精品解析:湖北十堰市郧阳中学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:
郧阳中学2026级高一10月月考
物理试题
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共28分。1-7题每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求,每小题有多个项符合题目要求。8-10题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,以下叙述正确的是( )
A. 在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用的是微元法
B. 在物体本身的大小及形状对所研究问题无影响时把物体视为质点,采用的是极限法
C. 定义加速度采用的是理想化模型
D. 根据速度定义式,当非常小时就可以表示物体的瞬时速度,采用的是假设法
【答案】A
【解析】
【详解】A.推导匀变速直线运动位移公式时,将运动过程拆分为无数极小的时间段,每段近似为匀速直线运动再累加位移,是典型的微元法应用,故A正确;
B.忽略物体大小形状、将物体抽象为质点的方法属于理想化模型法,故B错误;
C.是通过两个物理量的比值定义新物理量,属于比值定义法,故C错误;
D.取趋近于无穷小时的平均速度得到瞬时速度,利用了极限的思想,属于极限法,故D错误。
故选A。
2. 在子弹穿透力对比的测试中,实验者可以通过子弹射穿苹果的个数来比较不同子弹的穿透力。某次手枪的子弹穿透了18个被紧挨排列固定在一起的相同苹果后速度恰好减为零,子弹穿透18个苹果的总时间为t,已知子弹可以视为质点,子弹穿透苹果的过程可视为匀减速运动,下列说法正确的是( )
A. 子弹在前时间内穿透了6个苹果
B. 子弹穿透前9个苹果所用时间为
C. 子弹穿透第13个苹果所用时间为
D. 子弹穿透第1个与最后1个苹果所用的时间之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.通过逆向思维(将子弹的末速度为0的匀减速直线运动,反向等效为初速度为0的匀加速直线运动),设每个苹果的厚度为,子弹的加速度大小为,穿透18个苹果的总位移满足
前内的子弹位移(正向匀减速),等效为逆向匀加速最后时间内的位移,则逆向全程的总位移,逆向前的位移为
因此正向前的位移为
对应穿透10个苹果,故 A错误;
B.设穿透前9个苹果的时间为,位移满足
结合总位移
且末速度即,代入得
结合即
化简后解得,故B错误;
C.穿透第13个苹果(正向)的时间对应逆向是穿透前6个与前5个的时间差,则,
其中
可得第13个苹果的时间 ,故C错误;
D.正向最后1个苹果的时间,等效为逆向第1个苹果的时间
代入得
正向第1个苹果的时间为总时间减去逆向穿透前17个苹果的总时间
因此时间之比为,故D正确;
故选D。
3. 一物体以6 m/s的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过1 s后物体仍向上滑,速度大小为4 m/s。现增大木板的倾角,物体仍以6 m/s的速度从底端向上滑行,经过1 s后物体已向下滑动,速度大小为4 m/s。若选择沿木板向上为正方向,用、分别表示前后两次加速度,用、分别表示前后两次2 s末的速度,以下表示正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】AC.规定沿木板向上为正方向,因斜面光滑,物体运动过程加速度恒定,两次运动的初速度均为
第一次运动中,时物体仍向上滑行,1s末速度方向与正方向一致,即
根据
可得
2s末速度,故AC错误;
BD.第二次运动中,时物体已向下滑动,1s末速度方向与正方向相反,,即
同理可得
2s末速度,故B正确,D错误。
故选B。
4. 某同学学习了自由落体运动和竖直上抛运动的内容后,和同伴一起做了一个物理小实验:自高为H的塔顶自由落下A物体的同时B物体自塔底以初速度v0竖直上抛,且A、B两物体在同一直线上运动,A物体和B物体的加速度都为g,方向竖直向下。则( )
A. 若,两物体相遇时,B正在下降途中
B. 若,两物体在地面相遇
C. 若,两物体相遇时B物体正上升
D. 若,则两物体在下降的途中相遇
【答案】D
【解析】
【详解】若B物体正好运动到最高点时相遇,则有:B速度减为零所用的时间
由
解得
当A、B两物体恰好在落地时相遇,则有
此时A的位移
解得
A.若,则两物体在B上升途中相遇,故A错误;
B.若,则B物体正好运动到最高点时相遇,故B错误;
C.若,则两物体在B下落途中相遇,故C错误;
D.若,则AB两物体都在下落的过程中相遇,故D正确。
故选D。
5. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶过程中,司机忽然发现前方有一警示牌,立即刹车。汽车在刹车系统稳定工作后第1s内的位移为32m,第5s内的位移为1m。汽车匀速行驶时的速度大小及刹车过程中的加速度大小正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】CD.汽车在第1s内的中间时刻速度等于第1s内的平均速度,即
由于无法确认第5s内汽车是否停止运动,设第5s内汽车实际运动的时间为,运用逆向思维有,
联立解得,,故C正确,D错误;
AB.汽车匀速行驶时的速度大小,故AB错误。
故选C。
6. 如图所示为物体做直线运动的4幅图像,则下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0~5 s内的位移小于40 m
B. 乙图中,物体甲的加速度为,初速度为4 m/s;乙的加速度为,初速度为2 m/s
C. 丙图中,物体在0~6 m内所用时间为4 s
D. 丁图中,物体的加速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图为图像,图线与时间轴所围面积表示位移。连接原点与图线上对应,的点,作出蓝色虚线,用于比较曲线下面积与三角形面积,如图所示
在内,曲线位于蓝色虚线上方,故位移满足,故A错误;
B.乙图为图像。由匀变速直线运动的速度公式得
因此直线的斜率表示初速度,纵截距表示加速度。由图线斜率可得,甲的初速度为
乙的初速度为
从纵截距可知,甲、乙的加速度分别为和,故B错误;
C.丙图为图像。取位移增大的方向为正方向,由匀变速直线运动的速度与位移关系可知,纵截距表示,斜率表示。读图得,在和处,速度分别为和,加速度为
再由速度公式,得,故C正确;
D.丁图为图像。由匀变速直线运动的位移公式得
所以图线斜率表示加速度的一半。图线经过时和时两点,故加速度为,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,质点从A点由静止开始做匀加速直线运动,依次经过B、C、D三点,且。已知质点通过段、段的时间均为t。若质点到达D点后立即以另一加速度做减速运动,再经过时间2t后质点速度恰好减为零。则质点在运动全过程中的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设匀加速直线运动的加速度为,质点加速到的速度为,段的长度为,则有,(其中)
段的长度为
联立解得
质点在段运动到点的速度
质点到达点,再经过时间2t质点速度恰好为零,从D点开始到速度减为零的过程,质点的位移大小为
联立解得
质点在运动全过程中的位移大小为
可得
故选C。
8. 在有舵手赛艇项目决赛中赛艇达到某一初速度后,在相邻两个划桨周期T内的加速度a与时间t的图像如图所示,赛艇前进方向为正方向,图中,这两个划桨周期内的运动视为直线运动,则( )
A. 经过相邻两个划桨周期后速度变化量为
B. 该相邻两个划桨周期内的位移之差大小为
C. 若,则两个划桨周期时,赛艇的速度大小为
D. 若,则三个划桨周期时,赛艇发生的位移大小为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.图像面积表示速度的变化量,第一个划桨周期速度增量为
经过连续两个划桨周期速度增量为,故A正确;
B.根据题意分析可知,作出连续两个划桨周期的v-t图像如图所示
由v-t图像与时间轴围成的面积表示位移可知,该相邻两个划桨周期的位移增量为图中阴影部分,则有
又因为
联立解得,故B正确;
C.由题意可知,赛艇的初速度为,若
则两个划桨周期时速度增量为
则两个划桨周期时,根据速度与加速度关系可知,赛艇的速度大小为,故C错误;
D.根据题意分析可知,作出连续三个划桨周期的v-t图像如图所示
根据B选项可知,该相邻两个划桨周期的位移增量为图中阴影部分,即
若
则三个划桨周期时,赛艇增加的位移大小为
在第一个周期内,设经时间,赛艇的速度大小为,则有
在T时刻赛艇的速度大小为
所以赛艇在第一个周期内的位移为
故三个划桨周期时,赛艇发生的位移大小为,故D错误。
故选AB。
9. 在平直的测试汽车加速性能的场地上,每隔一定距离有一个醒目的标志杆,两名测试员驾车由某个标志杆从静止开始匀加速启动,当汽车通过第二个标志杆开始计时,时,恰好经过第5个标志杆,速度大小为40 m/s,时,恰好经过第10个标志杆,已知汽车匀加速的最大速度为64 m/s,汽车运动过程中可视为质点,则下列说法中正确的是( )
A. 汽车启动的加速度大小为
B. 两个标杆之间的距离为100m
C. t=25s时,还未到达第30个标志杆
D. 时,汽车位于第16和第17个标志杆之间
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.设汽车的加速度为a,经过第二个标志杆的速度为,两个标杆之间的距离为。由题知,时恰好经过第5个标志杆,速度大小为40m/s,则有,
时,恰好经过第10个标志杆,则有
联立解得,,,故A正确,B错误;
D.设汽车经时间达到最大速度64m/s,则有
可知
即汽车在时已经做匀速直线运动状态,汽车通过第二个标志杆开始计时,则汽车在15s内的位移为
根据几何关系有
解得
故时,汽车位于第16和第17个标志杆之间,故D正确;
cC.可知,即汽车先做11s的匀加直线运动,再以最大速度做14s的匀速直线运动,汽车通过第二个标志杆开始计时,则位移为
代入数据解得
而从第二个标志杆到第30个标志杆的距离为
可知,此时汽车还未到达第30个标志杆,故C正确。
故选ACD。
10. 为研究甲乙两车在同一直线上的运动,沿着该直线方向建立位置()坐标轴,从时刻开始记录两车的运动规律。甲车做匀变速直线运动,其位置—时间()图像如图甲所示;乙车刹车,可视为匀减速直线运动,整个运动过程的位置—速度平方()图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 时,甲的速度为,乙的速度为
B. 甲、乙质点间的最大间距为
C. 经过,甲追上乙
D. 经过,甲追上乙
【答案】BC
【解析】
【详解】甲车做匀变速直线运动,位移公式为 。 由图甲得三个点:;;
解得,
因此
乙做匀减速直线运动,根据匀变速公式
结合图乙得关系
对比得: 初速度 ,加速度
乙初始位置,因此:
乙刹车到停止的时间 ,停止位置 。
A.时,,,甲速度不为,故A错误;
B.甲乙间距最大发生在速度相等时(甲匀加速,乙匀减速,速度相等前间距增大,之后减小)。当时,
可得
间距
代入
解得 ,故 B正确;
CD.时,甲的位置 ,说明甲在乙停止后才追上乙。
令 ,
解得,故C正确,D错误。
故选BC。
二、填空题(本大题共2小题,共16分)
11. 某同学利用光电门来测量某透明塑料板自由下落时的加速度大小,塑料板上贴有P、Q两遮光条,两遮光条相互平行。P、Q宽度均为d,测出P的下端挡光开始到Q的上端挡光结束时间为t。
(1)当P、Q先后通过激光时,遮光时间分别为、,塑料板下落时的加速度大小的表达式为___________(用含、、t、d的式子表示)。
(2)采用以上方法测得的速度实际上是遮光条通过光电门的______________(填“平均速度”或“瞬时速度”)。
(3)假设塑料板做匀加速直线运动,该测量原理会导致测量值________________。(填“偏大”、“偏小”或“无法判断”)
【答案】(1)
(2)平均速度 (3)偏小
【解析】
【小问1详解】
遮光条P通过光电门中间时刻的瞬时速度为
遮光条Q通过光电门中间时刻的瞬时速度为
根据加速度定义
可得
【小问2详解】
该测量值是遮光条宽度与对应总遮光时间的比值,本质是这段位移内的平均速度,只是在遮光时间极短时可以近似代替瞬时速度。
【小问3详解】
匀加速下落过程中,遮光条的速度是逐渐增大的,实际P遮光时间中点的瞬时速度,比P下端经过光电门的瞬时速度大;实际Q遮光时间中点的瞬时速度,比Q下端经过光电门的瞬时速度小。从遮光条P下端挡光到遮光条P挡光的中间时刻,时长为;从遮光条Q挡光的中间时刻到遮光条Q下端挡光结束,时长为,因此两个中间时刻的时间差为
可得实际加速度
可知测量值使用了偏大的时间间隔,最终得到的加速度测量值会偏小。
12. 某同学利用如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匀加速运动,重物落地后,物块再匀减速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,每5个点取1个计数点,并按打点顺序标上序号,测得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50 Hz。
(1)下列说法正确的是____________________。
A. 组装实验器材时,物块离打点计时器尽可能近一些
B. 先释放物块,确定物块能够开始运动后,再接通打点计时器电源进行打点
C. 在纸带上选取第一个计数点时,可以用打出的第一个点
D. 虽然此实验需要时间和位移数据,但不会用到秒表和刻度尺
(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11对应的速度大小为___________________m/s。(结果保留三位有效数字)
(4)物块减速运动过程中加速度的大小为a=___________________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(5)因为供电不稳定,使用的交变电源频率变为49.5 Hz,如果实验时仍按50 Hz来计算,则测得的加速度将比真实值_______________________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)A (2) ①. 5 ②. 6
(3)0.440 (4)1.20
(5)偏大
【解析】
【小问1详解】
A.物块离打点计时器更近,能在纸带上打出更多有效点,充分利用纸带,故A正确;
B.实验规范要求先接通电源,待打点稳定后再释放物块,故B错误;
C.题干说明“从纸带上便于测量的点开始取计数点”,刚开始打出的第一个点比较模糊,不适合直接作为第一个计数点,故C错误;
D.打点计时器本身是计时工具,无需额外秒表,仅需要刻度尺测位移,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
[1][2]物块匀加速阶段相邻相等时间间隔内的位移差近似为恒定值(相邻位移增量约为1.8cm),而计数点5-6的位移增量为
位移增量开始减小,说明物块在5和6之间某时刻开始减速。
【小问3详解】
每5个点取1个计数点,打点周期
匀变速直线运动中,计数点11的速度大小为
【小问4详解】
减速阶段位移随时间减小,取减速段位移、、、、、
用逐差法计算加速度
【小问5详解】
实际电源频率为49.5Hz,真实打点周期
计算时仍按50Hz取。由,代入的计算周期偏小,最终得到的加速度测量值比真实值偏大。
三、实验题(本大题共3小题,12+14+18=44分,要求写出必要的计算过程)
13. 现代化城市高楼林立,城市的应急救援能力面临着巨大的挑战,甚至需要救援队员从高空进行快速救援。某次救援行动中,一名救援队员从悬停在746m高空的直升机上自由下落,自由落体80m后,他打开降落伞,并以2m/s2的加速度减速下降,速度减小到4m/s后匀速下降到地面(重力加速度g取10m/s2)。求解:
(1)救援队员打开降落伞时的速度大小;
(2)救援队员整个下落过程所用的时间;
(3)若救援队员适当延缓打开降落伞的时间,在减速加速度和着地速度不变的情况下,求救援队员下落过程最多能节省多长时间。
【答案】(1)40m/s
(2)89.5s (3)61.5s
【解析】
【小问1详解】
救援队员打开降落伞时的速度
【小问2详解】
加速阶段的时间
减速阶段的时间
减速阶段的位移
匀速阶段的时间
总时间为
【小问3详解】
若减速到4m/s时立即着地,设自由落体的时间为,可得
解得
减速的时间
则节省时间为
14. 如图所示,在平直公路上,汽车A向固定的测速仪B做直线运动,设t=0时汽车A与测速仪B相距d1=368m,此时测速仪B发出一个超声波脉冲信号和一个红外线信号,汽车A在接收到红外线信号时正以v0=108km/h的速度运动,司机立即刹车做匀减速直线运动。当汽车A接收到超声波信号时,它与测速仪B的间距为d2=340m,已知超声波的速度v=340m/s。红外线在空中传播的时间忽略不计。求:
(1)汽车A的加速度大小为多大?
(2)测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车A和测速仪B的间距d3为多大?
(3)测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车立即改变其加速度,1.7s后测速仪B又发出一个超声波脉冲信号,在2.5s时该超声波信号恰与汽车A相遇,求汽车A的加速度?
【答案】(1);(2);(3),方向为背离B。
【解析】
【详解】(1)先对速度进行单位换算
超声波在空中运动的时间
汽车在这段时间内匀减速运动的距离
解得
汽车A加速度大小为,方向为背离B;
(2)从到,汽车A行驶的距离
解得
(3)时汽车的速度
解得
超声波在空中运动的时间
超声波在空中运动的距离
可知在
汽车匀减速运动的距离为
解得
汽车A加速度大小为,方向为背离B。
15. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验,两车均可视为质点,如图所示,时,A、B两车同时沿两条相距的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动,A车始终以的速度做匀速直线运动;B车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动,6s后开始做匀速直线运动,已知两蓝牙小车自动连接的最大距离。
(1)求1s末两车的距离;
(2)求两车第一次刚好断开连接瞬间B车的速度大小;
(3)整个运动过程中,求两车能够保持连接的总时间;
(4)若28s末B车做加速度的匀减速直线运动,速度减为零后停止运动,求B车减速后两车再次刚好连接瞬间A车到起跑线的距离,并求出保持该次连接持续的时间。
【答案】(1)7.5m;(2)2m/s;(3)18s;(4)150m,3.4s
【解析】
【详解】(1)1s末,A车前进的距离
①
B车前进的距离
②
此时两车的距离
③
联立①②③解得
(2)第一次刚好断开连接时,两车的距离刚好为L,即
④
此时,A车前进的距离
⑤
B车前进的距离
⑥
联立解得
根据速度时间关系
⑦
联立④⑤⑥⑦解得
(3)由(2)可知,第一次连接时间为
再次连接时,A车在前
⑧
此时,A车前进的距离
⑨
B车前进的距离,设
B车匀速的速度
⑩
⑪
联立⑧⑨⑩⑪解得
再次断开连接时,B车在前
⑫
此时,A车前进的距离
⑬
B车前进的距离
⑭
联立⑨⑫⑬⑭解得
第二次连接所持续的时间
整个运动过程中,两车保持连接的总时间
(4)设,t6时刻再次刚好连接,B车在前
⑮
此时,A车前进的距离
⑯
B车前进的距离
⑰
联立⑮⑯⑰解得
此时,A车到起跑线的距离即此时A车前进的距离
再次断开连接时,时刻为t7,此时A在前
⑱
此时,A车前进的距离
⑲
B车前进的距离
⑳
联立⑱⑲⑳解得
则,该次连接持续的时间
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郧阳中学2026级高一10月月考
物理试题
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共28分。1-7题每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求,每小题有多个项符合题目要求。8-10题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,以下叙述正确的是( )
A. 在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用的是微元法
B. 在物体本身的大小及形状对所研究问题无影响时把物体视为质点,采用的是极限法
C. 定义加速度采用的是理想化模型
D. 根据速度定义式,当非常小时就可以表示物体的瞬时速度,采用的是假设法
2. 在子弹穿透力对比的测试中,实验者可以通过子弹射穿苹果的个数来比较不同子弹的穿透力。某次手枪的子弹穿透了18个被紧挨排列固定在一起的相同苹果后速度恰好减为零,子弹穿透18个苹果的总时间为t,已知子弹可以视为质点,子弹穿透苹果的过程可视为匀减速运动,下列说法正确的是( )
A. 子弹在前时间内穿透了6个苹果
B. 子弹穿透前9个苹果所用时间为
C. 子弹穿透第13个苹果所用时间为
D. 子弹穿透第1个与最后1个苹果所用的时间之比为
3. 一物体以6 m/s的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过1 s后物体仍向上滑,速度大小为4 m/s。现增大木板的倾角,物体仍以6 m/s的速度从底端向上滑行,经过1 s后物体已向下滑动,速度大小为4 m/s。若选择沿木板向上为正方向,用、分别表示前后两次加速度,用、分别表示前后两次2 s末的速度,以下表示正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
4. 某同学学习了自由落体运动和竖直上抛运动的内容后,和同伴一起做了一个物理小实验:自高为H的塔顶自由落下A物体的同时B物体自塔底以初速度v0竖直上抛,且A、B两物体在同一直线上运动,A物体和B物体的加速度都为g,方向竖直向下。则( )
A. 若,两物体相遇时,B正在下降途中
B. 若,两物体在地面相遇
C. 若,两物体相遇时B物体正上升
D. 若,则两物体在下降的途中相遇
5. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶过程中,司机忽然发现前方有一警示牌,立即刹车。汽车在刹车系统稳定工作后第1s内的位移为32m,第5s内的位移为1m。汽车匀速行驶时的速度大小及刹车过程中的加速度大小正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示为物体做直线运动的4幅图像,则下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0~5 s内的位移小于40 m
B. 乙图中,物体甲的加速度为,初速度为4 m/s;乙的加速度为,初速度为2 m/s
C. 丙图中,物体在0~6 m内所用时间为4 s
D. 丁图中,物体的加速度为
7. 如图所示,质点从A点由静止开始做匀加速直线运动,依次经过B、C、D三点,且。已知质点通过段、段的时间均为t。若质点到达D点后立即以另一加速度做减速运动,再经过时间2t后质点速度恰好减为零。则质点在运动全过程中的位移大小为( )
A. B. C. D.
8. 在有舵手赛艇项目决赛中赛艇达到某一初速度后,在相邻两个划桨周期T内的加速度a与时间t的图像如图所示,赛艇前进方向为正方向,图中,这两个划桨周期内的运动视为直线运动,则( )
A. 经过相邻两个划桨周期后速度变化量为
B. 该相邻两个划桨周期内的位移之差大小为
C. 若,则两个划桨周期时,赛艇的速度大小为
D. 若,则三个划桨周期时,赛艇发生的位移大小为
9. 在平直的测试汽车加速性能的场地上,每隔一定距离有一个醒目的标志杆,两名测试员驾车由某个标志杆从静止开始匀加速启动,当汽车通过第二个标志杆开始计时,时,恰好经过第5个标志杆,速度大小为40 m/s,时,恰好经过第10个标志杆,已知汽车匀加速的最大速度为64 m/s,汽车运动过程中可视为质点,则下列说法中正确的是( )
A. 汽车启动的加速度大小为
B. 两个标杆之间的距离为100m
C. t=25s时,还未到达第30个标志杆
D. 时,汽车位于第16和第17个标志杆之间
10. 为研究甲乙两车在同一直线上的运动,沿着该直线方向建立位置()坐标轴,从时刻开始记录两车的运动规律。甲车做匀变速直线运动,其位置—时间()图像如图甲所示;乙车刹车,可视为匀减速直线运动,整个运动过程的位置—速度平方()图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 时,甲的速度为,乙的速度为
B. 甲、乙质点间的最大间距为
C. 经过,甲追上乙
D. 经过,甲追上乙
二、填空题(本大题共2小题,共16分)
11. 某同学利用光电门来测量某透明塑料板自由下落时的加速度大小,塑料板上贴有P、Q两遮光条,两遮光条相互平行。P、Q宽度均为d,测出P的下端挡光开始到Q的上端挡光结束时间为t。
(1)当P、Q先后通过激光时,遮光时间分别为、,塑料板下落时的加速度大小的表达式为___________(用含、、t、d的式子表示)。
(2)采用以上方法测得的速度实际上是遮光条通过光电门的______________(填“平均速度”或“瞬时速度”)。
(3)假设塑料板做匀加速直线运动,该测量原理会导致测量值________________。(填“偏大”、“偏小”或“无法判断”)
12. 某同学利用如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匀加速运动,重物落地后,物块再匀减速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,每5个点取1个计数点,并按打点顺序标上序号,测得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50 Hz。
(1)下列说法正确的是____________________。
A. 组装实验器材时,物块离打点计时器尽可能近一些
B. 先释放物块,确定物块能够开始运动后,再接通打点计时器电源进行打点
C. 在纸带上选取第一个计数点时,可以用打出的第一个点
D. 虽然此实验需要时间和位移数据,但不会用到秒表和刻度尺
(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11对应的速度大小为___________________m/s。(结果保留三位有效数字)
(4)物块减速运动过程中加速度的大小为a=___________________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(5)因为供电不稳定,使用的交变电源频率变为49.5 Hz,如果实验时仍按50 Hz来计算,则测得的加速度将比真实值_______________________(填“偏大”或“偏小”)。
三、实验题(本大题共3小题,12+14+18=44分,要求写出必要的计算过程)
13. 现代化城市高楼林立,城市的应急救援能力面临着巨大的挑战,甚至需要救援队员从高空进行快速救援。某次救援行动中,一名救援队员从悬停在746m高空的直升机上自由下落,自由落体80m后,他打开降落伞,并以2m/s2的加速度减速下降,速度减小到4m/s后匀速下降到地面(重力加速度g取10m/s2)。求解:
(1)救援队员打开降落伞时的速度大小;
(2)救援队员整个下落过程所用的时间;
(3)若救援队员适当延缓打开降落伞的时间,在减速加速度和着地速度不变的情况下,求救援队员下落过程最多能节省多长时间。
14. 如图所示,在平直公路上,汽车A向固定的测速仪B做直线运动,设t=0时汽车A与测速仪B相距d1=368m,此时测速仪B发出一个超声波脉冲信号和一个红外线信号,汽车A在接收到红外线信号时正以v0=108km/h的速度运动,司机立即刹车做匀减速直线运动。当汽车A接收到超声波信号时,它与测速仪B的间距为d2=340m,已知超声波的速度v=340m/s。红外线在空中传播的时间忽略不计。求:
(1)汽车A的加速度大小为多大?
(2)测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车A和测速仪B的间距d3为多大?
(3)测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车立即改变其加速度,1.7s后测速仪B又发出一个超声波脉冲信号,在2.5s时该超声波信号恰与汽车A相遇,求汽车A的加速度?
15. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验,两车均可视为质点,如图所示,时,A、B两车同时沿两条相距的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动,A车始终以的速度做匀速直线运动;B车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动,6s后开始做匀速直线运动,已知两蓝牙小车自动连接的最大距离。
(1)求1s末两车的距离;
(2)求两车第一次刚好断开连接瞬间B车的速度大小;
(3)整个运动过程中,求两车能够保持连接的总时间;
(4)若28s末B车做加速度的匀减速直线运动,速度减为零后停止运动,求B车减速后两车再次刚好连接瞬间A车到起跑线的距离,并求出保持该次连接持续的时间。
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