题目列表(包括答案和解析)
1.下列各情况中可将神舟六号飞船看做质点的是( )
A.研究神舟六号飞船绕地球一周的路程
B.研究神舟六号飞船太阳帆板的指向
C.研究神舟六号飞船在黑障区中的运行时间
D.返回前对神舟六号飞船进行姿态调整
答案:AC
6.利用打点计时器研究一个约1.4 m高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图甲所示,数据如图乙中的表格所示.纸带中A与B、B与C、C与D……每两点之间的时间间隔为0.10 s,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v平均,可以将v平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v.
(1)请根据所提供的纸带和数据,在图丙中绘出卷帘窗的v-t图象.
(2)AD段的加速度为 m/s2,AK段的平均速度为 m/s.
解析:(1)根据所提供的纸带和数据求各间距内的平均速度v平均=(si表示两计时点间的距离,Δt表示每两计时点间的时间间隔).由题意可确定0.05 s、0.15 s、 0.25 s……各时刻的即时速度,将计算数据列入下面的表格中,绘出的v-t图象参见答案.
时刻(s) |
0.05 |
0.15 |
0.25 |
0.35 |
0.45 |
0.55 |
即时速度(m/s) |
0.50 |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
时刻(s) |
0.65 |
0.75 |
0.85 |
0.95 |
即时速度(m/s) |
2.00 |
1.70 |
0.80 |
0.40 |
(2)由v-t图象可知AD段卷帘做匀加速运动,由速度公式:
DE-AB=a·3Δt
或逐差法:a=
均可求得:a=5 m/s2
故AK段的平均速度为:
AK== m/s=1.39 m/s.
答案:(1)如图丁所示 (2)5 1.39
5.一个有一定厚度的圆盘可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动的角速度.
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片.
实验步骤:
①如图甲所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点;
③经过一段时间后,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.
(1)用已知量和测得量表示角速度的表达式为ω= ,式中各量的意义是 .
(2)某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2 m,得到的一段时间内的纸带如图乙所示.若打点计时器所接交流电源的频率为50 Hz,则可得角速度为 rad/s.
乙
解析:纸带移动速度v=,又v=ωr,因此ω=,其中x1、x2为所取段端点打点的坐标,T为电磁打点计时器打点的时间间隔,n为所取段的打点数(含端点),r为圆盘半径.取图乙中所有打点,则:x2=11.30 cm,x1=0.75 cm,n=15.将r、T一并代入公式可得:ω=6.85 rad/s.
答案:(1) 其中x1、x2为所取段端点打点的坐标,T为电磁打点计时器打点的时间间隔,n为所取段的打点数(含端点),r是圆盘半径 (2)6.85
4.小球做直线运动时的频闪照片如图所示.已知频闪周期T=0.1 s,小球相邻位置的间距(由照片中的刻度尺量得)分别为OA=6.51 cm,AB=5.59 cm,BC=4.70 cm,CD=3.80 cm,DE=2.89 cm,EF=2.00 cm.
(1)小球在位置A时的速度大小vA= m/s.
(2)小球运动的加速度大小a= m/s2.
[2006年高考·江苏物理卷]
解析:本题考查通过纸带计算某点瞬时速度的方法和用逐差法计算加速度大小的方法,皆属于基本能力的考查.
(1)由平均速度的定义和匀变速运动的特点得:
A=OB== m/s=0.605 m/s
(2)由逐差法得:
a1=;a2=;a3=
a=
=
=-0.9 m/s2
故加速度的大小为0.9 m/s2.
答案:(1)0.605 (2)0.9
3.某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力下的甲、乙、丙等几种较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,即相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s,将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……如图所示,甲、乙、丙三段纸带分别是从三条不同纸带上撕下的.
(1)在甲、乙、丙三段纸带中,属于纸带A的是 .
(2)打纸带A时,物体的加速度大小是 m/s2.
解析:(1)由匀变速直线运动规律可知:
Δs=s2-s1=s3-s2=…=at2
所以Δs=s2-s1=6.11 cm-3.00 cm=3.11 cm
s5=s1+4Δs=3.00 cm+4×3.11 cm=15.44 cm
所以,纸带丙的数据最接近,它应和A是同一条纸带.
(2)a== m/s2=3.11 m/s2.
答案:(1)丙 (2)3.11
2.图示是在研究物体的运动时,利用打点计时器打出的一条纸带.电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时器,当电源的频率为50 Hz时,每隔0.1 s取一个计数点,它们是图中a、b、c、d、e、f等点,这段时间内加速度的平均值是 m/s2(取两位有效数字).若电源的频率高于50 Hz,但计算时仍按50 Hz计算,则其加速度的数值将 .(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
答案:0.81 偏小
1.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,对于减小实验误差来说,下列方法正确的是( )
A.把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选取计数点
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
答案:ACD
13.A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶.当B车在A车前84 m处时,B车速度为4 m/s,且正以2 m/s2的加速度做匀加速运动,经过一段时间后,B车加速度突然变为零,A车一直以20 m/s的速度做匀速运动,经过12 s后两车相遇.问B车加速行驶的时间是多少?[2008年高考·四川理综卷]
解析:设A车的速度为vA,B车加速行驶的时间为t,两车在t0时刻相遇.则有:
sA=vAt0
sB=vBt+at2+(vB+at)(t0-t)
其中t0=12 s,sA、sB分别为A、B两车相遇前行驶的路程.依题意有:
sA=sB+s
式中s=84 m
联立解得:t2-2t0t+=0
解得:vA=20 m/s,vB=4 m/s,a=2 m/s2
有:t2-24t+108=0(式中t的单位为s)
解得:t1=6 s,t2=18 s(t2=18 s不合题意,舍去)
因此,B车加速行驶的时间为6 s.
答案:6 s
12.已知O、A、B、C为同一直线上的四点,A、B间的距离为l1,B、C间的距离为l2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.
[2008年高考·全国理综卷Ⅰ]
解析:设物体的加速度为a,到达A点的速度为v0,通过AB段与BC段所用的时间为t,则有:
l1=v0t+at2
l1+l2=2v0t+2at2
联立可得:l2-l1=at2
3l1-l2=2v0t
设O与A间的距离为l,则有:
l=
联立解得:l=.
答案:
11.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= km/s.[2006年高考·全国理综卷Ⅰ]
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表示爆炸声直接传到O处所经历的时间,则有:
d=vt1
用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所经历的时间,因为反射角等于入射角,故有:
2=vt2
已知t2-t1=Δt
联立解得:h=
解得:h=2.0×103 m.
答案:2.0×103 m
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