精品解析:天津市经济技术开发区第一中学2026-2027学年高一上学期10月阶段检测物理试卷(强基)
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内容正文:
天津市经济技术开发区第一中学2026-2027学年高一上学期10月阶段检测物理试卷(强基)
一、单选题(每题4分,总计32分)
1. 在物理学的重大发现中,科学家创造出了许多物理学研究方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法、微元法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述,正确的是( )
A. “理想化模型”在研究的问题中是实际存在的
B. 定义加速度用了比值法,加速度与成正比
C. 在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了等效替代法
D. 根据速度定义式,当非常非常小时,v表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想法
2. 2026年4月19日在北京亦庄举办机器人半马,起点为北京亦庄通明湖畔科创十七街,终点为南海子公园,全程21.0975公里。荣耀公司“齐天大圣”队的“闪电”机器人以50分26秒夺冠,是全球首个人形机器人半马赛事的历史性突破,下列说法正确的是( )
A. 50分26秒是指时间间隔
B. 以“闪电”机器人为参考系,路旁的陪跑运动员一定向后运动
C. “闪电”机器人的平均速度约为
D. 研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,不可以将它视为质点
3. 2025年10月31日23时44分,长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将神舟二十一号载人飞船送入预定轨道,标志着我国载人航天工程迈入常态化运营新阶段。关于火箭的速度和加速度,下列说法正确的是( )
A. 发射瞬间,加速度一定为零
B. 速度增大,加速度一定增大
C. 速度变化率越大,加速度就越大
D. 加速上升过程中,速度的方向与加速度的方向相反
4. 在某次机器狗的测试中,机器狗和测试人员的位置-时间图像(图像)如图所示,其中机器狗的图像为曲线,人的图像为两条线段。关于机器狗和人的运动,下列说法正确的是( )
A. 人一直做匀加速直线运动
B. 机器狗的运动方向一直在改变
C. 时间内,人的加速度始终为零
D. 时间内,机器狗的速度一定大于人的速度
5. 如图所示的位移(x)—时间(t)图像和速度(v)—时间(t)图像中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A. 甲车做曲线运动,乙车做直线运动
B. 时间内,甲车通过的路程等于乙车通过的路程
C. 时间内,丙、丁两车在时刻相遇
D. 时间内,甲的平均速度大于乙的平均速度
6. 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5 s,位移大小为20 m,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. ,
7. 如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度为L,通过A点的时间间隔为;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为。为( )
A.
B.
C.
D.
8. 如图所示,电动公交车做匀减速直线运动进站,连续经过R、S、T三点,已知ST间的距离是RS的两倍,RS段的平均速度是10m/s,ST段的平均速度是5m/s,则公交车经过T点时的瞬时速度为( )
A. 3m/s B. 2m/s C. 1m/s D. 0.5m/s
二、多选题(每题4分,总计12分,部分选对得2分,多选、错选不得分)
9. 如图所示为某质点做直线运动的v-t图像,关于这个质点在4s内的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 加速度大小不变,方向与初速度方向相同
B. 4s内通过的路程为4m,而位移为零
C. 质点始终向同一方向运动
D. 4s末物体回到发点
10. 汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,即,它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化关系如图所示,则该物体在( )
A. 内速度的变化量
B. 内加速度的变化量
C. 时和时加速度相同
D. 的急动度
11. 福建舰是目前全世界唯一具有稳定电磁弹射系统的航母。2025年9月22日中国海军宣布、歼-35、歼-15T和空警-600三型舰载机,已于此前成功完成在福建舰上的首次起飞和着舰训练。舰载机在航母上降落时,需要用阻拦索使飞机迅速停下来。假设某次歼-35着舰训练时,歼-35钩住阻拦索后,在福建舰水平甲板上运动的位移随时间变化的关系式为(的单位为,的单位为),该过程中福建舰始终保持静止,则下列说法正确的是( )
A. 歼-35的加速度大小为
B. 歼-35钩住阻拦索后运动时的位移大小为
C. 歼-35钩住阻拦索后运动时的速度大小为
D. 歼-35钩住阻拦索后,运动的最后滑行的距离为
三、实验题(总计12分)
12. 如图甲所示,利用遮光条和光电门能够较为精确地测量物体的速度。图乙中一滑块沿倾斜气垫导轨向上运动,先后穿过两个光电门时的挡光时间分别为,遮光条宽度,遮光条从开始挡住第1个光电门到开始挡住第2个光电门的时间间隔。
(1)滑块通过第1个光电门的速度大小为___________m/s,滑块通过第2个光电门的速度大小为___________m/s。
(2)若滑块的运动过程是匀变速运动,则滑块的加速度为___________。(以沿导轨向上为正方向)。
(3)为了提高实验的精度,则遮光条___________(选填“越宽越好”或“越窄越好”)。
13. 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始(其中第“1”点先打下),每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为。
(1)实验中,除打点计时器(含交流电源、纸带)、小车、平板和重物外,在下面的器材中,必须使用的是__________(选填选项前的字母)。
A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平
(2)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点__________和__________之间某时刻开始减速。
(3)计数点9对应的速度大小为____________________。(保留2位有效数字)
(4)物块减速运动过程中加速度的大小为__________。(保留2位有效数字)
(5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于,那么速度的测量值比实际值__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题(总计44分)
14. 如图所示,“蛟龙号”载人潜水器是迄今为止中国自主设计的最复杂的海洋调查装备,具有世界第一的下潜深度,且各项技术指标世界领先。“蛟龙号”载人潜水器某次潜水试验,下潜深度3000m,其下潜过程可简化为由静止开始竖直向下先做加速度大小为a1=0.2m/s2的匀加速直线运动然后做加速度大小为a2=0.1m/s2的匀减速直线运动直到速度零,求:
(1)下潜时加速阶段的位移大小;
(2)下潜3000m的总时间。
15. 机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示,一辆汽车正以v1=36km/h的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线s=20m处,驾驶员发现小朋友排着长l=6m的队伍正从斑马线的一端开始横过马路,立即刹车,最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中做匀减速直线运动,且忽略驾驶员的反应时间。
(1)求开始刹车到汽车停止所用的时间t1;
(2)若路面宽L=6m,小朋友行走的速度v0=0.5m/s,要求所有小朋友全部横过马路后汽车才能继续行驶,求汽车在斑马线前需要等待的时间Δt;
(3)假设驾驶员以v2=54km/h超速行驶,在距离斑马线s=20m处仍以同样的加速度立即刹车,求汽车到达斑马线时的速度v3。
16. 如图所示,两侧开口、长的圆筒沿着粗糙地面向前方墙壁滑行,加速度大小,方向始终与圆筒运动方向相反。时圆筒右端距离墙壁,初速度。一无人机此时恰在圆筒右侧筒口中心,以速度与圆筒同向做匀速直线运动。无人机相对于圆筒从一侧筒口运动到另一侧筒口视为穿过一次圆筒。假设无人机可以在圆筒内外自由穿梭不受筒影响,无人机可看作质点。
(1)求无人机第一次穿过圆筒所用的时间;
(2)若无人机穿过圆筒后立即开始做匀减速直线运动,加速度至少为多大才能不与墙碰撞;
(3)圆筒撞到墙后会以撞墙前瞬间速率的一半反弹,反弹后向左滑行直到停下时,无人机是否已经撞墙?若未撞墙,求此时无人机离圆筒右侧筒口中心的距离。
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天津市经济技术开发区第一中学2026-2027学年高一上学期10月阶段检测物理试卷(强基)
一、单选题(每题4分,总计32分)
1. 在物理学的重大发现中,科学家创造出了许多物理学研究方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法、微元法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述,正确的是( )
A. “理想化模型”在研究的问题中是实际存在的
B. 定义加速度用了比值法,加速度与成正比
C. 在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了等效替代法
D. 根据速度定义式,当非常非常小时,v表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想法
【答案】D
【解析】
【详解】A.“理想化模型”是为了简化问题而建立的抽象概念,实际中并不存在,故A错误;
B.定义加速度用了比值法,但加速度与无关,与比值有关,故B错误;
C.在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了理想模型法,故C错误;
D.根据速度定义式,当非常非常小时,v表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想法,故D正确。
故选D。
2. 2026年4月19日在北京亦庄举办机器人半马,起点为北京亦庄通明湖畔科创十七街,终点为南海子公园,全程21.0975公里。荣耀公司“齐天大圣”队的“闪电”机器人以50分26秒夺冠,是全球首个人形机器人半马赛事的历史性突破,下列说法正确的是( )
A. 50分26秒是指时间间隔
B. 以“闪电”机器人为参考系,路旁的陪跑运动员一定向后运动
C. “闪电”机器人的平均速度约为
D. 研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,不可以将它视为质点
【答案】A
【解析】
【详解】A.50分26秒对应的是机器人跑完半程马拉松这一过程所用的时间长度,是指时间间隔,故A正确;
B.以“闪电”机器人为参考系,若陪跑运动员的速度小于机器人的速度,则陪跑运动员向后运动;若陪跑运动员的速度大于机器人的速度,则陪跑运动员向前运动,故B错误;
C.全程21.0975公里是指路程,则
平均速度等于位移与时间的比值,由于半马赛道不是直线,位移大小小于路程,故平均速度大小小于25km/h,故C错误;
D.研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,机器人的大小和形状相对于21公里的路程可以忽略不计,可以将它视为质点,故D错误。
故选A。
3. 2025年10月31日23时44分,长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将神舟二十一号载人飞船送入预定轨道,标志着我国载人航天工程迈入常态化运营新阶段。关于火箭的速度和加速度,下列说法正确的是( )
A. 发射瞬间,加速度一定为零
B. 速度增大,加速度一定增大
C. 速度变化率越大,加速度就越大
D. 加速上升过程中,速度的方向与加速度的方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.发射瞬间,加速度一定不为零。故A错误;
B.速度增大,加速度可能减小,做加速度减小的加速运动。故B错误;
C.根据可知,速度变化率越大,加速度就越大。故C正确;
D.加速上升过程中,速度的方向与加速度的方向相同。故D错误。
故选C。
4. 在某次机器狗的测试中,机器狗和测试人员的位置-时间图像(图像)如图所示,其中机器狗的图像为曲线,人的图像为两条线段。关于机器狗和人的运动,下列说法正确的是( )
A. 人一直做匀加速直线运动
B. 机器狗的运动方向一直在改变
C. 时间内,人的加速度始终为零
D. 时间内,机器狗的速度一定大于人的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.在图像中,图线的斜率绝对值代表速度的大小,斜率的正负代表速度的方向。
人的图像由两段直线构成。在每段直线上,斜率保持不变,说明人在和时间内均做匀速直线运动,而非匀加速直线运动,故A错误;
B.机器狗的图像是一条斜率始终为正的曲线,其位置坐标随时间一直增大,说明机器狗的运动方向一直未变,故B错误;
C.在时间内,人的图像为两条直线段。在每一段直线段运动过程中,速度大小和方向均不变,因此其加速度为零,故C正确;
D.在时间内,人的斜率大于机器狗的斜率,说明在之后,人的速度大于机器狗的速度,故D错误。
故选C。
5. 如图所示的位移(x)—时间(t)图像和速度(v)—时间(t)图像中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A. 甲车做曲线运动,乙车做直线运动
B. 时间内,甲车通过的路程等于乙车通过的路程
C. 时间内,丙、丁两车在时刻相遇
D. 时间内,甲的平均速度大于乙的平均速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.位移(x)—时间(t)图像和速度(v)—时间(t)图像均为矢量图像,均描述的是直线运动,A错误;
B.位移(x)—时间(t)图像的斜率表示速度,由图像可知,斜率始终为正值,即物体在做单向直线运动,时间内,甲乙两车的位置坐标相同,则表明时间内,甲车通过的路程等于乙车通过的路程,B正确;
C.速度(v)—时间(t)图像中图线与时间轴所围几何图形的面积表示位移,根据图像可知,时间内,丁的位移大于丙的位移,由于出发点相同,则在时刻丁车位于丙车前方,C错误;
D.根据上述,时间内,甲乙的位移相等,根据
可知,时间内,甲的平均速度等于乙的平均速度,D正确。
故选B。
6. 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5 s,位移大小为20 m,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】A
【解析】
【详解】根据题意,设运动过程中最大速度为,则有
代入数据解得
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
解得加速过程或减速过程的最小加速度
综上所述,该球员某时刻的速度不可能为,加速度大小不可能为。所以根据题意和选项速度和加速度大小可能是,。
故选A。
7. 如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度为L,通过A点的时间间隔为;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为。为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】木板在斜面上运动时,木板的加速度不变,设加速度为,木板从静止释放到下端到达A点的过程,根据运动学公式有
木板从静止释放到上端到达A点的过程,当木板长度为L时,有
当木板长度为时,有
又
,
联立解得
故选A。
8. 如图所示,电动公交车做匀减速直线运动进站,连续经过R、S、T三点,已知ST间的距离是RS的两倍,RS段的平均速度是10m/s,ST段的平均速度是5m/s,则公交车经过T点时的瞬时速度为( )
A. 3m/s B. 2m/s C. 1m/s D. 0.5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】由题知,电动公交车做匀减速直线运动,且设RS间的距离为x,则根据题意有
,
联立解得
t2= 4t1,vT = vR-10
再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有
vT = vR-a∙5t1
则
at1= 2m/s
其中还有
解得
联立解得
故选C。
二、多选题(每题4分,总计12分,部分选对得2分,多选、错选不得分)
9. 如图所示为某质点做直线运动的v-t图像,关于这个质点在4s内的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 加速度大小不变,方向与初速度方向相同
B. 4s内通过的路程为4m,而位移为零
C. 质点始终向同一方向运动
D. 4s末物体回到发点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可知,前两秒物体向负方向做匀减速直线运动,加速度与初速度方向相反,故A错误;
B.质点前两秒的位移
路程为2m,后两秒位移
路程为2m,所以4s内的位移是零,路程是4m,故B正确;
C.质点前两秒向负方向运动,后两秒向正方向运动,故C错误;
D.因为四秒内的位移为零,所以4s末物体回到发点,故D正确。
故选BD。
10. 汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,即,它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化关系如图所示,则该物体在( )
A. 内速度的变化量
B. 内加速度的变化量
C. 时和时加速度相同
D. 的急动度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图像中面积表示速度变化量,由图可知,内速度的变化量,故A正确;
B.由图可知,内加速度的变化量,故B错误;
C.由图可知,时和时加速度大小相等,方向相反,故C错误;
D.根据图像的斜率表示急动度,由图可知,的急动度,故D正确。
故选AD。
11. 福建舰是目前全世界唯一具有稳定电磁弹射系统的航母。2025年9月22日中国海军宣布、歼-35、歼-15T和空警-600三型舰载机,已于此前成功完成在福建舰上的首次起飞和着舰训练。舰载机在航母上降落时,需要用阻拦索使飞机迅速停下来。假设某次歼-35着舰训练时,歼-35钩住阻拦索后,在福建舰水平甲板上运动的位移随时间变化的关系式为(的单位为,的单位为),该过程中福建舰始终保持静止,则下列说法正确的是( )
A. 歼-35的加速度大小为
B. 歼-35钩住阻拦索后运动时的位移大小为
C. 歼-35钩住阻拦索后运动时的速度大小为
D. 歼-35钩住阻拦索后,运动的最后滑行的距离为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.歼-35在福建舰水平甲板上运动的位移随时间变化的关系式为,结合匀变速直线运动位移时间公式,可知歼-35的初速度和加速度分别为,
可知歼-35的加速度大小为,故A错误;
B.歼-35从开始减速到停下所用时间为
可知歼-35钩住阻拦索后运动时的位移大小为,故B错误;
C.歼-35钩住阻拦索后运动时的速度大小为,故C正确;
D.根据逆向思维可知,歼-35钩住阻拦索后,运动的最后滑行的距离为,故D正确。
故选CD。
三、实验题(总计12分)
12. 如图甲所示,利用遮光条和光电门能够较为精确地测量物体的速度。图乙中一滑块沿倾斜气垫导轨向上运动,先后穿过两个光电门时的挡光时间分别为,遮光条宽度,遮光条从开始挡住第1个光电门到开始挡住第2个光电门的时间间隔。
(1)滑块通过第1个光电门的速度大小为___________m/s,滑块通过第2个光电门的速度大小为___________m/s。
(2)若滑块的运动过程是匀变速运动,则滑块的加速度为___________。(以沿导轨向上为正方向)。
(3)为了提高实验的精度,则遮光条___________(选填“越宽越好”或“越窄越好”)。
【答案】(1) ①. 0.05 ②. 0.025
(2)-0.01 (3)越窄越好
【解析】
【小问1详解】
[1]滑块通过第1个光电门的速度。
[2]滑块通过第2个光电门的速度。
【小问2详解】
滑块的加速度。
【小问3详解】
为了让平均速度更接近瞬时速度,应减小遮光条的宽度,所以遮光条“越窄越好”。
【点睛】
13. 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始(其中第“1”点先打下),每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为。
(1)实验中,除打点计时器(含交流电源、纸带)、小车、平板和重物外,在下面的器材中,必须使用的是__________(选填选项前的字母)。
A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平
(2)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点__________和__________之间某时刻开始减速。
(3)计数点9对应的速度大小为____________________。(保留2位有效数字)
(4)物块减速运动过程中加速度的大小为__________。(保留2位有效数字)
(5)实验完毕后,某同学发现实验时电源的实际频率小于,那么速度的测量值比实际值__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)A (2) ①. 6 ②. 7
(3)0.76 (4)2.0
(5)偏大
【解析】
【小问1详解】
打点计时器本身可以通过固定的打点频率自动计时,不需要秒表;本实验仅探究物块的运动规律,不需要测量质量,因此不需要天平;实验需要测量纸带上计数点的间距来计算速度、加速度,必须使用刻度尺。
故选A。
【小问2详解】
[1][2]从纸带上的数据分析得知:在计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是加速运动,在计数点7之后,两点之间的位移逐渐减小,是减速运动,所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。
【小问3详解】
每5个点取1个计数点,相邻计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,可得计数点9对应的速度大小为
【小问4详解】
根据逐差法可得物块减速运动过程中加速度的大小为
【小问5详解】
电源的实际频率小于,则实际打点周期大于,代入计算的时间间隔偏小,所以速度的测量值比实际值偏大。
四、计算题(总计44分)
14. 如图所示,“蛟龙号”载人潜水器是迄今为止中国自主设计的最复杂的海洋调查装备,具有世界第一的下潜深度,且各项技术指标世界领先。“蛟龙号”载人潜水器某次潜水试验,下潜深度3000m,其下潜过程可简化为由静止开始竖直向下先做加速度大小为a1=0.2m/s2的匀加速直线运动然后做加速度大小为a2=0.1m/s2的匀减速直线运动直到速度零,求:
(1)下潜时加速阶段的位移大小;
(2)下潜3000m的总时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设潜水器加速阶段的位移为x1,运动时间为t1,末速度为v,减速阶段的位移为x2,运动时间为t2,则由匀变速直线运动规律有
又
联立可得
(2)根据匀变速直线运动速度公式
解得
15. 机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示,一辆汽车正以v1=36km/h的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线s=20m处,驾驶员发现小朋友排着长l=6m的队伍正从斑马线的一端开始横过马路,立即刹车,最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中做匀减速直线运动,且忽略驾驶员的反应时间。
(1)求开始刹车到汽车停止所用的时间t1;
(2)若路面宽L=6m,小朋友行走的速度v0=0.5m/s,要求所有小朋友全部横过马路后汽车才能继续行驶,求汽车在斑马线前需要等待的时间Δt;
(3)假设驾驶员以v2=54km/h超速行驶,在距离斑马线s=20m处仍以同样的加速度立即刹车,求汽车到达斑马线时的速度v3。
【答案】(1)4s (2)20s
(3)
【解析】
【小问1详解】
汽车刹车后做匀减速直线运动,平均速度
开始刹车到汽车停下所用的时间
【小问2详解】
小朋友从斑马线的一端开始至全部横过马路所用时间为
由于汽车是在斑马线前20m处时,小朋友才开始过马路,故汽车在斑马线前需要等待的时间为
【小问3详解】
汽车刹车的加速度大小为
对汽车从刹车开始到到达斑马线的过程,根据速度-位移公式有
解得
16. 如图所示,两侧开口、长的圆筒沿着粗糙地面向前方墙壁滑行,加速度大小,方向始终与圆筒运动方向相反。时圆筒右端距离墙壁,初速度。一无人机此时恰在圆筒右侧筒口中心,以速度与圆筒同向做匀速直线运动。无人机相对于圆筒从一侧筒口运动到另一侧筒口视为穿过一次圆筒。假设无人机可以在圆筒内外自由穿梭不受筒影响,无人机可看作质点。
(1)求无人机第一次穿过圆筒所用的时间;
(2)若无人机穿过圆筒后立即开始做匀减速直线运动,加速度至少为多大才能不与墙碰撞;
(3)圆筒撞到墙后会以撞墙前瞬间速率的一半反弹,反弹后向左滑行直到停下时,无人机是否已经撞墙?若未撞墙,求此时无人机离圆筒右侧筒口中心的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)未撞墙,
【解析】
【小问1详解】
当无人机第一次穿过圆筒时,无人机的位移为
圆筒的位移为
根据位移之间的关系可得
解得或(舍去)
【小问2详解】
由(1)可知
那么无人机刚刚穿过圆筒时距离墙壁,
解得无人机的加速度至少为
【小问3详解】
设圆筒开始运动后经过到达墙,由
解得或5s(舍去)
圆筒撞墙时的速度为
碰墙后的速度为
圆筒向左滑行,停下来的时间为
位移为
无人机一直向右运动,总位移为
即此时无人机未撞墙。无人机离圆筒右侧筒口中心的距离为
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