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文檔簡介
2025高考物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)九自由落體運(yùn)動含答案九自由落體運(yùn)
動
(40分鐘80分)
【基礎(chǔ)全面練】
1.(6分)嫦娥奔月蘊(yùn)含著中華兒女千年的飛天夢想,隨著我國“嫦娥計(jì)劃”的逐步進(jìn)
展,奔月的夢想即將成為現(xiàn)實(shí)。某校物理興趣小組收集了月球表面的許多資料,如
①沒有空氣;②重力加速度約為地球表面的土③沒有磁場……并設(shè)想登上月球
后,完成如下實(shí)驗(yàn):在空中從同一高度同時(shí)自由釋放氫氣球和鉛球,忽略地球和其
他星球的影響,你認(rèn)為以下說法正確的是()
A.氫氣球和鉛球都處于飄浮狀態(tài)
B.氫氣球和鉛球都將下落,且同時(shí)落地
C.氫氣球?qū)⒓铀偕仙?鉛球加速下落
D.氫氣球和鉛球都將下落,但鉛球先落到地面
【解析】選及氫氣球和鉛球都受到月球引力,且因月球表面沒有空氣,不受浮力,
因此不會處于飄浮狀態(tài),故A錯(cuò)誤;月表的重力加速度為地表的"而且沒有空氣,
因而不存在空氣阻力,只受重力,氫氣球?qū)⑴c鉛球一樣,以相同的重力加速度做初
速為零的勻加速直線運(yùn)動,所以同時(shí)落地,故B正確,C、D錯(cuò)誤。
2.(6分)(多選)伽利略相信啟然界的規(guī)律是簡單明了的,他從這個(gè)信念出發(fā),猜想
做自由落體運(yùn)動物體的速度應(yīng)該是均勻變化的,為驗(yàn)證自己的猜想,他做了“斜面
實(shí)驗(yàn)”,發(fā)現(xiàn)銅球在斜面上運(yùn)動的位移與時(shí)間的平方成正比,改變銅球的質(zhì)量或增
大斜面傾角,上述規(guī)律依然成立,于是,他外推到傾角為90。的情況,得出落體運(yùn)動
的規(guī)律。結(jié)合以上信息,判斷下列說法正確的是()
A.伽利略通過“斜面實(shí)驗(yàn)”來研究落體運(yùn)動規(guī)律是為了便于測量速度
B.伽利略通過“斜面實(shí)驗(yàn)”來研究落體運(yùn)動規(guī)律是為了便于測量時(shí)間
C.由“斜面實(shí)驗(yàn)”的結(jié)論可知,銅球運(yùn)動的速度隨位移均勻增大
D.由“斜面實(shí)瞼,的結(jié)論可知,銅球運(yùn)動的速度隨時(shí)間均勻增大
【解析】選B、Do自由落體運(yùn)動下落很快,不易計(jì)時(shí),伽利略讓銅球沿阻力很小
的斜面滾下延長了銅球的運(yùn)動時(shí)間,“沖淡'了重力的作用,便于測量時(shí)間,由“斜面
實(shí)驗(yàn)”可知,銅球在斜面上運(yùn)動的位移與時(shí)間的平方成正比,由公式片標(biāo)可知,
銅球運(yùn)動的速度隨時(shí)間均勻增大。故選B、Do
3.(6分)(體育運(yùn)動)高郵建球隊(duì)曾代表江蘇隊(duì)參加全國比賽并獲得冠軍。如圖為某
同學(xué)將毯子豎直踢到距離地面1m高處(g取10m/s)關(guān)于毯子下落運(yùn)動的有關(guān)
估算合理的是()
A.落地時(shí)的速度大小約為5m/s
B.落地時(shí)的速度大小約為4m/s
C.從最高點(diǎn)到落地的時(shí)間約為0.3s
D.從最高點(diǎn)到落地的時(shí)間約為0.4s
【解析】選Bo把毯子下落運(yùn)動看作自由落體運(yùn)動,可得落地時(shí)的速度大小為
v=j2gh=24^m/s-4.5m/s,考慮到一定的空氣阻力作用,故毯子落地時(shí)的速度大
小約為4m/s,A錯(cuò)誤,B正確;自由下落1m的時(shí)間為七件sY).45s,考慮到一
7g5
定的空氣阻力作用,故毯子從最高點(diǎn)到落地的時(shí)間應(yīng)大于0.45s,C、D錯(cuò)誤。
4.(6分)高空墜物會對人身和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危害。如果一只花盆從45m高處
的陽臺意外墜落,忽略空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則花盆落到地面所需時(shí)
間為()
A.lsB.3sC.5sD.7s
【解析】選及根據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律有盛班得故選B。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,某足球高手在顛球過程中腳部幾乎不動,圖示時(shí)刻足球恰
好運(yùn)動到最高點(diǎn)(g取10m/s2),估算足球剛被顛起時(shí)的初速度大小是()
A.lm/sB.2m/s
C.3m/sD.6m/s
【解析】選C。估計(jì)球上升的最大高度/z=0.5m,由豎直上拋(勻變速直線)運(yùn)動的
速度與位移的關(guān)系式%=2g/z得,初速度vo72gh=72X10X。5m/s-3m/s,選項(xiàng)
C正確。
5.(6分)如圖所示為高中物理必修一課本封面上的沙漏照片。若近似認(rèn)為砂粒隨
時(shí)間均勻漏下且砂粒下落的初速度為。,不計(jì)砂粒間下落時(shí)的相互影響,不計(jì)空氣
2
阻力。已知出口下方。?1cm范圍內(nèi)有20顆砂粒,重力加速度g取10m/s0對于
還在下落過程中的砂粒,下列說法正確的是()
入一顆砂粒下落過程的第2個(gè)0.1s內(nèi)的位移大小為5cm
B.一顆砂粒下落0.1s時(shí)的速度與下落0.2s時(shí)的速度之比為1:2
C一顆砂粒下落1cm處的速度與下落2cm處的速度之比為1:2
D.出口下方1?4cm范圍的砂粒數(shù)約為18顆
【解析】選B。一顆砂粒下落0.1s的位移為%產(chǎn)色斤=5cm,下落0.2s的位移為
雙=改狀=2。cm,下落過程的第2個(gè)0.1s內(nèi)的位移大小為4%=%2-%I=15cm,A錯(cuò)誤;
一顆砂粒下落0.1s的速度為vi=g^=lm/s,下落0.2s的速度為吸=義力=2m/s,一顆
砂粒下落0.1s時(shí)的速度與下落0.2s時(shí)的速度之比為叟=J,B正確;根據(jù)彼=2g/z,可
得下落1cm處的速度與下落2cm處的速度之比為"=隼=橐4錯(cuò)誤;砂粒從開始
v4yjh2V2
下落,到下落1cm處所用時(shí)間為人=四/s,砂粒從開始下落到下落4cm處所
7g50
用時(shí)間為才'2=庫=噂s,砂粒從下落1cm處到下落4cm處所用時(shí)間為
7g25
△1’2為若s=%,因此出口下方。?1cm范圍內(nèi)的所有砂粒經(jīng)過得s后均下落到
出口下方1?4c機(jī)范圍內(nèi),。錯(cuò)誤。
6.(6分)(2024.昆明高一檢測)游樂場內(nèi)的“穿越云霄”游樂項(xiàng)目如圖所示,座艙從最
高點(diǎn)下降,先做自由落體運(yùn)動,后勻減速至停止,取向下為正方向,則以下v-t圖像能
反映座艙上述運(yùn)動過程的是
【解析】選Bo依題意,取向下為正方向,座艙先做自由落體運(yùn)動,速度豎直向下,
且均勻增加,其圖像為第一象限中過原點(diǎn)的一段直線,后勻減速至停止其圖像為
第一象限向下傾斜的一段直線。B正確;A、C、D錯(cuò)誤。
【綜合應(yīng)用練】
7.(6分)(多選)甲、乙兩個(gè)小鐵球從不同高度做自由落體運(yùn)動,同時(shí)落地,下列表示
這一過程的位移一時(shí)間圖像和速度一時(shí)間圖像中正確的是()
【解析】選A、Do甲、乙兩個(gè)小鐵球從不同高度做自由落體運(yùn)動,則運(yùn)動時(shí)間
不同,高度高的,位移大,運(yùn)動時(shí)間長,但同時(shí)落地,說明高度高的先釋放,A正確,B錯(cuò)
誤;都做自由落體運(yùn)動,加速度相同,則X圖像的斜率相同,運(yùn)動時(shí)間不同,C錯(cuò)誤,D
正確。
8.(6分)(多選)小球從空中自由下落,與水平地面相碰后彈到空中某一高度,其v-t
圖像如圖所示,下列判斷正確的是()
A.小球下落的高度為1.25m
B.小球能彈起的最大高度為0.9m
C.小球第一次反彈后瞬時(shí)速度的大小為5m/s
D.小球下落的最大速度為5m/s
【解析】選A、Do小球下落的高度等于在0-0.5s時(shí)間內(nèi)圖線與橫軸所圍的面
積,則,=三"m=1.25m,選項(xiàng)A正確;小球能彈起的最大高度等于在0.5~0.8s時(shí)
間內(nèi)圖線與橫軸所圍的面積大小,依等m=0.45m,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖知小球
下落的最大速度為5m/s,小球在U0.5s時(shí)刻第一次反彈,反彈后瞬時(shí)速度大小為
3m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。
9.(6分)(多選)(2024.寧德高二檢測)兩位同學(xué)分別在塔的不同高度用兩個(gè)輕重不
同的球做自由落體運(yùn)動實(shí)驗(yàn),已知甲球重力是乙球重力的2倍,釋放甲球處的高度
是釋放乙球處高度的2倍,不計(jì)空氣阻力,則()
A.甲球下落的加速度是乙球的2倍
B.甲、乙兩球下落的加速度相等
C.甲、乙兩球落地時(shí)的速度相等
D.甲、乙兩球各落下1s時(shí)(均未落地)的速度相等
【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn):
(1)球做自由落體運(yùn)動的加速度為g;
⑵通過正=2g/z判斷兩球落地時(shí)的速度大??;
(3)通過v=g%比較兩球各下落1s時(shí)的速度大小。
【解析】選B、Do甲、乙兩球都做自由落體運(yùn)動,加速度都為g,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B
正確;根據(jù)速度與位移關(guān)系式正=2義/1知,兩球下落的高度不同,則落地時(shí)的速度不
相等,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)v^gt知,經(jīng)過1s時(shí)兩球的速度相等,故選項(xiàng)D正確。
10.(10分)(實(shí)驗(yàn)探索)某物理興趣小組通過自由落體運(yùn)動測量重力加速度。該小組
利用手機(jī)某軟件中的聲學(xué)秒表功能記錄物體的運(yùn)動時(shí)間。該小組在鐵架臺上固
定一個(gè)鐵圈,充入空氣的氣球下方懸掛一個(gè)物體,放在鐵圈上,如圖甲所示。用針刺
破氣球時(shí)發(fā)出爆破音,手機(jī)上的傳感器接收到聲音信號開始計(jì)時(shí),物體同時(shí)做自
由下落,物體落地后發(fā)出聲音,傳感器再次接收到信號停止計(jì)時(shí),記錄了物體下落
的時(shí)間改口圖乙所示。
甲乙
⑴為了減小誤差,物體應(yīng)選_______o(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.木塊B.鐵塊C塑料塊
(2)為了測得物體下落的加速度,還需要的實(shí)驗(yàn)器材有。(填入正確選項(xiàng)前
的字母)
A.天平(對應(yīng)測量符號m)
B.刻度尺(對應(yīng)測量符號h)
⑶重力加速度的表達(dá)式為(用測量的物理量符號表達(dá));
(4)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,改變鐵圈的固定位置,多次測量,以祥為橫坐標(biāo),為縱
坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,圖線的斜率為重力加速度。
【解析】(D物體在下落過程中,盡量減小受到的阻力,則物體選鐵塊,故B正確。
⑵為測得物體下落的加速度,必須用到刻度尺來測量長度,結(jié)合聲學(xué)秒表功能記
錄的時(shí)間0.660s,即可求解重力加速度,而天平不需要,故B正確。
(3)該實(shí)驗(yàn)是根據(jù)自由落體運(yùn)動公式2城來求重力加速度,由公式可推得爐小
(4)根據(jù)原理公式可知以t2為橫坐標(biāo),2/z為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,圖線的斜率為重力
加速度。
答案:(1)B(2)B(3)g專(4)2/z
【拓展創(chuàng)新練】
11.(16分)(2024.深圳高一檢測)如圖所示,一個(gè)小孩在公園里玩“眼疾手快”游戲。
游戲者需接住從支架頂部隨機(jī)落下的圓棒。已知支架頂部距離地面2.3m,圓棒長
0.4m,小孩站在支架旁邊,手能觸及所有圓棒的下落軌跡的某一段范圍A氏上邊界
2
A距離地面1.1m,下邊界5距離地面0.5m。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s0
求:
/支架頂部
叫皿一圓棒
A--
B--K
U>
(1)圓棒下落到A點(diǎn)所用的時(shí)間九;
⑵圓棒通過AB所用的時(shí)間切
⑶結(jié)合軌跡反應(yīng)時(shí)間(判斷圓棒下落軌跡的時(shí)間)和握棒反應(yīng)時(shí)間(圓棒經(jīng)過某點(diǎn)
的時(shí)間)應(yīng)用自由落體運(yùn)動知識簡要分析在A點(diǎn)和B點(diǎn)接棒各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
【解析】(1)圓棒底部距離A點(diǎn)高度歷=2.3m-0.4m-1.1m=0.8m
圓棒做自由落體運(yùn)動下落到A點(diǎn)時(shí)由%廳代入數(shù)據(jù)解得£0.4s
(2)圓棒通過AB的過程即圓棒底部到達(dá)A點(diǎn)和圓棒頂端離開B點(diǎn)這一過程,可知
圓棒底部到達(dá)A點(diǎn)的速度為叨=gA=4m/s
圓棒通過AB下落的高度為/i2=l.lm-0.5m+0.4m=1.0m
圓棒通過AB過程由/Z2=v"2+色日
代入數(shù)據(jù)解得力=0.2s
(3)A點(diǎn)握棒的優(yōu)點(diǎn):圓棒下落到A點(diǎn)時(shí)速度較小,通過A點(diǎn)所用的時(shí)間稍長,如果
握棒反應(yīng)時(shí)間較長,也利于抓住圓棒;A點(diǎn)握棒的缺點(diǎn):圓棒下落到4點(diǎn)所用時(shí)間較
短,若反應(yīng)速度較慢很容易錯(cuò)過抓棒機(jī)會方點(diǎn)握棒的優(yōu)點(diǎn):圓棒下落到B點(diǎn)所用
時(shí)間較長,如果反應(yīng)速度較慢,可有更長的反應(yīng)時(shí)間做好抓棒準(zhǔn)備,可以提高抓棒
的成功率出點(diǎn)握棒的缺點(diǎn):圓棒下落到B點(diǎn)時(shí)速度較大,通過5點(diǎn)所用的時(shí)間較短,
如果握棒反應(yīng)時(shí)間較長很難抓住圓棒。
答案:(l)0.4s(2)0.2s(3)見解析
【總結(jié)提升】自由落體運(yùn)動公式的使用技巧
⑴當(dāng)題意條件中已知時(shí)間或者求解時(shí)間優(yōu)先考慮使用丫=也力=太尸。
⑵如果題中條件并沒有告知時(shí)間,也沒有讓我們求解時(shí)間"尤先考慮使用P=2gh。
⑶涉及多個(gè)物體運(yùn)動,其中有某個(gè)物體運(yùn)動為自由落體運(yùn)動的,一定要畫出特殊
時(shí)刻位置關(guān)系圖,再使用自由落體運(yùn)動公式聯(lián)立方程求解。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】
1.在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中,需要重力加速度g的
精確值,這可由實(shí)驗(yàn)精確測得。近年來測g值的一種方法叫“對稱自由下落法”,它
將測g轉(zhuǎn)變?yōu)闇y量長度和時(shí)間,具體做法是:如圖所示,將真空長直管沿豎直方向
放置,在其中O點(diǎn)豎直上拋小球,測得小球從離開O點(diǎn)到落回0點(diǎn)所用的時(shí)間為
小球在運(yùn)動過程中經(jīng)過比0點(diǎn)高”的尸點(diǎn),小球從離開P點(diǎn)到落回P點(diǎn)所用
的時(shí)間為八。求通過“對稱自由下落法”測得的重力加速度g大小是多少?
:H
【解析】根據(jù)/上^下,從最高點(diǎn)下落到O點(diǎn)所用時(shí)間為手則小球從O點(diǎn)上升的最
大高度為也用1言馬2
小球從P點(diǎn)上升的最大高度為hl,
則力2=1吟)2
依據(jù)題意有hx-h^H
聯(lián)立解得股品
生叁_8乜
白木,徑-萬
2.在空中。點(diǎn),每隔0.1s由靜止釋放一相同小球,小球的體積極小,可視為質(zhì)點(diǎn)。
在連續(xù)釋放幾個(gè)小球后,某一瞬間拍攝的在空中運(yùn)動的幾個(gè)小球的照片,是按1:
40的比例拍攝的,現(xiàn)用刻度尺去測量如圖所示照片上小球A、B、。、。之間的距
離。試求:
71
?D
*?C
.A
(1)小球下落的加速度為多大?
⑵從照片推測,在A球上面,正在空中下落的小球有幾個(gè)?
【解析】⑴從題圖中測得AB=1.40cm,5C=L20cm,CD=1.00cm,
AkAB-BC=BC-CD=Q20cm,實(shí)際位移差為AJC=0.2X40cm=0.080m
222
由AAizZ得。=笨/詈m/s=8.0m/s0
(2)B球此刻的速度等于下落過程中從C球此刻位置下落到A球此刻位置的平均
速度,故吁警2陪竺m/s=5.20m/s,根據(jù)速度與時(shí)間關(guān)系式VB=Q值代入數(shù)據(jù)
tAC02
得加=0.65S,“B=羿=6.5個(gè),B球上方還有6個(gè)小球,則A球上方有7個(gè)小球,即A球
上面正在空中下落的小球有7個(gè)。
答案:⑴8.0m/s2⑵7個(gè)
、六實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
(40分鐘40分)
1.(6分)(2024溫州高一檢測)小明與他的同伴在做探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)
律,,的實(shí)驗(yàn)時(shí),由于他的同伴不太明確該實(shí)驗(yàn)的目的及原理,他從實(shí)驗(yàn)室里借取了
一些器材。
甲乙
⑴如圖所示是兩種常見的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。其中乙(選“甲”或"乙”)是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)
器;
⑵小明選擇了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,還需要下列哪些器材?衛(wèi)3(選
填字母);
ABCDE
⑶在該實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是c(選填字母)。
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上,且靠近滑輪一端
B.開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端
C.應(yīng)先接通電源彳寺打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車
D.牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好
【解析】(D分析甲、乙兩圖可知乙圖是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
⑵小明選擇了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?打出的紙帶需要測量長度;又因
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要學(xué)生電源,即交流低壓電源,所以還需要B.刻度尺;D.交流低
壓電源。
⑶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上,且在沒有滑輪一端,A錯(cuò)誤;開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車靠
近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端,B錯(cuò)誤;應(yīng)先接通電源彳寺打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車,C正確;牽引
小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng),太多的話,小車的加速度會太大,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有影響,所
以不是越多越好,D錯(cuò)誤。
2.(8分)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和數(shù)字計(jì)時(shí)器是高中物理研究物體運(yùn)動中重要的實(shí)驗(yàn)儀器。
圖中的甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,圖丙為連接
光電門的數(shù)字計(jì)時(shí)器。請回答下面的問題:
①圖甲是曳遨打點(diǎn)(選填“電磁打點(diǎn)”或“電火花”)計(jì)時(shí)器,電源采用的是交通3
(選填“交流8V”“交流220e或“四節(jié)干電池”);
②圖丙中,若已知物體擋光寬度為&物體經(jīng)過光電門用時(shí)為才,則可以近似認(rèn)為物
體通過光電門的瞬時(shí)速度的表達(dá)式為哼
(2)研究小車勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置如圖丁所示,其中斜面傾角??烧{(diào),打點(diǎn)計(jì)
時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn),紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖戊所示,其中每相鄰兩點(diǎn)之間
還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出。
①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A.測量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶;
B.接通電源彳寺打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車;
C.將小車??吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連;
D*巴打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上,讓紙帶穿過限位孔。
上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:臣皿(用字母填寫);
②圖戊中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=QJ_s;
③計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為吆=若(用字母表示)。
【解析】⑴①圖甲是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,電源采用的是交流8V;
②圖丙中,因遮光片通過光電門的時(shí)間很短,則遮光片通過光電門的瞬時(shí)速度近
似等于平均速度,若已知物體擋光寬度為d,物體經(jīng)過光電門用時(shí)為力,則可以近似
認(rèn)為物體通過光電門的瞬時(shí)速度的表達(dá)式為v=+
⑵實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:DCBA。圖戊中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔
7=5x0.02s=0.1se計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為吆=竽。
3.(8分)(2023.浙江1月選考)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)
裝置如圖1所示。
圖1
(D需要的實(shí)驗(yàn)操作有A、C、D(多選);
A.調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行
B.傾斜軌道以補(bǔ)償阻力
C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放
D.先接通電源再釋放小車
⑵經(jīng)正確操作后打出一條紙帶,截取其中一段如圖2所示。選取連續(xù)打出的點(diǎn)0、
1、2、3、4為計(jì)數(shù)點(diǎn)廁計(jì)數(shù)點(diǎn)1的讀數(shù)為2.75(2.73?2.75都正確)cm。已知打點(diǎn)
計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的速度大小為L46m/s0
(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)
0??12?3?4?
|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiil|illi|llii|llii|llii|iiii|iiii|iiii|iili|iiii|iiil|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|ini|iiii|
0cm123456789101112
圖2
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行,選項(xiàng)A正確;該實(shí)驗(yàn)只要使得小
車加速運(yùn)動即可,不需要傾斜軌道補(bǔ)償阻力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;為了充分利用紙帶,則需
要小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放,選項(xiàng)C正確;先接通電源再釋放小車,選項(xiàng)D
正確。故選A、C、Do
⑵計(jì)數(shù)點(diǎn)1的讀數(shù)為2.75cm0已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz,
(8.612
則打點(diǎn)周期7=0.02s,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的速度大小為力=中=。;::。-m/s
Z1U.U4
-1.46m/s0
4.(9分)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)常用的器材。
⑴圖甲中的實(shí)驗(yàn)器材是電火遴tl里(選填“電火花計(jì)時(shí)器”或“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)
器”),該計(jì)時(shí)器使用交流(選填“直流”或“交流”)電源,每隔七也2s打一個(gè)點(diǎn);
⑵圖乙中是在實(shí)驗(yàn)室做力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會用到的重物,請選擇最合適的選項(xiàng)。
ABCD
乙
“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中驅(qū)動小車的重物是D(選填
或,D")。
⑶某同學(xué)實(shí)驗(yàn)后得到的紙帶如圖丙所示,計(jì)數(shù)點(diǎn)氏c、d間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,
則a點(diǎn)的讀數(shù)為ZLIQcm,計(jì)算可得b點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為Ollm/s,紙帶的加速度
2
大小為0d0m/se(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
bd
212223242526cm
丙
【解析】⑴圖中的實(shí)驗(yàn)器材是電火花計(jì)時(shí)器。電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源,每隔
%=0.02s打一個(gè)點(diǎn)。
(2)“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,驅(qū)動小車的重物是D,即鉤碼。
(3)刻度尺的精確度是1mm,因此a點(diǎn)的讀數(shù)為21.10cm0由題意可知,紙帶上相
鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為7=0.02x5s=0.1s
由某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,可得b點(diǎn)的瞬時(shí)
速度大小為=^£^£=24,40-21,1°X10-2m/s-0.17m/s
At2T2X0.1
由勻變速直線運(yùn)動的推論可得紙帶的加速度大小為
J6.20-4.40)-(22.70-1.10)
^X^222x10.21nzs2=0.1()^2
T22T22X0.12
5.(9分)(2024.鄭州高一檢測)某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)
時(shí)器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況(交流電頻率是50Hz),在紙帶上確定
出A、B、。、。、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。其相鄰點(diǎn)間的距離如圖甲所示,每兩
個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。(以下計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
EF
5.99cmI6.80cm\7.62cm
3.62cm4.38cm
甲
⑴電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器,根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,
下列選項(xiàng)中:
A.時(shí)間間隔B.位移
C.平均速度D.瞬時(shí)速度
我們可以從紙帶上直接得到的物理量是A,測量得到的物理量是B,通過計(jì)算能得
到的物理量是c,Do(均選填選項(xiàng)前的字母)
⑵根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,計(jì)算出打下B、C、。、E、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車
的瞬時(shí)速度,各個(gè)速度值如表所示。計(jì)算出B點(diǎn)速度的大小為0.400m/so
項(xiàng)目VBVCVDVEVF
數(shù)值/(m.G)0.4790.5600.6400.721
請將B、C、。、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在圖乙所示的直角坐標(biāo)系中,并畫
出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線。
2
⑶根據(jù)圖像求出小車的加速度^0.803m/s0
【解析】⑴因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,則從紙帶上直接得到的物理量是時(shí)
間間隔,相鄰的點(diǎn)跡(計(jì)時(shí)點(diǎn))之間的時(shí)間間隔為0.02s,故選A;
可以用刻度尺測量出小車的位移大小,故選B;平均速度和瞬時(shí)速度的大小可以通
過位移大小與對應(yīng)的時(shí)間間隔計(jì)算出來,故選C、Do
⑵每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出廁相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為
7=5x0.02s=0.1s
根據(jù)速度公式可知方點(diǎn)的瞬時(shí)速度
(3.62+4.38)X10-2
VB-—=0.400m/s
2T2x0.1s
根據(jù)計(jì)算出的B點(diǎn)速度及表中其他各點(diǎn)的速度在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線,如圖所示
⑶選用圖像中距離較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求解加速度誤差更小,根據(jù)圖像可知小車的加速度
八/
△v0.721m/s-0.400m/s9
a--=-----------0.803m/s2
At4X0.1s
七勻變速直線運(yùn)動的速度與時(shí)間的關(guān)系
(40分鐘80分)
【基礎(chǔ)全面練】
1.(6分)(多選)下列關(guān)于勻變速直線運(yùn)動的說法正確的是()
A.做勻變速直線運(yùn)動的物體,它的加速度方向和速度方向總是相同的
B.做勻變速直線運(yùn)動的物體,它的加速度方向和速度變化的方向總是相同的
C.做勻變速直線運(yùn)動的物體,它的速度變化越大,加速度越大
D.做勻變速直線運(yùn)動的物體,它的速度在單位時(shí)間內(nèi)變化越大,加速度越大
【解析】選B、Do做勻變速直線運(yùn)動的物體,它的加速度方向和速度方向總是共
線的方向可以相同也可以相反,A錯(cuò)誤;做勻變速直線運(yùn)動的物體加速度方向和
速度變化的方向總是相同的,B正確;做勻變速直線運(yùn)動的物體,它的速度變化越
快,加速度越大;速度變化大,加速度不一定大,C錯(cuò)誤;加速度等于單位時(shí)間內(nèi)速度
的變化量,故速度在單位時(shí)間內(nèi)變化越大,加速度越大,D正確。
2.(6分)一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)的修圖像如圖所示,由圖像可知其速度
時(shí)間的關(guān)系為()
A.v=(4+2。m/sB.v=(-4+2r)m/s
C.v=(-4-2r)m/sD.y=(4-2。m/s
【解析】選Bo由題中的圖像可知vo=-4m/s,a=2m/sz,代入公式v-vo+at可得
v=(-4+2。m/s,B正確。
3.(6分)一物體做勻加速直線運(yùn)動,初速度為W,經(jīng)時(shí)間/后速度變?yōu)関e則在g時(shí)刻
該物體的速度為()
C2%+uDivo+v2
,3\3
【解析】選C。由『o+8可知,斫牛,在刎刻物體的速度為/5+砧=卓可知
t3333
A、B、D錯(cuò)誤,C正確。
4.(6分)如圖所示,某國產(chǎn)品牌汽車裝備了具有“全力自動剎車”功能的城市安全
系統(tǒng),系統(tǒng)以50Hz的頻率監(jiān)視前方的交通狀況。當(dāng)車速v<36km/h且與前方靜
止的障礙物之間的距離接近安全距離時(shí),如果司機(jī)未采取制動措施,系統(tǒng)就會立
即啟動“全力自動剎車”,使汽車避免與障礙物相撞。在上述條件下,若該車在不同
路況下的“全力自動剎車”的加速度大小為4?6m/s1則“全力自動剎車”的最長時(shí)
間為()
A5口25
A.—sBSC.2.5sD.12.5s
33
【解析】選c。36km/h=10m/s,剎車時(shí)間最長時(shí),車速最大,剎車時(shí)的加速度最小,
貝號s=2.5s,故選Co
~amin-4
【補(bǔ)償訓(xùn)練】一架飛機(jī)剛開始著陸減速時(shí)的速度為50m/s,加速度大小為5m/s\
那么在著陸后第12s末飛機(jī)的速度應(yīng)該是()
A.12.5m/sB.10m/s
C.OD.-10m/s
【解析】選Co飛機(jī)停止的時(shí)間為七”岑s=10s,因此第12s末飛機(jī)的速度為0,C
a5
正確。
5.(6分)(2024.溫州高一檢測)2023年10月26日,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,用長
征二號F遙十七運(yùn)載火箭將神舟十七號載人飛船送入預(yù)定軌道,并與天和核心艙
進(jìn)行交會對接。如圖所示,若發(fā)射過程中某段時(shí)間內(nèi)火箭速度的變化規(guī)律為
片⑵+4)m/s,由此可知這段時(shí)間內(nèi)()
A.火箭的加速度大小為4m/s2
B.火箭的初速度大小為2m/s
C.在3s末,火箭的瞬時(shí)速度大小為10m/s
D.火箭做勻速直線運(yùn)動
【解析】選C。根據(jù)公式片w+G,可知火箭的初速度大小為4m/s,火箭的加速度
大小為2m/s2,故A、B錯(cuò)誤;在3s末,火箭的瞬時(shí)速度大小為v3=(2x3+4)m/s=
10m/s,故C正確;火箭做加速度大小為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動,故D錯(cuò)誤。
6.(6分)45是做勻變速直線運(yùn)動的兩個(gè)物體,其速度一時(shí)間圖像如圖所示,則以
下說法錯(cuò)誤的是(
u/(m-s-,)
SJ5''
-4
-6
-8
A.A做初速度w=2m/s,加速度a=lm/s2的勻加速直線運(yùn)動
B.4s后,B沿反方向做勻減速運(yùn)動
C.Uls時(shí)5A的速度大小為3m/s,方向沿正方向
D.U6s時(shí),5的速度大小為4m/s,方向沿負(fù)方向
【解析】選B。A物體沿規(guī)定的正方向做勻加速直線運(yùn)動,vo=2m/s,加速度大小為
。=竽=拶m/s2=lm/sz,方向與初速度方向相同;5物體前4s沿規(guī)定的正方向做勻
減速直線運(yùn)動,4s后沿反方向做勻加速直線運(yùn)動,選項(xiàng)A對,B錯(cuò);1s末,A物體的
速度大小為(2+lxl)m/s=3m/s,方向與正方向相同;6s末方物體的速度大小為
4m/s,方向與正方向相反,選項(xiàng)C、D對。
【綜合應(yīng)用練】
7.(6分)(多選)某列車在平直的軌道上出站時(shí)能在150s內(nèi)勻加速到180km/h,然后
正常行駛。某次因意外列車以加速時(shí)的加速度大小將車速減至108km/h。以初
速度方向?yàn)檎较?則下列說法正確的是()
A.列車加速時(shí)的加速度大小為:m/s2
B冽車減速時(shí),若運(yùn)用v-vo+at計(jì)算瞬時(shí)速度,其中m/s2
C.若用N圖像描述列車的運(yùn)動,減速時(shí)的圖線在時(shí)間軸(件由)的下方
D.列車由靜止加速,1min內(nèi)速度可達(dá)到20m/s
【解析】選A、B、Do180km/h=50m/s,108km/h=30m/s,列車勻加速運(yùn)動時(shí)的
加速度大小。=當(dāng)=^m/s?,故A項(xiàng)正確;減速時(shí),加速度方向與速度方向相
△t150s3
反m/s?,故B項(xiàng)正確;列車減速時(shí),速度仍為正值,9圖像中圖線依然在時(shí)間
軸。軸)的上方,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;由v^at可得v=|m/s2x60s=20m/s,故D項(xiàng)正確。
8.(6分)侈選)如圖所示,久久c三輛汽車在同一平直訓(xùn)I練場地上行駛,它們的修
圖像分別為圖中的。、b、c,由圖像可知()
A.三輛汽車中b車加速度最大
B.c汽車做加速度變大的加速直線運(yùn)動
C.0-4s內(nèi)a、〃兩汽車運(yùn)動方向相同
D.第3s末力、c兩汽車的加速度相同
【解析】選A、Co從圖像可知力車加速度最大,選項(xiàng)A正確;c圖線的斜率不變
且大于。,則其加速度恒定且大于0,說明c做勻加速直線運(yùn)動,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;0?4s
內(nèi),a、b的速度均為正值,說明兩車的運(yùn)動方向相同,選項(xiàng)C正確;由于圖線b的斜
率大于圖線c的斜率,因此b的加速度大于c的加速度,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
9.(6分)(2024.上海黃浦區(qū)高一檢測)如圖所示,物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止開
始下滑,經(jīng)過B點(diǎn)后進(jìn)入水平面(設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變),最后停在C點(diǎn)。
每隔0.2s通過速度傳感器測量物體的瞬時(shí)速度,表中給出了部分測量數(shù)據(jù),重力
2
加速度g取10m/se則物體在0.6s時(shí)的速度為()
*s)00.20.4...1.21.4
v(m-s』)01.02.0...1.10.7
A.2.3m/sB.2.5m/s
C.2.7m/sD.3.0m/s
【解析】選Ao設(shè)勻加速的加速度大小為初勻減速的加速度大小為6廁所
2.0-1.0
1117s2=5燧2,右矍m/s2=2m/s2
0.4-0.2
設(shè)從2.0m/s加速到B點(diǎn)的時(shí)間為h,
從B點(diǎn)減速到1.1m/s的時(shí)間為t2,
VB=2.0rn/s+aM,
1.1m/s=VB-a2t2
力+彳2=0.8s
解得九=0.1S,,2=0.7S,VB=2.5m/s,
在斜面上運(yùn)動時(shí)間為0.5s,0.6s
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