速度的变化率为零的直线运动是匀速直线运动
C. 如图所示的图像,已知物体在t=0时速度为5m/s,若加速度与速度方向相反,则2s末的速度大小为2m/s
D. 如图所示的图像,若加速度与速度同方向,表示的是物体的速度在减小
三、非选择题:共60分。
9. 在一次蹦床比赛中,运动员从高处自由竖直落下,沿着竖直方向以大小为的速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为的速度弹回,已知运动员与网接触的时间,则运动员在与网接触的这段时间内平均加速度的大小为____________,方向为____________(填“竖直向上”或“竖直向下”)。
10. 一辆汽车从静止启动,驾驶员踩下油门,让汽车沿直线匀加速驶出。几秒后驾驶员突然发现前方有障碍,松开油门同时踩下刹车,让汽车匀减速直线行驶直到停下。已知汽车从启动到停下历经时间为5s,汽车行驶出20m的距离,则该过程中汽车的最大速率为____________。
11. 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图中是小球匀变速直线下落时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04s闪光一次。(照片中的数字是小球距下落起始点O的距离,单位:cm)根据已知的信息,可得小球经过A点时的速度为____________m/s,从小球开始下落到C点所用的时间为____________s。
12. 如图甲所示,利用遮光条和光电门能够较为精确地测量物体的速度。图乙中一滑块沿倾斜气垫导轨向上运动,先后穿过两个光电门时的挡光时间分别为t1,t2(),遮光条宽度为d,遮光条从开始挡住第1个光电门到开始挡住第2个光电门的时间间隔为t,滑块的运动视为匀变速直线运动。
(1)滑块通过第1个光电门的速度大小为________________________,滑块的加速度大小为________________________。(用含t1,t2,d,t的式子表示)
(2)采用以上方法测得的速度实际上是通过光电门的____________(填“平均速度”或“瞬时速度”),为了提高实验的精度,应选用____________(填“更宽”或“更窄”)的遮光条。
13. 某同学利用如图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始匀加速运动,重物落地后,物块再匀减速运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,并按打点顺序标上序号,测得相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是________________________(填标号)。
A. 组装实验器材时,物块离打点计时器尽可能近一些
B. 先释放物块,确定物块能够开始运动后,再接通打点计时器电源进行打点
C. 在纸带上选取第一个计数点时,可以用打出的第一个点
D. 因为此实验需要时间和位移数据,故将用到秒表和刻度尺
(2)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点____________和____________之间某时刻开始减速。
(3)计数点11对应的速度大小为____________m/s。(结果保留三位有效数字)
(4)物块减速运动过程中加速度的大小为a=____________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(5)因为供电不稳定,使用的交变电源频率变为49.5Hz,如果实验时仍按50Hz来计算,则测得的加速度将比真实值____________(填“偏大”或“偏小”)。
14. 航空母舰的战斗力主要依靠舰载机,假设航空母舰静止在海面上,舰载机在航母跑道上由静止开始以a=5m/s2的加速度做匀加速直线运动直到起飞。
(1)求滑行至第4s末时(舰载机还未升空),舰载机的速度大小;
(2)求滑行的第4s内舰载机的位移大小;
(3)一般情况下舰载机需要达到50m/s的速度才可升空,求航母跑道的最短长度。
15. “百公里加速”项目是对汽车动力最直观的体现,“百公里刹车”则是汽车刹车性能的一项重要指标。某车企对其新研发的一款汽车进行常规加速和减速测试。t=0时测试流程开始,此时汽车静止,某时刻汽车提速,以匀加速直线开出,然后经历匀速直线运动和匀减速直线运动直到停止。下表给出了几个不同时刻汽车的速度大小,据此表求:
时刻t/s
3.0
6.0
10.0
15.0
17.0
18.0
速度v/m·s⁻1
6
18
30
30
20
10
(1)该汽车加速和减速时的加速度a1和a2:
(2)求汽车保持匀速运动的时间;
(3)求测试开始后t=20秒内汽车的路程。
16. 如图示,在一平直的单向单车道上有一足够长车队正在以速度匀速行驶,从前往后依次编号、、……。每辆车车长均为,相邻车间距离为,时刻号车突发故障,以大小为的加速度匀减速刹车,后面的车都是在看到前一辆车开始刹车后也开始匀减速刹车,最后停下时和前车的距离均为。
(1)求时号车和号车之间的距离;
(2)求号车刹车的加速度大小;
(3)求时停止的车队长度(号车车头和最后一辆停止车车尾的距离)。
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厦门实验中学2025-2026学年高一10月月考物理试卷
答案一律写于答题卡上,否则不得分!
一、单项选择题:共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,选对的得4分,选错的得0分。
1. 关于时间和质点,下列说法中正确的是( )
A. 将物体看作质点时所用的物理方法是等效替代法
B. 研究某列高铁经过大桥用多少时间时可以将高铁看作质点
C. 研究太阳系最大的行星——木星绕太阳运动时可以将木星看作质点
D. 用“冰冻三尺非一日之寒”形容事情不是一蹴而就,“一日”指时刻
【答案】C
【解析】
【详解】A.将物体看作质点是忽略物体大小、形状等次要因素,突出“具有质量”核心属性的理想模型法,故A错误;
B.研究高铁经过大桥的时间时,高铁自身长度对运动总路程、总时间的影响不可忽略,不能将其看作质点,故B错误;
C.研究木星绕太阳公转的运动时,木星的尺寸远小于木星与太阳的间距,其大小、形状对所研究的公转运动无影响,可以将木星看作质点,故C正确;
D.“一日”是具有一定长度的时间间隔,时刻是没有长度的某一瞬时,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,从甲地出发去乙地的方式有很多,可以乘坐汽车、高铁、轮船飞机等,下列说法正确的是( )
A. 从甲地到乙地,不同交通工具位移方向各不相同,为各自路径曲线的切线方向
B. 从甲地到乙地,不同交通工具的位移大小都相等
C. 从甲地到乙地,所有交通工具的平均速度相同
D. 由于几种交通工具从甲地到乙地的位置变化不相同,所以平均速率不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.位移是从初位置指向末位置的有向线段,不同交通工具的起点(甲地)和终点(乙地)相同,所以位移方向相同,均由甲地指向乙地,故A错误;
B.位移的大小等于初位置到末位置的直线距离,因为起点和终点相同,所以不同交通工具的位移大小都相等,故B正确;
C.平均速度等于位移与时间的比值,即
虽然位移相同,但不同交通工具的运动时间未知,所以平均速度无法比较,故C错误;
D.位置变化即位移,不同交通工具的位移相同,即位置变化相同;平均速率等于路程与时间的比值,但不同交通工具的运动时间未知,故平均速率的大小无法比较,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘,两条船相对于河岸的运动状态是( )
A. B船肯定向右运动 B. A船肯定是静止的
C. A船肯定向左运动 D. B船可能是静止的
【答案】A
【解析】
【详解】AD.由河岸上的旗帜向右飘可知,风相对于地面是向右吹的。B船上的旗帜向左飘,说明B船相对于风是向右运动的,且B船的速度大于风速,方向向右,故B船肯定向右运动,A正确,D错误;
BC.A船上的旗帜向右飘,说明风相对于A船向右吹。若A船静止,风向右吹,旗帜向右飘;若A船向左运动,风相对于船向右吹得更快,旗帜向右飘;若A船向右运动但速度小于风速,风相对于船依然向右,旗帜向右飘。所以A船可能是静止的,也可能是向左或向右运动的,BC错误。
故选A。
4. 随着科技的发展,无人机送快递成为新的探究热点。若某次试验时无人机从静止竖直向上匀加速起飞过程的位置-时间(x-t)图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 无人机在做轨迹为抛物线的曲线运动
B. 时刻无人机的瞬时速度大小
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.x-t图像表示位移随时间的变化规律,不是运动轨迹。题目明确指出无人机“竖直向上匀加速起飞”,说明无人机做的是直线运动,故A错误;
B.无人机做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移公式有
根据速度公式有
联立解得
故B正确;
C.根据初速度为零的匀加速直线运动规律,位移
则
故C错误;
D.根据相邻相等时间间隔位移差公式有
解得
故D错误。
故选B。
二、双项选择题:共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两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。
5. 下列关于匀变速直线运动的理解中正确的是( )
A. 有一定初速度和加速度,并且加速度不变的运动,就是匀变速直线运动
B. 匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
C. 匀变速直线运动的速度的大小和方向一定不变
D. 匀变速直线运动的加速度的大小和方向一定不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A.有一定初速度和加速度,并且加速度不变的运动不一定是直线运动,有可能做曲线运动,只有初速度和加速度共线、且加速度不变的运动才是匀变速直线运动,故A错误;
B.匀变速直线运动在任何相等时间内的速度变化量相等且方向相同,即速度随时间均匀变化,故B正确;
C.匀变速直线运动的速度方向可以反向改变,比如竖直上抛运动是匀变速直线运动,物体上升到最高点后下落,速度方向发生反向改变。故C错误;
D.匀变速直线运动的加速度恒定不变,即加速度大小和方向均不变,故D正确。
故选BD。
6. 随着人工智能技术的发展,无人驾驶汽车已经成为智能科技的焦点。一品牌无人驾驶汽车正在进行直线行驶的性能测试,某时刻开始计时(记为t=0)汽车在平直路面上的位移随时间变化的规律为s=4t+2t2(m),则下列说法正确的是( )
A. 该汽车的初速度大小为4m/s
B. 该汽车的加速度大小为2m/s2
C. 开始计时4s后,汽车速度大小为12m/s
D. 从开始计时到速度达12m/s,汽车位移大小为16m
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.匀变速直线运动的位移时间公式为
对比题目中给出的位移规律为
可得,
因此该汽车的初速度大小为,该汽车的加速度大小为,故A正确,B错误;
C.根据匀变速直线运动的公式
可得代入数据得开始计时4s后,汽车速度大小为,故C错误;
D.当速度时,由运动学公式
可得,故D正确。
故选AD。
7. 物理图像其实就是纵轴、横轴代表的物理量的函数关系的图像,就像二次函数与x-y坐标平面的抛物线的关系。阅读物理图像时,一要看看坐标轴表示的物理意义,二要看看图像的截距的物理意义,三要看看图像的斜率的物理意义,四要看图像与坐标轴围成的图形的面积的物理意义。只有这样才能理解图像所表示的关系,获得有用的信息。匀变速直线运动的规律可用所涉及到的物理量间的关系图像表示,以下图像所表示的运动,属于匀变速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据匀变速直线运动的速度位移公式
变形得
图像为倾斜直线,说明是恒定斜率,即加速度不变,属于匀变速直线运动(匀减速直线运动),故A正确;
B.图像的斜率代表加速度,该图是向上弯曲的曲线,斜率逐渐增大,说明加速度在不断变大,不属于匀变速直线运动,故B错误;
C.根据匀变速直线运动的位移公式
等式两边同时除以变形得
若图像为的倾斜直线,说明是恒定斜率,即加速度不变,属于匀变速直线运动,故C正确;
D.该图像为过原点的倾斜直线,说明位移与速度成正比,不符合匀变速直线运动的规律,其加速度是变化的,不属于匀变速直线运动,故D错误。
故选AC。
8. 有人基于“加速度——速度变化率”提出“加速度的变化率”的概念,参考速度相关概念,关于“加速度的变化率”,下列说法正确的是( )
A. “加速度的变化率”的单位应是m/s3
B. 加速度的变化率为零的直线运动是匀速直线运动
C. 如图所示的图像,已知物体在t=0时速度为5m/s,若加速度与速度方向相反,则2s末的速度大小为2m/s
D. 如图所示的图像,若加速度与速度同方向,表示的是物体的速度在减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.参考速度相关概念,加速度变化率的概念是单位时间内加速度的变化量,单位是,故A正确;
B.加速度的变化率为零,则加速度不变,若加速度不为0,运动为匀变速直线运动,故B错误;
C.图像与坐标轴围成的面积代表速度的变化量,由图可知,物体内速度变化量为
加速度与速度方向相反,物体做减速运动,则物体2s末的速度大小为,故C正确;
D.由图可知,加速度逐渐减小,若加速度与速度同向,即使加速度减小,物体的速度仍然增大,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:共60分。
9. 在一次蹦床比赛中,运动员从高处自由竖直落下,沿着竖直方向以大小为的速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为的速度弹回,已知运动员与网接触的时间,则运动员在与网接触的这段时间内平均加速度的大小为____________,方向为____________(填“竖直向上”或“竖直向下”)。
【答案】 ①. ②. 竖直向上
【解析】
【详解】[1]取竖直向上为正方向,运动员着网时的速度为,弹回时的速度为
由平均加速度的定义得
故平均加速度的大小为
[2]平均加速度为正,说明其方向与规定的正方向相同,即竖直向上。
10. 一辆汽车从静止启动,驾驶员踩下油门,让汽车沿直线匀加速驶出。几秒后驾驶员突然发现前方有障碍,松开油门同时踩下刹车,让汽车匀减速直线行驶直到停下。已知汽车从启动到停下历经时间为5s,汽车行驶出20m的距离,则该过程中汽车的最大速率为____________。
【答案】
【解析】
【详解】汽车先从静止开始匀加速,后匀减速到静止,全过程的最大速度就是匀加速阶段的末速度、也是匀减速阶段的初速度,设为。 对于匀变速直线运动,匀加速阶段的平均速度为初末速度的平均值,即
匀减速阶段的平均速度为
可得全程的平均速度都等于。 根据位移公式
代入已知条件总位移、总时间,
解得该过程中汽车的最大速率
11. 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图中是小球匀变速直线下落时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04s闪光一次。(照片中的数字是小球距下落起始点O的距离,单位:cm)根据已知的信息,可得小球经过A点时的速度为____________m/s,从小球开始下落到C点所用的时间为____________s。
【答案】 ①. 2.275 ②. 0.20
【解析】
【详解】 [1]相邻两次闪光间隔为0.04,A点刚好是O到B这一段的中间时刻,O到B的位移:
O到B之间有两个位移间隔,总时间:
[2]C点时刻:O到C一共5个频闪间隔,所以
12. 如图甲所示,利用遮光条和光电门能够较为精确地测量物体的速度。图乙中一滑块沿倾斜气垫导轨向上运动,先后穿过两个光电门时的挡光时间分别为t1,t2(),遮光条宽度为d,遮光条从开始挡住第1个光电门到开始挡住第2个光电门的时间间隔为t,滑块的运动视为匀变速直线运动。
(1)滑块通过第1个光电门的速度大小为________________________,滑块的加速度大小为________________________。(用含t1,t2,d,t的式子表示)
(2)采用以上方法测得的速度实际上是通过光电门的____________(填“平均速度”或“瞬时速度”),为了提高实验的精度,应选用____________(填“更宽”或“更窄”)的遮光条。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 平均速度 ②. 更窄
【解析】
【小问1详解】
[1]滑块通过第1个光电门的速度大小近似等于平均速度,即
[2]滑块通过第2个光电门的速度大小为
滑块的加速度大小为
【小问2详解】
[1]遮光条有一定的宽度,通过光电门的时间内,滑块的速度是变化的,所以测得的速度实际上是通过光电门的平均速度。
[2]为了提高实验的精度,应使平均速度更接近瞬时速度,所以应减小遮光条的宽度,即选用更窄的遮光条。
13. 某同学利用如图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始匀加速运动,重物落地后,物块再匀减速运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,并按打点顺序标上序号,测得相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是________________________(填标号)。
A. 组装实验器材时,物块离打点计时器尽可能近一些
B. 先释放物块,确定物块能够开始运动后,再接通打点计时器电源进行打点
C. 在纸带上选取第一个计数点时,可以用打出的第一个点
D. 因为此实验需要时间和位移数据,故将用到秒表和刻度尺
(2)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点____________和____________之间某时刻开始减速。
(3)计数点11对应的速度大小为____________m/s。(结果保留三位有效数字)
(4)物块减速运动过程中加速度的大小为a=____________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(5)因为供电不稳定,使用的交变电源频率变为49.5Hz,如果实验时仍按50Hz来计算,则测得的加速度将比真实值____________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)A (2) ①. 5 ②. 6
(3)0.440 (4)1.20
(5)偏大
【解析】
【小问1详解】
A.物块离打点计时器更近,能在纸带上打出更多有效点,充分利用纸带,故A正确;
B.实验规范要求先接通电源,待打点稳定后再释放物块,若先放物块再通电,纸带开头无点迹,浪费纸带,故B错误;
C.题干说明“从纸带上便于测量的点开始取计数点”,刚开始打出的第一个点比较模糊,不适合直接作为第一个计数点,故C错误;
D.打点计时器本身是计时工具,无需额外秒表,仅需要刻度尺测位移,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
[1][2]物块匀加速阶段相邻相等时间间隔内的位移差近似为恒定值(相邻位移增量约为1.8cm),而计数点5-6的位移增量为
位移增量开始减小,说明物块在5和6之间某时刻开始减速。
【小问3详解】
每5个点取1个计数点,打点周期
匀变速直线运动中,某点瞬时速度等于相邻两段的平均速度
【小问4详解】
减速阶段位移随时间减小,取减速段位移、、、、、
用逐差法计算加速度
【小问5详解】
实际电源频率为49.5Hz,真实打点周期
计算时仍按50Hz取。由,代入的计算周期偏小,最终得到的加速度测量值比真实值偏大。
14. 航空母舰的战斗力主要依靠舰载机,假设航空母舰静止在海面上,舰载机在航母跑道上由静止开始以a=5m/s2的加速度做匀加速直线运动直到起飞。
(1)求滑行至第4s末时(舰载机还未升空),舰载机的速度大小;
(2)求滑行的第4s内舰载机的位移大小;
(3)一般情况下舰载机需要达到50m/s的速度才可升空,求航母跑道的最短长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据速度公式有
代入数据解得
【小问2详解】
第4s内的位移等于前4s内位移减去前3s内位移,根据位移公式有
代入数据解得
【小问3详解】
舰载机需达到的速度,根据速度位移关系有
解得航母跑道最短长度
代入数据解得
15. “百公里加速”项目是对汽车动力最直观的体现,“百公里刹车”则是汽车刹车性能的一项重要指标。某车企对其新研发的一款汽车进行常规加速和减速测试。t=0时测试流程开始,此时汽车静止,某时刻汽车提速,以匀加速直线开出,然后经历匀速直线运动和匀减速直线运动直到停止。下表给出了几个不同时刻汽车的速度大小,据此表求:
时刻t/s
3.0
6.0
10.0
15.0
17.0
18.0
速度v/m·s⁻1
6
18
30
30
20
10
(1)该汽车加速和减速时的加速度a1和a2:
(2)求汽车保持匀速运动的时间;
(3)求测试开始后t=20秒内汽车的路程。
【答案】(1),方向与运动方向相同;,方向与运动方向相反
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取汽车运动方向为正方向,由加速度定义式,利用加速阶段时和时的数据,得
利用减速阶段时和时的数据,得
说明减速加速度方向与汽车运动方向相反。
【小问2详解】
设为汽车开始加速的时刻,为加速结束并开始匀速运动的时刻,为开始减速的时刻,为停止的时刻。匀变速直线运动满足速度公式。汽车在时刻由静止开始加速,以为计时起点时初速度为,所以测试时刻的速度满足
将表中时和代入上式,得
解得汽车开始加速的时刻为。表中最大速度为,加速结束时汽车恰好达到该速度。将,和代入加速阶段的速度关系,得
解得加速结束的时刻为。减速阶段开始时汽车速度为,由匀变速直线运动速度公式,减速阶段任意时刻的速度满足
将时和代入,得
解得开始减速的时刻为。汽车在时刻停止,将,和代入减速阶段的速度关系,得
解得停止时刻为。因此汽车保持匀速运动的时间为
【小问3详解】
时间内汽车保持静止,路程为。加速阶段的持续时间为
匀速阶段的持续时间为
减速阶段的持续时间为
匀变速直线运动的平均速度等于初速度和末速度的平均值,即。加速阶段初速度为,末速度为,所以加速阶段的路程为
匀速阶段速度为,所以匀速阶段的路程为
减速阶段初速度为,末速度为,所以减速阶段的路程为
汽车在时已经停止,到内没有路程。因此测试开始后内汽车的总路程为
16. 如图示,在一平直的单向单车道上有一足够长车队正在以速度匀速行驶,从前往后依次编号、、……。每辆车车长均为,相邻车间距离为,时刻号车突发故障,以大小为的加速度匀减速刹车,后面的车都是在看到前一辆车开始刹车后也开始匀减速刹车,最后停下时和前车的距离均为。
(1)求时号车和号车之间的距离;
(2)求号车刹车的加速度大小;
(3)求时停止的车队长度(号车车头和最后一辆停止车车尾的距离)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设所求时刻为。因,此时号车尚未开始刹车,仍做匀速直线运动。
在这段时间内,号车和号车的位移分别为、
两车之间的距离为
代入数据得
【小问2详解】
设号车、号车的刹车位移分别为、,号车刹车的加速度大小为
由匀变速直线运动的速度与位移关系,得
号车在开始刹车前做匀速直线运动,两车最终停下时的间距满足
解得
由匀变速直线运动的速度与位移关系,有
解得
【小问3详解】
设第辆车开始刹车的时刻为,刹车位移为,刹车持续时间为,停止时刻为,各时刻均以号车开始刹车为计时起点。
由相邻车辆开始刹车的时间间隔相同,得
第辆车从至停止的总位移为。相邻两车最终的间距由减小到,故后一辆车的总位移比前一辆车多
因此
整理得
代入数据得
每辆车刹车时均从匀减速至零,平均速度为,故
第辆车停止的时刻为
由,得,故此时已有辆车停止,其中第辆车恰好停止。
设停止的车队长度为,则
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