广东省广州市第六中学2024-2025学年高一上学期10月月考物理试卷
一、单选题
1.(2024高一上·海珠月考)智能手机上装载的众多app软件改变着我们的生活。如图所示为某软件的一张截图,表示了某次导航的具体路径,其推荐路线中有两个数据,10分钟,5.4公里,下列说法正确的是( )
A.10分钟表示的是某个时刻
B.研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点
C.5.4公里表示了此次行程的位移的大小
D.根据这两个数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小
【答案】B
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;速度与速率
【解析】【解答】A.汽车运动的时间10分钟是一段时间,因此是时间间隔,A错误;
B.在研究汽车在导航图中的位置时,汽车自身大小和形状对汽车的位置没有影响可以忽略,因此可以把汽车看作质点,B正确;
C.5.4公里是汽车实际运动轨迹的长度,代表路程,C错误;
D.根据路程和时间的比值可以求出平均速率的大小,则我们可以算出此次行程的平均速率,D错误。
故选B。
【分析】汽车行驶的时间代表时间间隔;汽车行驶轨迹长度代表路程;研究汽车的位置时可以把汽车作为质点;利用路程和时间的比值可以求出平均速率。
2.(2024高一上·海珠月考)观察图中屋顶的炊烟和车上的小旗,可知甲、乙两车相对于房子的运动情况,其中正确的是( )
A.甲、乙两车一定都向左运动
B.甲、乙两车一定都向右运动
C.甲车可能运动,乙车可能向右运动
D.甲车可能静止,乙车一定向左运动
【答案】D
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】由于炊烟方向向左,所以可以判断风的方向是向左的,图中甲物体的小旗向左飘,由于风的运动方向向左,则甲物体的运动情况可以静止,可以向右运动,也可以向左运动,做甲运动的方向向左时,则向左的速度必须小于风速;图中乙物体的小旗向右飘,只有乙向左运动且向左运动的速度大于风速,小旗才会向右飘。选项D正确,ABC错误。
故选D。
【分析】利用炊烟的方向可以判别风的方向,结合小车上小旗的方向可以判别小车的运动方向及速度的大小。
3.(2024高一上·海珠月考)第33届夏季奥林匹克运动会在巴黎举行,其中在男子100米自由泳(泳道长50米)决赛中,我国运动员潘展乐以46秒40的成绩创造了新的奥运会纪录,勇夺该项目冠军,这也是我国游泳队在该项目历史上的第一金。下列说法中正确的是( )
A.研究潘展乐的泳姿时可以把其看作质点
B.潘展乐全程的位移大小为100m
C.潘展乐全程的平均速度约为2.16m/s
D.潘展乐全程的平均速率约为2.16m/s
【答案】D
【知识点】质点;位移与路程;速度与速率;平均速度
【解析】【解答】A.在研究运动员的泳姿时,不能将其简化为质点,因为泳姿涉及到身体的各个部位的动作和协调,这些细节对于理解和改进技术至关重要,故A错误;
BC.位移是指物体从初始位置到最终位置的直线距离,而在游泳比赛中,运动员需要往返游泳,因此位移实际上是0,因为他们最终回到了起点。则平均速度为零,故BC错误;
D.平均速率等于路程除以时间,约为
故D正确。
故选D。
【分析】1、研究泳姿时,不能忽略运动员的大小和形状。
2、位移是指物体从初始位置到最终位置的直线距离。
3、平均速度是位移除以时间,由于位移为0,平均速度也应该是0。
4、平均速率是总路程除以时间。
4.(2024高一上·海珠月考)A、B两个物体的位移—时间图像如图所示,则以下说法正确的是( )
A.时刻,A、B两物体的速度都为0
B.内, A的平均速度等于B的平均速度
C.内,A的路程等于B的路程
D.时刻,A、B两物体的速度方向相同
【答案】B
【知识点】位移与路程;平均速度;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.在位移时间图像中,根据图像斜率表示速度可知,时刻,A物体的图像斜率是0,则速度是0,B物体的图像斜率不是0,则速度不是0,A错误;
B.根据图像坐标可以得出:在内,A、B两物体通过的位移相同,所用时间相同,根据
则A的平均速度等于B的平均速度,B正确;
C.根据物体运动的轨迹可以得出:在内,A的路程为
B的路程为
两个路程大小对比可以得出:A的路程比B的路程多4m,C错误;
D.在位移时间图像中,由于图像斜率表示速度,时刻,A的图像斜率是负值,B的图像斜率是正值,由于速度的符号代表运动的方向,即时刻,A、B两物体的速度方向不相同,D错误。
故选B。
【分析】利用位移时间图像的斜率可以比较速度的大小及方向;利用物体运动的坐标变化可以判别路程和位移的大小,利用位移和时间可以比较平均速度的大小。
5.(2024高一上·海珠月考)近年来,我国在机器人领域的研究取得重大进展,逐步实现从“中国制造”到“中国智造”。一个机器人的速度-时间图像(v-t图)如图所示,在0~10s内,下列说法正确的是( )
A.机器人做匀减速运动
B.机器人在0~10s内的位移大于55m
C.机器人的加速度逐渐减小
D.机器人可能做曲线运动
【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AC.根据v-t图像中,图线的斜率表示加速度可知,机器人在0~10s内的加速度逐渐增大,机器人做加速度增大的减速运动,故AC错误;
B.在v-t图像中做辅助线,如图
根据v-t图像中,图线与坐标轴所围面积表示位移可知
故B正确;
D.v-t图像中速度方向没有变化,所以机器人做直线运动,故D错误。
故答案为:B。
【分析】借v-t图像斜率判断加速度变化(斜率增大,加速度增大 ),用面积法结合辅助线,比较实际位移与梯形面积(曲线面积更大 ),依速度方向(始终为正 )确定运动轨迹为直线。
6.(2024高一上·海珠月考)如图所示,竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为112 m,升降机运行的最大速度为8 m/s,加速度大小不超过1 m/s2。假定升降机到井口的速度为0,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是( )
A.14s B.16 s C.22 s D.28s
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】在加速阶段,所需时间为
通过的位移为
在匀速阶段所需时间为
根据对称性可知在减速阶段与加速阶段时间和位移相同,
故选C。
【分析】降机先做加速运动,后做匀速运动,最后做减速运动,根据速度—位移公式和速度—时间公式求得总时间。
7.(2024高一上·海珠月考)2008年8月18日,何雯娜在国家体育馆结束的奥运女子蹦床决赛中以37.80分为中国蹦床队夺得,成中国蹦床史上首枚金牌。蹦床运动可简化为如下往复直线运动:从出发点向上运动到最高点再落回原处,向上运动的平均速率为,下落的平均速率为,则往返全程的平均速度的大小和平均速率分别是( )
A. B.
C.0, D.0,
【答案】D
【知识点】速度与速率;平均速度
【解析】【解答】因往返全程的位移为零,则全程的平均速度的大小为
设向上运动的位移为,则路程为,全程的平均速率为
故答案为:D。
【分析】1. 平均速度:位移为零(往返回到原点 ),平均速度为零。
2. 平均速率:路程为 (往返距离 ),用总路程除以总时间(分向上、下落时间求和 ),化简后得到 。
二、多选题
8.(2024高一上·海珠月考)如图所示,小球以5m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),2s末速度大小变为1m/s,则这段时间内小球的加速度( )
A.大小为2m/s2,方向沿斜面向上 B.大小为3m/s2,方向沿斜面向上
C.大小为2m/s2,方向沿斜面向下 D.大小为3m/s2,方向沿斜面向下
【答案】C,D
【知识点】加速度;矢量与标量
【解析】【解答】若2s末速度方向沿斜面向上,则加速度为
可知加速度大小为2m/s2,方向沿斜面向下;
若2s末速度方向沿斜面向下,则加速度为
可知加速度大小为3m/s2,方向沿斜面向下。
故答案为:CD。
【分析】1. 矢量性考虑:速度是矢量,需分“末速度沿斜面向上”和“向下”两种情况讨论。
2. 加速度公式:利用 计算,其中 需带符号(体现方向 )。
3. 方向判断:加速度正负号对应与规定正方向(沿斜面向上 )的关系,负号即沿斜面向下。
9.(2024高一上·海珠月考)一质点时刻从原点开始沿x轴正方向做直线运动,其运动的图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.时,质点在处
B.时,质点运动方向改变
C.第3s内和第4s内,速度变化相同
D.内和内,质点的平均速度相同
【答案】B,C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.在速度时间图像中,根据图像面积可以得出:内质点的位移等于的位移,为
时质点位于处,则时,质点在处,故A错误;
B.在速度时间图像中,速度的符号代表运动的方向,则在内速度图象都在时间轴的上方,在内速度图象都在时间轴的下方,所以时,质点运动方向改变,故B正确;
C.两时间段内加速度相同,根据初末速度可以得出:第3s内质点的速度变化为
根据初末速度可以得出:第4s内质点的速度变化为
故C正确;
D.根据图象面积表示位移,知0 2s内和0 4s内,质点的位移相同,但所用时间不同,根据
则平均速度不同,故D错误。
故选BC。
【分析】利用图像面积可以求出位移的大小,结合运动的时间可以比较平均速度的大小;利用初末速度可以求出速度变化量;利用速度的符号可以判别运动的方向。
10.(2024高一上·海珠月考)如图所示,从斜面上某一位置先后由静止释放四个小球,相邻两小球释放的时间间隔为0.1s,某时刻拍下的照片记录了各小球的位置,测出xAB=5cm,xBC=10cm,xCD=15cm。则( )
A.小球做的一定是匀加速直线运动
B.C点小球速度是B、D点小球速度之和的一半
C.B点小球的速度大小为1.5m/s
D.所有小球的加速度大小为5m/s2
【答案】A,B,D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】A.相邻相等时间( )内的位移差
,
由匀变速直线运动判别式 (恒定位移差 ),可知小球做匀加速直线运动,A正确;
B.C点是BD段的中间时刻,根据平均速度的推论知,C点小球的速度等于B、D点小球速度之和的一半,故B正确;
C.B点的速度等于AC段的平均速度,则有
故C错误;
D.由
,,,
代入得
所有小球加速度大小为
。
故答案为:ABD。
【分析】1. 匀变速判定:利用“相邻相等时间内位移差恒定( )”,判断运动性质。
2. 中间时刻速度:依据匀变速直线运动“中间时刻速度等于平均速度”,推导速度关系。
3. 速度与加速度计算:套用平均速度公式、 公式,计算具体物理量,验证选项。
三、非选择题
11.(2024高一上·海珠月考)像打点计时器一样,光电计时器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,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,用分度值为1mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示,则
(1)读出挡光片的宽度为d= cm;
(2)滑块在牵引力作用下通过光电门,配套的数字毫秒计记录了它通过光电门的时间为t,挡光片的宽度为d,则滑块通过光电门的速度v= 。但实质上v是滑块通过光电门的 (“平均速度”或“瞬时速度”),要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将挡光片的宽度 (填“增大”或“减小”)一些。
【答案】(1)1.20
(2);平均速度;减小
【知识点】平均速度;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)由图可知滑块的长度。
故答案为:1.20
(2)滑块通过光电门的速度为;
这个公式计算的是平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,即平均速度更接近瞬时速度,挡光板的宽度要减小一些。
故答案为:;平均速度;减小
【分析】(1)刻度尺读数:明确分度值,估读两端刻度差。
(2)平均速度计算:用位移(挡光片宽 )除以时间,得到平均速度。
瞬时速度近似:利用 “短时间内平均速度≈瞬时速度”,减小挡光片宽度可缩短时间,提升近似精度。
(1)由图可知滑块的长度
(2)[1]滑块通过光电门的速度为
[2][3]这个公式计算的是平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,即平均速度更接近瞬时速度,挡光板的宽度要减小一些。
12.(2024高一上·海珠月考)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图所示甲、乙两种打点计时器,其中 是电火花计时器(选填“甲”或“乙”)。
(2)打点计时器使用 电源(选填“交流”或“直流”)。
(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。图丙是打出的一段纸带,图中O、A、B、C、D为计数点,相邻的两个计数点之间还有4个计时点未画出,打点计时器所用电源的频率为50Hz。
图丙中相邻两个计数点之间的时间间隔t= s。小车的加速度a= m/s2(计算结果保留3位有效数字)。
(4)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)甲
(2)交流
(3)0.100;0.393
(4)偏小
【知识点】加速度;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)甲图有墨粉纸盒,因此甲是电火花计时器。
故答案为:甲
(2)打点计时器使用交流电源。
故答案为:交流
(3)相邻的两个计数点之间还有4个计时点未画出,则图丙中相邻两个计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度为
故答案为:0.100;0.393
(4)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,则实验计算采用的频率值偏小,得到的计数点间的时间间隔偏大,则加速度的测量值与实际值相比偏小。
故答案为:偏小
【分析】(1)依据电火花计时器(无振针、用墨粉纸盘 )与电磁计时器(有振针、用复写纸 )的结构差异,判断类型。
(2)记忆打点计时器(含电火花、电磁 )均使用交流电源。
(3)利用“相邻计数点间计时点个数”与“打点周期( )”的乘积,得计数点时间间隔。
(4)用逐差法(消除偶然误差 ),结合 ,计算匀变速直线运动的加速度。
(1)甲图有墨粉纸盒,因此甲是电火花计时器。
(2)打点计时器使用交流电源。
(3)[1]相邻的两个计数点之间还有4个计时点未画出,则图丙中相邻两个计数点之间的时间间隔为
[2]根据逐差法可得小车的加速度为
(4)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,则实验计算采用的频率值偏小,得到的计数点间的时间间隔偏大,则加速度的测量值与实际值相比偏小。
13.(2024高一上·海珠月考)汽车在平直路面上以10m/s的速度做匀速直线运动;发现前面有情况而刹车;刹车过程可以看做匀减速直线运动;加速度大小为2m/s2;问:
(1)汽车开始刹车后第4s初的速度?
(2)汽车开始刹车后前6s内的位移?
【答案】(1)解:刹车到停下所用时间为
则汽车开始刹车后第4s初,即第3s末的速度为
。
(2)解:由于
可知汽车已经停止运动,则汽车开始刹车后前6s内的位移为
。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)先计算汽车从开始刹车到停止的时间( ),判断后续问题中“时间是否超过总刹车时间”,第4s初对应刹车3s末,直接用匀减速速度公式。
(2)刹车时间不足6s,实际位移为刹车总时间内的位移,用平均速度简化计算(或用位移公式 代入 )。
(1)刹车到停下所用时间为
则汽车开始刹车后第4s初,即第3s末的速度为
(2)由于
可知汽车已经停止运动,则汽车开始刹车后前6s内的位移为
14.(2024高一上·海珠月考)如图是中国空军歼15战机在航母甲板上起飞的情形。假设起飞甲板的长度为200m,歼15战机起飞的最小速度为80m/s,飞机在航母上的平均加速度为。
(1)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,飞机在航母上能否正常起飞?
(2)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,为保证能起飞,飞机的加速度至少为多少?
(3)飞机如果要在甲板上正常起飞,不改变飞机的加速度,也可以利用弹射装置使飞机有一定的初速度,那飞机的初速度至少是多少?
【答案】(1)解:如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动位移速度公式可得
解得飞机的末速度为
可知飞机在航母上不能正常起飞。
(2)解:如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,为保证能起飞,设飞机的最小加速度为,根据运动学公式可得
解得
(3)解:设利用弹射装置使飞机有一定的初速度为,根据运动学公式可得
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)利用匀变速直线运动公式 (初速度为0 ),计算实际末速度,与起飞最小速度比较。
(2)以起飞速度为末速度,初速度为0,代入公式 求解。
(3)以起飞速度为末速度,加速度已知,代入公式 求解。
(1)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动位移速度公式可得
解得飞机的末速度为
可知飞机在航母上不能正常起飞。
(2)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,为保证能起飞,设飞机的最小加速度为,根据运动学公式可得
解得
(3)设利用弹射装置使飞机有一定的初速度为,根据运动学公式可得
解得
15.(2024高一上·海珠月考)某同学骑着一辆自行车沿平直道路由静止匀加速骑行,经过的时间,速度达到最大值。然后匀速骑行了的时间,前方路口红灯亮起,该同学以大小的加速度减速骑行,经过的时间停下。
(1)求该同学在整个骑行过程中最大速度的大小;
(2)求该同学在加速骑行过程中的加速度;
(3)请在如图所示的坐标系中作出该同学在整个过程中的图像,并求该同学从出发到停下的平均速度大小。
【答案】(1)解:匀减速阶段可以反方向的匀加速运动,则整个骑行过程中的最大速度为
(2)解:加速骑行过程中的加速度大小为
(3)解:整个过程中的图像如图所示
根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知整个过程的位移为
则该同学从出发到停下的平均速度大小为
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;运动学 v-t 图象
【解析】【分析】(1)利用减速阶段的“逆向匀加速”,简化计算(末速度0的减速,等价于初速度0的加速 )。
(2)套用匀加速直线运动的加速度公式( )。
(3)分段绘制图像(加速、匀速、减速 ),体现各阶段运动特征;用“图像面积法”求总位移(几何意义: 图像面积对应位移 ),再用平均速度公式 计算。
(1)匀减速阶段可以反方向的匀加速运动,则整个骑行过程中的最大速度为
(2)加速骑行过程中的加速度大小为
(3)整个过程中的图像如图所示
根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知整个过程的位移为
则该同学从出发到停下的平均速度大小为
广东省广州市第六中学2024-2025学年高一上学期10月月考物理试卷
一、单选题
1.(2024高一上·海珠月考)智能手机上装载的众多app软件改变着我们的生活。如图所示为某软件的一张截图,表示了某次导航的具体路径,其推荐路线中有两个数据,10分钟,5.4公里,下列说法正确的是( )
A.10分钟表示的是某个时刻
B.研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点
C.5.4公里表示了此次行程的位移的大小
D.根据这两个数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小
2.(2024高一上·海珠月考)观察图中屋顶的炊烟和车上的小旗,可知甲、乙两车相对于房子的运动情况,其中正确的是( )
A.甲、乙两车一定都向左运动
B.甲、乙两车一定都向右运动
C.甲车可能运动,乙车可能向右运动
D.甲车可能静止,乙车一定向左运动
3.(2024高一上·海珠月考)第33届夏季奥林匹克运动会在巴黎举行,其中在男子100米自由泳(泳道长50米)决赛中,我国运动员潘展乐以46秒40的成绩创造了新的奥运会纪录,勇夺该项目冠军,这也是我国游泳队在该项目历史上的第一金。下列说法中正确的是( )
A.研究潘展乐的泳姿时可以把其看作质点
B.潘展乐全程的位移大小为100m
C.潘展乐全程的平均速度约为2.16m/s
D.潘展乐全程的平均速率约为2.16m/s
4.(2024高一上·海珠月考)A、B两个物体的位移—时间图像如图所示,则以下说法正确的是( )
A.时刻,A、B两物体的速度都为0
B.内, A的平均速度等于B的平均速度
C.内,A的路程等于B的路程
D.时刻,A、B两物体的速度方向相同
5.(2024高一上·海珠月考)近年来,我国在机器人领域的研究取得重大进展,逐步实现从“中国制造”到“中国智造”。一个机器人的速度-时间图像(v-t图)如图所示,在0~10s内,下列说法正确的是( )
A.机器人做匀减速运动
B.机器人在0~10s内的位移大于55m
C.机器人的加速度逐渐减小
D.机器人可能做曲线运动
6.(2024高一上·海珠月考)如图所示,竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为112 m,升降机运行的最大速度为8 m/s,加速度大小不超过1 m/s2。假定升降机到井口的速度为0,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是( )
A.14s B.16 s C.22 s D.28s
7.(2024高一上·海珠月考)2008年8月18日,何雯娜在国家体育馆结束的奥运女子蹦床决赛中以37.80分为中国蹦床队夺得,成中国蹦床史上首枚金牌。蹦床运动可简化为如下往复直线运动:从出发点向上运动到最高点再落回原处,向上运动的平均速率为,下落的平均速率为,则往返全程的平均速度的大小和平均速率分别是( )
A. B.
C.0, D.0,
二、多选题
8.(2024高一上·海珠月考)如图所示,小球以5m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),2s末速度大小变为1m/s,则这段时间内小球的加速度( )
A.大小为2m/s2,方向沿斜面向上 B.大小为3m/s2,方向沿斜面向上
C.大小为2m/s2,方向沿斜面向下 D.大小为3m/s2,方向沿斜面向下
9.(2024高一上·海珠月考)一质点时刻从原点开始沿x轴正方向做直线运动,其运动的图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.时,质点在处
B.时,质点运动方向改变
C.第3s内和第4s内,速度变化相同
D.内和内,质点的平均速度相同
10.(2024高一上·海珠月考)如图所示,从斜面上某一位置先后由静止释放四个小球,相邻两小球释放的时间间隔为0.1s,某时刻拍下的照片记录了各小球的位置,测出xAB=5cm,xBC=10cm,xCD=15cm。则( )
A.小球做的一定是匀加速直线运动
B.C点小球速度是B、D点小球速度之和的一半
C.B点小球的速度大小为1.5m/s
D.所有小球的加速度大小为5m/s2
三、非选择题
11.(2024高一上·海珠月考)像打点计时器一样,光电计时器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,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,用分度值为1mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示,则
(1)读出挡光片的宽度为d= cm;
(2)滑块在牵引力作用下通过光电门,配套的数字毫秒计记录了它通过光电门的时间为t,挡光片的宽度为d,则滑块通过光电门的速度v= 。但实质上v是滑块通过光电门的 (“平均速度”或“瞬时速度”),要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将挡光片的宽度 (填“增大”或“减小”)一些。
12.(2024高一上·海珠月考)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图所示甲、乙两种打点计时器,其中 是电火花计时器(选填“甲”或“乙”)。
(2)打点计时器使用 电源(选填“交流”或“直流”)。
(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。图丙是打出的一段纸带,图中O、A、B、C、D为计数点,相邻的两个计数点之间还有4个计时点未画出,打点计时器所用电源的频率为50Hz。
图丙中相邻两个计数点之间的时间间隔t= s。小车的加速度a= m/s2(计算结果保留3位有效数字)。
(4)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,那么加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·海珠月考)汽车在平直路面上以10m/s的速度做匀速直线运动;发现前面有情况而刹车;刹车过程可以看做匀减速直线运动;加速度大小为2m/s2;问:
(1)汽车开始刹车后第4s初的速度?
(2)汽车开始刹车后前6s内的位移?
14.(2024高一上·海珠月考)如图是中国空军歼15战机在航母甲板上起飞的情形。假设起飞甲板的长度为200m,歼15战机起飞的最小速度为80m/s,飞机在航母上的平均加速度为。
(1)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,飞机在航母上能否正常起飞?
(2)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,为保证能起飞,飞机的加速度至少为多少?
(3)飞机如果要在甲板上正常起飞,不改变飞机的加速度,也可以利用弹射装置使飞机有一定的初速度,那飞机的初速度至少是多少?
15.(2024高一上·海珠月考)某同学骑着一辆自行车沿平直道路由静止匀加速骑行,经过的时间,速度达到最大值。然后匀速骑行了的时间,前方路口红灯亮起,该同学以大小的加速度减速骑行,经过的时间停下。
(1)求该同学在整个骑行过程中最大速度的大小;
(2)求该同学在加速骑行过程中的加速度;
(3)请在如图所示的坐标系中作出该同学在整个过程中的图像,并求该同学从出发到停下的平均速度大小。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;速度与速率
【解析】【解答】A.汽车运动的时间10分钟是一段时间,因此是时间间隔,A错误;
B.在研究汽车在导航图中的位置时,汽车自身大小和形状对汽车的位置没有影响可以忽略,因此可以把汽车看作质点,B正确;
C.5.4公里是汽车实际运动轨迹的长度,代表路程,C错误;
D.根据路程和时间的比值可以求出平均速率的大小,则我们可以算出此次行程的平均速率,D错误。
故选B。
【分析】汽车行驶的时间代表时间间隔;汽车行驶轨迹长度代表路程;研究汽车的位置时可以把汽车作为质点;利用路程和时间的比值可以求出平均速率。
2.【答案】D
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】由于炊烟方向向左,所以可以判断风的方向是向左的,图中甲物体的小旗向左飘,由于风的运动方向向左,则甲物体的运动情况可以静止,可以向右运动,也可以向左运动,做甲运动的方向向左时,则向左的速度必须小于风速;图中乙物体的小旗向右飘,只有乙向左运动且向左运动的速度大于风速,小旗才会向右飘。选项D正确,ABC错误。
故选D。
【分析】利用炊烟的方向可以判别风的方向,结合小车上小旗的方向可以判别小车的运动方向及速度的大小。
3.【答案】D
【知识点】质点;位移与路程;速度与速率;平均速度
【解析】【解答】A.在研究运动员的泳姿时,不能将其简化为质点,因为泳姿涉及到身体的各个部位的动作和协调,这些细节对于理解和改进技术至关重要,故A错误;
BC.位移是指物体从初始位置到最终位置的直线距离,而在游泳比赛中,运动员需要往返游泳,因此位移实际上是0,因为他们最终回到了起点。则平均速度为零,故BC错误;
D.平均速率等于路程除以时间,约为
故D正确。
故选D。
【分析】1、研究泳姿时,不能忽略运动员的大小和形状。
2、位移是指物体从初始位置到最终位置的直线距离。
3、平均速度是位移除以时间,由于位移为0,平均速度也应该是0。
4、平均速率是总路程除以时间。
4.【答案】B
【知识点】位移与路程;平均速度;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.在位移时间图像中,根据图像斜率表示速度可知,时刻,A物体的图像斜率是0,则速度是0,B物体的图像斜率不是0,则速度不是0,A错误;
B.根据图像坐标可以得出:在内,A、B两物体通过的位移相同,所用时间相同,根据
则A的平均速度等于B的平均速度,B正确;
C.根据物体运动的轨迹可以得出:在内,A的路程为
B的路程为
两个路程大小对比可以得出:A的路程比B的路程多4m,C错误;
D.在位移时间图像中,由于图像斜率表示速度,时刻,A的图像斜率是负值,B的图像斜率是正值,由于速度的符号代表运动的方向,即时刻,A、B两物体的速度方向不相同,D错误。
故选B。
【分析】利用位移时间图像的斜率可以比较速度的大小及方向;利用物体运动的坐标变化可以判别路程和位移的大小,利用位移和时间可以比较平均速度的大小。
5.【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AC.根据v-t图像中,图线的斜率表示加速度可知,机器人在0~10s内的加速度逐渐增大,机器人做加速度增大的减速运动,故AC错误;
B.在v-t图像中做辅助线,如图
根据v-t图像中,图线与坐标轴所围面积表示位移可知
故B正确;
D.v-t图像中速度方向没有变化,所以机器人做直线运动,故D错误。
故答案为:B。
【分析】借v-t图像斜率判断加速度变化(斜率增大,加速度增大 ),用面积法结合辅助线,比较实际位移与梯形面积(曲线面积更大 ),依速度方向(始终为正 )确定运动轨迹为直线。
6.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】在加速阶段,所需时间为
通过的位移为
在匀速阶段所需时间为
根据对称性可知在减速阶段与加速阶段时间和位移相同,
故选C。
【分析】降机先做加速运动,后做匀速运动,最后做减速运动,根据速度—位移公式和速度—时间公式求得总时间。
7.【答案】D
【知识点】速度与速率;平均速度
【解析】【解答】因往返全程的位移为零,则全程的平均速度的大小为
设向上运动的位移为,则路程为,全程的平均速率为
故答案为:D。
【分析】1. 平均速度:位移为零(往返回到原点 ),平均速度为零。
2. 平均速率:路程为 (往返距离 ),用总路程除以总时间(分向上、下落时间求和 ),化简后得到 。
8.【答案】C,D
【知识点】加速度;矢量与标量
【解析】【解答】若2s末速度方向沿斜面向上,则加速度为
可知加速度大小为2m/s2,方向沿斜面向下;
若2s末速度方向沿斜面向下,则加速度为
可知加速度大小为3m/s2,方向沿斜面向下。
故答案为:CD。
【分析】1. 矢量性考虑:速度是矢量,需分“末速度沿斜面向上”和“向下”两种情况讨论。
2. 加速度公式:利用 计算,其中 需带符号(体现方向 )。
3. 方向判断:加速度正负号对应与规定正方向(沿斜面向上 )的关系,负号即沿斜面向下。
9.【答案】B,C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.在速度时间图像中,根据图像面积可以得出:内质点的位移等于的位移,为
时质点位于处,则时,质点在处,故A错误;
B.在速度时间图像中,速度的符号代表运动的方向,则在内速度图象都在时间轴的上方,在内速度图象都在时间轴的下方,所以时,质点运动方向改变,故B正确;
C.两时间段内加速度相同,根据初末速度可以得出:第3s内质点的速度变化为
根据初末速度可以得出:第4s内质点的速度变化为
故C正确;
D.根据图象面积表示位移,知0 2s内和0 4s内,质点的位移相同,但所用时间不同,根据
则平均速度不同,故D错误。
故选BC。
【分析】利用图像面积可以求出位移的大小,结合运动的时间可以比较平均速度的大小;利用初末速度可以求出速度变化量;利用速度的符号可以判别运动的方向。
10.【答案】A,B,D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】A.相邻相等时间( )内的位移差
,
由匀变速直线运动判别式 (恒定位移差 ),可知小球做匀加速直线运动,A正确;
B.C点是BD段的中间时刻,根据平均速度的推论知,C点小球的速度等于B、D点小球速度之和的一半,故B正确;
C.B点的速度等于AC段的平均速度,则有
故C错误;
D.由
,,,
代入得
所有小球加速度大小为
。
故答案为:ABD。
【分析】1. 匀变速判定:利用“相邻相等时间内位移差恒定( )”,判断运动性质。
2. 中间时刻速度:依据匀变速直线运动“中间时刻速度等于平均速度”,推导速度关系。
3. 速度与加速度计算:套用平均速度公式、 公式,计算具体物理量,验证选项。
11.【答案】(1)1.20
(2);平均速度;减小
【知识点】平均速度;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)由图可知滑块的长度。
故答案为:1.20
(2)滑块通过光电门的速度为;
这个公式计算的是平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,即平均速度更接近瞬时速度,挡光板的宽度要减小一些。
故答案为:;平均速度;减小
【分析】(1)刻度尺读数:明确分度值,估读两端刻度差。
(2)平均速度计算:用位移(挡光片宽 )除以时间,得到平均速度。
瞬时速度近似:利用 “短时间内平均速度≈瞬时速度”,减小挡光片宽度可缩短时间,提升近似精度。
(1)由图可知滑块的长度
(2)[1]滑块通过光电门的速度为
[2][3]这个公式计算的是平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,即平均速度更接近瞬时速度,挡光板的宽度要减小一些。
12.【答案】(1)甲
(2)交流
(3)0.100;0.393
(4)偏小
【知识点】加速度;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)甲图有墨粉纸盒,因此甲是电火花计时器。
故答案为:甲
(2)打点计时器使用交流电源。
故答案为:交流
(3)相邻的两个计数点之间还有4个计时点未画出,则图丙中相邻两个计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度为
故答案为:0.100;0.393
(4)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,则实验计算采用的频率值偏小,得到的计数点间的时间间隔偏大,则加速度的测量值与实际值相比偏小。
故答案为:偏小
【分析】(1)依据电火花计时器(无振针、用墨粉纸盘 )与电磁计时器(有振针、用复写纸 )的结构差异,判断类型。
(2)记忆打点计时器(含电火花、电磁 )均使用交流电源。
(3)利用“相邻计数点间计时点个数”与“打点周期( )”的乘积,得计数点时间间隔。
(4)用逐差法(消除偶然误差 ),结合 ,计算匀变速直线运动的加速度。
(1)甲图有墨粉纸盒,因此甲是电火花计时器。
(2)打点计时器使用交流电源。
(3)[1]相邻的两个计数点之间还有4个计时点未画出,则图丙中相邻两个计数点之间的时间间隔为
[2]根据逐差法可得小车的加速度为
(4)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,则实验计算采用的频率值偏小,得到的计数点间的时间间隔偏大,则加速度的测量值与实际值相比偏小。
13.【答案】(1)解:刹车到停下所用时间为
则汽车开始刹车后第4s初,即第3s末的速度为
。
(2)解:由于
可知汽车已经停止运动,则汽车开始刹车后前6s内的位移为
。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)先计算汽车从开始刹车到停止的时间( ),判断后续问题中“时间是否超过总刹车时间”,第4s初对应刹车3s末,直接用匀减速速度公式。
(2)刹车时间不足6s,实际位移为刹车总时间内的位移,用平均速度简化计算(或用位移公式 代入 )。
(1)刹车到停下所用时间为
则汽车开始刹车后第4s初,即第3s末的速度为
(2)由于
可知汽车已经停止运动,则汽车开始刹车后前6s内的位移为
14.【答案】(1)解:如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动位移速度公式可得
解得飞机的末速度为
可知飞机在航母上不能正常起飞。
(2)解:如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,为保证能起飞,设飞机的最小加速度为,根据运动学公式可得
解得
(3)解:设利用弹射装置使飞机有一定的初速度为,根据运动学公式可得
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)利用匀变速直线运动公式 (初速度为0 ),计算实际末速度,与起飞最小速度比较。
(2)以起飞速度为末速度,初速度为0,代入公式 求解。
(3)以起飞速度为末速度,加速度已知,代入公式 求解。
(1)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动位移速度公式可得
解得飞机的末速度为
可知飞机在航母上不能正常起飞。
(2)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,为保证能起飞,设飞机的最小加速度为,根据运动学公式可得
解得
(3)设利用弹射装置使飞机有一定的初速度为,根据运动学公式可得
解得
15.【答案】(1)解:匀减速阶段可以反方向的匀加速运动,则整个骑行过程中的最大速度为
(2)解:加速骑行过程中的加速度大小为
(3)解:整个过程中的图像如图所示
根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知整个过程的位移为
则该同学从出发到停下的平均速度大小为
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;运动学 v-t 图象
【解析】【分析】(1)利用减速阶段的“逆向匀加速”,简化计算(末速度0的减速,等价于初速度0的加速 )。
(2)套用匀加速直线运动的加速度公式( )。
(3)分段绘制图像(加速、匀速、减速 ),体现各阶段运动特征;用“图像面积法”求总位移(几何意义: 图像面积对应位移 ),再用平均速度公式 计算。
(1)匀减速阶段可以反方向的匀加速运动,则整个骑行过程中的最大速度为
(2)加速骑行过程中的加速度大小为
(3)整个过程中的图像如图所示
根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知整个过程的位移为
则该同学从出发到停下的平均速度大小为
