【K12教育学习资料】[学习]2018-2019学年高中物理 课时提升作业一 第一章 碰撞与动量守恒
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2018—2019学年第一学期高一阶段测试物理试卷总分:100 考试时间:100分钟一.选择题(共12小题,每题4分,共48分)1. 下列说法中正确的是()A. 研究奥运会冠军刘翔的跨栏技术时可将刘翔看作质点B. 在某次铅球比赛中,某运动员以18.62m的成绩获得金牌,这里记录的成绩是比赛中铅球经过的路程C. 瞬时速度可理解为时间趋于零时的平均速度D. “北京时间10点整”指的是时间,一节课45min指的是时刻2.下列各组物理量中,都是矢量的是()A.位移、时间、速度 B.速度、速率、加速度C.加速度、速度的变化、速度 D.路程、时间、位移3. 关于加速度的认识,下列说法错误..的是()A. 加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度大,加速度不一定大B. 速度变化得越快,加速度就越大C. 物体加速度变大,则速度也一定是在变大D. 加速度的方向与速度变化量的方向相同4. 在交警处理某次交通事故时,通过监控仪器扫描,输入计算机后得到该汽车在平直路面上刹车过程中的位移随时间变化的规律为x=20t-2t2 (x的单位是m,t单位是s),则该汽车在路面上留下的刹车痕迹长度为()A. 25 mB. 50 mC. 100 mD. 200 m5. 航空母舰上一般有帮助舰载机起飞的弹射系统,已知舰载机在跑道上加速时的加速度为,若该飞机滑行100m时速度达到而起飞,则弹射系统使飞机具有的初速度为( )A. B. C. D.6.A、B、C三点在同一直线上,一个物体自A点从静止开始做匀加速直线运动,经B点时的速度为v,到C点时速度为2v,则AB与BC两段距离大小之比是()A.1:4B.1:3C.1:2D.1:17.如图所示,物体A在斜面上由静止匀加速滑下x1后,又匀减速地在平面上滑过x2后停下,测得x2=2x1,则物体在斜面上的加速度a1与在平面上的加速度a2的大小关系为()A.a1=a2 B.a1=2a2C.a1=a2D.a1=4a28.一物体做匀加速直线运动,在某时刻前的t1时间内位移大小为,在该时刻后的t2时间内位移大小为,则物体的加速度大小为()A. B.C. D.9(多选).一质点从静止开始做匀加速直线运动,3s内的位移为9m,那么()A.这3s内的平均速度是3m/s.B.加速度是1m/s2.C.3s末的速度时3m/s.D.第3s内的平均速度是5m/s。
课时作业(一)一、选择题(共11个小题,2、10、11为多选,其余为单项选择题,每题5分共55分)1.(2018·甘肃二模)如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成30°角的力F 1推物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成60°角的力F 2拉物块时,物块仍做匀速直线运动.若F 1和F 2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为( )A.-1 B .2-33C.- D .1-321232答案 B分析 在两种情况下分别对物块受力分析,根据共点力平衡条件,运用正交分解法列式求解,即可得出结论.解析 对两种情况下的物块分别受力分析,如图:将F 1正交分解为F 3和F 4,F 2正交分解为F 5和F 6,则有:F 滑′=F 3mg +F 4=F N ′;F 滑=F 5mg =F 6+F N 而F 滑=μF N F 滑′=μF N ′则有F1cos30°=μ(mg+F1sin30°)①F2cos60°=μ(mg-F2sin60°)②又根据题意F1=F2③3联立①②③解得:μ=2-.故选B.点评 本题关键要对物体受力分析后,运用共点力平衡条件联立方程组求解,运算量较大,要有足够的耐心,更要细心.2.(2018·济南模拟)如图所示,质量为m的滑块静置于倾角为30°的固定粗糙斜面上,轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°.重力加速度大小为g.下列说法正确的是( )A.滑块可能受到四个力作用B.弹簧可能处于拉伸状态C.斜面对滑块的摩擦力可能为零D.斜面对滑块的摩擦力大小可能为mg答案 AB解析 A项,弹簧与竖直方向的夹角为30°,所以弹簧的方向垂直于斜面,因为弹簧的形变情况未知,所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定,所以滑块可能受重力、斜面支持力、静摩擦力和弹簧的弹力四个力的作用而平衡,故A项正确;B项,弹簧对滑块可以是拉力,故弹簧可能处于伸长状态,故B项正确;C、D项,滑块沿着斜面方向受力平衡,则滑块此时受到的摩擦力方向沿斜面向上,大小等于重力沿斜面向下的分力,即f=mgsin30°=0.5mg,不可能为零,故C、D两项错误;故选A、B两项.3.(2017·课标全国Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A.86 cm B.92 cmC.98 cm D.104 cm答案 B解析 由题可知,挂上钩码后,如下图所示:此时弹性绳长度为100 cm ,则角度为:θ=37°,sin θ=0.6.对结点B 进行受力分析如图所示:则由图得:2Tsin θ=mg当将两端缓慢移动至同一点时,由受力分析可得:2T ′=mg 由于弹性绳上弹力为:F =kx 得出:=T x T ′x ′由题可知:x =100 cm -80 cm =20 cm 则弹性绳伸长长度为:x ′=12 cm 那么弹性绳总长度为:L =L 0+x ′=92 cm点评 本题考查共点力的平衡,本题的关键是找出绳子与竖直方向的夹角,然后计算出劲度系数.另外做这一类题目,要养成画图的习惯,这样题目就能变得简单.4.(2018·江西一模)如图所示,质量为m(可视为质点)的小球P ,用两根轻绳OP 和O ′P 在P 点拴结实后再分别系于竖直墙上且相距0.4 m 的O 、O ′两点上,绳OP长0.5 m ,绳O ′P 刚拉直时,OP 绳拉力为T 1,绳OP 刚松弛时,O ′P 绳拉力为T 2,θ=37°,则为(sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )T 1T 2A .3∶4 B .4∶3C .3∶5 D .4∶5答案 C分析 绳O ′P 刚拉直时,此时O ′P 绳子拉力为零,绳OP 刚松弛时,此时OP 绳子拉力为零,根据小球的受力情况画出受力示意图,根据共点力的平衡条件求解.解析 绳O ′P 刚拉直时,OP 绳拉力为T 1,此时O ′P 绳子拉力为零,小球受力如图所示,根据几何关系可得sin α==,所以α=53°,所以α+θ=OO ′OP 4590°;根据共点力的平衡条件可得:T 1=mgsin α;绳OP 刚松弛时,O ′P 绳拉力为T 2,此时OP 绳子拉力为零,小球受力如图所示,根据共点力的平衡条件可得:T 2=mgtan α,由此可得:==,所以C 项正确、A 、B 、D 项错误;故选C 项.T 1T 2sin53°tan53°355.(2018·课标全国Ⅰ一模)有三个完全相同的金属小球A 、B 、C ,其中小球C 不带电,小球A 和B 带有等量的同种电荷,如图所示,A 球固定在竖直支架上,B 球用不可伸长的绝缘细线悬于A 球正上方的O 点处,静止时细线与OA 的夹角为θ.小球C 可用绝缘手柄移动,重力加速度为g ,现在进行下列操作,其中描述与事实相符的是( )A .仅将球C 与球A 接触离开后,B 球再次静止时细线中的张力比原来要小B .仅将球C 与球A 接触离开后,B 球再次静止时细线与OA 的夹角为θ1,仅将球C 与球B 接触离开后,B 球再次静止时细线与OA 的夹角为θ2,则θ1=θ2C .剪断细线OB 瞬间,球B 的加速度等于gD .剪断细线OB 后,球B 将沿OB 方向做匀变速直线运动直至着地答案 B分析 A 项,依据受力分析,与平衡条件及库仑定律与三角形的相似比,即可判定;B 项,由库仑定律和库仑分电量法,即可求解;C 项,根据牛顿第二定律及矢量的合成法则,即可确定;D 项,依据库仑力随间距的变化而变化,从而判定运动性质.解析 A 项,仅将球C 与球A 接触后离开,球A 的电量减半,致使二者间的库仑力减小,对球B 进行受力分析可知它在三个力的作用下平衡,由三角形相似可知=,故细线的张力mg H TL不变,故A 项错误;B 项,仅将球C 与球B 接触后离开,和仅将球C 与球A 接触后离开,由库仑定律和库仑分电量法知道两种情况下A 、B 间的斥力相同,故夹角也相同,故B 项正确;C 项,剪断细绳瞬间球B 在重力和库仑力作用下运动,其合力斜向右下方,与原来细线的张力等大反向,故其加速度不等于g ,故C 项错误;D 项,剪断细线OB 后,球B 在空中运动时受到的库仑力随间距的变化而变化,即球B 落地前做变加速曲线运动,故D 项错误.点评 考查库仑定律、牛顿第二定律的应用,掌握数学中三角形的相似比,理解电荷的相互作用力影响因素.6.(2018·湖北模拟)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°,石块间的摩擦力可以忽略不计.则第1块对第2块的弹力F 1和第1块对第3块的弹力F 2的大小之比为( )A.B.3233C. D.312答案 A解析 如图对第一个石块进行受力分析,由几何关系知:θ=60°,所以有F 1∶F 2=sin60°=,32故A 项正确,B 、C 、D 三项错误;故选A 项.7.(2018·湖南浏阳月考)如图所示,物体B 通过动滑轮悬挂在细绳上,整个系统处于静止状态,动滑轮的质量和一切摩擦均不计.如果将绳的左端点由P 点缓慢地向右移到Q 点,整个系统重新平衡后,绳的拉力F 和绳子与竖直方向的夹角θ的变化情况是( )A .F 变大,θ变大 B .F 变小,θ变小C .F 不变,θ变小 D .F 不变,θ变大答案 B解析 整个系统处于静止状态,设两侧绳子的夹角为β,滑轮两侧绳的拉力F =,左m B g 2cosβ2端移动到Q 点后,根据几何关系可知,此时两绳的夹角β减小,所以两侧绳的拉力变小,由几何知识可知,图中角θ大小是两绳的夹角大小的一半,由于滑轮两侧绳的夹角减小,所以角θ减小,故B 项正确,故A 、C 、D 三项错误.8.(2015·山东)如图所示,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A(A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( )A. B.1μ1μ21-μ1μ2μ1μ2C.D.1+μ1μ2μ1μ22+μ1μ2μ1μ2答案 B解析 物体AB 整体在水平方向F =μ2(m A +m B )g ;对物体B 在竖直方向有μ1F =m B g ;联立解得=,B 项正确.m A m B 1-μ1μ2μ1μ29.(2017·河北省保定市高三调研)如图所示,木板P 下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O 点,物体A 、B 叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B 的上表面水平.现使木板P 绕O 点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A 、B 仍保持静止,与原位置的情况相比( )A .A 对B 的作用力减小B .B 对A 的支持力减小C .木板对B 的支持力减小D .木板对B 的摩擦力增大答案 B解析 开始和转到虚线位置,A 对B 的作用力都等于A 的重力,大小不变,A 项错误;木板转到虚线位置后倾角减小,B 受到的摩擦力F f =(m A +m B )gsin θ减小,即木板对B 的摩擦力减小,B 对木板的压力F N =(m A +m B )gcos θ增大,木板对B 的支持力也增大,C 、D 两项错误;转到虚线位置时物体B 的上表面倾斜,对A 受力分析,易知,B 对A 的支持力减小,B 项正确.10.如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A ,细线与斜面平行.小球A 的质量为m 、电量为q.小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ,两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k ,重力加速度为g ,两带电小球可视为点电荷.小球A 静止在斜面上,则( )A .小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2/d 2B .当=时,细线上的拉力为0q d mgsin θk C .当=时,细线上的拉力为0q d mgtan θk D .当=时,斜面对小球A 的支持力为0q d mg ktan θ答案 AC解析 点电荷库仑定律F =kq 2/d 2,所以A 项正确;当细线上的拉力为0的时候,小球A 受到库仑力、斜面支持力、重力,具体关系为kq 2/d 2=mgtan θ,即C 项正确.由受力分析可知,斜面对小球的支持力不可能为0,所以D 项错误.11.(2018·化州市一模)如图所示,质量为M 的木板C放在水平地面上,固定在C 上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a 和b 连接小球A 和小球B ,小球A 、B 的质量分别为m A 和m B ,当与水平方向成30°角的力F 作用在小球B 上时,ABC 刚好相对静止一起向右匀速运动,且此时绳a 、b 与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则下列判断正确的是( )A .力F 的大小为m B gB .地面对C 的支持力等于(M +m A +m B )g C .地面对C 的摩擦力大小为m B g12D .m A =m B 答案 AD解析 A 项,以B 为研究对象受力分析,水平方向受力平衡:Fcos30°=T b cos30°,得:T b =F 竖直方向受力平衡,则:Fsin30°+T b sin30°=m B g 得:F =m B g ,以A 为研究对象受力分析,竖直方向:m A g +T b sin30°=T a sin60°水平方向:T a sin30°=T b sin60°联立得:m A =m B ,故A 、D 两项正确;B 项,以ABC 整体为研究对象受力分析,水平方向:f =Fcos30°=m B gcos30°=m B g ,32竖直方向:N +Fsin30°=(M +m A +m B )g ,可见N 小于(M +m A +m B )g ,故B 、C 两项错误;故选A 、D 两项.点评 本题考查受力分析以及平衡条件的应用,关键是灵活的选择研究对象,采用隔离法和整体法结合比较简便.二、计算题(共3个小题,12题12分,13题15分,14题18分,共45分)12.(2018·湖北模拟)如图所示,afe 、bcd 为两条平行的金属导轨,导轨间距l =0.5 m .ed 间连入一电源E =1 V ,ab 间放置一根长为l =0.5 m 的金属杆与导轨接触良好,cf 水平且abcf 为矩形.空间中存在一竖直方向的匀强磁场,当调节斜面abcf 的倾角θ时,发现当且仅当θ在30°~90°之间时,金属杆可以在导轨上处于静止平衡.已知金属杆质量为0.1 kg ,电源内阻r 及金属杆的电阻R 均为0.5 Ω,导轨及导线的电阻可忽略,金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍.重力加速度g =10 m/s 2,试求磁感应强度B 及μ.答案 磁感应强度B =2 T 方向竖直向下,μ=333分析 根据题意分析出磁场的方向,根据临界条件判断出导体棒的受力,结合闭合电路的欧姆定律即可求得.解析 由磁场方向和平衡可判断,安培力F 方向为水平且背离电源的方向由题意可知当θ=90°时,金属杆处于临界下滑状态有:f 1=mg①N 1=F②f 1=μN 1③当θ=30°时,金属杆处于临界上滑状态有:N 2=mgcos30°+Fsin30°④f 2+mgsin30°=Fcos30°⑤f 2=μN 2⑥由①~⑥解得:F =mg ⑦3μ=33由闭合电路欧姆定律:I ==1 A ⑧E R +r 由安培力性质:F =BIl⑨由⑦⑧⑨得:B =2 T 3方向竖直向下.点评 本题主要考查了通电导体棒在磁场中的受力,抓住临界条件和闭合电路的欧姆定律即可判断.13.(2016·天津)如图所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小为E =53N/C ,同时存在着水平方向的匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大小B =0.5 T .有一带正电的小球,质量m =1.0×10-6 kg ,电荷量q =2×10-6 C ,正以速度v 在图示的竖直面内做匀速直线运动,当经过P 点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)取g =10 m/s 2,求:(1)小球做匀速直线运动的速度v 的大小和方向;(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P 点所在的这条电场线经历的时间t.答案 (1)20 m/s 与电场方向成60°角斜向上(2)3.5 s解析 (1)小球匀速直线运动时受力如图,其所受的三个力在同一平面内,合力为零,有qvB =①q 2E 2+m 2g 2代入数据解得v =20 m/s ②速度v 的方向与电场E 的方向之间的夹角满足tan θ=③qEmg代入数据解得tan θ=3θ=60°④(2)解法一:撤去磁场,小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动,如图所示,设其加速度为a ,有a =⑤q 2E 2+m 2g 2m设撤去磁场后小球在初速度方向上的分位移为x ,有x =vt⑥设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y ,有y =at 2⑦12a 与mg 的夹角和v 与E 的夹角相同,均为θ,又tan θ=⑧yx联立④⑤⑥⑦⑧式,代入数据解得t =2 s =3.5 s ⑨3解法二:撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向,它对竖直方向的分运动没有影响,以P点为坐标原点,竖直向上为正方向,小球在竖直方向上做匀减速运动,其初速度为v y =vsin θ⑤若使小球再次穿过P 点所在的电场线,仅需小球的竖直方向上分位移为零,则有v y t -gt 2=120⑥联立⑤⑥式,代入数据解得t =2 s =3.5 s ⑦314.(2014·江苏)如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L ,长为3d ,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d 的薄绝缘涂层,匀强磁场的磁感应强度大小为B ,方向与导轨平面垂直,质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端.导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R ,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g ,求:(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ;(2)导体棒匀速运动的速度大小v ;(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q.答案 (1)tan θ (2)mgRsin θB 2L 2(3)2mgdsin θ-m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 4解析 (1)在绝缘涂层上,导体棒做匀速直线运动,受力平衡,则有mgsin θ=μmgcosθ,解得μ=tan θ(2)导体棒在光滑导轨上滑动时感应电动势E =BLv 感应电流I =E R安培力F 安=BIL 联立得F 安=B 2L 2vR 受力平衡F 安=mgsin θ解得v =mgRsin θB 2L 2(3)整个运动过程中,其他部分没有电阻,因此电阻产生的焦耳热Q 与安培力做功相等.根据动能定理,得3mgdsin θ-μmgdcosθ-Q =mv 2-012解得Q =2mgdsin θ-m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 4。
课时作业(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)一、选择题(1~5题为单项选择题,6~9题为多项选择题)1.玻璃杯从同一高度落下,掉在石头上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与石头的撞击过程中()A.玻璃杯的动量较大B.玻璃杯受到的冲量较大C.玻璃杯的动量变化较大D.玻璃杯的动量变化较快解析:从同一高度落到地面上时,速度相同,动量相同,与草地或石头接触后,末动量均变为零,因此动量变化量相同。
因为玻璃杯与石头的作用时间短,由动量定理Ft=mΔv 知,此时玻璃杯受到的力F较大,容易碎,D正确。
答案: D2.把重物压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着纸带一起运动;若迅速拉动纸带,纸带就会从重物下抽出,这个现象的原因是()A.在缓缓拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力大B.在迅速拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力大C.在缓缓拉动纸带时,纸带给重物的冲量大D.在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量大解析:在缓缓拉动纸带时,两物体之间的作用力是静摩擦力;在迅速拉动纸带时,它们之间的作用力是滑动摩擦力。
由于滑动摩擦力F f=μF N(μ是动摩擦因数),而最大静摩擦力F fm=μm F N(μm是静摩擦因数)且μ≤μm。
一般情况下可以认为F f=F fm,即滑动摩擦力F f 近似等于最大静摩擦力F fm。
因此,一般情况是缓拉,摩擦力小;快拉,摩擦力大。
缓缓拉动纸带时,摩擦力虽小些,但作用时间可以很长,故重物获得的冲量,即动量的改变量可以很大,所以能把重物带动;快拉时,摩擦力虽大些,但作用时间很短,故冲量小,所以重物动量的改变量小。
因此选项C正确。
答案: C3.质量为0.5 kg的钢球从5.0 m高处自由落下,与地面相碰后竖直弹起到达4.05 m高处,整个过程经历 2.0 s,则钢球与地面碰撞时受到地面对它的平均作用力为(g=10 m/s2)()A .5.0 NB .90 NC .95 ND .100 N解析: 钢球从5.0 m 高处落下所用时间t 1=2h 1g=1.0 s ,与地面碰前的速度v 1=2gh 1=10 m/s ,钢球与地面碰后的速度v 2=2gh 2=9.0 m/s ,上升至4.05 m 所用时间t 2= 2h 2g=0.9 s ,钢球与地面碰撞的时间Δt =t -t 1-t 2=0.1 s ,则(F -mg )·Δt =m v 2-(-m v 1),解得F =mg +m (v 2+v 1)Δt =0.5×10 N +0.5×(10+9)0.1N =100 N ,选项D 正确。
课后提升训练实验 : 探究加速度与力、质量的关系(25 分钟50 分)1.(10 分) 甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验, 乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)图中 A、B、C、D、E表示部分实验器材 , 甲同学需在图中选用的器材 ________;乙同学需在图中选用的器材________。
( 用字母表示 )(2)乙同学在实验室选齐所需器材后 , 经正确操作获得如图所示的两条纸带①和②。
纸带 ______的加速度大 ( 选填“①”或“②” ), 其加速度大小为 __________。
【解析】 (1) 要采用落体法验证机械能守恒定律 , 需要下落的重物 A 和计时用的打点计时器 B;要探究加速度与力、质量关系的实验 ,需要研究对象小车 D,拉动小车的钩码 E 及打点计时器 B。
(2)纸带①的加速度为a1 =- 1 -= m/s 2=2.50m/s 2纸带②的加速度为a2 == m/s 2=1.25m/s 2因此纸带①的加速度大,大小为 2.50m/s 2。
答案 :(1)A 、B B、D、E (2) ① 2.50m/s 2(2.48 ~2.52 均可 )2.(10 分) 用如图所示的装置研究在作用力 F 一定时 , 小车的加速度 a 与小车质量M的关系 , 某位同学设计的实验步骤如下:A.用天平称出小车和小桶及内部砂子的质量B.按图示安装好实验器材C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶D.将电磁打点计时器接在6V 电压的蓄电池上 , 接通电源 , 放开小车 , 打点计时器在纸带上打下一系列点, 并在纸带上标明小车的质量E. 保持小桶及内部砂子的质量不变, 增加小车上的砝码个数, 并记录每次增加后的 M值, 重复上述实验- 2 -F. 分析每条纸带 , 测量并计算出加速度的值G.作 a -M 关系图象 , 由图象确定 a 与 M的关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是 ________________,该步骤应排在 ________步实验之后。
惠民二中2018—2019学年高一上学期10月份月考物理试题( 时间:90分钟; 满分:100分 )第Ⅰ卷(选择题40分)一、本题共10小题,每小题4分,满分40分。
每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1. 下列各说法中正确的是( )A. 质点是一个很小的物体B. 某学校上午第一节课是8:15上课,这是指时刻C. 高速公路的限速标志上的100 km/h 是指平均速度D. 位移是用来描述直线运动的,路程是用来描述曲线运动的2. 甲、乙两列客运列车在平行的平直轨道上匀速并排同向行驶,甲车中的乘客看到窗外的树木、房屋向正南方向移动,乙车中的乘客看到甲车不动,下列说法不正确...的是( ) A. 甲车中的乘客是以自己乘坐的列车为参考系B. 乙车中的乘客是以树木为参考系C. 甲、乙两车相对静止D. 甲、乙两车相对地面向正北方向以相同的速度匀速行驶3. 关于速度、速度的变化量和加速度,下列说法正确的是( )A. 物体运动的速度变化量越大,它的加速度一定越大B. 速度很大的物体,其加速度可能为零C. 某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大D. 加速度很大时,物体运动的速度一定很快变大4. 做直线运动的质点的位移随时间变化的关系式为242x t t =-,x 与t 的单位分别是m 和 s ,则质点的初速度和加速度分别是( )A .4 m/s 和-4m/s 2B .4 m/s 和4 m/s 2C .-4m/s 和2 m/s 2D .4 m/s 和-2 m/s 25. 一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度-时间图象如图所示,由图可知( )A. Oa 段火箭的加速度小于ab 段火箭的加速度B. Ob 段火箭是上升的,在bc 段火箭是下落的C. t b 时刻火箭离地最远D. t c 时刻火箭回到地面6. 一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间t 内的平均速度是v ,紧接着2t 内的平均速度是2v ,则物体在这段时间内的平均速度是( ) A. v B. 23v C. 56v D. 43v 7. A 、B 两小球从不同高度自由下落,同时落地,A 球下落的时间为t ,B 球下落的时间为2t ,当B 球开始下落的瞬间,A 、B 两球的高度差为( )A. 2gtB. 214gtC. 234gtD. 238gt 8. (多选) 一物体从空中某一点自由下落,关于下落过程,下列说法错误..的是( ) A. 第1秒、第2秒、第3秒末的速度之比为1:2:3B. 第1秒、第2秒、第3秒内的位移之比为1:3:5C. 第1秒、第2秒、第3秒内的路程之比为1:4:9D. 第1秒、第2秒、第3秒的平均速度之比为1:1:19. (多选)物体甲的x -t 图象和物体乙的v -t 图象分别如图所示,则下列说法正确的是( )A .甲在整个t =6s 时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4mB .甲在整个t =6s 时间内有往复运动,它通过的总位移为零C .乙在整个t =6s 时间内有往复运动,它通过的总位移为零D .乙在整个t =6s 时间内加速度方向一直不变,它通过的总路程为6m10. (多选)做匀减速直线运动的质点,它的加速度大小为a ,初速度大小为v 0,经过时间t速度减小到零,则它在这段时间内的位移大小可用下列哪些式子表示( ) A. 2012v t at B. 202v a C. 02v t D. 212at第Ⅱ卷(非选择题60分)二、本题包括2个小题,共18分。
课时提升作业二动量(30分钟50分)一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.下列几种物理现象的解释中,正确的是( )A.砸钉子时不用橡皮锤,只是因为橡皮锤太轻B.跳高时往沙坑里填沙,是为了减小冲量C.在推车时推不动是因为推力的冲量为零D.动量相同的两个物体受到相同的制动力,两个物体将同时停下来【解析】选D。
砸钉子时不用橡皮锤,一是因为橡皮锤太轻,动量改变量小。
二是因为缓冲时间长,从而导致冲力小,故A错误;跳高时往沙坑里填沙,是为了延长缓冲时间,减小冲力,B错误;推车时推不动,是由于合外力的冲量为零,但推力冲量不为零,故C错误;由动量定理知,动量相同的两个物体受到相同的制动力,将同时停下来,D正确。
2.关于动量,以下说法正确的是( )A.做匀速圆周运动的质点,其动量不随时间发生变化B.单摆的摆球每次经过最低点时的动量均相同C.匀速飞行的巡航导弹巡航时动量始终不变D.平抛运动的质点在竖直方向上的动量与运动时间成正比【解析】选D。
做匀速圆周运动的物体速度方向时刻变化,故动量时刻变化,故A错;单摆的摆球相邻两次经过最低点时动量大小相等,但方向相反,故B错;巡航导弹巡航时虽速度不变,但由于燃料不断燃烧(导弹中燃料占其总质量的一部分,不可忽略),从而使导弹总质量不断减小,导弹动量减小,故C错;平抛运动物体在竖直方向上的分运动为自由落体运动,在竖直方向上的分动量p竖=mv y=mgt,故D正确。
3.把一支枪水平地固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射出子弹时,下列关于枪、子弹和车的说法中正确的是( )A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.若子弹和枪筒之间的摩擦忽略不计,枪、车和子弹组成系统的动量才近似守恒D.枪、子弹和车组成的系统动量守恒【解析】选D。
枪发射子弹的过程中,它们的相互作用力是火药的爆炸力和子弹在枪管中运动时与枪管间的摩擦力,枪和车一起在水平地面上做变速运动,枪和车之间也有作用力;如果选取枪和子弹为系统,则车给枪的力为外力,选项A错;如果选取枪和车为系统,则子弹对枪的作用力为外力,选项B错;如果选车、枪和子弹为系统,爆炸力和子弹与枪管间的摩擦力均为内力,并不存在忽略的问题,系统在水平方向上不受外力,整体符合动量守恒的条件,故选项C错,D对。
课时提升作业弹力(40分钟100分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(2018·洛阳高一检测)下列叙述中错误的是( )A.拉力、压力和支持力就其性质而言都是弹力B.弹力的方向总是跟接触面垂直的C.物体间凡有相互接触,就一定产生弹力D.弹力产生在直接接触且发生弹性形变的物体之间【解析】选C。
压力和支持力、拉力是按照作用效果命名的,都是弹力,故A正确;弹力的方向总是跟接触面垂直的,故B正确;根据弹力的产生条件,接触且发生弹性形变,故C错误,D正确。
2.如图所示,液晶电视静止于电视机架上,关于液晶电视与电视机架之间的相互作用,下列说法正确的是( )A.液晶电视向下形变,对电视机架产生压力的作用B.液晶电视向上形变,对电视机架产生压力的作用C.电视机架向下形变,对液晶电视产生压力的作用D.电视机架向上形变,对液晶电视产生支持力的作用【解析】选B。
液晶电视对电视机架产生压力是由于液晶电视向上形变引起的,选项A错,B对;电视机架对液晶电视产生支持力的作用是由于电视机架向下形变引起的,选项C、D错。
3.静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触。
关于小球的受力,下列说法正确的是 ( )A.细线对它一定有拉力作用B.细线可能对它没有拉力作用C.斜面对它可能有支持力作用D.斜面对它一定有支持力作用【解析】选A。
小球必定受到重力和细线的拉力。
小球和光滑斜面接触,斜面对小球没有弹力(假设有弹力,小球将受到三个力作用,重力和细线的拉力在竖直方向上,弹力垂直于斜面向上,三个力的合力不可能为零,小球将向右上方运动,与题设条件矛盾,故斜面对小球没有弹力)。
故小球只受到重力和细线对它的拉力两个力,A正确,B、C、D错误。
4.图中各物体均处于静止状态。
图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是 ( )【解析】选C。
选项A中杆对小球的力应竖直向上,选项B中F N2应为零,该绳没有发生形变,选项D中大半圆对小球的支持力F N2应是沿过小球与圆接触点的半径,且指向圆心,本题只有选项C正确。
课后提升训练牛顿第三定律(25 分钟50 分)一、选择题 ( 本题共 6 小题 , 每小题 5 分, 共 30 分)1.(2017 ·泉州高一检测 ) 如果两个力彼此平衡 , 则它们()A. 可能是作用力与反作用力B. 必不是作用力和反作用力C.必是同种性质的力D.不一定作用在同一个物体上【解析】选 B。
作用力与反作用力是两个不同物体受到的力 , 而两个力彼此平衡 , 作用在同一个物体上, 所以两个力彼此平衡, 必不是作用力和反作用力, 故A 错误,B 正确 ; 平衡力的性质可以相同 , 也可以不同 , 故 C错误 ; 两个力彼此平衡 , 根据平衡条件得知 , 必定作用在同一物体上 , 故 D错误。
【补偿训练】下列说法中正确的是()A.地球附近的物体的重力没有反作用力B.相互作用的两个力究竟称哪一个力是作用力 ( 或反作用力 ) 是人为规定的C.“鸡蛋碰石头”的过程中, 鸡蛋对石头的力必为作用力, 石头对鸡蛋的力必为反作用力D.凡是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上且作用在同一个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力【解析】选 B。
物体受到的重力是地球对物体的吸引力, 它的反作用力是物体对地球的吸引力 , 选项 A 错误 ; 一对相互作用力 , 究竟哪一个力是作用力 , 哪一个力是反作用力 , 是相对而言的 , 选项 B 正确 , 选项 C 错误 ; 作用力和反作用力必然分别作用在两个相互作用的物体上 , 选项 D错误。
2.在滑冰场上 , 甲、乙两个小孩分别坐在滑冰板上 , 原来静止 , 在相互猛推一下后 , 他们分别向相反方向运动。
假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。
已知甲的质量小于乙的质量 , 则()A. 在推的过程中 , 甲推乙的力小于乙推甲的力B. 在推的过程中 , 甲推乙的时间小于乙推甲的时间C.在分开后 , 甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小D.在分开后 , 甲在冰面上滑行的距离比乙在冰面上滑行的距离远【解析】选 D。
课时提升作业二时间和位移(20分钟50分)一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)1.关于位移和路程,下列说法中正确的是 ( )A.出租车是按位移的大小来计费的B.出租车是按路程的大小来计费的C.在田径场1 500 m长跑比赛中,跑完全程的运动员的位移大小为1 500 mD.物体做直线运动时,位移大小和路程相等【解析】选B。
出租车是按路程的大小来计费的,故A错误,B正确;在田径场1 500 m长跑比赛中,跑完全程的运动员的路程为1 500 m,位移的大小小于1 500 m,故C错误;物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程,故D错误。
【补偿训练】(2018·广安高一检测)关于位移和路程,以下说法正确的是( )A.若物体做单向直线运动,则位移的大小等于路程B.路程是标量,即表示位移的大小C.位移是矢量,位移的方向即物体运动的方向D.位移的大小总是大于或者等于路程【解析】选A。
只有当物体做的是单向直线运动的时候,位移的大小才和路程相等,故A正确;位移是指从初位置到末位置的有向线段,取决于物体的始末位置,路程是指物体所经过的路径的长度,取决于物体实际通过的路线,可以是直线,也可以是曲线,只有当物体做单向直线运动的时候,位移的大小才和路程相等,故B错误;位移是矢量,是从起点指向终点的方向,不一定与运动的方向相同,故C错误;位移的大小总是小于或者等于路程,故D错误。
2.(2018·齐齐哈尔高一检测)下列关于位移(矢量)和温度(标量)的说法中,正确的是( )A.两个运动物体的位移大小均为30 m,则这两个位移一定相同B.做直线运动的两物体的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,则x甲>x乙C.温度计读数有正也有负,其正、负号表示方向D.温度计读数的正、负号表示温度的高低,不能表示方向【解析】选D。
当两个矢量大小相等、方向相同时,才能说这两个矢量相同,故A错误;直线运动的位移的“+”“-”号表示方向,其绝对值表示大小,所以甲的位移比乙的位移小,故B 错误;温度是标量,标量的正、负表示大小(即温度的高低),不表示方向,故C错误,D正确。
1.在研究下述运动时,可以把物体看作质点的是()A.研究地球的自转问题B.研究体操运动员参赛时的姿势C.研究乒乓球的旋转效应D.研究火车从北京到上海所用时间【解析】在研究火车从北京到上海的运动时,火车的长度、形状与北京到上海的距离相比可以忽略,可以把火车视为质点,而对地球的自转、运动员的姿势、乒乓球旋转等现象中的物体,其大小或形状不能忽略,不能视为质点.【答案】D2.关于参考系,下列说法正确的是()A.参考系必须是静止不动的物体B.参考系必须是静止不动或正在做直线运动的物体C.研究物体的运动,可选择不同的参考系,但选择不同的参考系观察结果是一样的D.研究物体的运动,可选择不同的参考系,但选择不同的参考系对于研究同一物体的运动而言,一般会出现不同的结果【解析】参考系的选取是任意的,A、B错误;选择不同的参考系,对同一物体运动的描述一般是不同的,C错误、D正确.【答案】D3.下列关于运动的说法中,正确的是()A.物体的位置没有变化就是不运动B.两物体间的距离没有变化,两物体一定都是静止的C.自然界中没有不运动的物体,运动是绝对的,静止是相对的D.为了研究物体的运动,必须先选参考系,平常说的运动或静止是相对于地球而言【解析】物体的位置对某一参考系不变,但对另一参考系位置可能变化,物体在运动,故A错误;两物体间距离没有变化,两者可能静止,也可能以相同的速度运动,故B错误;对于不同的参考系,同一物体可能静止,也可能运动,由于参考系的选择是任意的,故C、D正确.【答案】CD4.(2012·杭州二中高一检测)明代诗人曾写下这样一首诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人在桥上走,桥流水不流.”其中“桥流水不流”中的“桥流”应理解成其选择的参考系是()A.水B.桥C.人D.河岸【解析】“水不流”是以水为参考系,而桥相对于水是运动的,故A正确.【答案】A图1-1-105.在我国东南部的某大城市,有一天下午,在该城市的中心广场行人拥挤,有人突然高喊“楼要倒了!”其他人猛然抬头观看,也发现楼在慢慢倾倒,便纷纷狂奔逃生,引起交通混乱,但过了好久,高楼并没有倒塌.人们再仔细观望时,楼依然稳稳地矗立在那里,如图1-1-10所示.下面有关探究分析这一现象原因的说法中正确的是()A.是一种错觉,不可能发生B.感觉楼要倾倒的原因是人在运动C.是因为选择了高空运动的云作为参考系D.是因为选择了旁边更高的楼作为参考系【解析】若人以旁边的楼作为参考系,两个楼之间是相对静止的,人会感觉楼是静止的,D错.若人以高空运动的云作为参考系,认为云是静止的,那么楼相对云是运动的,人就感觉楼在动,即感觉楼在慢慢倾倒,C对,A、B错.【答案】C6.(2012·郑州一中高一检测)公路上一辆卡车紧急刹车,由于惯性,卡车上的货物相对车厢向前滑行了x=5 cm,为了测出这个距离x,我们选取的最合理的参考系应该是()A.树木B.行人C.卡车D.公路【解析】参考系的选取是任意的,但当研究具体问题时,要以简单为准,本题中以卡车为参考系最方便,故选项C正确.【答案】C7.图1-1-11某空军红鹰飞行表演队驾驶我国自主研制的k-8高级教练机首次亮相,飞出特高难动作,如图1-1-11为六机低空拉烟通场表演,以非常一致的飞行姿态通过观礼台.飞机编队保持队形不变.下列关于飞机运动情况的说法正确的是() A.地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的【解析】飞机相对地面及地面上的建筑物向前飞行,而地面上的建筑物相对飞机向后运动.可见,地面上的人看到飞机飞过是以地面为参考系.飞行员看到观礼台向后掠过是以飞机为参考系,A、B正确,由于飞机编队保持队形不变,所以以某一飞机为参考系,其他飞机是静止的,C对、D错.【答案】ABC图1-1-128.(2012·石家庄一中高一期中)如图1-1-12是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美.请问摄影师选择的参考系是() A.大地B.太阳C.滑板运动员D.步行的人【解析】由于摄影师眼中运动员是静止的,所以摄影师选择的参考系是滑板运动员,此时背景相对运动员是运动的,从而模糊不清,故C正确.【答案】C9.为了提高枪械射击时的准确率,制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽.这样,当子弹在枪管中运动时,会按照旋转的方式前进.离开枪管后,子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响,从而提高子弹飞行的稳定性.下列关于子弹运动的说法中正确的是()A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看做质点B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看做质点C.无论研究什么问题都可以把子弹看做质点D.能否将子弹看做质点,取决于我们所研究的问题【解析】在研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状,因而不可以把子弹看做质点;但研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时,其大小和形状可以忽略,可以看做质点,故选项B、D正确.【答案】BD10.如图1-1-13所示,某人从学校门口A处开始散步,先向南走了50 m 到达B处,再向东走100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则A、B、C、D各点位置如何表示?图1-1-13【解析】可以以A点为坐标原点,向东为x轴的正方向,向北为y轴的正方向,如图所示,则各点坐标为A(0,0)、B(0,-50 m)、C(100 m,-50 m)、D(100 m,100 m).【答案】见解析11.以某十字路口的交通岗亭为坐标原点,向东为x轴正方向,向南为y轴正方向,画出用坐标系描述坐标为(-60 m,80 m)的建筑物相对交通岗亭的位置,并求该建筑物距岗亭的距离.【解析】二维坐标系的坐标值顺序为x坐标、y坐标,故该建筑物的坐标x=-60 m、y=80 m,该建筑物位于交通岗亭西60 m、南80 m处,由勾股定理可知该建筑物距交通岗亭100 m.【答案】见下图100 m图1-1-1412.如图1-1-14所示,一根长0.8 m的杆,竖直放置,今有一内径略大于杆直径的环,从杆的顶点A向下滑动,向下为正方向,(1)取杆的下端O为坐标原点,图中A、B两点的坐标各是多少?环从A到B的过程中,位置变化了多少(OB间距离为0.2 m)?(2)取A端为坐标原点,A、B点的坐标又是多少?环从A到B的过程中位置变化了多少?(3)由以上两问可以看出,坐标原点的不同是对位置坐标有影响还是对位置变化有影响?【解析】(1)由于杆长0.8 m,OB为0.2 m,题目给出坐标系向下为正方向,故以O点为坐标原点,A、B的坐标分别为x A=-0.8 m,x B=-0.2 m.由A到B位置变化为x B-x A=-0.2 m-(-0.8) m=0.6 m.(2)由题意知,AB长为0.6 m,以A为原点,A、B两点的坐标分别为x A=0,x B=0.6 m.A到B位置变化为x B-x A=0.6 m-0=0.6 m.(3)坐标原点选的不同,同一位置的坐标不同,但位置变化相同.【答案】(1)x A=-0.8 m x B=-0.2 mx B-x A=0.6 m(2)x A=0x B=0.6 mx B-x A=0.6 m(3)坐标不同位置变化相同1.关于矢量和标量,下列说法中正确的是()A.矢量是既有大小又有方向的物理量B.标量是既有大小又有方向的物理量C.位移-10 m比5 m小D.-10 ℃比5 ℃的温度低【解析】由矢量的定义可知,A正确,B错误;位移的正、负号只表示方向,不表示大小,其大小由数值和单位决定,所以-10 m的位移比5 m的位移大,故C错误;温度的正、负是相对温度为0 ℃时高出和低于的温度,所以-10 ℃比5 ℃的温度低,故D正确.【答案】AD2.关于路程和位移的关系,下列说法正确的是()A.物体沿直线向某一方向运动时,通过的路程就是位移B.物体沿直线向某一方向运动时,通过的路程等于位移的大小C.物体通过的路程不为零,位移也一定不为零D.物体的位移为零,路程也一定为零【解析】位移是有向线段,是矢量,而路程是标量,二者是不同概念,A 错.当物体做单向直线运动时,位移大小与路程相等,B正确.位移大小和路程无直接关系,路程不为零,但可能是运动物体又回到出发点,位移为零,即C、D均错.【答案】B3.(2012·西安一中检测)根据材料,结合已学的知识,判断下列说法正确的是()(甲)(乙)(丙)图1-2-5A.图(甲)为我国派出的军舰护航线路图,总航程4 500海里,总航程4 500海里指的是位移B.图(甲)为我国派出的军舰护航线路图,总航程4 500海里,总航程4 500海里指的是路程C.如图(乙)所示是奥运火炬手攀登珠峰的线路图,由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬手的位移D.如图(丙)所示是高速公路指示牌,牌中“25 km”是指从此处到下一个出口的位移是25 km【解析】 4 500海里的总航程指路程,B正确,A错误;火炬手所走路线总长度指路程,C错误;25 km指从此处到下一出口的路程,D错误.【答案】B图1-2-64.如图1-2-6所示,“神舟八号”飞船于2011年11月1日5时58分10秒在酒泉卫星发射中心发射升空,583秒后精准进入轨道.从“神舟八号”飞船发射到与“天宫一号”对接,大约耗时2天.此后飞船绕地球稳定运行.下列说法正确的是()A.5时58分10秒表示时间间隔B.“神舟八号”绕地球运行过程中位移大小始终小于路程C.2天表示时刻D.研究“神舟八号”绕地球运行的轨迹时,可以将飞船看成质点【解析】5时58分10秒表示时刻,2天表示时间间隔,A、C错误;“神舟八号”绕地球运行过程中,轨迹为曲线,位移大小始终小于路程,B正确;研究“神舟八号”绕地球运行的轨迹时,飞船大小对轨迹影响不大,可以将飞船看成质点,D正确.【答案】BD图1-2-75.由天津去上海,可以乘火车,也可以乘轮船,如图1-2-7所示,曲线ACB和虚线ADB分别表示天津到上海的铁路线和海上航线,线段AB表示天津到上海的直线距离,则下列说法中正确的是()A.乘火车通过的路程等于其位移的大小B.乘轮船通过的路程等于其位移的大小C.乘火车与轮船通过的位移大小相等D.乘火车与轮船通过的位移大小不相等【解析】只有在单向直线运动中位移大小才等于路程,A、B错误;位移只与初末位置有关,与路径无关,C正确,D错误.【答案】C6.一个物体从A点运动到B点,下列结论正确的是()A.物体的位移一定等于路程B.物体的位移与路程的方向相同,都从A指向BC.物体位移的大小总是小于或等于它的路程D.物体的位移是直线,而路程是曲线【解析】位移是矢量,路程是标量,A、B错误;物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程,做其他类型运动时,位移的大小小于路程,C正确;位移和路程都是描述物体运动的物理量,位移与初、末位置有关,路程与运动轨迹有关,不一定是曲线,D错误.【答案】C7.在2012年国际田联室内世锦赛男子800 m决赛中,埃塞俄比亚选手阿曼以1分48秒36夺冠.对于材料中800 m比赛的说法正确的是() A.位移相同比较运动的时刻B.位移相同比较运动的时间间隔C.路程相同比较运动的时刻D.路程相同比较运动的时间间隔【解析】800米比赛时,选手的起点位置是不同的,但跑过的路程相同.比赛比较的是完成全程所用的时间,指的是时间间隔.故D项正确.【答案】D8.北京时间2012年10月25日23时33分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,将第16颗北斗导航卫星发射升空并送入太空预定轨道.这标志着中国北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步,北斗卫星导航系统将免费提供定位、测速和授时服务,定位精度10 m,测速精度0.2 m/s.以下说法正确的是()A.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移B.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置C.北斗导航卫星授时服务提供的是时间间隔D.北斗导航卫星授时服务提供的是时刻【解析】由位置、位移、时间间隔、时刻的定义可知,北斗导航卫星定位提供的是一个点,是位置,不是位置的变化,A错、B对.北斗导航卫星授时服务提供的是时刻,C错,D对.【答案】BD图1-2-89.(2012·保定一中高一检测)如图1-2-8所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门芯位移的大小为()A.πR B.2RC.2πR D.R4+π2【解析】如图所示,气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方的过程中,初末位置之间的距离,也就是位移大小为x=(2R)2+(πR)2=R4+π2,因此选项D正确,其他选项均错误.【答案】D10.在图1-2-9中,汽车初位置的坐标是-2 km,末位置的坐标是1 km.求汽车的位移的大小和方向.图1-2-9【解析】由题意知,汽车在初、末位置的坐标分别为x1=-2 km,x2=1 km.所以汽车的位移为Δx=x2-x1=1 km-(-2) km=3 km,位移的方向与x轴正方向相同.【答案】 3 km与x轴正方向相同11.某测绘规划技术人员在一次对某学校进行测量时,他从操场上某点A处开始,先向南走了30 m到达B处,再向东走了40 m到达C处,最后又向北走了60 m到达D处,则:(1)这人步行的总路程和位移的大小各是多少?(2)要比较确切地表示此人的位置变化,应该用位移还是路程?【解析】(1)如图,三角形AED为直角三角形,AE=40 m,DE=30 m,所以AD=AE2+DE2=50 m,A、D分别为起点和终点,所以位移的大小是50 m.他走过的路程为:30 m+40 m+60 m=130 m.(2)为了确切描述此人的位置变化,应该用位移,这样既能表示他相对出发点的距离,又能表示他相对出发点的方位.【答案】(1)130 m50 m(2)位移图1-2-1012.(2012·杭州一中高一检测)图1-2-10为400 m的标准跑道,直道部分AB、CD的长度均为100 m,弯道部分BC、DA是半圆弧,其长度也为100 m.A 点为200 m赛跑的起点,经B点到终点C.求:(1)200 m赛跑的路程和位移;(2)跑至弯道BC的中点P时的路程和位移.(结果保留一位小数)【解析】(1)在200 m赛跑中,200 m指路径的长度,即路程是200 m;位移是从起点A指向终点C的有向线段,因BC是半圆弧,则直径d=2×100πm≈63.7 m,故位移的大小AC=AB2+d2≈118.6 m,方向由A指向C.(2)跑至弯道BC的中点P时,路程是s=AB+BP=100 m+50 m=150 m;位移的大小AP=(AB+d2)2+(d2)2≈135.6 m方向由A指向P.【答案】(1)200 m118.6 m,方向由A指向C(2)150 m135.6 m,方向由A指向P.1.下列所说的速度中,哪些是瞬时速度()A.百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线B. 2011年8月28日铁路调整列车运行后,部分高铁和客专的动车组速度悄然降低,如济南西—杭州的G51次列车,在沪杭高铁段时速由350 km降至300 kmC. 返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋D. 由于堵车,在隧道内的车速仅为1.2 m/s【解析】9.5 m/s是运动员冲线瞬间的速度,8 m/s是太空舱落入太平洋瞬间的速度,对应的都是一个时刻,都是瞬时速度;350 km/h、300 km/h、1.2 m/s 说的都是行程中的平均速度,故应选A、C两项.【答案】AC2.(2012·海口一中高一检测)对于瞬时速度和平均速度的理解,下列说法正确的是()A.瞬时速度为0,平均速度一定为0B.瞬时速度为0,平均速度可以不为0C.瞬时速度不为0,平均速度一定不为0D.瞬时速度不为0,平均速度可以为0【解析】车辆中途刹车停止后,再启动运行的一段时间内平均速度不为0,但停止时的瞬时速度为0,A错误;B正确;物体沿一圆周运动一圈的过程中,瞬时速度不为0,但位移为0,所以平均速度为0,C错误,D正确.【答案】BD图1-3-53.(2012·玉溪高一检测)2012伦敦奥运会中,牙买加选手博尔特是公认的世界飞人,他在男子100 m决赛和男子200 m决赛中分别以9.63 s和19.32 s的成绩破两项世界纪录,获得两枚金牌,如图1-3-5所示.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是()A.200 m决赛中的位移是100 m决赛的两倍B.200 m决赛中的平均速度约为10.35 m/sC.100 m决赛中的平均速度约为10.38 m/sD.100 m决赛中的最大速度约为20.64 m/s【解析】200 m决赛是曲线,指路程,其位移小于200 m,因此选项A错误.由于200 m决赛的位移x1<200 m,则平均速度v1=x1t1<20019.32m/s≈10.35 m/s,故选项B错.100 m决赛的平均速度v2=x2t2=1009.63m/s≈10.38 m/s,故C选项正确.100 m决赛中的最大速度无法求得,故选项D错误.【答案】C4.下列说法中正确的是()A.在相等的时间内发生的位移相等则物体一定做匀速直线运动B.做匀速运动的物体,在任何一个时刻的速度都相等C.如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一恒量,则该物体的运动一定是匀速直线运动D.以上说法都不对【解析】匀速直线运动中,在任何相等的时间内发生的位移相等,且瞬时速度不变,B正确.【答案】B5.用同一张底片对着小球运动的路径每隔110s拍一次照,得到的照片如图1-3-6所示,则小球在图示过程的平均速度是()图1-3-6 A.0.25 m/s B.0.2 m/sC.0.17 m/s D.无法确定【解析】从图上读出Δx=5 cm=5×10-2 m,Δt=110×3 s=0.3 s,所以v=Δx Δt =5×10-20.3m/s≈0.17 m/s,故选C.【答案】C6.三个质点A、B、C的运动轨迹如图1-3-7所示,三个质点同时从N点出发,图1-3-7同时到达M点,设无往返运动,下列说法正确的是()A.三个质点从N到M的平均速度相同B.三个质点任意时刻的速度方向都相同C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D.三个质点从Ν到Μ的平均速率相同【解析】本题考查了平均速度与平均速率的区别,关键明确平均速度与平均速率的区别.三个质点在相同时间内,位移相同,大小是MN的长度,方向由N指向M,因此它们的平均速度相同,A正确;速度方向即物体的运动方向,显然三个质点任意时刻的运动方向是不同的,因此速度方向不同,故B错误;不同时段三个质点的位移大小、方向均不同,因此从N点出发到任意时刻的平均速度都不同,故C错误;从N到M的过程中,AC路程相同,且比B的路程大,因此A、C的平均速率相等,比B的平均速率大,故D错误.【答案】A7.下列说法中,正确的是()A.物体沿半径为R的圆周运动一周,平均速度为零B.物体沿半径为R的圆周运动一周,平均速率为零C.物体某时刻速度为v,则该物体下一时刻的速度也为vD.物体某时刻速度为v,则该物体下一时刻的速度不一定为v【解析】物体沿半径为R的圆周运动一周,物体位移为零,路程大小等于其周长,平均速度为零,平均速率不为零.物体不一定做匀速直线运动,所以某时刻的速度为v,不代表下一时刻的速度也为v.【答案】AD图1-3-88.如图1-3-8所示,两个人以相同大小的速度同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出).从出发到相遇的过程中,描述两个人运动情况的物理量可能不相同的是() A.瞬时速度B.位移C.路程D.平均速度【解析】两个人所走的路径不同,所以瞬时速度方向不同,所走过的路程相同,由于初、末位置相同,所以两个人的位移相同,又因为时间相同,所以平均速度相同,综上所述,应选A.【答案】A甲乙图1-3-99.(2012·合肥一中高一检测)为了使公路交通有序、安全,路旁立了许多交通标志.如图1-3-9所示,甲图是限速标志,表示允许行驶的最大速度是80 km/h;乙图是路线指示标志,表示到杭州还有100 km.上述两个数据的物理意义是()A.80 km/h是平均速度,100 km是位移B.80 km/h是平均速度,100 km是路程C.80 km/h是瞬时速度,100 km是位移D.80 km/h是瞬时速度,100 km是路程【解析】在某路段或路口限定最高时速,是指每时每刻不能超过该速度,是瞬时速度,较远距离的公路是有弯的,里程指路程,D选项正确.【答案】D图1-3-1010.(2013·吉安高一检测)一个物体以10 m/s的速度从甲地运动到乙地,又以20 m/s的速度从乙地运动到丙地,已知甲、乙两地之间的距离等于乙、丙两地之间的距离,试求物体从甲地到丙地的平均速度.【解析】物体从甲地到乙地的速度v1=10 m/s,从乙地到丙地的速度v2=20 m/s,若物体运动的总位移为2x.则总时间:t=xv1+x v2=320x所以物体的平均速度:v=2xt=403m/s【答案】403m/s甲乙图1-3-1111.甲、乙两物体的运动情况如图1-3-11所示,两者由初位置到末位置用时都为1 s,分析两者速度的大小、方向关系.【解析】位移Δx=x末-x初,由题图可知Δx甲=3 m,Δx乙=-3 m,又Δt=1 s,由v=ΔxΔt =x末-x初Δt可得v甲=3 m/s,v乙=-3 m/s.两速度绝对值相等,表明两物体速度大小相同,即运动快慢相同;两速度一正一负,表明两物体运动方向相反.【答案】大小相同,均为3 m/s方向相反12.(2011·杭州期末)天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d=3.0 km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0 s.试估算云层下表面的高度.已知空气中的声速v=13km/s.【解析】如图所示,A表示爆炸处,O表示观测者所在处,h表示云层下表面的高度.用t1表示爆炸声沿直线传到O处所经时间,则有d=v t1①用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所经时间,因为入射角等于反射角,故有2(d2)2+h2=v t2②已知t2-t1=Δt③联立①②③式,可得h=12(vΔt)2+2d vΔt代入数值得h=2.0×103m.【答案】 2.0×103 m1.下列运动可能出现的是()A.物体的加速度增大,速度反而减小B.物体的加速度减小,速度反而增大C.物体的速度为零时,加速度却不为零D.物体的加速度始终不变,速度也始终不变【解析】当加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动,速度在不断减小,若加速度增大,速度减小得更快.当加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动,当加速度减小时,速度在不断增大,只是速度增大得慢了.当速度为零时,加速度可能为零,也可能不为零.加速度是描述速度变化快慢的物理量,有了加速度,物体的速度一定要发生变化.【答案】ABC2.下列关于加速度的说法中,正确的是()A.加速度越大,速度变化越大B.加速度越大,速度变化越快C.加速度-3 m/s2比1 m/s2小D.做匀速直线运动的物体,加速度为零【解析】加速度大小与速度大小无直接关系,A错.加速度是描述速度变化快慢的量,加速度大,速度变化快,B正确.加速度是矢量,其正负号只表示方向,C错.匀速直线运动,速度不变加速度为零,D正确.【答案】BD3.(2013·三亚高一检测)关于小汽车的运动,下列说法不可能的是() A.小汽车在某一时刻速度很大,而加速度为零B.小汽车在某一时刻速度为零,而加速度不为零C.小汽车在某一段时间,速度变化量很大而加速度较小D.小汽车加速度很大,而速度变化得很慢【解析】小汽车在刚启动时,速度为零,加速度不为零,B可能.小汽车高速且匀速行驶时,速度很大,而加速度为零,A可能.在较长的时间内,小汽车加速度较小,速度变化量也可以很大,C可能.加速度是表示速度变化快慢的物理量,加速度大,速度变化一定快,D不可能.【答案】D图1-5-64.如图1-5-6为一质点做直线运动的速度—时间图象,则在图中给出的该质点在前3 s内的加速度a随时间t变化关系的图象中正确的是()【解析】由v-t图知,第1 s内质点做匀加速直线运动,a=Δv/Δt=4 m/s2,=-2 m/s2,故A正确.后2 s内又做匀减速直线运动,a=ΔvΔt【答案】A5.一个加速直线运动的物体,其加速度是6 m/s2,关于这个6 m/s2理解正确的是()A.某1 s末的速度比该1 s初的速度大6 m/sB.某1 s末的速度比该1 s初的速度大6倍C.某1 s初的速度与前1 s末的速度相差6 m/sD.某1 s末的速度与前1 s初的速度总是相差6 m/s【解析】某1 s末比该1 s初多了1 s的时间,据加速度的物理意义,该段时间的初、末速度之差为6 m/s,A对,B错.某1 s初与前1 s末为同一时刻,速度为同一个值,C错.某1 s末比前1 s初多了2 s的时间,物体的速度增加了12 m/s,D错.【答案】A6.(2012·大庆一中高一检测)如图1-5-7所示为一物体做直线运动的v-t 图象,则在0~t1和t1~t2时间内()。
课时提升作业一碰撞
(30分钟50分)
1.(10分)如图所示,A、B两摆摆长分别为L1和L2,摆球质量分别为m1和m2,且m1<m2。
静止时,两球在悬点正下方刚好接触且球心同高,现将A摆在纸平面内向左拉离平衡位置,使摆线水平,然后释放。
当A摆摆到最低点时两球碰撞,碰后A球被反弹,反弹后最大偏角为α,B球向右摆动,最大偏角为β,则碰撞过程中一定守恒的是__________(选填“动能”或“动量”),守恒的关系式为__。
【解题指南】可按如下思路解答本题:
(1)由“单摆探究碰撞中的守恒量”可知“动量守恒”。
(2)根据机械能守恒可求出碰撞前后的速度。
【解析】两球在最低点碰撞时,动量守恒,设碰前瞬间A球速度为v1。
由机械能守恒定律得,
对A球:m1=m1gL1①
设A、B球碰后瞬间的速度分别为v1′和v2′,由机械能守恒定律得对A 球:m1v=m1gL1(1-cosα) ②
对B球:m2v=m2gL2(1-cosβ) ③
由动量守恒得m1v1=-m1v1′+m2v2′④
由①②③④式得:
m1(1+)=m2。
答案:动量m1(1+)=m2
2.(10分)气垫导轨上有A、B两个滑块,开始时两个滑块静止,它们之间有一根被压缩的轻质弹簧,滑块间用绳子连接(如图甲所示),绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动,图乙为它们
运动过程的频闪照片,频闪的频率为10Hz,由图可知:
(1)A、B离开弹簧后,应该做________运动,已知滑块A、B的质量分别为200g、300g,根据照片记录的信息,从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是__。
(2)若不计此失误,分开后,A的动量大小为______kg·m/s,B的动量大小为______kg·m/s,本实验中得出“在实验误差允许范围内,两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是。
【解析】(1)A、B离开弹簧后因水平方向不再受外力作用,所以均做匀速直线运动,在离开弹簧前A、B均做加速运动,A、B两滑块的第一个间隔应该比后面匀速时相邻间隔的长度小。
(2)周期T==0.1s,v=,由题图知A、B匀速时速度分别为v A=0.09m/s,v B=0.06m/s,分开后A、B的动量大小均为p=0.018kg·m/s,方向相反,满足动量守恒,系统的总动量为0。
答案:(1)匀速直线A、B两滑块的第一个间隔与后面间隔距离一样
(2)0.018 0.018 A、B两滑块作用前后总动量相等,均为0
3.(15分)利用如图所示的实验装置,可探究碰撞中的不变量,由于小球的下落高度是定值,所以,小球落在地面上的水平位移就代表了平抛运动时水平初速度的大小,这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示。
(1)(多选)为了尽量准确找到碰撞中的不变量,以下要求正确的是__________。
A.入射小球的半径应该大于被碰小球的半径
B.入射小球的半径应该等于被碰小球的半径
C.入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滑下
D.斜槽末端必须是水平的
(2) (多选)关于小球的落点,正确的是__。
A.如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滑下,重复几次的落点一定是完全重合的
B.由于偶然因素存在,重复操作时小球的落点不会完全重合,但是落点应当比较密集
C.测定落点P的位置时,如果几次落点的位置分别为P1、P2、…P n,则落点的平均位置
OP=
D.尽可能用最小的圆把各个落点圈住,这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置
(3)若已知入射小球与被碰小球的质量之比为m1∶m2=8∶3,OP=20cm,PN=16cm,则OM的值大约等于多少,本实验才算达到实验目的?
【解析】(1)只有两个小球的半径相等,才能保证碰后小球做平抛运动,所以A错误,B正确;入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滑下,才能使得小球平抛运动的落点在同一位置,所以C正确;斜槽末端必须水平也是保证小球碰后做平抛运动的必要条件,所以D正确。
(2)为了提高实验的准确性,需要重复多次,找到小球平抛落地的平均位置,只有这样,才能有效减小偶然误差,因此B、D选项正确。
(3)设小球做平抛运动的落地时间为t,则入射小球碰撞之前的速度v1==m/s
入射小球碰撞之后的速度
v1′=
被碰小球碰撞之后的速度
v2′==m/s=m/s
若碰撞前后各自质量与速度的乘积之和不变,
则m1v1+m2v2=m1v′1+m2v2′成立,即
m1·=m1·+m2·
因为m1∶m2=8∶3,
所以OM=6.5cm。
答案:(1)B、C、D (2)B、D (3)6.5cm
4.(15分)如图所示为用气垫导轨实验探究碰撞中的不变量的实验装置,遮光片D在运动过程中的遮光时间Δt被光电计时器自动记录下来。
在某次实验中,滑块1和滑块2质量分别为
m1=0.240kg、m2=0.220kg,滑块1运动起来,向着静止在导轨上的滑块2撞去,碰撞之前滑块1的挡光片经过光电门时,光电计时器自动记录下来的时间Δt=110.7ms。
碰撞之后,滑块1和滑块2粘连在一起,挡光片通过光电门的时间Δt′=214.3ms,已知两滑块上的挡光板的宽度都是Δx=3cm,问:
(1)碰撞前后两滑块各自的质量与速度乘积之和相等吗,即m1v1+m2v2=m1v1′+
m2v2′成立吗?
(2)碰撞前后两滑块各自的质量与速度平方乘积之和相等吗,即m1+m2=
m1v v1′2+m2v2′2成立吗?
【解析】(1)因为滑块遮光片的宽度是Δx,遮光片通过光电门的时间是Δt,所以滑块速度可用公式v=求出。
碰撞之前,滑块1的速度
v1==m/s=0.271 m/s
碰撞之前,滑块2静止,所以v2=0
碰撞之后,两滑块粘连在一起
v1′=v2′==m/s=0.140 m/s
m1v1+m2v2=0.240×0.271kg·m/s=0.065kg·m/s
m1v1′+m2v2′=(0.240+0.220)×0.140kg·m/s
=0.064 kg·m/s
所以,在误差允许范围内,
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′成立。
(2)碰撞之前:
m1+m2=0.240×0.2712J=0.018 J
碰撞之后:
m1v+m2v=(0.240+0.220)×0.1402J=0.009 J
可见m1+m2>m1v+m2v
答案:(1)成立(2)不成立
【补偿训练】
如图所示是在用气垫导轨探究碰撞中不变量的实验过程中连续拍下的三幅闪光照片,闪光频率是10Hz,a、b两滑块的质量分别是m a=0.2kg,m b=0.1kg,标尺的最小刻度是毫米,请根据闪光照片探究碰撞前后的不变量。
【解析】碰撞之前,a滑块的速度v a=m/s=0.3 m/s
从闪光照片分析,碰撞之前,b滑块静止,v b=0
碰撞之前m a v a+m b v b=0.2×0.3kg·m/s=0.06kg·m/s
从闪光照片分析,第二次闪光瞬间正是发生碰撞的时刻,
碰撞之后a、b滑块的速度v a′=m/s=0.15 m/s
v b′=m/s=0.3 m/s
所以碰撞之后m a v a′+m b v b′=0.2×0.15kg·m/s+0.1×0.3kg·m/s=0.06kg·m/s
可见碰撞前后m a v a+m b v b=m a v a′+m b v b′,也就是说,碰撞前后两滑块各自的质量与速度乘积之和是不变量。
答案:见解析。