精品解析:天津市南开中学天开高级中学2026-2027学年高一上学期10月阶段检测物理试题
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内容正文:
南开中学天开学校
物理
本试卷分为第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第I卷分为第1页至第5页,第Ⅱ卷分为第6页至第8页。试卷满分100分,考试时间60分钟。
答卷前,请务必将自己的姓名、考生号、考点校、考场号、座位号填写在“答题卡”上,并在规定位置粘贴考试用条形码。答题时,务必将答案填写在“答题卡”上,答案答在试卷上无效。考试结束后,将本试卷和“答题卡”一并交回。
祝你考试顺利!
第I卷
注意事项:
1、每题选出答案后,用铅笔把“答题卡”上对应题目的答案标号信息点涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号的信息点。
2、本卷共16题,共52分。
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分。每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意)
1. 某质点做直线运动,速度随时间的变化关系式为,则对这个质点运动情况的描述,说法正确的是( )
A. 初速度为2m/s B. 加速度为
C. 在4s初,瞬时速度为10m/s D. 前3s内,位移为30m
2. 朝某一方向做匀变速直线运动的物体,在内速度从,增加到,则下列说法正确的是( )
A. 这个物体的加速度为
B. 这个物体在内的平均速度
C. 这个物体在接下来的内的位移为
D. 这个物体在连续的两个内的位移差为
3. 甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶,t=0时刻它们恰好经过同一路标。0~t2时间内,两辆车的v-t图像如图所示。根据图像,下列表述正确的是( )
A. 在t1时刻,甲车追上乙车
B. 在0~t2时间内,乙车一直行驶在甲车前面
C. t2时刻甲车的加速度大小小于乙车的加速度大小
D. t2时刻甲车的加速度大小大于乙车的加速度大小
4. 图中的两条直线,分别代表甲、乙两物体从同一地点向同一方向同时出发做直线运动的速度-时间图像。下列正确的是( )
A. 甲的初速度比乙的初速度大8 m/s
B. 在前10 s内,甲的位移比乙的位移大40 m
C. 甲的加速度比乙的加速度大0.8 m/s2
D. 10 s末甲的速度比乙的速度大4 m/s
5. 如图是必修第一册封面上的沙漏照片,为了进一步研究,小林同学找到一个沙漏,设点为出沙口,点在点正下方处(高于沙粒的堆积高度),若近似认为沙粒下落的初速度为0,忽略空气阻力,不计沙粒间的相互影响,设沙粒随时间均匀漏下,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 沙粒下落到点时的速度大小为
B. 沙粒从点下落到点的时间为
C. 沙粒从点下落和内的位移之比为
D. 沙粒从点下落和时的速度之比为
6. 早在16世纪末,伽利略就设计了如图所示的“斜面实验”,当时只能靠滴水计时。伽利略在《关于两门新科学的对话》中写道:“我们将木板的一头抬高,使之略呈倾斜,再让铜球由静止滚下……为了测量时间,我们把一只盛水的大容器置于高处,在容器底部焊上一根口径很细的管子,用小杯子收集每次下降时由细管流出的水,然后用极精密的天平称水的重量……”若将小球由静止滚下的距离记为L,对应时间内收集的水的质量记为m,则L与m的比例关系为(符号“”表示正比)( )
A. B. C. D.
7. 跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下,运动员沿竖直方向运动,其图像如图所示。、段是直线,段、段是曲线。下列说法正确的是( )
A. 运动员在段的运动可以看成自由落体运动
B. 在点运动员的运动方向发生改变
C. 段运动员的速度越来越小,加速度越来越大
D. 根据图像可以估算运动员内的总位移
8. 一辆肇事汽车在紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。警察测出路面上车轮磨痕的长度为22.5m。根据对车轮和路面材料的分析可以知道,车轮在路面上滑动时汽车做匀减速直线运动的加速度大小是,则下列说法中正确的是( )
A. 汽车刚开始刹车时的速度大小是
B. 汽车做匀减速直线运动的最后1秒内的位移为12.5m
C. 汽车刹车后4s内的位移为20m
D. 汽车刹车后第1秒内的位移为12.5m
9. 如图所示,为汽车在平直公路上行驶的位移时间()图像,则汽车( )
A. 做匀速直线运动 B. 做匀减速直线运动
C. 2s内的位移为4m D. 2s末的速度为
10. 做匀变速直线运动的物体,在某时刻的速度为,后速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 物体速度变化量的大小可能大于
B. 物体的加速度可能等于
C. 物体速度变化量的大小可能小于
D. 物体的加速度可能大于
11. 如图所示为体育课“折返跑”示意图,某同学加速阶段的最大加速度大小为,最大速度为,其减速阶段的最大加速度大小为,到达折返线处时需减速到零;返回终点时速度可以不为零。若该同学在加速和减速阶段的运动均可视为匀变速直线运动,则该同学“折返跑”来回的最短时间为( )
A. B. C. D.
12. 竖直升空的火箭,其速度图象如图所示,由图可知( )
A. 火箭上升到最高点所用时间是40s B. 火箭前40s上升,以后下降
C. 火箭的加速度始终是20m/s2 D. 火箭离地最大的高度是48000m
二、选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中,有2-3个符合题意。全部选对得4分,选对但不全得2分,不选或错选不得分)
13. 在一多车道的平直公路上,、两辆汽车在不同车道同向行驶,行驶过程的图像如图所示。已知两车在时并排行驶,下列说法正确的是( )
A. 、两车加速度大小之比为
B. 在时,车在车前15m
C. 在时,两车并排行驶
D. 在时,车在车后
14. 物体由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动,当速度达到v时,改做加速度大小为的匀减速直线运动,直至速度为零。在匀加速和匀减速运动过程中物体的位移大小和所用时间分别为、和、,下列各式成立的是( )
A. B. C. D.
15. 如图所示,子弹垂直射入固定在地面上靠在一起的相同木板,穿过第10块木板后速度刚好变为零。可以把子弹视为质点,子弹在各块木板中运动的加速度都相同。下列说法正确的是( )
A. 子弹穿过第1、2、3块木板后瞬时速度之比为9∶8∶7
B. 子弹穿过第1、2、3块木板后瞬时速度之比为
C. 子弹穿过第7、8、9块木板所用时间之比为
D. 子弹穿过第7、8、9块木板所用时间之比为
16. 如图所示,将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时,将另一相同小球b从地面上方某处由静止释放,两球在空中相遇时速度大小恰好均为(不计空气阻力)。则(重力加速度为g)( )
A. 两球同时落地
B. 球b开始下落的高度为
C. 相遇时两球运动的时间为
D. 球a上升的最大高度为
第Ⅱ卷
注意事项:
1、用黑色字迹签字笔将答案写在“答题卡”上。
2、本卷共5题,共48分。
三、填空题(本大题共2小题,共12分)
17. 如图所示,一打点计时器固定在斜面上端,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速直线滑下。由于实验者粗心,不小心把纸带弄成了三段,并把中间一段丢失了,下图是打出的完整纸带中剩下的两段。这两段纸带是小车运动的最初和最后两段时间分别打出的纸带,已知打点计时器使用的交流电频率为。请根据下图给出的数据回答下列问题:
(1)纸带的_______(“右端”或“左端”)与小车相连。
(2)小车通过B点的瞬时速度_______。(答案保留三位有效数字)
(3)丢失的中间一段纸带上应该有_______个计时点。
18. 如图1所示。一小车放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连,在重物牵引下,小车在木板上向左运动。如图2给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点,相邻的两个计数点间还有4个点没画出,电火花计时器所用的交流电频率为。
(1)该同学进行了以下实验操作步骤,其中错误的步骤是___________;
A. 将打点计时器固定在长木板有滑轮一端,并接好电路
B. 将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C. 把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D. 拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源
(2)求出小车的加速度为___________(结果取三位有效数字);
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、综合题(本大题共3小题,共36分)
19. 歼(英文:,中文绰号:飞鲨“Fēishā”,英文:FlyingShark)是中国参考从乌克兰获得苏战斗机原型机以国产歼战斗机为基础进而研制和发展的单座双发舰载战斗机。图为“歼15”舰载机从该航空母舰甲板上起飞的情景,航空母舰静止在海面上,“歼15”舰载机在航空母舰跑道上做匀加速直线运动,加速度为,需要达到60m/s的速度才可安全起飞,求:
(1)“歼15”舰载机由静止开始加速,滑行5s后,舰载机的速度大小;
(2)从静止启动到安全起飞,“歼15”舰载机在航空母舰上滑行的距离;
(3)若“歼15”舰载机能够借助弹射器获得初速度,只需滑行150m便可安全起飞,则“歼15”舰载机至少需要获得多大的初速度。
20. 在一段平直公路上,一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以大小15m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶,经过时间后警车发动起来,并以大小的加速度匀加速行驶。警车与货车均视为质点。
(1)求警车启动时,警车与货车间的距离x;
(2)求警车追上货车前,警车与货车间的最大距离;
(3)若警车能达到的最大速度m/s,且警车达到最大速度后以该速度匀速行驶,求警车启动后追上货车所用的时间t。
21. 高速公路的ETC是利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯,进行车辆自动识别和有关收费数据的交换,通过计算机网路进行收费数据的处理,实现不停车自动收费的全电子收费系统。高速公路的ETC通道长度是指从识别区起点到自动栏杆的水平距离。某高速公路的ETC通道长度为,如图所示,某汽车以的速度匀速进入该ETC通道的识别区,当车载电子标签进入识别区(即到达识别区起点)开始,ETC天线用了的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现由于ETC系统故障,自动栏杆没有抬起,司机快速反应采取制动刹车,汽车没有撞到杆,停止时汽车前车牌恰好在自动栏杆下,与自动栏杆上下相齐,已知车载电子标签到汽车前车牌的水平距离为,从车载电子标签进入识别区开始到汽车停止一共用的时间为。求:
(1)司机的反应时间;
(2)汽车刹车的加速度。
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南开中学天开学校
物理
本试卷分为第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第I卷分为第1页至第5页,第Ⅱ卷分为第6页至第8页。试卷满分100分,考试时间60分钟。
答卷前,请务必将自己的姓名、考生号、考点校、考场号、座位号填写在“答题卡”上,并在规定位置粘贴考试用条形码。答题时,务必将答案填写在“答题卡”上,答案答在试卷上无效。考试结束后,将本试卷和“答题卡”一并交回。
祝你考试顺利!
第I卷
注意事项:
1、每题选出答案后,用铅笔把“答题卡”上对应题目的答案标号信息点涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号的信息点。
2、本卷共16题,共52分。
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分。每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意)
1. 某质点做直线运动,速度随时间的变化关系式为,则对这个质点运动情况的描述,说法正确的是( )
A. 初速度为2m/s B. 加速度为
C. 在4s初,瞬时速度为10m/s D. 前3s内,位移为30m
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据匀变速直线运动速度公式
与给定速度关系式 对比,可得初速度 ,加速度 ,故AB错误;
C.“4s初”经历的时间为3秒,则瞬时速度 ,故C正确;
D.前3s内的位移为 ,故D错误。
故选C。
2. 朝某一方向做匀变速直线运动的物体,在内速度从,增加到,则下列说法正确的是( )
A. 这个物体的加速度为
B. 这个物体在内的平均速度
C. 这个物体在接下来的内的位移为
D. 这个物体在连续的两个内的位移差为
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的加速度
解得
A错误;
B.物体在内的平均速度
解得
B错误;
C.物体在接下来的内的位移
解得
C正确;
D.物体在连续的两个内的位移差
D错误。
故选C。
3. 甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶,t=0时刻它们恰好经过同一路标。0~t2时间内,两辆车的v-t图像如图所示。根据图像,下列表述正确的是( )
A. 在t1时刻,甲车追上乙车
B. 在0~t2时间内,乙车一直行驶在甲车前面
C. t2时刻甲车的加速度大小小于乙车的加速度大小
D. t2时刻甲车的加速度大小大于乙车的加速度大小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.图像面积表示位移,所以在t1时刻,甲车在乙车后面。A错误;
B.在0~t2时间内,由图像可知,甲车位移大于乙车,所以甲车在某个时刻追上了乙车。B错误;
CD.图像的斜率表示加速度,所以由图可知,t2时刻甲车的加速度大小小于乙车的加速度大小。C正确,D错误。
故选C。
4. 图中的两条直线,分别代表甲、乙两物体从同一地点向同一方向同时出发做直线运动的速度-时间图像。下列正确的是( )
A. 甲的初速度比乙的初速度大8 m/s
B. 在前10 s内,甲的位移比乙的位移大40 m
C. 甲的加速度比乙的加速度大0.8 m/s2
D. 10 s末甲的速度比乙的速度大4 m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,甲的初速度为0,乙的初速度为,所以甲的初速度比乙的初速度小,故A错误;
B.中,图像围成的面积表示物体的位移,由题图可得在前,甲的位移为
乙的位移为
所以甲的位移比乙的位移小,故B错误;
C.图像中,图像的斜率表示加速度,由题图可得甲的加速度为
乙的加速度为
所以甲的加速度比乙的加速度大,故C正确;
D.由题图可知,在末,甲乙的速度相等,为,故D错误。
故选C。
5. 如图是必修第一册封面上的沙漏照片,为了进一步研究,小林同学找到一个沙漏,设点为出沙口,点在点正下方处(高于沙粒的堆积高度),若近似认为沙粒下落的初速度为0,忽略空气阻力,不计沙粒间的相互影响,设沙粒随时间均匀漏下,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 沙粒下落到点时的速度大小为
B. 沙粒从点下落到点的时间为
C. 沙粒从点下落和内的位移之比为
D. 沙粒从点下落和时的速度之比为
【答案】A
【解析】
【详解】A.沙粒下落到点时,根据
解得,故A正确;
B.沙粒从点下落到点的时间为,故B错误;
C.根据
可得沙粒从点下落的位移大小为
沙粒从点下落的位移大小为
则,故C错误;
D.根据
可得沙粒从点下落的速度大小为
沙粒从点下落的速度大小为
则,故D错误。
故选A。
6. 早在16世纪末,伽利略就设计了如图所示的“斜面实验”,当时只能靠滴水计时。伽利略在《关于两门新科学的对话》中写道:“我们将木板的一头抬高,使之略呈倾斜,再让铜球由静止滚下……为了测量时间,我们把一只盛水的大容器置于高处,在容器底部焊上一根口径很细的管子,用小杯子收集每次下降时由细管流出的水,然后用极精密的天平称水的重量……”若将小球由静止滚下的距离记为L,对应时间内收集的水的质量记为m,则L与m的比例关系为(符号“”表示正比)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】铜球做初速度为零的匀变速直线运动,由位移公式有
得
由于水是均匀稳定的流出,水的体积和时间成正比,有
所以水的质量与时间成正比,即
所以量筒中收集的水量可以间接的测量时间,即
所以可得
故选B。
7. 跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下,运动员沿竖直方向运动,其图像如图所示。、段是直线,段、段是曲线。下列说法正确的是( )
A. 运动员在段的运动可以看成自由落体运动
B. 在点运动员的运动方向发生改变
C. 段运动员的速度越来越小,加速度越来越大
D. 根据图像可以估算运动员内的总位移
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像的斜率表示加速度,由图可知,运动员在段的加速度大小为
与重力加速度大小差距较大,所以不能看成自由落体运动,A错误;
B.整个过程图像中的速度一直大于零,所以方向一直相同,B错误;
C.根据图像可得段运动员的速度越来越小,但是该段图像的斜率在变小,即加速度越来越小,C错误;
D.图像与横轴围成的面积为位移,根据图像可通过估算围成的面积得到运动员内的总位移,D正确。
故选D。
8. 一辆肇事汽车在紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。警察测出路面上车轮磨痕的长度为22.5m。根据对车轮和路面材料的分析可以知道,车轮在路面上滑动时汽车做匀减速直线运动的加速度大小是,则下列说法中正确的是( )
A. 汽车刚开始刹车时的速度大小是
B. 汽车做匀减速直线运动的最后1秒内的位移为12.5m
C. 汽车刹车后4s内的位移为20m
D. 汽车刹车后第1秒内的位移为12.5m
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由速度位移公式
代入得
解得 ,(取正值),故A错误。
B. 最后1秒位移可逆向看作初速度为0、加速度大小为 的匀加速运动,位移 ,故B错误。
C. 刹车总时间由
得
即
刹车后4s时车已停止,位移为总位移,故C错误。
D. 第1秒内位移
代入数据解得,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,为汽车在平直公路上行驶的位移时间()图像,则汽车( )
A. 做匀速直线运动 B. 做匀减速直线运动
C. 2s内的位移为4m D. 2s末的速度为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.图像的斜率表示速度,斜率的大小表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向。当图像为直线时,其斜率恒定,速度恒定,所以物体做匀速直线运动。故A正确,B错误;
C.汽车2s内的位移为,故C错误;
D.由速度的定义式可得汽车2s末的速度为,故D错误。
故选A。
10. 做匀变速直线运动的物体,在某时刻的速度为,后速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 物体速度变化量的大小可能大于
B. 物体的加速度可能等于
C. 物体速度变化量的大小可能小于
D. 物体的加速度可能大于
【答案】B
【解析】
【详解】AC.若末速度方向与初速度方向相同时,该过程物体速度变化量的大小为
若末速度方向与初速度方向相反时,该过程物体速度变化量的大小为
AC错误;
BD.若末速度方向与初速度方向相同时,该过程物体的加速度大小为
若末速度方向与初速度方向相反时,该过程物体的加速度大小为
B正确,D错误。
故选B。
11. 如图所示为体育课“折返跑”示意图,某同学加速阶段的最大加速度大小为,最大速度为,其减速阶段的最大加速度大小为,到达折返线处时需减速到零;返回终点时速度可以不为零。若该同学在加速和减速阶段的运动均可视为匀变速直线运动,则该同学“折返跑”来回的最短时间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】从起点到折返线,加速时,有
减速时
匀速时
从折返线到终点,加速时
匀速时
可得该同学“折返跑”来回的最短时间为
故选B。
12. 竖直升空的火箭,其速度图象如图所示,由图可知( )
A. 火箭上升到最高点所用时间是40s B. 火箭前40s上升,以后下降
C. 火箭的加速度始终是20m/s2 D. 火箭离地最大的高度是48000m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据图像可知0-120s,速度方向没有改变,而120s时速度为0,位移最大,此时达到最高点,故AB错误;
C.根据图象可知,前40s火箭做匀加速直线运动,加速度为
后80s做匀减速直线运动,加速度为
故C错误;
D.火箭上升的最大高度即为运动过程中的最大位移,由图可知当速度等于零时,位移最大
故D正确。
故选D。
二、选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中,有2-3个符合题意。全部选对得4分,选对但不全得2分,不选或错选不得分)
13. 在一多车道的平直公路上,、两辆汽车在不同车道同向行驶,行驶过程的图像如图所示。已知两车在时并排行驶,下列说法正确的是( )
A. 、两车加速度大小之比为
B. 在时,车在车前15m
C. 在时,两车并排行驶
D. 在时,车在车后
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图线斜率得它们的加速度为
,
则
故A正确;
B.由图象得6s内它们的位移为
由于两车在时并排,则在时,车在车后,相距
故B错误;
C.由于两车在时并排行驶,由图的对称可知,在时,两车并排行驶。故C正确;
D.由于两车在时并排行驶,由图的可知,在时,车在车后。故D正确。
故选ACD。
14. 物体由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动,当速度达到v时,改做加速度大小为的匀减速直线运动,直至速度为零。在匀加速和匀减速运动过程中物体的位移大小和所用时间分别为、和、,下列各式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A.由题意得
则两式相比得
故A正确;
B.由
得
故B错误;
CD.对于整个运动
所以
整理得
故CD正确。
故选ACD。
15. 如图所示,子弹垂直射入固定在地面上靠在一起的相同木板,穿过第10块木板后速度刚好变为零。可以把子弹视为质点,子弹在各块木板中运动的加速度都相同。下列说法正确的是( )
A. 子弹穿过第1、2、3块木板后瞬时速度之比为9∶8∶7
B. 子弹穿过第1、2、3块木板后瞬时速度之比为
C. 子弹穿过第7、8、9块木板所用时间之比为
D. 子弹穿过第7、8、9块木板所用时间之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】根据逆向思维法,匀减速直线运动末速度为0,可以看作相同加速度,初速度为0的匀加速直线运动,对于初速度为零的匀加速度直线运动,有,
所以子弹穿过第1、2、3块木板后瞬时速度之比为,子弹穿过第7、8、9块木板所用时间之比为。
故选BD。
16. 如图所示,将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时,将另一相同小球b从地面上方某处由静止释放,两球在空中相遇时速度大小恰好均为(不计空气阻力)。则(重力加速度为g)( )
A. 两球同时落地
B. 球b开始下落的高度为
C. 相遇时两球运动的时间为
D. 球a上升的最大高度为
【答案】BCD
【解析】
【详解】BC.根据自由落体运动规律,依题意有
则相遇时两球运动的时间
则从运动开始至两球相遇,a球上升高度为
球b已下落的距离为
则球b开始下落的高度为
故BC正确;
D.球a做竖直上抛运动,当速度为零时,达到最大高度,有
解得
则球a上升的最大高度为,故D正确;
A.从以上可知,a球上升的最大高度与b球下落的高度相等,依题意,b球运动的时间为
解得
而a球做竖直上抛,向上匀减速、然后自由落体,根据运动的对称性可知,其运动时间为
可知两球不会同时落地,故A错误。
故选BCD。
第Ⅱ卷
注意事项:
1、用黑色字迹签字笔将答案写在“答题卡”上。
2、本卷共5题,共48分。
三、填空题(本大题共2小题,共12分)
17. 如图所示,一打点计时器固定在斜面上端,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速直线滑下。由于实验者粗心,不小心把纸带弄成了三段,并把中间一段丢失了,下图是打出的完整纸带中剩下的两段。这两段纸带是小车运动的最初和最后两段时间分别打出的纸带,已知打点计时器使用的交流电频率为。请根据下图给出的数据回答下列问题:
(1)纸带的_______(“右端”或“左端”)与小车相连。
(2)小车通过B点的瞬时速度_______。(答案保留三位有效数字)
(3)丢失的中间一段纸带上应该有_______个计时点。
【答案】 ①. 左端 ②. 1.51 ③. 3
【解析】
【详解】(1)[1]由题意可知,小车做加速运动,计数点之间的距离越来越大,故小车与纸带的左端相连。
(2)[2]根据匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,又打点计时器使用的交流电频率为,可得各点之间的时间间隔为
故小车通过B点的瞬时速度为
(3)[3]根据匀变速直线运动中连续相等时间内的位移之差为常数,即
为常数,有
即
可得
可知DE、BC之间有两段相等时间的位移,所以C、D两点之间又各有一个计时点,故丢失的纸带上有3个计时点。
18. 如图1所示。一小车放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连,在重物牵引下,小车在木板上向左运动。如图2给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点,相邻的两个计数点间还有4个点没画出,电火花计时器所用的交流电频率为。
(1)该同学进行了以下实验操作步骤,其中错误的步骤是___________;
A. 将打点计时器固定在长木板有滑轮一端,并接好电路
B. 将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C. 把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D. 拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源
(2)求出小车的加速度为___________(结果取三位有效数字);
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)AD (2)
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
A.将打点计时器固定在长木板没有滑轮的另一端,并接好电路,故A错误;
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔,故B正确;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码,作为小车运动的动力,故C正确;
D.实验时应先接通电源,后释放纸带,故D错误。
本题选择错误的,故选AD。
【小问2详解】
相邻的两个计数点间还有4个点没画出,则T=0.1s
根据运用逐差法得
代入数据得
【小问3详解】
由于实际交流电的频率偏大,实际周期偏小,实际计算加速度时用仍用原来的值计算,即公式中分母偏大,故加速度的测量值与实际值相比偏小。
四、综合题(本大题共3小题,共36分)
19. 歼(英文:,中文绰号:飞鲨“Fēishā”,英文:FlyingShark)是中国参考从乌克兰获得苏战斗机原型机以国产歼战斗机为基础进而研制和发展的单座双发舰载战斗机。图为“歼15”舰载机从该航空母舰甲板上起飞的情景,航空母舰静止在海面上,“歼15”舰载机在航空母舰跑道上做匀加速直线运动,加速度为,需要达到60m/s的速度才可安全起飞,求:
(1)“歼15”舰载机由静止开始加速,滑行5s后,舰载机的速度大小;
(2)从静止启动到安全起飞,“歼15”舰载机在航空母舰上滑行的距离;
(3)若“歼15”舰载机能够借助弹射器获得初速度,只需滑行150m便可安全起飞,则“歼15”舰载机至少需要获得多大的初速度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据题意,由速度公式有
代入数据得
(2)根据题意,由速度与位移的关系式有
代入数据可得
(3)根据题意,由速度与位移的关系式有
可得
代入数据可得
20. 在一段平直公路上,一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以大小15m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶,经过时间后警车发动起来,并以大小的加速度匀加速行驶。警车与货车均视为质点。
(1)求警车启动时,警车与货车间的距离x;
(2)求警车追上货车前,警车与货车间的最大距离;
(3)若警车能达到的最大速度m/s,且警车达到最大速度后以该速度匀速行驶,求警车启动后追上货车所用的时间t。
【答案】(1)75 m
(2)131.25 m
(3)35 s
【解析】
【小问1详解】
警车启动前,货车匀速直线运动
【小问2详解】
警车追上货车前,当警车与货车速度相同时,警车与货车的距离有最大值,设经过时间t,两车共速,根据速度时间关系
货车的位移为
警车的位移为
警车与货车间的最大距离
解得
【小问3详解】
警车加速至最大速度所用时间
警车在时间内的位移
货车的总位移
此时两车间距
从此时起,追上货车需要的时间
警车启动后,到追上货车所用的总时间
21. 高速公路的ETC是利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯,进行车辆自动识别和有关收费数据的交换,通过计算机网路进行收费数据的处理,实现不停车自动收费的全电子收费系统。高速公路的ETC通道长度是指从识别区起点到自动栏杆的水平距离。某高速公路的ETC通道长度为,如图所示,某汽车以的速度匀速进入该ETC通道的识别区,当车载电子标签进入识别区(即到达识别区起点)开始,ETC天线用了的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现由于ETC系统故障,自动栏杆没有抬起,司机快速反应采取制动刹车,汽车没有撞到杆,停止时汽车前车牌恰好在自动栏杆下,与自动栏杆上下相齐,已知车载电子标签到汽车前车牌的水平距离为,从车载电子标签进入识别区开始到汽车停止一共用的时间为。求:
(1)司机的反应时间;
(2)汽车刹车的加速度。
【答案】(1)0.9s;(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)汽车识别时间和反应时间内做匀速直线运动,运动的时间为
匀速直线运动位移为
汽车刹车过程做匀减速直线运动,末速度为零,减速运动时间为
则减速运动的位移为
ETC通道的长度为
车载电子标签到汽车前车牌的水平距离为
汽车实际走的位移为
则汽车实际走的位移
以上各式联立解得司机的反应时间
(2)汽车的速度
汽车做匀减速直线运动,减速到零的时间为
解得减速过程运动加速度为
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