山东师范大学附属中学2019-2020高一上学期物理第一次月考试卷
山东师范大学附属中学2019-2020学年高一上学期物理第一次月考试卷
一、单选题
1.(2019高一上·山东月考)2019年10月1日,我国在北京成功地举行了建国70周年国庆大阅兵,气势 恢宏的场面,极大地激发了全国人民的爱国热情和建设好现代化祖国的信心,下列说法中正确的是( )
A.研究正在列队通过天安门的女子方队中每一个队员的动作时,可以把队员看成质点
B.研究从天安门上空飞过的飞机的机群数量时,可以把飞机看成质点
C.欣赏战斗机通过天安门的壮观场面时,飞机可以看成质点
D.研究女兵方队正步通过天安门的时间时,能把女兵方队看成质点
2.(2019高一上·山东月考)以下计时数据指时间间隔的是( )
A.每天18:10听力测试准时开始
B.早自习背诵《劝学》花费20分钟
C.每天早晨第一节课7:50开始
D.公寓楼6:50准时关门
3.(2019高一上·嘉兴期中)下列物理量属于矢量的是( )
A.温度 B.密度 C.压强 D.瞬时速度
4.(2019高一上·山东月考)如图所示,一个物体从圆轨道的A点出发,经过1 个圆周到达B点,已知圆的半径为R,那么物体的位移的大小和路程分别是( )
A. , B. , C. , D. ,
5.(2019高一上·山东月考)有关瞬时速度、平均速度、平均速率,以下说法正确的是( )
A.瞬时速度是指物体在某一位置或某一时刻的速度
B.平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值,方向沿运动轨迹的切线方向
C.做变速运动的物体,平均速率就是平均速度的大小
D.物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值
6.(2019高一上·山东月考)关于速度和加速度,下列说法中正确的是( )
A.加速度与Δv成正比,与Δt成反比
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.只要加速度不等于零,速率就一定会变化
D.当加速度为负值时,物体必然做减速运动
7.(2019高一上·山东月考)爬竿运动员从竿上端由静止开始先匀加速下滑时间3t,再匀减速下滑时间2t恰好到达竿底且速度为0,则这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为( )
A.3 2 B.2 3 C.9 4 D.4 9
8.(2016高一上·运城期中)一物体由静止开始做匀变速直线运动,在时间t内通过的位移为x,则它从出发开始经过 的位移所用的时间为( )
A. B. C. D.t
9.(2018高一上·河北期中)一质点做匀加速直线运动,依次经过O、A、B、C四点,A、B间的距离为10m,B、C间的距离为14m,已知物体通过OA段、AB段、BC段所用的时间相等。则O与A的距离为( )
A.8 m B.6 m C.4 m D.2 m
10.(2019高一上·山东月考)一质点由静止开始做匀加速直线运动,它在第10 s内的位移为28.5m,则其加速度大小为( )
A.1.9 m/s2 B.2.0 m/s2 C.9.5 m/s2 D.3.0 m/s2
二、多选题
11.(2019高一上·山东月考)某质点的位移随时间变化的关系是x=4t-t2,x与t的单位分别为m和s,设质点的初速度为v0,加速度为a,下列说法正确的是( )
A.v0=4 m/s,a=-2m/s2 B.v0=4 m/s,a=-1m/s2
C.2s内的位移为12m D.2s末的速度为0
12.(2019高一上·山东月考)如图所示,折线表示物体甲从A地向B地运动的x-t图象,直线表示物体乙从B地向A地运动的x-t图象,则下列说法正确的是( )
A.在2~6 s内,甲物体静止
B.6~8s甲做匀速直线运动,其速度大小为5m/s
C.从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为40 m
D.甲乙是从同一位置开始出发的
13.(2019高一上·山东月考)某汽车沿一直线运动,在t时间内通过的位移为L,在 处速度为v1,在 处速度为v2,则( )
A.匀加速运动,v1>v2 B.匀加速运动,v1
14.(2019高一上·山东月考)一物体做匀变速直线运动,经过时间t,它的速度由v1变为v2,经过的位移为s,下列说法中正确的是( )
A.这段时间内它的平均速度为
B.这段时间内它的平均速度为
C.经过 时,它的瞬时速度为
D.经过 时,它的瞬时速度为
15.(2019高一上·山东月考)2004年7月25日,中国用长征运载火箭成功的发射了“探测二号”卫星。右图是某监测系统每隔2.5s 拍摄的,关于起始加速阶段火箭的一组照片。已知火箭的长度为40m,用刻度尺测量照片上的长度关系,结 果如图所示。则火箭的加速度a和火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v分别是多少( )
A.a=0.8m/s2 B.a=8m/s2 C.v=42m/s D.v=21m/s
16.(2019高一上·山东月考)下列说法中正确的是( )
A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动
B.自由落体运动是初速度为0、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动
C.不同的物体做自由落体运动,其运动规律是相同的
D.质点做自由落体运动,在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1:4:9
17.(2019高一上·山东月考)一个做匀变速直线运动的质点的v-t图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.0~4s加速度的大小和方向都不变
B.2s时物体的运动方向发生改变
C.2s时物体的加速度为0
D.4s物体回到出发点
18.(2019高一上·山东月考)如图所示,一小滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端C,已知3AB=BC,则下列说法正确的是( )
A.滑块到达B,C两点的速度之比为1
B.滑块到达B,C 两点的速度之比为1 2
C.滑块通过AB,BC 两段的时间之比为1 1
D.滑块通过 AB,BC 两段的时间之比为1 ( -1)
19.(2019高一上·山东月考)一个物体在同一条直线上运动的x-t图象如图所示,图象是一条抛物线,坐标原点是抛物线的顶点,下列说法中正确的是( )
A.该物体的运动是正方向的匀加速直线运动
B.t=0时,物体的初速度为0
C.物体的加速度大小是0.2m/s2
D.无法判断t=0时刻物体的初速度是否为0
20.(2019高一上·山东月考)一物体以大小为2m/s的初速度做匀变速直线运动,2s后速度大小变为8m/s,则该物体的加速度大小可能为( )
A.3m/s2 B.4m/s2 C.5m/s2 D.6m/s2
三、解答题
21.(2016高一上·咸阳期中)一辆汽车正在平直的公路上以72km/h的速度行驶,司机看见红色信号灯便立即踩下制动器,此后,汽车开始做匀减速直线运动.设汽车减速过程的加速度大小为5m/s2,求:
(1)开始制动后,前2s内汽车行驶的距离.
(2)开始制动后,前5s内汽车行驶的距离.
22.(2019高一上·山东月考)在高速公路上,有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车。设某人驾车正以最高时速沿该高速公路匀速行驶,该车刹车时产生的加速度大小为5 m/s2,该人的反应时间(从意识到应该停车到操作刹车的时间)为0.5s.如果行驶时的安全车距至少为105m,最高应该限速多少km/h?
23.(2017高一上·广州期中)某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从80m的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从60m远处由静止向楼底先匀加速运动3s,再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上(不计空气阻力,人和汽车看成质点,g=10m/s2),求:
(1)汽车经多长时间开到楼底;
(2)汽车匀加速运动的时间和加速度的大小.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】A. 研究正在列队通过天安门的女子方队中每一个队员的动作时,队员的动作各部分运动情况不相同,不可以把队员看成质点,A不符合题意;
B. 研究从天安门上空飞过的飞机的机群数量时,完全可以忽略飞机的大小和形状,因此可以把飞机看成质点,B符合题意;
C. 欣赏战斗机通过天安门的壮观场面时,飞机的大小和形状不能忽略,不可以把飞机可以看成质点,C不符合题意;
D. 研究女兵方队正步通过天安门的时间时,需要考虑队列的长度,不能把女兵方队看成质点,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】物体能否作为质点主要看物体的形状和大小对所研究的问题有没有影响。
2.【答案】B
【知识点】时间与时刻
【解析】【解答】A. 每天18:10听力测试准时开始,18:10指的是时刻,A不符合题意;
B. 早自习背诵《劝学》花费20分钟,花费20分钟指的是时间间隔,B符合题意;
C. 每天早晨第一节课7:50开始,7:50指的是时刻,C不符合题意;
D. 公寓楼6:50准时关门,6:50指的是时刻,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】听力测试开始时间属于时刻;早自习背诵时间属于时间间隔;上课开始时间属于时刻;关门时间属于时刻。
3.【答案】D
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】A. 温度只有大小没有方向,是标量,A不符合题意;
B. 密度只有大小没有方向,是标量,B不符合题意;
C. 压强虽然既有大小又有方向,但合成时不满足平行四边形定则,所以是标量,C不符合题意;
D. 瞬时速度既有大小又有方向,合成时满足平行四边形定则,所以是矢量,D符合题意。
故答案为:D
【分析】既有大小又有方向的量为矢量,例如位移、速度、加速度、力、电场强度等,只有大小没有方向的量为标量,例如路程、时间、能量、功等。
4.【答案】A
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】一个物体从圆轨道的A点出发,经过1 个圆周到达B点,A、B与圆心连线的夹角为90°,物体位移的大小x=2R = R;物体路程的大小s=1 2 R= 。
故答案为:A
【分析】利用初末位置可以求出位移的大小;利用轨迹长度可以求出路程的大小。
5.【答案】A
【知识点】速度与速率;平均速度;瞬时速度
【解析】【解答】A. 瞬时速度就是指物体在某一位置或某一时刻的速度,A符合题意;
B. 平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值,方向沿物体位移的方向,而不是沿运动轨迹的切线方向,B不符合题意;
C. 平均速率为路程与时间的比值,平均速度为位移与时间的比值,因做变速运动的物体位移大小不一定与路程相等,平均速率不是平均速度的大小,C不符合题意;
D. 不论物体做什么运动,平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】瞬时速度是指某一瞬时物体运动的快慢;平均速度是指一段时间位移与时间的比值,其方向为位移的方向。
6.【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.加速度的定义式为a= ,加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,加速度与Δv、Δt无关,A不符合题意;
B. v0<0,a<0,说明速度与加速度的方向相同,物体做加速运动,B符合题意;
C. 加速度不等于零,速度一定会变化,而速率不一定变化,例如匀速圆周运动,C不符合题意;
D. 加速度为负值时,说明加速度方向与选定的正方向相反,不一定与速度方向相反,物体也可能做加速运动,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】加速度的大小与速度变化量及运动时间无关;利用加速度和速度符号可以判别加速和减速;只要加速度等于0速度一定发生变化。
7.【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】设匀加速运动的末速度为v,则匀加速运动的加速度大小 ,匀减速运动的加速度大小 ,则a1 a2=2 3。
故答案为:B
【分析】利用速度公式结合运动的时间可以求出加速度的比值。
8.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】解:根据匀变速直线运动的位移时间公式得:
,
,
解得: .
故选:B.
【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式列出位移为x和 的表达式,从而得出从出发开始经过 的位移所用的时间.
9.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】据匀加速直线运动规律,连续相等的时间间隔T内物体的位移之差 ,则 ,所以 ,B符合题意.
故答案为:B
【分析】利用逐差法结合邻差公式可以求出OA之间的距离大小。
10.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】前10s内位移为
前9s内的位移为
故第10s内的位移为x=x1-x2=9.5a
代入数据解得
故答案为:D
【分析】利用位移公式相减可以求出加速度的大小。
11.【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
【解析】【解答】AB.由匀变速运动的位移x=v0t+ at2可对应题干中的表达式x=4t-t2,可得:初速度v0=4m/s,加速度a=-2m/s2,A符合题意,B不符合题意;
C.由x=4t-t2可知,2s内的位移为x=4t-t2=4 2m-22m=4m
C不符合题意;
D.由速度v=v0+at可得,2s末的速度为v=v0+at=4m/s+(-2) 2m/s=0
D符合题意。
故答案为:AD
【分析】利用位移公式可以求出初速度和加速度的大小;利用初速度和加速度的大小可以求出位移和速度的大小。
12.【答案】A,C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A. 在2~6 s内,甲物体的位置坐标没有变化,甲处于静止状态,A符合题意;
B. 6~8s甲做匀速直线运动,其速度大小为v= = m/s=10m/s
B不符合题意;
C.两图线的交点表示两物体相遇,由图看出,两物体在8s末相遇在x=60m处,则从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为40m,C符合题意;
D.甲从x=0处沿正方向运动,乙从x=100m处沿负方向运动,甲乙不是从同一位置开始出发的,D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】利用坐标没有改变可以判别甲处于静止;利用图像斜率可以求出速度的大小;利用初末位置坐标可以求出位移的大小;利用出发坐标可以判别物体不是同一位置出发。
13.【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】对运动过程运用速度位移公式、平均速度公式和位移时间公式列式后联立,求解出中间位置和中间时刻的瞬时速度的一般表达式,再进行分析讨论.
设汽车的初速度为 ,末速度为v,则在中间时刻时速度 ,根据位移时间公式可得 , ,解得在中间位置时的速度为 ,根据数学知识可得 ,即无论汽车做匀加速运动还是匀减速运动,都有 ,AD符合题意.
故答案为:AD
【分析】利用初末速度的大小可以求出平均速度的大小及中间位置的瞬时速度大小,对两者的大小进行比较。
14.【答案】A,B,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.因为位移为s,运动时间为t,则这段时间内的平均速度为 ,A符合题意;
B.因为初速度为v1,末速度为v2,根据匀变速运动的推论知,平均速度为 ,B符合题意;
C.根据匀变速运动的推论,在一段时间内平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,而中间位移 时的速度是大于中间时刻时的瞬时速度,即经过 时,它的瞬时速度大于 ,C不符合题意;
D、由速度和位移关系可以推导出,中间位移 时的瞬时速度为 ,D符合题意.
故答案为:ABD
【分析】利用位移除以时间可以求出平均速度的大小;利用初末速度之和的一半可以求出平均速度的大小;平均速度等于中间时刻的速度不等于中间位置的速度大小;利用速度位移公式可以求出中间位置的速度大小。
15.【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】根据火箭的长度为40m,测量照片上的长度为4格,则每格长度为10m,火箭第1个像与第2个像间的位移大小x1=80m,火箭第2个像与第3个像间的位移大小x2=130m;时间间隔t=2.5s。
AB.由逐差法Δx=at2可得加速度a= = m/s2=8m/s2
A不符合题意,B符合题意;
CD.第2个像所对应时刻的瞬时速度大小等于第1个像与第3个像间的平均速度,则v= = m/s=42m/s
C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】利用邻差公式可以求出加速度的大小;结合平均速度公式可以求出瞬时速度的大小。
16.【答案】B,C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】A.自由落体运动是物体从静止开始只在重力作用下的运动,物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动,A不符合题意;
B.自由落体运动是初速度为0、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动,B符合题意;
C.不同的物体做自由落体运动都是初速度为0、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动,即其运动规律是相同的,C符合题意;
D.自由落体运动下落高度为 ,故在前1s内、前2s内、前 3s内的位移之比为 1:4:9 ,故在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为 1:3:5 ,D不符合题意.
故答案为:BC
【分析】物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动;利用位移公式可以求出相邻时间的位移之比。
17.【答案】A,B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.在v-t图象中,直线的斜率等于加速度,0~4s内斜率不变,说明物体的加速度大小和方向都不变,A符合题意;
B.2s时物体的速度为零,2s前速度为负值,2s后速度为正值,所以2s时物体的运动方向发生改变,B符合题意;
C. v-t图象是一条直线,在直线上各个时刻的加速度都相同,C不符合题意;
D.速度时间图象所围的面积表示位移,在横轴上方所围面积为正,下方为负,则在0~4s内物体的位移为零,所以4s时物体回到出发点,D符合题意。
故答案为:ABD
【分析】利用图像斜率可以判别加速度的大小和方向;利用速度的符号可以判别运动的方向;利用面积的大小可以判别物体的位置。
18.【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB.根据匀变速直线运动的速度位移公式v2=2ax得,v= ,由题知3AB=BC,滑块到达B、C两点所经过的位移比为1 4,则通过B、C两点的速度之比为1 2,A不符合题意,B符合题意;
CD.初速度为零的匀变速直线运动的物体从开始在连续相等时间内的位移之比为1 3 5 7,由题知3AB=BC,则滑块通过AB、BC 两段的时间之比为1 1,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】利用速度位移公式可以求出速度之比;利用速度比值可以求出运动时间之比。
19.【答案】A,B,C
【知识点】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】x-t图象是一条抛物线,故其函数关系为 ,由运动学公式 可知,该物体做初速度为零沿正方向的匀加速直线运动,即t=0时,物体的初速度为0;把x=10m,t=10s代入 ,可得加速度a=0.2m/s2。
A.该物体的运动是正方向的匀加速直线运动,与分析相一致,A符合题意;
B.t=0时,物体的初速度为0,与分析相一致,B符合题意;
C.物体的加速度大小是0.2m/s2,与分析相一致,C符合题意;
D.无法判断t=0时刻物体的初速度是否为0,与分析不一致,D不符合题意。
故答案为:ABC
【分析】利用函数表达式结合位移公式可以求出加速度的大小及初速度的大小。
20.【答案】A,C
【知识点】加速度
【解析】【解答】若物体做匀加速直线运动,则
若物体先减速到零,后做加速运动,则
故答案为:AC.
【分析】做本题的关键是知道物体的运动性质的可能性,然后根据加速度的定义式求解,需要注意如果涉及两个方向上的运动,千万不能丢掉负号.
21.【答案】(1)解:汽车的初速度v0=72 km/h=20 m/s,末速度v=0,加速度a=﹣5 m/s2;
汽车运动的总时间t= = s=4 s.
因为t1=2 s<t,所以汽车2 s末没有停止运动
故x1=v0t1+ at =(20×2﹣ ×5×22) m=30 m
(2)解:因为t2=5 s>t,所以汽车5 s时早已停止运动
故x2=v0t+ at2=(20×4﹣ ×5×42) m=40 m
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车速度减为零的时间,判断汽车是否停止,再结合位移公式求出汽车的位移
22.【答案】解:当司机发现紧急情况在反应时间内,汽车仍以原来的速度做匀速直线运动;刹车后,汽车匀减速滑行,所以,刹车过程中汽车先后做着两种不同的运动,行驶中的安全车距应等于两部分位移之和,其运动情况如下图所示:
设汽车的最高时速为v,在反应时间t1=0.5s内,汽车做匀速直线运动的位移为s1=vt1=0.5v
刹车后汽车做匀减速直线运动,滑行时间为t2= =
汽车刹车后滑行的位移为s2=vt2+ at22= + ×(-5)×( )2
依题意s1+s2=105m,即 + ×(-5)×( )2+0.5v=105
解得v=30m/s=108km/h
最高应该限速为108km/h。
【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】【分析】汽车在反应时间内做匀速直线运动,紧接着做匀减速运动;利用匀速直线运动的位移公式结合匀减速的速度位移公式可以求出全程位移的表达式进而求出初速度的大小。
23.【答案】(1)解:人做自由落体运动,所以h= gt2
解得:t= =4s
所以汽车运动的时间也为4s.
答:汽车经4s开到楼底;
(2)解:因为汽车匀加速时间为t1=3s
所以汽车匀速运动的时间为t2=t﹣t1=1s
匀加速位移为s1= at2
匀速运动速度为:V=at1
匀速运动位移s2=vt2
又s1+s2=60
解得a=8m/s2
答:汽车匀加速运动的时间为3s,加速度的大小为8m/s2.
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】(1)汽车运动的时间和人运动的时间相同,人做自由落体运动,根据位移时间公式即可求解;(2)先求出匀速运动的时间,设出匀速运动的速度,根据运动学基本公式抓住位移之和为60m即可求解.
山东师范大学附属中学2019-2020学年高一上学期物理第一次月考试卷
一、单选题
1.(2019高一上·山东月考)2019年10月1日,我国在北京成功地举行了建国70周年国庆大阅兵,气势 恢宏的场面,极大地激发了全国人民的爱国热情和建设好现代化祖国的信心,下列说法中正确的是( )
A.研究正在列队通过天安门的女子方队中每一个队员的动作时,可以把队员看成质点
B.研究从天安门上空飞过的飞机的机群数量时,可以把飞机看成质点
C.欣赏战斗机通过天安门的壮观场面时,飞机可以看成质点
D.研究女兵方队正步通过天安门的时间时,能把女兵方队看成质点
【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】A. 研究正在列队通过天安门的女子方队中每一个队员的动作时,队员的动作各部分运动情况不相同,不可以把队员看成质点,A不符合题意;
B. 研究从天安门上空飞过的飞机的机群数量时,完全可以忽略飞机的大小和形状,因此可以把飞机看成质点,B符合题意;
C. 欣赏战斗机通过天安门的壮观场面时,飞机的大小和形状不能忽略,不可以把飞机可以看成质点,C不符合题意;
D. 研究女兵方队正步通过天安门的时间时,需要考虑队列的长度,不能把女兵方队看成质点,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】物体能否作为质点主要看物体的形状和大小对所研究的问题有没有影响。
2.(2019高一上·山东月考)以下计时数据指时间间隔的是( )
A.每天18:10听力测试准时开始
B.早自习背诵《劝学》花费20分钟
C.每天早晨第一节课7:50开始
D.公寓楼6:50准时关门
【答案】B
【知识点】时间与时刻
【解析】【解答】A. 每天18:10听力测试准时开始,18:10指的是时刻,A不符合题意;
B. 早自习背诵《劝学》花费20分钟,花费20分钟指的是时间间隔,B符合题意;
C. 每天早晨第一节课7:50开始,7:50指的是时刻,C不符合题意;
D. 公寓楼6:50准时关门,6:50指的是时刻,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】听力测试开始时间属于时刻;早自习背诵时间属于时间间隔;上课开始时间属于时刻;关门时间属于时刻。
3.(2019高一上·嘉兴期中)下列物理量属于矢量的是( )
A.温度 B.密度 C.压强 D.瞬时速度
【答案】D
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】A. 温度只有大小没有方向,是标量,A不符合题意;
B. 密度只有大小没有方向,是标量,B不符合题意;
C. 压强虽然既有大小又有方向,但合成时不满足平行四边形定则,所以是标量,C不符合题意;
D. 瞬时速度既有大小又有方向,合成时满足平行四边形定则,所以是矢量,D符合题意。
故答案为:D
【分析】既有大小又有方向的量为矢量,例如位移、速度、加速度、力、电场强度等,只有大小没有方向的量为标量,例如路程、时间、能量、功等。
4.(2019高一上·山东月考)如图所示,一个物体从圆轨道的A点出发,经过1 个圆周到达B点,已知圆的半径为R,那么物体的位移的大小和路程分别是( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】A
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】一个物体从圆轨道的A点出发,经过1 个圆周到达B点,A、B与圆心连线的夹角为90°,物体位移的大小x=2R = R;物体路程的大小s=1 2 R= 。
故答案为:A
【分析】利用初末位置可以求出位移的大小;利用轨迹长度可以求出路程的大小。
5.(2019高一上·山东月考)有关瞬时速度、平均速度、平均速率,以下说法正确的是( )
A.瞬时速度是指物体在某一位置或某一时刻的速度
B.平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值,方向沿运动轨迹的切线方向
C.做变速运动的物体,平均速率就是平均速度的大小
D.物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值
【答案】A
【知识点】速度与速率;平均速度;瞬时速度
【解析】【解答】A. 瞬时速度就是指物体在某一位置或某一时刻的速度,A符合题意;
B. 平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值,方向沿物体位移的方向,而不是沿运动轨迹的切线方向,B不符合题意;
C. 平均速率为路程与时间的比值,平均速度为位移与时间的比值,因做变速运动的物体位移大小不一定与路程相等,平均速率不是平均速度的大小,C不符合题意;
D. 不论物体做什么运动,平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】瞬时速度是指某一瞬时物体运动的快慢;平均速度是指一段时间位移与时间的比值,其方向为位移的方向。
6.(2019高一上·山东月考)关于速度和加速度,下列说法中正确的是( )
A.加速度与Δv成正比,与Δt成反比
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.只要加速度不等于零,速率就一定会变化
D.当加速度为负值时,物体必然做减速运动
【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.加速度的定义式为a= ,加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,加速度与Δv、Δt无关,A不符合题意;
B. v0<0,a<0,说明速度与加速度的方向相同,物体做加速运动,B符合题意;
C. 加速度不等于零,速度一定会变化,而速率不一定变化,例如匀速圆周运动,C不符合题意;
D. 加速度为负值时,说明加速度方向与选定的正方向相反,不一定与速度方向相反,物体也可能做加速运动,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】加速度的大小与速度变化量及运动时间无关;利用加速度和速度符号可以判别加速和减速;只要加速度等于0速度一定发生变化。
7.(2019高一上·山东月考)爬竿运动员从竿上端由静止开始先匀加速下滑时间3t,再匀减速下滑时间2t恰好到达竿底且速度为0,则这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为( )
A.3 2 B.2 3 C.9 4 D.4 9
【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】设匀加速运动的末速度为v,则匀加速运动的加速度大小 ,匀减速运动的加速度大小 ,则a1 a2=2 3。
故答案为:B
【分析】利用速度公式结合运动的时间可以求出加速度的比值。
8.(2016高一上·运城期中)一物体由静止开始做匀变速直线运动,在时间t内通过的位移为x,则它从出发开始经过 的位移所用的时间为( )
A. B. C. D.t
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】解:根据匀变速直线运动的位移时间公式得:
,
,
解得: .
故选:B.
【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式列出位移为x和 的表达式,从而得出从出发开始经过 的位移所用的时间.
9.(2018高一上·河北期中)一质点做匀加速直线运动,依次经过O、A、B、C四点,A、B间的距离为10m,B、C间的距离为14m,已知物体通过OA段、AB段、BC段所用的时间相等。则O与A的距离为( )
A.8 m B.6 m C.4 m D.2 m
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】据匀加速直线运动规律,连续相等的时间间隔T内物体的位移之差 ,则 ,所以 ,B符合题意.
故答案为:B
【分析】利用逐差法结合邻差公式可以求出OA之间的距离大小。
10.(2019高一上·山东月考)一质点由静止开始做匀加速直线运动,它在第10 s内的位移为28.5m,则其加速度大小为( )
A.1.9 m/s2 B.2.0 m/s2 C.9.5 m/s2 D.3.0 m/s2
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】前10s内位移为
前9s内的位移为
故第10s内的位移为x=x1-x2=9.5a
代入数据解得
故答案为:D
【分析】利用位移公式相减可以求出加速度的大小。
二、多选题
11.(2019高一上·山东月考)某质点的位移随时间变化的关系是x=4t-t2,x与t的单位分别为m和s,设质点的初速度为v0,加速度为a,下列说法正确的是( )
A.v0=4 m/s,a=-2m/s2 B.v0=4 m/s,a=-1m/s2
C.2s内的位移为12m D.2s末的速度为0
【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
【解析】【解答】AB.由匀变速运动的位移x=v0t+ at2可对应题干中的表达式x=4t-t2,可得:初速度v0=4m/s,加速度a=-2m/s2,A符合题意,B不符合题意;
C.由x=4t-t2可知,2s内的位移为x=4t-t2=4 2m-22m=4m
C不符合题意;
D.由速度v=v0+at可得,2s末的速度为v=v0+at=4m/s+(-2) 2m/s=0
D符合题意。
故答案为:AD
【分析】利用位移公式可以求出初速度和加速度的大小;利用初速度和加速度的大小可以求出位移和速度的大小。
12.(2019高一上·山东月考)如图所示,折线表示物体甲从A地向B地运动的x-t图象,直线表示物体乙从B地向A地运动的x-t图象,则下列说法正确的是( )
A.在2~6 s内,甲物体静止
B.6~8s甲做匀速直线运动,其速度大小为5m/s
C.从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为40 m
D.甲乙是从同一位置开始出发的
【答案】A,C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A. 在2~6 s内,甲物体的位置坐标没有变化,甲处于静止状态,A符合题意;
B. 6~8s甲做匀速直线运动,其速度大小为v= = m/s=10m/s
B不符合题意;
C.两图线的交点表示两物体相遇,由图看出,两物体在8s末相遇在x=60m处,则从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为40m,C符合题意;
D.甲从x=0处沿正方向运动,乙从x=100m处沿负方向运动,甲乙不是从同一位置开始出发的,D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】利用坐标没有改变可以判别甲处于静止;利用图像斜率可以求出速度的大小;利用初末位置坐标可以求出位移的大小;利用出发坐标可以判别物体不是同一位置出发。
13.(2019高一上·山东月考)某汽车沿一直线运动,在t时间内通过的位移为L,在 处速度为v1,在 处速度为v2,则( )
A.匀加速运动,v1>v2 B.匀加速运动,v1
【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】对运动过程运用速度位移公式、平均速度公式和位移时间公式列式后联立,求解出中间位置和中间时刻的瞬时速度的一般表达式,再进行分析讨论.
设汽车的初速度为 ,末速度为v,则在中间时刻时速度 ,根据位移时间公式可得 , ,解得在中间位置时的速度为 ,根据数学知识可得 ,即无论汽车做匀加速运动还是匀减速运动,都有 ,AD符合题意.
故答案为:AD
【分析】利用初末速度的大小可以求出平均速度的大小及中间位置的瞬时速度大小,对两者的大小进行比较。
14.(2019高一上·山东月考)一物体做匀变速直线运动,经过时间t,它的速度由v1变为v2,经过的位移为s,下列说法中正确的是( )
A.这段时间内它的平均速度为
B.这段时间内它的平均速度为
C.经过 时,它的瞬时速度为
D.经过 时,它的瞬时速度为
【答案】A,B,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.因为位移为s,运动时间为t,则这段时间内的平均速度为 ,A符合题意;
B.因为初速度为v1,末速度为v2,根据匀变速运动的推论知,平均速度为 ,B符合题意;
C.根据匀变速运动的推论,在一段时间内平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,而中间位移 时的速度是大于中间时刻时的瞬时速度,即经过 时,它的瞬时速度大于 ,C不符合题意;
D、由速度和位移关系可以推导出,中间位移 时的瞬时速度为 ,D符合题意.
故答案为:ABD
【分析】利用位移除以时间可以求出平均速度的大小;利用初末速度之和的一半可以求出平均速度的大小;平均速度等于中间时刻的速度不等于中间位置的速度大小;利用速度位移公式可以求出中间位置的速度大小。
15.(2019高一上·山东月考)2004年7月25日,中国用长征运载火箭成功的发射了“探测二号”卫星。右图是某监测系统每隔2.5s 拍摄的,关于起始加速阶段火箭的一组照片。已知火箭的长度为40m,用刻度尺测量照片上的长度关系,结 果如图所示。则火箭的加速度a和火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v分别是多少( )
A.a=0.8m/s2 B.a=8m/s2 C.v=42m/s D.v=21m/s
【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】根据火箭的长度为40m,测量照片上的长度为4格,则每格长度为10m,火箭第1个像与第2个像间的位移大小x1=80m,火箭第2个像与第3个像间的位移大小x2=130m;时间间隔t=2.5s。
AB.由逐差法Δx=at2可得加速度a= = m/s2=8m/s2
A不符合题意,B符合题意;
CD.第2个像所对应时刻的瞬时速度大小等于第1个像与第3个像间的平均速度,则v= = m/s=42m/s
C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】利用邻差公式可以求出加速度的大小;结合平均速度公式可以求出瞬时速度的大小。
16.(2019高一上·山东月考)下列说法中正确的是( )
A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动
B.自由落体运动是初速度为0、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动
C.不同的物体做自由落体运动,其运动规律是相同的
D.质点做自由落体运动,在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1:4:9
【答案】B,C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】A.自由落体运动是物体从静止开始只在重力作用下的运动,物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动,A不符合题意;
B.自由落体运动是初速度为0、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动,B符合题意;
C.不同的物体做自由落体运动都是初速度为0、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动,即其运动规律是相同的,C符合题意;
D.自由落体运动下落高度为 ,故在前1s内、前2s内、前 3s内的位移之比为 1:4:9 ,故在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为 1:3:5 ,D不符合题意.
故答案为:BC
【分析】物体竖直向下的运动不一定是自由落体运动;利用位移公式可以求出相邻时间的位移之比。
17.(2019高一上·山东月考)一个做匀变速直线运动的质点的v-t图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.0~4s加速度的大小和方向都不变
B.2s时物体的运动方向发生改变
C.2s时物体的加速度为0
D.4s物体回到出发点
【答案】A,B,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.在v-t图象中,直线的斜率等于加速度,0~4s内斜率不变,说明物体的加速度大小和方向都不变,A符合题意;
B.2s时物体的速度为零,2s前速度为负值,2s后速度为正值,所以2s时物体的运动方向发生改变,B符合题意;
C. v-t图象是一条直线,在直线上各个时刻的加速度都相同,C不符合题意;
D.速度时间图象所围的面积表示位移,在横轴上方所围面积为正,下方为负,则在0~4s内物体的位移为零,所以4s时物体回到出发点,D符合题意。
故答案为:ABD
【分析】利用图像斜率可以判别加速度的大小和方向;利用速度的符号可以判别运动的方向;利用面积的大小可以判别物体的位置。
18.(2019高一上·山东月考)如图所示,一小滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端C,已知3AB=BC,则下列说法正确的是( )
A.滑块到达B,C两点的速度之比为1
B.滑块到达B,C 两点的速度之比为1 2
C.滑块通过AB,BC 两段的时间之比为1 1
D.滑块通过 AB,BC 两段的时间之比为1 ( -1)
【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB.根据匀变速直线运动的速度位移公式v2=2ax得,v= ,由题知3AB=BC,滑块到达B、C两点所经过的位移比为1 4,则通过B、C两点的速度之比为1 2,A不符合题意,B符合题意;
CD.初速度为零的匀变速直线运动的物体从开始在连续相等时间内的位移之比为1 3 5 7,由题知3AB=BC,则滑块通过AB、BC 两段的时间之比为1 1,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】利用速度位移公式可以求出速度之比;利用速度比值可以求出运动时间之比。
19.(2019高一上·山东月考)一个物体在同一条直线上运动的x-t图象如图所示,图象是一条抛物线,坐标原点是抛物线的顶点,下列说法中正确的是( )
A.该物体的运动是正方向的匀加速直线运动
B.t=0时,物体的初速度为0
C.物体的加速度大小是0.2m/s2
D.无法判断t=0时刻物体的初速度是否为0
【答案】A,B,C
【知识点】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】x-t图象是一条抛物线,故其函数关系为 ,由运动学公式 可知,该物体做初速度为零沿正方向的匀加速直线运动,即t=0时,物体的初速度为0;把x=10m,t=10s代入 ,可得加速度a=0.2m/s2。
A.该物体的运动是正方向的匀加速直线运动,与分析相一致,A符合题意;
B.t=0时,物体的初速度为0,与分析相一致,B符合题意;
C.物体的加速度大小是0.2m/s2,与分析相一致,C符合题意;
D.无法判断t=0时刻物体的初速度是否为0,与分析不一致,D不符合题意。
故答案为:ABC
【分析】利用函数表达式结合位移公式可以求出加速度的大小及初速度的大小。
20.(2019高一上·山东月考)一物体以大小为2m/s的初速度做匀变速直线运动,2s后速度大小变为8m/s,则该物体的加速度大小可能为( )
A.3m/s2 B.4m/s2 C.5m/s2 D.6m/s2
【答案】A,C
【知识点】加速度
【解析】【解答】若物体做匀加速直线运动,则
若物体先减速到零,后做加速运动,则
故答案为:AC.
【分析】做本题的关键是知道物体的运动性质的可能性,然后根据加速度的定义式求解,需要注意如果涉及两个方向上的运动,千万不能丢掉负号.
三、解答题
21.(2016高一上·咸阳期中)一辆汽车正在平直的公路上以72km/h的速度行驶,司机看见红色信号灯便立即踩下制动器,此后,汽车开始做匀减速直线运动.设汽车减速过程的加速度大小为5m/s2,求:
(1)开始制动后,前2s内汽车行驶的距离.
(2)开始制动后,前5s内汽车行驶的距离.
【答案】(1)解:汽车的初速度v0=72 km/h=20 m/s,末速度v=0,加速度a=﹣5 m/s2;
汽车运动的总时间t= = s=4 s.
因为t1=2 s<t,所以汽车2 s末没有停止运动
故x1=v0t1+ at =(20×2﹣ ×5×22) m=30 m
(2)解:因为t2=5 s>t,所以汽车5 s时早已停止运动
故x2=v0t+ at2=(20×4﹣ ×5×42) m=40 m
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车速度减为零的时间,判断汽车是否停止,再结合位移公式求出汽车的位移
22.(2019高一上·山东月考)在高速公路上,有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车。设某人驾车正以最高时速沿该高速公路匀速行驶,该车刹车时产生的加速度大小为5 m/s2,该人的反应时间(从意识到应该停车到操作刹车的时间)为0.5s.如果行驶时的安全车距至少为105m,最高应该限速多少km/h?
【答案】解:当司机发现紧急情况在反应时间内,汽车仍以原来的速度做匀速直线运动;刹车后,汽车匀减速滑行,所以,刹车过程中汽车先后做着两种不同的运动,行驶中的安全车距应等于两部分位移之和,其运动情况如下图所示:
设汽车的最高时速为v,在反应时间t1=0.5s内,汽车做匀速直线运动的位移为s1=vt1=0.5v
刹车后汽车做匀减速直线运动,滑行时间为t2= =
汽车刹车后滑行的位移为s2=vt2+ at22= + ×(-5)×( )2
依题意s1+s2=105m,即 + ×(-5)×( )2+0.5v=105
解得v=30m/s=108km/h
最高应该限速为108km/h。
【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】【分析】汽车在反应时间内做匀速直线运动,紧接着做匀减速运动;利用匀速直线运动的位移公式结合匀减速的速度位移公式可以求出全程位移的表达式进而求出初速度的大小。
23.(2017高一上·广州期中)某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从80m的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从60m远处由静止向楼底先匀加速运动3s,再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上(不计空气阻力,人和汽车看成质点,g=10m/s2),求:
(1)汽车经多长时间开到楼底;
(2)汽车匀加速运动的时间和加速度的大小.
【答案】(1)解:人做自由落体运动,所以h= gt2
解得:t= =4s
所以汽车运动的时间也为4s.
答:汽车经4s开到楼底;
(2)解:因为汽车匀加速时间为t1=3s
所以汽车匀速运动的时间为t2=t﹣t1=1s
匀加速位移为s1= at2
匀速运动速度为:V=at1
匀速运动位移s2=vt2
又s1+s2=60
解得a=8m/s2
答:汽车匀加速运动的时间为3s,加速度的大小为8m/s2.
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】(1)汽车运动的时间和人运动的时间相同,人做自由落体运动,根据位移时间公式即可求解;(2)先求出匀速运动的时间,设出匀速运动的速度,根据运动学基本公式抓住位移之和为60m即可求解.