高三物理

-1-2010－2011学年度上学期高中学生学科素质训练高三物理同步测试（2）—第二单元：直线运动一、选择题1．一个质点沿直线运动，在第1s内，第2s内，第3s内和第4s内的位移分别是1m，2m，3m，4m，对该质点的运动，下列说法正确的是（）A．该质点一定做匀加速直线运动，因为在相同时间间隔内位移的差值相等B．若该质点做匀加速直线运动，则它的初速度一定不为零C．该质点可能做初速度为零的匀加速直线运动D．若该质点初速度不为零，则它一定做匀加速直线运动答案：B解析：题目中只给出了连续的几个1s内的位移大小，但在各秒内的运动情况是不确定的，可以有多种可能的运动情况，由此可知AD错误。若质点做初速度为零的匀加速直线运动，则不仅连续相等的时间间隔内的位移差相等，且连续相等的时间间隔内的位移之比等于连续的奇数之比，所以C错误。正确的只有B。2．如图1所示为一物体沿南北方向（规定向北为正方向）做直线运动的速度—时间图象，由图可知（）A．3s末物体回到初始位置B．3s末物体的加速度方向发生变化C．.物体所受合外力的方向一直向南D．物体所受合外力的方向一直向北答案：D解析：物体向南做匀减速运动，速度是负方向（向南），所以加速度a是正方向（向北），0～6s图象为一条直线，斜率不变，所以D正确。3．汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显地看出滑动的痕迹，即常说的刹车线，由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据，若汽车轮胎跟地面的动摩擦因数是0.7，刹车线长是14m，则可知汽车刹车前的速度大约是（）A．7m/sB．10m/sC．14m/sD．20m/s答案：C解析：根据汽车轮胎和地面之间的摩擦因数为0.7可得，减速时加速度为a=0.7×10=7m/s2，刹车线长14m，根据v2=2as，可得v=14m/s。4．一物体做匀变速直线运动。当t=0时，物体的速度大小为12m/s，方向向东；当t=2s时，物体的速度大小为8m/s，方向仍向东。当t为多少时，物体的速度大小变为2m/s？（）A．3sB．5sC．7sD．9s答案：BC解析：由题意知加速度大小为2m/s2，向西。当速度为2m/s向东时，t1=5s；向西时，t2=7s。5．用图2所示的方法可以测出一个人的反应时间，设直尺从开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离h，受测者的反应时间为图1图2-2-t，则下列说法正确的是（）A．t∝hB．t∝h1C．t∝hD．t∝h2答案：C解析：6．一质点沿直线ox做加速运动，它离开O点的距离随时间t的变化关系为x=5+2t3，其中x的单位是m，t的单位是s，它的速度v随时间t的变化关系是v=6t2，其中t的单位是s。设该质点在t=0到t=2s间的平均速度为v1，t=2s到t=3s间的平均速度为v2，则（）A．v1=12m/sv2=39m/sB．v1=8m/sv2=38m/sC．v1=12m/sv2=19.5m/sD．v1=8m/sv2=13m/s答案：B解析：7．如图3，从倾角为的足够长的斜面上的A点，先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出，第一次初速度为1v，球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面夹角为1，第二次初速度为2v，球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为2，若21vv，则（）A．21B．21C．21D．无法确定答案：B解析：8．某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高的横杆。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（g=10m/s2）（）A．2m/sB．8m/sC．6m/sD．4m/s答案：D解析：人的重心在跳高时约升高0.9m，因而初速度2.4109.0220ghvm/s。9．从某一高度相隔1s释放两个相同的小球甲和乙，不计空气阻力，它在空中任一时刻（）A．甲、乙两球距离越来越大，甲、乙两球速度之差越来越大B．甲、乙两球距离始终保持不变，甲、乙两球速度之差保持不变C．甲、乙两球距离越来越大，但甲、乙两球速度之差保持不变D．甲、乙两球距离越来越小，甲、乙两球速度之差越来越小答案：C解析：设后释放的球运动时间为t，则它们之间的距离2/2/2/)1(22ggtgttgs10．一个以初速度0v沿直线运动的物体，t秒末速度为tv，如图4，则关于t秒内物体运动的平均速度v和加速度a说法中正确的是（）A．2/)(0tvvvB．2/)(0tvvvC．a恒定D．a随时间逐渐减小答案：D解析：图3图4-3-二、实验题11．利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度，如图6给出了该次实验中，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点。测得：s1=1.40cm，s2=1.90cm，s3=2.38cm，s4=2.88cm，s5=3.39cm，s6=3.87cm。（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1=cm/s，v2=cm/s，v3=cm/s，v4=cm/s，v5=cm/s。（2）作出速度——时间图象，并由图象求出小车的加速度cm/s2。答案：（1）16.50；21.40；26.30；31.35；36.30（2）a=50.83提示：根据在匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于整个过程的平均速度。解析：12．图7A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图7B中p1、、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是，汽车的速度是m/s。答案：17m17.9m/s解析：测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔△t＝1.0s，由图B可知p1、p2间有30小格，故每一格对应的时间间隔图6AB图7-4-t0＝300.1s＝301s，p1、n1间有12小格，说明p1、n1之间的时间隔t1＝12t0＝12×301s＝0.4s.同理，可求得p2、n2之间的时间间隔2t=0.3s因此汽车接受到p1、p2信号时离测速仪的距离分别为：s1＝υ·21t，s2＝υ·22t.汽车在此段时间内前进的距离为s＝s1－s2＝υ·21t－υ·22t＝2(t1－t2)＝2/340sm×（0.4s－0.3s）=17m汽车接收到p1、p2两个信号的时刻应分别对应于图1（B），p1n1的中点和p2n2的中点，其间有28.5小格，即汽车接收到p1、p2两个信号的时间间隔为t＝28.5t0＝28.5×301s＝0.95s，所以，汽车的速度为υ车＝ts＝sm95.017≈17.9m/s.13．为研究钢球在液体中运动时所受阻力的阻力常数，让钢球从某一高度竖直下落进入液体中运动，用闪光照相的方法拍摄出钢球在不同时刻的位置，如图8所示。已知钢球在液体中运动时所受阻力F=kv2，闪光照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为s0，钢球质量为m，则阻力常数k的表达式为。答案：mg/4s02f2解析：三、计算题14．（如图9所示，质量为0.78kg的金属块放在水平桌面上，在与水平成37°角斜向上、大小为3.0N的拉力F作用下，以4.0m/s的速度向右做匀速直线运动。已知,60.037sin10,80.037cos取gm/s2。（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数。（2）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？答案：40.0sincosFmgF0.22202020avsasv有解析：（1）取物体运动方向为正，由平衡条件有Fcosθ－f=0N=mg－Fsinθ又f=μN所以有40.0sincosFmgF（2）由牛顿第二定律有-μmg=maa=-μg=-0.4×10m/s2=-4m/s2图8图9-5-据0.22202020avsasv有m15．在一条平直的公路上，乙车以10m/s的速度匀速行驶，甲车在乙车的后面作初速度为15m/s，加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动，则两车初始距离L满足什么条件时可以使（1）两车不相遇；（2）两车只相遇一次；（3）两车能相遇两次（设两车相遇时互不影响各自的运动）。答案：见解析解析：设两车速度相等经历的时间为t，则甲车恰能追及乙车时，应有v甲t－a甲t2/2=v乙t+L其中t=(v甲－v乙)/a甲，解得L=25m若L＞25m，则两车等速时也未追及，以后间距会逐渐增大。若L=25m，则两车等速时恰追及，两车只相遇一次，以后间距会逐渐增大。若L＜25m，则两车等速时，甲车已运动至乙车前面，以后还能再次相遇，即能相遇两次。16．一辆长为5m的汽车以151vm/s的速度行驶，在离铁路与公路交叉点175m处，汽车司机突然发现离交叉点200m处有一列长300m的列车以202vm/s的速度行驶过来，为了避免事故的发生，汽车司机应采取什么措施？（不计司机的反应时间，要求具有开放性答案）答案：汽车要是加速时2/6.0sma汽车要是减速时22/643.0sma解析：若汽车先于列车通过交叉点，则用时st10202001而112155175ts，汽车必须加速，设加速度为a1，则51752121111tatv得2/6.0sma若汽车在列车之后通过交叉点，则汽车到达交叉点用时st25203002002，又233515175ts，汽车必须减速，而且在交叉点前停下来，设汽车的加速度大小为a2，则1752221av，22/643.0sma所以汽车司机可以让汽车以6.0am/s2加速通过或以643.02am/s2减速停下。17．据《科技日报》报道，科学家正在研制一种可以发射小型人造卫星的超级大炮，它能够将一个体积约为2m3（底面面积约为0.8m2），质量为400kg的人造卫星从大炮中以300m/s的速度发射出去，再加上辅助火箭的推进，将卫星最终送入轨道，发射部分有长650m左右的加速管道，内部分隔成许多气室，当卫星每进入一个气室，该气室的甲烷、空气混合物便点燃产生推力，推动卫星加速，其加速度可看做是恒定的，请你估算一下这种大炮的加速度大小。答案：69.2m/s2解：由vt2=2as，代入数据，a=69.2m/s2。解析：18．“神舟”五号飞船完成了预定的空间科学和技术实验任务后返回舱开始从太空向地球表面按预定轨道返回，返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降，穿越大气层后，在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下落，这一过程中若返回舱所受空气摩擦阻力与速度的平方成正比，比例系数（空气阻力系数）为k，所受空气浮力恒定不变，且认为竖直降落。从某时刻开始计时，返回舱的运动v—t图象如图10中的AD曲线所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线交于横轴一点B，其坐标为（8,0），CD是曲线AD的图10-6-渐进线，假如返回舱总质量为M=400kg，g=10m/s2，求（1）返回舱在这一阶段是怎样运动的？（2）在初始时刻v=160m/s，此时它的加速度是多大？（3）推证空气阻力系数k的表达式并计算其值。答案：见解析20m/s20.3解析：（1）从v—t图象可知：物体的速度是减小的，所以做的是减速直线运动，而且从AD曲线各点切线的斜率越来越小直到最后为零可知：其加速度大小是越来越小。所以返回舱在这一阶段做的是加速度越来越小的减速运动。（2）因为AB是曲线AD在A点的切线，所以其斜率大小就是A点在这一时刻加速度的大小，即a=160/8=20m/s2。（3）设返回舱下降过程中所受的空气浮力恒为f0，最后匀速时的速度为vm，返回舱在t=0时，由牛顿第二定律可知，kv2+f0－mg=ma返回舱下降到速度达到4m/s时开始做匀速直线运动，所以由平衡条件可知，kvm2+f0=mg联立求解，k=ma/