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- 2021-05-14 发布
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(满分:100分 时间:90分钟)
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1. 在物理学的重大发现中,科学家总结出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等,以下关于物理学研究方法的叙述不正确的是 ( )
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
B.根据速度的定义式,当Δt非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思想法
C.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该探究运用了控制变量法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程等分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里运用了微元法
答案 A
2. 北京时间2012年2月25日凌晨0时12分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,将第十一颗北斗导航卫星成功送入太空预设轨道.这标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实的一步,北斗卫星导航系统可以提供定位、测速和授时服务,定位精度10 m,测速精度0.2 m/s,以下说法不正确的是 ( )
A.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移
B.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置
C.北斗导航卫星授时服务提供的是时刻
D.北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体的速率
答案 A
解析 由位置、位移、时间间隔、时刻和速度的定义可知,北斗导航卫星定位提供的是一个点,是位置,而不是位置的变化,故选项A错误,B正确;北斗导航卫星授时服务提供的是时刻,故选项C正确;北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体某时刻的速度大小,即速率,故选项D正确.
3. 关于质点的运动,下列说法中正确的是 ( )
A.质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零
B.质点速度变化率越大,则加速度越大
C.质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零
D.位移的方向就是质点运动的方向
答案 B
解析 加速度是速度的变化量和所用时间的比值,即a=.加速度为零,速度变化量也为零,但速度不一定为零,加速度不为零,速度可能为零,故A、C选项错误;质点速度变化率越大,则加速度越大,B选项正确;位移是矢量,是由初始位置指向终止位置的有向线段,如果质点做往复运动或曲线运动,位移的方向与质点运动的方向可能不一致,故D选项错误.
4. (2011·天津·3)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点 ( )
A.第1 s内的位移是5 m
B.前2 s内的平均速度是6 m/s
C.任意相邻的1 s内位移差都是1 m
D.任意1 s内的速度增量都是2 m/s
答案 D
解析 由匀变速直线运动的位移公式x=v0t+at2,对比题给关系式可得v0=5 m/s,a=2 m/s2,则第1 s内的位移是6 m,A错;前2 s内的平均速度是== m/s=7 m/s,B错;Δx=aT2=2 m,C错;任意1 s内的速度增量Δv=aΔt=2 m/s,D对.
5. 一滑块以某一速度从斜面底端滑到顶端时,其速度恰好减为零.若设斜面全长为L,滑块通过最初L所需时间为t,则滑块从斜面底端滑到顶端所用时间为 ( )
A.t B.t C.t D.2t
答案 D
解析 假设存在逆过程,即为初速度是零的匀加速直线运动,将全过程分为位移为和
L的两个阶段,位移之比恰好满足1∶3的关系,根据匀变速直线运动规律,其时间之比为1∶1,即t′=2t.故选D.
6. 甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该
时刻作为计时起点,得到两车的位移—时间图象如图1所示,则下列说法正确的是 ( )
A.t1时刻两车相距最远
B.t1时刻乙车追上甲车 图1
C.t1时刻两车的速度刚好相等
D.0到t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度
答案 B
二、多项选择题(每小题8分,共16分)
7. 在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8 s,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经4 s停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是 ( )
A.加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2等于2∶1
B.加速、减速中的平均速度大小之比1∶2等于1∶1
C.加速、减速中的位移之比x1∶x2等于2∶1
D.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2不等于1∶2
答案 BC
解析 汽车由静止运动8 s,又经4 s停止,加速阶段的末速度与减速阶段的初速度相等,由v=at,知a1t1=a2t2,=,A、D错,又由v2=2ax知a1x1=a2x2,==,C对,由=知,1∶2=1∶1,B对.
8. 2010年至2011年上半年,全国大部分地区经历了百年不遇的大旱.某地在实施人工降雨时,竖直向上发射的气象火箭弹,先以2g的加速度向上匀加速运动,经时间t0后,变为匀速运动,再经时间t0后爆炸.下列关于其爆炸前运动的速度图象(v-t图)和加速度图象(a-t图)的描述,正确的是(以向上为正方向) ( )
答案 AC
解析 依题意可知,在0~t0时间内火箭弹向上做匀加速直线运动,因此其v-t图线应该是一条向上倾斜的线段,而a-t图线则是一条平行于横轴且在横轴上方的线段;在
t0~2t0时间内火箭弹向上做匀速直线运动,因此其v-t图线应是一条平行于横轴的线段,而a-t图象则是一条与横轴重合的线段.
三、非选择题(共54分)
9. (12分)利用图2中所示的装置可以研究自由落体运动.实验中
需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器会在纸带上打出一系列的小点.
`(1)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有________.(填入正确选项前的字母)
A.天平
B.秒表 图2
C.米尺
(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:
________________________________________________________________________.
答案 (1)C (2)打点计时器与纸带间存在摩擦
解析 (1)通过处理纸带求加速度,一定要知道长度,则要有米尺;打点计时器是测量时间的工具,故不需要秒表;重力加速度的值和物体的质量无关,故不需要天平.
(2)加速度小了,说明物体受到了阻力作用,据此说一条理由就行.
10.(12分)A、B两车在同一直线上,同向做匀速运动,A在前,速度为vA=8 m/s,B在后,速度为vB=16 m/s,当A、B两车相距x=20 m时,B车开始刹车,做匀减速运动,为避免两车相撞,刹车后B车的加速度应满足什么条件?
答案 a>1.6 m/s2
解析 如图所示,两物体相撞的条件为:同一时刻位置相同.设此
时A的位移为xA,则B的位移为xB=xA+x,由运动学公式得:
vBt-at2=vAt+x①
当B车追上A车时,若B的速度等于A的速度,则两车刚好相撞,
vA=vB-at②
由①②得a=1.6 m/s2
故为避免两车相撞,B车的加速度应大于1.6 m/s2.
11.(15分)一物块以一定的初速度沿斜面向上滑动,利用速度传感
器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间变化的关系图象如图4所示,求:
(1)物块下滑的加速度大小a; 图4
(2)物块沿斜面向上滑行的最大距离x.
答案 (1)2 m/s2 (2)1 m
解析 (1)由图象可知,物块下滑的加速度为
a== m/s2=2 m/s2.
(2)由v-t图象看出,物块的初速度为v0=4 m/s
沿斜面上滑的时间和加速度分别为t=0.5 s,
a′===-8 m/s2
故物块向上滑行的最大距离为x=v0t+a′t2=4×0.5 m-
×8×0.52 m=1 m
11.(15分)2012年2月23日凌晨,第18届国际泳联跳水世界杯赛男子
3米板决赛结束,中国选手包揽冠、亚军,其中奥运冠军何冲以总成绩553.35分成功卫冕.如图5所示是他在跳台上腾空而起的英姿,到达最高点时他的重心离台面的高度为1 m,当他下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,这时他的重心离水面也 图5
是1 m.设他静止站在台面上时重心距台面的高度为0.8 m,重力加速度g=10 m/s2,问:
(1)他的起跳速度约是多大?
(2)从起跳到入水(手掌触水)共需多长时间?
答案 (1)2 m/s (2)0.97 s
解析 运动员上升过程重心上升的高度h1=0.2 m;下降过程重心下降的高度h2=3 m.
(1)在上升的过程中,由v2=2gh1得
运动员起跳速度v== m/s=2 m/s.
(2)分段考虑:上升时间t1== s=0.2 s
下降过程运动员做自由落体运动,由h2=gt得
t2= = s=0.77 s,故总时间t=t1+t2=0.97 s.