内容正文:
太行中学2026—2027学年第一学期第一次月考
高一物理试题
一、单选题:本大题共8小题,每题4分,共32分。
1. 用物理的知识来分析古诗文,别有一番趣味。以下诗句中关于参考系的选择,解释正确的是( )
A. “牛从桥上过,桥流水不流”-“桥流水不流”是以桥为参考系
B. “两岸青山相对出,孤帆一片日边来”-“青山相对出”是以两岸为参考系
C. “满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎.仔细看山山不动,是船行”-“山不动”是以船为参考系
D. “不疑行船动,唯看远树来”-“唯看远树来”是以船为参考系
2. 神舟十八号载人飞船于2024年4月25日20时58分57秒在酒泉卫星发射中心发射,然后神舟十八号飞船与离地面高约的天宫实验室对接,航天员乘组将在空间站驻留约6个月。经过一系列航天实验后,中国载人航天工程办公室计划在2030年前实现载人登月。下列说法正确的是( )
A. 神舟十八号飞行高度很高在研究其对接时可以视作质点
B. “2024年4月25日20时58分57秒”是时间间隔
C. 神舟十八号飞船飞行的路程约为
D. 6个月是指时间间隔
3. 一实心圆柱体的轴截面为矩形ABCD,底面直径,高,若有一蚂蚁沿圆柱体表面从A点爬到C点,要想全程沿最短路径爬行,下列说法正确的是( )
A. 位移大小为13cm B. 位移大小为17cm
C. 路程为13cm D. 路程为17cm
4. 甲、乙两同学各自骑自行车在一条平直公路上沿直线运动,其位移x随时间t的变化规律分别如图中甲、乙图线所示,图线甲是直线,图线乙是抛物线,下列说法正确的是( )
A. 时间内甲、乙的平均速度相等
B. 时间内甲、乙的最大距离为
C. 时间内甲、乙的运动方向相反
D. 时刻甲、乙的速度相同
5. 一电动自行车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的v-t图像如图所示,则电动自行车( )
A. 12s末的加速度大小为 B. 0-20s的平均速度大小为2.5m/s
C. 0-50s发生的位移大小为200m D. 0-50s的平均速度大小大于4m/s
6. 做直线运动的某物体其速度与位移的关系如图所示,关于该物体的运动分析正确的是( )
A. 该物体做匀速直线运动
B. 该物体加速度方向与运动方向相同
C. 该物体加速度大小不变
D. 该物体做加速度逐渐减小的加速运动
7. 一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,但加速度大小先保持不变,再逐渐减小至零,则在此过程中( )
A. 速度先逐渐增大,然后逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B. 速度先均匀增大,然后增大得越来越慢,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C. 位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D. 位移先逐渐增大,后逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值
8. 物体从A点由静止出发,先以加速度做匀加速直线运动到某速度后,立即以加速度做匀减速运动至B点速度恰好减为0,所用总时间为t。若物体以速度匀速通过AB之间,所用时间也为t,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题:本大题共6小题,选全得5分,漏选得3分,错选得0分,共30分。
9. 若火箭发射过程中某段时间内火箭速度的变化规律为,由此可知这段时间内( )
A. 火箭的初速度为 B. 火箭的加速度为
C. 在末,火箭的瞬时速度为 D. 火箭做匀加速直线运动
10. 一些速度传感器是运用了超声波测速的原理,工作时传感器向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被传感器接收。从传感器发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,下图是连续两次发射的超声波的位移—时间图像,则下列说法正确的是( )
A. 物体在远离传感器 B. 物体第二次反射脉冲时的时刻为
C. 超声波的速度为 D. 物体的平均速度为
11. 物体做匀变速直线运动,初速度为10m/s,经过2s后,末速度大小仍为10m/s,方向与初速度方向相反,则在这2s内,下列说法正确的是( )
A. 加速度为0;平均速度为10 m/s,与初速度同向
B. 加速度大小为10 m/s2,与初速度同反
C. 平均速度为0
D. 加速度大小为10 m/s2,平均速度为10 m/s,二者都与初速度反向
12. 如图所示是、两质点从同一地点运动的图像,质点的图像是一条过坐标原点的倾斜直线,质点的图像是一个过坐标原点的两段曲线,则下列说法正确的有( )
A. 质点以的速度匀速直线运动,质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动
B. 质点在最初内做加速运动,后做减速运动
C. 质点在内的平均速度
D. 、两质点在末相遇
13. 如图为一个运动物体的图象,已知两段图线和t轴所围的面积分别为、,则对于匀加速和匀减速阶段描述正确的是( )
A. 两段加速度的比 B. 两段平均速度的比
C. 两段平均速度的比 D. 两段时间的比
14. 汽车在平直公路上行驶,遇到前方红灯而轻踩刹车,开始做匀减速直线运动,其初速度大小为20m/s,4s末的速度大小为10m/s,下列说法正确的是( )
A. 汽车在这4s内的平均速度大小为7.5m/s B. 汽车的加速度大小是2.5m/s²
C. 汽车在这4s内的位移大小是60m D. 汽车再经过4s时间停下
三、实验题:本大题共1小题,(1)每空1分,(2)每空2分,共9分。
15. 在某位同学进行实验的过程中,电火花计时器使用的交变电源频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图甲所示,在纸带上选择标为0~6的计数点,相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,纸带旁边并排放着毫米刻度尺,零刻度线跟0计数点对齐,以0计数点为计时起点。
(1)请你根据放大的图片读出3计数点的刻度读数______cm,5计数点的刻度读数______cm。计算出3计数点到5计数点的位移为______cm
(2)计算出打2和4两个计数点时小车的速度v2=______m/s、v4=______m/s。已知v1=0.15 m/s,v3=0.22 m/s,v5=0.39 m/s,请根据数据在图乙中作出小车的v-t图像______。
四、计算题:本大题共3小题,16题6分,17题10分,18题13分,共29分。
16. 如图所示,一条水平长直轨道上有两辆小车,甲车向左速度大小为v1,乙车向右速度大小为v2,甲车上装有一只枪,每隔∆t0时间水平射出一颗子弹,都能击中装在乙车上的靶子,不计子弹的重力和空气阻力,每颗子弹对地速度保持v0不变,每颗子弹击中靶时下一颗子弹已经射出,设两车速度不受子弹射击影响,求:
(1)空中相邻两颗子弹间距离s;
(2)相邻两颗子弹击中靶的间隔时间∆t的大小。
17. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为L=3.0 cm的遮光板,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间间隔为Δt=3.0 s。试估算:
(1)滑块的加速度多大(保留两位有效数字)?
(2)如何提高求解加速度大小的精确度?
18. 当有移动物体靠近门时,门实现了自动开启及关闭,我们称这种门为自动感应门。这种自动感应门广泛应用于办公楼、厂房、超市、机场等场所。图a为自动感应门,门框上沿中央安装有传感器,当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移,当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭。图b为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围,已知每扇门的宽度为,最大移动速度为,若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动,每扇门完全开启和结束时的速度刚好为零,移动的最大距离可当成等于门的宽度,不计门及门框的厚度。
(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小;
(2)若人以的速度沿图中虚线走向感应门,要求人到达门框时左右两门同时各自移动的距离,那么设定的传感器水平感应距离l应为多少?
(3)若以(2)的感应距离设计感应门,欲搬运宽为的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门(如图c),物体的移动速度不能超过多少?
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太行中学2026—2027学年第一学期第一次月考
高一物理试题
一、单选题:本大题共8小题,每题4分,共32分。
1. 用物理的知识来分析古诗文,别有一番趣味。以下诗句中关于参考系的选择,解释正确的是( )
A. “牛从桥上过,桥流水不流”-“桥流水不流”是以桥为参考系
B. “两岸青山相对出,孤帆一片日边来”-“青山相对出”是以两岸为参考系
C. “满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎.仔细看山山不动,是船行”-“山不动”是以船为参考系
D. “不疑行船动,唯看远树来”-“唯看远树来”是以船为参考系
【答案】D
【解析】
【详解】A.“牛从桥上过,桥流水不流”-“桥流水不流”是以水为参考系,A错误;
B.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”-“青山相对出”是以船为参考系,B错误;
C.“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”-“山不动”是以河山为参考系,C错误;
D.“不疑行船动,唯看远树来”-“唯看远树来”是以船为参考系,D正确。
故选D。
2. 神舟十八号载人飞船于2024年4月25日20时58分57秒在酒泉卫星发射中心发射,然后神舟十八号飞船与离地面高约的天宫实验室对接,航天员乘组将在空间站驻留约6个月。经过一系列航天实验后,中国载人航天工程办公室计划在2030年前实现载人登月。下列说法正确的是( )
A. 神舟十八号飞行高度很高在研究其对接时可以视作质点
B. “2024年4月25日20时58分57秒”是时间间隔
C. 神舟十八号飞船飞行的路程约为
D. 6个月是指时间间隔
【答案】D
【解析】
【详解】A.对接时,神舟十八号的大小和形状不能忽略,不能将其看成质点,故A错误;
B.“2024年4月25日20时58分57秒”是一个时间点,是时刻,不是时间间隔,故B错误;
C.神舟十八号飞船与离地面高约指的是离地面的竖直高度,故C错误;
D.6个月是指时间间隔,故D正确。
故选D。
3. 一实心圆柱体的轴截面为矩形ABCD,底面直径,高,若有一蚂蚁沿圆柱体表面从A点爬到C点,要想全程沿最短路径爬行,下列说法正确的是( )
A. 位移大小为13cm B. 位移大小为17cm
C. 路程为13cm D. 路程为17cm
【答案】A
【解析】
【详解】AB.从A点爬到C点,位移大小为,故A正确,B错误;
CD.将圆柱表面沿AD剪开后展开,矩形AC连线长度为路程最小值,则路程为,故CD错误。
故选A。
4. 甲、乙两同学各自骑自行车在一条平直公路上沿直线运动,其位移x随时间t的变化规律分别如图中甲、乙图线所示,图线甲是直线,图线乙是抛物线,下列说法正确的是( )
A. 时间内甲、乙的平均速度相等
B. 时间内甲、乙的最大距离为
C. 时间内甲、乙的运动方向相反
D. 时刻甲、乙的速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知内甲、乙的位移大小分别为、x1,位移不相等,所以甲、乙的平均速度不相等,A错误;
B.由图像可知内甲、乙的最大距离为,B正确;
C.由图像可知在内甲、乙的斜率均为负,所以他们的运动方向相同,C错误;
D.由两图线相交可知他们此时的位置相同,但斜率的绝对值大小不一定相等,即速度大小不一定相等,且斜率正负不同,即速度方向相反,可知,时刻甲、乙的速度不相同,D错误。
故选B。
5. 一电动自行车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的v-t图像如图所示,则电动自行车( )
A. 12s末的加速度大小为 B. 0-20s的平均速度大小为2.5m/s
C. 0-50s发生的位移大小为200m D. 0-50s的平均速度大小大于4m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像的斜率表示加速度,由于0-20s内是曲线,即不是匀变速直线运动,所以在12s末的斜率不等于,即加速度不是,A错误;
B.连接(0,0)和(20,5)坐标点,则三角形的面积表示0-20s内做匀变速直线运动的位移,所以电动车在0-20s内的位移更大,故0~20s的平均速度
B错误;
CD.图像的面积表示位移,20-50s内的位移
x2=50×30m=150m
根据B选项分析可知,0~20s内的位移大于50m,则0~50s发生的位移大于200m,根据可知,0~50s的平均速度大小大于4m/s,故C错误,D正确。
故选D。
6. 做直线运动的某物体其速度与位移的关系如图所示,关于该物体的运动分析正确的是( )
A. 该物体做匀速直线运动
B. 该物体加速度方向与运动方向相同
C. 该物体加速度大小不变
D. 该物体做加速度逐渐减小的加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】由图像看出物体做加速运动,在相同位移内,速度的变化量相等,而因速度增大了,相同位移所用时间减少,根据加速度定义式可知加速度a逐渐增大,该物体做加速度逐渐增大的加速运动,该物体加速度方向与运动方向相同。
故选B。
7. 一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,但加速度大小先保持不变,再逐渐减小至零,则在此过程中( )
A. 速度先逐渐增大,然后逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B. 速度先均匀增大,然后增大得越来越慢,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C. 位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D. 位移先逐渐增大,后逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.加速度方向与速度方向同向,速度应增大,当加速度不变时,速度均匀增大;当加速度减小时,速度仍增大,但增大得越来越慢;当加速度为零时,速度达到最大值,保持不变,选项B正确,A错误;
CD.因质点速度方向不变化,始终向同一方向运动,最终做匀速运动,所以位移一直在增大,选项CD错误。
故选B。
8. 物体从A点由静止出发,先以加速度做匀加速直线运动到某速度后,立即以加速度做匀减速运动至B点速度恰好减为0,所用总时间为t。若物体以速度匀速通过AB之间,所用时间也为t,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设物体匀加速运动的最大速度为,匀加速时间为,匀减速时间为,总时间满足
位移关系推导:AB总位移匀速时满足
匀加、匀减过程的平均速度为,故总位移也满足
联立两式得
解得
加速度与时间关系推导:匀加速阶段
得
匀减速阶段
得
代入总时间关系得
将代入上式,两边同除以可得
故选C。
二、多选题:本大题共6小题,选全得5分,漏选得3分,错选得0分,共30分。
9. 若火箭发射过程中某段时间内火箭速度的变化规律为,由此可知这段时间内( )
A. 火箭的初速度为 B. 火箭的加速度为
C. 在末,火箭的瞬时速度为 D. 火箭做匀加速直线运动
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.根据公式
可知,火箭的初速度为,火箭的加速度为。故AB错误;
C.在末,火箭的瞬时速度为
故C正确;
D.根据题目中的公式
可知火箭做加速度为的匀加速直线运动。故D正确。
故选CD。
10. 一些速度传感器是运用了超声波测速的原理,工作时传感器向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被传感器接收。从传感器发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,下图是连续两次发射的超声波的位移—时间图像,则下列说法正确的是( )
A. 物体在远离传感器 B. 物体第二次反射脉冲时的时刻为
C. 超声波的速度为 D. 物体的平均速度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.从图像看,第二次超声波的最大位移,说明物体反射超声波的距离在减小,即物体靠近传感器,故A错误;
B.超声波从发射到接收的过程是对称的(匀速传播),则物体第二次反射脉冲时的时刻为,故B正确;
C.第二次超声波的传播时间为,传播距离为,超声波的速度为,故C正确;
D.物体两次反射超声波时间间隔
该段时间物体运动距离
则物体的平均速度为,故D错误。
故选BC。
11. 物体做匀变速直线运动,初速度为10m/s,经过2s后,末速度大小仍为10m/s,方向与初速度方向相反,则在这2s内,下列说法正确的是( )
A. 加速度为0;平均速度为10 m/s,与初速度同向
B. 加速度大小为10 m/s2,与初速度同反
C. 平均速度为0
D. 加速度大小为10 m/s2,平均速度为10 m/s,二者都与初速度反向
【答案】BC
【解析】
【详解】设初速度方向为正方向,加速度为,说明加速度方向与初速度方向相反,平均速度为,故BC正确,AD错误;故选BC.
12. 如图所示是、两质点从同一地点运动的图像,质点的图像是一条过坐标原点的倾斜直线,质点的图像是一个过坐标原点的两段曲线,则下列说法正确的有( )
A. 质点以的速度匀速直线运动,质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动
B. 质点在最初内做加速运动,后做减速运动
C. 质点在内的平均速度
D. 、两质点在末相遇
【答案】ABD
【解析】
【详解】图像的斜率表示瞬时速度,两图线的交点代表同一时刻到达同一位置即相遇,平均速度等于位移与时间的比值。
A.的图是过原点的倾斜直线,代表匀速直线运动,速度大小
质点图像的斜率先正后负,说明质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动,故A正确;
B.由图像斜率可知,在最初内斜率逐渐增大,是沿正方向做加速运动;后内斜率的绝对值逐渐减小,是沿负方向做减速运动,故B正确;
C.质点在内的平均速度,故C错误;
D.末、的图线交于处,说明两质点同一时刻到达同一位置,即末相遇,故D正确。
故选ABD。
13. 如图为一个运动物体的图象,已知两段图线和t轴所围的面积分别为、,则对于匀加速和匀减速阶段描述正确的是( )
A. 两段加速度的比 B. 两段平均速度的比
C. 两段平均速度的比 D. 两段时间的比
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】AD.设最大速度为v,则
所以
加速度
所以加速度之比
故AD正确;
BC.根据平均速度
得两段平均速度都为,所以
故B错误,C正确。
故选ACD。
14. 汽车在平直公路上行驶,遇到前方红灯而轻踩刹车,开始做匀减速直线运动,其初速度大小为20m/s,4s末的速度大小为10m/s,下列说法正确的是( )
A. 汽车在这4s内的平均速度大小为7.5m/s B. 汽车的加速度大小是2.5m/s²
C. 汽车在这4s内的位移大小是60m D. 汽车再经过4s时间停下
【答案】BCD
【解析】
【分析】掌握匀变速直线运动的基本公式和相应推论即可正确计算和判断。
【详解】A.根据匀变速直线运动的推论可知平均速度
故A错误;
B.根据匀变速直线运动的加速度公式可得
汽车的加速度大小是2.5m/s²,故B正确;
C.根据匀变速直线运动的推论可知位移为
故C正确;
D.到停止所用时间
汽车再经4s时间停下,故D正确。
故选BCD。
三、实验题:本大题共1小题,(1)每空1分,(2)每空2分,共9分。
15. 在某位同学进行实验的过程中,电火花计时器使用的交变电源频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图甲所示,在纸带上选择标为0~6的计数点,相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,纸带旁边并排放着毫米刻度尺,零刻度线跟0计数点对齐,以0计数点为计时起点。
(1)请你根据放大的图片读出3计数点的刻度读数______cm,5计数点的刻度读数______cm。计算出3计数点到5计数点的位移为______cm
(2)计算出打2和4两个计数点时小车的速度v2=______m/s、v4=______m/s。已知v1=0.15 m/s,v3=0.22 m/s,v5=0.39 m/s,请根据数据在图乙中作出小车的v-t图像______。
【答案】(1) ①. 5.40##5.39##5.41 ②. 12.00##11.99##12.01 ③. 6.60##6.58##6.62
(2) ①. 0.21 ②. 0.33 ③.
【解析】
【小问1详解】
[1]本题为毫米刻度尺,需估读到分度值的下一位,以为单位时需要保留两位小数。计数点的刻度读数为
[2]计数点的刻度读数为
[3]计数点到计数点的位移为
【小问2详解】
[1]打计数点2时小车的速度
[2]打计数点4时小车的速度
[3]根据数据作图像如图所示:
四、计算题:本大题共3小题,16题6分,17题10分,18题13分,共29分。
16. 如图所示,一条水平长直轨道上有两辆小车,甲车向左速度大小为v1,乙车向右速度大小为v2,甲车上装有一只枪,每隔∆t0时间水平射出一颗子弹,都能击中装在乙车上的靶子,不计子弹的重力和空气阻力,每颗子弹对地速度保持v0不变,每颗子弹击中靶时下一颗子弹已经射出,设两车速度不受子弹射击影响,求:
(1)空中相邻两颗子弹间距离s;
(2)相邻两颗子弹击中靶的间隔时间∆t的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对于出射子弹在时间∆t0内,有
对于小车甲在时间∆t0内,有
所以相邻两颗子弹的间距为
(2)当一颗子弹击中靶后,下一颗子弹运动的距离为
这一段时间内小车乙运动的距离为
下一颗子弹击中靶时,有
联立解得
17. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为L=3.0 cm的遮光板,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间间隔为Δt=3.0 s。试估算:
(1)滑块的加速度多大(保留两位有效数字)?
(2)如何提高求解加速度大小的精确度?
【答案】(1)0.067 m/s2
(2)减小遮光板的宽度,多次测量取加速度的平均值,增大两个光电门之间的距离
【解析】
【小问1详解】
遮光板通过第一个光电门的速度
遮光板通过第二个光电门的速度
故滑块的加速度
【小问2详解】
本实验的误差主要来源于“用平均速度近似等于瞬时速度”的近似误差、时间测量误差等,可以通过以下措施提高求解加速度大小的精确度:
第一,适当减小遮光板的宽度,让平均速度对瞬时速度的近似误差更小;
第二,多次测量取加速度的平均值,抵消偶然误差;
第三,增大两个光电门之间的距离,让两次速度的差值更大,减小时间测量的相对误差。
18. 当有移动物体靠近门时,门实现了自动开启及关闭,我们称这种门为自动感应门。这种自动感应门广泛应用于办公楼、厂房、超市、机场等场所。图a为自动感应门,门框上沿中央安装有传感器,当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移,当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭。图b为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围,已知每扇门的宽度为,最大移动速度为,若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动,每扇门完全开启和结束时的速度刚好为零,移动的最大距离可当成等于门的宽度,不计门及门框的厚度。
(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小;
(2)若人以的速度沿图中虚线走向感应门,要求人到达门框时左右两门同时各自移动的距离,那么设定的传感器水平感应距离l应为多少?
(3)若以(2)的感应距离设计感应门,欲搬运宽为的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门(如图c),物体的移动速度不能超过多少?
【答案】(1) ,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,门开启时先做匀加速运动而后立即以大小相等的加速度做匀减速运动,每扇门完全开启和结束时的速度刚好为零,所以减速与加速的位移是相等的,均为。由匀变速直线运动的速度与位移的关系式有
解得
【小问2详解】
设要使单扇门打开需要的时间为,则有
解得
人要在时间内到达门框处即可安全通过,所以人到门的距离为
【小问3详解】
由题意可知,宽b的物体到达门框的过程中,每扇门至少要移动(大于)的距离,结合运动的特点可知,每扇门的运动都需要经过两个阶段:先匀加速运动位移,而后又做匀减速运动,设减速的时间为,则该过程中门减速移动的距离为
由匀变速直线运动的公式得
解得,(不符合题意,舍去)
故要使门移动,所用的时间为
所以物体运动的速度不能超过
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