【精品解析】河南省南阳市2021-2022学年高一上学期物理期中质量评估试卷

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河南省南阳市2021-2022学年高一上学期物理期中质量评估试卷
1.(2021高一上·南阳期中)物体在做匀变速直线运动的过程中,在任何相等的时间内,下列物理量一定相等的是(  )
A.速度 B.平均速度 C.加速度 D.位移
【答案】C
【知识点】位移与路程;加速度;速度与速率
【解析】【解答】物体在做匀变速直线运动的过程中,任何相等的时间内,
A.速度变化量相等,但速度不断变化,A不符合题意;
B.平均速度也不断变化,B不符合题意;
C.匀变速直线运动,从定义或者从“匀”字可以看出,加速度相等,C符合题意;
D.位移越来越大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】匀变速直线运动的加速度不变,相等时间内速度的变化量也不变。
2.(2021高一上·南阳期中)下列叙述中正确的是(  )
A.滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动
B.形状规则的物体重心在其几何中心
C.相互接触的物体间一定有弹力存在
D.运动的物体不可能受到静摩擦力
【答案】A
【知识点】形变与弹力
【解析】【解答】A.滑动摩擦力总是与物体的相对运动方向相反,一定阻碍物体的相对运动,A符合题意;
B.形状规则、质量分布均匀的物体重心在其几何中心,B不符合题意;
C.相互接触、互相挤压的物体间一定有弹力存在,C不符合题意;
D.运动的物体也可能受到静摩擦力的作用,如随倾斜传送带匀速上升的物体,受到斜向上的静摩擦力作用,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反;形状规则、质量分布均匀的物体重心在其几何中心;接触且在接触处发生弹性形变,两物体间一定有弹力;相对静止的运动物体之间由静摩擦力。
3.(2021高一上·南阳期中)如图所示,立定跳远脚蹬地起跳瞬间运动员的受力示意图中正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】脚蹬地起跳瞬间运动员受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力,由于有向后的运动趋势,还受到水平向前的静摩擦力作用。
故答案为:A。
【分析】根据跳远着相对运动的方向确定静摩擦力的方向,从而根据共点力平衡对该跳远着进行受力分析。
4.(2021高一上·南阳期中)某物体的位移随时间变化规律是 ,x和t的单位分别为m和s,则物体运动的初速度、加速度分别是(  )
A. 、8m/s2 B.3m/s、
C. 、4m/s2 D.3m/s、2m/s2
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】根据
解得物体运动的初速度
加速度 。
故答案为:A。
【分析】根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出该物体的加速度和初速度。
5.(2021高一上·南阳期中)某质点做匀加速直线运动,它在第5 s内的位移大小为5 m,第10 s内的位移大小为10 m,下列说法正确的是(  )
A.该质点在t=0时刻的速度为0
B.该质点做匀加速直线的加速度大小为2 m/s2
C.该质点在第20 s内的位移大小为20 m
D.该质点在前10 s的平均速度大小为10 m/s
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】如果初速度为零,连续相等的时间内位移之比为1:3:5:…,所以该质点在t=0时刻的速度不为0,A不符合题意;根据逐差法x10 x5=5aT2,解得a=1m/s2,B不符合题意;根据逐差法易得, ,则该质点在第20s内的位移为x20=20m,C符合题意;该质点在第10s内的平均速度为10m/s,前10s的平均速度小于10m/s,D不符合题意.
故答案为:C.
【分析】根据相同时间间隔内的位移比得出初速度不为零,结合匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出加速度的大小,结合平均速度的定义式进行分析判断。
6.(2021高一上·南阳期中)如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,那么木板所受地面的摩擦力大小为(  )
A.μ1Mg B.μ2mg C.μ1(m+M)g D.μ1Mg+μ2mg
【答案】B
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】木板一直静止,则木板所受地面的摩擦力为静摩擦力,大小等于木块对木板的滑动摩擦力,即
故答案为:B。
【分析】根据滑动摩擦力的表达式得出木板受到地面摩擦力的大小。
7.(2021高一上·南阳期中)有一刹车失灵的大货车冲上避险车道。该过程可以看做匀减速直线运动,货车运动到最高点时速度恰好为零,并保持静止,冲上避险车道的初速度为v,该过程货车的位移为x。下列判断正确的是(  )
A.货车从冲上车道至车道中点所用的时间为
B.货车在车道上向上滑行的时间为
C.货车滑到车道的中点时速度大小为
D.货车的加速度大小为
【答案】B
【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速度的关系
【解析】【解答】A.货车从冲上车道至车道中点所用的时间为
A不符合题意。
BD.由匀变速直线运动规律可得 ,
解得货车在车道上向上滑行的时间为
货车的加速度大小为
B符合题意,D不符合题意;
C.设货车滑到车道的中点时速度大小为 ,可得
解得
C不符合题意;
故答案为:B。
【分析】结合匀变速直线运动的速度与时间的关系得出货车冲上车道至中点所用的时间;根据匀变速直线运动平均速度的表达式以及位移与速度的关系得出货车的加速度;利用匀变速直线运动的速度与时间的关系得出货车滑到车道的中点时速度大小为 。
8.(2021高一上·南阳期中)汽车在刹车过程中位移和时间的比值 与t之间的关系图象如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.汽车的初速度为20m/s
B.刹车过程汽车的加速度大小为1.25m/s2
C.刹车过程持续的时间为4s
D.刹车过程的位移为40m
【答案】C
【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;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】AB.根据匀变速直线运动的位移-时间公式
解得
由图可得 =-1.25t+10
对比可得汽车的初速度为v0=10m/s
对比可得汽车的加速度为a=-2.5m/s2
AB不符合题意;
C.刹车过程持续的时间为
C符合题意;
D.刹车过程的位移为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据图象写出位移与t之间的关系式,结合匀变速直线运动的位移时间公式分析动力车的初速度和加速度,再由运动学公式求刹车过程持续的时间和整个刹车过程动力车经过的位移。
9.(2021高一上·南阳期中)从某一高度先后由静止释放两个相同的小球甲和乙,若两球被释放的时间间隔为1s,在不计空气阻力的情况下,它们在空中的运动过程中(  )
A.甲、乙两球的距离越来越大
B.甲、乙两球的距离始终保持不变
C.甲、乙两球的速度之差越来越大
D.在相等的时间内甲,乙两球速度的变化量相等
【答案】A,D
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】AB.甲、乙两球的距离
甲、乙两球的距离越来越大,A符合题意,B不符合题意;
C. 甲、乙两球的速度之差
速度之差不变,C不符合题意;
D. 由 ,在相等的时间内甲,乙两球速度的变化量相等,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】因为释放的时间间隔为1s,所以当释放乙小球时,甲球的速度为10m/s,如果以乙为参照物,甲将做匀速直线运动。
10.(2021高一上·南阳期中)甲、乙两车从 开始由同一位置出发,在同一平直道路上行驶,它们运动的x-t图像如图所示,已知甲车从 由静止开始做匀加速直线运动,则下列说法中正确的是(  )
A. 时,甲车的速度为
B. 时,甲、乙两车速度相等
C.在甲车追上乙车前, 时两车相距最远
D.乙车以 的加速度做匀变速直线运动
【答案】B,C
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.乙车做匀速直线运动,图线斜率表示速度,可知乙车的速度为
甲车在 时图线斜率比乙车大,故此时甲车的速度大于 ,A不符合题意;
B.甲车做匀加速直线运动,2s内的平均速度为
中间时刻的速度等于整段的平均速度,即 时,甲车的速度等于5m/s,与乙车的速度相等,B符合题意;
C.1s前,乙车在前速度较大,两车距离增大,1s后乙车在前速度较小,两车距离减小,故在甲车追上乙车前, 时两车相距最远,C符合题意;
D.对甲车,由匀变速直线运动位移公式可得
解得
即甲车以 的加速度做匀变速直线运动,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】x-t图像的斜率表示物体运动的速度,斜率的正负表示物体运动的方向;结合平均速度的表达式得出甲乙速度相等的时刻;利用匀变速直线运动运动速度与时间的关系得出甲车的加速度。
11.(2021高一上·南阳期中)如图,A、B是两个长方体物块,水平力F作用在物块A上,下列说法正确是(  )
A.若A,B一起向右匀速运动,则B对A的摩擦力方向向右
B.若A,B一起向右匀速运动,则B对地面的摩擦力方向向右
C.若A,B均相对于地面静止,则B受到6个力
D.若A,B均相对于地面静止,则A受到4个力
【答案】B,D
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】AB.若A、B一起向右匀速运动,A和B作为整体合外力为零,地面对B的摩擦力水平向左,大小等于F,根据作用力与反作用力可知,B对地面的摩擦力方向向右。对B受力分析可知,A对B的摩擦力大小等于F,方向向右。根据作用力与反作用力可知,B对A的摩擦力方向向左,A不符合题意,B符合题意;
C.若A、B均相对于地面静止,B受到重力,地面的支持力和摩擦力,A对B的压力和摩擦力,共5个力,C不符合题意;
D.若A、B均相对于地面静止,A受到重力,B对A的支持力和摩擦力,外力F,共4个力,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】以AB整体为研究对象,进行受力分析,结合牛顿第三定律得出B对A的摩擦力方向和B对地面的摩擦力;对B和A进行受力分析,得出AB的受力个数。
12.(2021高一上·南阳期中)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示。已知两车在t=2.5s时并排行驶,则下列说法正确的是(  )
A.在t=1s时,甲车在乙车前
B.在t=0时,甲车在乙车前7.5m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为20m
【答案】A,D
【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;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB.由于在 图像中,图线与坐标轴围成的“面积”表示位移大小,两车在 时并排行驶,此时
所以 时甲车在前,距乙车的距离为
B项错误;
同理,可得当 时
此时,甲在乙前方,距离为
A符合题意,B不符合题意;
CD.由v-t图像斜率表示加速度大小,可得
设甲、乙两者相遇时间为t,此时甲的位移
乙的位移
两者相遇,有
联立解得: 或者 ,所以第一次并排行驶的时刻是 ,此时代入可求得
故两次并排行驶的位置沿公路方向相距
C不符合题意,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】v-t图像的斜率表示物体运动的位移,与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移;结合匀变速直线运动的速度与位移的关系和相遇追击问题进行分析判断。
13.(2021高一上·南阳期中)电磁打点计时器和电火花打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,如图甲、乙所示。请你完成下列有关问题。
(1)关于上述两种打点计时器,下列说法中正确的是______。
A.甲打点计时器使用直流电源,乙计时器使用交流电源
B.它们都使用220V的交流电源
C.当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点
D.使用打点计时器时,应先释放纸带,再接通电源
(2)某次实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。测得 , , , , , 。则打点计时器在打B点时小车的速度    m/s,小车的加速度     (要求充分利用测量的数据)。结果均保留两位有效数字。
(3)若电源频率低于50Hz时,仍按相邻两个计数点时间间隔为0.10s计算,则测出小车的加速度   (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)C
(2)0.40;0.81
(3)偏大
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)AB.甲为电磁打点计时器,使用的是交流8V电源、乙为电火花打点计时器,使用的是220V交流电源,AB不符合题意;
C.当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点,C符合题意;
D.使用打点计时器时,应先接通电源,再释放纸带,D不符合题意。
故答案为:C。
(2)打点计时器在打B点时小车的速度为
利用逐差法可得,小车的加速度为
(3)若电源频率低于50Hz时,则实际两计数点间时间间隔大于0.1s,计算所用时间间隔0.1s偏小,测出小车的加速度偏大。
【分析】(1)根据电火花打点计时器和电磁打点计时器的使用原理分析判断正确的选项;
(2)根据匀变速直线运动一段时间内的平均速度等于中间时刻瞬时速度得出B点的速度大小;结合匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出小车的加速度;
(3)当电源频率变小后周期就会变大,所以测出小车的加速度偏大。
14.(2021高一上·南阳期中)为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验,下图甲为其实验装置示意图。该同学在实验中的主要操作有:
A.用弹簧测力计测出木块A的重力为
B.用弹簧测力计测出木板B的重力为
C.按图甲安装器材,安装过程中用手按住木块和木板
D.松开按住木块和木板的手,木板向左运动,木板稳定时读出弹簧测力计的示数
(1)该同学的上述操作中有一个步骤是多余的,多余的步骤是   ;
(2)木块稳定时弹簧测力计示数如图乙所示,可得到木块A和木块B之间的动摩擦因数为   。
【答案】(1)B
(2)0.35
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】(1)要测量木块A和木块B之间的动摩擦因数,由
可知,只需测量两者之间的滑动摩擦力(稳定时弹簧测力计的示数)及两者间的正压力(等于木块A的重力),与木板B的重力无关,故用弹簧测力计测出木板B的重力这步是多余的步骤。
故答案为:B。
(2)木块稳定时弹簧测力计示数为2.10N,可得到木块A和木块B之间的动摩擦因数为
【分析】(1)根据测定木块A和木板B之间的动摩擦因数的实验原理进行分析判断;
(2)根据动摩擦力的表达式从而求出动摩擦因数。
15.(2021高一上·南阳期中)如图(a)所示,某同学用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,做探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验。
(1)图(b)是弹簧所受弹力F与伸长量x的关系图线,由此可求出弹簧的劲度系数    N/m。
(2)图线不过原点,原因可能是____________。
A.没有考虑弹簧的自重 B.所选的弹簧劲度系数太大
C.所选的弹簧太长 D.钩码的质量太小
【答案】(1)200
(2)A
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1) 图线的斜率表示弹簧的劲度系数,可得
(2)图线不过原点,即没有挂钩码时就有伸长量,原因可能是在水平面上测的原长,然后竖直悬挂后在弹簧自重的作用下伸长,即没有考虑弹簧的自重。
故答案为:A。
【分析】(1)F-X图像的斜率表示弹簧的劲度系数;
(2) 图像不过原点的云南饮食由于弹簧自身重力的影响。
16.(2021高一上·南阳期中)一辆汽车在高速公路上以v0=30m/s的速度匀速行驶,由于在前方出现险情,司机采取紧急刹车,刹车加速度的大小为a=5m/s2,求:汽车刹车后8s内行驶的距离。
【答案】设汽车经时间t停止,由vt=v0-at
得t=6s
汽车在6s末停止运动,故汽车在8s内的位移等于汽车在6s内的位移则有
【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】根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出汽车运动的时间;利用匀变速直线运动的平均速度表达式得出汽车刹车后8s内行驶的距离。
17.(2021高一上·南阳期中)如图(a)所示,物块放在水平面上,与水平面间的动摩擦因数为0.4,物体重5N。已知物块与水平面间的最大静摩擦力为2.5N,若对物块施加一个由0均匀增大到6N的水平拉力F,请在图
(b)中画出物块所受的摩擦力Ff随水平拉力F变化的图线并通过计算简要说明。
【答案】解:水平拉力F小于最大静摩擦力时,物块处于静止状态,物块受到的静摩擦力大小等于水平拉力F的大小,即Ff = F (0≤F≤2.5N)
水平拉力F =2.5N时,物块即将开始滑动。
物块滑动时受到的滑动摩擦力 (2.5N≤ F≤6 N)
图像如图:
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】当物体静止时,其静摩擦力的大小随拉力增大而增大;利用滑动摩擦力的表达式可以求出滑块滑动时受到的摩擦力大小,进而画出对应的图像。
18.(2021高一上·南阳期中)跳伞运动员从悬停在距地面143m高度处的直升飞机上由静止跳下,先做自由落体运动,一段时间后打开降落伞。开始以加速度大小为12.5m/s2匀减速下降,跳伞运动员落地时的速度大小为5m/s。g取10m/s2,问:
(1)跳伞运动员打开降落伞时离地面的高度是多少?
(2)跳伞运动员运动的总时间是多少?
【答案】(1)解:设打开降落伞,跳伞运动员离地面的高度为h,此时速度为v1,又跳伞运动员落地时速度大小v2=5 m/s。则由匀变速直线运动的规律。有:
v12=﹣2g(H﹣h)
v22﹣v12=2ah
解得:v1=40m/s,h=63m
(2)解:挑伞运动员自由下落的时间为:
跳伞运动员减速下落的时间为:
所求总时间为:t=t1+t2=6.8 s。
【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速度的关系;自由落体运动
【解析】【分析】(1)利用自由落体运动可以求出下落的高度,就可以求出距离地面的高度;
(2)利用自由落体可以求出第一段运动过程的时间,利用匀减速的速度公式可以求出减速下落的时间。
19.(2021高一上·南阳期中)如图所示,在一次救援中,一辆汽车停在一个小山坡的底端,司机突然发现在距坡底240m的山坡上一块巨石以8m/s的初速度、 的加速度匀加速滚下,巨石到达坡底后速度大小不变,方向变为水平向右,在水平面上做加速度大小为 的匀减速直线运动。司机发现险情后经过2s汽车才启动起来,并以 的加速度一直做匀加速直线运动。如果巨石与汽车相撞,求发生碰撞时与坡底的距离;如果巨石与汽车不相撞,求它们之间的最小距离。
【答案】设巨石到达坡底时间为t1,速率为v1,由匀变速直线运动规律可得x=v0t1+ a1t12
v1=v0+a1t1
代入数据解得 ,
扣除司机 =2s的反应时间,汽车在18s时间内发生的位移为x1= a(t1- )2
解得x1=81m
此时汽车速度为v2=a(t1- )=9m/s
设再经历时间t′,巨石与汽车速度相等,则有v1-a2t′=v2+at′
解得t′=10s
此时巨石在水平面上发生的位移为s1=v1t′- a2t′2
解得s1=150m
汽车发生的总位移为s2= a(t1- +t′)2
解得s2=196m
此时汽车和巨石之间的距离为d=s2-s1=46m
随后汽车的速度大于巨石的速度,汽车与巨石之间的距离越来越大,不会相撞,故它们之间的最小距离为d=46m
【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】根据匀变速直线运动位移与时间的关系和速度与时间的关系得出巨石运动的时间和速度;结合匀变速直线运动的规律以及相遇追击问题得出它们之间的最小距离。
1 / 1河南省南阳市2021-2022学年高一上学期物理期中质量评估试卷
1.(2021高一上·南阳期中)物体在做匀变速直线运动的过程中,在任何相等的时间内,下列物理量一定相等的是(  )
A.速度 B.平均速度 C.加速度 D.位移
2.(2021高一上·南阳期中)下列叙述中正确的是(  )
A.滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动
B.形状规则的物体重心在其几何中心
C.相互接触的物体间一定有弹力存在
D.运动的物体不可能受到静摩擦力
3.(2021高一上·南阳期中)如图所示,立定跳远脚蹬地起跳瞬间运动员的受力示意图中正确的是(  )
A. B.
C. D.
4.(2021高一上·南阳期中)某物体的位移随时间变化规律是 ,x和t的单位分别为m和s,则物体运动的初速度、加速度分别是(  )
A. 、8m/s2 B.3m/s、
C. 、4m/s2 D.3m/s、2m/s2
5.(2021高一上·南阳期中)某质点做匀加速直线运动,它在第5 s内的位移大小为5 m,第10 s内的位移大小为10 m,下列说法正确的是(  )
A.该质点在t=0时刻的速度为0
B.该质点做匀加速直线的加速度大小为2 m/s2
C.该质点在第20 s内的位移大小为20 m
D.该质点在前10 s的平均速度大小为10 m/s
6.(2021高一上·南阳期中)如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,那么木板所受地面的摩擦力大小为(  )
A.μ1Mg B.μ2mg C.μ1(m+M)g D.μ1Mg+μ2mg
7.(2021高一上·南阳期中)有一刹车失灵的大货车冲上避险车道。该过程可以看做匀减速直线运动,货车运动到最高点时速度恰好为零,并保持静止,冲上避险车道的初速度为v,该过程货车的位移为x。下列判断正确的是(  )
A.货车从冲上车道至车道中点所用的时间为
B.货车在车道上向上滑行的时间为
C.货车滑到车道的中点时速度大小为
D.货车的加速度大小为
8.(2021高一上·南阳期中)汽车在刹车过程中位移和时间的比值 与t之间的关系图象如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.汽车的初速度为20m/s
B.刹车过程汽车的加速度大小为1.25m/s2
C.刹车过程持续的时间为4s
D.刹车过程的位移为40m
9.(2021高一上·南阳期中)从某一高度先后由静止释放两个相同的小球甲和乙,若两球被释放的时间间隔为1s,在不计空气阻力的情况下,它们在空中的运动过程中(  )
A.甲、乙两球的距离越来越大
B.甲、乙两球的距离始终保持不变
C.甲、乙两球的速度之差越来越大
D.在相等的时间内甲,乙两球速度的变化量相等
10.(2021高一上·南阳期中)甲、乙两车从 开始由同一位置出发,在同一平直道路上行驶,它们运动的x-t图像如图所示,已知甲车从 由静止开始做匀加速直线运动,则下列说法中正确的是(  )
A. 时,甲车的速度为
B. 时,甲、乙两车速度相等
C.在甲车追上乙车前, 时两车相距最远
D.乙车以 的加速度做匀变速直线运动
11.(2021高一上·南阳期中)如图,A、B是两个长方体物块,水平力F作用在物块A上,下列说法正确是(  )
A.若A,B一起向右匀速运动,则B对A的摩擦力方向向右
B.若A,B一起向右匀速运动,则B对地面的摩擦力方向向右
C.若A,B均相对于地面静止,则B受到6个力
D.若A,B均相对于地面静止,则A受到4个力
12.(2021高一上·南阳期中)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示。已知两车在t=2.5s时并排行驶,则下列说法正确的是(  )
A.在t=1s时,甲车在乙车前
B.在t=0时,甲车在乙车前7.5m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为20m
13.(2021高一上·南阳期中)电磁打点计时器和电火花打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,如图甲、乙所示。请你完成下列有关问题。
(1)关于上述两种打点计时器,下列说法中正确的是______。
A.甲打点计时器使用直流电源,乙计时器使用交流电源
B.它们都使用220V的交流电源
C.当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点
D.使用打点计时器时,应先释放纸带,再接通电源
(2)某次实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。测得 , , , , , 。则打点计时器在打B点时小车的速度    m/s,小车的加速度     (要求充分利用测量的数据)。结果均保留两位有效数字。
(3)若电源频率低于50Hz时,仍按相邻两个计数点时间间隔为0.10s计算,则测出小车的加速度   (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
14.(2021高一上·南阳期中)为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验,下图甲为其实验装置示意图。该同学在实验中的主要操作有:
A.用弹簧测力计测出木块A的重力为
B.用弹簧测力计测出木板B的重力为
C.按图甲安装器材,安装过程中用手按住木块和木板
D.松开按住木块和木板的手,木板向左运动,木板稳定时读出弹簧测力计的示数
(1)该同学的上述操作中有一个步骤是多余的,多余的步骤是   ;
(2)木块稳定时弹簧测力计示数如图乙所示,可得到木块A和木块B之间的动摩擦因数为   。
15.(2021高一上·南阳期中)如图(a)所示,某同学用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,做探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验。
(1)图(b)是弹簧所受弹力F与伸长量x的关系图线,由此可求出弹簧的劲度系数    N/m。
(2)图线不过原点,原因可能是____________。
A.没有考虑弹簧的自重 B.所选的弹簧劲度系数太大
C.所选的弹簧太长 D.钩码的质量太小
16.(2021高一上·南阳期中)一辆汽车在高速公路上以v0=30m/s的速度匀速行驶,由于在前方出现险情,司机采取紧急刹车,刹车加速度的大小为a=5m/s2,求:汽车刹车后8s内行驶的距离。
17.(2021高一上·南阳期中)如图(a)所示,物块放在水平面上,与水平面间的动摩擦因数为0.4,物体重5N。已知物块与水平面间的最大静摩擦力为2.5N,若对物块施加一个由0均匀增大到6N的水平拉力F,请在图
(b)中画出物块所受的摩擦力Ff随水平拉力F变化的图线并通过计算简要说明。
18.(2021高一上·南阳期中)跳伞运动员从悬停在距地面143m高度处的直升飞机上由静止跳下,先做自由落体运动,一段时间后打开降落伞。开始以加速度大小为12.5m/s2匀减速下降,跳伞运动员落地时的速度大小为5m/s。g取10m/s2,问:
(1)跳伞运动员打开降落伞时离地面的高度是多少?
(2)跳伞运动员运动的总时间是多少?
19.(2021高一上·南阳期中)如图所示,在一次救援中,一辆汽车停在一个小山坡的底端,司机突然发现在距坡底240m的山坡上一块巨石以8m/s的初速度、 的加速度匀加速滚下,巨石到达坡底后速度大小不变,方向变为水平向右,在水平面上做加速度大小为 的匀减速直线运动。司机发现险情后经过2s汽车才启动起来,并以 的加速度一直做匀加速直线运动。如果巨石与汽车相撞,求发生碰撞时与坡底的距离;如果巨石与汽车不相撞,求它们之间的最小距离。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】位移与路程;加速度;速度与速率
【解析】【解答】物体在做匀变速直线运动的过程中,任何相等的时间内,
A.速度变化量相等,但速度不断变化,A不符合题意;
B.平均速度也不断变化,B不符合题意;
C.匀变速直线运动,从定义或者从“匀”字可以看出,加速度相等,C符合题意;
D.位移越来越大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】匀变速直线运动的加速度不变,相等时间内速度的变化量也不变。
2.【答案】A
【知识点】形变与弹力
【解析】【解答】A.滑动摩擦力总是与物体的相对运动方向相反,一定阻碍物体的相对运动,A符合题意;
B.形状规则、质量分布均匀的物体重心在其几何中心,B不符合题意;
C.相互接触、互相挤压的物体间一定有弹力存在,C不符合题意;
D.运动的物体也可能受到静摩擦力的作用,如随倾斜传送带匀速上升的物体,受到斜向上的静摩擦力作用,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反;形状规则、质量分布均匀的物体重心在其几何中心;接触且在接触处发生弹性形变,两物体间一定有弹力;相对静止的运动物体之间由静摩擦力。
3.【答案】A
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】脚蹬地起跳瞬间运动员受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力,由于有向后的运动趋势,还受到水平向前的静摩擦力作用。
故答案为:A。
【分析】根据跳远着相对运动的方向确定静摩擦力的方向,从而根据共点力平衡对该跳远着进行受力分析。
4.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】根据
解得物体运动的初速度
加速度 。
故答案为:A。
【分析】根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出该物体的加速度和初速度。
5.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】如果初速度为零,连续相等的时间内位移之比为1:3:5:…,所以该质点在t=0时刻的速度不为0,A不符合题意;根据逐差法x10 x5=5aT2,解得a=1m/s2,B不符合题意;根据逐差法易得, ,则该质点在第20s内的位移为x20=20m,C符合题意;该质点在第10s内的平均速度为10m/s,前10s的平均速度小于10m/s,D不符合题意.
故答案为:C.
【分析】根据相同时间间隔内的位移比得出初速度不为零,结合匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出加速度的大小,结合平均速度的定义式进行分析判断。
6.【答案】B
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】木板一直静止,则木板所受地面的摩擦力为静摩擦力,大小等于木块对木板的滑动摩擦力,即
故答案为:B。
【分析】根据滑动摩擦力的表达式得出木板受到地面摩擦力的大小。
7.【答案】B
【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速度的关系
【解析】【解答】A.货车从冲上车道至车道中点所用的时间为
A不符合题意。
BD.由匀变速直线运动规律可得 ,
解得货车在车道上向上滑行的时间为
货车的加速度大小为
B符合题意,D不符合题意;
C.设货车滑到车道的中点时速度大小为 ,可得
解得
C不符合题意;
故答案为:B。
【分析】结合匀变速直线运动的速度与时间的关系得出货车冲上车道至中点所用的时间;根据匀变速直线运动平均速度的表达式以及位移与速度的关系得出货车的加速度;利用匀变速直线运动的速度与时间的关系得出货车滑到车道的中点时速度大小为 。
8.【答案】C
【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;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】AB.根据匀变速直线运动的位移-时间公式
解得
由图可得 =-1.25t+10
对比可得汽车的初速度为v0=10m/s
对比可得汽车的加速度为a=-2.5m/s2
AB不符合题意;
C.刹车过程持续的时间为
C符合题意;
D.刹车过程的位移为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据图象写出位移与t之间的关系式,结合匀变速直线运动的位移时间公式分析动力车的初速度和加速度,再由运动学公式求刹车过程持续的时间和整个刹车过程动力车经过的位移。
9.【答案】A,D
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】AB.甲、乙两球的距离
甲、乙两球的距离越来越大,A符合题意,B不符合题意;
C. 甲、乙两球的速度之差
速度之差不变,C不符合题意;
D. 由 ,在相等的时间内甲,乙两球速度的变化量相等,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】因为释放的时间间隔为1s,所以当释放乙小球时,甲球的速度为10m/s,如果以乙为参照物,甲将做匀速直线运动。
10.【答案】B,C
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.乙车做匀速直线运动,图线斜率表示速度,可知乙车的速度为
甲车在 时图线斜率比乙车大,故此时甲车的速度大于 ,A不符合题意;
B.甲车做匀加速直线运动,2s内的平均速度为
中间时刻的速度等于整段的平均速度,即 时,甲车的速度等于5m/s,与乙车的速度相等,B符合题意;
C.1s前,乙车在前速度较大,两车距离增大,1s后乙车在前速度较小,两车距离减小,故在甲车追上乙车前, 时两车相距最远,C符合题意;
D.对甲车,由匀变速直线运动位移公式可得
解得
即甲车以 的加速度做匀变速直线运动,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】x-t图像的斜率表示物体运动的速度,斜率的正负表示物体运动的方向;结合平均速度的表达式得出甲乙速度相等的时刻;利用匀变速直线运动运动速度与时间的关系得出甲车的加速度。
11.【答案】B,D
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】AB.若A、B一起向右匀速运动,A和B作为整体合外力为零,地面对B的摩擦力水平向左,大小等于F,根据作用力与反作用力可知,B对地面的摩擦力方向向右。对B受力分析可知,A对B的摩擦力大小等于F,方向向右。根据作用力与反作用力可知,B对A的摩擦力方向向左,A不符合题意,B符合题意;
C.若A、B均相对于地面静止,B受到重力,地面的支持力和摩擦力,A对B的压力和摩擦力,共5个力,C不符合题意;
D.若A、B均相对于地面静止,A受到重力,B对A的支持力和摩擦力,外力F,共4个力,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】以AB整体为研究对象,进行受力分析,结合牛顿第三定律得出B对A的摩擦力方向和B对地面的摩擦力;对B和A进行受力分析,得出AB的受力个数。
12.【答案】A,D
【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;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB.由于在 图像中,图线与坐标轴围成的“面积”表示位移大小,两车在 时并排行驶,此时
所以 时甲车在前,距乙车的距离为
B项错误;
同理,可得当 时
此时,甲在乙前方,距离为
A符合题意,B不符合题意;
CD.由v-t图像斜率表示加速度大小,可得
设甲、乙两者相遇时间为t,此时甲的位移
乙的位移
两者相遇,有
联立解得: 或者 ,所以第一次并排行驶的时刻是 ,此时代入可求得
故两次并排行驶的位置沿公路方向相距
C不符合题意,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】v-t图像的斜率表示物体运动的位移,与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移;结合匀变速直线运动的速度与位移的关系和相遇追击问题进行分析判断。
13.【答案】(1)C
(2)0.40;0.81
(3)偏大
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)AB.甲为电磁打点计时器,使用的是交流8V电源、乙为电火花打点计时器,使用的是220V交流电源,AB不符合题意;
C.当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点,C符合题意;
D.使用打点计时器时,应先接通电源,再释放纸带,D不符合题意。
故答案为:C。
(2)打点计时器在打B点时小车的速度为
利用逐差法可得,小车的加速度为
(3)若电源频率低于50Hz时,则实际两计数点间时间间隔大于0.1s,计算所用时间间隔0.1s偏小,测出小车的加速度偏大。
【分析】(1)根据电火花打点计时器和电磁打点计时器的使用原理分析判断正确的选项;
(2)根据匀变速直线运动一段时间内的平均速度等于中间时刻瞬时速度得出B点的速度大小;结合匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出小车的加速度;
(3)当电源频率变小后周期就会变大,所以测出小车的加速度偏大。
14.【答案】(1)B
(2)0.35
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】(1)要测量木块A和木块B之间的动摩擦因数,由
可知,只需测量两者之间的滑动摩擦力(稳定时弹簧测力计的示数)及两者间的正压力(等于木块A的重力),与木板B的重力无关,故用弹簧测力计测出木板B的重力这步是多余的步骤。
故答案为:B。
(2)木块稳定时弹簧测力计示数为2.10N,可得到木块A和木块B之间的动摩擦因数为
【分析】(1)根据测定木块A和木板B之间的动摩擦因数的实验原理进行分析判断;
(2)根据动摩擦力的表达式从而求出动摩擦因数。
15.【答案】(1)200
(2)A
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1) 图线的斜率表示弹簧的劲度系数,可得
(2)图线不过原点,即没有挂钩码时就有伸长量,原因可能是在水平面上测的原长,然后竖直悬挂后在弹簧自重的作用下伸长,即没有考虑弹簧的自重。
故答案为:A。
【分析】(1)F-X图像的斜率表示弹簧的劲度系数;
(2) 图像不过原点的云南饮食由于弹簧自身重力的影响。
16.【答案】设汽车经时间t停止,由vt=v0-at
得t=6s
汽车在6s末停止运动,故汽车在8s内的位移等于汽车在6s内的位移则有
【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】根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出汽车运动的时间;利用匀变速直线运动的平均速度表达式得出汽车刹车后8s内行驶的距离。
17.【答案】解:水平拉力F小于最大静摩擦力时,物块处于静止状态,物块受到的静摩擦力大小等于水平拉力F的大小,即Ff = F (0≤F≤2.5N)
水平拉力F =2.5N时,物块即将开始滑动。
物块滑动时受到的滑动摩擦力 (2.5N≤ F≤6 N)
图像如图:
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】当物体静止时,其静摩擦力的大小随拉力增大而增大;利用滑动摩擦力的表达式可以求出滑块滑动时受到的摩擦力大小,进而画出对应的图像。
18.【答案】(1)解:设打开降落伞,跳伞运动员离地面的高度为h,此时速度为v1,又跳伞运动员落地时速度大小v2=5 m/s。则由匀变速直线运动的规律。有:
v12=﹣2g(H﹣h)
v22﹣v12=2ah
解得:v1=40m/s,h=63m
(2)解:挑伞运动员自由下落的时间为:
跳伞运动员减速下落的时间为:
所求总时间为:t=t1+t2=6.8 s。
【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速度的关系;自由落体运动
【解析】【分析】(1)利用自由落体运动可以求出下落的高度,就可以求出距离地面的高度;
(2)利用自由落体可以求出第一段运动过程的时间,利用匀减速的速度公式可以求出减速下落的时间。
19.【答案】设巨石到达坡底时间为t1,速率为v1,由匀变速直线运动规律可得x=v0t1+ a1t12
v1=v0+a1t1
代入数据解得 ,
扣除司机 =2s的反应时间,汽车在18s时间内发生的位移为x1= a(t1- )2
解得x1=81m
此时汽车速度为v2=a(t1- )=9m/s
设再经历时间t′,巨石与汽车速度相等,则有v1-a2t′=v2+at′
解得t′=10s
此时巨石在水平面上发生的位移为s1=v1t′- a2t′2
解得s1=150m
汽车发生的总位移为s2= a(t1- +t′)2
解得s2=196m
此时汽车和巨石之间的距离为d=s2-s1=46m
随后汽车的速度大于巨石的速度,汽车与巨石之间的距离越来越大,不会相撞,故它们之间的最小距离为d=46m
【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】根据匀变速直线运动位移与时间的关系和速度与时间的关系得出巨石运动的时间和速度;结合匀变速直线运动的规律以及相遇追击问题得出它们之间的最小距离。
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