高考物理复习 阶段示范性金考卷一 运动的描述 匀变速直线运动的研究.docx
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高考物理复习阶段示范性金考卷一运动的描述匀变速直线运动的研究
高考物理复习阶段示范性金考卷
(一)运动的描述 匀变速直线运动的研究
本卷测试内容:
运动的描述 匀变速直线运动的研究
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共110分.
第Ⅰ卷 (选择题,共50分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.在第1、2、4、5、6、9小题给出的4个选项中,只有一个选项正确;在第3、7、8、10小题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)
1.在物理学的探索和发现过程中,科学家们运用了许多研究方法.以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是( )
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是微元法
B.根据速度定义式v=
,当Δt→0时,
就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思维法
C.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,这里运用了假设法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了理想模型法
解析:
用质点代替物体采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法,故A错误;以时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,采用了极限思维法,故B正确;在研究加速度与质量和合外力的关系时,采用了控制变量法,故C错误;在推导匀变速运动的位移公式时,采用微元法将变速运动等效近似为很多小段的匀速运动,故D错误.
答案:
B
2.如图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘,两条船运动状态是( )
A.A船肯定是向左运动的
B.A船肯定是静止的
C.B船肯定是向右运动的
D.B船可能是静止的
解析:
图中河岸是静止的,由河岸上的旗帜向右飘,可知此时风向向右(相对地球而言).A船上的旗帜向右飘表明,A船可能有以下三种情况:
一是A船不动,风把旗帜吹向右方;二是A船向左运动,风相对A船向右吹,风把旗帜吹向右方;三是A船向右运动,但船速小于风速,风仍能把旗帜吹向右方.对B船,则只有B船向右运动并且速度大于风速,风才能把旗帜吹向左方,所以C正确.
答案:
C
3.[2013·潍坊模拟]关于位移和路程,下列理解正确的是( )
A.位移是描述物体位置变化的物理量
B.路程是精确描述物体位置变化的物理量
C.只要运动物体的初、末位置确定,位移就确定,路程也确定
D.物体沿直线向某一方向运动,位移的大小等于路程
解析:
位移是描述物体位置变化的物理量,是矢量,既可以描述位置变化的大小,也可以描述位置变化的方向,只要初、末位置确定,位移矢量就确定,可以用从初位置指向末位置的有向线段来表示.而路程只表示运动轨迹的长度,不能表示位置的变化情况.初、末位置确定后,可以有许多不同的方式实现位置的变化,每一种运动方式都有相应的路程.物体在沿直线向单一方向运动时,位移的大小与路程相等.综上所述A、D正确.
答案:
AD
4.“和平使命2013”联合反恐军演于7月27~8月15日在俄罗斯车里雅宾斯克切巴尔库尔靶场举行,演习第一阶段主要演练组织部队向预定地域投送,若在一次投送任务中空降兵从悬停在高空的直升机中跳下,空降兵从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示,则对空降兵的运动,下列说法正确的是( )
A.0~10s做自由落体运动
B.10s末打开降落伞,以后做匀减速运动至15s末
C.10s末运动方向发生变化
D.10s末~15s末加速度方向竖直向上,大小在逐渐减小
解析:
题中v-t图象中,图线的斜率代表加速度,从图中可以看出,0~10s内,加速度方向向下,图线的斜率越来越小,故不是自由落体运动,10s末速度达到最大值;10s末打开降落伞,加速度方向向上,做加速度逐渐减小的减速运动,15s末加速度为零,速度达到稳定值,以后将做匀速直线运动.D项正确.
答案:
D
5.根据下面驾驶员安全行驶距离表格,得出的以下结论正确的是( )
车速(km/h)
反应距离(m)
刹车距离(m)
停车距离(m)
60
15
22.5
37.5
A.驾驶员的反应时间为0.6s
B.汽车的刹车时间为2.5s
C.汽车刹车的平均速度为
m/s
D.汽车刹车的加速度约为6m/s2
解析:
根据题中表格可知,车速v=60km/h,反应距离x1=15m,所以驾驶员的反应时间t1=
=0.9s,A项错误;汽车刹车过程的平均速度为
=
=
m/s,C项正确;汽车的刹车时间t2=
=2.7s,B项错误;汽车刹车的加速度a=
=6.2m/s2,D项错误.
答案:
C
6.在一大雾天,一辆小汽车以30m/s的速度匀速行驶在高速公路上,突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,刹车过程中刹车失灵.如图所示,图线a、b分别为小汽车和大卡车的v-t图象(忽略刹车反应时间),以下说法正确的是( )
A.因刹车失灵前小汽车已减速,故不会发生追尾事故
B.在t=3s时发生追尾事故
C.在t=5s时发生追尾事故
D.若紧急刹车时两车相距40米,则不会发生追尾事故且两车最近时相距10米
解析:
根据图象可知,t=5s时两车速度相等,若不发生追尾事故,则此时两车相距最近,由图象可以求出两车的位移之差为35米,可见两车早已发生追尾,若紧急刹车时两车相距40米,则小汽车追不上大卡车,但两车最近距离为5米,故A、C、D错;由图象可以求出t=3s时两车的位移之差刚好为30米,可见此时刚好发生追尾事故,所以B对.
答案:
B
7.中国火箭航天集团专家称,人类能在20年后飞往火星.若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的x-t图象如图所示,则( )
A.该火星表面的重力加速度为1.6m/s2
B.该物体上升的时间为10s
C.该物体被抛出时的初速度为8m/s
D.该物体落到火星表面时的速度为16m/s
解析:
由图可知物体上升的最大高度为20m,上升时间为5s,由h=
gt2得g=1.6m/s2,A对B错.v=gt=8m/s,C对D错.
答案:
AC
8.[2014·南昌调研]某物体沿水平方向运动,其vt图象如图所示,规定向右为正方向,下列判断正确的是( )
A.在0~1s内,物体做曲线运动
B.在1~2s内,物体向左运动,且速度大小在减小
C.在1~3s内,物体的加速度方向向左,大小为4m/s2
D.在3s末,物体处于出发点右方
解析:
由于运动图象表示的是速度随时间变化的规律,而不是运动的轨迹,故0~1s表示的是变速运动,故A错误;1~2s速度是在减小,但速度为正,表示仍然向右运动,所以B错误;1~3s速度图线为直线表示加速度方向不变,速度减小表示减速,故加速度方向向左,大小为a=
=
m/s2=4m/s2,所以C正确;由图象可知1~2s与2~3s速度图象与时间轴所围面积大小相等,相互抵消,故3s末的位移就等于0~1s的位移,方向向右,故D正确.
答案:
CD
9.[2014·广东茂名]我国“蛟龙号”在某次试验时,深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面的10min内全过程的深度曲线(a)和速度图象(b),则( )
A.(a)图中h4代表本次下潜最大深度为360m
B.全过程中最大加速度是0.025m/s2
C.在0~4min潜水员处于失重状态
D.在8~10min潜水员处于超重状态
解析:
由题(a)图可知,深潜器本次下潜最大深度为h4,由(b)图可知,深潜器的前4min内的位移h4=360m,A项正确;深潜器在0~1min和3~4min内的加速度大小a1=0.033m/s2,在6~8min和8~10min内的加速度大小a2=0.025m/s2,B项错误;在0~4min潜水员在深潜器中随之先向下加速运动,再匀速运动,最后减速运动,即先处于失重状态,再处于平衡状态,最后处于超重状态,同理可知,潜水员在8~10min内处于失重状态,C、D两项错误.
答案:
A
10.科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(g=10m/s2)( )
A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB B.间歇发光的间隔时间是 s C.水滴在相邻两点之间的位移满足xAB∶xBC∶xCD=1∶3∶5 D.水滴在各点速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶4∶9 解析: 出现这种现象的原因是,间歇闪光灯的发光间隔恰好与水滴下落的时间间隔相同,水滴通过AB、BC和CD的时间恰好相等,也就是说这三段位移恰好是匀加速下落的水滴在连续相等时间间隔内的位移,所以依据匀变速直线运动连续相邻相等时间间隔内的运动特点就可以判断出BC正确,AD错误. 答案: BC 第Ⅱ卷 (非选择题,共60分) 二、实验题(本题共3小题,共20分) 11.(6分)[2014·昆明一中高三月考]某同学利用数码相机研究竖直上抛小球的运动情况.数码相机每隔0.05s拍照一次,如图是小球上升过程的照片,图中所标数据为实际距离,则: (1)图中t5时刻小球的速度v5=________m/s. (2)小球上升过程中的加速度a=________m/s2. (3)t6时刻后小球还能上升的高度h=________m. 解析: 中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度,即v5= m/s=4.08m/s;由Δs=at2解得a=10.04m/s2;由已知结合速度公式v=v0+at求得t6时刻小球的速度v6=3.58m/s,根据h= 求出h=0.64m. 答案: (1)4.08 (2)10.04 (3)0.64 12.(8分)在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如下图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm. (1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB=________m/s,C、E间的平均速度为________m/s. (2)以打B点为计时起点,建立v-t坐标系如下图所示,请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线. (3)根据图线可得小车运动的加速度为________m/s2. 解析: (1)相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s,所以 vB= = m/s=0.25m/s CE= = m/s=0.45m/s. (2)利用中间时刻点的瞬时速度等于平均速度计算C、D、E三点的瞬时速度,作出v-t图象,如图所示. (3)在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,则a= m/s2=1m/s2. 答案: (1)0.25 0.45 (2)见解析图 (3)1 13.如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力加速度. (1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需________(填字母代号)器材. A.直流电源、天平及砝码B.直流电源、毫米刻度尺 C.交流电源、天平及砝码D.交流电源、毫米刻度尺 (2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作________图象,其纵轴表示的是________,横轴表示的是________. 解析: (1)打点计时器需接交流电源.重力加速度与物体的质量无关,所以不需要天平和砝码.计算速度需要测相邻计数点间的距离,需要毫米刻度尺,故D正确. (2)由公式v2=2gh,如绘出 -h图象,其斜率也等于重力加速度. 答案: (1)D (2) -h 速度平方的二分之一 重物下落的高度 三、计算题(本题共4小题,共40分) 14.(8分)[2013·儋州市二中、思源高中期中联考]汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示. (1)画出汽车在0~60s内的v-t图线; (2)求在这60s内汽车行驶的路程. 解析: 本题考查了运动学图象问题. (1)设t=10,40,60s时刻的速度分别为v1,v2,v3. 由图知0~10s内汽车以加速度2m·s-2匀加速行驶,由运动学公式得 v1=2×10m/s=20m/s ① 由图知10~40s内汽车匀速行驶,因此 v2=20m/s ② 由图知40~60s内汽车以加速度1m·s-2匀减速行驶,由运动学公式得 v3=(20-1×20)=0 ③ 根据①②③式,可画出汽车在0~60s内的v-t图线. (2)由速度图线可知,在这60s内汽车行驶的路程为 x= ×20m=900m ④ 答案: (1)如图所示 (2)x=900m 15.(10分)现从某一水池水面上方h=0.8m高处,让一质量为0.1kg的硬质小球自由下落,如该水池水深H=0.8m,小球从释放到落至水池底部用时t=0.6s,不计空气及水的阻力,取g=10m/s2. (1)试问小球在水中做什么运动? 若为变速运动,加速度为多大? (2)若要使小球落至池底部所用时间最短,必须从水面上方多高处由静止释放小球? 解析: (1)设小球落至水面所用时间为t1,在水中做匀变速运动,加速度为a,则h= gt v=gt1 H=v(t-t1)+ a(t-t1)2 解得a=0m/s2,则小球在水中匀速运动. (2)设释放点距水面的高度为x,则小球落至水面所用时间tx= 此时速度vx= 小球落至池底部所用总时间t= + 由数学知识可知,当 = 时t最小 即x= =0.4m. 答案: (1)匀速运动 (2)0.4m 16.(10分)[2014·郑州第一次预测]2011年8月10日,改装后的瓦良格号航空母舰进行出海航行试验,中国成为拥有航空母舰的国家之一.已知该航空母舰飞行甲板长度为L=300m,某种战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为a=4.5m/s2,飞机速度要达到v=60m/s才能安全起飞. (1)如果航空母舰静止,战斗机被弹射装置弹出后开始加速,要保证飞机起飞安全,战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大? (2)如果航空母舰匀速前进,在没有弹射装置的情况下,要保证飞机安全起飞,航空母舰前进的速度至少是多大? 解析: (1)设战斗机被弹射出来时的速度为v0,由v2-v =2ax得 v0= =30m/s (2)设飞机起飞所用时间为t,在时间t内航空母舰航行距离为L1,航空母舰的最小速度为v1 对航空母舰有L1=v1t 对飞机有v=v1+at v2-v =2a(L+L1) 由以上三式联立解得 v1=v- =(60-30 )m/s≈8m/s 答案: (1)30m/s (2)8m/s 17.(12分)甲车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,乙车以4m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动,甲车经过乙车旁边开始以0.5m/s2的加速度刹车,从甲车刹车开始计时,求: (1)乙车在追上甲车前,两车相距的最大距离; (2)乙车追上甲车所用的时间. 解析: (1)当甲车速度减至等于乙车速度时两车的距离最大,设该减速过程经过的时间为t,则 v乙=v甲-at 解得: t=12s 此时甲、乙间的距离为 Δx=x甲t- at2-v乙t=36m (2)设甲车减速到零所需时间为t1,则有: t1= =20s t1时间内: x甲= t1=100m x乙=v乙t1=4×20m=80m 此后乙车运动时间 t2= =5s 故乙车追上甲车所需时间为 t1+t2=25s. 答案: (1)36m (2)25s
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