内容正文:
物理月考试题
一、单选题(7×4分=28分)
1. 裁判员评判下列各项比赛成绩时,可将运动员视为质点的是( )
A. 平衡木 B. 太极拳 C. 自由体操 D. 5公里越野
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.裁判员评判太极拳、自由体操、平衡木运动员进行比赛时,要看运动员的动作,运动员的大小和形状不能忽略,不能看成质点,故ABC错误;
D.5公里越野运动员比赛时比的是运动时间,运动员的大小和形状能忽略,能看成质点,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时,气门芯位移的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时,轮子向前运动半个周长,气门芯在水平方向上移动的距离为,在竖直方向上移动的距离为2R,由勾股定理可知,气门芯位移的大小为
故选C。
3. 实验室常用的弹簧测力计如图甲所示,弹簧一端固定在外壳上,另一端与有挂钩的拉杆相连,外壳上固定一个圆环,可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(重量为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计。再将该弹簧测力计以三种方式固定于地面上,如图乙、丙、丁所示,分别用恒力()竖直向上拉弹簧测力计,静止时弹簧测力计的读数为( )
A. 乙图中弹簧测力计读数为
B. 丙图中弹簧测力计读数为
C. 丁图中上面弹簧测力计读数都为
D. 丁图中下面弹簧测力计读数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.按乙图放置,弹簧测力计的示数为,弹簧挂钩受两个拉力而平衡(自重不计),故,所以弹簧测力计读数
故A错误;
B.按丙图放置,弹簧测力计的示数为,弹簧秤外壳受重力和两个拉力,根据平衡条件,有
所以弹簧测力计读数
故B正确;
C.按丁图放置,对上面的弹簧分析,受重力、下侧挂钩对其的拉力和恒力,可得
解得
弹簧测力计读数
故C错误;
D.按丁图放置,对下面的弹簧分析,上面挂钩对下面挂钩的拉力即弹簧测力计读数为
故D错误。
故选B。
4. 足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时,位移大小为,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】设该队员匀加速的最大速度为,加速时间为,减速时间为,全程总时间
由于初、末速度均为0,全程的位移可由平均速度法得:
代入、,可解得全程的平均速度
最大速度
由此可得全程任意时刻的速度都不可能超过最大速度;
根据题意可知,加速过程或减速过程的最大时间均小于总时间,则有
即全程的最小加速度
故选B。
5. 如图所示,把一边长为L的匀质立方体,绕bc棱翻转,当ABCD平面处于竖直位置时,它的重心移动的位移的大小和路程分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】匀质立方体的重心在几何中心,绕bc棱翻转,当ABCD平面处于竖直位置时,它的重心移动的位移
重心移动的路程为以bc棱中点为圆心的圆弧,即
故选B。
6. 近期成都市开展了校车安全培训活动,规范校车管理,确保安全运行。若一辆校车在平直公路上匀速行驶,驾驶员发现前方有行人横穿公路,随即刹车,做匀减速直线运动至停止。已知校车刹车后第一个内的位移与最后一个内的位移之比为,则校车刹车后内通过的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,校车刹车时间
最后3秒的位移可逆向视为初速度为0的匀加速运动,根据位移-时间公式得
已知校车刹车后第一个内的位移与最后一个内的位移之比为,第一个内的位移
第一个内的平均速度
根据匀加速直线运动中间时刻的瞬时速度大小等于平均速度大小得
根据速度-时间公式得
校车刹车时间
刹车在4秒时停止,故5秒内的位移等于总位移
故选C。
7. 一质点沿直线运动,其速度随时间变化的关系图像恰好是与坐标轴相切的圆弧,如图所示。则质点在4s时的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】速度-时间图像中斜率表示加速度,在图像中作t=4s时对应点的切线PQ,如图乙所示
有
即
所以
结合图形意义可知4s时加速度的大小为。
故选B。
二、多选题(3×5分=15分,少选得3分)
8. 图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图为A、B、C三物体做直线运动的图像,时间内三物体的平均速度相等
B. 乙图中,物体的加速度大小为
C. 丙图中,阴影面积表示时间内物体的速度的大小
D. 丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动,则该物体的加速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图甲可知,时间内,A、B、C三物体做直线运动的位移相同,则三物体的平均速度均为
故时间内三物体的平均速度相等,故A正确;
B.根据运动学规律
有
可知图像的斜率的绝对值等于2a,所以乙图中,物体的加速度大小为,故B错误;
C.根据可知,a−t图像的阴影面积时间内物体的速度变化量的大小,不是速度的大小,故C错误;
D.根据丁图可知
整理得
结合
可知加速度大小为,故D正确。
故选AD。
9. 某同学自制水火箭模拟火箭的运动,可视为质点的水火箭最初静止于地面上,在时刻水火箭发射,随着上升过程中水的消耗,火箭上升做变加速直线运动。水火箭在时速度达到并耗尽箭体内的水,此时水火箭距离地面,然后做竖直上抛运动到达最高点,紧接着火箭自由下落后遥控打开降落伞减速,开伞后最初一段距离内火箭速度v与开伞后下降的距离x之间满足关系式:,其中C为常数且未知,开伞后下降距离d后以的速度匀速下降直到落地,为了简便计算,可以忽略在开伞前受到的空气阻力,,则( )
A. 水火箭离地最大高度是 B. 开伞时水火箭距离地面的高度是
C. 开伞后下降距离 D. 水火箭从发射到落回地面所用的总时间为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.水火箭在t0=5s时达到高度h0=20m,此时速度v0=30m/s,之后做竖直上抛运动,继续上升的高度
则最大高度H=h0+h1=65m,故A错误;
B.水火箭从最高点自由下落t2=2s,下落高度
此时距地面高度h开=H-h2 =45m,故B正确;
C.自由下落2s末速度v1=gt2 =20m/s
根据速度公式
当x=0时v1=20m/s,代入解得C=0.5
当速度减至v3=5m/s时,解得d=15m,故C正确;
D.总时间包含:加速上升t0=5s,竖直上抛上升
自由下落t2=2s,减速阶段由
建立图像,则图像的面积等于时间可知
匀速下降
总时间T=t0+t1+t2+t3+t4
解得T=17.875s,故D正确。
故选BCD。
10. 高铁已经成为我国重要的交通运输工具,某同学在乘坐高铁时,为研究自身所乘列车的运动情况,采用每隔相同时间T。记录列车外面的输电线杆个数的方式来进行研究。假设列车做匀变速直线运动,相邻两输电线杆的距离都为d。若从某输电线杆时开始记录并记为“第1杆”,第一个T时恰好记录“第3杆”,第二个T时恰好记录“第6杆”,第三个T时恰好记录“第10杆”,则根据他记录的信息,下列判断正确的是( )
A. 第五个时恰好记录“第20杆”
B. 开始记录时列车的速度为
C. 列车运动的加速度为
D. 经过“第8杆”时列车的速度为
【答案】BC
【解析】
【详解】BC.由题意知列车第一个T、第二个T、第三个T内通过的位移分别为,
又
解得
通过第3杆的瞬时速度为
从第1杆到第3杆由
解得开始记录时列车的速度为,故BC正确;
由逐差法
得,故第五个时恰好记录“第21杆”,故A错误;
D.通过第6杆的瞬时速度为
由
解得经过“第8杆”时列车的速度为,故D错误。
故选BC。
三、实验题(7×2分=14分)
11. 如图所示,为某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的加速度打出的一条纸带,打点计时器每隔打一个点,选定零点后,再每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:、、。
可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为______s;
(2)打C点时物体的速度大小为______m/s(取2位有效数字);
(3)物体的加速度大小为______(用、、和T表示)。
【答案】 ①. 0.1 ②. 2.5 ③.
【解析】
【详解】(1)每隔4个点取1个计数点,故相邻两计数点之间的时间间隔为
(2)C点的瞬时速度为
(3)根据
可得
即
其中
解得物体的加速度为
12. 某同学在知道重物自由下落是初速度为0的匀加速直线运动后,预利用如图所示装置测量其下落的加速度。实验时,通过电磁铁控制小球从P处静止下落。结果均用题目所给字母表示:
(1)将光电门固定在A处,光电门记录下小球经过光电门的时间,测出小球的直径为d,则小球运动到光电门处的速度v=______。
(2)设小球释放点P距A的距离为h0(d<<h0),现调整光电门位置,再次释放小球,某次实验时光电门记录下小球经过光电门的时间为,则此时光电门距A的距离△h=______。
(3)移动光电门在铁架台上的位置,进行多次实验。由于直尺长度限制,该同学测了光电门位置与其正上方固定点M(图中未画出)之间的距离h,并记录小球通过光电门的时间。利用实验数据绘制出如图所示的图像,已知图像斜率为k,纵截距为b,根据图像可知,加速度a=______,经过M点的速度vM=______。
【答案】 ①. ②. 3h0 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]小球通过光电门时的速度为
(2)[2]若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为,则通过光电门的速度变为原来的 2 倍,根据
可知下落的高度变为原来的 4 倍 ,故距 A 点的距离
(3)[3][4]根据速度位移公式可知
则有
结合图像信息则有
,
解得
,
四、解答题(10+15+18=43分)
13. 时刻开始,一物体做匀减速直线运动直至速度减为0,物体在第1s和最后1s的位移大小之比为4∶1。
(1)求物体从开始减速到停止所用的时间;
(2)若物体在第2s内的位移为8m,求物体的加速度大小;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设物体从开始减速到停止所用的时间为t,加速度大小为a,根据逆向思维法,物体在第内的位移
物体在最后内的位移
结合题意,有
联立解得
【小问2详解】
根据逆向思维,若物体在第2s内的位移为8m,则有
解得
14. 如图所示,A球离地5 m,B球在A球正上方某处。同时静止释放A、B两球,小球自由下落,其中A球为弹性球,落地立刻原速率反弹,忽略空气阻力,重力加速度大小g取10 m/s2。求:
(1)若释放时B球在A球正上方2.2 m处,两小球落地的时间差;
(2)第(1)问中,A球反弹后经过多长时间与B球相碰;
(3)若A球是在上升过程中与B球相碰,B球释放时离地的可能高度。
【答案】(1)
(2)
(3)()
【解析】
【小问1详解】
设A球落地所需时间为,B球落地时间为,根据位移公式有,
解得
则两小球落地的时间差为
【小问2详解】
A球落地时,
规定竖直向下为正方向,A球反弹时的速度大小
A球落地时,B球下落的位移等于A球下落的位移,两球相距为
设经过两球相碰,则
解得
【小问3详解】
设A球反弹的次数为()
A球从开始下落至上升到最高点的时间
若A球上升到最高点与B球相碰,则B球从开始下落到相碰的时间也为
B球下落高度
故B球释放时离地高度
若A球反弹后瞬间与B球相碰,则B球从开始下落到相碰的时间
故B球释放时离地高度
若A球是在上升过程中与B球相碰,B球释放时离地的可能高度()
15. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验,两车均可视为质点。如图所示,时实验开始,A、B两车同时沿两条相距的平行轨道从同一起跑线向同一方向运动,A车始终以的速度做匀速直线运动;B车从静止开始,先以的加速度做匀加速直线运动,时改做匀速直线运动,时再以的加速度刹车。已知两蓝牙小车自动连接的最大距离(忽略蓝牙建立连接及传输的时间)。求:
(1)B车加速阶段中,两车沿轨道方向的最大距离;
(2)0~40s内,两车相距最近的所有时刻;
(3)0~40s内,两车的蓝牙保持连接的总时间。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
设经过时间两车的速度相等,此时两车之间的距离最大,则有
解得
此过程A车的位移
B车的位移
因此B车加速阶段中,两车沿轨道方向的最大距离
【小问2详解】
由题可知,只有当两车并排时,两车相距最近,在时间内,设两车并排的时刻为,则有
解得
说明在时间内,两车不可能并排行驶,没有相距最近,6s时,A车的位移
B车的位移
两车的左右距离
此时B车的速度
设再经过时间两车并排行驶,则有
解得
则两车相距最近的时刻为
从时间内,A车的位移为
B车的位移
两车左右相距
设再经过时间两车并排,则有
代入数据解得
而B车停止运动的时间为
说明两车并排的时间应在B车停止运动之后,B车停止运动时的位移
此过程A车的位移
两车之间的左右距离为
故A车追上B车还需要的时间为
两车相距最近的时刻为
【小问3详解】
由于蓝牙连接的有效距离为
则A、B两车沿轨道方向的距离
在时间内,则有
解得
则有效时长为
在时间内根据上述分析可知,从第18s两车开始并排行驶,到26s两车的距离恰好为10m,此过程为有效时长
反向思考可知10~18s内两车的距离也小于10m,此过程为有效时长
B车停止到A车追上这段时间,两车的距离小于10m,此阶段的有效时常为
A车追上B车后又向前运动的时间
0~40s内,两车的蓝牙保持连接的总时间
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物理月考试题
一、单选题(7×4分=28分)
1. 裁判员评判下列各项比赛成绩时,可将运动员视为质点的是( )
A. 平衡木 B. 太极拳 C. 自由体操 D. 5公里越野
2. 如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时,气门芯位移的大小为( )
A. B. C. D.
3. 实验室常用的弹簧测力计如图甲所示,弹簧一端固定在外壳上,另一端与有挂钩的拉杆相连,外壳上固定一个圆环,可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(重量为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计。再将该弹簧测力计以三种方式固定于地面上,如图乙、丙、丁所示,分别用恒力()竖直向上拉弹簧测力计,静止时弹簧测力计的读数为( )
A. 乙图中弹簧测力计读数为
B. 丙图中弹簧测力计读数为
C. 丁图中上面弹簧测力计读数都为
D. 丁图中下面弹簧测力计读数为
4. 足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时,位移大小为,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
5. 如图所示,把一边长为L的匀质立方体,绕bc棱翻转,当ABCD平面处于竖直位置时,它的重心移动的位移的大小和路程分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
6. 近期成都市开展了校车安全培训活动,规范校车管理,确保安全运行。若一辆校车在平直公路上匀速行驶,驾驶员发现前方有行人横穿公路,随即刹车,做匀减速直线运动至停止。已知校车刹车后第一个内的位移与最后一个内的位移之比为,则校车刹车后内通过的距离为( )
A. B. C. D.
7. 一质点沿直线运动,其速度随时间变化的关系图像恰好是与坐标轴相切的圆弧,如图所示。则质点在4s时的加速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题(3×5分=15分,少选得3分)
8. 图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图为A、B、C三物体做直线运动的图像,时间内三物体的平均速度相等
B. 乙图中,物体的加速度大小为
C. 丙图中,阴影面积表示时间内物体的速度的大小
D. 丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动,则该物体的加速度为
9. 某同学自制水火箭模拟火箭的运动,可视为质点的水火箭最初静止于地面上,在时刻水火箭发射,随着上升过程中水的消耗,火箭上升做变加速直线运动。水火箭在时速度达到并耗尽箭体内的水,此时水火箭距离地面,然后做竖直上抛运动到达最高点,紧接着火箭自由下落后遥控打开降落伞减速,开伞后最初一段距离内火箭速度v与开伞后下降的距离x之间满足关系式:,其中C为常数且未知,开伞后下降距离d后以的速度匀速下降直到落地,为了简便计算,可以忽略在开伞前受到的空气阻力,,则( )
A. 水火箭离地最大高度是 B. 开伞时水火箭距离地面的高度是
C. 开伞后下降距离 D. 水火箭从发射到落回地面所用的总时间为
10. 高铁已经成为我国重要的交通运输工具,某同学在乘坐高铁时,为研究自身所乘列车的运动情况,采用每隔相同时间T。记录列车外面的输电线杆个数的方式来进行研究。假设列车做匀变速直线运动,相邻两输电线杆的距离都为d。若从某输电线杆时开始记录并记为“第1杆”,第一个T时恰好记录“第3杆”,第二个T时恰好记录“第6杆”,第三个T时恰好记录“第10杆”,则根据他记录的信息,下列判断正确的是( )
A. 第五个时恰好记录“第20杆”
B. 开始记录时列车的速度为
C. 列车运动的加速度为
D. 经过“第8杆”时列车的速度为
三、实验题(7×2分=14分)
11. 如图所示,为某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的加速度打出的一条纸带,打点计时器每隔打一个点,选定零点后,再每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:、、。
可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为______s;
(2)打C点时物体的速度大小为______m/s(取2位有效数字);
(3)物体的加速度大小为______(用、、和T表示)。
12. 某同学在知道重物自由下落是初速度为0的匀加速直线运动后,预利用如图所示装置测量其下落的加速度。实验时,通过电磁铁控制小球从P处静止下落。结果均用题目所给字母表示:
(1)将光电门固定在A处,光电门记录下小球经过光电门的时间,测出小球的直径为d,则小球运动到光电门处的速度v=______。
(2)设小球释放点P距A的距离为h0(d<<h0),现调整光电门位置,再次释放小球,某次实验时光电门记录下小球经过光电门的时间为,则此时光电门距A的距离△h=______。
(3)移动光电门在铁架台上的位置,进行多次实验。由于直尺长度限制,该同学测了光电门位置与其正上方固定点M(图中未画出)之间的距离h,并记录小球通过光电门的时间。利用实验数据绘制出如图所示的图像,已知图像斜率为k,纵截距为b,根据图像可知,加速度a=______,经过M点的速度vM=______。
四、解答题(10+15+18=43分)
13. 时刻开始,一物体做匀减速直线运动直至速度减为0,物体在第1s和最后1s的位移大小之比为4∶1。
(1)求物体从开始减速到停止所用的时间;
(2)若物体在第2s内的位移为8m,求物体的加速度大小;
14. 如图所示,A球离地5 m,B球在A球正上方某处。同时静止释放A、B两球,小球自由下落,其中A球为弹性球,落地立刻原速率反弹,忽略空气阻力,重力加速度大小g取10 m/s2。求:
(1)若释放时B球在A球正上方2.2 m处,两小球落地的时间差;
(2)第(1)问中,A球反弹后经过多长时间与B球相碰;
(3)若A球是在上升过程中与B球相碰,B球释放时离地的可能高度。
15. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验,两车均可视为质点。如图所示,时实验开始,A、B两车同时沿两条相距的平行轨道从同一起跑线向同一方向运动,A车始终以的速度做匀速直线运动;B车从静止开始,先以的加速度做匀加速直线运动,时改做匀速直线运动,时再以的加速度刹车。已知两蓝牙小车自动连接的最大距离(忽略蓝牙建立连接及传输的时间)。求:
(1)B车加速阶段中,两车沿轨道方向的最大距离;
(2)0~40s内,两车相距最近的所有时刻;
(3)0~40s内,两车的蓝牙保持连接的总时间。
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