2022新疆喀什二中高一上学期期中考试物理试题含解析
展开喀什第二中学2021-2022学年度上学期期中质量监测
高一物理
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.答题时使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区城(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
一、单选题(共24分)
1. 小孩用一轻质弹簧拉水平地面上箱子,但没有拉动,已知弹簧与水平面有一定夹角θ(θ≠0),以下说法正确的是( )
A. 箱子对地面的压力大于箱子的重力
B. 弹簧对箱子拉力水平分量小于箱子受到的摩擦力大小
C. 小孩对弹簧的拉力和箱子对弹簧的拉力是一对相互作用力
D. 小孩受到的地面摩擦力和箱子受到地面的摩擦力大小相同
2. 2017年12月27日下午5点,杭州地铁2号线二期、三期正式发车,2号线全长13.32km。根据初期测试,2号线单程总时长在一个小时二十分钟左右,运营速度最高80km/h。以下说法正确的是( )
A. 2017年12月27日下午5点指的是时间
B. 13.32km指的是位移
C. 估算地铁从起点到终点的时间,可以把地铁看成质点
D. 地铁2号线运营平均速度为80km/h
3. 下列说法正确的是( )
A. 研究“嫦娥四号”探月卫星绕月球飞行的运动时,卫星是不可以被看成质点的
B 加速度越大,速度变化量也一定越大
C. 质点做减速直线运动时,加速度可能在增大
D. 位移的大小一定不会比路程小
4. 如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间,测得遮光条的宽度为,当我们用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度时,下列说法正确的是( )
A. 在遮光时间内,可以认为滑块做变速运动
B. 在遮光时间内,可以认为滑块做匀速运动
C. 为使更接近瞬时速度,可换用更宽的遮光条
D. 为使更接近瞬时速度,实验时可将滑块放在离光电门更近一些的位置
5. 如图所示是小李使用“咕咚”软件记录的晨跑运动轨迹,运动信息如下:里程5 km,时长40 min,配速8 min/km,时速7.5 km/h。下列说法正确的是( )
A. 里程5 km指的是位移 B. 时长40 min指的是时刻
C. 配速越小平均速率越大 D. 时速7.5 km/h指的是平均速度
6. 如图所示,甲同学用手拿着一把长50cm的直尺,并使其处于竖直状态;乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备。某时刻甲同学松开直尺,直尺保持竖直状态下落,乙同学看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值为20cm;重复以上实验,乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm。直尺下落过程中始终保持竖直状态。若从乙同学看到甲同学松开直尺,到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”,取重力加速度g=10m/s2。则下列说法中错误的是( )
A. 乙同学第一次的“反应时间”比第二次长
B. 乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间,直尺的速度约为4m/s
C. 若某同学“反应时间”大于0.4s,则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”
D. 若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值,则可用上述方法直接测出“反应时间”
7. 一质点由静止开始做匀加速直线运动,依次通过A、B、C三点。下表记录了质点通过AB段与BC段所用的时间和位移大小,据此可以求出质点的加速度大小和经过B点的瞬时速度大小分别为( )
AB
BC
所用时间(单位:s)
2
2
位移大小(单位:m)
8
12
A. 1m/s2,5m/s B. 2m/s2,5m/s C. 1m/s2,10m/s D. 2m/s2,10m/s
8. 某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v—t图像如图,某同学为了简化计算,用虚线作近似处理,下列说法正确的是( )
A. 在t1时刻,虚线反映的加速度比实际的大
B. 在0 ~ t1时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大
C. 在t1 ~ t2时间内,由虚线计算出的位移比实际的大
D. 在t3 ~ t4时间内,虚线反映的是非匀速直线运动
二、多选题(共12分)
9. 如图,用球拍击打乒乓球时,如果以乒乓球为研究对象,下列说法正确的是( )
A. 乒乓球受到球拍的弹力,施力物体是人
B. 乒乓球受到重力的作用,受力物体是乒乓球
C. 乒乓球的重心在球壳上
D. 赤道处的重力加速度小于北极处,则乒乓球在赤道处的重力小于北极处
10. 如图所示,质量为m的两木块a和b叠放在水平面上,a受到斜向上与水平方向成θ角的力的作用,b受到斜向下与水平方向成θ角的力的作用,两力大小均为F,两木块均保持静止状态,则( )
A. a、b之间一定存在静摩擦力
B. b与地面之间一定存在静摩擦力
C. b对a的支持力一定小于mg
D. 地面对b的支持力一定小于2mg
11. 如图为甲、乙两人在平直道路上向右做直线运动的位移—时间图像,则下列说法正确的是( )
A. 甲向右做匀速直线运动,速度大小为4m/s B. 甲做直线运动的加速度大小为4m/s2
C. 0到6s内,乙向右做减速直线运动 D. 0到6s内,甲、乙的位移相同
12. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=3t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )
A. 第1s内的位移是4m
B. 前2s内的平均速度是4m/s
C. 任意相邻的1s内位移差都是1m
D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
三、实验题(共24分)
13. 一名同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。
(1)以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上________;
A.以弹簧长度l为横坐标,以钩码质量m为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,并用平滑的曲线或直线连接起来;
B.记下弹簧下端不挂钩码时,其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0;
C.将铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内,然后取下钩码;
E.由图象找出ml间的函数关系,进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式(重力加速度取g=10m/s2);求出弹簧的劲度系数。
(2)图为根据实验测得数据标出的对应点,请作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图线_______。
(3)写出弹簧弹力F和弹簧长度l之间关系函数表达式:________。
(4)此实验得到的结论是:此弹簧的劲度系数k=________N/m。(计算结果保留三位有效数字)
(5)如果将指针分别固定在图示A点上方的B处和A点下方的C处,作出钩码质量m和指针所对刻度l的关系图象,由图象进一步得出的弹簧的劲度系数kB、kC.kB、kC与k相比,可能是________(请将正确选项的字母填在横线处)。
A.kB大于k
B.kB等于k
C.kC小于k
D.kC等于k
14. (1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的“电火花打点计时器”使用的电压是___________V的___________(选填“直流电”或“交流电”),它每隔___________s打一个点。
(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是( )
A.先接通电源再让纸带运动 B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(3)如图示为某同学在用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中,一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,两个计数点间还有四个点未画出,则C点的瞬时速度为___________m/s,小车运动的加速度为___________m/s2,打点计时器打下的第一个点与C相距___________cm(结果均保留两位小数)
四、解答题(共40分)
15. 弹簧原长,在它下面挂一个所受重力为的物体时,弹簧长,则在它下面挂所受重力为的物体时,弹簧长为多少?
16. 一辆汽车在平直的公路上做匀变速直线运动,加速度的大小是。
(1)如果做匀减速直线运动,要求必须在2s内停下来,汽车行驶的最大允许速度是多少;
(2)如果做匀加速直线运动,当初速度为2m/s时,5s后汽车的速度大小是多大?请画出对应的速度-时刻图像并计算出这段时间内的位移。
17. 一小球从t=0时刻开始做初速度为v0=50m/s竖直上抛运动,假设它不会碰到其他物体也不会落地,取重力加速度为g=10m/s2,试求:
(1)第4s末的速度大小;
(2)运动后7s内的位移大小;
18. 2021年10月6日,山西蒲县蒲城镇荆坡村发生山体滑坡灾害。如图,假设在发生山体滑坡时,一交警(可视为质点)在C处执勤,C处与山坡底部B处在同一水平面上,距离为x0。此时距坡底B处x1=150m的山腰A处有一圆形石头(可视为质点)与山体脱离,由静止开始以大小a1=3m/s2的加速度匀加速下滑,交警经过的反应时间,立即由静止开始以大小a2=1.6m/s2的加速度向右做匀加速直线运动。石头滑到B处前后速度大小不变,并开始以大小a3=2.5m/s2的加速度向右做匀减速直线运动。已知交警奔跑的最大速度为vm=8m/s,且只能维持这个速度8s的时间,接着以大小为a4=0.5m/s2的加速度向右做匀减速直线运动直到停止,交警的运动和圆形石头的运动在同一竖直平面内。
(1)求石头从A处到B处滑动的时间及滑到坡底B处时的速度大小;
(2)若石头在交警刚开始减速时追上交警,求交警的初始位置C处与坡底B处的距离x0;
(3)若交警能够脱险,求交警的初始位置C处与坡底B处的距离x0的最小值。
喀什第二中学2021-2022学年度上学期期中质量监测
高一物理
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.答题时使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区城(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
一、单选题(共24分)
1. 小孩用一轻质弹簧拉水平地面上的箱子,但没有拉动,已知弹簧与水平面有一定夹角θ(θ≠0),以下说法正确的是( )
A. 箱子对地面的压力大于箱子的重力
B. 弹簧对箱子拉力水平分量小于箱子受到的摩擦力大小
C. 小孩对弹簧的拉力和箱子对弹簧的拉力是一对相互作用力
D. 小孩受到的地面摩擦力和箱子受到地面的摩擦力大小相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.弹簧斜拉箱子,根据正交分解可知,箱子对地面的压力小于箱子的重力,故A错误;
B.弹簧斜拉箱子,根据正交分解及平衡条件可知,弹簧对箱子拉力水平分量大小等于箱子受到的摩擦力大小,故B错误;
C.小孩对弹簧和箱子对弹簧,对象不是相互,因此不是一对相互作用力,C错误;
D.根据整体分析,地面对箱子和对小孩的摩擦力平衡,大小相同,D正确。
故选D。
2. 2017年12月27日下午5点,杭州地铁2号线二期、三期正式发车,2号线全长13.32km。根据初期测试,2号线单程总时长在一个小时二十分钟左右,运营速度最高80km/h。以下说法正确的是( )
A. 2017年12月27日下午5点指的是时间
B. 13.32km指的是位移
C. 估算地铁从起点到终点的时间,可以把地铁看成质点
D. 地铁2号线运营平均速度为80km/h
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.2017年12月27日下午5点指的是时刻,A错误;
B.13.32km指的是路程,B错误;
C.估算地铁从起点到终点的时间,地铁的大小和形状可以忽略不计,故可以把地铁看成质点,C正确;
D.根据题意得,运营速度最高80km/h,最高速度大于平均速度,D错误。
故选C。
3. 下列说法正确的是( )
A. 研究“嫦娥四号”探月卫星绕月球飞行的运动时,卫星是不可以被看成质点的
B. 加速度越大,速度变化量也一定越大
C. 质点做减速直线运动时,加速度可能在增大
D. 位移的大小一定不会比路程小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.研究“嫦娥四号”探月卫星绕月球飞行的运动时,卫星可以被看成质点,选项A错误;
B.根据
可知,加速度越大,速度变化量不一定越大,还与时间有关,选项B错误;
C.质点做减速直线运动时,加速度的方向与速度相反,加速度可能在增大,选项C正确;
D.位移的大小一定不会比路程大,选项D错误。
故选C。
4. 如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间,测得遮光条的宽度为,当我们用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度时,下列说法正确的是( )
A. 在遮光时间内,可以认为滑块做变速运动
B. 在遮光时间内,可以认为滑块做匀速运动
C. 为使更接近瞬时速度,可换用更宽的遮光条
D. 为使更接近瞬时速度,实验时可将滑块放在离光电门更近一些的位置
【答案】B
【解析】
【详解】AB.在遮光时间内,由于时间很短,可以认为滑块做匀速运动,故A错误,B正确;
CD.本题是利用平均速度等效替代瞬时速度,故只能尽量减小计算平均速度的位移,即换用宽度更窄的遮光条,故CD错误。
故选B。
5. 如图所示是小李使用“咕咚”软件记录的晨跑运动轨迹,运动信息如下:里程5 km,时长40 min,配速8 min/km,时速7.5 km/h。下列说法正确的是( )
A. 里程5 km指的是位移 B. 时长40 min指的是时刻
C. 配速越小平均速率越大 D. 时速7.5 km/h指是平均速度
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.里程5 km是运动轨迹,指的是路程,A错误;
B.时长40 min是一段时间,故是指时间,B错误;
C.配速越小跑完一公里的时间越短,则平均速率越大,C正确;
D.平均速度为位移与时间的比值,这里时速7.5 km/h指的是平均速率,D错误。
故选C。
6. 如图所示,甲同学用手拿着一把长50cm的直尺,并使其处于竖直状态;乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备。某时刻甲同学松开直尺,直尺保持竖直状态下落,乙同学看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值为20cm;重复以上实验,乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm。直尺下落过程中始终保持竖直状态。若从乙同学看到甲同学松开直尺,到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”,取重力加速度g=10m/s2。则下列说法中错误的是( )
A. 乙同学第一次“反应时间”比第二次长
B. 乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间,直尺的速度约为4m/s
C. 若某同学的“反应时间”大于0.4s,则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”
D. 若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值,则可用上述方法直接测出“反应时间”
【答案】B
【解析】
【详解】A.据自由落体位移公式
可知,第一次直尺下落时间较长,故乙同学第一次的“反应时间”比第二次长,A正确,不符合题意;
B.由速度位移公式可得
故乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间,直尺的速度约为2m/s,B错误,符合题意;
C.直尺在0.4s内下降的距离为
故某同学的“反应时间”大于0.4s,则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”,C正确,不符合题意;
D.若将尺子上原来的长度值改为对应的 “反应时间”值,则可用上述方法直接测出“反应时间”,D正确,不符合题意。
故选B。
7. 一质点由静止开始做匀加速直线运动,依次通过A、B、C三点。下表记录了质点通过AB段与BC段所用的时间和位移大小,据此可以求出质点的加速度大小和经过B点的瞬时速度大小分别为( )
AB
BC
所用时间(单位:s)
2
2
位移大小(单位:m)
8
12
A. 1m/s2,5m/s B. 2m/s2,5m/s C. 1m/s2,10m/s D. 2m/s2,10m/s
【答案】A
【解析】
【详解】根据
得质点的加速度
B点的瞬时速度等于AC段的平均速度
故选A。
8. 某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v—t图像如图,某同学为了简化计算,用虚线作近似处理,下列说法正确的是( )
A. 在t1时刻,虚线反映的加速度比实际的大
B. 在0 ~ t1时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大
C. 在t1 ~ t2时间内,由虚线计算出的位移比实际的大
D. 在t3 ~ t4时间内,虚线反映的是非匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.速度—时间图像中图线的切线斜率表示加速度,在t1时刻,虚线的斜率要比实线小,意味着虚线反映的加速度要比实线小,A错误;
B.在0 ~ t1时间内,虚线段对应的面积大,即位移大,所以平均速度大,B正确;
C.在t1 ~ t2时间内,虚线段对应的面积小,故位移也要比实线计算的小,C错误;
D.在t3 ~ t4时间内,虚线是水平的,速度不变,自行车做匀速直线运动,D错误。
故选B。
二、多选题(共12分)
9. 如图,用球拍击打乒乓球时,如果以乒乓球为研究对象,下列说法正确的是( )
A. 乒乓球受到球拍的弹力,施力物体是人
B. 乒乓球受到重力的作用,受力物体是乒乓球
C. 乒乓球的重心在球壳上
D. 赤道处的重力加速度小于北极处,则乒乓球在赤道处的重力小于北极处
【答案】BD
【解析】
【详解】A.用球拍击打乒乓球时,如果以乒乓球为研究对象,施力物体是球拍,故A错误;
B.乒乓球受到重力的作用,受力物体是乒乓球,故B正确;
C.乒乓球的重心在球心附近,不在球壳上,故C错误;
D.赤道处的重力加速度小于北极处,则乒乓球在赤道处的重力小于北极处,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,质量为m的两木块a和b叠放在水平面上,a受到斜向上与水平方向成θ角的力的作用,b受到斜向下与水平方向成θ角的力的作用,两力大小均为F,两木块均保持静止状态,则( )
A. a、b之间一定存在静摩擦力
B. b与地面之间一定存在静摩擦力
C. b对a的支持力一定小于mg
D. 地面对b的支持力一定小于2mg
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.对a受力分析,可知a受重力、支持力、拉力而处于平衡,由于F有水平方向的分力,故a有向右运动的趋势,故a应受到b向左的摩擦力,A正确;
B.对整体受力分析可知,整体受重力、支持力、两个拉力,将拉力沿水平和竖直方向分解可知,其水平分量相等,故整体在水平方向受力平衡,故地面对b没有摩擦力,B错误;
C.F向上的分量,使a受到的支持力小于重力,C正确;
D.竖直方向,两分力相互抵消,故ab受地面的支持力等于2mg,D错误。
故选AC。
11. 如图为甲、乙两人在平直道路上向右做直线运动的位移—时间图像,则下列说法正确的是( )
A. 甲向右做匀速直线运动,速度大小为4m/s B. 甲做直线运动的加速度大小为4m/s2
C. 0到6s内,乙向右做减速直线运动 D. 0到6s内,甲、乙的位移相同
【答案】AC
【解析】
【详解】在位移—时间中,图像的斜率表示速度
AB.由图像可知,甲向右做匀速直线运动,速度大小为4m/s,加速度为0,A正确,B错误;
C.乙的位移—时间图像由陡变为平缓,表示其速度减小,C正确;
D.0到6s内,甲、乙出发点不同,因此位移不同,D错误。
故选AC。
12. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=3t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )
A. 第1s内的位移是4m
B. 前2s内的平均速度是4m/s
C. 任意相邻的1s内位移差都是1m
D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.由质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=3t+t2可知,第1s内的位移是
故A正确;
B.前2s内的位移为
前2s内的平均速度是
故B错误;
C.由位移x与时间t的关系为x=3t+t2可求得加速度为
任意相邻的1s内位移差都是
故C错误;
D.任意1s内的速度增量都是
故D正确。
故选AD。
三、实验题(共24分)
13. 一名同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。
(1)以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上________;
A.以弹簧长度l为横坐标,以钩码质量m为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,并用平滑的曲线或直线连接起来;
B.记下弹簧下端不挂钩码时,其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0;
C.将铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内,然后取下钩码;
E.由图象找出ml间的函数关系,进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式(重力加速度取g=10m/s2);求出弹簧的劲度系数。
(2)图为根据实验测得数据标出的对应点,请作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图线_______。
(3)写出弹簧弹力F和弹簧长度l之间关系的函数表达式:________。
(4)此实验得到的结论是:此弹簧的劲度系数k=________N/m。(计算结果保留三位有效数字)
(5)如果将指针分别固定在图示A点上方的B处和A点下方的C处,作出钩码质量m和指针所对刻度l的关系图象,由图象进一步得出的弹簧的劲度系数kB、kC.kB、kC与k相比,可能是________(请将正确选项的字母填在横线处)。
A.kB大于k
B.kB等于k
C.kC小于k
D.kC等于k
【答案】 ①. CBDAE ②. ③. F=12.5(l-0.15) ④. 12.5 ⑤. AD
【解析】
【详解】解:(1)[1]合理的操作顺序步骤的序号是CBDAE。
(2)[2] 由描点作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图线,如图所示,
(3)[3] 由胡克定律可知
mg=k(l−l0)
可得
m−l图线的斜率k′=1.25kg/m,弹簧的劲度系数k=k′g,则弹簧弹力和长度l的关系为
F=gk′(l-l0)
已知l0=15×10-2m,所以
F=12.5(l-0.15)
(4)[4]由以上解析可知
k=k′g=1.25×10N/m=12.5N/m
(5)[5]指针固定在B处,测量弹簧伸长量时偏小,由F=kΔl可知,k偏大;指针固定在C处,不影响弹簧伸长量的测量,k值不变,AD正确,BC错误。
故选AD。
14. (1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用“电火花打点计时器”使用的电压是___________V的___________(选填“直流电”或“交流电”),它每隔___________s打一个点。
(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是( )
A.先接通电源再让纸带运动 B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(3)如图示为某同学在用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中,一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,两个计数点间还有四个点未画出,则C点的瞬时速度为___________m/s,小车运动的加速度为___________m/s2,打点计时器打下的第一个点与C相距___________cm(结果均保留两位小数)
【答案】 ①. 220 ②. 交流电 ③. 0.02 ④. A ⑤. 0.20 ⑥. 0.50 ⑦. 4.2(4.0也可给分)
【解析】
【详解】(1)[1][2]打点计时器是使用交流电源的计时仪器,电火花计时器的工作电压是220V;
[3]打点周期与交流电的周期相同,即
当电源频率等于50Hz时每隔0.02s打一个点;
(2)[4]如果先释放纸带后接通电源,有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离,电源才被接通,那么纸带上只有很小的一段能打上点,大部分纸带没有打上点,纸带的利用率太低,所以应当先接通电源,后让纸带运动,BCD错误,A正确。
故选A。
(3)[5]根据匀变速直线运动的规律,即中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,可得C点的瞬时速度为
[6]根据匀变速直线运动的规律,相等时间内的位移之差为定值,小车运动的加速度为
[7]由匀变速直线运动,速度与位移的关系可得,打点计时器打下的第一个点与C相距为
代入数据,解得
四、解答题(共40分)
15. 弹簧原长,在它下面挂一个所受重力为的物体时,弹簧长,则在它下面挂所受重力为的物体时,弹簧长为多少?
【答案】11.5cm
【解析】
【分析】
【详解】挂重力为的物体时,弹簧弹力为
弹簧的劲度系数为
挂物体重力为的物体时,弹簧弹力为
弹簧的长度为
16. 一辆汽车在平直的公路上做匀变速直线运动,加速度的大小是。
(1)如果做匀减速直线运动,要求必须在2s内停下来,汽车行驶的最大允许速度是多少;
(2)如果做匀加速直线运动,当初速度为2m/s时,5s后汽车的速度大小是多大?请画出对应的速度-时刻图像并计算出这段时间内的位移。
【答案】(1)12m/s;(2)32m/s,图见解析,85m
【解析】
【详解】(1)取汽车初速度方向为正方向,且末速度为0,则汽车运动时有
解得
故汽车行驶的最大允许速度为12m/s。
(2)由题意,5s后汽车的速度大小为
v-t图像如下图所示
这段时间的位移为
故当初速度为2m/s时,5s后汽车的速度大小为32m/s,这段时间内的位移为85m。
17. 一小球从t=0时刻开始做初速度为v0=50m/s竖直上抛运动,假设它不会碰到其他物体也不会落地,取重力加速度为g=10m/s2,试求:
(1)第4s末的速度大小;
(2)运动后7s内的位移大小;
【答案】(1)10m/s;(2)105m
【解析】
【详解】(1)根据速度时间关系可得,第4s末的速度大小为
(2)由于物体做竖直上抛运动,根据位移时间关系可得,运动后7s内的位移大小为
18. 2021年10月6日,山西蒲县蒲城镇荆坡村发生山体滑坡灾害。如图,假设在发生山体滑坡时,一交警(可视为质点)在C处执勤,C处与山坡底部B处在同一水平面上,距离为x0。此时距坡底B处x1=150m的山腰A处有一圆形石头(可视为质点)与山体脱离,由静止开始以大小a1=3m/s2的加速度匀加速下滑,交警经过的反应时间,立即由静止开始以大小a2=1.6m/s2的加速度向右做匀加速直线运动。石头滑到B处前后速度大小不变,并开始以大小a3=2.5m/s2的加速度向右做匀减速直线运动。已知交警奔跑的最大速度为vm=8m/s,且只能维持这个速度8s的时间,接着以大小为a4=0.5m/s2的加速度向右做匀减速直线运动直到停止,交警的运动和圆形石头的运动在同一竖直平面内。
(1)求石头从A处到B处滑动的时间及滑到坡底B处时的速度大小;
(2)若石头在交警刚开始减速时追上交警,求交警的初始位置C处与坡底B处的距离x0;
(3)若交警能够脱险,求交警的初始位置C处与坡底B处的距离x0的最小值。
【答案】(1),;(2);(3)52m
【解析】
【详解】(1)设石头从A处到B处滑动的时间为t1,根据运动学公式有
解得
石头滑到坡底B处时的速度大小为
(2)交警匀加速运动的时间为
交警匀加速运动的距离为
交警以最大速度奔跑距离为
若石头在交警刚开始减速时追上交警,则石头在水平面上做匀减速运动的时间为
根据位移关系可得
解得
(3)以石头运动到B点时为计时零点,设经过时间t,石头与交警达到共同速度,此时二者距离最近,假设此最短距离为0,则对应x0的最小值。根据前面分析可知石头运动到B点时交警已经以最大速度跑了4s,还可以以此速度继续跑4s,则
解得
根据位移关系可得
解得x0的最小值为
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