精品解析:天津市耀华中学2026-2027学年高一上学期10月阶段检测物理试卷
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内容正文:
天津市耀华中学2026-2027学年高一上学期10月阶段检测物理试卷
一、单项选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1. 如图所示,从高出地面3m的A点竖直向上抛出一个小球,它上升5m后到达B点,然后回落,最后停在地面。以抛出点为坐标原点、以竖直向上为正方向建立坐标轴,下列说法正确的是( )
A. B点的坐标
B. 小球从抛出到落地的位移方向与正方向相同
C. 若以落地点为坐标原点,则小球从抛出到落地的位移
D. 小球从A到B的位移大小小于从B到落地点的位移大小
2. 汽车的尾部有时会对车的性能做出标识,某品牌汽车标有“45TFSI”。其中“45”称为G值,表示车的加速性能,G值的大小为车辆从静止加速到100km/h(百公里加速)的平均加速度(国际单位制)的10倍。由此推算,该车的百公里加速时间约为( )
A. 2.2s B. 4.5s C. 6.2s D. 8.5s
3. 一辆汽车沿一条直道从静止开始匀加速运动,经过一段时间后开始匀速运动,最后匀减速运动直到停止。从汽车开始运动起计时,下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度,根据表中的数据可以得出以下选项错误的是( )
时刻(s)
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
10.5
11.5
速度(m/s)
3.0
6.0
9.0
12
12
9.0
3.0
A. 汽车加速运动经历的时间为4s B. 汽车全程运动经历的时间为12s
C. 汽车匀速运动的时间为5s D. 汽车减速运动的时间为2s
4. 某物理学习兴趣小组研究公交车的运动,公交车进站过程可认为做匀减速直线运动直至停下。公交车在最初3s内通过的位移与最后3s内通过的位移之比为,若公交车运动的加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 公交车最后3s内通过的位移为3m
B. 公交车的初速度为7m/s
C. 公交车运动的总位移为21m
D. 公交车减速3s后的速度为2m/s
5. 从斜面上某一位置,每隔0.1 s无初速度释放一颗相同的小球,小球在斜面上做匀加速直线运动,连续放下几颗后,某时刻对在斜面上滚动的小球拍摄照片,如图所示,测得,。则下列说法不正确的是( )
A. 拍摄时刻B球速度的大小为
B. 小球加速度的大小为
C. B、C两球相距18.6 cm
D. A球上面正在运动的小球还有2颗
6. 港珠澳大桥海底隧道是世界上最长的公路沉管隧道,也是我国第一条外海沉管隧道,全长 ,隧道限速,将沉管隧道简化为直线,时刻,甲、乙两车同时由同一入口进入隧道,之后在隧道中运动的速度随时间变化的关系如图所示。则经过多长时间乙车在隧道中追上甲车( )
A. B. C. D.
7. 在某次跳水比赛中,若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动,该运动过程的时间为8t。设运动员入水后向下运动过程中,第一个t时间内的位移大小为,最后两个t时间内的总位移大小为,则为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,小球B(视为质点)以速度v0从地面开始做竖直上抛运动,到达最高点时,小球A(视为质点)也以速度v0从地面开始做竖直上抛运动,重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
A. A抛出后经过与B相遇
B. A上升过程的平均速度小于B下降过程的平均速度
C. A从抛出到与B相遇,A上升高度为
D. A、B落地的时间差为
9. 下列关于物体做直线运动的图像分析正确的是( )
A. 图甲中物体的加速度为
B. 图乙中的物体在前内的速度变化量大小为
C. 图丙中物体在前内的位移大小为,在数值上等于阴影部分的面积
D. 图丁中物体在前内的平均速度为
二、多项选择题(本题共6小题;每小题5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项正确。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
10. 一做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小,直到为零,则该物体的运动情况可能是( )
A. 速度逐渐增大,加速度为零时速度最大
B. 速度方向可能改变
C. 速度逐渐减小,加速度为零时速度最小
D. 速度逐渐增大,方向可能改变
11. 一列高铁列车即将出站,列车共16节车厢。站台上有个人与列车的前端对齐,列车启动时,此人开始计时,经过第一节车厢驶过此人,假设列车做匀加速直线运动,则( )
A. 第一节车厢末端与第三节车厢末端经过观察者的速度之比是
B. 整列列车驶过此人所用的时间为24s
C. 第一节车厢与第三节车厢经过观察者所用时间之比是
D. 最后7节车厢经过此人所用的时间约为6s
12. 在交通路口,当黄灯亮时,已越过停止线的车辆可以继续通行,未越过停止线的车辆必须在停止线前停车等候,继续通行则属于交通违法行为。某一平直公路路口黄灯亮起之前,有3s的绿灯闪烁时间。一辆轿车以的速度做匀速直线运动,在车头距离停止线54m处时看到绿灯开始闪烁,经过的反应时间后才能作出让车匀加速通过或匀减速停下的操作,已知该轿车加速运动时的最大加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 若轿车司机以最大加速度加速通过,则司机不能在黄灯亮起前通过停止线
B. 若轿车司机匀减速停下,则司机刹车时间最多为2.4s
C. 若轿车司机匀减速停下,则司机至少以的加速度刹车
D. 若轿车司机匀减速停下,则司机至少以的加速度刹车
13. 某飞行器在空中执行任务后返回地面,其运动过程如下:从静止开始做自由落体运动,持续5s;5s末打开降落伞,立即以大小为的加速度匀减速下降,持续4s;4s后进入缓冲阶段,以大小为的加速度继续做匀减速运动,直至速度减为安全着陆。忽略空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A. 飞行器在自由下落阶段的位移大小为
B. 打开降落伞瞬间,飞行器的速度大小为
C. 打开降落伞后内的位移大小为
D. 飞行器在缓冲阶段运动的时间为
14. 屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿,如图,(g取)则下列说法中正确的是( )
A. 滴水的时间间隔是0.2s
B. 此屋檐离地面的高度是20m
C. 此时第3滴水的速度大小是10m/s
D. 水滴通过窗子的平均速度大小是5m/s
15. 如图,在一条比较直的公路上,有A、、三棵相距都是的树,一汽车沿公路行驶的过程中,经过A点时,司机突然发现前方有一群动物横过公路,司机立即刹车(不考虑反应时间),汽车做匀减速直线运动,最终停在点(恰好没有发生安全事故)。汽车经过段的时间为,经过段的时间为,则( )
A. 汽车运动的加速度为 B. 汽车经过A点的速度
C. 汽车经过段所用时间为 D. 段的距离为
三、实验题(本题包含2小题6空,每空2分,共12分)
16. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请完成下列有关问题。
(1)甲图是______________________(填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)。
(2)某同学在实验中,打点计时器使用的电源频率为,用打点计时器记录了纸带的运动情况,在纸带上确定了、、、、、、共7个计数点,其相邻点间的距离如图丙所示,每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。试根据纸带上各个计数点间的距离算出打下点时的瞬时速度为__________m/s。(计算结果均保留两位小数)
(3)如果当时电网中交变电流的频率与正常频率(50 Hz)相比稍稍偏大,而做实验的同学并不知道,仍按照50 Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比__________。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
17. 某同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度。
(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. 用手握住铁夹由靠近打点计时器处静止释放
D. 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
(2)打点计时器所用交流电频率为,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__________。
(3)乙图中相邻计数点间的距离测量值已标出,则根据纸带数据可测得当地重力加速度__________(保留三位有效数字)。
四、解答题(本题2小题,共22分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤和答案,只写出最后答案的不能得分。)
18. 2023年10月3日,杭州亚运会女子10米跳台决赛中,中国运动员全红婵的惊人一跳,赢得全场7个10分,并最终夺得冠军。在进行10米跳台跳水训练时,运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作并调整好入水姿势。某课外小组对10米跳台跳水进行模拟研究,将运动员视为质点,若运动员起跳时获得竖直向上的初速度v0=1m/s,并在距离水面前完成规定动作并调整好入水姿势,其入水深度为h=2.5m,跳台距水面高度H=10m,运动员入水直至速度减为零的运动可视为竖直方向的匀减速直线运动。重力加速度g=10m/s²,空气阻力不计。求:
(1)运动员距离跳台的最高距离;
(2)运动员完成规定动作允许的最大时间;
(3)运动员入水时速度v的大小和入水后匀减速过程加速度a的大小和方向。
19. 某游客欲乘公交车去某景点,公交车正停在站台上让乘客上车。该游客便以的速度向站台方向跑去追赶公交车,当游客离公交车远时,公交车开始启动离开,以的加速度做匀加速直线运动。当游客到达站台时,司机恰好发现乘客并立即做匀减速直线运动,减速运动的加速度大小为。游客追赶的速度始终保持不变,公交车和游客均在同一直线上运动,忽略公交车及站台的大小,求:
(1)游客到达站台时,公交车运动的位移大小;
(2)公交车启动后,游客和公交车间的最大距离;
(3)从公交车启动到游客追上公交车所用的时间(结果保留2位小数)。
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天津市耀华中学2026-2027学年高一上学期10月阶段检测物理试卷
一、单项选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1. 如图所示,从高出地面3m的A点竖直向上抛出一个小球,它上升5m后到达B点,然后回落,最后停在地面。以抛出点为坐标原点、以竖直向上为正方向建立坐标轴,下列说法正确的是( )
A. B点的坐标
B. 小球从抛出到落地的位移方向与正方向相同
C. 若以落地点为坐标原点,则小球从抛出到落地的位移
D. 小球从A到B的位移大小小于从B到落地点的位移大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.以抛出点为坐标原点、以竖直向上为正方向建立坐标轴,B点的坐标,A错误;
B.小球从抛出到落地的位移方向与正方向相反,B错误;
C.整个过程中,小球的位移,C错误;
D.小球从A到B的位移大小为5m,小于从B到落地点的位移大小8m,D正确。
故选D。
2. 汽车的尾部有时会对车的性能做出标识,某品牌汽车标有“45TFSI”。其中“45”称为G值,表示车的加速性能,G值的大小为车辆从静止加速到100km/h(百公里加速)的平均加速度(国际单位制)的10倍。由此推算,该车的百公里加速时间约为( )
A. 2.2s B. 4.5s C. 6.2s D. 8.5s
【答案】C
【解析】
【详解】由G值定义,百公里加速的平均加速度
换算末速度的国际单位:
汽车从静止开始匀加速,由匀变速直线运动速度公式,得加速时间
故选C。
3. 一辆汽车沿一条直道从静止开始匀加速运动,经过一段时间后开始匀速运动,最后匀减速运动直到停止。从汽车开始运动起计时,下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度,根据表中的数据可以得出以下选项错误的是( )
时刻(s)
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
10.5
11.5
速度(m/s)
3.0
6.0
9.0
12
12
9.0
3.0
A. 汽车加速运动经历的时间为4s B. 汽车全程运动经历的时间为12s
C. 汽车匀速运动的时间为5s D. 汽车减速运动的时间为2s
【答案】C
【解析】
【详解】A.由表格数据可知,汽车加速阶段加速度
汽车从静止加速到最大速度所需时间,故A正确;
B.由表格数据可知,汽车从到速度由降至,减速阶段加速度
汽车从减速到所需时间
减速开始时刻为,全程运动时间,故B正确;
C.匀速阶段从到,匀速运动时间,不是,故C错误;
D.由B项分析可知,汽车减速运动时间为,故D正确。
本题选择错误,故选C。
4. 某物理学习兴趣小组研究公交车的运动,公交车进站过程可认为做匀减速直线运动直至停下。公交车在最初3s内通过的位移与最后3s内通过的位移之比为,若公交车运动的加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 公交车最后3s内通过的位移为3m
B. 公交车的初速度为7m/s
C. 公交车运动的总位移为21m
D. 公交车减速3s后的速度为2m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据逆向思维可知,公交车最后3s内通过的位移为,故A错误;
B.根据题意可知公交车在最初3s内通过的位移
根据匀变速直线运动位移时间公式可得
代入数据解得公交车的初速度为,故B正确;
C.由运动学公式,可得公交车运动的总位移为,故C错误;
D.公交车减速3s后的速度为,故D错误。
故选B。
5. 从斜面上某一位置,每隔0.1 s无初速度释放一颗相同的小球,小球在斜面上做匀加速直线运动,连续放下几颗后,某时刻对在斜面上滚动的小球拍摄照片,如图所示,测得,。则下列说法不正确的是( )
A. 拍摄时刻B球速度的大小为
B. 小球加速度的大小为
C. B、C两球相距18.6 cm
D. A球上面正在运动的小球还有2颗
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.小球每隔无初速度释放一颗,各球运动情况完全相同,只是起始时刻依次相差,故照片中A、B、C、D四球的位置可视为同一小球在连续相等时间间隔内的位置。
设相邻两球间距离依次为、、,由匀变速直线运动连续相等时间内的位移差为一恒量得
故
解得小球加速度
又
则B球速度等于AC段的平均速度,。ABC正确;
D.A球的速度
A球已运动时间
比A球晚释放的小球已运动,尚在斜面上滚动;比A球晚释放的小球尚未释放,故A球上方正在运动的小球只有1颗,D错误。
本题选择错误的选项,故选D。
6. 港珠澳大桥海底隧道是世界上最长的公路沉管隧道,也是我国第一条外海沉管隧道,全长 ,隧道限速,将沉管隧道简化为直线,时刻,甲、乙两车同时由同一入口进入隧道,之后在隧道中运动的速度随时间变化的关系如图所示。则经过多长时间乙车在隧道中追上甲车( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题图可知
则
当乙车追上甲车时
解得
故B正确。
7. 在某次跳水比赛中,若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动,该运动过程的时间为8t。设运动员入水后向下运动过程中,第一个t时间内的位移大小为,最后两个t时间内的总位移大小为,则为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】将运动员入水后末速度为0的匀减速直线运动,逆向等效为初速度为0、加速度大小为的匀加速直线运动,总运动时间为。
根据初速度为0的匀加速直线运动推论:从初始时刻开始,连续相等时间内的位移之比为。
的计算结果为,
故选C。
8. 如图所示,小球B(视为质点)以速度v0从地面开始做竖直上抛运动,到达最高点时,小球A(视为质点)也以速度v0从地面开始做竖直上抛运动,重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
A. A抛出后经过与B相遇
B. A上升过程的平均速度小于B下降过程的平均速度
C. A从抛出到与B相遇,A上升高度为
D. A、B落地的时间差为
【答案】C
【解析】
【详解】B上升到最高点所用的时间为
此时B离地面的高度
从A抛出时开始计时,两球离地面的高度分别为、
两球相遇时
解得
此时A上升的高度
A.A抛出后经过与B相遇,故A错误;
B.A上升过程的平均速度大小为,B下降过程的平均速度大小也为,二者相等,故B错误;
C.A从抛出到与B相遇上升的高度为,故C正确;
D.B在A抛出后落地,A在A抛出后落地,两者的时间差为,故D错误。
故选C。
9. 下列关于物体做直线运动的图像分析正确的是( )
A. 图甲中物体的加速度为
B. 图乙中的物体在前内的速度变化量大小为
C. 图丙中物体在前内的位移大小为,在数值上等于阴影部分的面积
D. 图丁中物体在前内的平均速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
整理得
可知图像斜率表示2a,由图甲可知,图像斜率为
解得图甲中物体的加速度为,故A错误;
B.根据可知,图面积表示速度变化量,由图乙可知,物体在前2s内的速度变化量大小为4m/s,故B错误;
C.根据
整理得
可知图像斜率表示,纵截距表示,由图丙可知,图像纵截距、斜率分别为,
解得
则图丙中物体在前3s内的位移大小为
且数值上也不等于阴影部分的面积,故C错误;
D.根据
整理得
可知图像斜率表示,纵截距表示,由图丁可知,图像纵纵截距、斜率分别为,
解得
则图丁中物体在前10s内位移
根据可知,物体在前10s内平均速度为0,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共6小题;每小题5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项正确。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
10. 一做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小,直到为零,则该物体的运动情况可能是( )
A. 速度逐渐增大,加速度为零时速度最大
B. 速度方向可能改变
C. 速度逐渐减小,加速度为零时速度最小
D. 速度逐渐增大,方向可能改变
【答案】ABC
【解析】
【详解】AD.若加速度与速度同向,物体做加速运动,速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度最大,做匀速运动,所以物体先做加速运动,后做匀速运动,物体的运动方向不会改变,A正确,D错误;
B.若加速度与速度反向,物体做减速运动,若速度先减小到零,则物体先减速到静止,再反向加速,B正确;
C.若加速度与速度反向,物体做减速运动,若加速度先减小到零,则物体先做减速运动再做匀速运动,此时速度最小,C正确。
故选ABC。
11. 一列高铁列车即将出站,列车共16节车厢。站台上有个人与列车的前端对齐,列车启动时,此人开始计时,经过第一节车厢驶过此人,假设列车做匀加速直线运动,则( )
A. 第一节车厢末端与第三节车厢末端经过观察者的速度之比是
B. 整列列车驶过此人所用的时间为24s
C. 第一节车厢与第三节车厢经过观察者所用时间之比是
D. 最后7节车厢经过此人所用的时间约为6s
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设每节车厢的长度为L,列车的加速度为a,则根据匀变速规律,可得
则第一节车厢末端与第三节车厢末端经过观察者的速度之比为,故A错误;
B.根据匀变速运动规律,可得
设此列车共有16节车厢,则有
可得,故B正确;
C.根据匀变速运动规律,可得
则第一节车厢与第三节车厢经过观察者所用时间之比为。故C错误;
D.由上述可知前9节车厢经过所用时间为,则
故
故最后7节车厢经过此人所用的时间约为,故D正确。
故选BD。
12. 在交通路口,当黄灯亮时,已越过停止线的车辆可以继续通行,未越过停止线的车辆必须在停止线前停车等候,继续通行则属于交通违法行为。某一平直公路路口黄灯亮起之前,有3s的绿灯闪烁时间。一辆轿车以的速度做匀速直线运动,在车头距离停止线54m处时看到绿灯开始闪烁,经过的反应时间后才能作出让车匀加速通过或匀减速停下的操作,已知该轿车加速运动时的最大加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 若轿车司机以最大加速度加速通过,则司机不能在黄灯亮起前通过停止线
B. 若轿车司机匀减速停下,则司机刹车时间最多为2.4s
C. 若轿车司机匀减速停下,则司机至少以的加速度刹车
D. 若轿车司机匀减速停下,则司机至少以的加速度刹车
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若轿车司机采用匀加速通过的方式通过该路口,则轿车在3s通过的最大位移为
其中
联立解得
可知司机不能在黄灯亮起前通过停止线,故A正确;
BCD.反应时间后轿车距离停止线的距离
若轿车恰好在停止线下前停下,则加速度的最小值
故司机至少以的加速度刹车,则司机刹车时间最多
故C正确,BD错误。
故选AC。
13. 某飞行器在空中执行任务后返回地面,其运动过程如下:从静止开始做自由落体运动,持续5s;5s末打开降落伞,立即以大小为的加速度匀减速下降,持续4s;4s后进入缓冲阶段,以大小为的加速度继续做匀减速运动,直至速度减为安全着陆。忽略空气阻力,取。下列说法正确的是( )
A. 飞行器在自由下落阶段的位移大小为
B. 打开降落伞瞬间,飞行器的速度大小为
C. 打开降落伞后内的位移大小为
D. 飞行器在缓冲阶段运动的时间为
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.飞行器做自由落体运动,加速度,位移大小
末速度,方向竖直向下,AB正确;
C.做匀减速运动,位移,C错误;
D.9s后做匀减速运动,初速度
末速度,加速度,运动时间,D错误。
故选AB。
14. 屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿,如图,(g取)则下列说法中正确的是( )
A. 滴水的时间间隔是0.2s
B. 此屋檐离地面的高度是20m
C. 此时第3滴水的速度大小是10m/s
D. 水滴通过窗子的平均速度大小是5m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】A.第2滴与第3滴的位移差为窗子高度,由
得
代入
解得
故A正确;
B.屋檐高度为第1滴的总下落位移
故B错误;
C.第3滴运动时间为,速度
故C错误;
D.水滴通过窗子的位移为,运动时间等于滴水间隔,平均速度
故D正确。
故选AD。
15. 如图,在一条比较直的公路上,有A、、三棵相距都是的树,一汽车沿公路行驶的过程中,经过A点时,司机突然发现前方有一群动物横过公路,司机立即刹车(不考虑反应时间),汽车做匀减速直线运动,最终停在点(恰好没有发生安全事故)。汽车经过段的时间为,经过段的时间为,则( )
A. 汽车运动的加速度为 B. 汽车经过A点的速度
C. 汽车经过段所用时间为 D. 段的距离为
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.设质点加速度为,由题意得
联立解得
故AB正确;
C.根据
可得汽车经过C点的速度为
则汽车经过段所用时间
故C错误;
D.汽车CD段的运动可以看作从D点由静止开始的匀加速运动,则根据
可得
故D错误。
故选AB。
三、实验题(本题包含2小题6空,每空2分,共12分)
16. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请完成下列有关问题。
(1)甲图是______________________(填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)。
(2)某同学在实验中,打点计时器使用的电源频率为,用打点计时器记录了纸带的运动情况,在纸带上确定了、、、、、、共7个计数点,其相邻点间的距离如图丙所示,每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。试根据纸带上各个计数点间的距离算出打下点时的瞬时速度为__________m/s。(计算结果均保留两位小数)
(3)如果当时电网中交变电流的频率与正常频率(50 Hz)相比稍稍偏大,而做实验的同学并不知道,仍按照50 Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比__________。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1)电火花计时器
(2)0.56 (3)偏小
【解析】
【小问1详解】
甲图中的打点计时器带有墨粉纸盘,且标注有正、负脉冲输入插座,是利用火花放电使墨粉在纸带上打点的,故甲图是电火花计时器。
【小问2详解】
每两个相邻计数点之间还有四个点未画出,则相邻两个计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,打下D点时的瞬时速度等于C、E两点间这段位移的平均速度,即
计算结果保留两位小数,故
【小问3详解】
打点计时器打点的周期
实际交变电流的频率f偏大,则实际打点的时间间隔小于,而同学仍按(即)计算,即把计数点间的时间间隔取大了,由可知,速度的测量值比实际值偏小
17. 某同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度。
(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. 用手握住铁夹由靠近打点计时器处静止释放
D. 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
(2)打点计时器所用交流电频率为,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__________。
(3)乙图中相邻计数点间的距离测量值已标出,则根据纸带数据可测得当地重力加速度__________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)BD (2)0.06
(3)9.66
【解析】
【小问1详解】
A.电磁打点计时器接学生电源,使用低压交流电源,故A错误;
B.使用打点计时器时要先接通电源,后释放重物带着纸带运动,故B正确;
C.用手捏住纸带,使重物由靠近打点计时器处静止释放,故C错误;
D.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,以减小阻力,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
交流电频率为,则周期为0.02s,由图乙知相邻计数点间的时间间隔为
【小问3详解】
根据逐差法,可得重力加速度的大小为
四、解答题(本题2小题,共22分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤和答案,只写出最后答案的不能得分。)
18. 2023年10月3日,杭州亚运会女子10米跳台决赛中,中国运动员全红婵的惊人一跳,赢得全场7个10分,并最终夺得冠军。在进行10米跳台跳水训练时,运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作并调整好入水姿势。某课外小组对10米跳台跳水进行模拟研究,将运动员视为质点,若运动员起跳时获得竖直向上的初速度v0=1m/s,并在距离水面前完成规定动作并调整好入水姿势,其入水深度为h=2.5m,跳台距水面高度H=10m,运动员入水直至速度减为零的运动可视为竖直方向的匀减速直线运动。重力加速度g=10m/s²,空气阻力不计。求:
(1)运动员距离跳台的最高距离;
(2)运动员完成规定动作允许的最大时间;
(3)运动员入水时速度v的大小和入水后匀减速过程加速度a的大小和方向。
【答案】(1)0.05m;(2)1.4s;(3);方向竖直向上
【解析】
【详解】(1)运动员从起跳到最高点有
得
hm=0.05m
(2)运动员从起跳到最高点所用时间
设运动员从最高点到距水面1.6m所用的时间为t₂,有
运动员完成规定动作最大允许的时间为
或
解得
tm=1.4s
(3)运动员入水时有
或
得
得
方向竖直向上
19. 某游客欲乘公交车去某景点,公交车正停在站台上让乘客上车。该游客便以的速度向站台方向跑去追赶公交车,当游客离公交车远时,公交车开始启动离开,以的加速度做匀加速直线运动。当游客到达站台时,司机恰好发现乘客并立即做匀减速直线运动,减速运动的加速度大小为。游客追赶的速度始终保持不变,公交车和游客均在同一直线上运动,忽略公交车及站台的大小,求:
(1)游客到达站台时,公交车运动的位移大小;
(2)公交车启动后,游客和公交车间的最大距离;
(3)从公交车启动到游客追上公交车所用的时间(结果保留2位小数)。
【答案】(1)25m (2)31m
(3)15.43s
【解析】
【小问1详解】
游客到达站台时的时间
游客到达站台时,公交车运动的位移大小
【小问2详解】
开始阶段公交车加速行驶,游客的速度大于车的速度,则两者距离减小,当两者共速时距离最小,然后公交车的速度大于乘客的速度,两者距离增加,公交车做减速运动时当两者再次共速时游客和车间距离最大,则公交车加速的时间,加速的距离,此时的速度
减速到与游客共速时
解得
t2=2s
此时车的位移
则公交车与游客的最大距离为
【小问3详解】
公交车减速到零的距离
时间
公交车从开始加速到停止的总位移
此时人的位移
说明公交车停止时游客还没追上车,则从公交车启动到游客追上公交车所用的时间
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