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五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编1-直线运动(含解析)
展开这是一份五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编1-直线运动(含解析),共36页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.(2022·河北·统考高考真题)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A.时间内,训练后运动员的平均加速度大
B.时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
C.时间内,训练后运动员的平均速度小
D.时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
2.(2022·湖北·统考高考真题)我国高铁技术全球领先,乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km,W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发,经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h,高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中,加速度大小均为0.5 m/s2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动,两种列车在每个车站停车时间相同,则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( )
A.6小时25分钟B.6小时30分钟
C.6小时35分钟D.6小时40分钟
3.(2022·山东·统考高考真题)无人配送小车某次性能测试路径如图所示,半径为的半圆弧与长的直线路径相切于B点,与半径为的半圆弧相切于C点。小车以最大速度从A点驶入路径,到适当位置调整速率运动到B点,然后保持速率不变依次经过和。为保证安全,小车速率最大为。在段的加速度最大为,段的加速度最大为。小车视为质点,小车从A到D所需最短时间t及在段做匀速直线运动的最长距离l为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2022·全国·统考高考真题)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,要通过前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v < v0)。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为( )
A.B.
C.D.
5.(2021·重庆·高考真题)质量相同的甲、乙两小球(视为质点)以不同的初速度竖直上抛,某时刻两球发生正碰。图中实线和虚线分别表示甲、乙两球位置随时间变化的曲线,其中虚线关于左右对称,实线两个顶点的纵坐标相同,若小球运动中除碰撞外仅受重力,则( )
A.时刻,甲的速率大于乙的速率
B.碰撞前后瞬间,乙的动量不变
C.碰撞前后瞬间,甲的动能不变
D.碰撞后甲的机械能大于乙的机械能
6.(2021·湖北·统考高考真题)2019年,我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中,陈芋汐在跳台上倒立静止,然后下落,前5 m完成技术动作,随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10 m/s2,则她用于姿态调整的时间约为( )
A.0.2 sB.0.4sC.1.0 sD.1.4s
7.(2021·辽宁·统考高考真题)某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置x与时间t的关系如图所示,则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A.B.
C.D.
8.(2021·湖南·高考真题)物体的运动状态可用位置和动量描述,称为相,对应图像中的一个点。物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是( )
A.B.C.D.
9.(2021·河北·高考真题)铯原子钟是精确的计时仪器,图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动,到达竖直平面所用时间为;图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动,到达最高点Q再返回P点,整个过程所用时间为,O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为,重力加速度取,则为( )
A.100∶1B.1∶100C.1∶200D.200∶1
10.(2019·全国·高考真题)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足( )
A.B.C.D.
11.(2018·海南·高考真题)一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登,途中碰落了岩壁上的石块,石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音,此时他离地面的高度约为( )
A.10mB.30mC.50mD.70m
12.(2019·海南·高考真题)汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶.前方突遇险情,司机紧急刹车,汽车做匀减速运动,加速度大小为8m/s2.从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离为( )
A.10mB.20mC.25mD.50m
13.(2018·江苏泰州·统考一模)物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为的路程,第一段用时,第二段用时,则物体的加速度是
A.B.C.D.
二、多选题
14.(2022·湖南·统考高考真题)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后,逐一打开引导伞、减速伞、主伞,最后启动反冲装置,实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况,将其运动简化为竖直方向的直线运动,其图像如图所示。设该过程中,重力加速度不变,返回舱质量不变,下列说法正确的是( )
A.在时间内,返回舱重力的功率随时间减小
B.在时间内,返回舱的加速度不变
C.在时间内,返回舱的动量随时间减小
D.在时间内,返回舱的机械能不变
15.(2021·海南·高考真题)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,时经过路边的同一路标,下列位移-时间图像和速度-时间图像对应的运动中,甲、乙两人在时刻之前能再次相遇的是( )
A.B.
C.D.
16.(2021·广东·高考真题)赛龙舟是端午节的传统活动。下列和图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有( )
A.B.
C.D.
17.(2020·海南·高考真题)小朋友玩水枪游戏时,若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为,水射出后落到水平地面上。已知枪口离地高度为,,忽略空气阻力,则射出的水( )
A.在空中的运动时间为
B.水平射程为
C.落地时的速度大小为
D.落地时竖直方向的速度大小为
18.(2018·全国·高考真题)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等
D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
19.(2018·全国·高考真题)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是( )。
A.两车在t1时刻也并排行驶B.在t1时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大
20.(2018·海南·高考真题)如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上,t=0时,小物块以速度v0滑到长木板上,图(b)为物块与木板运动的v-t图像,图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得( )
A.木板的长度
B.物块与木板的质量之比
C.物块与木板之间的动摩擦因数
D.从t=0开始到t1时刻,木板获得的动能
三、实验题
21.(2022·北京·高考真题)某同学利用自由落体运动测量重力加速度,实验装置如图1所示,打点计时器接在频率为的交流电源上。使重锤自由下落,打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带,依次标出计数点1,2,…,8,相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离,并求出打点2,3,…,7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立坐标系,根据重锤下落的速度作出图线并求重力加速度。
(1)图2为纸带的一部分,打点3时,重锤下落的速度______________(结果保留3位有效数字)。
(2)除点3外,其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出,请在图中标出速度对应的坐标点,并作出图线______________。
(3)根据图3,实验测得的重力加速度______________(结果保留3位有效数字)。
(4)某同学居家学习期间,注意到一水龙头距地面较高,而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落,并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔,还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量,请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。_________________________
22.(2022·江苏·高考真题)小明利用手机测量当地的重力加速度,实验场景如图1所示,他将一根木条平放在楼梯台阶边缘,小球放置在木条上,打开手机的“声学秒表”软件,用钢尺水平击打木条使其转开后,小球下落撞击地面,手机接收到钢尺的击打声开始计时,接收到小球落地的撞击声停止计时,记录下击打声与撞击声的时间间隔t,多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。
(1)现有以下材质的小球,实验中应当选用______。
A.钢球 B.乒乓球 C.橡胶球
(2)用分度值为的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图2所示,则______。
(3)作出图线,如图3所示,则可得到重力加速度______。
(4)在图1中,将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量,若将手机放在地面A点,设声速为v,考虑击打声的传播时间,则小球下落时间可表示为______(用h、t和v表示)。
(5)有同学认为,小明在实验中未考虑木条厚度,用图像法计算的重力加速度g必然有偏差。请判断该观点是否正确,简要说明理由______。
23.(2022·辽宁·高考真题)某同学利用如图所示的装置测量重力加速度,其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带(宽度用d表示)。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度,令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔。
(1)除图中所用的实验器材外,该实验还需要___________(填“天平”或“刻度尺”);
(2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为,记录时间间隔的数据如表所示,
根据上述实验数据,可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为___________(结果保留两位有效数字);
(3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为,则重力加速度___________(用d、表示);
(4)该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度,请写出一条可能的原因:___________ 。
24.(2021·湖北·高考真题)某同学假期在家里进行了重力加速度测量实验。如图(a) 所示,将一根米尺竖直固定,在米尺零刻度处由静止释放实心小钢球,小球下落途经某位置时,使用相机对其进行拍照,相机曝光时间为s。由于小球的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹。根据照片中米尺刻度读出小球所在位置到释放点的距离H、小球在曝光时间内移动的距离。计算出小球通过该位置时的速度大小v,进而得出重力加速度大小g。实验数据如下表∶
(1)测量该小球直径时,游标卡尺示数如图(b)所示,小球直径为________mm。。
(2)在第2次实验中,小球下落H =0.9423m时的速度大小v=________m/s(保留3位有效数字);第3次实验测得的当地重力加速度大小g=________m/s2(保留3位有效数字)。
(3)可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措施有_______。
A.适当减小相机的曝光时间
B.让小球在真空管中自由下落;
C.用质量相等的实心铝球代替实心钢球
25.(2020·海南·统考高考真题)(1)滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道,其截面如图,某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。
主要实验过程如下:
①用手机查得当地的重力加速度g;
②找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点,由静止释放,用手机测出它完成n次全振动的时间t,算出滑板车做往复运动的周期________;
③将滑板车的运动视为简谐运动,则可将以上测量结果代入公式________(用T﹑g表示)计算出轨道半径。
(2)某同学用如图(a)所示的装置测量重力加速度.
实验器材:有机玻璃条(白色是透光部分,黑色是宽度均为的挡光片),铁架台,数字计时器(含光电门),刻度尺.
主要实验过程如下:
①将光电门安装在铁架台上,下方放置承接玻璃条下落的缓冲物;
②用刻度尺测量两挡光片间的距离,刻度尺的示数如图(b)所示,读出两挡光片间的距离________cm;
③手提玻璃条上端使它静止在________方向上,让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过;
④让玻璃条自由下落,测得两次挡光的时间分别为和;
⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度________(结果保留三位有效数字)。
26.(2020·江苏·统考高考真题)疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如题图1所示。
(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是_____。
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是_____。(填写各步骤前的序号)
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球,从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三角架上,调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能,开始摄像
(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为,刻度尺的分度值是,由此测得重力加速度为_____。
(4)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片,_____(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。
27.(2019·全国·高考真题)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验.实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照.已知相机每间隔0.1s拍1幅照片.
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是_______.(填正确答案标号)
A.米尺 B.秒表 C.光电门 D.天平
(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法.
答:________________________________________________
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm,则该地的重力加速度大小为g=___m/s2.(保留2位有效数字)
28.(2018·全国·高考真题)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间.实验步骤如下:
(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂.乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺.
(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子.若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为________(用L、L1和g表示).
(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm,乙的反应时间为__________s.(结果保留2位有效数字)
(4)写出一条提高测量结果准确程度的建议:___________.
29.(2018·海南·高考真题)学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小.实验时,他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s;然后使漏斗中的水一滴一滴地下落,调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时,下一滴水刚好从漏斗的下端滴落;用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t.
(1)重力加速度大小可表示为g=_____(用s、n、t表示);
(2)如果某次实验中,s=0.90m,n=30,t=13.0s,则测得的重力加速度大小g=________m/s2;(保留2位有效数字)
(3)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:____________________.
30.(2018·江苏·高考真题)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g.细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤.实验操作如下:
①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;
②在重锤1上加上质量为m的小钩码;
③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止.释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;
④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t.
请回答下列问题:
(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的_______(选填“偶然”或“系统”)误差.
(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了________.
A.使H测得更准确
B.使重锤1下落的时间长一些
C.使系统的总质量近似等于2M
D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差.现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其________下落.
(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m0.用实验中的测量量和已知量(M、H、m、m0、t)表示g,则g=_________.
四、解答题
31.(2022·辽宁·高考真题)2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中,我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。
(1)如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动,若运动员加速到速度时,滑过的距离,求加速度的大小;
(2)如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动,如图所示,若甲、乙两名运动员同时进入弯道,滑行半径分别为,滑行速率分别为,求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比,并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
32.(2021·重庆·高考真题)我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法佩戴具有缓冲作用的安全头盔。小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测。某次,他在头盔中装入质量为的物体(物体与头盔密切接触),使其从的高处自由落下(如图),并与水平地面发生碰撞,头盔厚度被挤压了时,物体的速度减小到零。挤压过程不计物体重力,且视为匀减速直线运动,不考虑物体和地面的形变,忽略空气阻力,重力加速度g取。求:
(1)头盔接触地面前瞬间的速度大小;
(2)物体做匀减速直线运动的时间;
(3)物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小。
33.(2021·福建·统考高考真题)一火星探测器着陆火星之前,需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段,探测器速度大小由减小到0,历时。在悬停避障阶段,探测器启用最大推力为的变推力发动机,在距火星表面约百米高度处悬停,寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的,火星质量约为地球质量的,地球表面重力加速度大小取,探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求:
(1)在动力减速阶段,探测器的加速度大小和下降距离;
(2)在悬停避障阶段,能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。
34.(2021·天津·高考真题)一玩具以初速度从水平地面竖直向上抛出,达到最高点时,用遥控器将玩具内压缩的轻弹簧弹开,该玩具沿水平方向分裂成质量之比为1∶4的两部分,此时它们的动能之和与玩具从地面抛出时的动能相等。弹簧弹开的时间极短,不计空气阻力。求
(1)玩具上升到最大高度时的速度大小;
(2)两部分落地时速度大小之比。
35.(2021·河北·高考真题)如图,一滑雪道由和两段滑道组成,其中段倾角为,段水平,段和段由一小段光滑圆弧连接,一个质量为的背包在滑道顶端A处由静止滑下,若后质量为的滑雪者从顶端以的初速度、的加速度匀加速追赶,恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起,背包与滑道的动摩擦因数为,重力加速度取,,,忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化,求:
(1)滑道段的长度;
(2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
编号
1遮光带
2遮光带
3遮光带
…
73.04
38.67
30.00
…
次数
1
2
3
4
5
/cm
0.85
0.86
0.82
0.83
0.85
v/(m·s-1)
4.25
4.10
4.15
4.25
H/m
0.9181
0.9423
0.8530
0.8860
0.9231
参考答案:
1.D
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度,由题图可知时间内,训练后运动员的平均加速度比训练前的小,故A错误;
B.根据图像围成的面积表示位移,由题图可知时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,故B错误;
C.根据图像围成的面积表示位移,由题图可知时间内,训练后运动员的位移比训练前的位移大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平均速度大,故C错误;
D.根据图像可直接判断知,时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动;时刻后,运动员训练后速度增加,做加速运动,故D正确。
故选D。
2.B
【详解】108 km/h=30m/s,324 km/h=90m/s
由于中间4个站均匀分布,因此节省的时间相当于在任意相邻两站间节省的时间的5倍为总的节省时间,相邻两站间的距离
普通列车加速时间
加速过程的位移
根据对称性可知加速与减速位移相等,可得匀速运动的时间
同理高铁列车加速时间
加速过程的位移
根据对称性可知加速与减速位移相等,可得匀速运动的时间
相邻两站间节省的时间
因此总的节省时间
故选B。
3.B
【详解】在BC段的最大加速度为a1=2m/s2,则根据
可得在BC段的最大速度为
在CD段的最大加速度为a2=1m/s2,则根据
可得在CD段的最大速度为
可知在BCD段运动时的速度为v=2m/s,在BCD段运动的时间为
AB段从最大速度vm减速到v的时间
位移
在AB段匀速的最长距离为
l=8m-3m=5m
则匀速运动的时间
则从A到D最短时间为
故选B。
4.C
【详解】由题知当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v < v0),则列车进隧道前必须减速到v,则有
v = v0 - 2at1
解得
在隧道内匀速有
列车尾部出隧道后立即加速到v0,有
v0 = v + at3
解得
则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为
故选C。
5.C
【详解】A.根据位移图像斜率表示速度可知,时刻,甲的速率小于乙的速率,故A错误;
BC.根据甲乙两球位移图像可知,碰撞前后瞬间,两球交换速度,方向反向。根据题述,虚线(乙的位移图像)关于左右对称,所以碰撞前后瞬间,乙的动量大小不变,方向变化,甲的动能不变,故B错误C正确;
D.根据题述,实线两个顶点的纵坐标相同,可知碰撞后甲的机械能与乙的机械能相等,故D错误。
故选C。
6.B
【分析】本题考查自由落体运动。
【详解】陈芋汐下落的整个过程所用的时间为
1.4s
下落前5 m的过程所用的时间为
则陈芋汐用于姿态调整的时间约为
故B正确,ACD错误。
故选B。
7.A
【详解】图象斜率的物理意义是速度,在时间内,图象斜率增大,汽车的速度增大;在时间内,图象斜率不变,汽车的速度不变;在时间内,图象的斜率减小,汽车做减速运动,综上所述可知A中图象可能正确。
故选A。
8.D
【详解】质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有
而动量为
联立可得
动量关于为幂函数,且,故正确的相轨迹图像为D。
故选D。
9.C
【详解】铯原子做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,即
解得
铯原子做竖直上抛运动,抛至最高点用时,逆过程可视为自由落体,即
解得
则
故选C。
10.C
【详解】运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动,根据初速度为零匀加速运动,连续相等的相邻位移内时间之比等于
可知
即
故选C。
11.C
【分析】本题考查自由落体运动遵循的规律及其相关的知识点,同时考查了估算能力。
【详解】根据自由落体运动遵循的规律可知,3s内石块自由下落的高度约为
用时3秒,攀岩者向上爬了3米,所以距离地面高度约为
他离地面的高度约为50m。
故选C。
12.C
【详解】汽车做匀减速运动,根据v02=2ax解得,故选C.
13.B
【详解】根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,从开始运动第一段时计时,则时的瞬时速度等于~内的平均速度
时的瞬时速度等于~内的平均速度
两个中间时刻的时间间隔为
根据加速度定义可得
故选B。
14.AC
【详解】A.重力的功率为
由图可知在0~t1时间内,返回舱的速度随时间减小,故重力的功率随时间减小,故A正确;
B.根据v-t图像的斜率表示加速度可知在0~t1时间内返回舱的加速度减小,故B错误;
C.在t1~t2时间内由图像可知返回舱的速度减小,故可知动量随时间减小。故C正确;
D.在t2~t3时间内,由图像可知返回舱的速度不变,则动能不变,但由于返回舱高度下降,重力势能减小,故机械能减小,故D错误。
故选AC。
15.BC
【详解】A.该图中,甲乙在t0时刻之前位移没有相等的时刻,即两人在t0时刻之前不能相遇,选项A错误;
B.该图中,甲乙在t0时刻之前图像有交点,即此时位移相等,即两人在t0时刻之前能再次相遇,选项B正确;
C.因v-t图像的面积等于位移,则甲乙在t0时刻之前位移有相等的时刻,即两人能再次相遇,选项C正确;
D.因v-t图像的面积等于位移,由图像可知甲乙在t0时刻之前,甲的位移始终大于乙的位移,则两人不能相遇,选项D错误。
故选BC。
16.BD
【详解】A.此图是速度图像,由图可知,甲的速度一直大于乙的速度,所以中途不可能出现甲乙船头并齐,故A错误;
B.此图是速度图像,由图可知,开始丙的速度大,后来甲的速度大,速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移,由图可以判断在中途甲、丙位移会相同,所以在中途甲丙船头会并齐,故B正确;
C.此图是位移图像,由图可知,丁一直运动在甲的前面,所以中途不可能出现甲丁船头并齐,故C错误;
D.此图是位移图像,交点表示相遇,所以甲戊在中途船头会齐,故D正确。
故选BD。
17.BD
【详解】A.根据得,运动时间
故A错误;
B.水平射程为
故B正确;
CD.竖直方向分速度为
水平分速度为
落地速度为
故C错误,D正确。
故选BD。
18.CD
【详解】A.位移−−时间图像的斜率表示物体运动的速度,由图可知,在t1时刻两图像的斜率不相等,即t1时刻两车的速度不相等,故A错误;
B.在0时刻,乙车的位置坐标为0,甲车在乙车的前方, t1时刻两车位置坐标相同,为x1,故从0到t1时间内,甲车走过的路程小于乙车走过的路程,故B错误;
C.t2时刻两车位置坐标相同,为x2,故从t1到t2时间内,两车走过的路程相等,故C正确;
D.由图可知,在t1到t2时间内的某时刻,两图像的斜率相等,即两车的速度相等,故D正确。
故选CD。
19.BD
【详解】AB.0~t1时间内
t1~t2时间内
t2时刻两车相遇,但0~t1时间内两者的位移差小于t1~t2时间内两者的位移差,则t1时刻甲在乙的后面,A错误B正确;
CD.由图象的斜率知,甲、乙两车的加速度均先减小后增大,C错误D正确。
故选BD。
20.BC
【详解】A.根据题意只能求出物块与木板的相对位移,不知道木块最终停在哪里,无法求出木板的长度, A错误;
BC.由图像的斜率表示加速度求出长木板的加速度为
小物块的加速度
根据牛顿第二定律得
解得
BC正确;
D.由于不知道木板的质量,无法求出从t=0开始到t1时刻,木板获得的动能,D错误。
故选BC。
21. 1.15 9.79 见解析
【详解】(1)[1]打点计时器接在频率为的交流电源上,相邻计数点之间还有1个计时点,则相邻两计数点之间的时间为
纸带做自由落体运动,打点3时的瞬时速度等于点2到点4之间的平均速度,由纸带数据可知
(2)[2]做出图像如图所示
(3)[3]根据,可知
根据图像可知其斜率为重力加速度,则有
(4)[4]需要测量的物理量:水滴下落的高度h和下落的时间t。
测量h的方法:用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度,多次测量取平均值;
测量t的方法:调节水龙头阀门,使一滴水开始下落的同时,恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。用手机测量n滴水下落的总时间,则
22. A 61.20 9.55 不正确,理由见解析
【详解】(1)[1]为了减小空气阻力等误差影响,应该选用材质密度较大的小钢球,故选A。
(2)[2]刻度尺的分度值为1mm,估读到分度值的下一位,由图可知h=61.20cm;
(3)[3]根据可知
故在图像中斜率表示重力加速度,则根据图线有
(4)[4]下落过程中声音传播的时间为
则小球下落的时间为
(5)[5]设木条厚度为H,则台阶距离地面的高度h1时的时间为t1,高度h2时的时间为t2;则根据前面的分析有
可知与H无关。
23. 刻度尺 1.5 光栅板受到空气阻力的作用
【详解】(1)[1]该实验测量重力加速度,不需要天平测质量;需要用刻度尺测量遮光带(透光带)的宽度,故需要刻度尺;
(2)[2]根据平均速度的计算公式可知
(3)[3]根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的速度,有
可得
(4)[4]光栅板的长度明显,下落过程中受到空气阻力的影响,所以竖直向下的加速度小于重力加速度。
24. 15.75 4.30 9.85 AB
【分析】本题考查重力加速度的测量,意在考查考生对实验原理的理解以及处理实验数据的能力。
【详解】(1)[1]由游标卡尺的读数规则可知,小球的直径为
(2)[2][3]由题意可知,小球下落H =0.9423 m时的速度
由运动学公式
得
(3)[4]A.小球下落一定高度时的瞬时速度近似为曝光时间内的平均速度,曝光时间越短,曝光时间内的平均速度越接近瞬时速度,实验误差越小,故A正确;
B.让小球在真空管中自由下落,可减小空气阻力的影响,可减小实验误差,故B正确;
C.质量相等的实心铝球代替实心钢球时,铝球体积更大,阻力对铝球的影响较大,实验误差较大,故C错误。
25. 竖直
【详解】(1)[1]滑板车做往复运动的周期为
[2]根据单摆的周期公式,得
(2)[3]两挡光片间的距离
[4]手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上,让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。
[5]玻璃条下部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为
玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为
根据速度位移公式有
代入数据解得加速度
26. 小钢球 ①③④② 9.61(9.5~9.7) 仍能
【详解】(1)要测量当地重力加速度需要尽量减小空气阻力的影响,所以密度大体积小的小钢球最适合;
(2)要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上,安装好三脚架,调整好手机摄像头的位置;因为下落时间很短,所以一定要先打开摄像头开始摄像,然后在将小球从刻度尺旁静止释放,故顺序为①③④②;
(3)由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50cm,26.50cm,77.20cm;小球做自由落体运动,根据可得
(4)因为就算小球偏离了竖直方向,但是小球在竖直方向上的运动依然是自由落体运动,对实验结果无影响,故仍能用前面的方法测量出重力加速度。
27. A 将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺. 9.7
【详解】此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离;就本实验而言,因为是不同照片,所以是测量连续几张照片上小球位置之间的距离;加速度求解仍然用逐差法计算,注意是bc与ab之间的距离差.
28. 0.20 多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子
【详解】试题分析 本题主要考查自由落体运动及其相关的知识点,意在考查考生灵活运用教材知识解决实际问题的能力.
(2)根据题述,在乙的反应时间t内,尺子下落高度h=L-L1,由自由落体运动规律,h=gt2,解得t=.
(3)代入数据得:t=0.20s.
(4)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子
点睛 测量反应时间是教材上的小实验,此题以教材小实验切入,难度不大.
29. 9.6 “适当增大n”或“多次测量取平均值”
【分析】本题考查一个利用自由落体运动规律测量重力加速度的实验
【详解】(1)已知第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t,所以一个水滴从漏斗的下端滴落到桶底所用的时间,所以,故
(2)2
(3)提高精度可以提高测量时间的精度和距离的精度,也可以适当增大n,或多测几次取平均.
30. (1)偶然 (2)B (3)匀速 (4)
【详解】本题考查重力加速度的测量,意在考查考生的实验探究能力.(1)时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差,所以属于偶然误差.(2)由于自由落体的加速度较大,下落H高度的时间较短,为了减小测量时间的实验误差,就要使重锤下落的时间长一些,因此系统下降的加速度要小,所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多.(3)为了消除滑轮的摩擦阻力,可用橡皮泥粘在重锤1上,轻拉重锤放手后若系统做匀速运动,则表示平衡了阻力.(3)根据牛顿第二定律有,又,解得.
点睛:本题以连接体运动为背景考查重力加速度的测量,解题的关键是要弄清该实验的原理,再运用所学的知识分析得出减小误差的方法.
31.(1);(2),甲
【详解】(1)根据速度位移公式有
代入数据可得
(2)根据向心加速度的表达式
可得甲、乙的向心加速度之比为
甲、乙两物体做匀速圆周运动,则运动的时间为
代入数据可得甲、乙运动的时间为
,
因,所以甲先出弯道。
32.(1);(2);(3)
【详解】(1)由自由落体运动规律,带入数据解得
(2)由匀变速直线运动规律
解得
(3)由动量定理得
解得
33.(1),;(2)
【详解】(1)设探测器在动力减速阶段所用时间为t,初速度大小为,末速度大小为,加速度大小为a,由匀变速直线运动速度公式有
①
代入题给数据得
②
设探测器下降的距离为s,由匀变速直线运动位移公式有
③
联立②③式并代入题给数据得
④
(2)设火星的质量、半径和表面重力加速度大小分别为、和,地球的质量、半径和表面重力加速度大小分别为、和由牛顿运动定律和万有引力定律,对质量为m的物体有
⑤
⑥
式中G为引力常量。设变推力发动机的最大推力为F,能够悬停的火星探测器最大质量为,由力的平衡条件有
⑦
联立⑤⑥⑦式并代入题给数据得
⑧
在悬停避障阶段,该变推力发动机能实现悬停的探测器的最大质量约为。
34.(1);(2)
【详解】(1)设玩具上升的最大高度为h,玩具上升到高度时的速度大小为v,重力加速度大小为g,以初速度方向为正,整个运动过程有
玩具上升到最大高度有
两式联立解得
(2)设玩具分开时两部分的质量分别为、,水平速度大小分别为、。依题意,动能关系为
玩具达到最高点时速度为零,两部分分开时速度方向相反,水平方向动量守恒,有
分开后两部分做平抛运动,由运动学关系,两部分落回地面时,竖直方向分速度大小为,设两部分落地时的速度大小分别为、,由速度合成公式,有
,
结合,解得
35.(1);(2)
【详解】(1)设斜面长度为,背包质量为,在斜面上滑行的加速度为,由牛顿第二定律有
解得
滑雪者质量为,初速度为,加速度为,在斜面上滑行时间为,落后时间,则背包的滑行时间为,由运动学公式得
联立解得
或
故可得
(2)背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为、,有
滑雪者拎起背包的过程,系统在光滑水平面上外力为零,动量守恒,设共同速度为,有
解得
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