湖南省長沙市2022-2023學(xué)年高一物理 暑假作業(yè)2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究
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1、湖南省長沙市2022-2023學(xué)年高一物理 暑假作業(yè)2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 一.單選題(共6小題) 1.一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn),在0~5s時(shí)間內(nèi)受到力F的作用,力的方向始終在同一直線上,力F 隨時(shí)間t的變化圖線如圖所示.則質(zhì)點(diǎn)在( ?。? A.第2s末速度方向改變 B.第2s末加速度為零 C.第4S末運(yùn)動(dòng)速度為零 D.第4s末回到原出發(fā)點(diǎn) *2.甲、乙兩物體相距S,同時(shí)同向運(yùn)動(dòng),甲在前做初速度為v1、加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙在后做初速度為v2、加速度為 a2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),若運(yùn)動(dòng)范圍不受限制,下列說法正確的是( ?。? A.若a2>a1,兩物體一定會(huì)相遇 B.若a2<a1,
2、兩物體一定不會(huì)相遇 C.若v2>v1,兩物體一定會(huì)相遇 D.若v2<v1,兩物體一定會(huì)不相遇 3.一物體做加速直線運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過A、B、C三位置,B為AC的中點(diǎn),物體在AB段的加速度為a1,在BC段的加速度為a2.現(xiàn)測(cè)得B點(diǎn)的瞬時(shí)速度 vB=(vA+vC),則a1與a2的大小關(guān)系為( ?。? A.a(chǎn)1>a2 B.a(chǎn)1=a2 C.a(chǎn)1<a2 D.無法比較 4.一物體從t0=0時(shí)刻開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)位移中點(diǎn)時(shí)刻為t1,速度為v1,中間時(shí)刻為t2,速度為v2,下列說法正確的是( ?。? A.t1=t2,v1=v2 B.t1>t2,v1>v2 C.t1<t2,v1<v2 D. t1<t2
3、,v1>v2 5.如圖所示,AB段是一質(zhì)點(diǎn)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖象,從圖象中所給的數(shù)據(jù)可以確定( ) A.質(zhì)點(diǎn)在AB段的平均速度大于4m/s B.質(zhì)點(diǎn)在3.5s時(shí)的速度等于4m/s C.質(zhì)點(diǎn)在8m時(shí)的速度等于4m/s D.質(zhì)點(diǎn)在8m時(shí)的速度小于4m/s 6.伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中,讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下,他通過實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理,得到的正確結(jié)論有( ?。? A.傾角一定時(shí),小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比 B.傾角一定時(shí),小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比 C.斜面長度一定時(shí),小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無關(guān) D.斜面長度一定時(shí),小球從頂端
4、滾到底端所需的時(shí)間與傾角無關(guān) 二.多選題(共2小題) 7.把A、B兩小鐵球從樓頂?shù)腜點(diǎn)釋放.第一種方式:A比B早1s從P點(diǎn)釋放;第二種方式:把兩球用lm長的輕繩拴起來,在P點(diǎn)手握B球把A球提起同時(shí)釋放,如閣所示.從A被釋放起計(jì)時(shí),則在A、B下落的過程中,下列判斷正確的是(取g=10m/s2)( ?。? A.第一種方式,以B為參考系,A相對(duì)B靜止,且A、B間隔保持5m不變 B.第一種方式,以B為參考系,A以l0m/s速度勻速下落 C.第二種方式,若H=6m,h=3m,則A、B全部通過窗戶用時(shí)(﹣)s D.不論采用哪種方式,若從更高處釋放兩小球,兩球落地時(shí)間差都將減小 8.質(zhì)點(diǎn)A從
5、某一高度開始自由下落的同時(shí),由地面豎直上拋質(zhì)點(diǎn)B(不計(jì)空氣阻力).兩質(zhì)點(diǎn)在空中相遇時(shí)速率相等,假設(shè)A、B互不影響,繼續(xù)各自的運(yùn)動(dòng).對(duì)兩物體的運(yùn)動(dòng)情況有以下判斷正確的是( ) A.兩物體落地速率相等 B.相遇時(shí)A、B的位移大小之比為1:3 C.兩物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 D.落地前任意時(shí)刻兩物體的機(jī)械能都相等 三.填空題(共2小題) 9.如圖甲所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上,讓一滑塊拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下圖乙是某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的某條紙帶的一段. (1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz,利用該紙帶中測(cè)出的數(shù)據(jù)可得滑塊下滑的加速度大小a= m/s2(保留
6、兩位有效數(shù)字) (2)為了測(cè)出滑塊與斜面間的摩擦力,該同學(xué)已經(jīng)測(cè)出斜面的長度l和高度h及加速度a,又已知重力加速g,他還需要測(cè)量的物理量是 ,利用已知量和測(cè)得的量表示摩擦力的大小f= ?。? 10.利用水滴下落可以測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭,調(diào)節(jié)水龍頭,讓水一滴一滴地流出,在水龍頭的正下方放一盤子,調(diào)節(jié)盤子的高度,使一個(gè)水滴碰到盤子時(shí)恰好有另一水滴從水龍頭開始下落,而空中還有一個(gè)正在下落中的水滴.測(cè)出水龍頭到盤子間距離為h,再用秒表測(cè)時(shí)間,以第一個(gè)水滴離開水龍頭開始計(jì)時(shí),到第N個(gè)水滴落在盤中,共用時(shí)間為t,則重力加速度g= ?。? 四.解答題(共2小題) 11.在限速110
7、km/h的高速公路上有一超聲波測(cè)速儀正對(duì)一輛行駛的小汽車進(jìn)行測(cè)速,測(cè)速儀每間隔T=1s發(fā)射一個(gè)超聲波脈沖,測(cè)速儀接收到第一個(gè)脈沖的時(shí)間是t1=0.60s,接收到第二個(gè)脈沖的時(shí)間是t2=0.44s,問此汽車是否超速?(超聲波在空氣中的傳播速度為v1=340m/s) 12.如圖所示的水平傳送帶以速度v=2m/s勻速運(yùn)動(dòng),傳送帶把一煤塊從A運(yùn)送到B,A、B相距L=10m,若煤塊在A處是由靜止放在皮帶上,經(jīng)過6s可以到達(dá)B處,求: (1)煤塊在A、B間運(yùn)動(dòng)的加速度. (2)煤塊在皮帶上留下的痕跡的長度. (3)若改變傳送帶的速度為另一數(shù)值,則到達(dá)B的時(shí)間亦改變,求煤塊以最短時(shí)間到達(dá)B時(shí)傳送帶
8、的最小速度. 參考答案與試題解析 1. 【解答】解:根據(jù)題意可知合力隨時(shí)間周期性變化, 故根據(jù)牛頓第二定律F=ma可得 物體的加速度a=, 故在0﹣1s內(nèi)物體做加速度為a1勻加速直線運(yùn)動(dòng), 在1﹣2s內(nèi)物體做加速度為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng), 由于F1=﹣F2 故a1=﹣a2≠0。 故B錯(cuò)誤。 由于加速度圖象與時(shí)間軸圍成的面積等于物體速度的變化量, 而物體的初速度為0,加速度a大于零, 故物體運(yùn)動(dòng)的方向保持不變,即一直向前運(yùn)動(dòng)。 故A、D錯(cuò)誤。 由于a1=﹣a2,故0﹣1s內(nèi)增加的速度等于1﹣2s內(nèi)減少的速度。 故第2s末物體的速度等于t=0時(shí)的
9、速度。即第二秒末物體的速度為0。 同理t=4s時(shí)物體運(yùn)動(dòng)速度為零。 故C正確。 故選:C。 2. 【解答】解:設(shè)經(jīng)過t相遇 解得:t= A、當(dāng)a2>a1,t一定有一個(gè)正實(shí)數(shù)解,A正確。 B、當(dāng)a2<a1,若v1<v2,且(v1﹣v2)2+2(a2﹣a1)S≥0 t可能有一個(gè)正實(shí)數(shù)解,B錯(cuò)誤; C、若v2>v1,當(dāng)a2<a1,且(v1﹣v2)2+2(a2﹣a1)S<0則t無解,C錯(cuò)誤; D、若v2<v1,當(dāng)a2>a1,t一定有一個(gè)正實(shí)數(shù)解,D錯(cuò)誤。 故選:A。 3. 【解答】解:如果物體從A至C的過程中是作勻加速直線運(yùn)動(dòng),則物體的速度圖線如圖1所示, ∵B點(diǎn)是A
10、C的中點(diǎn),很顯然可以看出圖線下所對(duì)應(yīng)的面積 s1≠s2,要滿足s1=s2的條件,時(shí)間t1必須要向右移 至圖2所示的位置,又∵vB=(vA+vC),這是從A 至B勻加速運(yùn)動(dòng)過程中的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即 t1=t2時(shí)刻的瞬時(shí)速度,但t1時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的位置又不 是AC的中點(diǎn)(∵s1≠s2),要同時(shí)滿足s1=s2和vB=(vA+vC)的條件,將圖1中的時(shí)刻t1沿t軸向右移至滿足s1=s2位置處,如圖2所示,再過vB=(vA+vC)點(diǎn)作平行于時(shí)間軸t的平行線交于B點(diǎn),連接AB得到以加速度a1運(yùn)動(dòng)的圖線,連接BC得到以加速度a2運(yùn)動(dòng)的圖線,比較連線AB和BC的斜率大小,不難看出a2>a1,∴C選
11、項(xiàng)正確 故選:C。 4. 【解答】解:對(duì)于前一半路程,有 2a=① 整個(gè)勻減速過程,有 2ax=② 由①②得:③ 而中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度, 所以④ 由③④得:=﹣= 因?yàn)槭莿驕p速運(yùn)動(dòng),v<v0 所以>0 所以v1>v2 因?yàn)槲矬w做勻減速運(yùn)動(dòng),且v1>v2,所以物體先運(yùn)動(dòng)到位移中點(diǎn),后到中間時(shí)刻 所以t1<t2 故選:D?!? 5. 【解答】解:A、圖線AB段對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體的位移為4m,時(shí)間為1s,故物體的平均速度為4m/s,故A錯(cuò)誤; B、質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得到第四秒內(nèi)的平均速度等于3.5s時(shí)物體的瞬時(shí)速度,故
12、質(zhì)點(diǎn)在3.5s時(shí)的速度等于4m/s,故B正確; C、位移時(shí)間圖線上某點(diǎn)的斜率表示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻物體的速度,由于圖線向上傾斜,故物體做加速運(yùn)動(dòng),故第4s內(nèi)的前一半時(shí)間內(nèi)物體的位移小于后一半時(shí)間物體的位移,故物體到達(dá)第8m時(shí)刻在后一半時(shí)間,故質(zhì)點(diǎn)在8m時(shí)的速度大于3.5s的速度,故C錯(cuò)誤,D也錯(cuò)誤; 故選:B。 6. 【解答】解:A、B、伽利略通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定出小球沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng),位移與時(shí)間的二次方成正比,并證明了速度隨時(shí)間均勻變化,故A錯(cuò)誤,B正確; C、不論斜面光滑與不光滑,當(dāng)斜面的長度一定時(shí),小球滑到斜面地的速度都與斜面的傾角有關(guān),且傾角越大,小球滑到斜面底端的速度就
13、越大;故C錯(cuò)誤; D、斜面長度一定時(shí),小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間隨傾角的增大而減小,故D錯(cuò)誤; 故選:B。 【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要明確伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究的實(shí)驗(yàn)過程,可以通過閱讀課本了解,同時(shí)實(shí)驗(yàn)事實(shí)與理論應(yīng)該是一致的,故可結(jié)合勻變速運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求解. 7. 【解答】解:A、選取向下為正方向,小球A下落1s時(shí)刻的速度:v0=gt0=10×1=10m/s; 下落的距離:m 1s后A的位移與時(shí)間的關(guān)系: B的位移與時(shí)間的關(guān)系: 則A與B之間的距離:△x=xA﹣xB=v0t 可知,B與A之間的距離將越來越大。故A錯(cuò)誤; B、1s后A的速度隨時(shí)間的變化:vA=v0+gt B的
14、速度隨時(shí)間的變化:vB=gt 則有:vA﹣vB=v0 可知,以B為參考系,A以l0m/s速度勻速下落。故B正確; C、第二種方式,若H=6m,h=3m,A到達(dá)窗戶上沿的時(shí)間:s B到達(dá)窗戶的下沿的時(shí)間:s 則A、B全部通過窗戶用時(shí):(s)。故C正確; D、第一種方式時(shí),A先下落1s,由于運(yùn)動(dòng)的規(guī)律相同,所以B球?qū)⒙浜?s時(shí)間到達(dá)地面,與下落的高度無關(guān); 第二種方式它們的距離差不變,若從更高處釋放兩小球,兩球落地時(shí)間差將減小。故D錯(cuò)誤。 故選:BC。 8. 【解答】解: A、兩物體在空中相遇時(shí)(即到達(dá)同一水平高度)的速率都是v,有上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知A豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)位置
15、是B自由落體運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn),故兩物體落地速率相等,故A正確; B、自由落體運(yùn)動(dòng)在開始的兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之比為1:3,故相遇時(shí)A、B的位移大小之比為1:3,故B正確; C、兩物體在空中相遇時(shí)(即到達(dá)同一水平高度)的速率都是v,有上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知A豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)位置是B自由落體運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn),故物體A在空中運(yùn)行的總時(shí)間是物體B的兩倍,所以落地時(shí)刻不同。故C錯(cuò)誤; D、兩個(gè)物體的質(zhì)量不一定相等,故機(jī)械能不一定相等,故D錯(cuò)誤; 故選:AB。 9. 【解答】解: (1)交流電的頻率為50Hz,故兩點(diǎn)之間的時(shí)間為0.02s,由△x=aT2可得滑塊的加速度為: (2)滑
16、塊受重力和摩擦力作用而下滑,由牛頓第二定律可得: mgsinθ﹣f=ma sinθ= 解得: 故需要測(cè)量滑塊的質(zhì)量m. 故答案為:(1)4.0; (2)滑塊的質(zhì)量m;. 10. 【解答】解:從第一滴水離開水龍頭開始,到第N滴水落至盤中(即N+2滴水離開水龍頭),共用時(shí)間為t(s),知道兩滴水間的時(shí)間間隔為△t=,所以水從水龍頭到盤子的時(shí)間為t′=,根據(jù)h=gt′2,g====. 故本題答案為:. 11. 【解答】解:第一次發(fā)射的聲波與汽車接觸時(shí),測(cè)速儀與汽車的位移為:; 第二次發(fā)射的聲波與汽車接觸時(shí),測(cè)速儀與汽車的位移為:; 汽車在兩次接收到聲波時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
17、t=T﹣t1+()=T+=; 故汽車速度為:v=; 故汽車不超速. 答:汽車不超速. 12. 【解答】解:(1)煤塊從A處無初速度放在傳送帶上以后,將在摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng),若一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng),整個(gè)過程的平均速度小于等于,因?yàn)椋?,這表明煤塊從A到B先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng). 設(shè)煤塊做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a,加速的時(shí)間為t1,相對(duì)地面通過的位移為x,則有 v=at1,x=,x+v(t﹣t1)=L. 數(shù)值代入得a=1 m/s2. (2)當(dāng)煤塊的速度達(dá)到2m/s時(shí),煤塊的位移.煤塊運(yùn)行的時(shí)間. 此時(shí)傳送帶的位移x2=vt=2×2m=4m. 則煤塊相對(duì)于傳送帶的位移△x=x2﹣x1=2m. 所以痕跡的長度為2m. (3)要使煤塊從A到B得時(shí)間最短,須使它始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng),至B點(diǎn)時(shí)速度為運(yùn)送時(shí)間最短所對(duì)應(yīng)的皮帶運(yùn)行的最小速度. 由v2=2aL,得v=. 故煤塊以最短時(shí)間到達(dá)B時(shí)傳送帶的最小速度為.
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