内容正文:
南宁三中2026—2027学年度上学期高一月考(一)
物理试题
2026.10
一、单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 北京时间2026年1月19日10时34分,“神舟二十号”飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。飞船在轨时间达到270天。关于以上两个“时间”说法正确的是( )
A. “2026年1月19日10时34分”是时刻 B. “270天”是时刻
C. 都是时刻 D. 都是时间间隔
2. 宋代诗人陈与义曾写道:“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。”关于这首诗说法正确的是( )
A. 研究船的航行轨迹时,不可以把船视为质点
B. 研究飞花落下在空中翻转、旋转的姿态时,可以将飞花视为质点
C. “卧看满天云不动”,是以“我”为参考系描述云的运动
D. 分别以船和河岸为参考系观察到云的运动是一样的
3. 下列关于伽利略对自由落体运动研究的叙述正确的是( )
A. 伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用自由落体实验进行了验证
B. 运用丁图的实验,可“冲淡”重力的作用,使时间更容易测量
C. 伽利略认为重的物体与轻的物体下落得同样快,都做匀速直线运动
D. 伽利略开创了把实验和逻辑推理(包括数学演算)相结合的科学方法,对近代科学发展产生了重要影响。
4. 某款“眼疾手快”玩具可用来锻炼人的反应能力与手眼协调能力。如图所示,该玩具的圆棒长度L=0.25 m,游戏者将手放在圆棒的正下方,手(视为质点)离圆棒下端的距离h=1.25 m。不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,。以圆棒由静止释放时为0时刻,则游戏者能抓住圆棒的时刻可能是( )
A. 0.38 s B. 0.53 s C. 0.60 s D. 0.72 s
5. 在2026年第二届世界人形机器人运动会的百米赛跑中,机器人甲和机器人乙展开激烈角逐。如图是某段时间内两机器人的位移-时间图像,图中曲线为抛物线,0时刻曲线与时间轴相切。关于0~2 s内甲乙两机器人的说法正确的是( )
A. 甲做曲线运动,乙做直线运动
B. 乙的速度总大于甲的速度
C. 甲的加速度大小为5 m/s2
D. 甲的平均速度小于5 m/s
6. 热气球用绳子系着一个重物,以20 m/s的速度匀速竖直上升至距离水平地面25 m时,绳子突然断开,不计空气阻力,从绳子断开到重物落地过程有(g=10 m/s2)( )
A. 重物在空中运动时间为1 s
B. 重物在空中运动时间为
C. 重物落地时速度大小为10 m/s
D. 重物落地时速度大小为30 m/s
7. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与时间t之间的关系图像如图所示,图线为一条倾斜的直线。下列说法正确的是( )
A. 动力车的初速度为20 m/s
B. 刹车过程中加速度大小为2.5 m/s2
C. 刹车过程持续的时间为12 s
D. 从开始刹车时计时,经过8 s,该车的位移大小为90 m
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 关于生活中见到的四幅图片,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,高速公路指示牌上显示的“100”,“80”和“60”是平均速度的大小
B. 乙图中,公路指示牌上显示的区间测速“70”是平均速率
C. 丙图中,高速公路指示牌上显示的“3 km”,“48 km”和“87 km”是位移的大小
D. 丁图中,动车车厢内显示屏上“199 km/h”是瞬时速率
9. 小安同学参加折返跑比赛,从静止开始由起点出发跑到距起点30米处的折返点,再跑回起点,则该同学运动过程中速度v、位移x与时间t的关系图像可能是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,一个小球从光滑固定斜面顶端由静止滑下做匀加速直线运动,途中依次经过A、B、C、D四点,已知经过AB、BC和CD三段所用时间分别为t、2t和3t,通过AB段和BC段的位移大小分别为x1和x2,下列说法正确的是( )
A.
B. 小球的加速度大小为
C. 小球在B点的瞬时速度大小为
D. CD段位移大小为5x2-4x1
三、实验题(本大题共2小题,第11题6分,第12题10分,共16分。)
11. 某同学用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。在铁架台下端固定一个光电门,让小球从光电门正上方某处由静止下落,穿过光电门时,与光电门相连的计时器测量挡光时间。
(1)为减小实验误差,小球应选取下列器材中的______。
A. 塑料球 B. 小钢球 C. 玻璃球
(2)测得实验时所用小球直径为d,在某次测量中光电门记录的挡光时间为Δt,则该次测量中小球经过光电门时的速度v=______。
(3)记录每次释放小球时小球球心到光电门的距离h,作出v2-h图像如图乙所示,若图线的斜率为k,可计算出重力加速度g=______。
12. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,所用电源频率为50 Hz,请回答下列问题:
(1)如图甲是两种打点计时器(a)、(b),下列说法正确的是______。
A. (a)为电磁打点计时器,(b)为电火花打点计时器
B. 两种打点计时器都使用220 V交流电源
C. 两种打点计时器打点时间间隔都为0.02 s
(2)某实验小组利用图乙所示装置探究小车沿斜面运动时速度随时间变化的规律。在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图丙所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上OABCDE和F每相邻的两个计数点间还有四个点未画出。已知x1=2.07 cm、x2=2.31 cm、x3=2.53 cm、x4=2.70 cm、x5=2.90 cm、x6=3.12 cm,则
①打D点时小车的速度大小vD=______m/s。(结果保留三位有效数字)
②小组同学算出其他各点的速度后在图丁所示的坐标系中作出小车的v-t图像,由图像可知小车做的是______直线运动(选填“匀速”、“匀变速”或“变加速”),利用图像求得小车的加速度大小为______m/s2。(结果保留三位有效数字)
③某同学由图丙纸带,利用“逐差法”计算小车的加速度大小为______m/s2。(结果保留三位有效数字)
四、计算题(本大题共3小题,第13题10分,第14题13分,第15题15分,共38分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分,有数字计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 广西平陆运河是新中国的世纪工程,航道实行分段限速:开阔主航道限速15 km/h,入海开阔段限速18 km/h,船闸、弯道及码头警戒区限速11 km/h。一艘5000吨级货轮以v0=14.4 km/h的速度在主航道航行,靠近船闸警戒区时做匀减速直线运动,经t0=10 s速度减为v1=10.8 km/h后匀速前进。求:
(1)货轮匀减速阶段的加速度大小;
(2)货轮匀减速阶段的位移大小;
(3)货轮匀减速过程中最后1 s内的平均速度。
14. 青秀山风景区在国庆期间开展航空作业,一架消费级无人机悬停在距地面高度H=24 m处。无人机开启快速返航模式竖直向下运动:向下加速时的最大加速度a1=1 m/s2,以最大加速度匀加速下降至速度v=4 m/s,接着以速度v匀速下降,制动时以最大加速度a2=2 m/s2匀减速下降,落地时速度恰好为0。求:
(1)匀减速阶段的位移大小;
(2)全程的运动时间;
(3)若无人机向下运动最大速度可达6 m/s,落地时速度恰好为0,求下降的最短时间。
15. 南宁市民族大道上一辆BRT公交车在路口等候绿灯,t=0时绿灯亮起,公交车以a0=1.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,此时恰有一名外卖骑手骑电动车以v0=9 m/s的速度匀速从旁边超过公交车前端,已知公交车加速至vm=12 m/s后做匀速直线运动,电动车可视为质点。求:
(1)公交车追上电动车之前两者间的最大距离;
(2)公交车追上电动车的时刻;
(3)若t0=8 s时,公交车司机和骑手均发现前方不远处有紧急事故发生,司机立即紧急刹车,为了避免突然刹车让乘客有明显不舒服的顿挫感,加速度大小随时间按如图线性规律变化,其中a1=0.5 m/s2,a2=0.9 m/s2。与此同时电动车也开始做匀减速直线运动,经Δt(Δt未知)时间公交车追上电动车,且此时二者速度相同。求紧急刹车时骑手加速度的大小。(结果保留2位小数)
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南宁三中2026—2027学年度上学期高一月考(一)
物理试题
2026.10
一、单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 北京时间2026年1月19日10时34分,“神舟二十号”飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。飞船在轨时间达到270天。关于以上两个“时间”说法正确的是( )
A. “2026年1月19日10时34分”是时刻 B. “270天”是时刻
C. 都是时刻 D. 都是时间间隔
【答案】A
【解析】
【详解】A.时刻指某一瞬时,“2026年1月19日10时34分”对应返回舱着陆的瞬时,属于时刻,故A正确;
B.时间间隔是两个时刻之间的间隔,对应一段过程的时长,“270天”是飞船在轨运行全过程的总时长,属于时间间隔,不是时刻,故B错误;
CD.由前面选项分析可知,CD错误。
故选A。
2. 宋代诗人陈与义曾写道:“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。”关于这首诗说法正确的是( )
A. 研究船的航行轨迹时,不可以把船视为质点
B. 研究飞花落下在空中翻转、旋转的姿态时,可以将飞花视为质点
C. “卧看满天云不动”,是以“我”为参考系描述云的运动
D. 分别以船和河岸为参考系观察到云的运动是一样的
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时,可将物体视为质点。研究船在诗中长距离航行的轨迹时,船的大小和形状可以忽略,可以将船视为质点,故A错误;
B.研究飞花翻转、旋转的姿态时,需要考虑飞花的形状及各部分运动的差异,不能将飞花视为质点,故B错误;
CD.“卧看满天云不动”表示云相对于船上的“我”位置不变,是以“我”为参考系描述云的运动;“不知云与我俱东”表示以河岸为参考系,云和船都向东运动。因此,以船为参考系时云静止,以河岸为参考系时云向东运动,两种描述中的运动状态不同,故C正确,D错误。
故选C。
3. 下列关于伽利略对自由落体运动研究的叙述正确的是( )
A. 伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用自由落体实验进行了验证
B. 运用丁图的实验,可“冲淡”重力的作用,使时间更容易测量
C. 伽利略认为重的物体与轻的物体下落得同样快,都做匀速直线运动
D. 伽利略开创了把实验和逻辑推理(包括数学演算)相结合的科学方法,对近代科学发展产生了重要影响。
【答案】D
【解析】
【详解】A.伽利略通过斜面实验间接推断自由落体运动速度与时间成正比,并未直接验证,故A错误;
B.由于当时计时工具不精确,伽利略采用图甲斜面“冲淡”重力以延长运动时间,便于测量,故B错误;
C.伽利略认为重的物体与轻的物体下落得同样快,都做匀加速直线运动,C错误;
D.伽利略通过斜面实验开创了把实验和逻辑推理(包括数学演算)相结合的科学方法,对近代科学发展产生了重要影响,D正确。
故选D。
4. 某款“眼疾手快”玩具可用来锻炼人的反应能力与手眼协调能力。如图所示,该玩具的圆棒长度L=0.25 m,游戏者将手放在圆棒的正下方,手(视为质点)离圆棒下端的距离h=1.25 m。不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,。以圆棒由静止释放时为0时刻,则游戏者能抓住圆棒的时刻可能是( )
A. 0.38 s B. 0.53 s C. 0.60 s D. 0.72 s
【答案】B
【解析】
【详解】圆棒做自由落体运动,若游戏者能抓住圆棒下端,则根据自由落体运动规律有
解得
同理若游戏者能抓住圆棒上端,则有
解得
所以游戏者能抓住圆棒的时刻可能是0.5s~0.55s之间。
故选B。
5. 在2026年第二届世界人形机器人运动会的百米赛跑中,机器人甲和机器人乙展开激烈角逐。如图是某段时间内两机器人的位移-时间图像,图中曲线为抛物线,0时刻曲线与时间轴相切。关于0~2 s内甲乙两机器人的说法正确的是( )
A. 甲做曲线运动,乙做直线运动
B. 乙的速度总大于甲的速度
C. 甲的加速度大小为5 m/s2
D. 甲的平均速度小于5 m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.x-t图像只能描述直线运动,即甲和乙均做直线运动,A错误;
B.由图像的斜率等于速度可知,乙的速度先大于甲的速度,后小于甲的速度,B错误;
C.0时刻曲线与时间轴相切,可知甲的初速度为零,根据可得,甲的加速度大小为,C正确;
D.甲的平均速度,D错误。
故选C。
6. 热气球用绳子系着一个重物,以20 m/s的速度匀速竖直上升至距离水平地面25 m时,绳子突然断开,不计空气阻力,从绳子断开到重物落地过程有(g=10 m/s2)( )
A. 重物在空中运动时间为1 s
B. 重物在空中运动时间为
C. 重物落地时速度大小为10 m/s
D. 重物落地时速度大小为30 m/s
【答案】D
【解析】
【详解】取竖直向上为正方向,绳子断开时重物的初速度,加速度,落地时位移。
AB.根据匀变速直线运动位移公式,代入数据得:
整理为,解得正根,故AB错误;
CD.根据速度位移公式,代入数据得:
解得(负号表示方向向下),即落地速度大小为,故C错误,D正确。故选D。
7. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与时间t之间的关系图像如图所示,图线为一条倾斜的直线。下列说法正确的是( )
A. 动力车的初速度为20 m/s
B. 刹车过程中加速度大小为2.5 m/s2
C. 刹车过程持续的时间为12 s
D. 从开始刹车时计时,经过8 s,该车的位移大小为90 m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据可得
结合图像可知动力车的初速度为v0=30 m/s
加速度
可得加速度a=-5m/s2
即加速度大小为5m/s2,AB错误;
C.刹车过程持续的时间为,C错误;
D.从开始刹车时计时,经过8s,该车已经停止,则位移大小为,D正确。
故选D。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 关于生活中见到的四幅图片,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,高速公路指示牌上显示的“100”,“80”和“60”是平均速度的大小
B. 乙图中,公路指示牌上显示的区间测速“70”是平均速率
C. 丙图中,高速公路指示牌上显示的“3 km”,“48 km”和“87 km”是位移的大小
D. 丁图中,动车车厢内显示屏上“199 km/h”是瞬时速率
【答案】BD
【解析】
【详解】A.高速公路指示牌上显示的“100”,“80”,“60” 是限速标志,指的是车辆行驶时允许的最大速度的大小,是瞬时速度大小的上限,不是平均速度的大小,故A错误;
B.乙图中,公路指示牌上显示的“70”是指测速区间内车辆行驶的路程与所用时间的比值,是指测速区间内车辆行驶的平均速率,故B正确;
C.位移的大小是初位置到末位置的直线距离,而高速公路指示牌上显示的“3km”, “48km”, “87 km”指的是从当前位置到相应地点的路径的长度,是路程,不是位移的大小,故C错误;
D.动车车厢内显示屏上“199 km/h”是指动车在“16∶01”这一时刻的瞬时速率为“199 km/h”,故D正确。
故选BD。
9. 小安同学参加折返跑比赛,从静止开始由起点出发跑到距起点30米处的折返点,再跑回起点,则该同学运动过程中速度v、位移x与时间t的关系图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.图像中,曲线上某点切线的斜率表示小安同学该时刻的速度,在时刻,小安同学由静止出发,此时曲线斜率应为0与时间轴相切。随后正向加速运动后正向减速运动到0再反向加速运动,A正确,B错误;
CD.图像中,图线与时间轴所围图形面积等于小安同学在该时间段内的位移大小,在时间轴上方为正向,时间轴下方为反向。小安同学参加的是折返跑比赛,两个方向位移大小应相等,C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,一个小球从光滑固定斜面顶端由静止滑下做匀加速直线运动,途中依次经过A、B、C、D四点,已知经过AB、BC和CD三段所用时间分别为t、2t和3t,通过AB段和BC段的位移大小分别为x1和x2,下列说法正确的是( )
A.
B. 小球的加速度大小为
C. 小球在B点的瞬时速度大小为
D. CD段位移大小为5x2-4x1
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设A点速度为,加速度为a。由
得,
联立得到,
只有初速度为0,连续相等时间内位移才是
本题中,只有当时,才等于,实际上,故A错误,B正确;
C.B点速度,故C正确;
D.A到D总时间,,
代入,求得,故D错误。
故选BC。
三、实验题(本大题共2小题,第11题6分,第12题10分,共16分。)
11. 某同学用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。在铁架台下端固定一个光电门,让小球从光电门正上方某处由静止下落,穿过光电门时,与光电门相连的计时器测量挡光时间。
(1)为减小实验误差,小球应选取下列器材中的______。
A. 塑料球 B. 小钢球 C. 玻璃球
(2)测得实验时所用小球直径为d,在某次测量中光电门记录的挡光时间为Δt,则该次测量中小球经过光电门时的速度v=______。
(3)记录每次释放小球时小球球心到光电门的距离h,作出v2-h图像如图乙所示,若图线的斜率为k,可计算出重力加速度g=______。
【答案】(1)B (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
为减小空气阻力带来的误差,应选择密度大、体积小的小球,小钢球最合适。
故选B。
【小问2详解】
利用极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度,可得小球经过光电门时的速度
【小问3详解】
小球自由下落,由运动学公式,图像是一次函数,形式为,对比得,所以。
12. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,所用电源频率为50 Hz,请回答下列问题:
(1)如图甲是两种打点计时器(a)、(b),下列说法正确的是______。
A. (a)为电磁打点计时器,(b)为电火花打点计时器
B. 两种打点计时器都使用220 V交流电源
C. 两种打点计时器打点时间间隔都为0.02 s
(2)某实验小组利用图乙所示装置探究小车沿斜面运动时速度随时间变化的规律。在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图丙所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上OABCDE和F每相邻的两个计数点间还有四个点未画出。已知x1=2.07 cm、x2=2.31 cm、x3=2.53 cm、x4=2.70 cm、x5=2.90 cm、x6=3.12 cm,则
①打D点时小车的速度大小vD=______m/s。(结果保留三位有效数字)
②小组同学算出其他各点的速度后在图丁所示的坐标系中作出小车的v-t图像,由图像可知小车做的是______直线运动(选填“匀速”、“匀变速”或“变加速”),利用图像求得小车的加速度大小为______m/s2。(结果保留三位有效数字)
③某同学由图丙纸带,利用“逐差法”计算小车的加速度大小为______m/s2。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)C (2) ①. ②. 匀变速 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
A.图甲左侧计时器有墨粉纸盘,是电火花打点计时器;右侧计时器有线圈、永久磁铁和振片,是电磁打点计时器,故A错误;
B.电火花打点计时器使用交流电源,电磁打点计时器使用低压交流电源,故B错误;
C.两种计时器均在每个电源周期打一个点。设打点周期为,电源频率为,则,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
[1]相邻两个计数点之间还有四个打点,故相邻计数点的时间间隔包含五个打点周期。设相邻计数点的时间间隔为,则
点瞬时速度
[2]图丁是小车的图像,其斜率表示加速度。图线为向上倾斜的直线,说明加速度恒定且速度增大,小车做匀变速直线运动。
[3]在图线上取与两点,对应速度分别约为与,记两点间的速度变化量为,时间间隔为,由加速度定义得
[4]由逐差法得
四、计算题(本大题共3小题,第13题10分,第14题13分,第15题15分,共38分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分,有数字计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 广西平陆运河是新中国的世纪工程,航道实行分段限速:开阔主航道限速15 km/h,入海开阔段限速18 km/h,船闸、弯道及码头警戒区限速11 km/h。一艘5000吨级货轮以v0=14.4 km/h的速度在主航道航行,靠近船闸警戒区时做匀减速直线运动,经t0=10 s速度减为v1=10.8 km/h后匀速前进。求:
(1)货轮匀减速阶段的加速度大小;
(2)货轮匀减速阶段的位移大小;
(3)货轮匀减速过程中最后1 s内的平均速度。
【答案】(1)
(2)
(3),方向与货轮初速度方向相同。
【解析】
【小问1详解】
取货轮初速度方向为正方向,将题给速度换算得,。货轮做匀减速直线运动,由加速度的定义得
负号表示加速度方向与初速度方向相反,因此加速度大小为
【小问2详解】
设货轮匀减速阶段的位移为,由匀变速直线运动的位移公式得
【小问3详解】
最后对应减速开始后的末至末。设这段时间为,其初速度为,由匀变速直线运动的速度公式得
这段时间的位移为
由平均速度的定义得
平均速度的方向与货轮初速度方向相同。
14. 青秀山风景区在国庆期间开展航空作业,一架消费级无人机悬停在距地面高度H=24 m处。无人机开启快速返航模式竖直向下运动:向下加速时的最大加速度a1=1 m/s2,以最大加速度匀加速下降至速度v=4 m/s,接着以速度v匀速下降,制动时以最大加速度a2=2 m/s2匀减速下降,落地时速度恰好为0。求:
(1)匀减速阶段的位移大小;
(2)全程的运动时间;
(3)若无人机向下运动最大速度可达6 m/s,落地时速度恰好为0,求下降的最短时间。
【答案】(1)4m (2)9s
(3)
【解析】
【小问1详解】
匀减速下降,由运动学公式
代入数据求得匀减速位移大小
【小问2详解】
加速阶段
加速位移
匀速阶段位移
匀速时间
减速阶段
总时间
【小问3详解】
要下降时间最短,先以最大加速度加速到,立刻以最大加速度减速到0,中间无匀速段。
加速位移
减速位移
由于,说明不能加速到6m/s就减速,还没加到6m/s就必须开始减速。
设最大速度为,则
求得
加速时间
减速时间
最短总时间
15. 南宁市民族大道上一辆BRT公交车在路口等候绿灯,t=0时绿灯亮起,公交车以a0=1.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,此时恰有一名外卖骑手骑电动车以v0=9 m/s的速度匀速从旁边超过公交车前端,已知公交车加速至vm=12 m/s后做匀速直线运动,电动车可视为质点。求:
(1)公交车追上电动车之前两者间的最大距离;
(2)公交车追上电动车的时刻;
(3)若t0=8 s时,公交车司机和骑手均发现前方不远处有紧急事故发生,司机立即紧急刹车,为了避免突然刹车让乘客有明显不舒服的顿挫感,加速度大小随时间按如图线性规律变化,其中a1=0.5 m/s2,a2=0.9 m/s2。与此同时电动车也开始做匀减速直线运动,经Δt(Δt未知)时间公交车追上电动车,且此时二者速度相同。求紧急刹车时骑手加速度的大小。(结果保留2位小数)
【答案】(1)27m (2)16s
(3)0.51m/s2
【解析】
【小问1详解】
当公交车速度等于电动车速度时,两者距离最大。设经过时间,公交车速度等于电动车速度
得
公交车位移
电动车位移
最大距离
【小问2详解】
设公交车加速到最大速度的时间,则
公交车加速阶段位移
时电动车位移
时,电动车还在前面
8s之后公交车匀速,电动车匀速。设再经过公交车追上电动车
求得
则追上总时刻
【小问3详解】
若时,二者同时刹车,经公交车追上电动车,且此时二者速度相同。公交车刹车加速度随时间线性变化,图像面积等于速度变化量,由题图知从到,由图像知公交车加速度先上升到,再下降到。
图线与时间轴围成面积等于速度减少量,面积
公交车初速度,末速度
电动车初速度,设刹车加速度大小为a,末速度
追上时速度相等,即
公交车刹车时,前半段减速越来越快(图向下弯),后半段减速越来越慢(图向上弯)。由于 图关于完全对称,这两个弯曲对图面积的影响恰好抵消,因此图下的面积直接等于
也就是初、末速度平均值乘以时间,和匀变速直线运动的位移公式形式相同。故公交车刹车阶段位移
电动车刹车位移
时,电动车领先公交车距离,追上满足
因为,联立求得,
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