2024年9月26日高一物理周测
命题人 查小雨 审题人 姚光龙
一、单选题(每题4分)
1.以下的计时数据指时间间隔的是( )
A.从北京开往广州的火车预计10时到站
B.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权
C.百米跑比赛某人时到达终点
D.某场足球赛加时后才分出胜负
2.晚上遛弯时,我们顺着有路灯的马路匀速远离路灯行走过程,会发现一个很奇特的现象:就是影子越来越长。头顶的影子做的是什么运动( )
A.加速 B.匀速 C.减速 D.先加速后匀速
3.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为(与的单位分别为和),则该质点( )
A.任意1 s内的速度变化都是 B.第1 s内的位移是
C.任意相邻的1 s内位移差都是 D.前2 s内的平均速度是
4.一物体沿直线一直向东运动,前一半路程的平均速度是4m/s,后一半路程的平均速度是 6m/s,则全程的平均速度应是( )
A.2m/s B.2.4m/s C.2.5m/s D.4.8m/s
5.小明站在火车站台处,一列共有10节车厢的火车,车头记为A点,车尾记为B点,火车做匀加速直线运动经过小明的时间为T,C点是第N(N在1~10之间取值)节车厢的尾部,已知火车从A点经过小明到C点经过小明的平均速度是,从C点经过小明到B点经过小明期间的平均速度是,则下列说法正确的是( )
A.火车的加速度大小为 B.C点经过小明时的速度大小为
C.火车的加速度大小为 D.每节车厢的长度是
6.如图所示,物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,途经A、B、C三点,其中A、B之间的距离,B、C之间的距离。若物体通过这两段位移的时间相等,则O、A之间的距离l等于( )
A. B. C. D.
7.某科学小组研制了一种探测器,其速度大小可随运动情况进行调节,如图所示,在某次实验中该探测器从原点一直沿x轴正向运动,且其速度与位移成反比,已知探测器在A、B两点的速度分别为和,O点到B点的位移为,则探测器从A点运动到B点的时间为
A. B. C. D.
8.甲、乙两物体从同一点开始沿同一直线运动,甲的位移一时间(x-t)图像和乙的速度-时间(v-t)图像如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲在末回到出发点,乙距出发点的最大距离为
B.到内乙做匀变速直线运动
C.第内甲、乙两物体运动方向相反 D.甲在第二个内的位移大小为
二、多选题(每题全对得5分,不全得3分)
9.质点做直线运动的速度﹣时间图象如图所示,该质点( )
A.在第2秒末速度方向发生了改变
B.第2s内与第3s内的加速度方向相反
C.在第2s末回到初位置
D.第1s末和第5s末的位置相同
10.A、B两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动,它们的速度的平方()随位移()的变化图象如图所示,下列判断正确的是 ( )
A.汽车A的加速度大小为
B.汽车A、B在x=6m处的速度大小为
C.汽车A、B在处相遇
D.汽车A、B在处相遇
三、实验题(每空2分)
11.在“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验中,挡光片通过光电门传感器瞬间的平均速度可近似为小车的瞬时速度。实验中更换不同宽度的挡光片,多次实验。
(1)每一次实验,小车应在斜面上的 由静止释放。
A.同一位置 B.不同位置
(2)用位移传感器可同时测得小车沿斜面运动的x-t图像,如图a所示。是挡光开始时刻,是挡光结束时刻,小车在这段时间内的位移大小为挡光片的宽度。图中哪条线的斜率表示光电门传感器测得的平均速度大小 ?请在图a中画出来 。
(3)实验中更换不同宽度的挡光片,使挡光片固定在小车的同一位置,如图b所示。挡光片越窄,测得的平均速度 。
A.越小 B.越大 C.不受影响
(4)为测量小车的加速度,需将宽度为b的挡光片固定在小车上,并在导轨上安装相距为d的两个光电门传感器。小车沿导轨做匀加速直线运动,先后经过两个光电门传感器,测得的挡光时间分别为和,则小车的加速度a= 。
12.利用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,完成以下问题:
(1)关于打点计时器的使用说法正确的是 ;
A.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
C.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快
(2)在做研究匀变速直线运动的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个计时点(图中没有画出),试求BD过程的平均速度 m/s;纸带运动的加速度大小为 m/s2;(结果均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值 (填大于、等于或小于)实际值。
四、解答题
13.(12分)歼舰载飞机在辽宁号航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为,所需的起飞速度为,跑道长
(1)通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?
(2)为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置.对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有多大的初速度?
14.(15分)如图所示为研究自动驾驶技术的一个实验示意图,在平直公路上,汽车A向超声测速仪B做直线运动,设时汽车A与测速仪B相距,此时测速仪B发出一个超声波信号和红外线,汽车A接收到红外线时刹车,当测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车A恰好停止,此时汽车A和测速仪B相距,已知超声波的速度,红外线的速度远大于超声波的速度。求:
(1)汽车A接收到超声波的信号时,它与测速仪B的间距;
(2)汽车A自刹车至停下的时间;
(3)汽车A刹车过程中的加速度和初速度的大小。
15.(13分)近几年大假期间,国家取消了7座及其以下的小汽车的收费公路的过路费,给自驾带来了很大的实惠,但车辆的增多也给交通道路的畅通增加了很大的压力,因此国家规定了免费车辆在通过收费站时在专用车道上可以不停车拿卡或交卡而直接减速通过。假设收费站的前、后都是平直大道,大假期间过站的车速要求不超过,小汽车未减速的车速均为,制动后小汽车的加速度的大小为。问:
(1)大假期间,驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动;
(2)假设车过站后驾驶员立即使车以的加速度加速至原来的速度,则从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,车运动的时间至少是多少?
参考答案:
1.D【详解】A.从北京开往广州的火车预计10时到站,其中10时为时刻,故A错误;
B.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权,其中1997年7月1日零时为时刻,故B错误;
C.百米跑比赛某人时到达终点,其中为时刻,故C错误;
D.某场足球赛加时后才分出胜负,其中15min为时间间隔,故D正确。故选D。
2.B
【详解】设时刻,人位于路灯的正下方处,在时刻,人走到S处,根据题意有OS=vt,过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t时刻人头顶影子的位置,如图所示,OM为人头顶影子到O点的距离,
由几何关系可知 解得
因OM与时刻t成正比,故人头顶的影子做匀速运动,故B正确。故选B。
3.A【详解】质点做直线运动的位移x与时间t的关系为
结合可知
则:
A. 任意1 s内的速度变化都是2 m/s,选项A正确;
B. 第1 s内的位移是选项B错误;
C. 任意相邻的1 s内位移差都是选项C错误;
D. 前2 s内的位移为,则平均速度是选项D错误。故选A。
4.D
【详解】设全程位移为,前一半路程的平均速度为,则运动时间为
后一半路程的平均速度为,则运动时间为 则全程的平均速度 故选D。
5.C
【详解】AC.假设火车在AC段经过小明的时间为,CB段经过小明的时间是,
又匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则
在时间内,火车速度变化,由
解得 故C正确,A错误;
BD.只有AC段经过小明的时间是,C点经过小明时的速度才是,整个火车经过小明的平均速度才是,所以BD错误。
故选C。
6.A
【详解】设物体的加速度为,通过、两段位移所用的时间均为T,则有 ,
联立可得
根据速度位移关系得联立解得 故选A。
7.B
【详解】因题意可知,速度与位移成反比,则,因探测器在A、B两点的速度分别为3m/s和2m/s,O点到B点的位移为3m,由,解得;则,则 ,若做图像为过原点的直线,对应的横坐标从到所对应的面积等于运动的时间,由几何关系可知,故选B.
点睛:此题是一道较特殊的题目,只能借助于图像求解,关键是能构造出一次函数关系,并能理解图像面积的物理意义.
8.A【详解】A. 甲在6s末的位移等于零,回到出发点,乙前3s向正方向运动,后3s向负方向运动,第3s末距离出发点最远,最大距离为A错误;
B. 2s到4s内乙图像的斜率的大小和倾斜方向都不变,表示乙物体的加速度的大小和方向都不变,乙做匀变速直线运动,B正确;
C. 第3s内甲物体的位移减小向负方向运动,第3s内乙物体的速度为正值向正方向运动,两物体运动方向相反,C正确;
D. 甲在第二个2 s内的位移为甲在第二个2 s内的位移大小为8m,D正确。故选A。
9.AD
【分析】速度图象与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移,速度的正负表示速度的方向,只要图象在时间轴同一侧物体运动的方向就没有改变;斜率表示加速度大小,斜率的符号反映加速度的方向.
【详解】A.根据速度的正负表示速度方向,知在第2秒末速度方向发生了改变.故A正确;
B.根据速度时间图象的斜率表示加速度,由图可知1﹣3s图象的斜率不变,加速度不变,则第2s内与第3s内的加速度方向相同,故B错误;
C.在0﹣2s内,质点一直沿正向运动,在第2s末没有回到初位置,故C错误;
D.根据“面积”表示位移,图线在时间轴上方,“面积”表示的位移为正,图线在时间轴下方,“面积”表示的位移为负,可知,1﹣5s内的位移为零,则第1秒末和第5秒末的位置相同,故D正确;
故选AD.
10.AD
【详解】根据匀变速直线运动的速度位移关系公式,可知图象的斜率等于.对于汽车A,则有,可得 ,加速度大小为,故A错误;汽车A、B在处的速度大小设为.由图知:对于汽车A,有,得A的初速度,由得:,故B错误;汽车A的初速度为,加速度为:,A汽车停止的时间为:,此过程A汽车的位移为:,对于汽车B,初速度为0,加速度为,汽车B要是行驶9m的距离所用的时间为:,所以是汽车A静止后,B才追上A的,所以汽车A、B在处相遇,故D正确,C错误.所以AD正确,BC错误.
11. A 图像上、两点的连线所在割线的斜率 A
【详解】(1)[1]由题意知,每次小车均在斜面上同一位置由静止释放,才能保证每次小车经过光电门时的速度相同;
(2)[2]如果平均速度指的是某段时间内位移与时间的比值,所以x-t图像中光电门传感器测得的平均速度应该是图像上、两点的连线所在割线的斜率;
[3]如图所示
(3)[4] 由图可得,挡光片越窄,则、两点之间的时间间隔越小,对应的平均速度就会越接近切线对应的斜率即瞬时速度,所以会越小。
故选A。
(4)[5]根据公式
可得
解得
12. B 0.21 0.50 大于
【详解】(1)[1]A.实验时,先接通电源,再让物体运动,故A错误;
B.打点的时间间隔取决于交流电压的频率,根据
电源频率越高,打点的时间间隔就越小,故B正确;
C.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,即物体运动的越慢,故C错误。
故选B。
(2)[2]每相邻两个计数点之间的时间间隔为
BD过程的平均速度
[3]纸带运动的加速度大小
(3)[4]根据
当交流电频率f=49Hz时,而做实验的同学按照50Hz来计算,会使a偏大。
13.(1)不能起飞;(2)40m/s
【详解】(1)设飞机依靠自身从航空母舰上起飞获得的末速度为由
代入数据解得 小于起飞速度,故不能起飞
(2)设弹射装置使舰载飞机的初速度为
由 代入数据解得
【点睛】本题考查匀变速直线运动公式的正确应用;熟练掌握匀变速直线的速度位移关系是解决本题的关键。
14.(1)340m;(2)2s;(3);
【详解】(1)红外线的传播速度等于光速,可以认为汽车A与测速仪B相距时开始刹车做匀减速运动到停止;设汽车A接收到超声波的信号时,它与测速仪B的间距为,那么汽车从刹车到停止先后通过与两段距离所用时间分别等于超声波的往返时间,这两段时间一定是相等的;根据初速度等于零的匀加速直线运动的连续相等时间的比例规律,这两段的距离之比为3:1
解得
(2)汽车A自刹车至停下的时间等于超声波的往返时间
(3)由逆向思维,汽车A刹车过程中的加速度大小为a,
解得
由逆向思维,汽车A刹车过程中的初速度为
15.(1);(2)
【详解】(1),事先小汽车未减速的车速均为,小汽车进入站台前做匀减速直线运动,设据收费站处开始制动,则
解得
(2)小汽车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段时间分别为和则:
减速阶段
加速阶段
则加速和减速的总时间
即从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中车运动的时间至少是。