临沂市名校2023-2024学年高三上学期开学收心考试
物理
第Ⅰ卷
一、单项选择题(每小题3分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的)
1. 下列关于矢量和标量说法正确的是( )
A. 矢量和标量没有严格的区别,同一个物理量可以是矢量,也可以是标量
B. 矢量都是有方向的
C. 时间、时刻是标量,路程是矢量
D. 初中学过的电流是有方向的量,所以电流是矢量
2. 某飞机由静止开始做匀加速直线运动,从运动开始到起飞共前进1 600 m,所用时间为40 s.则它的加速度a和离地时的速度v分别为( )
A. 2 m/s2,80 m/s
B. 1 m/s2,40 m/s
C. 1 m/s2,80 m/s
D. 2 m/s2,40 m/s
3. 歼-20隐形战斗机首架技术验证机于2011年1月11日进行首次升空飞行测试,距今刚好十周年。已知某次训练中,歼-20着陆后经过4.5s停下来,若这个过程可看作是匀减速直线运动,则歼-20着陆后的第1s和第2s位移大小之比为( )
A. 4:3 B. 2:1 C. 5:3 D. 9:7
4. 2021年8月26日,东京残奥会奥运村发生的无人车撞人事件引发了人们对无人车安全性的担忧。某厂测试无人车安全性能时根据某阶段的运动情况作出了图像。已知甲、乙两车在封闭的平直公路上行驶,初始时两辆车相距远,甲车在前,乙车在后,同向行驶。甲、乙两车的运动情况分别如图中图线、所示,则( )
A. 两车在时恰好有一次相遇
B. 两车能够相遇,在时,两车相距最远
C. 两车不能够相遇,在时,两车相距最近
D. 两车不能够相遇,并且距离越来越大
5. “祝融号”火星车在火星表面探测过程中做直线运动,由静止开始经过加速、匀速和制动直至停止,共用时12s,位移随时间变化情况如表所示,加速和制动均可看作是匀变速直线运动。
t/s 0 2 4 6 8 10 12
x/cm 0 2.0 8.0 17.5 27.0 33.0 35.0
下列说法正确的是( )
A. 前6秒火星车做加速运动 B. 第6秒末火星车的速率为4.75cm/s
C. 火星车一共匀速运动了10cm D. 火星车减速的加速度大小为
6. 做自由落体运动物体,先后经过空中M、N两点时的速度分别为和,则下列说法中错误的是( )
A. 经过MN时所用的时间为:
B. 物体经过MN中点时速度为:
C. MN间的距离:
D. 物体经过MN的平均速度:
7. 一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图所示。取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体的运动图像正确的是( )
A. B.
C. D.
[2023·山东·统考高考真题]
8. 如图所示,电动公交车做匀减速直线运动进站,连续经过R、S、T三点,已知ST间的距离是RS的两倍,RS段的平均速度是10m/s,ST段的平均速度是5m/s,则公交车经过T点时的瞬时速度为( )
A. 3m/s B. 2m/s C. 1m/s D. 0.5m/s
二、不定项选择题(每小题4分,共24分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分)
9. 匀变速直线运动是( )
A. 加速度不变的运动
B. 速度变化快慢恒定的运动
C. 速度变化率恒定运动
D. 任意相等的时间间隔内速度变化量都相等的运动
10. 一架飞机着陆时的速度是216km/h,着陆后做匀减速直线运动,加速度大小为3m/s2.由此可以确定
A. 飞机最后2s运动的平均速度为3m/s
B. 飞机滑行的跑道至少为600m
C. 飞机滑行的跑道至少为1000m
D. 经过25s时飞机速度大小为15m/s
11. 刚刚结束的奥运会上,广东小将全红婵(图甲)以总分466.2分打破世界纪录,获得跳水单人十米台金牌。自运动员离开跳台开始计时到完全落入水中,其速度随时间变化情况可简化如图乙,选向下为正方向,下列结论正确的是( )
A. 0~t2为空中运动时间,该段时间内,速度始终向下
B. 在t2~t3时间内,加速度大小逐渐减小
C. 在0~t1内,平均速度
D. 在t2~t3时间内,平均速度
12. 冰壶(Curling), 又称冰上溜石、掷冰壶,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,被大家喻为冰上的“国际象棋”,为冬奥会比赛项目,它考验参赛者的体能与脑力,展现动静之美、取舍之智慧。在某次比赛中,冰壶投出后做匀减速直线运动,经过20 s停止,已知倒数第3 s内的位移大小为1.0 m,下列说法中正确的是( )
A. 冰壶的加速度大小为0.3 m/s2 B. 冰壶的加速度大小为0. 4 m/s2
C. 冰壶第1 s末的速度大小为5.7 m/s D. 冰壶第1 s内的位移大小为7.8 m
13. 一个物体做变速直线运动,物体的加速度(方向不变)大小从某一值逐渐减小到零,则在此过程中,关于该物体的运动情况的说法可能正确的是( )
A. 物体速度不断增大,加速度减小到零时,物体速度最大
B. 物体速度不断减小,加速度减小到零时,物体速度为零
C. 物体速度减小到零后,反向加速再匀速
D. 物体速度不断增大,然后逐渐减小
14. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象,下列说法正确的是( )
A. 动力车的初速度为20m/s
B. 刹车过程动力车的加速度大小为5m/s2
C. 刹车过程持续的时间为10s
D. 从开始刹车时计时,经过6s,动力车的位移为30m
第Ⅱ卷
三、填空题(每空2分,共20分)
15. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中。
(1)下列操作中正确的有_______。
A、在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B、打点计时器应放在长木板有滑轮的一端
C、应先释放小车,后接通电源
D、电火花计时器应使用低压交流电源
(2)如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点,四条纸带的a、b间的间距相等,则a、b间的平均速度最小的是_______。
(3)某同学用如图a所示的装置测定匀加速直线运动的加速度,打出的一条纸带如图b所示,A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间还有四个点没有画出。
①实验时纸带的_______端是和小车相连的(填“左”或“右”)。
②打点计时器打下C点时小车的速度大小为_______m/s。
③由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为_______m/s2。
[2023·山东·模拟预测]
16. 某同学以墙面为背景,使用手机频闪照相功能拍摄小球自由下落过程,通过对频闪照片的研究,粗略测定当地的重力加速度。请回答下列问题:
(1)该同学要从下列物体中选择做自由落体的小球,最为合理的是______;
A.小塑料球
B.小木球
C.小钢球
D.小泡沫球
(2)如图为该同学拍得的频闪照片的一部分,测得图中部分墙的高度,手机曝光时间间隔为0.07s,则当地重力加速度g=______,小球到达位置4时的速度大小为______m/s;(结果保留3位有效数字)
(3)照片中位置1______(选填“是”“不是”或“不确定”)小球自由下落的初始位置,由于空气阻力影响,测出的重力加速度值比实际值______(选填“偏大”或“偏小”)。
四、解答题(共32分)
17. 屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗户的上、下沿,如图所示,问:
(1)此屋檐离地面多高?
(2)滴水的时间间隔是多少?(g取10 m/s2)
18. 据统计,开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍,开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。一辆汽车在平直公路上以某一速度行驶时,司机低头看手机3s,相当于盲开60m,该车遇见紧急情况,紧急刹车的距离(从开始刹车到停下时汽车所行驶的距离)至少是20m。根据以上提供的信息
(1)求汽车行驶的速度大小和刹车的最大加速度大小;
(2)若该车以108km/h的速度在高速公路上行驶时,前方150m处道路塌方,该车司机低头看手机3s后才发现危险,已知司机的反应时间为0.6s,刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故。
19. ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称,如图,汽车进收费站前的速度为15m/s,如果通过人工收费通道,需要恰好在收费站中心线处减速至0,经过20s缴费后,再加速至15m/s行驶;如果通过ETC通道,需要恰好在收费站中心线前方10m处减速至5m/s,匀速到达收费站中心线后,再加速至15m/s行驶。为了简化分析,设汽车加速和减速的加速度大小均为1m/s2,求:
(1)汽车通过人工收费通道,从收费前减速开始,到收费后加速至15m/s,所需的时间和所走过的路程;
(2)汽车通过ETC通道与通过人工收费通道相比较,节省了多少时间?
临沂市名校2023-2024学年高三上学期开学收心考试
物理 答案解析
第Ⅰ卷
一、单项选择题(每小题3分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的)
1. 下列关于矢量和标量的说法正确的是( )
A. 矢量和标量没有严格的区别,同一个物理量可以是矢量,也可以是标量
B. 矢量都是有方向的
C. 时间、时刻是标量,路程是矢量
D. 初中学过的电流是有方向的量,所以电流是矢量
【答案】B
【解析】
【详解】AB.标量只有大小没有方向,运算遵循数学算术法则,矢量既有大小,又有方向,运算遵循平行四边形定则,两者有着严格的区别,A错误,B正确;
C.时间、时刻与路程只有大小没有方向,运算遵循数学算术法则,均为标量,C错误;
D.电流有大小与方向,但是电流的运算遵循数学算术法则,不遵循平行四边形定则,因此电流是标量,不是矢量,D错误。
故选B。
2. 某飞机由静止开始做匀加速直线运动,从运动开始到起飞共前进1 600 m,所用时间为40 s.则它的加速度a和离地时的速度v分别为( )
A. 2 m/s2,80 m/s
B. 1 m/s2,40 m/s
C. 1 m/s2,80 m/s
D. 2 m/s2,40 m/s
【答案】A
【解析】
【详解】飞机由静止开始做匀加速直线运动,由得,由得,所以A选项正确.
3. 歼-20隐形战斗机首架技术验证机于2011年1月11日进行首次升空飞行测试,距今刚好十周年。已知某次训练中,歼-20着陆后经过4.5s停下来,若这个过程可看作是匀减速直线运动,则歼-20着陆后的第1s和第2s位移大小之比为( )
A. 4:3 B. 2:1 C. 5:3 D. 9:7
【答案】A
【解析】
【详解】将飞机做匀减速运动的逆过程看做是初速度为零的匀加速运动,根据
则着陆后的第1s内的位移
着陆后的第2s内的位移
则歼-20着陆后的第1s和第2s位移大小之比为4:3。
故选A。
4. 2021年8月26日,东京残奥会奥运村发生的无人车撞人事件引发了人们对无人车安全性的担忧。某厂测试无人车安全性能时根据某阶段的运动情况作出了图像。已知甲、乙两车在封闭的平直公路上行驶,初始时两辆车相距远,甲车在前,乙车在后,同向行驶。甲、乙两车的运动情况分别如图中图线、所示,则( )
A. 两车在时恰好有一次相遇
B. 两车能够相遇,在时,两车相距最远
C. 两车不能够相遇,在时,两车相距最近
D. 两车不能够相遇,并且距离越来越大
【答案】A
【解析】
【详解】在前内,乙车的速度大于甲车的速度,两车之间距离变小,根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知在前内,乙车比甲车多走的位移为
由于初始时两车相距远,且甲车在前,可知两车在时恰好相遇,后,甲车的速度大于乙车的速度,两车之间距离变大,所以两车只在时恰好有一次相遇,之后两车之间距离逐渐变大,选项A正确,BCD错误;
故选A。
5. “祝融号”火星车在火星表面探测过程中做直线运动,由静止开始经过加速、匀速和制动直至停止,共用时12s,位移随时间变化情况如表所示,加速和制动均可看作是匀变速直线运动。
t/s 0 2 4 6 8 10 12
x/cm 0 2.0 8.0 17.5 27.0 33.0 35.0
下列说法正确的是( )
A. 前6秒火星车做加速运动 B. 第6秒末火星车的速率为4.75cm/s
C. 火星车一共匀速运动了10cm D. 火星车减速加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,火星车从静止开始先做匀加速直线运动,接着做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动至停下,设匀加速阶段的加速度大小为,时间为;匀速阶段的速度为,时间为;匀减速阶段的加速度大小为,时间为。
由表格数据可知,,火星车从静止开始做匀加速运动,通过的位移为,根据
解得
,火星车做匀减速运动至停下,通过的位移为,结合逆向思维,可认为此过程反向做初速为0的匀加速运动,则有
解得
匀加速阶段的时间为
匀减速阶段的时间为
故全过程的位移满足
又有
联立以上式子解得
,,
A.前5秒火星车做加速运动, 5秒后火星车已经做匀速运动,A错误;
B. 5秒到7秒火星车已经匀速运动,故第6秒末火星车的速率为,B错误;
C. 火星车一共匀速运动的位移为
C正确;
D. 火星车减速的加速度大小为,D错误。
故选C。
6. 做自由落体运动的物体,先后经过空中M、N两点时的速度分别为和,则下列说法中错误的是( )
A. 经过MN时所用的时间为:
B. 物体经过MN中点时的速度为:
C. MN间的距离:
D. 物体经过MN的平均速度:
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据速度时间关系得经过MN时所用的时间为
故A错误;
B.根据
联立可得物体经过MN中点时的速度为
故B正确;
C.根据
可得MN间的距离
故C正确;
D.物体做匀变速直线运动, 物体经过MN的平均速度
故D正确。
本题选错误项,故选A。
7. 一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图所示。取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体的运动图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在0~1s内
物体从静止开始正向匀加速运动,根据
知图像是一条过原点的直线,1s末速度
在1s~2s内
物体将仍沿正方向运动,但要减速,2s末时速度
2s~3s内重复0~1s内运动情况,3s~4s内重复1s~2s内运动情况,故AB错误。
CD.在0~1s内,物体从静止开始正向匀加速运动,根据
可知图像是一条开口向上的抛物线,1s内的位移大小为
在1s~2s内,物体仍将沿正方向运动,但要减速,由数学知识知图像图像是一条开口向下的抛物线,且1~2s内的位移大小为
2s~3s内重复0~1s内运动情况,3s~4s内重复1s~2s内运动情况,故C正确,D错误。
故选C。
[2023·山东·统考高考真题]
8. 如图所示,电动公交车做匀减速直线运动进站,连续经过R、S、T三点,已知ST间的距离是RS的两倍,RS段的平均速度是10m/s,ST段的平均速度是5m/s,则公交车经过T点时的瞬时速度为( )
A. 3m/s B. 2m/s C. 1m/s D. 0.5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】由题知,电动公交车做匀减速直线运动,且设RS间的距离为x,则根据题意有
,
联立解得
t2= 4t1,vT = vR-10
再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有
vT = vR-a 5t1
则
at1= 2m/s
其中还有
解得
vR = 11m/s
联立解得
vT = 1m/s
故选C。
二、不定项选择题(每小题4分,共24分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分)
9. 匀变速直线运动是( )
A. 加速度不变的运动
B. 速度变化快慢恒定的运动
C. 速度变化率恒定的运动
D. 任意相等的时间间隔内速度变化量都相等的运动
【答案】ABCD
【解析】
【详解】A.匀变速直线运动的加速度恒定,故A正确;
BC.匀变速直线运动的加速度恒定,加速度等于速度的变化率,加速度保持不变,速度变化率恒定,即速度变化快慢恒定,故B、C正确;
D.匀变速直线运动速度变化率恒定,则任意相等时间内的速度变化量都相等,故D正确。
故选ABCD。
10. 一架飞机着陆时的速度是216km/h,着陆后做匀减速直线运动,加速度大小为3m/s2.由此可以确定
A. 飞机最后2s运动的平均速度为3m/s
B. 飞机滑行的跑道至少为600m
C. 飞机滑行的跑道至少为1000m
D. 经过25s时飞机速度的大小为15m/s
【答案】AB
【解析】
【分析】本题有初末速度和加速度,然后由速度和位移的关系公式可直接得出,根据匀变速直线运动的平均速度公式计算平均速度,根据平均速度位移关系求得跑道的至少长度。
【详解】A.,停止运动前2秒时速度,逆向思维,根据公式:
带入数值:
则2秒平均速度:
故A正确;
BC.规定速度的方向为正方向,设飞机场的跑道至少x能使飞机安全地停下来,根据:
代入数据可知:
解得:
故C错误B正确;
D.逆向思维,飞机安全停下来的时间:
则25秒时飞机已经停止,所以飞机的速度为零,D错误。
故选AB。
【点睛】掌握匀变速直线运动的速度时间关系和平均速度关系是正确解题的基础。
11. 刚刚结束的奥运会上,广东小将全红婵(图甲)以总分466.2分打破世界纪录,获得跳水单人十米台金牌。自运动员离开跳台开始计时到完全落入水中,其速度随时间变化情况可简化如图乙,选向下为正方向,下列结论正确的是( )
A. 0~t2为空中运动时间,该段时间内,速度始终向下
B. 在t2~t3时间内,加速度大小逐渐减小
C. 在0~t1内,平均速度
D. 在t2~t3时间内,平均速度
【答案】BC
【解析】
【详解】A.0~t2为空中运动时间内,速度先为负值,后为正值,则速度方向先向上,后向下,故A错误;
B.v-t图像斜率的绝对值表示加速度大小,由图可以看出,在t2~t3时间内图线斜率逐渐减小,加速度大小逐渐减小,故B正确;
C.在0~t1内,图线斜率不变,表示匀变速直线运动,则由匀变速直线运动推论,平均速度等于初、末速度和的一半,故C正确;
D.v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移,由图像可以看出,实际图线在t2~t3时间内围的面积小于虚线(匀减速到零)所围面积,平均速度等于位移与所用时间的比值,所以此段时间内的平均速度小于此段时间内匀减速到零的平均速度,故D错误。
故选BC。
12. 冰壶(Curling), 又称冰上溜石、掷冰壶,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,被大家喻为冰上的“国际象棋”,为冬奥会比赛项目,它考验参赛者的体能与脑力,展现动静之美、取舍之智慧。在某次比赛中,冰壶投出后做匀减速直线运动,经过20 s停止,已知倒数第3 s内的位移大小为1.0 m,下列说法中正确的是( )
A. 冰壶的加速度大小为0.3 m/s2 B. 冰壶的加速度大小为0. 4 m/s2
C. 冰壶第1 s末的速度大小为5.7 m/s D. 冰壶第1 s内的位移大小为7.8 m
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.整个过程的逆过程是初速度为0的匀加速直线运动,倒数第3 s内的位移大小为1.0 m,则
代入数据得
a=0.4m/s2
故A错误,B正确;
CD.由速度公式可知初速度为
v0=at0=0.4×20m/s=8m/s
所以在1s末的速度为
v1=v0-at1=8m/s-0.4×1m/s=7.6m/s
而第1s内的位移
故C错误,D正确。
故选BD。
13. 一个物体做变速直线运动,物体的加速度(方向不变)大小从某一值逐渐减小到零,则在此过程中,关于该物体的运动情况的说法可能正确的是( )
A. 物体速度不断增大,加速度减小到零时,物体速度最大
B. 物体速度不断减小,加速度减小到零时,物体速度为零
C. 物体速度减小到零后,反向加速再匀速
D. 物体速度不断增大,然后逐渐减小
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.物体做变速直线运动,若速度方向与加速度方向相同,加速度逐渐减小,速度不断增大,当加速度减小到零时,速度达到最大,而后做匀速直线运动,A正确;
BC.若速度方向与加速度方向相反,加速度逐渐减小,速度不断减小,当加速度减小到零时,物体速度可能恰好为零,也可能当速度减为零时,加速度不为零,然后物体反向做加速直线运动,加速度等于零后,物体做匀速运动,BC正确;
D.物体的速度不断增大,说明加速度方向和速度方向一样,在加速度减小到零的过程中,不可能出现速度减小的情况,D错误。
故选ABC。
14. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象,下列说法正确的是( )
A. 动力车的初速度为20m/s
B. 刹车过程动力车的加速度大小为5m/s2
C. 刹车过程持续的时间为10s
D. 从开始刹车时计时,经过6s,动力车的位移为30m
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.根据得
结合图象有
,
解得
a=-5m/s2,v0=20m/s
故AB正确;
C.刹车过程持续的时间
t==4s
故C错误;
D.从开始刹车时计时,经过6s,动力车的位移等于其在前4s内的位移
x4=t=40m
故D错误。
故选AB。
第Ⅱ卷
三、填空题(每空2分,共20分)
15. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中。
(1)下列操作中正确的有_______。
A、释放小车前,小车要靠近打点计时器
B、打点计时器应放在长木板有滑轮的一端
C、应先释放小车,后接通电源
D、电火花计时器应使用低压交流电源
(2)如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点,四条纸带的a、b间的间距相等,则a、b间的平均速度最小的是_______。
(3)某同学用如图a所示的装置测定匀加速直线运动的加速度,打出的一条纸带如图b所示,A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间还有四个点没有画出。
①实验时纸带的_______端是和小车相连的(填“左”或“右”)。
②打点计时器打下C点时小车的速度大小为_______m/s。
③由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为_______m/s2。
【答案】 ①. A ②. D ③. 左 ④. 3.0 ⑤. 4.0
【解析】
【详解】(1)[1]A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器,这样在纸带上打下的点才较多,所以A正确;
B.打点计时器应放在长木板没有滑轮的一端,所以B错误;
C.应先接通电源,后释放小车,所以C错误;
D.电火花计时器应使用220V家用交流电源,所以D错误;
故选A。
(2)[2]根据平均速度公式
四条纸带的a、b间的间距相等,则所用时间最多的,a、b间的平均速度最小的,所以点迹越多的纸带所用时间越多,则ABC错误;D正确;
故选D。
(3)①[3]由于小车做加速运动,则接小车的一端点迹分布较密,所以实验时纸带的左端是和小车相连的。
②[4]打点计时器打下C点时小车的速度大小为
③[5]由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为
[2023·山东·模拟预测]
16. 某同学以墙面为背景,使用手机频闪照相功能拍摄小球自由下落过程,通过对频闪照片的研究,粗略测定当地的重力加速度。请回答下列问题:
(1)该同学要从下列物体中选择做自由落体小球,最为合理的是______;
A.小塑料球
B.小木球
C.小钢球
D.小泡沫球
(2)如图为该同学拍得的频闪照片的一部分,测得图中部分墙的高度,手机曝光时间间隔为0.07s,则当地重力加速度g=______,小球到达位置4时的速度大小为______m/s;(结果保留3位有效数字)
(3)照片中位置1______(选填“是”“不是”或“不确定”)小球自由下落的初始位置,由于空气阻力影响,测出的重力加速度值比实际值______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 ①. C ②. 9.80 ③. 3.78 ④. 不是 ⑤. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]为减小空气阻力对实验造成的误差,需要选择密度较大的小钢球来做实验,质量相同的情况下体积相对较小。
故选C。
(2)[2]由题可得每块砖的厚度为
则
[3]小钢球到达位置3时的速度
小钢球到达位置4时的速度
(3)[4]4个小球间竖直距离之比为3︰4︰5,故照片中位置1不是小球自由下落的初始位置。
[5]由于空气阻力影响,小球加速度偏小,测出的重力加速度值比实际值偏小。
四、解答题(共32分)
17. 屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗户的上、下沿,如图所示,问:
(1)此屋檐离地面多高?
(2)滴水的时间间隔是多少?(g取10 m/s2)
【答案】(1)3.2m;(2)0.2s
【解析】
【详解】(1)(2)水滴做自由落体运动,设相邻两滴水之间时间间隔为△t,第2滴、第3滴下落高度分别为h2、h3,则有
h2-h3=1
联立并代入数据解得
△t=0.2s
屋檐的高度为
18. 据统计,开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍,开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。一辆汽车在平直公路上以某一速度行驶时,司机低头看手机3s,相当于盲开60m,该车遇见紧急情况,紧急刹车的距离(从开始刹车到停下时汽车所行驶的距离)至少是20m。根据以上提供的信息
(1)求汽车行驶的速度大小和刹车的最大加速度大小;
(2)若该车以108km/h的速度在高速公路上行驶时,前方150m处道路塌方,该车司机低头看手机3s后才发现危险,已知司机的反应时间为0.6s,刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故。
【答案】(1)20m/s,10m/s2;(2)会发生交通事故
【解析】
【详解】(1)根据题意知,低头看3s手机相当于盲开60m,由此可以知道,汽车运动的速度大小为
v==20m/s
设汽车刹车的最大加速度大小为a,把刹车过程看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动,由v2=2ax得
(2)在高速公路上汽车的速度为
v′=108km/h=30m/s
司机看手机时,汽车发生的位移为
x1=v′t=30×3m=90m
反应时间内发生的位移为
x2=v′Δt=30×0.6m=18m
刹车后汽车发生的位移为
所以汽车前进的距离为
x=x1+x2+x3=153m>150m
所以会发生交通事故。
19. ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称,如图,汽车进收费站前的速度为15m/s,如果通过人工收费通道,需要恰好在收费站中心线处减速至0,经过20s缴费后,再加速至15m/s行驶;如果通过ETC通道,需要恰好在收费站中心线前方10m处减速至5m/s,匀速到达收费站中心线后,再加速至15m/s行驶。为了简化分析,设汽车加速和减速的加速度大小均为1m/s2,求:
(1)汽车通过人工收费通道,从收费前减速开始,到收费后加速至15m/s,所需的时间和所走过的路程;
(2)汽车通过ETC通道与通过人工收费通道相比较,节省了多少时间?
【答案】(1),;(2)
【解析】
【详解】(1)汽车通过人工通道,设加速时间为,减速时间为,由于匀加速和匀减速加速度大小相等,根据对称性可知
匀减速和匀加速位移
则汽车通过人工通道所需时间
通过的总路程
(2)汽车通过通道,匀加速和匀减速也具有对称性,则
匀速时间为
则通过通道所需总时间为
通过的总路程为
过通道,汽车通过所用时间为
故节约的时间为