精品解析:四川成都市树德中学2026-2027学年高一上学期10月阶段性测试物理试题
2026-10-12
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内容正文:
树德中学高2026级高一上学期10月阶段性测试物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 关于力和重力,下列说法中正确的是( )
A. 物体的速度发生改变,则物体必定受到力的作用
B. 两个力大小相等、方向相反,这两个力就是一对相互作用力
C. 重力的方向都是竖直向下的,所以地面上任何两个物体的重力方向都相互平行
D. 静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力
2. 如图所示,四种情境中物体A均处于静止状态,它与外界的接触面(点)只有C图中的水平面粗糙,其他均光滑(其中D图中O点为球心)。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其v—t图像如图所示,由下图可知( )
A. 0至0. 4s内,小球运动过程的平均速度为2. 5m/s
B. 0至0. 8s内,小球运动过程的平均速度为1m/s
C. 0至0. 8s内,小球运动过程的平均速率为2m/s
D. 小球第一次与地面相碰的过程中,速度变化量大小为2m/s
4. 一辆汽车进入高速公路出口处的人工收费站,自匀减速进入收费站至停车缴费的过程中,其平均速度随时间t变化关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 汽车的加速度为 B. 时的速度为8m/s
C. 0~8s内的位移是64m D. 汽车在时恰好停止
5. 甲、乙同时从A处由静止出发,沿直线AB运动,甲先以加速度a1做匀加速运动,经一段时间后,改以加速度a2做匀加速运动,到达B的速度为v0,乙一直以加速度a做匀加速运动,到达B的速度也为v0。已知a1>a,则( )
A. a2=a B. 从A到B,甲、乙平均速度相等
C. 经过AB间任一点时甲的速度一定大于乙的速度 D. 经过AB间某一点时,甲的速度可能小于乙的速度
6. 如图所示,一台无人驾驶汽车正在进行路试,车头装有激光雷达,相当于车的“鼻子”。该车做匀加速直线运动,从某时刻开始速度变化量为2m/s的时间内发生的位移为4m,紧接着速度变化量为3m/s的时间内发生的位移为9m,则该质点的加速度大小为( )
A. B. C. D.
7. 甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度—时间图像如图(a)所示,乙车的加速度—时间图像如图(b)所示。则( )
A. 0~2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B. 2~6s内,甲、乙两车的位移相同
C. 时,甲、乙两车的速度不同
D. 乙车在和时的速度相同
8. 如图所示,在水平面上有一个质量为m的小物块,给小物块一个水平向左的初速度,使小物块从O点沿水平面做匀减速直线运动,依次经过C、B、A三点,最终停在A点,C、B、A三点到O点的距离分别为、、,由O点到C、B、A所用时间分别为、、;下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A. 物体的速度变化向东,加速度可能向西
B. 物体速度变化率越大,加速度越大
C. 物体做直线运动,加速度不为零,则速度一定在变化
D. 做直线运动的物体,其平均速度的大小等于平均速率
10. 关于弹力,下列说法正确的是( )
A. 弹力的产生是由于受力物体发生了弹性形变
B. 弹力的方向总是与施力物体恢复形变方向相同
C. 轻杆产生的弹力方向一定沿着杆
D. 在弹性限度内,弹簧弹力的变化量与弹簧形变的变化量成正比
11. 如图甲,小球A(视为质点)从地面开始做竖直上抛运动,同时小球B(视为质点)从距地面高度为h0处由静止释放,两小球距地面的高度h与运动时间t的关系图像如图乙,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则( )
A. A的初速度与B的落地时速度大小相等
B. A上升过程的平均速度小于B下降过程的平均速度
C. A、B处于同一高度时距地面
D. A、B落地的时间差为
12. 如图所示,水平线OO′在某竖直平面内,距地面高度为h,一条长为L(L<h)的轻绳两端分别系小球A和B,小球A在水平线OO′上,竖直向上的外力作用在A上,A和B都处于静止状态。现从OO′上另一点静止释放小球1,当小球1下落至与小球B等高位置时,从OO′上静止释放小球A和小球2,小球2在小球1的正上方。则下列说法正确的是( )
A. 小球B将与小球1同时落地
B. h越大,小球A与小球B的落地时间差越大
C. 从小球2释放到小球1落地前,小球1与2之间的距离随时间的增加而均匀增大
D. 若1落地后原速率弹回,从此时开始计时,1与2相遇的时间随L的增大而增大
三、实验题(8分)
13. 用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中,频率为50Hz,如图所示是一次小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)对纸带进行数据处理,各计数点的速度大小vB=0.165m/s,vC=___________m/s,vD=0.263m/s,vE=0.314m/s,vF=0.363m/s。(结果保留三位有效数字)。
(2)以打A点时作为零时刻,在图的坐标系中作出小车的v~t图像;___________
(3)根据图线求出小车运动的加速度a=___________m/s2(结果保留两位有效数字)
(4)将图线延长与纵轴相交,此交点的物理意义是___________。
(5)如果当时电网中交流电的实际频率为49Hz,而做实验的同学并不知道,则由此引起速度vC的测量值比实际值偏___________(选填“大”或“小”)。
四、解答题(本题共4小题,共44分)
14. 如图甲,弹簧竖直固定在水平地面,上端放置质量mA=1 kg的物块A,静止时弹簧长度l1=18 cm;如图乙,在物块A上方叠放质量mB=2 kg的物块B,稳定后弹簧长度l2=14 cm;已知:重力加速度g=10 m/s2,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)该弹簧的劲度系数k和弹簧原长L0;
(2)将两根相同的该弹簧按图丙竖直悬挂两个完全相同的物块,稳定后两弹簧总长度L=52 cm。求悬挂的每个物块的质量m。
15. 如图所示,在离地面高H处以v0 = 10 m/s的速度竖直向上抛出一个小球,地面上有一长L = 5 m的小车,其前端M距离抛出点的正下方s = 4 m,小球抛出的同时,小车由静止开始向右做a1 = 2 m/s2的匀加速直线运动。已知小球在空中运动的总时间为t = 4 s,g取10 m/s2,忽略空气阻力、小车的高度以及小车前端M和末端N的宽度,求:
(1)小球抛出点离地面的高度H;
(2)小车由静止运动到末端N到达抛出点正下方所经历的时间t1;
(3)当小车末端N到达抛出点正下方时,便立即做加速度大小恒为a2,方向与此时速度方向相反的匀变速直线运动,为了让小车接住小球,试确定加速度大小a2的范围。
16. 如图所示,光滑的水平地面与倾角为30°的足够长的光滑斜坡平滑相连,某时刻A球在斜坡底C位置,B球在A球左边相距L=16m的地方,A球以v0=20m/s的初速度滑上斜坡,B球以v1=10m/s的速度向右匀速运动。两小球经过C点时速度大小不变,已知A、B两球沿斜坡上滑和下滑时加速度不变,两球加速度大小均为a=5m/s2,方向均沿斜坡向下,求:
(1)A沿斜坡滑上的最大位移;
(2)A滑上斜坡后经过多长时间两球相遇。
17. 一两侧开口且长度为的圆筒A沿着地面滑行,由于摩擦阻力的作用,加速度大小为,方向总与运动方向相反,直到圆筒停止运动。圆筒滑行方向前方有一堵墙,圆筒撞墙后反弹速率变为撞墙前的一半。某时刻该圆筒速度为向着墙壁滑动,此时圆筒右端距离墙壁为,一无人机B(可视为质点)此时恰在圆筒右侧圆筒口中心以速度与圆筒同向做匀速直线运动。假设无人机可以在圆筒内外自由穿梭不受圆筒影响。
(1)若圆筒恰好未与墙壁发生碰撞,求此情况的大小;
(2)保持(1)中不变,若,求当圆筒最终停止时,其右侧到墙壁的距离;
(3)保持(1)中不变,若,求无人机B在飞到墙壁前,无人机在圆筒中运动的总时间。
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树德中学高2026级高一上学期10月阶段性测试物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 关于力和重力,下列说法中正确的是( )
A. 物体的速度发生改变,则物体必定受到力的作用
B. 两个力大小相等、方向相反,这两个力就是一对相互作用力
C. 重力的方向都是竖直向下的,所以地面上任何两个物体的重力方向都相互平行
D. 静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力
【答案】A
【解析】
【详解】A.速度的大小或方向发生改变,都表示物体的运动状态发生改变。力是改变物体运动状态的原因,因此物体必定受到力的作用,故A正确;
B.根据牛顿第三定律,一对相互作用力是两个物体相互施加的力,分别作用在这两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上且性质相同。仅凭大小相等、方向相反不能确定两个力是一对相互作用力,故B错误;
C.重力的方向竖直向下,是指当地的铅垂方向。地球表面不同地点的铅垂方向一般不同,只有在较小区域内才可近似认为各物体的重力方向平行,不能推广到地面上任意两个物体,故C错误;
D.物体受到的重力由地球施加,作用在物体上;物体对水平面的压力由物体施加,作用在水平面上,属于弹力。两者的施力物体、受力物体和性质均不同,即使大小相等也不能认为是同一个力,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,四种情境中物体A均处于静止状态,它与外界的接触面(点)只有C图中的水平面粗糙,其他均光滑(其中D图中O点为球心)。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A. 由图分析可知,物体A受到墙的弹力,方向垂直于墙壁向右,还受到斜面的支持力,方向垂直于斜面向上,故A正确;
B. 由图分析可知,弹力的方向应垂直接触面与形变方向相反,方向应由接触点指向球心O,故B错误;
C. 由图分析可知,弹力的方向应垂直接触面与形变方向相反,方向应垂直于墙壁向右,故C错误;
D. 由图分析可知,物体A只受到水平面竖直向上的弹力F1,右侧的球对A没有弹力,否则A将向左运动,与实际情况不符,故D错误。
故选A。
3. 小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其v—t图像如图所示,由下图可知( )
A. 0至0. 4s内,小球运动过程的平均速度为2. 5m/s
B. 0至0. 8s内,小球运动过程的平均速度为1m/s
C. 0至0. 8s内,小球运动过程的平均速率为2m/s
D. 小球第一次与地面相碰的过程中,速度变化量大小为2m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,0-0.5s内做匀加速直线运动,平均速度为
所以0至0. 4s内,小球运动过程的平均速度小于2. 5m/s,故A错误;
B.0-0.8s内,小球的位移为
所以平均速度是
故B正确;
C. 0-0.8s内,小球的路程
则平均速率
故C错误;
D.小球第一次接触地面碰撞过程中,速度变化量是
速度变化量大小是8m/s,故D错误。
故选B。
4. 一辆汽车进入高速公路出口处的人工收费站,自匀减速进入收费站至停车缴费的过程中,其平均速度随时间t变化关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 汽车的加速度为 B. 时的速度为8m/s
C. 0~8s内的位移是64m D. 汽车在时恰好停止
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车做匀减速直线运动,设初速度为,加速度大小为a,则0~t时间内位移为
平均速度满足
由图可知,
解得,故A错误;
BD.t=8 s时的瞬时速度为,则汽车在8s时停止,故BD错误;
C.0~8s内的位移是,故C正确;
故选C。
5. 甲、乙同时从A处由静止出发,沿直线AB运动,甲先以加速度a1做匀加速运动,经一段时间后,改以加速度a2做匀加速运动,到达B的速度为v0,乙一直以加速度a做匀加速运动,到达B的速度也为v0。已知a1>a,则( )
A. a2=a B. 从A到B,甲、乙平均速度相等
C. 经过AB间任一点时甲的速度一定大于乙的速度 D. 经过AB间某一点时,甲的速度可能小于乙的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.由匀变速直线运动公式
图像斜率为
甲前一段斜率 (因)
若,甲的图像全程在乙上方,末速度将大于,与题意矛盾,故 ,A错误;
C.对AB间任意位移
①若在甲第一段加速阶段,
即
②若在甲第二段加速阶段,结合全程末速度相等推导可得
因且,差值为正,仍有
故AB间任一点甲的速度一定大于乙,C正确;
B.AB间任一点甲的速度一定大于乙,可知甲的平均速度大于乙,B错误;
D.由C的推导可知,不存在甲速度小于乙的位置,D错误。
故选C。
6. 如图所示,一台无人驾驶汽车正在进行路试,车头装有激光雷达,相当于车的“鼻子”。该车做匀加速直线运动,从某时刻开始速度变化量为2m/s的时间内发生的位移为4m,紧接着速度变化量为3m/s的时间内发生的位移为9m,则该质点的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设汽车的初速为,则发生第一段位移的末速度为
发生第二段位移的末速度为
在两段,由速度位移关系得,
联立解得,故选D。
7. 甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度—时间图像如图(a)所示,乙车的加速度—时间图像如图(b)所示。则( )
A. 0~2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B. 2~6s内,甲、乙两车的位移相同
C. 时,甲、乙两车的速度不同
D. 乙车在和时的速度相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲车的速度—时间图像如图(a)所示,速度—时间图像的斜率表示加速度,则根据图(a)可知0~2s内,甲车做匀加速直线运动,加速度大小不变,故A错误;
B.速度—时间图像的面积表示位移,根据图(a)可知,2 ~ 6s内甲车的位移为0;加速度—时间图像的面积表示速度变化量,则根据图(b)可知,2 ~ 6s内乙车的速度变化量为零,先加速后减速,但是一直向正方向运动,则2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同,故B错误;
C.根据图(a)可知,t=8s时甲车的速度为0;乙车在0 ~ 8s内面积代表速度变化量,所以0 ~ 8s内速度变化量为零,则时速度为零,故时甲、乙两车的速度相同,故C错误;
D.如图(b)所示,面积代表速度变化量,2 ~ 6s内乙车的速度变化量为零,则乙车在和时的速度相同,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,在水平面上有一个质量为m的小物块,给小物块一个水平向左的初速度,使小物块从O点沿水平面做匀减速直线运动,依次经过C、B、A三点,最终停在A点,C、B、A三点到O点的距离分别为、、,由O点到C、B、A所用时间分别为、、;下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AC.由平均速度公式得
由题意
解得
A错误,C正确;
BD.由位移公式得
解得
依题意
解得
BD错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A. 物体的速度变化向东,加速度可能向西
B. 物体速度变化率越大,加速度越大
C. 物体做直线运动,加速度不为零,则速度一定在变化
D. 做直线运动的物体,其平均速度的大小等于平均速率
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据加速度的定义,加速度的方向与速度变化量的方向完全一致,速度变化向东时,加速度一定向东,不可能向西,A错误;
B.物体速度变化率越大,加速度越大,B正确;
C.加速度是描述速度变化快慢的物理量,只要加速度不为零,就说明速度一定发生变化,C正确;
D.只有做单向直线运动的物体,平均速度的大小才等于平均速率;若物体做往复直线运动(比如先向正方向运动再反向返回),路程大于位移大小,平均速率会大于平均速度的大小,D错误。
故选BC。
10. 关于弹力,下列说法正确的是( )
A. 弹力的产生是由于受力物体发生了弹性形变
B. 弹力的方向总是与施力物体恢复形变方向相同
C. 轻杆产生的弹力方向一定沿着杆
D. 在弹性限度内,弹簧弹力的变化量与弹簧形变的变化量成正比
【答案】BD
【解析】
【详解】A.弹力是由于施力物体发生弹性形变、要恢复原状而对与它接触的受力物体产生的力,即弹力的产生是由于施力物体发生了弹性形变,而不是受力物体。例如放在桌面上的书受到的支持力,是由于桌面(施力物体)发生微小形变而产生的,故A错误;
B.发生弹性形变的物体要恢复原状,它对与它接触的物体产生的弹力,方向总是与它恢复形变的方向相同(也就是与施力物体形变的方向相反)。如轻绳对物体的拉力沿绳指向绳收缩的方向,正与绳恢复形变的方向相同,故B正确;
C.轻杆产生的弹力方向不一定沿着杆:只有两端受力、自身重力不计的二力轻杆,其弹力才沿杆方向;一般情况(如杆随物体转动、或杆端小球处于平衡)下,杆的弹力方向由杆所受的其他外力和物体的运动状态共同决定,可以不沿杆,故C错误;
D.在弹性限度内,由胡克定律可知,弹簧弹力与形变量成正比,劲度系数保持不变。设形变量由变到,则弹力由变到,两式相减得,即弹簧弹力的变化量与弹簧形变的变化量成正比,故D正确。
故选BD。
11. 如图甲,小球A(视为质点)从地面开始做竖直上抛运动,同时小球B(视为质点)从距地面高度为h0处由静止释放,两小球距地面的高度h与运动时间t的关系图像如图乙,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则( )
A. A的初速度与B的落地时速度大小相等
B. A上升过程的平均速度小于B下降过程的平均速度
C. A、B处于同一高度时距地面
D. A、B落地的时间差为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由题图可知,B由静止释放时距地面的高度与A上升到最高点时距地面的高度相等,B由静止释放直到落地与A由抛出直到上升到最高点所用时间相等,所以,A的初速度与B落地时的速度大小相等,A上升过程的平均速度与B下降过程的平均速度大小相等,故A正确,B错误;
C.设A竖直上抛的初速度为v0,则当AB到达同一高度时有,
联立解得,
所以A、B处于同一高度时距地面
故C正确;
D.B落地时A刚好上升到最高点,所以AB落地的时间差就等于A从最高点下落到地面所用的时间,满足
解得
故D错误。
故选AC。
12. 如图所示,水平线OO′在某竖直平面内,距地面高度为h,一条长为L(L<h)的轻绳两端分别系小球A和B,小球A在水平线OO′上,竖直向上的外力作用在A上,A和B都处于静止状态。现从OO′上另一点静止释放小球1,当小球1下落至与小球B等高位置时,从OO′上静止释放小球A和小球2,小球2在小球1的正上方。则下列说法正确的是( )
A. 小球B将与小球1同时落地
B. h越大,小球A与小球B的落地时间差越大
C. 从小球2释放到小球1落地前,小球1与2之间的距离随时间的增加而均匀增大
D. 若1落地后原速率弹回,从此时开始计时,1与2相遇的时间随L的增大而增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.小球1落到B等高位置时,对小球1,落地时间,速度为,
对球B,落地时间,,可得,小球1先落地,故A错误;
B.落地时,对小球A:,对球B:
落地时间差,可得越大,越小。
可得h越大,小球A与小球B的落地时间差越小,故B错误;
C.小球2释放到小球1落地前,小球1位移:
小球2位移:
两者间距,因和为常量,可知两小球距离随时间的增加而均匀增大,故C正确;
D.作出小球1和小球2运动的v-t图像,如图所示
由图可知,时刻,小球2开始运动;时刻,小球1落地;时刻,小球1和小球2相遇。图中左边的阴影面积代表绳长,即小球1比小球2多走的位移。越大,小球1落地反弹时刻相对小球2开始时刻越靠后,则相遇时刻也越靠后,即相遇所需时间会随增大而增大,故D正确。
故选CD。
三、实验题(8分)
13. 用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中,频率为50Hz,如图所示是一次小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)对纸带进行数据处理,各计数点的速度大小vB=0.165m/s,vC=___________m/s,vD=0.263m/s,vE=0.314m/s,vF=0.363m/s。(结果保留三位有效数字)。
(2)以打A点时作为零时刻,在图的坐标系中作出小车的v~t图像;___________
(3)根据图线求出小车运动的加速度a=___________m/s2(结果保留两位有效数字)
(4)将图线延长与纵轴相交,此交点的物理意义是___________。
(5)如果当时电网中交流电的实际频率为49Hz,而做实验的同学并不知道,则由此引起速度vC的测量值比实际值偏___________(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. ②. ③. 0.47##0.48##0.49 ④. 打A点的瞬时速度 ⑤. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1] 由于相邻计数点间还有四个点未画出,则相邻计数点之间的时间间隔为
则计数点C时的速度为
(2)[2] 利用求得的数值在如图所示的坐标系中作出小车的v—t图像如图所示
(3)[3] v—t图像中,图像的斜率表示加速度,则加速度为
(4)[4] v—t图像图线延长与纵轴相交,表示计时起点的速度不为0,即此交点的物理意义是开始时小车的速度,即打A点的瞬时速度;
(5)[5] 如果当时电网中交流电的实际频率为49Hz,而做实验的同学并不知道,仍然采用50Hz,则相邻计数点之间的时间间隔偏小,由此引起速度vC的测量值比实际值偏大。
四、解答题(本题共4小题,共44分)
14. 如图甲,弹簧竖直固定在水平地面,上端放置质量mA=1 kg的物块A,静止时弹簧长度l1=18 cm;如图乙,在物块A上方叠放质量mB=2 kg的物块B,稳定后弹簧长度l2=14 cm;已知:重力加速度g=10 m/s2,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)该弹簧的劲度系数k和弹簧原长L0;
(2)将两根相同的该弹簧按图丙竖直悬挂两个完全相同的物块,稳定后两弹簧总长度L=52 cm。求悬挂的每个物块的质量m。
【答案】(1)500 N/m,20 cm
(2)2 kg
【解析】
【小问1详解】
对比甲、乙两图:叠放上物块B后,弹簧额外的压缩量为
该额外弹力平衡了B的重力,根据胡克定律
解得
对甲图的物块A受力分析:A的重力平衡弹簧的弹力,设弹簧原长为,甲图中弹簧压缩量为,因此
解得
【小问2详解】
图丙中两根完全相同的弹簧串联,下方弹簧仅悬挂下方物块,弹力大小为,伸长量
上方弹簧悬挂两个物块,弹力大小为,伸长量
两根弹簧的总长度为两个原长之和加总伸长量,即
得总伸长量
即
解得
15. 如图所示,在离地面高H处以v0 = 10 m/s的速度竖直向上抛出一个小球,地面上有一长L = 5 m的小车,其前端M距离抛出点的正下方s = 4 m,小球抛出的同时,小车由静止开始向右做a1 = 2 m/s2的匀加速直线运动。已知小球在空中运动的总时间为t = 4 s,g取10 m/s2,忽略空气阻力、小车的高度以及小车前端M和末端N的宽度,求:
(1)小球抛出点离地面的高度H;
(2)小车由静止运动到末端N到达抛出点正下方所经历的时间t1;
(3)当小车末端N到达抛出点正下方时,便立即做加速度大小恒为a2,方向与此时速度方向相反的匀变速直线运动,为了让小车接住小球,试确定加速度大小a2的范围。
【答案】(1)40 m
(2)3 s (3)12 m/s2 < a2 < 22 m/s2
【解析】
【小问1详解】
以竖直向上为正方向,根据竖直上抛运动规律得
代入数据解得
【小问2详解】
小车做匀加速直线运动,则
解得
【小问3详解】
当小车车尾刚好接住小球,则
解得
当小车车头刚好接住小球,则
解得
所以为了让小车接住小球,加速度大小a2的范围为
16. 如图所示,光滑的水平地面与倾角为30°的足够长的光滑斜坡平滑相连,某时刻A球在斜坡底C位置,B球在A球左边相距L=16m的地方,A球以v0=20m/s的初速度滑上斜坡,B球以v1=10m/s的速度向右匀速运动。两小球经过C点时速度大小不变,已知A、B两球沿斜坡上滑和下滑时加速度不变,两球加速度大小均为a=5m/s2,方向均沿斜坡向下,求:
(1)A沿斜坡滑上的最大位移;
(2)A滑上斜坡后经过多长时间两球相遇。
【答案】(1)40m;(2)10.4s
【解析】
【详解】(1)由题意,可得A沿斜坡滑上的最大位移为
(2)A沿斜坡滑上最高点时,所用时间为
B滑到斜面最高点时所用时间为
故B滑到最高点时,A还未到最高点,则两球肯定不会在斜面上相遇,应该在水平面上A球追上B球;B球滑回到C点时所用时间为
之后在水平面上匀速向左运动;A球从开始到滑回到C点所用时间为
之后A球以速度追上B球,此时两球的距离为
则A球追上B球须满足
解得
故A滑上斜坡后到与B球相遇时经过的时间为
17. 一两侧开口且长度为的圆筒A沿着地面滑行,由于摩擦阻力的作用,加速度大小为,方向总与运动方向相反,直到圆筒停止运动。圆筒滑行方向前方有一堵墙,圆筒撞墙后反弹速率变为撞墙前的一半。某时刻该圆筒速度为向着墙壁滑动,此时圆筒右端距离墙壁为,一无人机B(可视为质点)此时恰在圆筒右侧圆筒口中心以速度与圆筒同向做匀速直线运动。假设无人机可以在圆筒内外自由穿梭不受圆筒影响。
(1)若圆筒恰好未与墙壁发生碰撞,求此情况的大小;
(2)保持(1)中不变,若,求当圆筒最终停止时,其右侧到墙壁的距离;
(3)保持(1)中不变,若,求无人机B在飞到墙壁前,无人机在圆筒中运动的总时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
若圆筒恰好未与墙壁发生碰撞,则有
解得
【小问2详解】
依题意,有
由知圆筒会与墙发生碰撞
设碰撞前圆筒的速度大小为,则碰撞后速度大小为
可得
碰撞后有
联立解得,
即当圆筒最终停止时,其右侧到墙壁的距离为0.5m
【小问3详解】
无人机第一次穿过圆筒时,如图所示,
此过程中无人机的位移为
筒的位移为
根据位移之间的关系可得
解得,即无人机第一次在圆筒中运动的时间为1.5s
设筒开始运动后经过的时间到达墙,由
解得
可知,即无人机第一次通过筒时,筒尚未撞墙,无人机在时到达筒的左端,此时筒的速度为
而再经过圆筒与墙壁发生碰撞,时间内,无人机在筒内飞行,
在筒撞墙时,无人机进入筒的距离为
在撞墙后瞬间,筒的速度大小变为碰撞前的一半,筒停下还需用时
在这段时间内,无人机的位移大小
由于
其中为撞墙后筒的位移大小,上面已经求出,可知筒停下时,无人机尚在筒内,因此,无人机从筒停下到飞出筒还需用时
可知无人机第二次在筒中运动的时间
故可知无人机在筒中运动的总时间
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