人教版高中物理2023-2024学年高一上学期期中考试模拟卷一(必修一前三章)
一、选择题
1.一辆货车以20m/s的速度行驶,遇到紧急情况后开始刹车,若驾驶员的反应时间为0.5s货车行驶50m后停下来,货车的加速度大小为( )
A. B. C. D.
2.(2022高一上·江山期末) 对如图所示的生活中各物理现象的分析,正确的是( )
A.图甲:幼儿园的滑梯很陡,为的是增加小孩滑滑梯时受到的重力,从而滑得更快
B.图乙:放在水平桌面上的书本对桌面压力,是因为桌面发生形变而产生的
C.图丙:橡胶轮胎有很深的纹路是为了减小和路面的接触面积,以减小摩擦
D.图丁:高大的桥要造很长的引桥,是为了减小汽车重力沿斜面向下的分力,行驶更方便更安全
3.如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是,经过一小段时间之后,速度变为,表示速度的变化量。由图中所示信息可知(线段长度表示速度大小)( )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与的方向相同
C.汽车的加速度方向与的方向相同
D.
4.(2022高一上·江山期末) 北京时间2022年11月20日至12月19日卡塔尔世界杯足球赛火热进行。足球运动员在踢球时,下列说法正确的是( )
A.脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等
B.脚对球的作用力和球的重力是一对相互作用力
C.脚对球的作用力和球的重力是一对平衡力
D.脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力
5.(2020高一上·池州期末)如图所示,质量为m的木块在沿斜面向上的恒力作用下,沿倾角为 的斜面体匀速上滑,质量为 的斜面体始终静止在水平面上。重力加速度为 。下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小为
B.木块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向下
C.桌面对斜面体的摩擦力大小为
D.桌面对斜面体的支持力大小为
6.(2022高一上·江山期末) 某同学在公园跑步,并用手机软件记录了自己的运动轨迹、运动时间、运动距离和消耗热量的情况如图所示,其中“”是起点,“”是终点,和间的直线距离约为。则下列说法正确的是( )
A.在记录运动轨迹时,人不能看成质点
B.人发生的位移大小为
C.用除以运动时间是人经过点的瞬时速度大小
D.用运动距离除以运动时间是平均速度的大小
7.(2020高一上·成都期末) 小球在离地面不同高度处同时从静止释放,不计空气阻力,从开始运动的时刻起每隔相等的时间间隔,小球将依次碰到地面,则如下所示各图中,能大致正确反映出刚开始运动时各小球相对地面的高度的是( )
A. B.
C. D.
8.(2022高一上·南阳期中)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.20s,通过第二个光电门的时间为0.05s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.5s,则( )
A.滑块通过第一个光电门时的速度大小约为0.1m/s
B.滑块通过第二个光电门时的速度大小约为40m/s
C.滑块通过第一个光电门时的加速度为0
D.滑块通过第二个光电门时的加速度为0
二、多项选择题
9.(2022高一上·秦安期末)如图为A、B两物体做匀变速直线运动的图像,则下列说法正确的是( )
A.在0~5s内,物体A做匀速直线运动
B.在0~5s内,物体B做匀变速直线运动
C.在时,物体A与物体B的速度大小相等
D.0~4s内物体B的加速度大小为2m/s2
10.(2020高一上·成都期末) 在水平天花板下用绳AC和BC悬挂着物体m,绳与竖直方向的夹角分别为α = 37°和β = 53°,且∠ACB为90°,如图所示.绳AC能承受的最大拉力为100N,绳BC能承受的最大拉力为180N.当不断增加物体质量时(g = 10m/s2),则有( )
A.AC绳先断 B.BC绳先断
C.悬挂12kg物体时,两绳均未断 D.悬挂14kg物体时,两绳均已断
11.(2020高一上·巫山县期末)从t=0时刻起,某汽车运动过程的位移与速度的关系式为m,下列说法正确的是( )
A.汽车从t=0时刻起做匀减速直线运动
B.0时刻的初速度为m/s
C.运动过程的加速度为1m/s2
D.刹车过程持续的时间为2s
三、非选择题
12.(2023高一上·玉溪期末)玉溪某高中的一位同学用打点计时器研究自由落体运动:
(1)如图甲所示,固定好打点计时器,纸带一端系着重物,另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端,启动打点计时器,松手后重物自由下落,计时器在纸带上留下一串小点。所需器材有:电磁打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需的器材有____(填字母代号)。
A.直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺
(2)图乙是该同学实验时打出的一条纸带,可以判断重物是与纸带的 (填“左端”或“右端”)相连。
(3)若每相邻计数点间的距离用图中字母表示,相邻计数点间的时间间隔为T,则打下B点时重物下落的速度 (请从图乙中选择合适的物理量并写出表达式)。
13.(2023高一上·三明期末)一长度为100m的列车匀加速通过100m的隧道,刚进入时速度为10m/s,完全出隧道时速度为12m/s,则此过程的平均速度为 m/s,历时 s。
14.(2023高一上·泉州期末)如图所示为某物体做单向直线运动的图像,图像的形状为一个圆弧,则在物体运动的10秒时间内,加速度 (填“变大”、“变小”、“不变”),总位移为 米。
15.(2022高一上·宁德期末) 如图所示,将细绳的一端系在手指上,另一端系在直杆的右端,杆的左端顶在掌心上,组成一个三角支架。将重物悬挂在点,并保持静止。此时可感受到杆是被 的选填“压缩”或“拉伸”;细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由 选填“指向”或“指向”。
16.(2023高一上·十堰期末)小明骑着自行车正在以的速度匀速骑行。突然发现在其正前方处有一只小狗,小明立即刹车,小明的反应时间为1s,若从小明看见狗开始计时(t=0),其速度—时间图像如图所示,取重力加速度大小。
(1)求小明刹车时的加速度大小;
(2)求小明从发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离。
17.(2020高一上·成都期末) 如图所示,质量为的木板B放在水平地面上,质量为的货箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在货箱上,另一端拴在地面绳绷紧时与水平面的夹角为.已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数,木板B与地面之间的动摩擦因数.重力加速度g取.现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出,试求:(,)
(1)绳上张力T的大小;
(2)拉力F大小.
18.(2020高一上·长春期中)汽车以 的速度做直线运动,刹车后的加速度恒为 ,求:
刹车后 与刹车后 汽车的瞬时速度分别为多少?刹车后 与刹车后 汽车通过的位移分别为多少?
19.(2017高一下·厦门期中)以10m/s的初速度平抛一小球,不计空气阻力,小球落地时速度方向与水平方向成60°角.求(取g=10m/s2):
(1)小球落地时的速度大小.
(2)小球在空中飞行的时间.
(3)小球开始抛出时距地面的高度.(本题计算结果可用平方根表示)
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】货车在驾驶员反应时间内做匀速直线运动,则,匀减速阶段根据运动学公式可知,解得,则C正确。
故答案为:C
【分析】对货车进行分析,根据运动学公式和匀变速直线运动的规律分析求解货车的加速度。
2.【答案】D
【知识点】形变与弹力;滑动摩擦力与动摩擦因数;力的分解
【解析】【解答】A.小孩的重力是固定值,与滑梯陡不陡没有关系,幼儿园的滑梯很陡,为的是增加小孩的重力沿滑梯向下的分量,从而滑得更快,A不符合题意;
B.放在水平桌面上的书本对桌面压力,是因为书本发生形变而产生的,B不符合题意;
C.轮胎表面都有花纹状的沟槽,目的是为了增加轮胎表面的粗糙程度,在特定条件下保持轮胎和地面产生足够的摩擦力,C不符合题意;
D.高大的桥要造很长的引桥,是为了减小汽车重力沿斜面向下的分力,行驶更方便更安全,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据重力的性质分析;弹力的方向总是与施力物体的形变方向相反;压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;根据力的实际作用效果分解力。
3.【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】A、由图可知汽车的速度汽车速度变化量的方向与速度方向相反,则汽车做减速运动,A错误。
BC、汽车的加速度与速度变化量 的方向相同,则B错误,C正确。
D、由速度变化量的定义可知,D错误。
故答案为:C
【分析】根据加速度与速度之间的关系以及加速度方向与与速度变化量的方向相同判断汽车的运动情况。
4.【答案】A
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】AD.脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,A符合题意,D不符合题意;
BC.脚对球的作用力和球的重力都作用在球上,但是这两个力即不一定等大,方向也不相反,所以即不是一对平衡力,也不是相互作用力,两者没有必然关系,BC不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据相互作用力和平衡力的特点和区别进行分析。
5.【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A.以木块为研究对象,木块沿斜面上滑,沿斜面有
摩擦力大小为
A不符合题意;
B.斜体对木块的摩擦力方向沿斜面向下,根据牛顿第三定律,木块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向上。B不符合题意。
CD.以木块和斜面体整体为研究对象,水平方向解得摩擦力为
竖直方向有
支持力大小为 ,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用木块沿斜面匀速运动的平衡方程可以求出木块受到的摩擦力大小;利用牛顿第三定律可以判别木块对斜面的摩擦力方向;力整体的平衡方程可以求出支持力的大小及摩擦力的大小。
6.【答案】B
【知识点】质点;位移与路程;平均速度;瞬时速度
【解析】【解答】A.在记录运动轨迹时,人的形状大小对于所研究的问题可以忽略,因此人可以看成质点,A不符合题意;
B.位移为从起点到终点的有向线段,可知人发生的位移大小为50m,方向由S点指向E点,B符合题意;
C.50m为人运动位移的大小,而位移的大小与时间的比值表示平均速度的大小,C不符合题意;
D.1.45 km为人运动的路程,而路程与时间的比值表示平均速率,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据物体可以被看成质点的条件分析;根据位移的定义分析人发生的位移;位移与时间的比值表示平均速度;路程与时间的比值表示平均速率。
7.【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】由题意可知,四个小球同时释放,每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面,设第一个球释放后经过T时间落地,则第二球释放后经2T落地,依次3T、4T;由自由落体位位移与时间的关系可得,四个小球下落的初始高度之比为,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据四个小球落地的时间关系,求出四个小球初始高度的比值,选择正确答案。
8.【答案】A
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】A.滑块通过第一个光电门时的速度大小约为 0.1m/s
A符合题意;
B.滑块通过第二个光电门时的速度大小约为
B不符合题意;
CD.滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,整个过程中加速度都不为零,CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用平均速度公式可以求出滑块经过光电门的速度,利用合外力不等于0则加速度不等于0.
9.【答案】B,C,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、由v-t图像可知,A物体做初速度为2m/s的匀加速直线运动,A错误;
B、由v-t图像可知,B物体做初速度为8m/s的匀减速直线运动,B正确;
C、在t=2s时,两图线相交,速度大小相等,方向相反,C正确;
D、物体B的加速度:,D正确;
故答案为:BCD
【分析】正确理解v-t 图像的斜率、截距、面积的物理意义,即可正确判断。
10.【答案】A,C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB.分析物体的受力情况,如图所示:
当绳AC的拉力达到最大值时,由共点力平衡条件可得,绳BC的拉力大小为,说明随着物体重力的增加,AC绳的拉力先达到最大值,最先被拉断,A符合题意,B不符合题意;
CD.则当AC的拉力达到最大值100N时,物体的质量也达到最大。根据共点力平衡条件可得,解得AC绳未断前悬挂重物的最大质量为m=12.5kg,所以悬挂12kg物体时,两绳均未断,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】分析物体的受力,由共点力平衡条件求出AC绳达到最大值时,BC绳的受力,得出哪根绳线断,再求出两绳都未断时重物的最大质量,进行分析。
11.【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】ABC.由匀变速直线运动中,位移与速度的关系式得,又,可得,,解得,,加速度a与初速度方向相反,所以汽车做匀减速直线运动,A符合题意,BC不符合题意;
D.刹车过程持续的时间为,得,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】根据匀变速直线运动位移与速度的关系式,结合题给条件 m, 求出汽车的加速度和初速度;根据加速度与初速度的方向关系判断汽车所做的运动;由加速度的公式计算刹车时间。
12.【答案】(1)D
(2)左端
(3)
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】(1)本实验不需要测量重物质量,不需要安平,打点计时器需要交流电源,处理纸带需要刻度尺。D符合题意ABC不符合题意。故答案为:D。
(2)重物加速运动,相等时间内位移越来越大,所以重物是与纸带的左端相连。
(3)根据纸带可知
【分析】(1)研究重物自由落体运动不需要测量重物的质量;打点计时器需要使用交流电源,处理纸带需要刻度尺;
(2)利用重物做加速运动则相同时间内位移越来越大则重物与纸带的左端相连;
(3)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小。
13.【答案】11;18.2
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】列车通过隧道做匀加速直线运动,则平均速度为 ,列车通过隧道前进的位移为 ,根据平均速度定义有 ,所以
【分析】利用初末速度的大小可以求出平均速度的大小;利用位移和平均速度的大小可以求出运动的时间。
14.【答案】变小;
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】根据 图像中斜率表示加速度,由图可知,图像的斜率变小,则物体运动的10秒时间内,加速度变小。根据 图像中面积表位移,由图可知,物体运动的10秒时间内的总位移为
【分析】】根据 图像中斜率表示加速度,图像的斜率变小,加速度变小, 图像中面积表位移。
15.【答案】压缩;B指向A
【知识点】力的分解
【解析】【解答】将悬挂重物的绳子对A点的作用力按作用效果分解,如图所示,
使绳子AB绷紧,使杆受到向左的挤压,所以可感受到杆是被压缩的;由图可知,细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A。
【分析】将悬挂重物的绳子对A点的作用力按作用效果分解,分析杆和手指受到的作用力。
16.【答案】(1)小明刹车时的加速度即为其速度—时间图像t= 图像的斜率
(2)小明在反应时间内前进的位移
小明匀减速前进的位移
小明前进的总位移
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【分析】(1) 小明刹车时的加速度即为其速度—时间图像t= 图像的斜率 。
(2)小明先匀速运动,后来减速运动,两端位移加起来即为总前进位移大小。
17.【答案】(1)解:对物体A受力分析如图所示:
A静止,受力平衡,则在x轴上:Tcosθ=f1
在y轴上:N1=Tsinθ+mAg
又f1=μ1N1
联立解得:T=100 N,f=80N
即绳上张力T的大小为100N.
(2)解:对物体B受力分析如图所示:
B处于静止,根据平衡条件可得:
在x轴上:F=f1+f2
在y轴上:N2=N1+mBg
又有:f2=μ2N2
联立解得:F=200 N
即拉力F的大小为200N.
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】(1)A静止不动,分析A的受力,由共点力平衡条件求出绳上张力T的大小;(2)B做匀速运动,分析B的受力,由共点力平衡条件求出拉力F大小。
18.【答案】解:根据题意有,汽车停止所用的时间为
因t1=2s
代入数据解得
因t2=6s>t0=4s,则汽车已停止运动,则刹车后6s汽车的瞬时速度为0
故刹车后6s汽车的位移等于刹车后4s的位移,则有
【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】【分析】汽车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出刹车的时间;结合运动的时间和速度公式可以求出末速度的大小;利用位移公式可以求出位移的大小。
19.【答案】(1)根据平行四边形定则知:cos60°= ,
解得小球落地的速度为:v= .
答:小球落地时的速度大小为20m/s.
(2)小球落地时的竖直分速度为: ,
则小球在空中飞行的时间为:t= .
答:小球在空中飞行的时间为 s.
(3)小球开始抛出时距地面的高度为:h= .
答:小球开始抛出时距地面的高度为15m.
【知识点】位移的合成与分解;速度的合成与分解;力的平行四边形定则及应用;平抛运动
【解析】【分析】(1)根据平行四边形定则求出小球落地时的速度大小.(2)根据平行四边形定则求出小球落地时的竖直分速度,结合速度时间公式求出小球在空中飞行的时间.(3)根据速度位移公式求出小球开始抛出时距离地面的高度.
人教版高中物理2023-2024学年高一上学期期中考试模拟卷一(必修一前三章)
一、选择题
1.一辆货车以20m/s的速度行驶,遇到紧急情况后开始刹车,若驾驶员的反应时间为0.5s货车行驶50m后停下来,货车的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】货车在驾驶员反应时间内做匀速直线运动,则,匀减速阶段根据运动学公式可知,解得,则C正确。
故答案为:C
【分析】对货车进行分析,根据运动学公式和匀变速直线运动的规律分析求解货车的加速度。
2.(2022高一上·江山期末) 对如图所示的生活中各物理现象的分析,正确的是( )
A.图甲:幼儿园的滑梯很陡,为的是增加小孩滑滑梯时受到的重力,从而滑得更快
B.图乙:放在水平桌面上的书本对桌面压力,是因为桌面发生形变而产生的
C.图丙:橡胶轮胎有很深的纹路是为了减小和路面的接触面积,以减小摩擦
D.图丁:高大的桥要造很长的引桥,是为了减小汽车重力沿斜面向下的分力,行驶更方便更安全
【答案】D
【知识点】形变与弹力;滑动摩擦力与动摩擦因数;力的分解
【解析】【解答】A.小孩的重力是固定值,与滑梯陡不陡没有关系,幼儿园的滑梯很陡,为的是增加小孩的重力沿滑梯向下的分量,从而滑得更快,A不符合题意;
B.放在水平桌面上的书本对桌面压力,是因为书本发生形变而产生的,B不符合题意;
C.轮胎表面都有花纹状的沟槽,目的是为了增加轮胎表面的粗糙程度,在特定条件下保持轮胎和地面产生足够的摩擦力,C不符合题意;
D.高大的桥要造很长的引桥,是为了减小汽车重力沿斜面向下的分力,行驶更方便更安全,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据重力的性质分析;弹力的方向总是与施力物体的形变方向相反;压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;根据力的实际作用效果分解力。
3.如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是,经过一小段时间之后,速度变为,表示速度的变化量。由图中所示信息可知(线段长度表示速度大小)( )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与的方向相同
C.汽车的加速度方向与的方向相同
D.
【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】A、由图可知汽车的速度汽车速度变化量的方向与速度方向相反,则汽车做减速运动,A错误。
BC、汽车的加速度与速度变化量 的方向相同,则B错误,C正确。
D、由速度变化量的定义可知,D错误。
故答案为:C
【分析】根据加速度与速度之间的关系以及加速度方向与与速度变化量的方向相同判断汽车的运动情况。
4.(2022高一上·江山期末) 北京时间2022年11月20日至12月19日卡塔尔世界杯足球赛火热进行。足球运动员在踢球时,下列说法正确的是( )
A.脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等
B.脚对球的作用力和球的重力是一对相互作用力
C.脚对球的作用力和球的重力是一对平衡力
D.脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力
【答案】A
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】AD.脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,A符合题意,D不符合题意;
BC.脚对球的作用力和球的重力都作用在球上,但是这两个力即不一定等大,方向也不相反,所以即不是一对平衡力,也不是相互作用力,两者没有必然关系,BC不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据相互作用力和平衡力的特点和区别进行分析。
5.(2020高一上·池州期末)如图所示,质量为m的木块在沿斜面向上的恒力作用下,沿倾角为 的斜面体匀速上滑,质量为 的斜面体始终静止在水平面上。重力加速度为 。下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小为
B.木块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向下
C.桌面对斜面体的摩擦力大小为
D.桌面对斜面体的支持力大小为
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A.以木块为研究对象,木块沿斜面上滑,沿斜面有
摩擦力大小为
A不符合题意;
B.斜体对木块的摩擦力方向沿斜面向下,根据牛顿第三定律,木块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向上。B不符合题意。
CD.以木块和斜面体整体为研究对象,水平方向解得摩擦力为
竖直方向有
支持力大小为 ,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用木块沿斜面匀速运动的平衡方程可以求出木块受到的摩擦力大小;利用牛顿第三定律可以判别木块对斜面的摩擦力方向;力整体的平衡方程可以求出支持力的大小及摩擦力的大小。
6.(2022高一上·江山期末) 某同学在公园跑步,并用手机软件记录了自己的运动轨迹、运动时间、运动距离和消耗热量的情况如图所示,其中“”是起点,“”是终点,和间的直线距离约为。则下列说法正确的是( )
A.在记录运动轨迹时,人不能看成质点
B.人发生的位移大小为
C.用除以运动时间是人经过点的瞬时速度大小
D.用运动距离除以运动时间是平均速度的大小
【答案】B
【知识点】质点;位移与路程;平均速度;瞬时速度
【解析】【解答】A.在记录运动轨迹时,人的形状大小对于所研究的问题可以忽略,因此人可以看成质点,A不符合题意;
B.位移为从起点到终点的有向线段,可知人发生的位移大小为50m,方向由S点指向E点,B符合题意;
C.50m为人运动位移的大小,而位移的大小与时间的比值表示平均速度的大小,C不符合题意;
D.1.45 km为人运动的路程,而路程与时间的比值表示平均速率,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据物体可以被看成质点的条件分析;根据位移的定义分析人发生的位移;位移与时间的比值表示平均速度;路程与时间的比值表示平均速率。
7.(2020高一上·成都期末) 小球在离地面不同高度处同时从静止释放,不计空气阻力,从开始运动的时刻起每隔相等的时间间隔,小球将依次碰到地面,则如下所示各图中,能大致正确反映出刚开始运动时各小球相对地面的高度的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】由题意可知,四个小球同时释放,每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面,设第一个球释放后经过T时间落地,则第二球释放后经2T落地,依次3T、4T;由自由落体位位移与时间的关系可得,四个小球下落的初始高度之比为,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据四个小球落地的时间关系,求出四个小球初始高度的比值,选择正确答案。
8.(2022高一上·南阳期中)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.20s,通过第二个光电门的时间为0.05s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.5s,则( )
A.滑块通过第一个光电门时的速度大小约为0.1m/s
B.滑块通过第二个光电门时的速度大小约为40m/s
C.滑块通过第一个光电门时的加速度为0
D.滑块通过第二个光电门时的加速度为0
【答案】A
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】A.滑块通过第一个光电门时的速度大小约为 0.1m/s
A符合题意;
B.滑块通过第二个光电门时的速度大小约为
B不符合题意;
CD.滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,整个过程中加速度都不为零,CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用平均速度公式可以求出滑块经过光电门的速度,利用合外力不等于0则加速度不等于0.
二、多项选择题
9.(2022高一上·秦安期末)如图为A、B两物体做匀变速直线运动的图像,则下列说法正确的是( )
A.在0~5s内,物体A做匀速直线运动
B.在0~5s内,物体B做匀变速直线运动
C.在时,物体A与物体B的速度大小相等
D.0~4s内物体B的加速度大小为2m/s2
【答案】B,C,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、由v-t图像可知,A物体做初速度为2m/s的匀加速直线运动,A错误;
B、由v-t图像可知,B物体做初速度为8m/s的匀减速直线运动,B正确;
C、在t=2s时,两图线相交,速度大小相等,方向相反,C正确;
D、物体B的加速度:,D正确;
故答案为:BCD
【分析】正确理解v-t 图像的斜率、截距、面积的物理意义,即可正确判断。
10.(2020高一上·成都期末) 在水平天花板下用绳AC和BC悬挂着物体m,绳与竖直方向的夹角分别为α = 37°和β = 53°,且∠ACB为90°,如图所示.绳AC能承受的最大拉力为100N,绳BC能承受的最大拉力为180N.当不断增加物体质量时(g = 10m/s2),则有( )
A.AC绳先断 B.BC绳先断
C.悬挂12kg物体时,两绳均未断 D.悬挂14kg物体时,两绳均已断
【答案】A,C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB.分析物体的受力情况,如图所示:
当绳AC的拉力达到最大值时,由共点力平衡条件可得,绳BC的拉力大小为,说明随着物体重力的增加,AC绳的拉力先达到最大值,最先被拉断,A符合题意,B不符合题意;
CD.则当AC的拉力达到最大值100N时,物体的质量也达到最大。根据共点力平衡条件可得,解得AC绳未断前悬挂重物的最大质量为m=12.5kg,所以悬挂12kg物体时,两绳均未断,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】分析物体的受力,由共点力平衡条件求出AC绳达到最大值时,BC绳的受力,得出哪根绳线断,再求出两绳都未断时重物的最大质量,进行分析。
11.(2020高一上·巫山县期末)从t=0时刻起,某汽车运动过程的位移与速度的关系式为m,下列说法正确的是( )
A.汽车从t=0时刻起做匀减速直线运动
B.0时刻的初速度为m/s
C.运动过程的加速度为1m/s2
D.刹车过程持续的时间为2s
【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】ABC.由匀变速直线运动中,位移与速度的关系式得,又,可得,,解得,,加速度a与初速度方向相反,所以汽车做匀减速直线运动,A符合题意,BC不符合题意;
D.刹车过程持续的时间为,得,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】根据匀变速直线运动位移与速度的关系式,结合题给条件 m, 求出汽车的加速度和初速度;根据加速度与初速度的方向关系判断汽车所做的运动;由加速度的公式计算刹车时间。
三、非选择题
12.(2023高一上·玉溪期末)玉溪某高中的一位同学用打点计时器研究自由落体运动:
(1)如图甲所示,固定好打点计时器,纸带一端系着重物,另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端,启动打点计时器,松手后重物自由下落,计时器在纸带上留下一串小点。所需器材有:电磁打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需的器材有____(填字母代号)。
A.直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺
(2)图乙是该同学实验时打出的一条纸带,可以判断重物是与纸带的 (填“左端”或“右端”)相连。
(3)若每相邻计数点间的距离用图中字母表示,相邻计数点间的时间间隔为T,则打下B点时重物下落的速度 (请从图乙中选择合适的物理量并写出表达式)。
【答案】(1)D
(2)左端
(3)
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】(1)本实验不需要测量重物质量,不需要安平,打点计时器需要交流电源,处理纸带需要刻度尺。D符合题意ABC不符合题意。故答案为:D。
(2)重物加速运动,相等时间内位移越来越大,所以重物是与纸带的左端相连。
(3)根据纸带可知
【分析】(1)研究重物自由落体运动不需要测量重物的质量;打点计时器需要使用交流电源,处理纸带需要刻度尺;
(2)利用重物做加速运动则相同时间内位移越来越大则重物与纸带的左端相连;
(3)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小。
13.(2023高一上·三明期末)一长度为100m的列车匀加速通过100m的隧道,刚进入时速度为10m/s,完全出隧道时速度为12m/s,则此过程的平均速度为 m/s,历时 s。
【答案】11;18.2
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】列车通过隧道做匀加速直线运动,则平均速度为 ,列车通过隧道前进的位移为 ,根据平均速度定义有 ,所以
【分析】利用初末速度的大小可以求出平均速度的大小;利用位移和平均速度的大小可以求出运动的时间。
14.(2023高一上·泉州期末)如图所示为某物体做单向直线运动的图像,图像的形状为一个圆弧,则在物体运动的10秒时间内,加速度 (填“变大”、“变小”、“不变”),总位移为 米。
【答案】变小;
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】根据 图像中斜率表示加速度,由图可知,图像的斜率变小,则物体运动的10秒时间内,加速度变小。根据 图像中面积表位移,由图可知,物体运动的10秒时间内的总位移为
【分析】】根据 图像中斜率表示加速度,图像的斜率变小,加速度变小, 图像中面积表位移。
15.(2022高一上·宁德期末) 如图所示,将细绳的一端系在手指上,另一端系在直杆的右端,杆的左端顶在掌心上,组成一个三角支架。将重物悬挂在点,并保持静止。此时可感受到杆是被 的选填“压缩”或“拉伸”;细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由 选填“指向”或“指向”。
【答案】压缩;B指向A
【知识点】力的分解
【解析】【解答】将悬挂重物的绳子对A点的作用力按作用效果分解,如图所示,
使绳子AB绷紧,使杆受到向左的挤压,所以可感受到杆是被压缩的;由图可知,细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A。
【分析】将悬挂重物的绳子对A点的作用力按作用效果分解,分析杆和手指受到的作用力。
16.(2023高一上·十堰期末)小明骑着自行车正在以的速度匀速骑行。突然发现在其正前方处有一只小狗,小明立即刹车,小明的反应时间为1s,若从小明看见狗开始计时(t=0),其速度—时间图像如图所示,取重力加速度大小。
(1)求小明刹车时的加速度大小;
(2)求小明从发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离。
【答案】(1)小明刹车时的加速度即为其速度—时间图像t= 图像的斜率
(2)小明在反应时间内前进的位移
小明匀减速前进的位移
小明前进的总位移
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【分析】(1) 小明刹车时的加速度即为其速度—时间图像t= 图像的斜率 。
(2)小明先匀速运动,后来减速运动,两端位移加起来即为总前进位移大小。
17.(2020高一上·成都期末) 如图所示,质量为的木板B放在水平地面上,质量为的货箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在货箱上,另一端拴在地面绳绷紧时与水平面的夹角为.已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数,木板B与地面之间的动摩擦因数.重力加速度g取.现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出,试求:(,)
(1)绳上张力T的大小;
(2)拉力F大小.
【答案】(1)解:对物体A受力分析如图所示:
A静止,受力平衡,则在x轴上:Tcosθ=f1
在y轴上:N1=Tsinθ+mAg
又f1=μ1N1
联立解得:T=100 N,f=80N
即绳上张力T的大小为100N.
(2)解:对物体B受力分析如图所示:
B处于静止,根据平衡条件可得:
在x轴上:F=f1+f2
在y轴上:N2=N1+mBg
又有:f2=μ2N2
联立解得:F=200 N
即拉力F的大小为200N.
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】(1)A静止不动,分析A的受力,由共点力平衡条件求出绳上张力T的大小;(2)B做匀速运动,分析B的受力,由共点力平衡条件求出拉力F大小。
18.(2020高一上·长春期中)汽车以 的速度做直线运动,刹车后的加速度恒为 ,求:
刹车后 与刹车后 汽车的瞬时速度分别为多少?刹车后 与刹车后 汽车通过的位移分别为多少?
【答案】解:根据题意有,汽车停止所用的时间为
因t1=2s
代入数据解得
因t2=6s>t0=4s,则汽车已停止运动,则刹车后6s汽车的瞬时速度为0
故刹车后6s汽车的位移等于刹车后4s的位移,则有
【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】【分析】汽车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出刹车的时间;结合运动的时间和速度公式可以求出末速度的大小;利用位移公式可以求出位移的大小。
19.(2017高一下·厦门期中)以10m/s的初速度平抛一小球,不计空气阻力,小球落地时速度方向与水平方向成60°角.求(取g=10m/s2):
(1)小球落地时的速度大小.
(2)小球在空中飞行的时间.
(3)小球开始抛出时距地面的高度.(本题计算结果可用平方根表示)
【答案】(1)根据平行四边形定则知:cos60°= ,
解得小球落地的速度为:v= .
答:小球落地时的速度大小为20m/s.
(2)小球落地时的竖直分速度为: ,
则小球在空中飞行的时间为:t= .
答:小球在空中飞行的时间为 s.
(3)小球开始抛出时距地面的高度为:h= .
答:小球开始抛出时距地面的高度为15m.
【知识点】位移的合成与分解;速度的合成与分解;力的平行四边形定则及应用;平抛运动
【解析】【分析】(1)根据平行四边形定则求出小球落地时的速度大小.(2)根据平行四边形定则求出小球落地时的竖直分速度,结合速度时间公式求出小球在空中飞行的时间.(3)根据速度位移公式求出小球开始抛出时距离地面的高度.
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