物 理
一、选择题(本题包含15小题,其中1—10题为单选题,11—15题为多选题。)
1. 汉代著作《尚书纬·考灵曜》中所论述的“地恒动不止,而人不知”,对应于现在物理学的观点是( ) A. 物体具有惯性
C. 任何物体都受到重力作用 【答案】B 【解析】
【详解】地球在不停地运动,而人不知道,就好比人在大船上,关着窗坐着,不知道自己在运动。因为人随着地球也在不停地运动,相对地球而言人是静止的,即物体运动具有相对性,故ACD错误,B正确。 故选B。
2. 近几年,在国家宏观政策调控下,我国房价上涨出现减缓趋势。若将房价的“上涨”类比成“加速”,将房价的“下跌”类比成“减速”,据此,你认为“房价上涨出现减缓趋势”可类比成( ) A. 速度增加,加速度减小 B. 速度增加,加速度增大 C. 速度减小,加速度增大 D. 速度减小,加速度减小 【答案】A 【解析】
【详解】“房价上涨出现减缓趋势”中“上涨”类比为速度增大,“减缓”类比为加速度减小,所以“房价上涨出现减缓趋势”可以类比为加速度减小的加速运动,即速度增大,加速度减小,A正确,BCD错误。 故选A。
3. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+2t2(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5m
C. 任意相邻的1s内位移差都是4m 【答案】C
- 1 - 知识改变格局 格局决定命运!
B. 物体运动具有相对性
D. 力是改变物体运动状态的原因
B. 前2s内的平均速度是6m/s D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
【解析】
【详解】A.第1s内质点位移
故A错误;
B.质点在前2s内的位移
则前2s内的平均速度
故B错误; C.由公式:
得加速度
的x5tt2524m =14m vx14m/s = 7m/s t21xv0tat25t2t2
2a4m/s2
x5tt2511m =6m
根据xaT2 得,
x412m = 4m
故C正确;
D.任意1s内速度的变化量
vaT41m/s = 4m/s
故D错误.
4. 中国火箭航天集团专家称,人类能在20年后飞往火星.若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的x﹣t图象如图所示,则( )
A. 该火星表面的重力加速度为3.2 m/s2 B. 该物体上升过程用时为10 s
- 2 - 知识改变格局 格局决定命运!
C. 该物体被抛出时的初速度为8 m/s D. 该物体落到火星表面时的速度为16 m/s 【答案】C 【解析】
【详解】ABC、由图读出,物体上升的最大高度为h=20m,上升的时间为t=5s. 根据上升下落的对称性知,对于下落过程,由h故C正确,AB错误.
D、根据对称性可知,该物体落到行星表面时的速度大小与初速度大小相等,也为8m/s.故D错误. 故选C
【点睛】物体从行星表面竖直上抛,由图读出最大高度和上升的时间,根据运动学公式求出初速度和重力加速度.物体落回行星表面的速度与抛出时速度大小相等.
5. 一个物体以某一初速度v0开始做匀减速直线运动直到停止, 当它位移为其总位移为X.时,所用时间为t1,当它的速度为v0时,所用时间为t2, 则
12gt得,g1.6m/s2;据vgt8m/s ,22X313t1是( ) t2D. A. 3 3B.
2 3C. 33 333 2【答案】D 【解析】
22Xv02【详解】根据v02aX得,加速度的大小为a,当它的位移为时,距离停止的位移为
32XXXX122X2X23X,根据逆向思维,在后位移内有: at,则有t,则运动位移为,
333233a3v0所用的时间等于总时间减去后
vv23X(623)XX的时间为t10;而速度为0时所用的
33a3v03v0时间为:t2v0v0t133,故选项D正确,A、B、C错误. 34X,所以 t22a3v0的6. 有一长为L的列车,正以恒定的加速度过铁路桥,桥长为2L,现已知列车车头过桥头的速度为v1,车头过桥尾时的速度为v2,那么,车尾过桥尾时的速度为( ) A. 3v1-v2
- 3 - 知识改变格局 格局决定命运!
B. 3v2-v1
23v2v12 C. 223v12v2 D. 2【答案】C 【解析】
【详解】列车车头过桥头到车头过桥尾有:
2v2v122a2L
车头过桥尾到车尾过桥尾有:
22v3v22aL
由以上两式可得,
23v2v12 . v32综上所述本题答案是:C
7. 小钢球从某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到的照片如图所示.已知连续两次曝光的时间间隔,为求出小球经过B点的速度,需测量( )
A. 照片中AC的距离
B. 照片中球的直径及AC的距离 C. 小钢球的实际直径、照片中AC的距离
D. 小钢球的实际直径、照片中球的直径及AC的距离 【答案】D 【解析】
根据匀变速直线运动的规律可知:vBAC;为求解AC的实际距离,需知道小钢球的实际直径、T照片中球的直径及照片中AC的距离,然后根据比例关系可知AC的实际距离,故选项D正确,ABC错误;故选D.
- 4 - 知识改变格局 格局决定命运!
8. 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的x-t图像(甲的图线为直线,乙的图线为抛物线)如图所示。关于两物体的运动,下列说法正确的是( )
A. 甲做直线运动,乙做曲线运动
B. 0~t1时间内,乙的速度方向与加速度方向相反;t1~t2时间内,乙的速度方向与加速度方向相同 C. 0~t2时间内,乙的速度先增大后减小,t2时刻,甲、乙两物体相遇 D. 0~t2时间内,t1时刻甲、乙相距最远,两物体一直沿x轴正方向运动 【答案】B 【解析】
【详解】A.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,甲的x-t图像为直线,甲做匀速直线运动;乙的x-t图像为抛物线,乙做匀变速直线运动,故A错误;
B.由图知,0~t1时间内,乙做负方向的匀减速运动,速度方向与加速度方向相反;t1~t2时间内,乙做正方向的匀加速运动,乙的速度方向与加速度方向相同,故B正确;
C.由图知,0~t2时间内,乙的速度先减小后增大;t2时刻,甲、乙位置相同,甲、乙两物体相遇,故C错误;
D.当甲、乙速度相同时,两者相距最远,由图知0~t2时间内,t1时刻甲、乙相距不是最远;由图知,甲一直沿x轴负方向运动,乙先沿x轴负方向运动后沿x轴正方向运动,故D错误。
故选B。
9. 甲、乙两车从同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动,它们运动的加速度随时间变化图象如图所示.关于两车的运动情况,下列说法正确的是( )
的
- 5 - 知识改变格局 格局决定命运!
A. 在0~4s内甲车做匀加速直线运动,乙车做匀减速直线运动 B. 在0~2s内两车间距逐渐增大,2s~4s内两车间距逐渐减小 C. 在t=2s时甲车速度为3m/s,乙车速度为4.5m/s D. 在t=4s时甲车恰好追上乙车 【答案】C 【解析】
【详解】A.根据图象可知,在0~4 s内,甲的加速度不变,甲做匀加速直线运动,乙的加速度逐渐减小,乙做加速度减小的加速直线运动,故A错误;
BD.据加速度时间图象知道图象与时间轴所围的面积表示速度.据图象可知,当t=4s时,两图象与t轴所围的面积相等,即该时刻两辆车的速度相等;在4秒前乙车的速度大于甲车的速度,所以乙车在甲车的前方,所以两车逐渐远离,当t=4s时,两车速度相等即相距最远,故BD错误; C.在t=2s时乙车速度为
v乙=
甲车速度为
v甲=1.5×2=3m/s
故C正确。
【点睛】本题考查了图象与追及问题的综合,解决本题的关键知道加速度时间图线围成的面积表示速度的变化量;知道两车共速时相距最远。
10. 一辆警车在平直的公路上以40 m/s的速度巡逻,突然接到报警,在前方不远处有歹徒抢劫,该警车要尽快赶到出事地点,且要求到达出事地点时的速度也为40 m/s,警车有三种行进方式:a为一直匀速直线运动;b为先减速运动再加速运动;c为先加速运动再减速运动,则( ) A. a种方式先到达 C. c种方式先到达 【答案】C 【解析】
【详解】a方式为一直做匀速直线运动,平均速度为40 m/s,b方式为先减速运动再加速运动,平
- 6 - 知识改变格局 格局决定命运!
1×(1.5+3)×2=4.5m/s 2B. b种方式先到达 D. 条件不足,无法确定
均速度小于40 m/s,c方式为先加速运动再减速运动,平均速度大于40 m/s,根据xvt,知c方式的运动时间最短,b方式的运动时间最长,c方式先到达,故ABD错误, C正确。 故选C。
11. 物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第4s内与第2s内的位移之差是4m,则可知( ) A. 第1s内的位移为2m B. 第2s末的速度为4m/s C. 物体运动的加速度为1m/s2 D. 物体在第5s内的平均速度为9m/s 【答案】BD 【解析】 【分析】
根据题意可知考查匀加速直线运动相关公式应用,灵活选择公式代入数值即可求得. 【详解】A.设物体的加速度为a,
x4x3x3x2aT2
x4x22aT2
所以a2m/s2,第1s内的位移
1x1212m1m
2故A错误.
B.第2s末的速度v222m/s4m/s;故B正确. C.由A分析可知a2m/s2;故C错误. D.第5s内的位移
11x5252m242m9m
22所以平均速度为v9m9m/s,故D正确. 1s【点睛】匀变速直线运动中,初速度、加速度是非常关键的两个量,先求出这两个物理量,然后代入相关公式即可求得.
12. 如图所示,光滑斜面AE被分成四个长度相等的部分,即AB=BC=CD=DE,一物体从A点静止释放沿斜面做匀加速直线运动,下列结论中正确的是( )
- 7 - 知识改变格局 格局决定命运!
A. 物体到达各点的速率vB:vC:vD:vE=1:2:3:2 B. 物体从A运动到E全过程的平均速度v=vB
:(3-2) :(2-3) C. 物体从A点到达各点所经历的时间之比:tB:tC:tD:tE=1:(2-1) D. 物体通过每一部分时,其速度增量vB-vA=vC-vB=vD-vC=ve-vD 【答案】AB 【解析】
【详解】根据v22ax得v2ax,由于AB、AC、AD、AE的位移之比为1:2:3:4,则
vB:vC:vD:vE1:2:3:2,A正确;某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,由于
vvB,B正确;AB和BE之比为1:3,可知B点为AE的中间时刻,则AE段的平均速度 根据tva知vB:vC:vD:vE1:2:3:2,则物体到达各点经历的时间tB:tC:tD:tE1:2:3:2,C错误;因为通过连续相等位移所用的时间不等,根据vat知,通过每一部分的速度增量不等,D错误.
13. 甲、乙两车在同一平直公路上同时从同一地点并排出发,甲车从静止开始做匀加速直线运动,速度增加至30m/s后做匀速直线运动;乙车以30m/s的初速度做匀减速直线运动直到停车,其vt图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 0~5s内两车走过的位移相等 B. 乙车停止运动时,两车相距37.5m C. 甲乙两车在t6s时相遇
D. 相遇前甲乙两车在t3s时相距最远 【答案】BD 【解析】
- 8 - 知识改变格局 格局决定命运!
【详解】A.0~5s内,在vt图像中图线与坐标轴围成的面积表示位移的大小,由图像信息可求得甲车的位移为75m,乙车位移为100m,故A错误;
B.乙车停止运动时,由图像可求得时间为7.5s,两车相距的距离为
ss甲s乙
s乙由图像围成面积可求得此时
v0vt30m/st×7.5s=112.5m 22s甲75m+30m/s(7.5-5)s=150m
联立求得:s37.5m,故B正确;
C.在5s内,甲车发生的位移为75m,乙车位移为100m,此时两车相距25m,故可判断在匀速阶段,甲车追上乙车,设追上还需要的时间为t,则有
1v甲tv乙ta乙t225
2由图线斜率可求得
a乙4m/s2
利用图像提供的信息,代入已知数据求得:t0.8s,故从开始出发到甲乙两车相遇的时间小于6s,故C错误;
D.相遇前甲乙两车速度相等时,两车相距最远,则有
a甲tv0a乙t
由图线斜率可求得
a甲6m/s2
代入数据求得:t3s,故D正确; 故选BD。
14. 伽利略在研究自由落体运动的过程中,曾提出两种假设:①速度v与下落的高度h成正比;②速度v与下落的时间t成正比,分别对应于图甲和乙。下列关于甲、乙两图的判断正确的是( )
A. 图甲中加速度不断增大
- 9 - 知识改变格局 格局决定命运!
B. 图乙中加速度不断增大
2h0C. 图甲中0~h0内运动的时间是
v0D. 图乙中0~t0内运动的位移是【答案】AD 【解析】
【详解】A.图甲中速度与高度成正比,则有
v0t0 2vkh
又根据自由落体规律h12gt可得, 21vkgt2
2速度和时间成二次函数关系,vt图像为开口向上的抛物线,则可以知道,图像的斜率增大,加速度不断增大,故A正确;
B.图乙中v与时间成正比,则由vat可以知道,加速度恒定不变,故B错误;
2h0v0C.图甲中是变加速运动,平均速度不是,故时间不等于,故C错误;
v02D.图乙中为匀变速运动,平均速度等于故选AD。
215. 某人站在20 m的平台边缘,以20 m/s的初速度竖直上抛一石子,不计空气阻力,g10m/s,
vv0,故t0秒内运动的位移x0t0,故D正确。 22则抛出后石子距离抛出点15 m处的时间是 A. 1 s C
B. 3 s
72s
D.
72s
【答案】ABD 【解析】
竖直上抛运动是匀变速运动,当x=15 m时,根据位移—时间关系公式,有xv0t12gt,解得21t11s,t23s,当位移为x15m时,根据位移时间关系公式,有xv0tgt2,解得
2t327s,t472s(舍去),故ABD正确.
知识改变格局- 10 - 格局决定命运!
二、实验题
16. 某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度.实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉固定;把滴水计时器固定在小车的末端,在小车上固定一平衡物;调节滴水计时器的滴水速度,使其每0.2s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端;把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时立即将小车移开。图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01=1.40 cm,x12=2.15 cm,x23=2.91 cm,x34=3.65 cm,x45=4.41 cm,x56=5.15 cm。试问:
(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的_______原理类似;
(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4=___m/s,小车的加速度a=___m/s2。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 (1). 打点计时器 (2). 0.20 (3). 0.19 【解析】
【详解】(1)[1]滴水计时器的原理与课本上介绍的打点计时器原理类似;
(2)[2][3]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,则计数点4所代表时间的瞬时速度
x34x45(3.654.41)102v4m/s0.2015m/s0.20m/s
t3520.2根据匀变速直线运动的推论公式
xaT2
可以求出加速度的大小为
a代入数据可得a0.19m/s2
x56x45x34x23x12x01
9T217. 图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图,滑块上装有宽度为d=0.75cm的遮光条,
知识改变格局- 11 - 格局决定命运!
滑块在钩码作用下先后通过两个光电门,用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t,用刻度尺测出两个光电门之间的距离x。
(1)实验时,滑块从光电门1的右侧某处由静止释放,测得t50ms,则遮光条经过光电门1时的速度v=______m/s;
(2)保持其它实验条件不变,只调节光电门2的位置,滑块每次都从同一位置由静止释放,记录几组x及其对应的t,作出a=______。
xt图象如图丙,其斜率为k,则滑块加速度的大小a与k关系可表达为t
【答案】 (1). 0.15 (2). 2k 【解析】
【详解】(1)[1]遮光条经过光电门1时的速度可近似认为是遮光条经过光电门1时的平均速度,则有
d0.75102vm/s0.15m/s
t50103(2)[2]根据vx,又由于 tv2vat
则有
xat t2由图像可知,斜率为
ka 2知识改变格局- 12 - 格局决定命运!
故滑块加速度的大小a与k关系可表达为
a2k
三、解答题
18. 原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地.从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速),加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”.离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”.现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m,“竖直高度”h1=1.0m;跳蚤原地上跳的“加速距离” d2=0.00080m,“竖直高度” h2=0.10m.假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50m,则人上跳的“竖直高度”是多少? 【答案】63 m 【解析】
【详解】用a表示跳蚤起跳的加速度,v表示离地时的速度,则对加速过程 和离地后上升过程分别有 v2=2ad2 ① v2=2gh2 ②
若假想人具有和跳蚤相同的加速度a,令v1表示在这种假想下人离地时的速度, H表示与此相应的竖直高度,则人加速过程和离地后上升过程分别有 v12=2ad1 ③ v12=2gH ④ 由以上各式可得
⑤
代入数值,得H=63 m. ⑥
19. 如图所示是某型号全液体燃料火箭发射时第一级火箭发动机工作时火箭的at图像,开始时的加速度曲线比较平滑,在120s的时候,为了把加速度限制在4g以内,第一级的推力降至60%,第一级的整个工作时间为200s。由图线可以看出,火箭的初始加速度为15m/s2,且在前50s内,加速度可以看作均匀变化,试计算: (1)t50s时火箭的速度大小;
(2)如果火箭是竖直发射的,在t10s前火箭的运动可看成匀加速运动,则t10s时火箭离地面的高度是多少?如果此时有一碎片脱落,将需多长时间落地?(取g10m/s,结果可用根式表示)
2知识改变格局- 13 - 格局决定命运!
【答案】(1)875m/s;(2)750m 【解析】 【分析】
(15515)s
由题可知本题考查at图像与匀变速直线运动规律的应用。
【详解】(1)因为前50s内,加速度可以看作均匀变化,则加速度图线可看为倾斜的直线,它与时间轴所围的面积大小就表示该时刻火箭的速度大小,所以有
v1(1520)50m/s875m/s 2t50s时火箭的速度大小为875m/s。
(2)t10s时火箭离地面高度是
h如果此时有一碎片脱落,它的初速度
离开火箭后该碎片做竖直方向的匀减速直线运动,设需t1时间落地,有
代入数据解得
t10s时火箭离地面的高度是750m,如果此时有一碎片脱落,需(15515)s落地。
20. 如果公路上有一列汽车车队以10m/s的速度正在匀速行驶,相邻车间距为25m,后面有一辆摩托车以20m/s的速度同向行驶,当它距离车队最后一辆车25m时刹车,以0.5m/s2的加速度做匀减速运动,摩托车在车队旁边行驶而过,设车队车辆数足够多,求: (1)摩托车最多与几辆汽车相遇?最多与车队中汽车相遇几次? (2)摩托车从赶上车队到离开车队,共经历多长时间? 【答案】(1)4辆,7次;(2)203s 【解析】
知识改变格局- 14 - 格局决定命运!
的v1at150m/s
hv1t112gt1 2121at15102m750m 22t1(15515)s
【详解】(1)当摩托车速度减为v2=10m/s时,设用时为t,摩托车行驶的距离为x1,每辆汽车行驶的距离都为x2。由速度公式得
v2v1at
代入数据解得t=20s 由位移速度的关系式得
2v2v122ax1
解得x1=300m 汽车的位移为
x2v2t200m
摩托车与最后一辆汽车的距离为
x300m200m25m75m
故摩托车追上的汽车数
n7514(辆) 25之后汽车反追摩托车,摩托车与汽车相遇的次数为7次;
(2)设摩托车追上最后一辆汽车的时刻为t1,最后一辆汽车超过摩托车的时刻为t2,根据位移关系,则有
1xv2tv1tat2
2解得t120103s,t220103s 故摩托车从赶上车队到离开车队,共经历的时间为
tt2t1203s
知识改变格局- 15 - 格局决定命运!
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容