广东省广东华侨中学2024-2025学年高一上学期10月月考物理试卷
一、单选题(每题4分,共32分)
1.(2024高一上·越秀月考)我国神舟十四号载人飞船于2022年6月5日17时42分,成功对接天和核心舱,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次全部进入天和核心舱。在下列各种情况中,天和核心舱可视为质点的是( )
A.观测宇航员在核心舱内的实验活动
B.研究天和核心舱绕地球的运行轨道
C.研究载人飞船与天和核心舱对接的过程
D.神舟十四号载人飞船调整飞行姿势以便对接
【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】A.观测宇航员在核心舱内的实验活动时,天和核心舱大小形状对实验活动有影响,不能视为质点,故A错误;
B.研究天和核心舱绕地球的运行轨道,天和核心舱大小形状对运行轨道没有影响,能视为质点,故B正确;
C.研究载人飞船与天和核心舱对接的过程,天和核心舱大小形状对对接过程有影响,不能视为质点,故C错误;
D.神舟十四号载人飞船调整飞行姿势以便对接,天和核心舱大小形状对调整姿势有影响,不能视为质点,故D错误。
故选B。
【分析】物体能否作为质点主要看物体本身形状和大小对所研究的问题有无影响。
2.(2024高一上·越秀月考)2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示的是火箭上升和此过程中航天员在舱内的情境,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,发射塔是运动的
B.以发射塔为参照物,火箭是静止的
C.以舱内的航天员为参照物,火箭是静止的
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔是静止的
【答案】C
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】A.判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,以地面为参照物,发射塔的位置不变,是静止的,故A错误;
B.火箭的位置不断变化,是运动的,故B错误;
C.火箭位置不变,是静止的,故C正确;
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔位置不断变化,是运动的,故D错误。
故选C。
【分析】运动和静止是相对的,判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的,否则是运动的。
3.(2024高一上·越秀月考)一质点向东直线运动3m,再向南直线运动4m,则该质点的位移大小和路程分别是( )
A.1m ,7m B.7m ,5m C.5m ,7m D.7m ,1m
【答案】C
【知识点】位移与路程;矢量与标量
【解析】【解答】路程是轨迹的长度,所以路程为
位移为初位置指向末位置的有向线段,所以位移大小为
故答案为:C。
【分析】1.路程:标量,直接累加运动轨迹长度。
2.位移:矢量,用几何方法(勾股定理 )计算初末位置的直线距离。
4.(2024高一上·越秀月考)关于时间间隔和时刻,下列说法中正确的是( )
A.第4s末就是第5s初,指的是时刻
B.第5s初指的是时间间隔
C.物体在前5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1s的时间间隔
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1 s的时间间隔
【答案】A
【知识点】时间与时刻
【解析】【解答】A.第4s末就是第5s初,指的是时刻,故A正确;
B.第5s初指的是时刻,故B错误;
C.物体在前5s内指的是物体在零时刻到第5s末这5s的时间间隔,故C错误;
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间间隔,故D错误。
故答案为:A。
【分析】1.时刻定义:时间轴上的一个点(如 “第 n 秒末”“第 n 秒初” )。
2.时间间隔定义:时间轴上两个时刻的间隔(如 “前 n 秒内”“第 n 秒内” )。
3.逐一验证:根据定义判断每个选项描述的是 “时刻” 还是 “时间间隔”。
5.(2024高一上·越秀月考)三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,下列说法正确的是 ( )
A.三个质点从N点到M点的平均速度相同
B.三个质点任意时刻的速度方向都相同
C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D.三个质点从N到M的平均速率相同
【答案】A
【知识点】曲线运动;速度与速率;平均速度
【解析】【解答】A.三个质点同时从N点出发,同时到达M点,可知三个质点的位移相同,时间相等,则三个质点从N点到M点的平均速度相同,故A正确;
B.由于质点A、C做曲线运动,速度方向时刻发生变化,所以三个质点任意时刻的速度方向并没有都相同,故B错误;
C.三个质点从N点出发到M点前的任意时刻的位移不相同,所以三个质点从N点出发到M点前任意时刻的平均速度不相同,故C错误;
D.三个质点从N到M的路程不相等,所用时间相等,所以三个质点从N到M的平均速率不相同,故D错误。
故答案为:A。
【分析】平均速度:矢量,由位移和时间决定。全程位移、时间相同,平均速度相同;任意时刻位移不同,平均速度不同。
速度方向:曲线运动速度方向为轨迹切线(时刻变 ),直线运动速度方向不变,三者速度方向不全相同。
平均速率:标量,由路程和时间决定。轨迹不同,路程不同,平均速率不同。
6.(2024高一上·越秀月考)2024年9月11日12时,由蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭,在酒泉卫星发射中心圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验。如图为某次回收火箭减速降落时所拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.火箭降落过程中,其加速度的方向与速度的方向相同
B.火箭的速度越小,其加速度一定越小
C.火箭落地的瞬间,其加速度一定为零
D.火箭速度的变化率越大,其加速度就越大
【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.火箭做减速运动,则其加速度的方向与速度的方向相反,故A错误;
B.速度与加速度无关,火箭的速度越小,其加速度不一定越小,火箭发射瞬间加速度非常大,但速度几乎为零,故B错误;
C.火箭落地的瞬间,速度发生变化,其加速度不为零,故C错误;
D.加速度表示速度变化的快慢,即速度的变化率,则火箭速度的变化率越大,其加速度就越大,故D正确。
故选D。
【分析】本题主要考查速度、速度变化量、加速度、速度变化率的区别与联系。速度是描述物体运动快慢的物理量,加速度是描述速度变化快慢的物理量;物体做加速运动,则其加速度的方向与速度的方向相同,物体做减速运动,则其加速度的方向与速度的方向相反。
7.(2024高一上·越秀月考)如图所示为A、B两辆汽车在平直公路上运动的位移—时间图像,则在时间内,下列说法正确的是( )
A.A、B的速度越来越大
B.A、B间的距离越来越大
C.任一时刻,A、B速度不可能相等
D.A、B的平均速度相等
【答案】D
【知识点】平均速度;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AC.图像的斜率表示速度,由图可知A的速度越来越小,B的速度越来越大,某一时刻A、B速度可能相等,故AC错误;
B.由图可知,A、B间的距离先增大后减小,故B错误;
D.平均速度可知A、B的时间和位移均相等,故A、B的平均速度相等,故D正确。
故答案为:D。
【分析】1.速度判断:x-t 图像斜率 = 速度,斜率变化反映速度变化(A 减、B 增 )。
2.间距分析:通过两图像纵坐标差的变化,判断间距先增后减。
3.速度相等:斜率变化过程中,存在斜率相等的时刻(速度相等 )。
4.平均速度:位移与时间均相等,平均速度相等。
二、多选题(每题6分,共18分,少选且正确得3分)
8.(2024高一上·越秀月考)某物体沿直线运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.第1 s内第2 s内物体的加速度相同
B.第2 s和第3 s内物体的加速度相同
C.第3 s内物体的速度方向和加速度方向相同
D.第2 s末物体的加速度为零
【答案】B,C
【知识点】加速度;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】ABD.根据图像的斜率表示加速度,可知第1s内第2s内物体的加速度大小相等,方向相反;第2s和第3s内物体的加速度相同,第2s末物体的加速度不为零,故AD错误,B正确;
C.由图像可知,在第3s内物体向负方向做匀加速直线运动,则物体的速度方向和加速度方向相同,故C正确。
故答案为:BC。
【分析】1.加速度判断:v-t 图像斜率的正负、大小表示加速度的方向和大小,比较不同时间段斜率。
2.方向关系:速度方向看 v-t 图像在 t 轴上 / 下(正 / 负 ),加速度方向看斜率正负,判断是否相同。
9.(2024高一上·越秀月考)某汽车正以72km/h在公路上行驶,为“礼让行人”,若以加速度刹车,则以下说法正确的是( )
A.刹车后2s时的速度大小为12m/s
B.汽车滑行50m停下
C.刹车后6s时的速度大小为48km/h
D.刹车后6s内的位移大小为48m
【答案】A,B
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】汽车的初速度
A.汽车的刹车时间为
刹车后2s时的速度大小为
故A正确;
BD.由
可知汽车滑行50m停下。刹车后6s内的位移大小为刹车后5s内的位移大小,即汽车停止时的位移大小为50m,故B正确,D错误;
C.因为刹车时间为5s,所以刹车后6s时的速度为零,故C错误。
故答案为:AB。
【分析】1. 刹车临界时间:先求汽车从开始刹车到停止的时间 总,判断后续时间(如6s )内汽车是否已停止。
2. 速度计算:用 ,注意加速度符号(与初速度相反 )。
3. 位移计算:停止前用 或平均速度( );停止后位移不再变化(等于停止时的位移 )。
10.(2024高一上·越秀月考)某“闯关游戏”在通道上每6m设有一个关卡;各关卡每间隔一段时间同时喷射干冰作为惩罚;休息和喷射的时间分别是2s和1s。某次干冰喷射刚结束时;某同学在关卡1由静止;加速度为2m/s2出发加速至4m/s后匀速运动;运动中受到惩罚的关卡是(忽略惩罚对该同学速度的影响)
A.关卡2 B.关卡3 C.关卡4 D.关卡5
【答案】A,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】该同学加速运动达到最大速度4m/s所用时间为
加速过程通过的位移大小为
可知该同学到达关卡2前先加速后匀速,则该同学从开始到达关卡2的时间为
该同学从开始到达关卡3的时间为
该同学从开始到达关卡4的时间为
该同学从开始到达关卡5的时间为
而各个关卡的喷射时间过程为,,,……可知该同学运动中受到惩罚的关卡是关卡2和关卡4。
故答案为:AC。
【分析】运动拆分:将全程拆分为 “匀加速(到 4m/s )+ 匀速(保持 4m/s )”,分别计算加速时间、位移,再算匀速时间。
时间计算:对每个关卡,总位移 = 加速位移 + 匀速位移,总时间 = 加速时间 + 匀速时间。
惩罚判断:对比各关卡到达时间与 “惩罚区间(2~3s、5~6s )”,落在区间内则受惩罚。
三、实验题(每空2分,共16分)
11.(2024高一上·越秀月考)像打点计时器一样,光电门计时器(后续简称“光电门”)也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电门就可以显示物体的挡光时间。某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度,在滑块上安装了宽度为d的遮光条,如图乙所示。实验时可通过调节旋钮调节气垫导轨左右侧的高度,从光电门1的右侧轻推滑块,滑块先后通过光电门1、2,配套的计时器记录了遮光条通过光电门1、光电门2的时间分别为t1、t2,并记录了遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为。
(1)某次实验时测得,说明滑块在做 (填“加速”、“减速”或“匀速”)直线运动。
(2)该次实验时滑块通过光电门2时的速度大小v2= ,滑块从光电门1运动到光电门2的过程中平均加速度大小 。(用题目中给定的物理量符号表示)
【答案】减速;;
【知识点】瞬时速度;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)经过第1个光电门的速度
滑块经过第2个光电门的速度
因为
因此,物体做减速直线运动。
故答案为:减速
(2)滑块经过第2个光电门的速度
加速度大小为。
故答案为:;
【分析】(1)比较两光电门速度,速度减小,减速运动。
(2)瞬时速度近似:遮光条宽度小,通过光电门时间短,平均速度≈瞬时速度( );加速度:用加速度定义(速度变化量与时间变化量的比 ),代入速度表达式推导。
12.(2024高一上·越秀月考)在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示是一次记录小车做匀变速直线运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间有4个点未标出,打点计时器的电源频率为50Hz,设A点为计时起点。(图中的数据单位都为cm)
(1)C点的瞬时速度 m/s(结果保留三位有效数字)
(2)如果当时电网中交变电流的频率变成49Hz,而做实验的同学并不知道,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)1.82
(2)偏大
【知识点】瞬时速度;用打点计时器测速度
【解析】(1)由于打点计时器的电源频率为50Hz,相邻计数点间有4个点未标出,则相邻计数点间的时间间隔为
根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,由图可得,C点的瞬时速度为
故答案为:1.82
(2)若电网中交变电流的频率变成49Hz,打点计时器的打点时间间隔比频率是50Hz时大,则计算时T的值小于真实值,因此速度的测量值大于实际值。
故答案为:偏大
【分析】(1)利用匀变速运动 “中间时刻速度 = 平均速度”,选 B→D 段位移(包含 C 点为中间时刻 ),结合时间间隔 2T 计算。
(2)频率变小,实际时间间隔变大,但计算仍用原时间间隔(偏小 ),速度测量值因分母变小而偏大。
(1)由于打点计时器的电源频率为50Hz,相邻计数点间有4个点未标出,则相邻计数点间的时间间隔为
根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,由图可得,C点的瞬时速度为
(2)若电网中交变电流的频率变成49Hz,打点计时器的打点时间间隔比频率是50Hz时大,则计算时T的值小于真实值,因此速度的测量值大于实际值。
13.(2024高一上·越秀月考)某学习小组为了研究小球在桌面上的直线运动规律,使用智能手机的连拍功能测量小球的运动。如图所示,实验时,保持桌面水平,用手向左轻轻地推一下小球,在小球向左运动过程中,用智能手机的连拍功能记录不同时刻小球的位置。图中记录了小球在桌面上连续6个像的位置(已知智能手机连拍时每30s内共能拍下46个相片,图中所标数据单位为cm)。
(1)由图可知,小车在桌面上向左做 运动。
(2)智能手机连拍两张照片的时间间隔是 s。(结果均保留2位有效数字)
(3)该小组同学根据图中测得的数据判断,小球运动到M点位置时的速度大小为 m/s(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)匀减速直线
(2)0.67
(3)1.9
【知识点】瞬时速度;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】(1)由图可知,任相邻相等时间内的位移差基本都相等,约为17cm,且向左相等时间内的位移逐渐减小,则说明小车向左做匀减速直线运动。
故答案为:匀减速直线
(2)根据每30s内共能拍下46个相片,则手机连拍两张照片的时间间隔是
。
故答案为:0.67
(3)根据匀变速直线运动的推论,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则小球运动到M点位置时的速度大小为
故答案为:1.9
【分析】(1)通过 “相邻相等时间位移差是否恒定” 判断匀变速;位移减小,减速。
(2)相片数对应 “间隔数=相片数-1”,用总时间除以间隔数得单次间隔。
(3)利用匀变速推论 “中间时刻速度=平均速度”,选 M 点相邻位移计算平均速度。
(1)由图可知,任相邻相等时间内的位移差基本都相等,约为17cm,且向左相等时间内的位移逐渐减小,则说明小车向左做匀减速直线运动。
(2)根据每30s内共能拍下46个相片,则手机连拍两张照片的时间间隔是
(3)根据匀变速直线运动的推论,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则小球运动到M点位置时的速度大小为
四、解答题(共38分)
14.(2024高一上·越秀月考)如图所示,小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),2 s末速度大小变为1 m/s。
(1)求这段时间内小球的加速度的大小;
(2)求小球到达斜面的最高点的时间。
【答案】(1)解:若2s末速度方向与初速度方向相同,根据速度与时间关系有代入数据解得,“-”代表方向与初速度方向相反;
若2s末速度方向与初速度方向相反,根据速度与时间关系有
代入数据解得,“-”代表方向与初速度方向相反。
(2)解:若加速度为,则有
解得s
若加速度为,则有
解得s。
【知识点】加速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】(1)因2s末速度方向不确定(可能与初速度同向或反向 ),分两种情况用速度公式 计算加速度(注意速度正负 )。
(2)最高点速度为0,代入速度公式,分上述两种加速度情况,求解时间。
(1)若2s末速度方向与初速度方向相同,根据速度与时间关系有
代入数据解得
“-”代表方向与初速度方向相反;
若2s末速度方向与初速度方向相反,根据速度与时间关系有
代入数据解得
“-”代表方向与初速度方向相反。
(2)若加速度为,则有
解得
s
若加速度为,则有
解得
s
15.(2024高一上·越秀月考)如图所示,小王参加摩托车比赛。表格为小王驾驶摩托车在直跑道上飞驰时测量的数据。请根据测量数据,完成下列问题。(设变速过程速度均匀变化)
t/s 0 8 12 16 20 22 24 28
v/(m/s) 0 16 24 24 24 18 12 0
(1)求出摩托车在第25s末的速度的大小;
(2)求摩托车全过程发生的位移的大小。
【答案】(1)解:由表格数据可以看出,20s后摩托车做匀减速运动,设加速度大小为a2,从20s末到22s末,有
v22=v20-a2t1
代入数据
18=24-a2×2
得
a2=3m/s2
从20s末到25s末
v25=v20-a2t2=24-3×5=9m/s
(2)解:加速过程位移
匀速过程位移
减速过程位移
所以全过程摩托车发生的位移大小
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】1. 运动分段:根据速度变化,将全程分为“加速(0→12s )、匀速(12→20s )、减速(20→28s )”三段。
2. 加速度计算:减速阶段用20→22s的速度变化求加速度,为后续计算25s末速度做准备。
3. 位移计算:加速、减速阶段用“平均速度×时间”(因匀变速,平均速度=初末速度平均值 );匀速阶段用“速度×时间”。
16.(2024高一上·越秀月考)分拣机器人在智能系统的调度下,能够自主规划路线,确保高效、准确的分拣作业。如图所示为某次分拣过程示意图,机器人从A处由静止出发沿两段直线路径AB、BC运动到C处停下,再将货物从托盘卸到分拣口。已知机器人最大运行速率,机器人加速或减速运动时的加速度大小均为,AB距离,BC距离,机器人途经B处时的速率为零,要求机器人能在最短时间内到达分拣口。求:
(1)机器人从A到B过程中,从静止加速到最大运行速率所需时间;
(2)机器人从A运动到B的时间;
(3)机器人从B运动到C的平均速度大小。
【答案】(1)解:机器人从A到B过程中,从静止加速到最大运行速率所需时间
(2)解:机器人从A运动到B的过程,加速运动位移
减速运动位移
匀速运动时间
则机器人从A运动到B的时间
(3)解:由于,机器人从B运动到C的过程不能加速度到最大速度,设机器人加速到后开始减速,加速和减速过程中时间和位移大小相等,设机器人从B运动到C的时间为t2
解得
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】第(1)问,已知匀加速直线运动的初速度,末速度和加速度,求加速时间,直接用加速度与时间的关系式代入求解即可;
第(2)从A到B的运动过程分为加速阶段、减速阶段和匀速阶段,一共三个阶段,分别求出每个阶段的时间,然后加在一起就可求出运动的总时间,加速和减速阶段是对称的,所以时间是相同的;
第(3)问求平均速度需要知道位移和时间,那么通过题目情境判断加速阶段的末速度,再利用位移速度关系式求出加速位移,加速位移和减速位移对称,在利用速度时间关系式求出时间,有时间和对应的位移就可以求出加速度。
(1)机器人从A到B过程中,从静止加速到最大运行速率所需时间
(2)机器人从A运动到B的过程,加速运动位移
减速运动位移
匀速运动时间
则机器人从A运动到B的时间
(3)由于,机器人从B运动到C的过程不能加速度到最大速度,设机器人加速到后开始减速,加速和减速过程中时间和位移大小相等,设机器人从B运动到C的时间为t2
解得
广东省广东华侨中学2024-2025学年高一上学期10月月考物理试卷
一、单选题(每题4分,共32分)
1.(2024高一上·越秀月考)我国神舟十四号载人飞船于2022年6月5日17时42分,成功对接天和核心舱,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次全部进入天和核心舱。在下列各种情况中,天和核心舱可视为质点的是( )
A.观测宇航员在核心舱内的实验活动
B.研究天和核心舱绕地球的运行轨道
C.研究载人飞船与天和核心舱对接的过程
D.神舟十四号载人飞船调整飞行姿势以便对接
2.(2024高一上·越秀月考)2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示的是火箭上升和此过程中航天员在舱内的情境,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,发射塔是运动的
B.以发射塔为参照物,火箭是静止的
C.以舱内的航天员为参照物,火箭是静止的
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔是静止的
3.(2024高一上·越秀月考)一质点向东直线运动3m,再向南直线运动4m,则该质点的位移大小和路程分别是( )
A.1m ,7m B.7m ,5m C.5m ,7m D.7m ,1m
4.(2024高一上·越秀月考)关于时间间隔和时刻,下列说法中正确的是( )
A.第4s末就是第5s初,指的是时刻
B.第5s初指的是时间间隔
C.物体在前5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1s的时间间隔
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1 s的时间间隔
5.(2024高一上·越秀月考)三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,下列说法正确的是 ( )
A.三个质点从N点到M点的平均速度相同
B.三个质点任意时刻的速度方向都相同
C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D.三个质点从N到M的平均速率相同
6.(2024高一上·越秀月考)2024年9月11日12时,由蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭,在酒泉卫星发射中心圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验。如图为某次回收火箭减速降落时所拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.火箭降落过程中,其加速度的方向与速度的方向相同
B.火箭的速度越小,其加速度一定越小
C.火箭落地的瞬间,其加速度一定为零
D.火箭速度的变化率越大,其加速度就越大
7.(2024高一上·越秀月考)如图所示为A、B两辆汽车在平直公路上运动的位移—时间图像,则在时间内,下列说法正确的是( )
A.A、B的速度越来越大
B.A、B间的距离越来越大
C.任一时刻,A、B速度不可能相等
D.A、B的平均速度相等
二、多选题(每题6分,共18分,少选且正确得3分)
8.(2024高一上·越秀月考)某物体沿直线运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.第1 s内第2 s内物体的加速度相同
B.第2 s和第3 s内物体的加速度相同
C.第3 s内物体的速度方向和加速度方向相同
D.第2 s末物体的加速度为零
9.(2024高一上·越秀月考)某汽车正以72km/h在公路上行驶,为“礼让行人”,若以加速度刹车,则以下说法正确的是( )
A.刹车后2s时的速度大小为12m/s
B.汽车滑行50m停下
C.刹车后6s时的速度大小为48km/h
D.刹车后6s内的位移大小为48m
10.(2024高一上·越秀月考)某“闯关游戏”在通道上每6m设有一个关卡;各关卡每间隔一段时间同时喷射干冰作为惩罚;休息和喷射的时间分别是2s和1s。某次干冰喷射刚结束时;某同学在关卡1由静止;加速度为2m/s2出发加速至4m/s后匀速运动;运动中受到惩罚的关卡是(忽略惩罚对该同学速度的影响)
A.关卡2 B.关卡3 C.关卡4 D.关卡5
三、实验题(每空2分,共16分)
11.(2024高一上·越秀月考)像打点计时器一样,光电门计时器(后续简称“光电门”)也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电门就可以显示物体的挡光时间。某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度,在滑块上安装了宽度为d的遮光条,如图乙所示。实验时可通过调节旋钮调节气垫导轨左右侧的高度,从光电门1的右侧轻推滑块,滑块先后通过光电门1、2,配套的计时器记录了遮光条通过光电门1、光电门2的时间分别为t1、t2,并记录了遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为。
(1)某次实验时测得,说明滑块在做 (填“加速”、“减速”或“匀速”)直线运动。
(2)该次实验时滑块通过光电门2时的速度大小v2= ,滑块从光电门1运动到光电门2的过程中平均加速度大小 。(用题目中给定的物理量符号表示)
12.(2024高一上·越秀月考)在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示是一次记录小车做匀变速直线运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间有4个点未标出,打点计时器的电源频率为50Hz,设A点为计时起点。(图中的数据单位都为cm)
(1)C点的瞬时速度 m/s(结果保留三位有效数字)
(2)如果当时电网中交变电流的频率变成49Hz,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13.(2024高一上·越秀月考)某学习小组为了研究小球在桌面上的直线运动规律,使用智能手机的连拍功能测量小球的运动。如图所示,实验时,保持桌面水平,用手向左轻轻地推一下小球,在小球向左运动过程中,用智能手机的连拍功能记录不同时刻小球的位置。图中记录了小球在桌面上连续6个像的位置(已知智能手机连拍时每30s内共能拍下46个相片,图中所标数据单位为cm)。
(1)由图可知,小车在桌面上向左做 运动。
(2)智能手机连拍两张照片的时间间隔是 s。(结果均保留2位有效数字)
(3)该小组同学根据图中测得的数据判断,小球运动到M点位置时的速度大小为 m/s(结果均保留2位有效数字)
四、解答题(共38分)
14.(2024高一上·越秀月考)如图所示,小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),2 s末速度大小变为1 m/s。
(1)求这段时间内小球的加速度的大小;
(2)求小球到达斜面的最高点的时间。
15.(2024高一上·越秀月考)如图所示,小王参加摩托车比赛。表格为小王驾驶摩托车在直跑道上飞驰时测量的数据。请根据测量数据,完成下列问题。(设变速过程速度均匀变化)
t/s 0 8 12 16 20 22 24 28
v/(m/s) 0 16 24 24 24 18 12 0
(1)求出摩托车在第25s末的速度的大小;
(2)求摩托车全过程发生的位移的大小。
16.(2024高一上·越秀月考)分拣机器人在智能系统的调度下,能够自主规划路线,确保高效、准确的分拣作业。如图所示为某次分拣过程示意图,机器人从A处由静止出发沿两段直线路径AB、BC运动到C处停下,再将货物从托盘卸到分拣口。已知机器人最大运行速率,机器人加速或减速运动时的加速度大小均为,AB距离,BC距离,机器人途经B处时的速率为零,要求机器人能在最短时间内到达分拣口。求:
(1)机器人从A到B过程中,从静止加速到最大运行速率所需时间;
(2)机器人从A运动到B的时间;
(3)机器人从B运动到C的平均速度大小。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】A.观测宇航员在核心舱内的实验活动时,天和核心舱大小形状对实验活动有影响,不能视为质点,故A错误;
B.研究天和核心舱绕地球的运行轨道,天和核心舱大小形状对运行轨道没有影响,能视为质点,故B正确;
C.研究载人飞船与天和核心舱对接的过程,天和核心舱大小形状对对接过程有影响,不能视为质点,故C错误;
D.神舟十四号载人飞船调整飞行姿势以便对接,天和核心舱大小形状对调整姿势有影响,不能视为质点,故D错误。
故选B。
【分析】物体能否作为质点主要看物体本身形状和大小对所研究的问题有无影响。
2.【答案】C
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】A.判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,以地面为参照物,发射塔的位置不变,是静止的,故A错误;
B.火箭的位置不断变化,是运动的,故B错误;
C.火箭位置不变,是静止的,故C正确;
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔位置不断变化,是运动的,故D错误。
故选C。
【分析】运动和静止是相对的,判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的,否则是运动的。
3.【答案】C
【知识点】位移与路程;矢量与标量
【解析】【解答】路程是轨迹的长度,所以路程为
位移为初位置指向末位置的有向线段,所以位移大小为
故答案为:C。
【分析】1.路程:标量,直接累加运动轨迹长度。
2.位移:矢量,用几何方法(勾股定理 )计算初末位置的直线距离。
4.【答案】A
【知识点】时间与时刻
【解析】【解答】A.第4s末就是第5s初,指的是时刻,故A正确;
B.第5s初指的是时刻,故B错误;
C.物体在前5s内指的是物体在零时刻到第5s末这5s的时间间隔,故C错误;
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间间隔,故D错误。
故答案为:A。
【分析】1.时刻定义:时间轴上的一个点(如 “第 n 秒末”“第 n 秒初” )。
2.时间间隔定义:时间轴上两个时刻的间隔(如 “前 n 秒内”“第 n 秒内” )。
3.逐一验证:根据定义判断每个选项描述的是 “时刻” 还是 “时间间隔”。
5.【答案】A
【知识点】曲线运动;速度与速率;平均速度
【解析】【解答】A.三个质点同时从N点出发,同时到达M点,可知三个质点的位移相同,时间相等,则三个质点从N点到M点的平均速度相同,故A正确;
B.由于质点A、C做曲线运动,速度方向时刻发生变化,所以三个质点任意时刻的速度方向并没有都相同,故B错误;
C.三个质点从N点出发到M点前的任意时刻的位移不相同,所以三个质点从N点出发到M点前任意时刻的平均速度不相同,故C错误;
D.三个质点从N到M的路程不相等,所用时间相等,所以三个质点从N到M的平均速率不相同,故D错误。
故答案为:A。
【分析】平均速度:矢量,由位移和时间决定。全程位移、时间相同,平均速度相同;任意时刻位移不同,平均速度不同。
速度方向:曲线运动速度方向为轨迹切线(时刻变 ),直线运动速度方向不变,三者速度方向不全相同。
平均速率:标量,由路程和时间决定。轨迹不同,路程不同,平均速率不同。
6.【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.火箭做减速运动,则其加速度的方向与速度的方向相反,故A错误;
B.速度与加速度无关,火箭的速度越小,其加速度不一定越小,火箭发射瞬间加速度非常大,但速度几乎为零,故B错误;
C.火箭落地的瞬间,速度发生变化,其加速度不为零,故C错误;
D.加速度表示速度变化的快慢,即速度的变化率,则火箭速度的变化率越大,其加速度就越大,故D正确。
故选D。
【分析】本题主要考查速度、速度变化量、加速度、速度变化率的区别与联系。速度是描述物体运动快慢的物理量,加速度是描述速度变化快慢的物理量;物体做加速运动,则其加速度的方向与速度的方向相同,物体做减速运动,则其加速度的方向与速度的方向相反。
7.【答案】D
【知识点】平均速度;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AC.图像的斜率表示速度,由图可知A的速度越来越小,B的速度越来越大,某一时刻A、B速度可能相等,故AC错误;
B.由图可知,A、B间的距离先增大后减小,故B错误;
D.平均速度可知A、B的时间和位移均相等,故A、B的平均速度相等,故D正确。
故答案为:D。
【分析】1.速度判断:x-t 图像斜率 = 速度,斜率变化反映速度变化(A 减、B 增 )。
2.间距分析:通过两图像纵坐标差的变化,判断间距先增后减。
3.速度相等:斜率变化过程中,存在斜率相等的时刻(速度相等 )。
4.平均速度:位移与时间均相等,平均速度相等。
8.【答案】B,C
【知识点】加速度;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】ABD.根据图像的斜率表示加速度,可知第1s内第2s内物体的加速度大小相等,方向相反;第2s和第3s内物体的加速度相同,第2s末物体的加速度不为零,故AD错误,B正确;
C.由图像可知,在第3s内物体向负方向做匀加速直线运动,则物体的速度方向和加速度方向相同,故C正确。
故答案为:BC。
【分析】1.加速度判断:v-t 图像斜率的正负、大小表示加速度的方向和大小,比较不同时间段斜率。
2.方向关系:速度方向看 v-t 图像在 t 轴上 / 下(正 / 负 ),加速度方向看斜率正负,判断是否相同。
9.【答案】A,B
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】汽车的初速度
A.汽车的刹车时间为
刹车后2s时的速度大小为
故A正确;
BD.由
可知汽车滑行50m停下。刹车后6s内的位移大小为刹车后5s内的位移大小,即汽车停止时的位移大小为50m,故B正确,D错误;
C.因为刹车时间为5s,所以刹车后6s时的速度为零,故C错误。
故答案为:AB。
【分析】1. 刹车临界时间:先求汽车从开始刹车到停止的时间 总,判断后续时间(如6s )内汽车是否已停止。
2. 速度计算:用 ,注意加速度符号(与初速度相反 )。
3. 位移计算:停止前用 或平均速度( );停止后位移不再变化(等于停止时的位移 )。
10.【答案】A,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】该同学加速运动达到最大速度4m/s所用时间为
加速过程通过的位移大小为
可知该同学到达关卡2前先加速后匀速,则该同学从开始到达关卡2的时间为
该同学从开始到达关卡3的时间为
该同学从开始到达关卡4的时间为
该同学从开始到达关卡5的时间为
而各个关卡的喷射时间过程为,,,……可知该同学运动中受到惩罚的关卡是关卡2和关卡4。
故答案为:AC。
【分析】运动拆分:将全程拆分为 “匀加速(到 4m/s )+ 匀速(保持 4m/s )”,分别计算加速时间、位移,再算匀速时间。
时间计算:对每个关卡,总位移 = 加速位移 + 匀速位移,总时间 = 加速时间 + 匀速时间。
惩罚判断:对比各关卡到达时间与 “惩罚区间(2~3s、5~6s )”,落在区间内则受惩罚。
11.【答案】减速;;
【知识点】瞬时速度;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)经过第1个光电门的速度
滑块经过第2个光电门的速度
因为
因此,物体做减速直线运动。
故答案为:减速
(2)滑块经过第2个光电门的速度
加速度大小为。
故答案为:;
【分析】(1)比较两光电门速度,速度减小,减速运动。
(2)瞬时速度近似:遮光条宽度小,通过光电门时间短,平均速度≈瞬时速度( );加速度:用加速度定义(速度变化量与时间变化量的比 ),代入速度表达式推导。
12.【答案】(1)1.82
(2)偏大
【知识点】瞬时速度;用打点计时器测速度
【解析】(1)由于打点计时器的电源频率为50Hz,相邻计数点间有4个点未标出,则相邻计数点间的时间间隔为
根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,由图可得,C点的瞬时速度为
故答案为:1.82
(2)若电网中交变电流的频率变成49Hz,打点计时器的打点时间间隔比频率是50Hz时大,则计算时T的值小于真实值,因此速度的测量值大于实际值。
故答案为:偏大
【分析】(1)利用匀变速运动 “中间时刻速度 = 平均速度”,选 B→D 段位移(包含 C 点为中间时刻 ),结合时间间隔 2T 计算。
(2)频率变小,实际时间间隔变大,但计算仍用原时间间隔(偏小 ),速度测量值因分母变小而偏大。
(1)由于打点计时器的电源频率为50Hz,相邻计数点间有4个点未标出,则相邻计数点间的时间间隔为
根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,由图可得,C点的瞬时速度为
(2)若电网中交变电流的频率变成49Hz,打点计时器的打点时间间隔比频率是50Hz时大,则计算时T的值小于真实值,因此速度的测量值大于实际值。
13.【答案】(1)匀减速直线
(2)0.67
(3)1.9
【知识点】瞬时速度;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】(1)由图可知,任相邻相等时间内的位移差基本都相等,约为17cm,且向左相等时间内的位移逐渐减小,则说明小车向左做匀减速直线运动。
故答案为:匀减速直线
(2)根据每30s内共能拍下46个相片,则手机连拍两张照片的时间间隔是
。
故答案为:0.67
(3)根据匀变速直线运动的推论,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则小球运动到M点位置时的速度大小为
故答案为:1.9
【分析】(1)通过 “相邻相等时间位移差是否恒定” 判断匀变速;位移减小,减速。
(2)相片数对应 “间隔数=相片数-1”,用总时间除以间隔数得单次间隔。
(3)利用匀变速推论 “中间时刻速度=平均速度”,选 M 点相邻位移计算平均速度。
(1)由图可知,任相邻相等时间内的位移差基本都相等,约为17cm,且向左相等时间内的位移逐渐减小,则说明小车向左做匀减速直线运动。
(2)根据每30s内共能拍下46个相片,则手机连拍两张照片的时间间隔是
(3)根据匀变速直线运动的推论,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则小球运动到M点位置时的速度大小为
14.【答案】(1)解:若2s末速度方向与初速度方向相同,根据速度与时间关系有代入数据解得,“-”代表方向与初速度方向相反;
若2s末速度方向与初速度方向相反,根据速度与时间关系有
代入数据解得,“-”代表方向与初速度方向相反。
(2)解:若加速度为,则有
解得s
若加速度为,则有
解得s。
【知识点】加速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】(1)因2s末速度方向不确定(可能与初速度同向或反向 ),分两种情况用速度公式 计算加速度(注意速度正负 )。
(2)最高点速度为0,代入速度公式,分上述两种加速度情况,求解时间。
(1)若2s末速度方向与初速度方向相同,根据速度与时间关系有
代入数据解得
“-”代表方向与初速度方向相反;
若2s末速度方向与初速度方向相反,根据速度与时间关系有
代入数据解得
“-”代表方向与初速度方向相反。
(2)若加速度为,则有
解得
s
若加速度为,则有
解得
s
15.【答案】(1)解:由表格数据可以看出,20s后摩托车做匀减速运动,设加速度大小为a2,从20s末到22s末,有
v22=v20-a2t1
代入数据
18=24-a2×2
得
a2=3m/s2
从20s末到25s末
v25=v20-a2t2=24-3×5=9m/s
(2)解:加速过程位移
匀速过程位移
减速过程位移
所以全过程摩托车发生的位移大小
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】1. 运动分段:根据速度变化,将全程分为“加速(0→12s )、匀速(12→20s )、减速(20→28s )”三段。
2. 加速度计算:减速阶段用20→22s的速度变化求加速度,为后续计算25s末速度做准备。
3. 位移计算:加速、减速阶段用“平均速度×时间”(因匀变速,平均速度=初末速度平均值 );匀速阶段用“速度×时间”。
16.【答案】(1)解:机器人从A到B过程中,从静止加速到最大运行速率所需时间
(2)解:机器人从A运动到B的过程,加速运动位移
减速运动位移
匀速运动时间
则机器人从A运动到B的时间
(3)解:由于,机器人从B运动到C的过程不能加速度到最大速度,设机器人加速到后开始减速,加速和减速过程中时间和位移大小相等,设机器人从B运动到C的时间为t2
解得
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】第(1)问,已知匀加速直线运动的初速度,末速度和加速度,求加速时间,直接用加速度与时间的关系式代入求解即可;
第(2)从A到B的运动过程分为加速阶段、减速阶段和匀速阶段,一共三个阶段,分别求出每个阶段的时间,然后加在一起就可求出运动的总时间,加速和减速阶段是对称的,所以时间是相同的;
第(3)问求平均速度需要知道位移和时间,那么通过题目情境判断加速阶段的末速度,再利用位移速度关系式求出加速位移,加速位移和减速位移对称,在利用速度时间关系式求出时间,有时间和对应的位移就可以求出加速度。
(1)机器人从A到B过程中,从静止加速到最大运行速率所需时间
(2)机器人从A运动到B的过程,加速运动位移
减速运动位移
匀速运动时间
则机器人从A运动到B的时间
(3)由于,机器人从B运动到C的过程不能加速度到最大速度,设机器人加速到后开始减速,加速和减速过程中时间和位移大小相等,设机器人从B运动到C的时间为t2
解得
