2022塔城地区沙湾县一中高一上学期期中考试物理试题含解析
展开沙湾一中2021-2022学年第一学期高一期中考试
物理
满分100分,时间100分钟
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,(每题答案只有一项符合题目要求)
1. 以下数据中记录时刻的是( )
A. 航班晚点20分钟
B. 午睡课从12点25分开始
C. 某同学的反应时间约为0.2秒
D. 火车离站已有3分钟
2. 以下情景中,加着重号的人或物体可看成质点的是( )
A. 研究一列火车通过长江大桥所需的时间
B. 由于地球自转形成了春夏秋冬四季
C. 研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作
D. 用北斗导航BDS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置
3. 有一首很著名的偈诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人从桥上过,桥流水不流”。其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )
A. 水 B. 桥
C. 人 D. 河岸
4. 下列说法正确的是( )
A. 若物体做单向直线运动,位移就是路程
B. 矢量和标量没有严格的区别,同一个物理量有时是矢量,有时是标量
C. 第内就是第末到第末这时间(为任意正整数)
D. 平均速率为零,路程一定为零,位移可以不为零
5. 下列说法中不可能发生的运动是( )
A. 物体运动的加速度等于0,而速度却不等于0
B. 物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大
C. 物体具有向东的加速度,而速度的方向却向西
D. 两物体相比,一个物体的速度变化率比较大,而加速度却比较小
6. 甲、乙两辆汽车从同一地点出发,向同一方向行驶,它们的图象如图所示,在两车运动中,下列判断正确的( )
A. 在时刻前,甲车始终在乙车的前面
B. 在时刻前,乙车速度始终比甲车的大
C. 在时刻前,乙车的速度始终比甲车增加得快
D. 在时刻两车第一次相遇
7. 下列的叙述中,正确的是
A. 只有与地球直接接触的物体,才受到重力的作用
B. 重心一定在物体上
C. 只受重力作用物体不一定做自由落体运动
D. 放在水平面上的物体,对水平面的压力就是重力
8. 如图所示,甲图为某质点的x-t图象,乙图为某质点的v-t图象,下列关于两质点的运动情况说法正确的是( )
A. 0s~2s内:甲图质点做匀加速直线运动,乙图质点做匀速直线运动
B. 2s~3s内:甲图质点和乙图质点均静止不动
C. 3s~5s内:甲图质点做匀减速运动,加速度为-15m/s2
D. 0s~5s内:乙图质点的位移为100m
9. 若一物体由静止开始沿光滑斜面匀加速下滑距离L时,速度为v,则当它的速度为时,它之前沿斜面下滑的距离为( )
A. B. C. D.
10. 甲乙两木块,从静止开始运动,其加速度随时间的变化分别如下图所示,则4s内甲乙位移大小以及4s末甲乙速度大小关系,下列说法正确的是()
A. B.
C. D.
二、多选题本题共6小题,每小题3分,(每题答案有多项符合题目要求)
11. 下列关于物体运动速度说法中,表示瞬时速度的是( )
A. 京泸高铁运行时速约为250km/h
B. 某条高速公路限制最高时速为120km/h
C. 百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线
D. 由于车多,某道路高峰时段汽车的车速仅为3m/s
12. 一物体以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀减速直线运动,在开始连续的两个1s内通过的位移分别为、,则下列说法正确的是( )
A. 物体的初速度的大小为4m/s
B. 物体加速度a的大小为
C. 物体运动的时间为3s
D. 物体通过的总位移的大小为10m
13. 如图所示,将一个钢球分别放在甲、乙、丙三个容器中,钢球与各容器的底部和侧壁相接触,处于静止状态。若钢球和各容器的接触面都是光滑的,各容器的底面均水平,则以下说法中正确的是( )
A. 各容器的侧壁对钢球均无弹力作用
B. 各容器的侧壁对钢球均有弹力作用
C. 甲容器的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用
D. 各容器的底面对钢球均有弹力作用
14. 一位经验丰富的司机说道:“不知道为什么有时候车速只提高了一点,刹车距离则增大很多”。刹车加速度相同的情况下,关于这个现象的判断正确的是( )
A. 刹车距离跟车速成正比 B. 刹车时间跟车速成正比
C. 车的速度越大,这种现象越明显 D. 车的质量越大,这种现象越明显
15. 某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2,从抛出开始计时,下列说法正确的是( )
A. 当位移大小为25 m时,物体的路程可能为65 m
B. 当位移大小为25 m时,物体运动的时间可能为1 s
C. 5 s内物体的速度改变量的大小可能为10m/s
D. 5 s内物体的平均速度大小为5 m/s,方向向上
16. 下列给出的四组图象中,能够反映同一直线运动的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题。(每空3分)
17. 某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器(频率为 50Hz,即每 0.02s 打一个点)记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点。其相邻点间还有 4 个点未画出。其中x1=7.05cm、x2=7.67cm、x3=8.29cm、x4=8.91cm、x5=9.53cm、x6=10.15cm
(1)相邻两计数点间时间间隔为___________s。
(2)在F 时刻瞬时速度为___________m/s(保留 2 位有效数字);
(3)小车运动的加速度为___________m/s2(保留 2 位有效数字)
(4)在测定匀变速直线运动的加速度时,实验者不知工作电压的频率变为大于50Hz,这样计算出的加速度值与真实值相比是___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、解答题(18题6分,19题8分,20题8分,21题8分,22题10分)
18. 一质点沿某一直线运动,时位于坐标原点,如图为质点做直线运动的速度—时间图像。求:
(1)该质点运动的加速度;
(2)从到内质点通过的位移和路程。
19. 在平直路面上以16m/s匀速行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动,加速度的大小为4m/s2,求刹车后:
(1)2s末汽车的速度大小;
(2)汽车停止运动前最后2s内通过的位移大小。
20. 某研究性学习小组在游泳池做了一个实验:将一个小木球离水面高静止释放(空气阻力为零和不计水的阻力和浮力的变化),从释放共经后落入池底,并速度刚好为零。假定木球在水中做匀减速运动,。求:
(1)木球在水中运动的加速度;
(2)游泳池水的深度。
21. 上海到南京的列车已迎来第五次大提速,速度达到v1=180km/h.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公路道口时,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.如果汽车通过道口的速度v2=36km/h,停车线至道口栏木的距离x0=5m,道口宽度x=26m,汽车长l=15m(如图所示),并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动.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?
22. 某一长直的赛道上有一辆赛车,其前方Δs=400m处有一安全车正以v0=20m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以a=4m/s2的加速度追赶。试求:
(1)赛车追上安全车之前,从开始运动起经过多长时间与安全车相距最远?最远距离为多少?
(2)赛车经过多长时间追上安全车?
(3)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以5m/s2的加速度做匀减速直线运动,问两车再经过多长时间第二次相遇?(设赛车可以从安全车旁经过而不发生碰撞)
沙湾一中2021-2022学年第一学期高一期中考试
物理
满分100分,时间100分钟
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,(每题答案只有一项符合题目要求)
1. 以下数据中记录时刻的是( )
A. 航班晚点20分钟
B 午睡课从12点25分开始
C. 某同学的反应时间约为0.2秒
D. 火车离站已有3分钟
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.航班晚点20分钟,其中20分钟指时间,A错误;
B.午睡课从12点25分开始,其中12点25分指时刻,B正确;
C.某同学的反应时间约为0.2秒,其中0.2秒指的是时间,C错误;
D.火车离站已有3分钟,其中3分钟指的是时间,D错误。
故选B。
2. 以下情景中,加着重号的人或物体可看成质点的是( )
A. 研究一列火车通过长江大桥所需的时间
B. 由于地球自转形成了春夏秋冬四季
C. 研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作
D. 用北斗导航BDS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置
【答案】D
【解析】
【详解】A.研究一列火车通过长江大桥所需的时间时,火车的长度不可忽略,所以不能看成质点,故A不符合题意;
B.研究地球自转时,地球各部分运动的差异不可忽略,所以不能看成质点,故B不符合题意;
C.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时,翟志刚身体各部分运动的差异不可忽略,所以不能看成质点,故C不符合题意;
D.用北斗导航BDS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置,“武汉”的大小和形状可以忽略,可以看成质点,故D符合题意。
故选D。
3. 有一首很著名的偈诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人从桥上过,桥流水不流”。其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )
A. 水 B. 桥
C. 人 D. 河岸
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.“桥流水不流”可以理解为桥在运动,水静止。以水为参考系,桥相对于水的位置发生了变化,则桥是运动的,选项A正确;
B.以桥为参考系,水相对于桥的位置发生了变化,则水是运动的,选项B错误;
C.以人为参考系,人相对于桥的位置发生了变化,桥是运动的,而水相对于人的位置也发生了变化,所以水也是运动的,选项C错误;
D.以河岸为参考系,桥相对于河岸的位置没有发生变化,桥是静止的,水相对于河岸的位置发生了变化,所以水是运动的,选项D错误。
故选A。
4. 下列说法正确的是( )
A. 若物体做单向直线运动,位移就是路程
B. 矢量和标量没有严格的区别,同一个物理量有时是矢量,有时是标量
C. 第内就是第末到第末这时间(为任意正整数)
D. 平均速率为零,路程一定为零,位移可以不为零
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程,但位移是矢量而路程是标量,它们是两个不同的概念,A错误;
B.矢量和标量是两个完全不同的物理量,一个物理量不可能既是矢量又是标量,B错误;
C.第内就是末到第末这时间间隔(为任意正整数),C正确;
D.平均速率为路程与时间的比值,若平均速率为零,则路程为零,位移也为零,D错误。
故选C。
5. 下列说法中不可能发生的运动是( )
A. 物体运动的加速度等于0,而速度却不等于0
B. 物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大
C. 物体具有向东的加速度,而速度的方向却向西
D. 两物体相比,一个物体的速度变化率比较大,而加速度却比较小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.物体做匀速直线运动时,加速度为0,速度不为0,故A可能发生,不符合题意;
B.物体做加速度减小的直线运动时,加速度减小到0时,运动速度最大,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大,故B可能发生,不符合题意;
C.物体向西运动作减速运动,具有向东的加速度,故C可能发生,不符合题意;
D.两物体相比,一个物体的速度变化率比较大,加速度一定大,故D不可能发生,符合题意。
故选D。
6. 甲、乙两辆汽车从同一地点出发,向同一方向行驶,它们的图象如图所示,在两车运动中,下列判断正确的( )
A. 在时刻前,甲车始终在乙车的前面
B. 在时刻前,乙车速度始终比甲车的大
C. 在时刻前,乙车的速度始终比甲车增加得快
D. 在时刻两车第一次相遇
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】ABD.两车从同一地点同时同向出发,在t1时刻前的各个时刻,乙车的速度大于甲车的速度,故乙车始终在甲车的前面,在t1时刻二者并没有相遇,故B正确,AD错误;
C.v-t图象的斜率表示加速度的大小,由图象可知,在两车开始运动后的一段时间内,乙车比甲车速度增加得快,然后乙车的速度增加得比甲车的慢,故C错误;
故选B。
7. 下列的叙述中,正确的是
A. 只有与地球直接接触的物体,才受到重力的作用
B. 重心一定在物体上
C. 只受重力作用的物体不一定做自由落体运动
D. 放在水平面上的物体,对水平面的压力就是重力
【答案】C
【解析】
【详解】A.重力是由于地球吸引而受到的力,所以在地球上的物体,不与地球接触也会受到重力作用,A错误;
B.物体的重心是物体所受重力的等效集中点,但不一定在物体上(比如均匀圆环的重心在环外),B错误;
C.只受重力作用的物体不一定做自由落体运动,比如平抛运动、斜抛运动等。C正确。
D.物体对水平地面的压力是弹力性质,物体所受到的重力是重力性质,只是放置在水平面上的物体在没有其他拉力(压力)的情况下,对水平面的压力大小等于物体所受的重力,他们是两种不同性质的力,D错误。
故选C。
8. 如图所示,甲图为某质点的x-t图象,乙图为某质点的v-t图象,下列关于两质点的运动情况说法正确的是( )
A. 0s~2s内:甲图质点做匀加速直线运动,乙图质点做匀速直线运动
B. 2s~3s内:甲图质点和乙图质点均静止不动
C. 3s~5s内:甲图质点做匀减速运动,加速度为-15m/s2
D. 0s~5s内:乙图质点的位移为100m
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.内甲图质点图象的斜率不变,速度不变,做匀速直线运动。乙图质点的速度随时间均匀增大,做匀加速直线运动,故A错误;
B.内甲图质点的速度为零,静止不动。乙质点做速度为的匀速直线运动,故B错误;
C.内甲图质点做匀速运动,故C错误;
D.内:乙图质点的位移为
故D正确。
故选D。
9. 若一物体由静止开始沿光滑斜面匀加速下滑距离L时,速度为v,则当它的速度为时,它之前沿斜面下滑的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由速度位移公式可得,整个下滑过程有
当它的速度为时有
联立解得,它之前沿斜面下滑的距离为
故选D。
10. 甲乙两木块,从静止开始运动,其加速度随时间的变化分别如下图所示,则4s内甲乙位移大小以及4s末甲乙速度大小关系,下列说法正确的是()
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】令t=1s,对于甲,0~2s时间段,加速度 ,2~4s时间段,加速度,则4s末甲的速度和位移大小为
对于乙,0~1s与3~4s时间段,加速度 ,1~3s时间段,加速度,则4s末乙的速度和位移大小为
故选B。
二、多选题本题共6小题,每小题3分,(每题答案有多项符合题目要求)
11. 下列关于物体运动速度的说法中,表示瞬时速度的是( )
A. 京泸高铁运行时速约为250km/h
B. 某条高速公路限制最高时速为120km/h
C. 百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线
D. 由于车多,某道路高峰时段汽车的车速仅为3m/s
【答案】BC
【解析】
分析】
【详解】A.京沪高铁运行时速度是变化的,250km/h 是平均速率,A错误;
B.限速为120km/h指的是汽车的瞬时速度不得超过20km/h,B正确;
C.9.5m/s是到达终点那一刻的瞬时速度,C正确;
D.汽车的车速是随时变化的,3m/s指的是平均速率,D错误。
故选BC。
12. 一物体以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀减速直线运动,在开始连续的两个1s内通过的位移分别为、,则下列说法正确的是( )
A. 物体的初速度的大小为4m/s
B. 物体的加速度a的大小为
C. 物体运动的时间为3s
D. 物体通过的总位移的大小为10m
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】B.由
可得物体的加速度
B项正确;
A.第1s末,物体的速度
得物体的初速度
A项错误;
C.物体的速度由6m/s减小到0所需时间
物体运动的时间为3s,C项正确;
D.物体总位移的大小为
D项错误。
故选BC。
13. 如图所示,将一个钢球分别放在甲、乙、丙三个容器中,钢球与各容器的底部和侧壁相接触,处于静止状态。若钢球和各容器的接触面都是光滑的,各容器的底面均水平,则以下说法中正确的是( )
A. 各容器的侧壁对钢球均无弹力作用
B. 各容器的侧壁对钢球均有弹力作用
C. 甲容器的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用
D. 各容器的底面对钢球均有弹力作用
【答案】AD
【解析】
【详解】如果将各容器的侧壁搬离,我们可以知道钢球还能处于静止状态,所以各容器的侧壁对钢球均无弹力作用;竖直方向,球的重力与容器底面对球的支持力平衡,则各容器的底面对钢球均有弹力作用,故AD正确,BC错误。
故选AD。
14. 一位经验丰富的司机说道:“不知道为什么有时候车速只提高了一点,刹车距离则增大很多”。刹车加速度相同的情况下,关于这个现象的判断正确的是( )
A. 刹车距离跟车速成正比 B. 刹车时间跟车速成正比
C. 车的速度越大,这种现象越明显 D. 车的质量越大,这种现象越明显
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据
可得刹车距离为
刹车时间
即刹车距离与速度的平方成正比,刹车时间与速度成正比,选项A错误,B正确;
CD.因为刹车距离与速度的平方成正比,可知车的速度越大,这种现象越明显,因加速度不变,则与质量无关,选项C正确,D错误。
故选BC。
15. 某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2,从抛出开始计时,下列说法正确的是( )
A. 当位移大小为25 m时,物体的路程可能为65 m
B. 当位移大小为25 m时,物体运动的时间可能为1 s
C. 5 s内物体的速度改变量的大小可能为10m/s
D. 5 s内物体的平均速度大小为5 m/s,方向向上
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】AB.取竖直向上为正方向。当位移大小为25 m时,位移的方向可能向上,也可能向下,物体运动到达最高点的最大位移为
若位移的方向向上,此时物体运动的路程可能为25 m或65 m,由
v2-v=-2gh1
v=v0-gt
得物体运动的速度和时间分别为
v1=20 m/s,t1=1s
或
v2=-20m/s,t2=5s
若位移的方向向下,此时物体运动的路程为115 m,故AB正确;
CD.5s末,物体的速度
v=v0-gt=(30-10×5)m/s=-20m/s
方向竖直向下,则速度改变量
即速度改变量的大小为50 m/s,方向向下,平均速度
方向向上,故C错误,D正确。
故选ABD。
16. 下列给出的四组图象中,能够反映同一直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】试题分析:AB第一个图是速度时间图象,由速度时间图象可知:0-3s内物体以速度6m/s匀速运动,4-5s内做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,
A图中位移时间图象表示0-3s内物体静止,4-5s内物体也静止,故A错误;B图中速度图像表示0-3s内物体以速度6m/s匀速运动,4-5s内物体匀加速运动,加速度为2m/s2,故B正确;
C图中位移图像表示物体先静止后匀速运动,速度大小为2m/s,而速度图像在前3s为速度为零,3-5s做匀速运动大小为2m/s,故C正确,
D图中位移时间图象表示0-3s内物体处于静止状态,加速度为零的运动,4-5s内物体匀速运动,而加速度时间图像中0~3s内物体做加速度为零的运动,4~5s内物体做匀加速直线运动,状态不一致,故D错误.
考点:本题主要考查了运动图象问题,
点评:v-t图象中,倾斜的直线表示匀变速直线运动,斜率表示加速度,位移-时间图象的斜率等于物体运动的速度,加速度时间图象表示加速度随时间变化情况,根据图象即可求解.
三、实验题。(每空3分)
17. 某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器(频率为 50Hz,即每 0.02s 打一个点)记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点。其相邻点间还有 4 个点未画出。其中x1=7.05cm、x2=7.67cm、x3=8.29cm、x4=8.91cm、x5=9.53cm、x6=10.15cm
(1)相邻两计数点间的时间间隔为___________s。
(2)在F 时刻的瞬时速度为___________m/s(保留 2 位有效数字);
(3)小车运动的加速度为___________m/s2(保留 2 位有效数字)
(4)在测定匀变速直线运动的加速度时,实验者不知工作电压的频率变为大于50Hz,这样计算出的加速度值与真实值相比是___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 0.1s ②. 0.98 ③. 0.62 ④. 偏小
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由纸带上相邻点间还有 4 个点未画出,可以相邻两计数点间的时间间隔
(2)[2]由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
(3)[3]由逐差法可得加速度
代入数据得
(4)[4]工作电压的频率变为大于50Hz,则打点的周期变小,由
可知计算出的加速度值与真实值相比偏小。
四、解答题(18题6分,19题8分,20题8分,21题8分,22题10分)
18. 一质点沿某一直线运动,时位于坐标原点,如图为质点做直线运动速度—时间图像。求:
(1)该质点运动的加速度;
(2)从到内质点通过的位移和路程。
【答案】(1);(2) 0,
【解析】
【分析】
【详解】(1)由运动图像可知加速度
(2)由图像可知:到内,t轴上方的面积等于t轴下方的面积,故位移为0
路程
19. 在平直路面上以16m/s匀速行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动,加速度的大小为4m/s2,求刹车后:
(1)2s末汽车的速度大小;
(2)汽车停止运动前最后2s内通过的位移大小。
【答案】(1)8m/s;(2)8m
【解析】
【详解】(1)2s末汽车的速度
v=v0-at=16m/s-4×2m/s=8m/s
(2)将汽车最后1s的运动看做初速度为零的匀加速直线运动
20. 某研究性学习小组在游泳池做了一个实验:将一个小木球离水面高静止释放(空气阻力为零和不计水的阻力和浮力的变化),从释放共经后落入池底,并速度刚好为零。假定木球在水中做匀减速运动,。求:
(1)木球在水中运动的加速度;
(2)游泳池水的深度。
【答案】(1);(2)1.2m
【解析】
【分析】
【详解】(1)设小木球做自由运动的时间为,由运动学公式可得
代入数据,解得
小木球入水时的速度为
小木球在水中运动的时间为
小木球做匀减速运动过程的加速度为
(2)由运动学公式可得,游泳池水的深度为
21. 上海到南京列车已迎来第五次大提速,速度达到v1=180km/h.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公路道口时,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.如果汽车通过道口的速度v2=36km/h,停车线至道口栏木的距离x0=5m,道口宽度x=26m,汽车长l=15m(如图所示),并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动.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?
【答案】230m;
【解析】
【详解】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,汽车的位移为
x′=l+x0+x=(15+5+26)m=46m
汽车速度v2=36km/h=10m/s,通过这段位移需要时间
高速列车的速度
v1=180km/h=50m/s,
所以安全行车的距离为
L=v1t=50×4.6m=230m.
【点睛】此题是考查速度的公式的应用;解题时要弄懂题意,搞清物理情景,通过位移关系、时间关系列得方程来解答;此题是中等题,意在考查学生利用所学知识解决实际问题的能力,是一个联系实际的好题.
22. 某一长直的赛道上有一辆赛车,其前方Δs=400m处有一安全车正以v0=20m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以a=4m/s2的加速度追赶。试求:
(1)赛车追上安全车之前,从开始运动起经过多长时间与安全车相距最远?最远距离为多少?
(2)赛车经过多长时间追上安全车?
(3)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以5m/s2的加速度做匀减速直线运动,问两车再经过多长时间第二次相遇?(设赛车可以从安全车旁经过而不发生碰撞)
【答案】(1)5s,450m;(2)20s;(3)32s
【解析】
【分析】
【详解】(1)当赛车的速度v=v0时,两车相距最远,由v=at1得
t1==5s
此时,两车的距离为
(2)设赛车经过t时间追上安全车,赛车运动的路程
安全车运动的路程
,
根据题意有
联立方程,代入数据解得
t=20s或t=-10s(舍去)
(3)以赛车刚追上安全车时为0时刻,此时赛车速度
v=at=80m/s
此后赛车跑到安全车前方,变成安全车追赛车,即速度小的匀速运动追速度大的减速运动,需要考虑在赛车停车前追上,还是在赛车停车后追上,赛车减速为0的位移
所用时间
安全车在这段时间运动的位移
由于,故在赛车速度减速为0的过程中,安全车无法追上赛车。设t2时间后再次相遇,则赛车减速运动的路程,安全车在这段时间行驶的路程
代入数据解得
t2=32s
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