精品解析:湖南长沙市雅礼中学2026-2027学年高一上学期第一次质量检测物理试卷
2026-10-12
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内容正文:
雅礼中学2026年下学期第一次质量检测试卷
高一物理
时量:75分钟 分值:100分
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 北京时间2025年11月25日12时11分,搭载神舟飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,飞船与火箭成功分离后进入预定轨道。此次任务是中国载人航天工程首次应急发射任务,飞船入轨后按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接。下列说法正确的是( )
A. 研究飞船从发射到船箭分离的飞行轨道时,可将飞船视为质点
B. 飞船从发射到完成交会对接的位移大小等于其路程
C. 2025年11月25日12时11分是指时间间隔
D. 以空间站组合体为参考系,飞船始终是运动的
2. 关于直线运动的描述,下列说法正确的是( )
A. 物体做直线运动时,平均速度大小一定等于平均速率
B. 速度很大的物体,其加速度可能很小
C. 物体速度和位移方向均为正,加速度也一定为正
D. 加速度增大,速度一定增大
3. 关于物理必修1教材中的四幅插图,下列说法正确的是( )
A. 图1中,汽车速度表上的示数指的是平均速率
B. 图2中,速度的变化量越大,加速度一定越大
C. 图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移,这种方法运用了假设法
D. 图4中,伽利略用实验和逻辑推理相结合的方法间接验证了小球下落的位移与所用时间平方成正比
4. 甲的位移与时间图像和乙的速度与时间图像分别如图甲、乙所示,则这两个物体在0~6 s内的运动情况是( )
A. 甲做往返运动,它的位移为零
B. 甲的运动方向不变,它的位移为4 m
C. 乙做往返运动,它的位移为-9 m
D. 乙在1.5 s末和4.5 s末的速度相同
5. 将一小球以初速度从地面竖直向上抛出,忽略空气阻力。已知h为小球距离地面的高度,v为小球的速度,a为小球的加速度,自抛出时刻开始计时,以竖直向上为正方向。从小球抛出至第一次返回地面的过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,、、、四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:、、、。下列说法正确的是( )
A. 物体在AB段的平均速度为
B. 物体在段的平均速度为
C. 段的平均速度比段的平均速度更能反映物体处于点时的瞬时速度
D. 物体在点的速度等于段的平均速度
7. 某质点沿轴做直线运动,它在轴上的位置坐标随时间的变化关系为(物理量均采用国际制单位),则该质点( )
A. 第内的位移是 B. 第末的速度是
C. 前内的平均速度是 D. 前内速度增加了
二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 越野车和自动驾驶车沿同一公路向东行驶,自动驾驶车由静止开始运动时,越野车刚好以速度从旁边加速驶过,如图所示分别为越野车和自动驾驶车的图线,根据这些信息,可以判断( )
A. 末两车相遇
B. 0时刻之后,两车只会相遇一次
C. 前两车相遇一次
D. 加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的3倍
9. 一金属小球从一定高度处由静止释放,利用频闪相机对下落的小球拍照,测量照片并按照比例尺换算得相邻位置距离。如图所示,1、2间的距离为0.4m,3、4间的距离为1.2m,忽略空气阻力,重力加速度g取。则下列说法正确的是( )
A. 位置2、3间的距离0.8m B. 相机的曝光周期为0.4s
C. 小球在位置3的速度大小为 D. 图中的1位置为小球的释放点
10. 高速避险车道是高速道路上为刹车失控车辆所设置的紧急避险通道,一般为上坡车道,表面为铺满沙石或松软沙砾的制动层,末端设有防撞设施。图甲是某地高速避险通道,简化图如图乙,一辆重型半挂货车制动突然失灵,司机急忙关闭油门将车驶入避险车道,车道上等间距地分布着五个点,车头到达点处恰好减速到零,货车从到的运动视为匀变速直线运动,则( )
A. 车头经过段与段的过程中速度变化量相同
B. 车头经过点时的速度等于通过的平均速度
C. 若车头通过、、、所用时间依次为、、、,则
D. 若车头通过、、、所用时间依次为、、、,则
三、实验题(本题共2小题,11题12分、12题4分,共16分。)
11. 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、、、、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,打点时间间隔。
(1)左图中电火花打点计时器工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源,工作电压为________;
(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)计算打下点的瞬时速度公式为________(选用题中所给的物理量、、字母表示);
(4)实验测得、、、,则物体的加速度大小为________(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,而做实验的同学并不知道,将使加速度测量值比实际值________(选填“偏大”或“偏小”)。
12. 研究物体的运动时,除了使用打点计时器计时外,也可以使用数字计时器。计时系统的工作要借助于光源和光敏管(统称光电门)。光源和光敏管相对,它射出的光使光敏管感光。当滑块经过时,其上的遮光条把光遮住,与光敏管相连的电子电路自动记录遮光时间的长短,通过数码屏显示出来。根据遮光条的宽度和遮光时间,可以算出滑块经过时的速度。如图,在滑块上安装宽度为的遮光条,滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门,配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间为。
(1)遮光条通过光电门的平均速度________m/s(保留两位有效数字),由于遮光条的宽度很小,所以这个速度可以近似看作遮光条通过光电门的瞬时速度。
(2)考虑到“光电门的光源射出的光有一定的粗细,数字计时器内部的电子电路有一定的灵敏度”,若当遮光条遮住光源射出光的80%,即认为光被遮住,则第(1)问中的测量值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
四、解答题(本题共3小题,共41分。其中13题10分,14题14分,15题17分,写出必要推导过程,仅有结果不得分。)
13. 小明做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后先做自由落体运动,当距离地面时打开降落伞,开始以大小为的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为。取,求:
(1)小明打开降落伞时的速度大小;
(2)小明离开飞机后,经过多少时间才能到达地面。
14. 如图所示,一圆管放在水平地面上,长为L=1.6m,圆管的上端离天花板的距离h=8m,在圆管的正上方紧靠天花板放一小球,小球直径小于圆管内径(可看成质点),让小球由静止释放,同时给圆管一竖直向上的初速度v0=10m/s,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)圆管经过多长时间上升到最高点;
(2)小球释放后经多长时间与圆管上端相遇;
(3)改变圆管的初速度v0的大小,要求小球穿过圆管下端瞬间,圆管正处于下降阶段,求v0的范围。
15. 下图是成都外国语学校旁边的和心路,是只有双向两车道的道路,在这样的道路上,如果想超越前面的慢车,就需要在中线是虚线的地方借用对面车道进行超车。这样超车有可能带来一定的安全隐患,如图是汽车某次超车过程的示意图,汽车甲和货车分别以10m/s和16m/s的速度在限速25m/s的路面上匀速行驶,其中甲车车身长L1=5m、货车车身长L2=8m,某时刻货车在甲车前s=3m处,若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车,加速度大小为2m/s2,假定货车速度保持不变,不计车辆变道和转向的时间及车辆的宽度,求:
(1)甲车加速到最大速度所走的位移大小;
(2)甲车在不超速的前提下完成超车的最短时间(结果保留2位小数);
(3)一般情况下,汽车时速超过限速不到10%的,仅给予警告,不予扣分和罚款。若乙车速度为12m/s,要保证甲车不被扣分和罚款,则甲车看到道路正前方迎面驶来的乙车多远的距离内必须放弃超车?
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雅礼中学2026年下学期第一次质量检测试卷
高一物理
时量:75分钟 分值:100分
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 北京时间2025年11月25日12时11分,搭载神舟飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,飞船与火箭成功分离后进入预定轨道。此次任务是中国载人航天工程首次应急发射任务,飞船入轨后按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接。下列说法正确的是( )
A. 研究飞船从发射到船箭分离的飞行轨道时,可将飞船视为质点
B. 飞船从发射到完成交会对接的位移大小等于其路程
C. 2025年11月25日12时11分是指时间间隔
D. 以空间站组合体为参考系,飞船始终是运动的
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.研究飞船从发射到船箭分离的飞行轨道时,飞船的大小、形状对轨迹研究的影响可忽略,因此可将飞船视为质点,A正确;
B.位移是初位置指向末位置的有向线段,路程是运动轨迹的长度,飞船从发射到交会对接的过程做曲线运动,位移大小小于路程,B错误;
C.2025年11月25日12时11分对应时间轴上的一个点,是时刻,并非时间间隔,C错误;
D.飞船与空间站完成交会对接后二者相对静止,此时以空间站组合体为参考系,飞船是静止的,并非始终运动,D错误。
故选A。
【点睛】
2. 关于直线运动的描述,下列说法正确的是( )
A. 物体做直线运动时,平均速度大小一定等于平均速率
B. 速度很大的物体,其加速度可能很小
C. 物体速度和位移方向均为正,加速度也一定为正
D. 加速度增大,速度一定增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值。只有物体做单向直线运动时,位移大小才等于路程,此时平均速度大小等于平均速率;若直线运动存在往返(比如竖直上抛运动落回出发点的过程),位移大小小于路程,平均速度大小就小于平均速率,故A错误;
B.加速度描述速度变化的快慢,和速度的瞬时大小没有必然关联。比如高速匀速直线飞行的飞机,速度很大,但速度几乎不变,加速度接近0,属于加速度很小的情况,故B正确;
C.速度、位移方向为正,仅说明物体向正方向运动,若物体正在做减速直线运动,加速度方向与速度方向相反,此时加速度为负,故C错误;
D.只有当加速度方向与速度方向相同时,速度才会增大;若加速度与速度方向相反,即使加速度增大,速度也会快速减小,故D错误。
故选B。
3. 关于物理必修1教材中的四幅插图,下列说法正确的是( )
A. 图1中,汽车速度表上的示数指的是平均速率
B. 图2中,速度的变化量越大,加速度一定越大
C. 图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移,这种方法运用了假设法
D. 图4中,伽利略用实验和逻辑推理相结合的方法间接验证了小球下落的位移与所用时间平方成正比
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1中,汽车速度表上的示数指的是瞬时速率,故A错误;
B.图2中,速度的变化量越大,但是时间不确定,则加速度不一定越大,故B错误;
C.图3中,把整个运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移,这种方法运用了微元法,故C错误;
D.图4中,伽利略用实验和逻辑推理相结合的方法间接验证了小球下落的位移与所用时间平方成正比,故D正确。
故选 D。
4. 甲的位移与时间图像和乙的速度与时间图像分别如图甲、乙所示,则这两个物体在0~6 s内的运动情况是( )
A. 甲做往返运动,它的位移为零
B. 甲的运动方向不变,它的位移为4 m
C. 乙做往返运动,它的位移为-9 m
D. 乙在1.5 s末和4.5 s末的速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】AB.甲图是位移-时间()图像,图像的斜率表示速度。甲图是一条倾斜直线,斜率恒定且为正,说明甲做匀速直线运动,运动方向不变。其位移为,故A错误,B正确;
C.乙图是速度-时间()图像,速度的正负表示运动方向。乙的速度先为负值后为正值,说明乙做往返运动。图像与时间轴围成的面积表示位移,则乙在内的位移为,故C错误;
D.乙做匀变速直线运动,加速度
末的速度
末的速度
两时刻速度大小相等但方向相反,故速度不同,D错误。
故选B。
5. 将一小球以初速度从地面竖直向上抛出,忽略空气阻力。已知h为小球距离地面的高度,v为小球的速度,a为小球的加速度,自抛出时刻开始计时,以竖直向上为正方向。从小球抛出至第一次返回地面的过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.做竖直上抛运动的小球加速度不变,故A错误;
B.速度,其图像为斜率为负的一次函数,故B正确;
C.高度满足,其图像为抛物线,故C错误;
D.根据运动学公式有
,小球到达最高点后下落过程为上升过程的逆过程,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,、、、四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:、、、。下列说法正确的是( )
A. 物体在AB段的平均速度为
B. 物体在段的平均速度为
C. 段的平均速度比段的平均速度更能反映物体处于点时的瞬时速度
D. 物体在点的速度等于段的平均速度
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.物体在AB段的平均速度为,故A正确;
B.物体在ABC段的平均速度为,故B正确;
C.由于AB段的时间更小,所以AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度,故C正确;
D.不能确定物体在B点的速度是否等于AC段的平均速度大小,故D错误。
故选ABC。
7. 某质点沿轴做直线运动,它在轴上的位置坐标随时间的变化关系为(物理量均采用国际制单位),则该质点( )
A. 第内的位移是 B. 第末的速度是
C. 前内的平均速度是 D. 前内速度增加了
【答案】D
【解析】
【详解】A.位置坐标公式
对比匀变速直线运动位移公式
可得初位置,初速度,加速度
1s末的位置
则第1s内的位移,故A错误;
B.第1s末的速度由
解得,故B错误;
C.2s末的位置
可得前2s内的位移
则平均速度,故C错误;
D.前2s内的速度变化量,D正确。
故选D。
二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 越野车和自动驾驶车沿同一公路向东行驶,自动驾驶车由静止开始运动时,越野车刚好以速度从旁边加速驶过,如图所示分别为越野车和自动驾驶车的图线,根据这些信息,可以判断( )
A. 末两车相遇
B. 0时刻之后,两车只会相遇一次
C. 前两车相遇一次
D. 加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的3倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A.0时刻两者并排在一起,由于图像与时间轴所围图形面积表示位移,由图可知,5s末两者位移不相等,越野车的位移大于自动驾驶车的位移,A错误;
BC.0时刻两者并排在一起,由图像所围面积表示位移可知,10s时刻两者位移相等,即10s时刻两者相遇,此时自动驾驶车开始做匀速直线运动,其速度大于越野车的速度,越野车做匀加速直线运动,20s时两者速度再一次相等,之后,越野车的速度大于自动驾驶车的速度,可知,两者20s后一定还会再相遇一次,即0时刻之后,两车会相遇两次,B错误,C正确;
D.令5s的速度为,,,
根据图像可知
解得
图像的斜率表示加速度,则加速阶段自动驾驶车与越野车的加速度分别为,
可知,加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的3倍,D正确。
故选CD。
9. 一金属小球从一定高度处由静止释放,利用频闪相机对下落的小球拍照,测量照片并按照比例尺换算得相邻位置距离。如图所示,1、2间的距离为0.4m,3、4间的距离为1.2m,忽略空气阻力,重力加速度g取。则下列说法正确的是( )
A. 位置2、3间的距离0.8m B. 相机的曝光周期为0.4s
C. 小球在位置3的速度大小为 D. 图中的1位置为小球的释放点
【答案】AC
【解析】
【详解】A. 根据匀变速直线运动规律:连续相等时间内的位移差恒定,即
整理得
故A正确;
B. 位移差
由匀变速推论,代入得
故B错误;
C. 根据匀变速规律:中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,位置3是位置2到位置4的中间时刻,因此:
故C正确;
D 。由速度公式
得位置1的速度
因此位置1不是小球的释放点,D错误。
故选AC。
10. 高速避险车道是高速道路上为刹车失控车辆所设置的紧急避险通道,一般为上坡车道,表面为铺满沙石或松软沙砾的制动层,末端设有防撞设施。图甲是某地高速避险通道,简化图如图乙,一辆重型半挂货车制动突然失灵,司机急忙关闭油门将车驶入避险车道,车道上等间距地分布着五个点,车头到达点处恰好减速到零,货车从到的运动视为匀变速直线运动,则( )
A. 车头经过段与段的过程中速度变化量相同
B. 车头经过点时的速度等于通过的平均速度
C. 若车头通过、、、所用时间依次为、、、,则
D. 若车头通过、、、所用时间依次为、、、,则
【答案】BC
【解析】
【详解】A.取车头为研究对象,沿方向为正方向,设减速度大小为,相邻点间距为。四段位移相等,而货车在减速,后面的路段速度更小,所以通过相等路段所用时间满足。段和段的速度变化量大小分别为和,故两者不相等,故A错误;
B.把运动反向看作车头从点由静止开始、加速度大小为的匀加速直线运动,设全程时间为。全程位移满足
反向运动经过时的位移为
因此该时刻恰好到达点,此时速度为
全程平均速度大小为
所以,故B正确;
CD.沿用上述反向匀加速模型。到距点为处的时间满足
所以
其中
从到四段的时间依次为,,和
所以
又
且
比较可知,故C正确,D错误。
故选BC。
三、实验题(本题共2小题,11题12分、12题4分,共16分。)
11. 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、、、、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,打点时间间隔。
(1)左图中电火花打点计时器工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源,工作电压为________;
(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)计算打下点的瞬时速度公式为________(选用题中所给的物理量、、字母表示);
(4)实验测得、、、,则物体的加速度大小为________(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,而做实验的同学并不知道,将使加速度测量值比实际值________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. 交流 ②. 220 (2)BD
(3)
(4)0.75 (5)偏小
【解析】
【小问1详解】
[1]按电火花计时器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220V。
【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
可得相邻计数点间隔为0.10s,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
可得
【小问5详解】
电网频率实际为时,真实打点周期小于按50Hz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。
12. 研究物体的运动时,除了使用打点计时器计时外,也可以使用数字计时器。计时系统的工作要借助于光源和光敏管(统称光电门)。光源和光敏管相对,它射出的光使光敏管感光。当滑块经过时,其上的遮光条把光遮住,与光敏管相连的电子电路自动记录遮光时间的长短,通过数码屏显示出来。根据遮光条的宽度和遮光时间,可以算出滑块经过时的速度。如图,在滑块上安装宽度为的遮光条,滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门,配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间为。
(1)遮光条通过光电门的平均速度________m/s(保留两位有效数字),由于遮光条的宽度很小,所以这个速度可以近似看作遮光条通过光电门的瞬时速度。
(2)考虑到“光电门的光源射出的光有一定的粗细,数字计时器内部的电子电路有一定的灵敏度”,若当遮光条遮住光源射出光的80%,即认为光被遮住,则第(1)问中的测量值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)2.0 (2)偏大
【解析】
【小问1详解】
遮光条通过光电门的平均速度为
【小问2详解】
由于光电门的光源射出的光有一定的粗细,且当遮光条遮住光源射出光的80%,认为光被遮住,即挡光时间变短,所以平均速度的测量值比真实值偏大。
四、解答题(本题共3小题,共41分。其中13题10分,14题14分,15题17分,写出必要推导过程,仅有结果不得分。)
13. 小明做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后先做自由落体运动,当距离地面时打开降落伞,开始以大小为的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为。取,求:
(1)小明打开降落伞时的速度大小;
(2)小明离开飞机后,经过多少时间才能到达地面。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
打开降落伞后做匀减速运动,根据
其中
可得
【小问2详解】
离开悬停的飞机后先做自由落体运动,根据
代入数据可解得
设匀减速运动历时,由匀变速运动的规律可知
代入数据可解得
所以所以小明离开飞机后到达地面所用的时间为
14. 如图所示,一圆管放在水平地面上,长为L=1.6m,圆管的上端离天花板的距离h=8m,在圆管的正上方紧靠天花板放一小球,小球直径小于圆管内径(可看成质点),让小球由静止释放,同时给圆管一竖直向上的初速度v0=10m/s,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)圆管经过多长时间上升到最高点;
(2)小球释放后经多长时间与圆管上端相遇;
(3)改变圆管的初速度v0的大小,要求小球穿过圆管下端瞬间,圆管正处于下降阶段,求v0的范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
圆管做竖直上抛运动,初速度,上升到最高点时速度为零,根据逆向思维和速度时间公式有
可得
【小问2详解】
小球做自由落体运动,向下的位移大小
圆管做竖直上抛运动,向上的位移大小
小球与圆管上端相遇时,应有
联立解得
【小问3详解】
设当时,圆管刚落回地面瞬间,小球到达圆管下端。根据圆管竖直上抛运动对称性可得
小球竖直下落位移为,则
联立解得
设当时,圆管上升到最高点瞬间,小球到达圆管下端,则圆管上升阶段
小球与圆管位移大小之和为,则
联立解得
综上所述,的取值范围是
15. 下图是成都外国语学校旁边的和心路,是只有双向两车道的道路,在这样的道路上,如果想超越前面的慢车,就需要在中线是虚线的地方借用对面车道进行超车。这样超车有可能带来一定的安全隐患,如图是汽车某次超车过程的示意图,汽车甲和货车分别以10m/s和16m/s的速度在限速25m/s的路面上匀速行驶,其中甲车车身长L1=5m、货车车身长L2=8m,某时刻货车在甲车前s=3m处,若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车,加速度大小为2m/s2,假定货车速度保持不变,不计车辆变道和转向的时间及车辆的宽度,求:
(1)甲车加速到最大速度所走的位移大小;
(2)甲车在不超速的前提下完成超车的最短时间(结果保留2位小数);
(3)一般情况下,汽车时速超过限速不到10%的,仅给予警告,不予扣分和罚款。若乙车速度为12m/s,要保证甲车不被扣分和罚款,则甲车看到道路正前方迎面驶来的乙车多远的距离内必须放弃超车?
【答案】(1)
(2)
(3)240m
【解析】
【小问1详解】
甲车加速到最大速度过程,根据速度与位移的关系式有
解得
【小问2详解】
甲车加速到最大速度过程,根据速度公式有
解得
此时间内货车的位移
由于
表明甲在加速过程没有完成超车,之后匀速过程有、
若恰好超车,则有
甲车在不超速的前提下完成超车的最短时间
解得
【小问3详解】
汽车时速超过限速不到10%的,仅给予警告,则有
甲车加速到过程,根据速度公式有
解得
此时间内甲与货车的位移分别为、
由于
故甲车恰好超车,有
解得、
此时间内乙车的位移
解得
甲车看到道路正前方迎面驶来的乙车,必须放弃超车的距离
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