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第一章　运动的描述
一、单项选择题(本题共7小题,每小题3分,共21分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.一架执行救援任务的直升机悬停在钻井平台的上空,救生员抱着伤病员通过缆绳正在上升。若以救生员为参考系,则处于静止状态的是(　　)
A.伤病员
B.直升机
C.钻井平台
D.直升机驾驶员
2.下图为中国古代的太极图,图中大圆的半径为R,圆心在O点,AC是直径,中央“S”形部分是两个半径均为的半圆。某人晨练时按此图自A点出发,沿图中箭头所示路径ABCOA行进,第一次返回A点的过程中,他的路程和位移大小分别是(　　)
A.0,0
B.0,2πR
C.2πR,0
D.2πR,2πR
3.根据速度定义式v=,当Δt极短时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了下列物理方法中的(　　)
A.控制变量法
B.假设法
C.微元法
D.极限法
4.港珠澳大桥全长55 km,大桥通车后,从香港到珠海驱车仅需30 min,该大桥允许车辆通行的速度最高为100 km/h。下列说法正确的是(　　)
A.30 min是指时间间隔
B.30 min是指时刻
C.55 km是指位移大小
D.100 km/h是指平均速度
5.甲、乙两位同学在放学时,从学校所在地骑自行车沿平直的公路回家,先到乙同学家,休息一会儿,甲同学继续骑车前行,在70 min时到家,甲同学的x-t图像如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.在前20 min内甲同学做加速运动
B.甲同学在乙同学家停留了30 min
C.甲、乙两同学家相距3.6 km
D.甲从离开学校至到家的这段时间内,平均速度为2 m/s
6.ETC是电子不停车收费系统的简称,汽车在进入ETC通道感应识别区前需要减速至5 m/s。某时刻甲、乙两车的速度均为15 m/s,进入ETC通道感应识别区前,都恰好减速至5 m/s,减速过程的v-t图像如图所示,则(　　)
A.t1时刻甲车的速度大于乙车的速度
B.t1时刻甲车的加速度等于乙车的加速度
C.0~t1时间内,甲、乙两车的速度变化量相同
D.t1~t2时间内,甲车的加速度小于乙车的加速度
7.电梯、汽车等在加速时会使乘客产生不适感,汽车工程师用急动度作为评判乘客此类不适感的指标,其中急动度是描述加速度变化快慢的物理量,即j=。按照这一指标,急动度为0的乘客,感觉较舒适。某汽车加速过程的急动度随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.在0~5 s时间内,汽车的加速度不变
B.在5~10 s时间内,汽车的加速度不变
C.在0~5 s时间内,汽车加速度的变化量大小为2.0 m/s2
D.在5~10 s时间内,乘客感觉较舒适
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.我国北斗卫星导航系统可以为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航与授时服务。下列说法正确的是(　　)
A.北斗卫星导航系统定位提供的是被测物体的位移
B.北斗卫星导航系统定位提供的是被测物体的位置
C.北斗卫星导航系统授时服务提供的是时刻
D.北斗卫星导航系统授时服务提供的是时间间隔
9.如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增大到100 m/s;如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来。下列说法正确的是(　　)
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快
D.火箭的加速度比汽车的加速度小
10.a、b、c三辆汽车在同一平直训练场地上行驶,它们的v-t图像分别为图中的a、b、c,由图像可知(　　)
A.三辆汽车中b车加速度最大
B.c汽车做加速度变大的加速直线运动
C.0~4 s内,a、b两汽车运动方向相同
D.第3 s末,b、c两汽车的加速度相同
三、非选择题(本题共5小题,共64分)
11.(6分)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你回答下列有关问题:
(1)图甲、乙是两种打点计时器的图片,其中图乙是　　　　　　　　　　(选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)。
(2)关于图示的两种打点计时器,下列说法正确的是　　　　。
A.甲使用直流电源,乙使用交流电源
B.它们都使用10 V以下的交流电源
C.当电源频率为50 Hz时,它们都是每隔0.02 s打一个点
D.乙工作时,纸带运动受到的阻力较小,所以实验误差也较小
12.(15分)(1)在用打点计时器测速度的实验中,除电火花计时器(含纸带、墨粉纸盘)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线和开关外,在下面仪器和器材中,必须使用的有　　　　(填选项字母)。
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
(2)实验过程中,下列做法正确的是　　　　(填选项字母)。
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)某同学用如图甲所示的装置打出的一条纸带如图乙所示,其中A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
甲
乙
①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为　　　　 m/s(保留2位有效数字)。
②由纸带所示数据可算得小车运动的加速度大小为　　　 m/s2(保留2位有效数字)。
(4)用如图丙所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度,为使速度的测量值更接近瞬时速度,正确的措施是　　　　 。
丙
A.换用宽度更宽的遮光条
B.换用宽度更窄的遮光条
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.使滑块的释放点更远离光电门
13.(13分)下表是在北京西与长沙区间运行的某次列车运行时刻表。假设列车准点到达和准点开出。
站名 北京西 ↓ 长沙 自北京西起 里程/km 北京西 ↑ 长沙
到时 发时 发时 到时
北京西 — 17:00 0 — 8:14
郑州 23:29 23:35 690 1:40 1:39
武昌 5:01 5:09 1 226 20:12 20:04
岳阳 7:12 7:18 1 441 17:58 17:56
长沙 8:38 1 588 16:36 —
(1)求列车由长沙开出到达武昌的过程中的平均速率(结果保留4位有效数字)。
(2)求列车由郑州开出到达岳阳的过程中的平均速率(结果保留3位有效数字)。
(3)求北京西到长沙的列车在5:05时的速度和全程的平均速率。
14.(14分)如图所示,子弹和足球的初速度均为v0=20 m/s,方向向右。设它们与木板作用的时间都是0.1 s。
(1)子弹击穿木板后速度大小变为8 m/s,求子弹击穿木板时加速度的大小及方向。
(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为8 m/s,求足球与木板碰撞反弹时的加速度的大小及方向。
15.(16分)为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯。当列车还有一段距离才能到达道口时,道口应亮起红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过。假设汽车通过道口的速度v2=36 km/h,停车线至道口拦木的距离x0=5 m,道口宽度x=26 m,汽车长l=15 m(如图所示),把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动,列车以180 km/h的速度行驶。问列车离道口的距离l'为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口
第一章　运动的描述
一、单项选择题(本题共7小题,每小题3分,共21分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.A
以救生员为参考系,处于静止状态的是救生员抱着的伤病员,直升机、钻井平台、直升机的驾驶员都相对于救生员向下运动。故选项A正确,选项B、C、D错误。
2.C
位移由初位置指向末位置,人沿图中箭头所示路径运动,当人由A点运动到C点再返回A点时,位移大小等于0,路程等于大圆的半个圆弧长加上中央小圆的两个半圆弧长之和,等于2πR。选项C正确。
3.D
在时间间隔Δt较小的情况下,平均速度能比较精确地描述物体运动的快慢程度,Δt越小,描述越精确,这里利用的是极限法。
4.A
30 min是时间间隔,A正确,B错误。55 km是路程,C错误。100 km/h是车辆允许行驶的最大速度,指瞬时速度,不是平均速度,D错误。
5.A
前20 min,甲同学做匀速直线运动,A错误。20~50 min内甲同学一直在乙同学家,B正确。甲、乙两同学家的距离为8.4 km-4.8 km=3.6 km,C正确。甲同学从学校到家的位移x=8.4 km,所用时间t=70 min=4 200 s,平均速度v= m/s=2 m/s,D正确。
6.C
根据v-t图像的物理意义可知,t1时刻甲、乙两车速度大小相等,选项A错误。v-t图像的斜率表示加速度,斜率的绝对值越大,加速度越大,故t1时刻甲车的加速度大于乙车的加速度,选项B错误。t1~t2时间内,甲车对应图线的斜率的绝对值大于乙车对应图线的斜率的绝对值,因此甲车的加速度大于乙车的加速度,选项D错误。0~t1时间内,甲、乙两车的初速度相同,末速度也相同,所以0~t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同,选项C正确。
7.C
由急动度的物理意义可知,在0~5 s时间内,急动度增大,加速度增大得越来越快,在5~10 s时间内,急动度不变,则加速度均匀增大,即加速度总是在变化的,选项A、B错误。在0~5 s时间内,汽车加速度的变化量大小Δa=×5.0×0.8 m/s2=2.0 m/s2,选项C正确。急动度越小,乘客越舒适,在5~10 s时间内急动度最大,乘客感觉不舒适,选项D错误。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.BC
北斗卫星导航系统能够定位物体的位置,选项A错误,选项B正确。授时服务提供的是时刻,选项C正确,选项D错误。
9.BD
因火箭发射时,速度在10 s内由0增加到100 m/s,故10 s内火箭的速度改变量为100 m/s,选项A错误。汽车以108 km/h=30 m/s的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,则2.5 s内汽车的速度改变量为0-30 m/s=-30 m/s,选项B正确。火箭的加速度大小为a1= m/s2=10 m/s2;汽车的加速度大小为a2= m/s2=12 m/s2,故火箭的速度变化比汽车的慢,火箭的加速度比汽车的加速度小,选项D正确,C错误。
10.AC
从题中图像可知,b车加速度最大,选项A正确。c图线的斜率不变且大于0,则其加速度不变,说明c做加速直线运动,选项B错误。0~4 s内,a、b的速度均一直为正,说明两车的运动方向相同,选项C正确。由于图线b斜率的绝对值大于图线c斜率的绝对值,因此b的加速度大于c的加速度,选项D错误。
三、非选择题(本题共5小题,共64分)
11.
(1)电火花计时器　(2)CD
(1)题图甲是电磁打点计时器,题图乙是电火花计时器。
(2)电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器工作电压约8 V,电火花计时器工作电压是220 V,当电源的频率为50 Hz时,它们都是每隔0.02 s打一个点,故A、B错误,C正确。电火花计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,实验误差较小,D正确。
12.
(1)AC　(2)BD　(3)①0.30　②0.40　(4)BD
(1)在该实验中,打点计时器需要用电压合适的交流电源,需要用刻度尺测量点迹之间的距离,不需要秒表,也不需要测量质量,所以不需要天平,故A、C正确,B、D、E错误。
(2)为了充分利用纸带,在纸带上打下尽可能多的点,需要先接通电源,后释放小车,同时要让小车停在靠近打点计时器附近,故B、D正确,A、C错误。
(3)相邻两个计数点之间的时间间隔t=5× s=0.1 s。
①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小vC=×0.01 m/s=0.30 m/s。
②小车运动的加速度大小a=×0.01 m/s2=0.40 m/s2。
(4)用光电门测速度时,遮光条遮光时间很短,可以用平均速度表示瞬时速度,所以要提高测量的准确度,需要减小遮光条的遮光时间,即使用更窄的遮光条,或者在更远处释放滑块,这样可以让滑块以更大的速度经过光电门,故B、D正确,A、C错误。
13.
(1)104.4 km/h
(2)98.6 km/h
(3)0　101.6 km/h
(1)由题表可知,由长沙到武昌的过程中,
路程x1=1 588 km-1 226 km=362 km
时间t1=3 h 28 min=3.467 h
所以有=104.4 km/h。
(2)由题表可得,由郑州到岳阳的过程中,
路程x2=1 441 km-690 km=751 km
时间t2=7 h 37 min=7.617 h
所以平均速率=98.6 km/h。
(3)北京西到长沙的列车在5:05时在武昌站停车,所以此时的瞬时速度为0
全程路程x=1 588 km
时间为t=15 h 38 min=15.633 h
所以全程的平均速率=101.6 km/h。
14.
(1)设子弹初速度的方向为正方向,则子弹的初速度v1=20 m/s,末速度v2=8 m/s,根据加速度的定义知,此过程中子弹的加速度a1= m/s2=-120 m/s2,负号表示加速度的方向与初速度的方向相反。
(2)设足球初速度的方向为正方向,则足球的初速度v1'=20 m/s,末速度v2'=-8 m/s,根据加速度的定义知,此过程中足球的加速度a2= m/s2=-280 m/s2,负号表示加速度的方向与初速度的方向相反。
15.
230 m
为确保行车安全,要求列车驶过距离l'的时间内,已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口
汽车从越过停车线至车尾通过道口,汽车的位移
x'=l+x0+x=(15+5+26) m=46 m
汽车速度v2=36 km/h=10 m/s,通过这段位移需要的时间t= s=4.6 s,高速列车的速度v1=180 km/h=50 m/s,所以汽车离道口的距离l'=v1t=50×4.6 m=230 m。

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