内容正文:
物理作业12
一、单选题
1.甲、乙两物体同时从原点开始沿同一直线运动,它们的速度v与位移x关系图线如图所示。则下列说法正确的是( )
A.甲在运动过程中加速度保持不变B.甲在运动过程中加速度变小
C.甲、乙两物体在x0处相遇D.甲一定比乙先经过位移4x0处
2.一辆汽车进入高速公路出口处的人工收费站,自匀减速进入收费站至停车缴费的过程中,其平均速度随时间t变化关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.汽车的加速度为 B.时的速度为8m/s
C.0~8s内的位移是64m D.汽车在时恰好停止
3.越障活动中每个赛道均有4个圆柱形障碍物,障碍物的分布如选项A、B、C、D所示。某参赛者从起点a由静止出发跑向终点b,通过障碍物时速度均减小到零,且通过每个障碍物的时间相同,加速、减速阶段的加速度大小相同。对于同一参赛者,下列四条赛道用时最短的是( )
A.B.
C.D.
4.长为的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为,要通过前方一长为的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为和,则列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为( )
A. B.
C. D.
5.某国产新能源汽车在一条直线跑道上进行“单踏板模式”性能测试,测试过程分为两个阶段。阶段I:驾驶员踩下电门,汽车由静止启动,其加速度的倒数与速度的关系如图所示,当汽车加速至20时进入阶段II.阶段II:驾驶员适当调节电门使汽车做加速度为22的匀加速运动至速度为30。则( )
A.阶段I汽车运动的位移为400m
B.阶段I经历的时间为
C.阶段II汽车的位移大小为120m
D.阶段II中间位置的速度为15
6.甲图为在同一直线上运动的、两质点的位置随时间变化图像,乙图为质点的速度随时间的变化图像,甲图中直线与曲线相切于点,以下说法正确的是( )
A.质点的加速度大小为
B.,质点的速度为零
C.时,质点、之间的距离为
D.当质点的速度为零时,质点、间的距离为
7.子弹垂直射入叠在一起的相同木板,穿过第20块木板后的速度变为0。可以把子弹视为质点,已知子弹在木板中运动的总时间是,认为子弹在各块木板中运动的加速度都相同,且木板相对于地面始终保持静止,则( )
A.子弹穿过第1块木板所用的时间是B.子弹穿过第15块木板所用的时间
C.子弹穿过前15块木板所用的时间是
D.子弹穿过最后三块木板所用时间之比为
二、多选题
8.一辆警车以的速度自东向西行驶,经过一十字路口时,发现一名犯罪嫌疑人驾驶摩托车,对向行驶经过该路口(速度为),于是警车立即减速到并调头追赶。已知警车加、减速的加速度大小均为,最大速度为,摩托车的最大加速度为,最大速度为。为确保安全,警车第1次追上摩托车时速度等于,并喊话让犯罪嫌疑人靠边停车,但犯罪嫌疑人想逃逸,摩托车开始加速,加速至最大速度后匀速行驶,同时警车也再次开始加速,在与摩托车等速时恰好第2次追上,忽略调头过程警车的运动路程和时间,下列说法正确的是( )
A.第1次追上之前,两车的最大距离为200m
B.从在路口相遇到第1次追上,用时21s
C.第1次追上后,警车经过加速、匀速、减速直到第2次追上
D.从在路口相遇到第2次追上,摩托车的位移约572m
9.汽车B在平直公路上行驶,发现前方沿同方向行驶的汽车A速度较小,为了避免相撞,距A车15m处B车开始制动,此后它们的图像如图所示,则( )
A.B的加速度大小为
B.A、B在时的速度相同
C.A、B在内的位移相同
D.A、B两车不会相撞
10.甲、乙两辆实验小车在相邻平行车道上沿同一方向做直线运动,甲车在前,乙车在后。当两车沿运动方向相距9m时,甲车以速度,加速度大小为开始刹车,乙车正好从静止开始以加速度做匀加速直线运动。当两车沿运动方向的距离不超过15m时可以实现蓝牙配对,忽略两车的车身长度。下列说法正确的是( )
A.2s时两车沿运动方向相距17m B.5s时乙车追上甲车
C.两车能够实现蓝牙配对的时长为4s D.两车能够实现蓝牙配对的时长为
11.A、B两辆汽车在同一平直公路上同地出发,两车图像如图所示,其中为位移x和时间t的比值,由图像可知( )
A.A车的加速度大小为 B.B车在3s末速度减小到零
C.A车追上B车前,1s末A、B两车相距最远 D.B车速度减小到零时,A车速度大小为30m/s
12.如图所示,t=0时,质量为0.5kg的物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔2s物体的瞬时速度记录在下表中,重力加速度g=10m/s2,则下列说法中正确的是( )
t/s
0
2
4
6
v/m·s-1
0
8
12
8
A.t=3s的时刻物体恰好经过B点 B.t=10s的时刻物体恰好停在C点
C.物体运动过程中的最大速度为12m/s D.A、B间的距离小于B、C间的距离
试卷第1页(共3页)
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物理作业12 答案
一、单选题
1.甲、乙两物体同时从原点开始沿同一直线运动,它们的速度v与位移x关系图线如图所示。则下列说法正确的是( )
A.甲在运动过程中加速度保持不变 B.甲在运动过程中加速度变小
C.甲、乙两物体在x0处相遇D.甲一定比乙先经过位移4x0处
【答案】B
【详解】AB.根据整理可得
由图可知,甲在运动过程中,图线的斜率不变,即不变,即甲在运动随着位移增大,速度减小的过程中,加速度变小,故A错误,B正确;
C.图像中,图线的交点表示在该位移处两物体速度相等。在位移内,甲的图线在乙的上方,即甲的速度始终大于乙的速度,在通过相同位移时,速度大的物体用时短。因此,甲到达处所用的时间小于乙到达处所用的时间。由于两物体同时从原点出发,甲先到达处,乙后到达,两者在处没有相遇,故C错误;
D.由题意可知,甲做加速度减小的减速运动,直到速度减小为零时,位移大小为,即甲的位移无限接近于;而乙在有限时间内到达处。所以乙一定比甲先经过位移处,故D错误。故选B。
2.一辆汽车进入高速公路出口处的人工收费站,自匀减速进入收费站至停车缴费的过程中,其平均速度随时间t变化关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.汽车的加速度为 B.时的速度为8m/s
C.0~8s内的位移是64m D.汽车在时恰好停止
【答案】C
【详解】A.汽车做匀减速直线运动,设初速度为,加速度大小为a,则0~t时间内位移为平均速度满足
由图可知,解得,故A错误;
BD.t=8 s时的瞬时速度为,则汽车在8s时停止,故BD错误;
C.0~8s内的位移是,故C正确;故选C。
3.越障活动中每个赛道均有4个圆柱形障碍物,障碍物的分布如选项A、B、C、D所示。某参赛者从起点a由静止出发跑向终点b,通过障碍物时速度均减小到零,且通过每个障碍物的时间相同,加速、减速阶段的加速度大小相同。对于同一参赛者,下列四条赛道用时最短的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】由于每次通过障碍物时速度必须减小到零,且通过每个障碍物的时间相同,加速、减速阶段的加速度大小相同,根据对称性可知,参赛者在两障碍物之间运动时,参赛者做加速运动的时间等于做减速运动的时间,可知参赛者做减速运动的时间越短,赛道用时越短,即参赛者做减速运动的位移越短,赛道用时越短,图C障碍物之间的距离最近,参赛者做减速运动的时间最短,赛道用时最短,故选C。
4.长为的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为,要通过前方一长为的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为和,则列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】为使总时间最短,列车应以最大减速度2a减速,并恰好在车头进入隧道时减至允许的最大速度,减速时间为
从车头进入隧道到车尾离开隧道,列车需要行驶的距离为,该过程中始终以允许的最大速度行驶,所需时间为
车尾离开隧道后,列车立即以最大加速度加速至,加速时间为因此总时间为
解得故选C。
5.某国产新能源汽车在一条直线跑道上进行“单踏板模式”性能测试,测试过程分为两个阶段。阶段I:驾驶员踩下电门,汽车由静止启动,其加速度的倒数与速度的关系如图所示,当汽车加速至20时进入阶段II.阶段II:驾驶员适当调节电门使汽车做加速度为22的匀加速运动至速度为30。则( )
A.阶段I汽车运动的位移为400m
B.阶段I经历的时间为
C.阶段II汽车的位移大小为120m
D.阶段II中间位置的速度为15
【答案】B
【详解】AB.图像与轴围成的面积等于时间,
故B正确;
运动加速度随时间减小,若加速度取最大值a=2m/s2时,则20s内匀加速运动的位移为x==400m
实际位移应小于400m,故A错误;
CD.由位移计算公式可知故C错误;
由匀变速中间位置速度公式故D错误;故选B。
6.甲图为在同一直线上运动的、两质点的位置随时间变化图像,乙图为质点的速度随时间的变化图像,甲图中直线与曲线相切于点,以下说法正确的是( )
A.质点的加速度大小为
B.,质点的速度为零
C.时,质点、之间的距离为
D.当质点的速度为零时,质点、间的距离为
【答案】C
【详解】A.x-t图像的斜率表示速度,甲图中M是匀速直线运动,c点坐标为、。由于甲图中M、N在c点相切,说明时两者速度相等。
乙图是N的v-t图像,为匀变速直线运动,加速度恒定: 由乙图知时,结合相切条件得时
代入匀变速速度公式有
代入匀变速位移公式有
解得加速度,
故A错误;
B.时,质点的速度,故B错误;
C. M的运动方程为,代入、、
得时M的位置
时N的位置,因此时两者间距为75m,故C正确;
D. 质点的速度为零时,
此时,
两质点间距为27m,故D错误。故选C 。
7.子弹垂直射入叠在一起的相同木板,穿过第20块木板后的速度变为0。可以把子弹视为质点,已知子弹在木板中运动的总时间是,认为子弹在各块木板中运动的加速度都相同,且木板相对于地面始终保持静止,则( )
A.子弹穿过第1块木板所用的时间是
B.子弹穿过第15块木板所用的时间
C.子弹穿过前15块木板所用的时间是
D.子弹穿过最后三块木板所用时间之比为
【答案】B
【详解】A.子弹做匀减速运动穿过第20块木板后速度变为0,运用逆向思维法,子弹反向做初速度为零的匀加速直线运动,设每块木板的厚度为s,则有
穿过第1块木板后n=19有联立解得
因此子弹穿过第1块木板所用的时间为,故A错误;
BC.穿过前15块木板后有联立解得
故子弹穿过前15块木板所用的时间是穿过前14块木板后有
联立解得则穿过第15块木板的时间,故B正确,C错误;
D.运用逆向思维法和根据匀变速推论可知,子弹穿过最后三块木板所用时间之比为,故D错误。故选B。
二、多选题
8.一辆警车以的速度自东向西行驶,经过一十字路口时,发现一名犯罪嫌疑人驾驶摩托车,对向行驶经过该路口(速度为),于是警车立即减速到并调头追赶。已知警车加、减速的加速度大小均为,最大速度为,摩托车的最大加速度为,最大速度为。为确保安全,警车第1次追上摩托车时速度等于,并喊话让犯罪嫌疑人靠边停车,但犯罪嫌疑人想逃逸,摩托车开始加速,加速至最大速度后匀速行驶,同时警车也再次开始加速,在与摩托车等速时恰好第2次追上,忽略调头过程警车的运动路程和时间,下列说法正确的是( )
A.第1次追上之前,两车的最大距离为200m
B.从在路口相遇到第1次追上,用时21s
C.第1次追上后,警车经过加速、匀速、减速直到第2次追上
D.从在路口相遇到第2次追上,摩托车的位移约572m
【答案】BD
【详解】A.结合题述画出两车运动的速度时间图像如图所示,其中,
警车调头后,第1次追上摩托车之前,两车同向运动,且速度相等时,间距最大。图像中面积代表位移,则有,故A错误;
B.以及时间段内加速(或减速)持续的时间均为
设在时第1次追上,期间警车以最大速度匀速运动的时间为,则有
可得,,故B正确;
C.设从第1次追上到第2次追上用时,摩托车速度从加速至所用的时间为警车加速度较小,则此过程警车未达到最大速度,警车与摩托车共速时,时间为根据图像由三角形面积相等可得数值关系有解得警车加速时间为此阶段警车的最大速度
则在第2次追及过程中,警车先加速后减速,故C错误;
D.从在路口相遇到第2次追上,摩托车的位移,故D正确。故选BD。
9.汽车B在平直公路上行驶,发现前方沿同方向行驶的汽车A速度较小,为了避免相撞,距A车15m处B车开始制动,此后它们的图像如图所示,则( )
A.B的加速度大小为B.A、B在时的速度相同
C.A、B在内的位移相同D.A、B两车不会相撞
【答案】AB
【详解】A.根据速度—时间图线知,B的加速度大小,故A正确;
B.由速度—时间图线可知,A、B在t=4s时速度相同。故B正确;
C.在0~4s内,B图线与时间轴围成的面积大于A图线与时间轴围成的面积,则B的位移大于A的位移。故C错误;
D.速度相等时,A的位移大小 B的位移大小
因为所以知两车会相撞,故D错误。故选AB。
10.甲、乙两辆实验小车在相邻平行车道上沿同一方向做直线运动,甲车在前,乙车在后。当两车沿运动方向相距9m时,甲车以速度,加速度大小为开始刹车,乙车正好从静止开始以加速度做匀加速直线运动。当两车沿运动方向的距离不超过15m时可以实现蓝牙配对,忽略两车的车身长度。下列说法正确的是( )
A.2s时两车沿运动方向相距17m B.5s时乙车追上甲车
C.两车能够实现蓝牙配对的时长为4s D.两车能够实现蓝牙配对的时长为
【答案】ABD
【详解】A.由题可知,甲车初速度 ,加速度大小 ;乙车初速度 ,加速度 。初始时刻甲在前乙在后,相距。
甲车刹车停止所需时间时,甲车仍在运动,位移
此时甲车位置乙车位移位置
两车沿运动方向距离,故 A 正确。
B.时甲车停止,总位移位置
此时乙车位移位置
乙未追上甲。此后甲静止,乙继续加速,设 时刻追上,则解得,故B正确。
CD.蓝牙配对条件为两车距离
在内
令,即解得 或
结合时间范围,有效时段为 和 ,在 内,甲停在 处,乙位置
距离令 ,即即结合
则有效时段为 。综上,配对总时长 。故 C 错误,D 正确。故选ABD。
11.A、B两辆汽车在同一平直公路上同地出发,两车图像如图所示,其中为位移x和时间t的比值,由图像可知( )
A.A车的加速度大小为B.B车在3s末速度减小到零
C.A车追上B车前,1s末A、B两车相距最远 D.B车速度减小到零时,A车速度大小为30m/s
【答案】BC
【详解】A.根据可得 A车图像的斜率
A车的加速度大小为,故A错误;
B.由图像可知,B车的初速度为由则B车加速度为
则速度减为零的时间为,故B正确;
C.当两车速度相等时相距最远,即解得t=1s,故C正确;
D.B车速度减小到零时需经过t=3s,此时A车速度为,故D错误。
故选BC。
12.如图所示,t=0时,质量为0.5kg的物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔2s物体的瞬时速度记录在下表中,重力加速度g=10m/s2,则下列说法中正确的是( )
t/s
0
2
4
6
v/m·s-1
0
8
12
8
A.t=3s的时刻物体恰好经过B点 B.t=10s的时刻物体恰好停在C点
C.物体运动过程中的最大速度为12m/s D.A、B间的距离小于B、C间的距离
【答案】BD
【详解】AC.分析图表中数据知,内一定是匀加速,先加速后减速,做匀减速,可以求出下滑的加速度
如果第4s还在斜面上的话,速度应为16m/s,从而判断出第4s已过B点。是在2s到4s之间经过B点.所以最大速度不是12m/s,在水平面上的加速度
设内先在斜面上加速下滑了,接着在水平面减速滑动,
根据运动学公式
解得
知经过到达B点,到达B点时的速度,故AC错误;
B.第6s末的速度是8m/s,到停下来还需的时间t′=4s,所以到C点的时间为10s。故B正确;
D.根据
求出AB段的长度为,BC段长度为。故D正确。
故选BD。
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