精品解析:浙江杭州第二中学富春学校2026-2027学年高一上学期10月阶段性测试物理试卷
2026-10-18
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内容正文:
杭州第二中学富春学校2026-2027学年高一上学期10月阶段性测试物理试卷
注意事项:
I.答题前请填写好相关信息,答案填写在答题纸上,否则无效
II.可能用到的相关参数:g取10m/s2
一、单择题(每小题3分,共36分,每题有且只有一个正确选项)
1. 2025年11月,浙江少女陈妤颉在第15届全运会200米决赛中,以23秒02的成绩夺得冠军。关于此次比赛,下列说法正确的是( )
A. 陈妤颉全程的位移为200米
B. “23秒02”指的是时刻
C. 陈妤颉的平均速度大小约为8.69m/s
D. 研究陈妤颉的起跑动作时不能将她看成质点
2. 下列关于平均速度和瞬时速度的说法不正确的是( )
A. 平均速度,当充分小时,该式可表示时刻的瞬时速度
B. 匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C. 瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢
D. 只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢
3. 如图所示,物体以5m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动,经过2s速度大小变为3m/s,则物体的加速度可能是( )
A. 大小为1m/s2,方向沿斜面向上
B. 大小为1m/s2,方向沿斜面向下
C. 大小为4m/s2,方向沿斜面向上
D. 大小为8m/s2,方向沿斜面向下
4. 如图,一质点做匀加速直线运动依次经过A、B、C三点,已知从A到B速度的增加量∆v1为2m/s,从B到C速度的增加量∆v2为4m/s,AB间的距离x1=2m,BC间的距离x2=10m,则该质点经过AC中点时的速度大小为( )
A. 5m/s B. 6m/s C. 7m/s D. 8m/s
5. 2024年9月11日12时,由蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研发的朱雀三号可重复使用垂直起降回收试验箭,在酒泉卫星发射中心圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验。如图为某次回收火箭减速降落时所拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A. 火箭降落过程中,其加速度的方向与速度的方向相同
B. 火箭降落过程中,速度减小,加速度也一定减小
C. 火箭落地前的瞬间,其加速度一定为零
D. 火箭速度变化率越大,其加速度就越大
6. 某型号新能源汽车进行直线加速测试,在时从静止开始做匀加速直线运动。已知汽车在第3s内的位移为10m,下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1s内的位移大小为1m B. 汽车在前5s内的位移大小为25m
C. 汽车在第5s内的位移大小为18m D. 汽车的加速度大小为
7. 某人划船逆流而上, 当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里, 但一直航行至上游某处时此人才发现,并立即返航追赶,当他返航经过1h追上小木块时,发现小木块距离桥有5400m远 ,若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等,则河水的流速大小是( )
A. 0.5m/s B. 0.75m/s C. 1.5m/s D. 3m/s
8. 如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。t=0时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。若第2 s末和第6 s末速度大小均为8 m/s,第4 s末速度大小为12 m/s,则( )
A. 运动员在第4 s末恰好经过B点
B. AB段的加速度大小为2m/s2
C. 运动员在第8 s末恰好停在C点
D. 运动过程中的最大速度为m/s
9. 一质点自x轴原点出发,沿正方向以加速度a加速,经过时间速度变为,接着以加速度运动,当速度变为时,加速度又变为a,直至速度变为时,加速度再变为,直到速度为…,其v-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 质点运动过程中离原点的最大距离为
B. 质点一直沿x轴正方向运动
C. 质点最终静止在原点
D. 质点在x轴上的整个运动过程就是一个匀变速直线运动
10. 如图所示,某同学用智能手机拍摄物块从台阶旁的斜坡上自由滑下的过程,物块运动过程中的五个位置A、B、C、D、E及对应的时刻如图所示。已知斜坡是由长为的地砖拼接而成,且A、C、E三个位置物块的下边缘刚好与砖缝平齐。下列说法正确的是( )
A. 物块由位置A运动至位置E的时间为
B. 位置A与位置D间的距离为
C. 物块在位置D时的速度大小为
D. 物块下滑的加速度大小为
11. 一个弹性小球从距水平地面某一高度的位置静止落下,被水平地面反弹后,竖直向上运动到最高点,运动过程中速度随时间变化的图像如图所示,(小球与地面碰撞的时间忽略不计,空气阻力不计,)下列说法正确的是( )
A. 弹性小球静止下落时距离水平地面的高度为
B. 弹性小球下落过程的平均速度的大小为
C. 弹性小球从开始下落至再次运动到最高点过程的平均速度的大小为
D. 弹性小球与水平地面碰撞过程中速度变化量的大小为
12. 如图,让甲球从离地高度为的位置由静止释放,同时让乙球在甲的正下方的某点由静止释放。已知乙球与水平地面碰撞后的速度大小是刚落地时速度大小的,且碰撞后的速度方向竖直向上。两小球均视为质点,忽略空气阻力,乙球与地面的碰撞时间忽略不计,重力加速度大小为,若乙第一次上升到最高点时刚好与甲相撞,则乙第一次上升的最大高度为( )
A. B. C. D.
二、多择题(每小题4分,共12分,每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13. “天问一号”的发射开启了我国探索火星之旅,已知质量为50kg的人在火星表面的重力为187.5N,地球表面的重力加速度大小为g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 火星与地球表面的重力加速度大小之比为3∶8
B. 火星与地球表面的重力加速度大小之比为8∶3
C. 如果在地球表面跳起的最大高度为1.2m,则在火星表面跳起的最大高度为3.2m
D. 如果在地球表面跳起的最大高度为1.2m,则在火星表面跳起的最大高度为1.0m
14. 紧急跳入水中可以躲避高速射来的子弹吗?《国家地理频道》实验证实:四个充满水的气球就可以使子弹停止运动。如图四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹以速度v0射入第一个水球,且在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,若整个过程所有水球均固定不动,子弹刚好能射穿第四个水球,下列说法正确的是( )
A. 子弹从丙球穿出时速度大小为
B. 子弹从乙球穿出时速度大小为
C. 子弹穿过甲、乙、丙、丁四球所使用时间之比为
D. 子弹在甲、乙、丙、丁四球中运动的平均速度之比为
15. 如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波速度为v0,脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经∆t0时间再次发射超声波脉冲,图乙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. 脉冲第一次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
B. 脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
C. 若,可以分析出物体在靠近超声波发射器
D. 物体的平均速度为
三、非选择题(共4小题,共52分)
实验题(16、17两题共14分)
16. 某工程团队在进行高层建筑沉降监测前,需要先精确测定本地重力加速度以校准仪器。团队成员利用电火花打点计时器、重锤和纸带进行自由落体实验,打点计时器接入频率为的交流电源。重锤从静止释放后,打点计时器在纸带上打下一系列点迹。团队从打出的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带,依次标出计数点0、1、…、6,各计数点与0计数点之间的距离如图2所示。
(1)实验装置中选用电火花打点计时器,则其电源应为_________。
A. 直流 B. 交流 C. 直流 D. 交流
(2)根据图2相关数据,计算打下计数点2时的速度_________,重力加速度_________(结果均保留3位有效数字)。
(3)通过以上实验测出的重力加速度数值比当地的重力加速度值略小,可能的原因是_________。
A. 存在阻力的影响
B. 先释放纸带,后接通电源
C. 交流电的频率略大于
17. 某同学利用如图甲所示的装置测量滑块运动的加速度,采用如下步骤完成实验:
①测量挡光片的宽度d;
②测量挡光片到光电门的距离x;
③由静止释放滑块,记录数字计时器显示的挡光片挡光时间t;
④多次改变x,测出所对应的挡光时间t;
⑤以为纵坐标,x为横坐标,作图像得出一条过坐标原点的直线如图乙所示,测得其斜率为k;
⑥根据实验数据和图像,计算滑块运动的加速度a。
根据上述的实验步骤,请回答:
(1)滑块通过光电门时的速度大小v=_________(用实验中所测物理量符号表示)。
(2)将挡光片经过光电门的平均速度视为挡光片前端经过光电门的瞬时速度,则滑块运动的加速度a=_________(用k,d表示),挡光片前端的真实瞬时速度比测量速度_________(填“大”或“小”),真实瞬时速度大小为_________(用a,t,d表示)。
18. 2025年8月,我国首次公开福建舰电磁弹射实战化测试画面。已知某舰载机安全起飞速度需达到288km/h(相对于空气),在无风环境中,可通过电磁弹射装置在24s内将舰载机由静止匀加速至安全起飞,求:
(1)舰载机匀加速阶段的加速度是多少?
(2)舰载机的弹射轨道至少多长?
(3)当母舰以20节速度航行,舰载机安全起飞的弹射距离至少多长?(节是国际通用的航海速度单位,一节的速度取1.8km/h)
19. 如图,同一竖直线上的小球和小球静止在地面上方,球距离地面的高度,球在球的正上方,同时释放两小球。球每次与地面碰后均以原速率反弹,重力加速度大小为,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间,求:
(1)球第一次落地时的速度大小;
(2)若球在第一次碰地后上升到最高点时刚好与球相遇,球下落的距离;
(3)若球在第三次上升过程中与球相碰,球起始高度的取值范围。
20. 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60m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t1=0.4s,在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,x1~x2段位移为刹车系统的启动阶段,从x2位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止。已知从x2位置开始计时,汽车第1s内的位移为10.5m,第4s内的位移为1.5m。
(1)求x2位置汽车的速度大小及此后的加速度大小;
(2)若x1~x2段位移大小为27m,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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杭州第二中学富春学校2026-2027学年高一上学期10月阶段性测试物理试卷
注意事项:
I.答题前请填写好相关信息,答案填写在答题纸上,否则无效
II.可能用到的相关参数:g取10m/s2
一、单择题(每小题3分,共36分,每题有且只有一个正确选项)
1. 2025年11月,浙江少女陈妤颉在第15届全运会200米决赛中,以23秒02的成绩夺得冠军。关于此次比赛,下列说法正确的是( )
A. 陈妤颉全程的位移为200米
B. “23秒02”指的是时刻
C. 陈妤颉的平均速度大小约为8.69m/s
D. 研究陈妤颉的起跑动作时不能将她看成质点
【答案】D
【解析】
【详解】A.位移是从起点到终点的有向线段,而路程是实际运动的轨迹长度。200米决赛的跑道包含弯道,所以陈妤颉全程的路程是200米,而位移小于200米,故A错误;
B.“23秒02”是完成200米比赛所用的时间间隔,而时刻是指某一瞬间,故B错误;
C.平均速度是位移与时间的比值,因为陈妤颉全程的位移小于200米,所以平均速度会小于8.69m/s,故C错误;
D.研究起跑动作时,需要关注她的肢体细节,不能忽略她的形状和大小,因此不能将她看成质点,故D正确。
故选D。
2. 下列关于平均速度和瞬时速度的说法不正确的是( )
A. 平均速度,当充分小时,该式可表示时刻的瞬时速度
B. 匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C. 瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢
D. 只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢
【答案】C
【解析】
【详解】A.由平均速度定义式可知,当足够小,甚至趋近于零时,该式可表示t时刻的瞬时速度,A正确;
B.匀速直线运动的速度不变,各段时间内的平均速度都等于瞬时速度,B正确;
CD.平均速度只能粗略反映一段时间内物体运动的快慢程度,而瞬时速度能精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢及方向,C错误,D正确。
本题选择不正确的,故选C。
3. 如图所示,物体以5m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动,经过2s速度大小变为3m/s,则物体的加速度可能是( )
A. 大小为1m/s2,方向沿斜面向上
B. 大小为1m/s2,方向沿斜面向下
C. 大小为4m/s2,方向沿斜面向上
D. 大小为8m/s2,方向沿斜面向下
【答案】B
【解析】
【详解】取初速度方向为正方向,则
v0=5m/s
若2s后的速度方向沿斜面向上,则
v=3m/s
则
即加速度大小为1m/s2,方向沿斜面向下。
若2s后的速度方向沿斜面向下,则
则
即加速度大小为4m/s2,方向沿斜面向下。
故选B。
4. 如图,一质点做匀加速直线运动依次经过A、B、C三点,已知从A到B速度的增加量∆v1为2m/s,从B到C速度的增加量∆v2为4m/s,AB间的距离x1=2m,BC间的距离x2=10m,则该质点经过AC中点时的速度大小为( )
A. 5m/s B. 6m/s C. 7m/s D. 8m/s
【答案】A
【解析】
【详解】从A到B的时间为t1,从B到C的时间为t2,加速度为a,根据可得
AB段,有,
BC段,有,
联立解得,
该质点经过AC中点时的速度
故选A。
5. 2024年9月11日12时,由蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研发的朱雀三号可重复使用垂直起降回收试验箭,在酒泉卫星发射中心圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验。如图为某次回收火箭减速降落时所拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A. 火箭降落过程中,其加速度的方向与速度的方向相同
B. 火箭降落过程中,速度减小,加速度也一定减小
C. 火箭落地前的瞬间,其加速度一定为零
D. 火箭速度变化率越大,其加速度就越大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.火箭降落过程中,速度减小,其加速度的方向与速度的方向相反,加速度不一定减小,故AB错误;
C.火箭落地前的瞬间,其加速度不为零,故C错误,
D.速度变化率就是加速度,所以火箭速度变化率越大,其加速度就越大,故D正确。
故选D。
6. 某型号新能源汽车进行直线加速测试,在时从静止开始做匀加速直线运动。已知汽车在第3s内的位移为10m,下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1s内的位移大小为1m B. 汽车在前5s内的位移大小为25m
C. 汽车在第5s内的位移大小为18m D. 汽车的加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.设汽车的加速度大小为,根据匀变速直线运动规律可得汽车在第内的位移为
代入数据解得
根据位移时间公式可得汽车在第内的位移大小为
代入数据解得
由计算结果可知,汽车在第内的位移大小不为,故A错误;
B.根据位移时间公式可得汽车在前内的位移大小为
代入数据解得
由计算结果可知,汽车在前内的位移大小不为,故B错误;
C.根据匀变速直线运动规律可得汽车在第内的位移大小为
代入数据解得
由计算结果可知,汽车在第内的位移大小为,故C正确;
D.由对A选项的分析可知汽车的加速度大小为,故D错误。
故选C。
7. 某人划船逆流而上, 当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里, 但一直航行至上游某处时此人才发现,并立即返航追赶,当他返航经过1h追上小木块时,发现小木块距离桥有5400m远 ,若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等,则河水的流速大小是( )
A. 0.5m/s B. 0.75m/s C. 1.5m/s D. 3m/s
【答案】B
【解析】
【详解】以流动的河水为参考系,则小木块静止不动,船向上和向下航行时相对于水的速度大小相等,所以,从小木块掉到水里一直到船再次追上小木块所用时间为
小木块与河水速度相等,故河水的流速为
故选B。
8. 如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。t=0时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。若第2 s末和第6 s末速度大小均为8 m/s,第4 s末速度大小为12 m/s,则( )
A. 运动员在第4 s末恰好经过B点
B. AB段的加速度大小为2m/s2
C. 运动员在第8 s末恰好停在C点
D. 运动过程中的最大速度为m/s
【答案】D
【解析】
【详解】B.依题意可知,运动员在第2s末和第6s末速度大小均为8 m/s,第4 s末速度大小为12 m/s,则运动员加速过程的加速度大小为,故B错误;
A.假设第4 s末运动员还在AB段运动,根据运动学公式有运动员在第4 s末的速度大小为
所以运动员在4s前已经经过B点进入BC段运动。故A错误;
C.由上面分析可知,运动员在第4s末到第6s末在BC段做匀减速直线运动,所以在BC段做匀减速直线运动的加速度为
设从第6s末到停止,运动时间为,则有
所以运动员恰好停在C点的时间为,故C错误;
D.设运动员运动过程中的最大速度为,匀加速的运动时间为,则有
同理在BC段的匀减速直线运动中有
联立解得,故D正确。
故选D。
9. 一质点自x轴原点出发,沿正方向以加速度a加速,经过时间速度变为,接着以加速度运动,当速度变为时,加速度又变为a,直至速度变为时,加速度再变为,直到速度为…,其v-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 质点运动过程中离原点的最大距离为
B. 质点一直沿x轴正方向运动
C. 质点最终静止在原点
D. 质点在x轴上的整个运动过程就是一个匀变速直线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.图与横轴围成的面积表示位移,由图像可知时刻位移最大,故质点运动过程中离原点的最大距离为,故A正确;
B.由图像可知,质点的速度有正值、有负值,说明物体时而沿x轴正方向运动,时而沿x轴负方向运动,故B错误;
C.由图像可知,质点每次返回的位移均小于前一个运动周期的位移。故最终静止时离开原点的距离一定小于第一个运动周期的位移,最终位置不在原点,故C错误;
D.图斜率表示加速度,由图可知,图像斜率是变化的,即加速度是变化的,因此质点在x轴上的整个运动过程不是一个匀变速直线运动,故D错误。
故选A。
10. 如图所示,某同学用智能手机拍摄物块从台阶旁的斜坡上自由滑下的过程,物块运动过程中的五个位置A、B、C、D、E及对应的时刻如图所示。已知斜坡是由长为的地砖拼接而成,且A、C、E三个位置物块的下边缘刚好与砖缝平齐。下列说法正确的是( )
A. 物块由位置A运动至位置E的时间为
B. 位置A与位置D间的距离为
C. 物块在位置D时的速度大小为
D. 物块下滑的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图(b)中各个位置对应时刻可知,相邻位置的时间间隔为0.4s,则AE的时间间隔为1.6s,故A错误;
D.AC段与CE段的时间间隔为,则
解得物块下滑的加速度大小为。故D正确;
C.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知,物块在位置D时的速度大小为。故C错误;
B.位置A到位置D的加速过程,逆向看有,故B错误。
故选D。
11. 一个弹性小球从距水平地面某一高度的位置静止落下,被水平地面反弹后,竖直向上运动到最高点,运动过程中速度随时间变化的图像如图所示,(小球与地面碰撞的时间忽略不计,空气阻力不计,)下列说法正确的是( )
A. 弹性小球静止下落时距离水平地面的高度为
B. 弹性小球下落过程的平均速度的大小为
C. 弹性小球从开始下落至再次运动到最高点过程的平均速度的大小为
D. 弹性小球与水平地面碰撞过程中速度变化量的大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球反弹过程做竖直上抛运动,初速度为,由
得上升时间为
则下落时间为
由,故A错误;
B.下落过程的平均速度,故B错误;
C.上升高度,则从开始下落至再次运动到最高点过程的平均速度,故C正确;
D.小球落地前瞬间的速度,设竖直向上的方向为正方向,由
知小球与水平地面碰撞过程中速度变化量的大小为,故D错误。
故选C。
12. 如图,让甲球从离地高度为的位置由静止释放,同时让乙球在甲的正下方的某点由静止释放。已知乙球与水平地面碰撞后的速度大小是刚落地时速度大小的,且碰撞后的速度方向竖直向上。两小球均视为质点,忽略空气阻力,乙球与地面的碰撞时间忽略不计,重力加速度大小为,若乙第一次上升到最高点时刚好与甲相撞,则乙第一次上升的最大高度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设甲球下落高度为,时间为,则
设乙球第一次下落时间为,末速度为,第一次上抛运动时间,高度,则
又
联立解得
故选C。
二、多择题(每小题4分,共12分,每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13. “天问一号”的发射开启了我国探索火星之旅,已知质量为50kg的人在火星表面的重力为187.5N,地球表面的重力加速度大小为g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 火星与地球表面的重力加速度大小之比为3∶8
B. 火星与地球表面的重力加速度大小之比为8∶3
C. 如果在地球表面跳起的最大高度为1.2m,则在火星表面跳起的最大高度为3.2m
D. 如果在地球表面跳起的最大高度为1.2m,则在火星表面跳起的最大高度为1.0m
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.火星与地球表面的重力加速度大小之比为
故A正确,B错误;
CD.根据,,h=1.2m
得h火=3.2m,故C正确,D错误。
故选AC。
14. 紧急跳入水中可以躲避高速射来的子弹吗?《国家地理频道》实验证实:四个充满水的气球就可以使子弹停止运动。如图四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹以速度v0射入第一个水球,且在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,若整个过程所有水球均固定不动,子弹刚好能射穿第四个水球,下列说法正确的是( )
A. 子弹从丙球穿出时速度大小为
B. 子弹从乙球穿出时速度大小为
C. 子弹穿过甲、乙、丙、丁四球所使用时间之比为
D. 子弹在甲、乙、丙、丁四球中运动的平均速度之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.子弹在水球中沿水平方向做末速度为0的匀减速直线运动,根据逆向思维,可以将其逆过程等效为初速度为0的匀加速直线运动,设每个水球宽度为,总位移为,对整个过程由速度位移公式得
子弹穿出丙球时,逆向总位移为,由
解得,故A错误;
B.子弹穿出乙球时,逆向总位移为,由
解得,故B正确;
C.初速度为0的匀加速直线运动,根据
可得
可知通过前个相等位移的总时间
因此通过连续相等位移的时间比为
对应原匀减速过程,子弹穿过甲、乙、丙、丁的时间对应逆过程从后往前的时间,因此时间比为,故C正确;
D.平均速度
每个水球位移相等,因此平均速度之比为时间的倒数之比,则,故D错误。
故选BC。
15. 如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波速度为v0,脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经∆t0时间再次发射超声波脉冲,图乙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. 脉冲第一次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
B. 脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
C. 若,可以分析出物体在靠近超声波发射器
D. 物体的平均速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图可知,脉冲第一次被运动的物体反射时,物体距离B的距离,故A正确;
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离,故B错误;
C.若,说明超声波从发射到被运动的物体反射所用时间变大,则物体在远离超声波发射器,故C错误;
D.物体的平均速度为,故D正确。
故选AD。
三、非选择题(共4小题,共52分)
实验题(16、17两题共14分)
16. 某工程团队在进行高层建筑沉降监测前,需要先精确测定本地重力加速度以校准仪器。团队成员利用电火花打点计时器、重锤和纸带进行自由落体实验,打点计时器接入频率为的交流电源。重锤从静止释放后,打点计时器在纸带上打下一系列点迹。团队从打出的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带,依次标出计数点0、1、…、6,各计数点与0计数点之间的距离如图2所示。
(1)实验装置中选用电火花打点计时器,则其电源应为_________。
A. 直流 B. 交流 C. 直流 D. 交流
(2)根据图2相关数据,计算打下计数点2时的速度_________,重力加速度_________(结果均保留3位有效数字)。
(3)通过以上实验测出的重力加速度数值比当地的重力加速度值略小,可能的原因是_________。
A. 存在阻力的影响
B. 先释放纸带,后接通电源
C. 交流电的频率略大于
【答案】(1)B (2) ①. 1.89 ②. 9.64 (3)AC
【解析】
【小问1详解】
电火花打点计时器的工作电压为交流
【小问2详解】
[1]打下计数点2时的速度为
[2]根据逐差法可知
【小问3详解】
A.存在空气阻力会使重力加速度小于实际重力加速度,A正确;
B.先释放纸带后接通电源对计算加速度无影响,B错误;
C.交流电源频率略大于,实际周期减小,根据逐差法
可知计算时用较大的周期会导致重力加速度偏小,C正确。
故选AC。
17. 某同学利用如图甲所示的装置测量滑块运动的加速度,采用如下步骤完成实验:
①测量挡光片的宽度d;
②测量挡光片到光电门的距离x;
③由静止释放滑块,记录数字计时器显示的挡光片挡光时间t;
④多次改变x,测出所对应的挡光时间t;
⑤以为纵坐标,x为横坐标,作图像得出一条过坐标原点的直线如图乙所示,测得其斜率为k;
⑥根据实验数据和图像,计算滑块运动的加速度a。
根据上述的实验步骤,请回答:
(1)滑块通过光电门时的速度大小v=_________(用实验中所测物理量符号表示)。
(2)将挡光片经过光电门的平均速度视为挡光片前端经过光电门的瞬时速度,则滑块运动的加速度a=_________(用k,d表示),挡光片前端的真实瞬时速度比测量速度_________(填“大”或“小”),真实瞬时速度大小为_________(用a,t,d表示)。
【答案】 ①. ②. ③. 小 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]滑块通过光电门时的平均速度近似等于瞬时速度,则有
(2)[2]由速度位移关系公式,可得
整理可得
由图像的斜率可得
解得
[3]测量速度等于挡光片经过光电门时中间时刻的瞬时速度,因此挡光片前端的真实瞬时速度比测量速度小。
[4]设挡光片前端的真实瞬时速度为v1,由速度时间公式,则有
可得真实瞬时速度大小为
18. 2025年8月,我国首次公开福建舰电磁弹射实战化测试画面。已知某舰载机安全起飞速度需达到288km/h(相对于空气),在无风环境中,可通过电磁弹射装置在24s内将舰载机由静止匀加速至安全起飞,求:
(1)舰载机匀加速阶段的加速度是多少?
(2)舰载机的弹射轨道至少多长?
(3)当母舰以20节速度航行,舰载机安全起飞的弹射距离至少多长?(节是国际通用的航海速度单位,一节的速度取1.8km/h)
【答案】(1)
(或约)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由
则
【小问2详解】
根据
解得
【小问3详解】
方法一:舰载机的初速度为,加速到舰载机安全起飞的位移为,则有
加速期间母舰的位移为
弹射距离为
代入数据解得
方法二:以母舰为参考系,舰载机的起飞速度为
根据
解得
舰载机相对母舰的位移即为安全起飞的弹射距离为735m。
19. 如图,同一竖直线上的小球和小球静止在地面上方,球距离地面的高度,球在球的正上方,同时释放两小球。球每次与地面碰后均以原速率反弹,重力加速度大小为,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间,求:
(1)球第一次落地时的速度大小;
(2)若球在第一次碰地后上升到最高点时刚好与球相遇,球下落的距离;
(3)若球在第三次上升过程中与球相碰,球起始高度的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
球释放后做自由落体运动,由
可得球的下降时间为
球落地的速度为
【小问2详解】
球第一次碰地后反弹,做竖直上抛运动,由对称性可知,球上升到最高点所用的时间也为,故球从释放到第一次反弹到最高点所用总时间
则球下落高度为
【小问3详解】
若球在第三次碰地后刚上升时恰好与球相碰,此时球刚好落至地面,则有
若球在第三次碰地后上升到最高点时与球相碰,则此时球距地面高,则有
所以球起始高度的范围为
20. 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60m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t1=0.4s,在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,x1~x2段位移为刹车系统的启动阶段,从x2位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止。已知从x2位置开始计时,汽车第1s内的位移为10.5m,第4s内的位移为1.5m。
(1)求x2位置汽车的速度大小及此后的加速度大小;
(2)若x1~x2段位移大小为27m,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)57m
【解析】
【详解】(1)从x2位置开始计时,汽车做减速运动,汽车第1s内的位移x1=10.5m,第4s内的位移为x4=1.5m,由于
由于初速度为0的匀加速直线运动,相邻相等时间内的位移之比等于连续奇数之比1:3:5:7…,可知,若从x2位置开始计时,汽车在第4s末的速度恰好减为0。令,利用逆向思维,根据相邻相等时间内的位移差规律有
解得加速度大小为
设汽车在x1位置的速度为v0,x2位置的速度为v,结合上述可知,汽车第4s末刚好停下,利用逆向思维有
(2)从x1~x2,将该过程分成n段极短的位移,在该过程可以将汽车看为匀变速直线运动,在该极短位移内,利用逆向思维,根据位移与速度的关系有
…
()
将上述n个表达式相加有
其中表示a—x图像与横轴所围几何图形的面积,则有
即有
结合上述解得
则反应时间内的位移
在匀减速阶段,利用逆向思维,位移为
汽车行驶总位移
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