精品解析:湖北襄阳市鄂北六校2026-2027学年高一上学期11月期中物理试题
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内容正文:
湖北襄阳市鄂北六校2026-2027学年高一上学期11月期中物理试题
时间:75分钟 分数100分
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 2026年6月30日,西十高铁正式投入运营,与汉十高铁连通,把武汉到西安的时间压缩到4小时以内。西十高铁自西安东站引出,穿越秦岭山脉,终至十堰东站,正线全长257公里,设计时速350公里,路线如图。已知G870次动车组上午7∶11从西安东发车,8∶21到达十堰东,下列说法正确的是( )
A. G870次动车组从西安东到十堰东的位移大小为257 km
B. 题中的7∶11和8∶21指的是时间
C. 计算G870次动车组通过秦岭山脉某长度约1000米的隧道的时间时,不能将动车组视为质点
D. G870次动车组从西安东到十堰东的平均速度大小约为220.3 km/h
2. 下列物理量不是矢量的是( )
A. 力 B. 加速度 C. 位移 D. 温度
3. 关于运动和力,下列说法正确的是( )
A. 物体的加速度变大,物体运动的速度一定变大
B. 物体的加速度越大,物体运动的一定越快
C. 滑动摩擦力的方向也可与物体运动方向相同
D. 物体对水平桌面的压力是由于桌面的形变而产生的
4. 如图物体A、B叠放在水平桌面上,当用水平力F拉物体B,使物体A和B对地共同静止,则( )
A. 物体A相对物体B有向左运动的趋势
B. 物体A对物体B的摩擦力方向水平向左
C. 地面给B的摩擦力方向水平向左
D. A对B的压力与B对A的支持力是一对平衡力
5. 如图所示为某运动物体的速度—时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 物体以某初速度开始运动,在0~2 s内加速运动,2~4 s内静止,4 s时开始反向运动
B. 物体在0~2 s加速度大于4~6 s内的加速度
C. 物体在5~6 s内向负方向做匀减速运动
D. 物体在0~6 s内运动的位移为35 m
6. 如图所示,为港珠澳大桥上连续四段等跨钢箱梁桥,相邻钢箱间距均为110 m。若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
B. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. 通过cd段的时间为
D. 通过ce段的时间为2t
7. 下图分别是两玩具小车运动的v-t图像和x-t图像。t=0时刻,两辆并排的小车同时同方向运动,但由于纵坐标缺失,无法看出哪个是v-t图像,哪个是x-t图像,则下列分析正确的是( )
A. 两小车在3 s内的平均速度相等
B. 两小车在3 s内速度的方向都发生了变化
C. 若图甲为x-t图像,则图甲中的小车在前1 s内与后2 s内加速度的大小之比为2∶1
D. 两小车在3 s内仅能相遇一次
8. 电动汽车的防撞系统会实时计算本车与前方障碍物的相对速度和距离,并得到预计碰撞时间(TTC),。如在72 km/h的车速下,防撞系统在TTC为2.1秒时触发警报,但司机未作出反应,汽车在TTC为1.5秒时触发制动系统,以恒定的加速度做匀减速直线运动,恰好未与正前方静止的障碍物相撞。则( )
A. 触发警报时汽车与障碍物的距离为42 m
B. 触发制动系统时汽车与障碍物的距离为12 m
C. 制动时汽车的加速度大小为
D. 制动时汽车的加速度大小为
9. 如图所示,一滴雨滴从离地面20 m高的楼房屋檐自由下落,下落途中用Δt=0.2 s的时间通过一个窗口,窗口的高度为2 m,g取10 m/s2,不计空气阻力。则( )
A. 雨滴落地的速度大小为20 m/s
B. 雨滴经过窗口中间位置的速度为10 m/s
C. 屋檐离窗的上边框的距离等于4.05 m
D. 雨滴落地前最后1 s内的位移等于10 m
10. 汽车A和汽车B(均可视为质点)在平直的公路上沿两平行车道同向行驶,B车在前,A车在后(如图甲所示)。以某时刻作为计时起点,此时两车相距x0=12 m。汽车A运动的x-t图像如图乙所示,汽车B运动的v-t图像如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A. B车在0~6 s内的位移为25 m
B. 两车相遇之前,在t=3 s时两车相距最远,且最远距离为20 m
C. 在t=9 s时,两车相遇
D. 若t=1 s时,A车紧急制动(视为匀变速),要使A车追不上B车,则A车的加速度大小应大于0.25 m/s2
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 物理实验课上,小晨同学做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验时,装置如图甲所示。他多次改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,然后作出弹簧弹力F和弹簧长度x的关系图像如图乙所示。
(1)装置如图甲所示,下列说法正确的是( )
A. 每次读数时应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态后再读数
B. 实验前,应该先把弹簧水平放置测其原长
C. 为了减小实验误差,可以无限制增加钩码个数,从而多读几组数据
(2)由图乙可知,弹簧的原长L0=______cm,弹簧的劲度系数k=______N/m。(结果均保留1位小数)
(3)弹簧自身重力对测得的劲度系数k______(选填“有”或“没有”)影响。
12. 同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度g。
(1)下列实验操作正确的是______。
A. 电磁打点计时器接220 V交流电源
B. 先接通电源,后释放重物带着纸带运动
C. 打点计时器固定到铁架台上时要调节两限位孔在同一竖直线上
D. 实验时应用手握住铁夹由靠近打点计时器处静止释放
(2)打点计时器所用交流电频率为50 Hz,在纸带上打出如图乙所示的纸带,在纸带上连续取7个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为______s。
(3)乙图中相邻计数点间的距离测量值已标出,则打计数点4时重物的速度大小为______m/s(保留三位有效数字),根据纸带数据可测得当地重力加速度g=______m/s2(保留三位有效数字)。
13. 如图所示,当轻质弹簧竖直放置时原长为10 cm,在上面放一个500 g的砝码,静止时弹簧长度为5 cm。现用该弹簧水平拉这个砝码,使这个砝码恰好在水平面上做匀速直线运动。弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)若水平拉力的大小为2 N,则当砝码匀速运动时弹簧的长度为多少?砝码与地面间动摩擦因数为多大?
14. 如图甲所示为一航拍无人飞机,操作员启动上升按钮,航拍飞机从地面上的O点由静止开始竖直向上做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动,经过4 s到达A点,此时操作员调节螺旋桨转速改变升力大小,使得航拍飞机继续匀速上升3 s,然后再匀减速运动3 s到达B点时恰好停止,如图乙所示,求:
(1)航拍飞机经A点时瞬时速度大小vA和匀加速运动的高度h1;
(2)航拍飞机从A点到B点的高度h2和从O点到B点的平均速度大小。
15. 货车超限检测站设置两种称重通道,货车正常行驶速度v0=16 m/s,加速、减速时加速度大小均为a=1 m/s2。若走人工静态称重车道,货车需在称重中心线处减速至零,静止停留t0=15 s完成称重,之后加速恢复至16 m/s正常行驶;若走动态自动称重车道,货车需在称重中心线前方x0=16 m处减速至某一速度v,然后匀速走完x0=16 m称重区间到达中心线,再加速恢复至16 m/s正常行驶。已知称重区间速度要求为3 m/s≤v≤6 m/s。为简化问题,计算过程中不考虑货车大小,求货车
(1)走静态称重车道,从开始减速到恢复原速,通过的位移大小x;
(2)走静态称重车道,从开始减速到恢复原速,全程的时间t;
(3)走动态称重车道,并以4 m/s驶过称重区间,则从开始减速到恢复原速通过的位移大小x′;
(4)走动态称重车道,相比静态称重车道,通过第(1)问的x,最多可以节省的时间Δt。
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湖北襄阳市鄂北六校2026-2027学年高一上学期11月期中物理试题
时间:75分钟 分数100分
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 2026年6月30日,西十高铁正式投入运营,与汉十高铁连通,把武汉到西安的时间压缩到4小时以内。西十高铁自西安东站引出,穿越秦岭山脉,终至十堰东站,正线全长257公里,设计时速350公里,路线如图。已知G870次动车组上午7∶11从西安东发车,8∶21到达十堰东,下列说法正确的是( )
A. G870次动车组从西安东到十堰东的位移大小为257 km
B. 题中的7∶11和8∶21指的是时间
C. 计算G870次动车组通过秦岭山脉某长度约1000米的隧道的时间时,不能将动车组视为质点
D. G870次动车组从西安东到十堰东的平均速度大小约为220.3 km/h
【答案】C
【解析】
【详解】A.257km是西十高铁正线的铁路轨迹总长度,是路程,故A错误;
B.7∶11和8∶21是列车发车、到达的时刻,故B错误;
C.计算动车组通过1000米隧道的时间时,动车组自身长度和隧道长度相比不可忽略,因此不能将动车组视为质点,故C正确;
D.平均速度是位移与时间的比值,257km是路程不是位移,本次运行时间为1小时10分钟,路程与运行时间的比值220.3km/h是平均速率,并非平均速度,故D错误。
故选C。
2. 下列物理量不是矢量的是( )
A. 力 B. 加速度 C. 位移 D. 温度
【答案】D
【解析】
【详解】A.力既有大小又有方向,是矢量,故A错误;
B.加速度的方向与速度变化量的方向相同,是矢量,故B错误;
C.位移由初位置指向末位置,既有大小又有方向,是矢量,故C错误;
D.温度只有大小,没有方向,是标量,符合题意,故D正确。
故选D。
3. 关于运动和力,下列说法正确的是( )
A. 物体的加速度变大,物体运动的速度一定变大
B. 物体的加速度越大,物体运动的一定越快
C. 滑动摩擦力的方向也可与物体运动方向相同
D. 物体对水平桌面的压力是由于桌面的形变而产生的
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据加速度定义,速度的增减由加速度与速度的方向关系决定:若加速度与速度同向,速度增大;若加速度与速度反向,速度减小。当加速度变大但与速度反向时,速度会快速减小,并非一定变大,故A错误;
B.物体运动的快慢由瞬时速度的大小决定,加速度是描述速度变化快慢的物理量,与瞬时速度大小无必然联系。例如启动瞬间的汽车加速度很大,但瞬时速度接近0,运动很慢,因此加速度大不代表物体运动一定越快,故B错误;
C.滑动摩擦力的方向与物体间的相对运动方向相反,而非与物体的绝对运动方向相反。例如将物块轻放在水平加速传送带上,初始阶段物块相对传送带向后滑动,受到的滑动摩擦力方向与物块自身的运动方向(向前)一致,因此滑动摩擦力方向可与物体运动方向相同,故C正确;
D.弹力是施力物体发生弹性形变后对受力物体产生的作用力。物体对水平桌面的压力,施力物体是桌面上的物体,因此该压力是由于物体自身的形变产生的,并非桌面形变产生,故D错误。
故选C。
4. 如图物体A、B叠放在水平桌面上,当用水平力F拉物体B,使物体A和B对地共同静止,则( )
A. 物体A相对物体B有向左运动的趋势
B. 物体A对物体B的摩擦力方向水平向左
C. 地面给B的摩擦力方向水平向左
D. A对B的压力与B对A的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对A受力分析可知,因A对地静止,则水平方向受力平衡,因此A、B之间没有摩擦力,也不存在相对运动趋势,故AB错误;
C.对A、B整体受力分析可知,水平方向力F与地面对B的摩擦力等大反向,可知地面给B的摩擦力方向水平向左,故C正确;
D.A对B的压力、B对A的支持力是作用在两个不同物体上的相互作用力,并非作用在同一物体上的平衡力,故D错误。
故选C。
5. 如图所示为某运动物体的速度—时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 物体以某初速度开始运动,在0~2 s内加速运动,2~4 s内静止,4 s时开始反向运动
B. 物体在0~2 s加速度大于4~6 s内的加速度
C. 物体在5~6 s内向负方向做匀减速运动
D. 物体在0~6 s内运动的位移为35 m
【答案】D
【解析】
【详解】A.取初速度方向为正方向,速度—时间图像的纵坐标表示速度。内速度由增至加速运动;内速度保持,物体做匀速直线运动;时速度仍为正,直到速度才减为零并随后反向运动,故A错误;
B.速度—时间图线的斜率表示加速度,由加速度定义,内加速度为
内图线斜率不变,利用,两点得该段加速度为
比较加速度大小可知,故B错误;
C.内速度为负,且图线为斜率为负的直线,加速度恒定且与速度同向,速度大小均匀增大,物体向负方向做匀加速直线运动,故C错误;
D.速度—时间图线与时间轴围成的有向面积表示位移,时间轴上方的面积取正,下方的面积取负。设,时的速度分别为,,由梯形面积可得内位移为
内按矩形面积计算,位移为
内图线在时经过时间轴,上、下方的三角形面积相互抵消,故。所以内总位移为,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,为港珠澳大桥上连续四段等跨钢箱梁桥,相邻钢箱间距均为110 m。若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
B. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. 通过cd段的时间为
D. 通过ce段的时间为2t
【答案】B
【解析】
【详解】A.由初速度为零的匀加速直线运动位移公式
位移与时间的二次方成正比,各段等长,通过前几段的时间满足
即
通过两段、三段、四段的时间依次为,,
匀加速直线运动中,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,前两段的中间时刻为
与通过第一段末的时刻不等,A错误;
B.全程的中间时刻为
正是通过第一段末的时刻,故全程的平均速度等于该处的瞬时速度,B正确;
C.通过第三段的时间为
选项给出的是通过前三段的时间,C错误;
D.通过后两段的时间为
选项给出的是通过全程的时间,D错误。
故选 B。
7. 下图分别是两玩具小车运动的v-t图像和x-t图像。t=0时刻,两辆并排的小车同时同方向运动,但由于纵坐标缺失,无法看出哪个是v-t图像,哪个是x-t图像,则下列分析正确的是( )
A. 两小车在3 s内的平均速度相等
B. 两小车在3 s内速度的方向都发生了变化
C. 若图甲为x-t图像,则图甲中的小车在前1 s内与后2 s内加速度的大小之比为2∶1
D. 两小车在3 s内仅能相遇一次
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像中的小车,3s末小车位移为0,3s内平均速度为0;图像中的小车,3s内位移是图线与时间轴围成的面积,大小为3m,平均速度为1m/s。两种情况3s内平均速度不相等,故A错误;
B.图像中的小车,在1s末运动方向发生变化;图像中的小车,全程速度始终为正,速度方向没有发生变化,故B错误;
C.图像的斜率表示速度,前1s内与后2s内小车均做匀速直线运动,加速度为零,故C错误;
D.图像中的小车在1s内运动了2m,图像中的小车1s内运动了1m,未相遇;1s后图像中的小车反向运动,图像中的小车继续向前运动,相遇一次,此后两车反向运动,不再相遇,因此3s内仅能相遇一次,故D正确。
故选D。
8. 电动汽车的防撞系统会实时计算本车与前方障碍物的相对速度和距离,并得到预计碰撞时间(TTC),。如在72 km/h的车速下,防撞系统在TTC为2.1秒时触发警报,但司机未作出反应,汽车在TTC为1.5秒时触发制动系统,以恒定的加速度做匀减速直线运动,恰好未与正前方静止的障碍物相撞。则( )
A. 触发警报时汽车与障碍物的距离为42 m
B. 触发制动系统时汽车与障碍物的距离为12 m
C. 制动时汽车的加速度大小为
D. 制动时汽车的加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.本车初速度
障碍物静止,因此本车与障碍物的相对车速等于本车的车速。触发警报时TTC为,汽车与障碍物的距离为,故A正确;
B.触发制动时的TTC为,汽车与障碍物的距离为,故B错误;
CD.汽车制动后恰好未撞上静止障碍物,制动过程汽车做匀减速直线运动,到障碍物位置时速度刚好减为0。由匀变速直线运动速度位移公式得
解得加速度大小,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,一滴雨滴从离地面20 m高的楼房屋檐自由下落,下落途中用Δt=0.2 s的时间通过一个窗口,窗口的高度为2 m,g取10 m/s2,不计空气阻力。则( )
A. 雨滴落地的速度大小为20 m/s
B. 雨滴经过窗口中间位置的速度为10 m/s
C. 屋檐离窗的上边框的距离等于4.05 m
D. 雨滴落地前最后1 s内的位移等于10 m
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由自由落体位移公式得总下落时间
由速度公式得落地速度 ,A正确;
B.通过窗口的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度
设雨滴下落到窗口上边框的时间为,由速度公式
解得
窗口中间位置是位移中点,不是时间中点,该位置距屋檐
由速度位移关系得该位置的瞬时速度
而只是通过窗口的平均速度,即中间时刻的瞬时速度,B错误;
C.屋檐离窗的上边框的距离 ,C正确;
D.落地前最后内的位移 ,D错误。
故选 AC。
10. 汽车A和汽车B(均可视为质点)在平直的公路上沿两平行车道同向行驶,B车在前,A车在后(如图甲所示)。以某时刻作为计时起点,此时两车相距x0=12 m。汽车A运动的x-t图像如图乙所示,汽车B运动的v-t图像如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A. B车在0~6 s内的位移为25 m
B. 两车相遇之前,在t=3 s时两车相距最远,且最远距离为20 m
C. 在t=9 s时,两车相遇
D. 若t=1 s时,A车紧急制动(视为匀变速),要使A车追不上B车,则A车的加速度大小应大于0.25 m/s2
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由汽车的图像可知,图线与时间轴所围面积表示位移,内的位移为
后车停止,所以内位移仍为,故A错误;
BC.取车初始位置为坐标原点,沿运动方向为正方向。由车的图像斜率得
下文中以秒为单位,位置数值以米为单位。在时间从到的阶段,两车间距从增大到,且
在时间从到的阶段,车的位置为
所以两车间距为
故在时两车间距最大,最大距离为。后车停在处,两车间距为
令得,故BC正确;
D.时两车相距,车从此时到停止还前进。设车制动加速度大小为,由匀变速直线运动的速度与位移关系,车从起到停止的位移满足
所以
为使车不追上车,停车时两车间距应大于零,即
所以
解得,故D正确。
故选BCD。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 物理实验课上,小晨同学做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验时,装置如图甲所示。他多次改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,然后作出弹簧弹力F和弹簧长度x的关系图像如图乙所示。
(1)装置如图甲所示,下列说法正确的是( )
A. 每次读数时应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态后再读数
B. 实验前,应该先把弹簧水平放置测其原长
C. 为了减小实验误差,可以无限制增加钩码个数,从而多读几组数据
(2)由图乙可知,弹簧的原长L0=______cm,弹簧的劲度系数k=______N/m。(结果均保留1位小数)
(3)弹簧自身重力对测得的劲度系数k______(选填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1)A (2) ①. 4.0 ②. 50.0
(3)没有
【解析】
【小问1详解】
A.弹簧竖直且钩码静止时弹力才等于钩码重力,读数应在此状态下进行,A正确;
B.实验时弹簧竖直悬挂,应在不挂钩码时测原长,水平放置测得的原长与实验状态不一致,B错误;
C.所挂钩码不能超过弹簧的弹性限度,否则弹力与形变量不再成正比,C错误;
故选 A。
【小问2详解】
[1]弹簧弹力为零时的弹簧长度即原长,由图乙横轴截距得
[2]图线斜率等于劲度系数,由图乙两点得形变量
由胡克定律得
【小问3详解】
弹簧自身重力使弹簧在不挂钩码时已有一段伸长,弹力与弹簧长度的关系图线沿横轴平移
图线斜率不变,劲度系数由图线斜率求得,故弹簧自身重力对测得的劲度系数没有影响。
12. 同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度g。
(1)下列实验操作正确的是______。
A. 电磁打点计时器接220 V交流电源
B. 先接通电源,后释放重物带着纸带运动
C. 打点计时器固定到铁架台上时要调节两限位孔在同一竖直线上
D. 实验时应用手握住铁夹由靠近打点计时器处静止释放
(2)打点计时器所用交流电频率为50 Hz,在纸带上打出如图乙所示的纸带,在纸带上连续取7个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为______s。
(3)乙图中相邻计数点间的距离测量值已标出,则打计数点4时重物的速度大小为______m/s(保留三位有效数字),根据纸带数据可测得当地重力加速度g=______m/s2(保留三位有效数字)。
【答案】(1)BC (2)0.06
(3) ①. 2.65 ②. 9.66
【解析】
【小问1详解】
A.电磁打点计时器需接低压交流电源,220V是电火花计时器的工作电压,故A错误;
B.使用打点计时器先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,能充分利用纸带、保证点迹清晰,故B正确;
C.调节两限位孔在同一竖直线上,可减小纸带与限位孔的摩擦,降低实验误差,故C正确;
D.实验时应手提纸带末端,由靠近打点计时器处静止释放重物,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
交流电频率为50Hz,打点计时器的基础打点周期为
由纸带可知相邻两个计数点间有3个打点间隔,因此相邻计数点的时间间隔
【小问3详解】
[1]计数点4的瞬时速度等于计数点3、5间的平均速度
[2]由逐差法得当地重力加速度
13. 如图所示,当轻质弹簧竖直放置时原长为10 cm,在上面放一个500 g的砝码,静止时弹簧长度为5 cm。现用该弹簧水平拉这个砝码,使这个砝码恰好在水平面上做匀速直线运动。弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)若水平拉力的大小为2 N,则当砝码匀速运动时弹簧的长度为多少?砝码与地面间动摩擦因数为多大?
【答案】(1)
(2)12cm,0.4
【解析】
【小问1详解】
竖直放置弹簧时砝码静止,属于平衡状态,弹簧弹力与砝码重力大小相等。已知砝码质量
弹簧压缩量
根据二力平衡和胡克定律,可得
代入数值解得
【小问2详解】
砝码在水平面匀速直线运动时,水平方向受力平衡,弹簧弹力与滑动摩擦力大小相等。滑动摩擦力为
水平面支持力等于砝码重力,结合胡克定律可得
联立解得,
此时弹簧的长度
14. 如图甲所示为一航拍无人飞机,操作员启动上升按钮,航拍飞机从地面上的O点由静止开始竖直向上做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动,经过4 s到达A点,此时操作员调节螺旋桨转速改变升力大小,使得航拍飞机继续匀速上升3 s,然后再匀减速运动3 s到达B点时恰好停止,如图乙所示,求:
(1)航拍飞机经A点时瞬时速度大小vA和匀加速运动的高度h1;
(2)航拍飞机从A点到B点的高度h2和从O点到B点的平均速度大小。
【答案】(1)8m/s,16m
(2)36m,5.2m/s
【解析】
【小问1详解】
飞机从O点由静止开始做匀加速直线运动,初速度,加速度,加速时间,由匀加速速度公式,A点瞬时速度
解得
匀加速上升高度由匀加速位移公式
解得
【小问2详解】
A到B的运动,第一段匀速上升,速度等于,时间,位移
第二段匀减速到速度为0,该段初速度为、末速度为0,时间,位移
因此A到B的总高度
从点到点的平均速度大小
15. 货车超限检测站设置两种称重通道,货车正常行驶速度v0=16 m/s,加速、减速时加速度大小均为a=1 m/s2。若走人工静态称重车道,货车需在称重中心线处减速至零,静止停留t0=15 s完成称重,之后加速恢复至16 m/s正常行驶;若走动态自动称重车道,货车需在称重中心线前方x0=16 m处减速至某一速度v,然后匀速走完x0=16 m称重区间到达中心线,再加速恢复至16 m/s正常行驶。已知称重区间速度要求为3 m/s≤v≤6 m/s。为简化问题,计算过程中不考虑货车大小,求货车
(1)走静态称重车道,从开始减速到恢复原速,通过的位移大小x;
(2)走静态称重车道,从开始减速到恢复原速,全程的时间t;
(3)走动态称重车道,并以4 m/s驶过称重区间,则从开始减速到恢复原速通过的位移大小x′;
(4)走动态称重车道,相比静态称重车道,通过第(1)问的x,最多可以节省的时间Δt。
【答案】(1)256m
(2)47s (3)256m
(4)23.08s
【解析】
【小问1详解】
货车从减速到的过程中,根据位移速度关系
可得减速过程中的位移
根据运动的对称性可知,加速过程中的位移
从开始减速到恢复原速,通过的位移大小
【小问2详解】
货车从减速到0的时间
解得
同理,加速过程的时间
从开始减速到恢复原速,全程的时间
【小问3详解】
货车从减速到的过程中,根据位移速度关系
称重区间距离
根据运动的对称性可知,加速过程中的位移
从开始减速到恢复原速通过的位移大小
【小问4详解】
货车以通过称重区间时有最小行驶时间,减速时间
减速过程中的位移
同理可知加速时间,加速过程中的位移
则从开始减速到恢复原速通过的总位移大小
与第(1)问的相比,位移差
经过称重区的时间
则从开始减速到恢复原速通过的总时间
通过距离所用的时间
最多可以节省的时间
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