精品解析:辽宁大连市第八中学2026-2027学年高一上学期第一次阶段检测物理试题
2026-10-14
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内容正文:
大连八中2026-2027学年度高一年级第一次月考物理试题
一 、选择题(共10题,合计46分。其中1-7为单选题,每题4分,8-10为多选题,每题6分,全部全对得6分,选对但不全得3分,有错误选项的得0分)
1. 张老师驾车从“嘉兴一中”开往“杭州二中”,导航地图如图所示,则以下说法错误的是( )
A. 研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点
B. 图中显示的“小时分”是指时间间隔
C. “距离最短”中的“公里”是指位移大小
D. 高速公路某处路边竖有限速标志,指的是车辆行驶在该路段过程中,瞬时速度不能超过
2. 如图所示是某市博物馆的馆藏之一——玉璇玑式环,其历史可追溯至新石器时代,体似一长牙的璧,外缘长有三个同向回旋的齿牙,玉质为青白色。下列关于放在桌面上的玉璇玑的说法正确的是( )
A. 玉璇玑式环的重心在环上
B. 玉璇玑式环所受重力的方向总是垂直桌面向下
C. 玉璇玑式环受到的重力和其对桌面的压力是一对平衡力
D. 玉璇玑式环所受支持力是由于桌面发生弹性形变而产生的
3. 某同学在墙前连续拍照时,恰好有一白色小石子从墙前的某高处由静止落下,拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示。由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每层砖的平均厚度为6.0cm。这个照相机的曝光时间为则(g取10m/s2)( )
A. 石子下落到A位置时的速度约为60m/s
B. 石子下落到A 位置时的速度约为 6.0m/s
C. 石子下落到A位置所需的时间约为0.8s
D. 石子下落到A 位置所需的时间约为1.2s
4. 如图(a)所示,2023年杭州亚运会田径赛场上,工作人员利用电子狗捡铁饼和标枪,这在世界上尚属首次。电子狗在一次捡铁饼的过程,速度时间图像如图(b)所示,其中2~10s为曲线,其余为直线。下列说法正确的是( )
A. 2~10s时间内,电子狗做匀加速直线运动
B. 0~10s时间内,电子狗的平均速度大于
C. 16s时,电子狗回到出发点
D. 12s时,电子狗开始反向运动
5. 活检针可用于活体组织取样,如图所示。取样时,活检针被瞬间弹出后仅受阻力。活检针在软组织中运动距离后进入目标组织,继续运动后停下来。若活检针刚被弹出时的速度大小为,在软组织中运动的时间为,两段运动中活检针受到的阻力均视为恒力,则活检针在目标组织中运动的时间为( )
A. B. C. D.
6. 某高速公路自动测速仪装置如图a所示,雷达向匀速驶来的汽车发射不连续的电磁波(速率为c),每次发射时间约为百万分之一秒,两次发射的时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时,在指示器荧光屏上呈现一个尖形波;在收到反射回来的电磁波时,在荧光屏上呈现第二个尖形波。根据图b所示两次发射和接收电磁波的图像,利用图中数据t1、t2、t、c,可求出汽车车速,则下列关于测速原理及结果表述正确的是( )
A. 第一次发射电磁波时汽车距离雷达的距离为ct1
B. 第二次发射电磁波时汽车距离雷达的距离为
C. 汽车的速度可以表示为
D. 汽车的速度可以表示为
7. 斑马线礼让行人是尊重生命的体现,司机发现正前方30m处人行道上有行人过马路,马上开始刹车,刹车过程汽车做匀减速直线运动,其位移与时间的数值关系为(各物理量均采用国际单位制)。若取汽车初速度的方向为正方向,关于该汽车的运动,下列说法正确的是( )
A. 汽车的加速度大小为 B. 汽车在3s末的速度为
C. 汽车在前6s内的位移为 D. 前3秒内的平均速度
8. 在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。下列说法中正确的是( )
A. 在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,直接用实验进行了验证
B. 亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下,重物体与轻物体下落一样快
C. 伟大的物理学家伽利略最先建立了速度、加速度等概念,并创造了一套科学研究方法
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,物理学中把这种研究方法叫作“微元法”
9. 零时刻,甲、乙两物体从同一个位置出发沿同一条南北向的直线运动,取向北为正方向。甲做匀速直线运动,速度为10m/s。乙从静止开始运动,加速度随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在前10s内,乙的位移为100m B. 在第15s末,乙在甲北面20m处
C. 在前30s内,甲、乙相遇两次 D. 在第30s末,甲在乙北面200m处
10. 一长为L的金属管从地面以v0的速率竖直上抛,管口正上方高h(h>L),处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度为g,不计空气阻力。关于该运动过程说法正确的是( )
A. 小球穿过管所用的时间等于
B. 若小球在管上升阶段穿过管,则
C. 若小球在管下降阶段穿过管,则
D. 小球不可能在上升阶段穿过管
二、实验题(11题6分,12题8分,合计14分)
11. 某探究小组用自制“滴水计时器”研究小车在倾斜桌面上的直线运动,如图甲所示,将该计时器固定在小车旁,将小车静止释放,在小车运动过程中,滴水计时器每隔相同时间t滴下一滴小水滴(滴水孔离斜面很近,忽略水滴在空中运动的时间)。图乙记录了桌面上连续5个水滴的位置。已知滴水计时器从滴下某个小水滴开始计时,并计数1,1.0s时滴下第11个小水滴。(计算结果保留两位小数)
(1)由如图数据可以判断出小车做_________运动。
(2)滴水计时器滴水的时间间隔为t=_________s,滴下如图乙中B点水滴时,小车速度大小为_________m/s;加速度大小为_________m/s2。
12. 小黄同学在暗室中做“测定重力加速度”实验,实验装置如图甲所示。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,打开活塞,让水滴以一定的频率一滴滴地落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为20Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置有荧光刻度的米尺测量各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论。
(1)水滴滴落的时间间隔为________。
(2)小黄同学又根据图乙依次计算出B、C、D、E点到A点的距离x与所用时间t的比值,作出了图像,如图丙所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,则水滴经过A点时的速度大小________,重力加速度大小________。(均用a、b、c中的部分或全部字母表示)
三、解答题(13题10分,14题12分,15题18分,合计40分)
13. 餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升空补平。已知单个盘子的质量为300g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大小取。弹簧始终在弹性限度内,求每根弹簧的劲度系数。
14. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车甲、乙进行实验:甲、乙两车开始时处于同一水平直线上相距m的、两点,甲车从点以初速度m/s、加速度向右做匀加速运动,乙车从点由静止开始以加速度向右做匀加速运动,两车同时开始运动。已知当两车间距超过m时,两车无法实现通信,忽略信号传递的时间。已知。求:
(1)甲、乙两车在相遇前的最大距离;
(2)经过多长时间两车相遇;
(3)甲、乙两车在相遇前能保持通信的时间。
15. 一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中,司机忽然发现前方90m处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车运动加速度随位移变化可简化为如图所示的图线。司机的反应时间,在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,段位移为刹车系统的启动阶段,从位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止,已知从位置开始计时,汽车第1s内的位移为18m,第5s内的位移为2m.
(1)求位置汽车的速度大小及此后的加速度大小;
(2)若段位移大小为21m,求从司机发现警示牌到汽车停止过程汽车行驶的距离.
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大连八中2026-2027学年度高一年级第一次月考物理试题
一 、选择题(共10题,合计46分。其中1-7为单选题,每题4分,8-10为多选题,每题6分,全部全对得6分,选对但不全得3分,有错误选项的得0分)
1. 张老师驾车从“嘉兴一中”开往“杭州二中”,导航地图如图所示,则以下说法错误的是( )
A. 研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点
B. 图中显示的“小时分”是指时间间隔
C. “距离最短”中的“公里”是指位移大小
D. 高速公路某处路边竖有限速标志,指的是车辆行驶在该路段过程中,瞬时速度不能超过
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究汽车在导航图中的位置时,汽车的大小可以忽略,故可以把汽车看作质点;故A正确,不符合题意;
B.图中显示的“小时分”是指时间间隔,故B正确,不符合题意;
C.“距离最短”中的“公里”是指路程,故C错误,符合题意;
D.进入隧道前路边竖有限速标,为,指瞬时速度,意思为指的是车辆经过隧道过程中,瞬时速度不能超过;故D正确,不符合题意。
故选C。
2. 如图所示是某市博物馆的馆藏之一——玉璇玑式环,其历史可追溯至新石器时代,体似一长牙的璧,外缘长有三个同向回旋的齿牙,玉质为青白色。下列关于放在桌面上的玉璇玑的说法正确的是( )
A. 玉璇玑式环的重心在环上
B. 玉璇玑式环所受重力的方向总是垂直桌面向下
C. 玉璇玑式环受到的重力和其对桌面的压力是一对平衡力
D. 玉璇玑式环所受支持力是由于桌面发生弹性形变而产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A.玉璇玑式环的重心在其几何中心圆心上,并不在环上,故A错误;
B.玉璇玑式环所受重力的方向总是竖直向下,故B错误;
C.玉璇玑式环受到重力是由于地球的吸引产生的,方向竖直向下,受力物体是玉璇玑式环,而其对桌面的压力方向竖直向下,受力物体是桌面,不满足平衡力的条件,故C错误。
D.支持力属于弹力,弹力是由于发生了弹性形变而产生的,玉璇玑式环所受支持力是由于施力物体桌面发生弹性形变产生的,故D正确。
故选D。
3. 某同学在墙前连续拍照时,恰好有一白色小石子从墙前的某高处由静止落下,拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示。由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每层砖的平均厚度为6.0cm。这个照相机的曝光时间为则(g取10m/s2)( )
A. 石子下落到A位置时的速度约为60m/s
B. 石子下落到A 位置时的速度约为 6.0m/s
C. 石子下落到A位置所需的时间约为0.8s
D. 石子下落到A 位置所需的时间约为1.2s
【答案】B
【解析】
【详解】AB.曝光时间内石子的模糊径迹AB的长度约等于两层砖的厚度,已知每层砖厚,即曝光过程石子下落位移。
由于曝光时间极短,可将AB段的平均速度近似为石子经过A位置的瞬时速度: ,故A错误,B正确;
CD.石子从静止开始做自由落体运动,由自由落体速度公式,可得下落到A点的时间 ,故CD错误。
故选 B。
4. 如图(a)所示,2023年杭州亚运会田径赛场上,工作人员利用电子狗捡铁饼和标枪,这在世界上尚属首次。电子狗在一次捡铁饼的过程,速度时间图像如图(b)所示,其中2~10s为曲线,其余为直线。下列说法正确的是( )
A. 2~10s时间内,电子狗做匀加速直线运动
B. 0~10s时间内,电子狗的平均速度大于
C. 16s时,电子狗回到出发点
D. 12s时,电子狗开始反向运动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 由图(b)速度—时间图像可知,内图线为曲线,斜率不断变化,说明加速度变化,电子狗不是做匀加速直线运动,A错误;
B.内位移等于图像与时间轴围成的面积。内位移为;由图像可见,曲线段在连接与的直线之上,因此该段位移大于,所以内平均速度,大于,B正确;
C.内速度始终不为负,图像始终在时间轴上方,位移一直增加,时速度减为,但没有回到出发点,C错误;
D.内速度仍为正,只是速度逐渐减小,直到速度为,因此时没有开始反向运动,D错误。
故选B。
5. 活检针可用于活体组织取样,如图所示。取样时,活检针被瞬间弹出后仅受阻力。活检针在软组织中运动距离后进入目标组织,继续运动后停下来。若活检针刚被弹出时的速度大小为,在软组织中运动的时间为,两段运动中活检针受到的阻力均视为恒力,则活检针在目标组织中运动的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由
,
解得
故选A。
6. 某高速公路自动测速仪装置如图a所示,雷达向匀速驶来的汽车发射不连续的电磁波(速率为c),每次发射时间约为百万分之一秒,两次发射的时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时,在指示器荧光屏上呈现一个尖形波;在收到反射回来的电磁波时,在荧光屏上呈现第二个尖形波。根据图b所示两次发射和接收电磁波的图像,利用图中数据t1、t2、t、c,可求出汽车车速,则下列关于测速原理及结果表述正确的是( )
A. 第一次发射电磁波时汽车距离雷达的距离为ct1
B. 第二次发射电磁波时汽车距离雷达的距离为
C. 汽车的速度可以表示为
D. 汽车的速度可以表示为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,为第一次发射电磁波到接收到反射波的时间间隔,即电磁波往返的时间。第一次反射电磁波时(即电磁波到达汽车时),汽车离雷达的距离为
第一次发射电磁波时,汽车离雷达的距离略大于(因为汽车在驶来),且为电磁波往返的路程,故A错误;
B.同理,为第二次发射电磁波到接收到反射波的时间间隔。第二次反射电磁波时,汽车离雷达的距离为
第二次发射电磁波时,汽车离雷达的距离略大于 ,而选项中 无明确物理意义,故B错误;
CD.汽车在两次反射电磁波的时间间隔内行驶的位移为
第一次反射电磁波的时刻为 ,第二次反射电磁波的时刻为 (以第一次发射时刻为计时起点), 则汽车行驶这段位移所用的时间为
汽车的速度为 ,故C正确,D错误。
故选C。
7. 斑马线礼让行人是尊重生命的体现,司机发现正前方30m处人行道上有行人过马路,马上开始刹车,刹车过程汽车做匀减速直线运动,其位移与时间的数值关系为(各物理量均采用国际单位制)。若取汽车初速度的方向为正方向,关于该汽车的运动,下列说法正确的是( )
A. 汽车的加速度大小为 B. 汽车在3s末的速度为
C. 汽车在前6s内的位移为 D. 前3秒内的平均速度
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据位移与时间的数值关系为
可知
v0=10m/s
a=-2m/s2
选项A错误;
B.汽车在3s末的速度为
选项B错误;
C.汽车运动停止的时间
在前6s内的位移等于5s内的位移为
选项C正确;
D.前3秒内的平均速度
选项D错误。
故选C。
8. 在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。下列说法中正确的是( )
A. 在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,直接用实验进行了验证
B. 亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下,重物体与轻物体下落一样快
C. 伟大的物理学家伽利略最先建立了速度、加速度等概念,并创造了一套科学研究方法
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,物理学中把这种研究方法叫作“微元法”
【答案】CD
【解析】
【详解】A.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,但并未直接用实验验证(因当时技术限制无法直接测量瞬时速度),而是通过逻辑推理和理想斜面实验间接证明了自由落体运动的规律,故A错误;
B.亚里士多德认为重物体下落比轻物体快(下落速度与重量成正比),而非一样快;伽利略通过实验和推理证明下落速度与重量无关,故B错误;
C.伽利略最先建立了速度、加速度等概念,并创造了 “实验 + 逻辑推理” 的科学研究方法,而非牛顿,故C正确;
D.在推导匀变速直线运动位移公式(如)时,将运动过程划分为小段,每段近似为匀速直线运动,再将位移相加,该方法称为“微元法”,故D正确。
故选CD。
9. 零时刻,甲、乙两物体从同一个位置出发沿同一条南北向的直线运动,取向北为正方向。甲做匀速直线运动,速度为10m/s。乙从静止开始运动,加速度随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在前10s内,乙的位移为100m B. 在第15s末,乙在甲北面20m处
C. 在前30s内,甲、乙相遇两次 D. 在第30s末,甲在乙北面200m处
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由乙的a-t图像可知,在前10s内从静止开始做匀加速直线运动,乙车的位移为,故A正确;
B.在0~15s内,甲车的位移为:x甲=v甲t0=10×15m=150m,方向向北;
在0~10s内,x1=100m;在10~15s内,乙车的位移为;
故乙车在0~15s内的位移为x乙=x1+x2=100m+75m=175m,方向向北;
故Δx=x乙-x甲=175m-150m=25m
即在第15s末,乙在甲北面25m处,故B错误;
C.在0~30s内,乙车先向北加速运动,再向北减速运动,再向南加速运动;甲车始终匀速向北运动;
在10s末,乙车的位移为x1=100m,方向向北;甲车的位移为:x甲C=v甲t甲C=10×10m=100m,方向向北。
可知,甲、乙在10s末第一次相遇;
在0~20s内,乙车的位移为:x′1=2x1=2×100m=200m,方向向北
在0~20s内,甲车的位移为:xC=v甲tC=10×20m=200m,方向向北;
可知,第20s末两者第二次相遇,在20s~30s内,乙车向南匀加速运动,甲车继续向北匀速运动,故在20s~30s内不再相遇,即0~30s内,甲、乙相遇两次,故C正确;
D.在0~30s内,甲车的位移为:x甲′=v甲t3=10×30m=300m,方向向北;
在0~20s内,乙车的位移为x′1=200m;第20s末,乙的速度为0,在20~30s内,乙车的位移为:
则在0~30s内,乙车的位移为:x乙′=x1+x3=200m-100m=100m,方向向北;
即有Δx′=x甲′-x乙′=300m-100m=200m,即甲在乙北面200m处,故D正确。
故选ACD。
10. 一长为L的金属管从地面以v0的速率竖直上抛,管口正上方高h(h>L),处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度为g,不计空气阻力。关于该运动过程说法正确的是( )
A. 小球穿过管所用的时间等于
B. 若小球在管上升阶段穿过管,则
C. 若小球在管下降阶段穿过管,则
D. 小球不可能在上升阶段穿过管
【答案】AB
【解析】
【详解】A.两物体竖直方向加速度相同,所以小球相对管来说在做匀速直线运动,所以小球穿过管所用时间
故A正确;
B.小球从开始下落到穿过金属管所用时间
金属管上升时间
若小球在管上升阶段穿过管,则
解得
故B正确;
C.若小球在管下降阶段穿过管,则
得
故C错误;
D.以上分析可知小球可能在上升阶段穿过管,故D错误。
故选AB。
二、实验题(11题6分,12题8分,合计14分)
11. 某探究小组用自制“滴水计时器”研究小车在倾斜桌面上的直线运动,如图甲所示,将该计时器固定在小车旁,将小车静止释放,在小车运动过程中,滴水计时器每隔相同时间t滴下一滴小水滴(滴水孔离斜面很近,忽略水滴在空中运动的时间)。图乙记录了桌面上连续5个水滴的位置。已知滴水计时器从滴下某个小水滴开始计时,并计数1,1.0s时滴下第11个小水滴。(计算结果保留两位小数)
(1)由如图数据可以判断出小车做_________运动。
(2)滴水计时器滴水的时间间隔为t=_________s,滴下如图乙中B点水滴时,小车速度大小为_________m/s;加速度大小为_________m/s2。
【答案】(1)匀加速直线##匀变速直线
(2) ①. 0.10 ②. 0.36 ③. 1.44
【解析】
【小问1详解】
计算得出、、、的长度分别为2.88、4.32、5.76、7.20(cm),相邻相同时间间隔的位移差都是1.44cm,所以小车做匀加速直线运动。
【小问2详解】
[1] 第11滴与第1滴相隔10个时间间隔,所以
[2] 由
代入计算得
[3] 由
可得
12. 小黄同学在暗室中做“测定重力加速度”实验,实验装置如图甲所示。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,打开活塞,让水滴以一定的频率一滴滴地落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为20Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置有荧光刻度的米尺测量各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论。
(1)水滴滴落的时间间隔为________。
(2)小黄同学又根据图乙依次计算出B、C、D、E点到A点的距离x与所用时间t的比值,作出了图像,如图丙所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,则水滴经过A点时的速度大小________,重力加速度大小________。(均用a、b、c中的部分或全部字母表示)
【答案】(1)0.05s
(2) ①. b ②.
【解析】
【小问1详解】
由于频率由大到小逐渐调节,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴,说明闪光的时间间隔等于水滴的时间间隔,闪光的频率为20Hz,因此水滴滴落的时间间隔为
【小问2详解】
[1]因为
所以
结合图像
[2]斜率
故
三、解答题(13题10分,14题12分,15题18分,合计40分)
13. 餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升空补平。已知单个盘子的质量为300g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大小取。弹簧始终在弹性限度内,求每根弹簧的劲度系数。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知,三根完全相同的竖直弹簧并联,总劲度系数为,其中为每根弹簧的劲度系数。取走一个盘子后,系统重新平衡,三根弹簧总弹力的减小量等于该盘子的重力,因此
托盘上升的距离等于相邻两盘间距,故弹簧形变量的减小量为
由胡克定律,每根弹簧的弹力变化量为,三根弹簧并联故
联立可得
将,和的已知值代入,得
14. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车甲、乙进行实验:甲、乙两车开始时处于同一水平直线上相距m的、两点,甲车从点以初速度m/s、加速度向右做匀加速运动,乙车从点由静止开始以加速度向右做匀加速运动,两车同时开始运动。已知当两车间距超过m时,两车无法实现通信,忽略信号传递的时间。已知。求:
(1)甲、乙两车在相遇前的最大距离;
(2)经过多长时间两车相遇;
(3)甲、乙两车在相遇前能保持通信的时间。
【答案】(1)12m;(2)8.8s;(3)4.8s
【解析】
【详解】(1)当甲、乙两车的速度相等时相距最远,则有
代入数据可得
则此时甲车的位移为
此时乙车的位移为
故甲、乙两车在相遇前的最大距离为
(2)设两车经过时间相遇,则
代入数据解得
(负值舍去)
(3)在相遇前,当两车间距不超过,两车保持通信,则有
代入数据解得
,
故甲、乙两车在相遇前能保持通信的时间为
15. 一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中,司机忽然发现前方90m处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车运动加速度随位移变化可简化为如图所示的图线。司机的反应时间,在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,段位移为刹车系统的启动阶段,从位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止,已知从位置开始计时,汽车第1s内的位移为18m,第5s内的位移为2m.
(1)求位置汽车的速度大小及此后的加速度大小;
(2)若段位移大小为21m,求从司机发现警示牌到汽车停止过程汽车行驶的距离.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
设位置汽车速度为,刹车后加速度大小为,汽车做匀减速直线运动。 根据匀变速直线运动位移公式得第1s内位移
代入数据解得
若汽车在5s末刚好停止运动,总位移为
前4s位移为
第5s内位移为
联立上式解得,
此时汽车减速到0的时间,刚好符合题意,假设成立。
即位置速度为,此后加速度大小为
【小问2详解】
根据运动学关系
则对减速过程有图像的面积等于(为刹车前匀速速度,即反应时间内的速度,v2为x2处的速度v0)。
段图为三角形,位移为21m,最大加速度为,因此面积
代入关系得
总位移分三部分计算:
反应时间位移
位移为
到停止位移
总位移
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