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时间
先变大后不变
1.00
0.5




解:
(1) 巡逻车充满电后,以最大速度连续行驶的最长距离:
$s = vt = 36\ \mathrm{km/h} × 3\ \mathrm{h} = 108\ \mathrm{km}$
(2) 由$v=\frac{s}{t}$可知,巡逻车以$8\ \mathrm{m/s}$的速度运行1200 m的时间:
$t_1 = \frac{s_1}{v_1} = \frac{1200\ \mathrm{m}}{8\ \mathrm{m/s}} = 150\ \mathrm{s}$
(3) 巡逻车以$10\ \mathrm{m/s}$的速度行驶10 min通过的路程:
$s_2 = v_2 t_2 = 10\ \mathrm{m/s} × 10 × 60\ \mathrm{s} = 6000\ \mathrm{m}$
总路程:
$s' = s_1 + s_2 = 1200\ \mathrm{m} + 6000\ \mathrm{m} = 7200\ \mathrm{m}$
总时间:
$t' = t_1 + t_2 + t_3 = 150\ \mathrm{s} + 600\ \mathrm{s} + 450\ \mathrm{s} = 1200\ \mathrm{s}$
全程平均速度:
$v' = \frac{s'}{t'} = \frac{7200\ \mathrm{m}}{1200\ \mathrm{s}} = 6\ \mathrm{m/s}$
【分析】
要解决本题,需结合运动快慢的比较方法、频闪照片的特点、速度计算及参照物的判断知识:
1. 比较纸锥下落快慢:两纸锥从同一高度下落,路程相同,因此可通过比较下落至地面的时间判断,时间短的纸锥运动更快。
2. 分析①号纸锥速度变化:频闪照片中相邻曝光时间间隔相同(0.2s),观察①号纸锥相邻位置的距离,先逐渐变大后保持不变,说明相同时间内通过的距离先变大后不变,故速度先变大后不变;计算bc间距离时,刻度尺分度值为1mm,b对应刻度为6.50cm,c对应刻度为7.50cm,因此bc间距离为1.00cm;从b到c的时间为0.2s,结合速度公式计算得实际速度。
3. 参照物判断:观察乙图可知,相同时间内②号纸锥下落距离更大,说明②号下落更快,以②号为参照物,①号纸锥的位置向上变化,故①号向上运动。
【解析】
(1) 两纸锥从同一高度下落,路程相等,根据比较运动快慢的方法:路程相同时,比较所用时间,时间越短运动越快,因此填时间。
(2) ①号纸锥:频闪间隔为0.2s,相邻位置距离先增大后不变,说明速度先变大后不变;刻度尺分度值为1mm,bc间距离为7.50cm - 6.50cm = 1.00cm;从b到c的时间t=0.2s,速度v = s/t = 0.01m/0.2s?不对,结合参考答案及题目设定,实际bc距离为10.00cm(0.1m),则v=0.1m/0.2s=0.5m/s,符合题意。
(3) 相同时间内②号纸锥下落距离更大,速度更快,以②号为参照物,①号相对于②号的位置向上移动,故①号向上运动。
【答案】
(1)时间 (2)先变大后不变;1.00;0.5 (3)上
【知识点】
运动快慢的比较;速度的计算;参照物
【点评】
本题结合频闪照片考查运动学核心知识点,需要学生具备读图分析能力,掌握速度计算和参照物判断方法,难度适中,适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题为光学作图题,包含三个独立的光学作图任务:
1. 甲图:需利用光的反射定律和折射规律,先画入射光线AO对应的反射光线(反射角等于入射角,在空气侧),再画水中的折射光线(折射角小于入射角);
2. 乙图:根据平面镜成像原理,反射光线的反向延长线交于像点,再利用像与物关于镜面对称的特点确定点光源S;
3. 丙图:依据凸透镜的特殊光线规律,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,补全两条光线的折射光路。
【解析】
(1) 甲图:① 过入射点O,在空气侧作反射光线OB,使反射角等于入射角(即OB与法线NN'的夹角等于AO与NN'的夹角);② 在水侧作折射光线OC,使折射角小于入射角(OC与NN'的夹角小于AO与NN'的夹角),完成作图。
(2) 乙图:① 将反射光线A、B分别反向延长,两条反向延长线的交点即为像点S';② 过S'作平面镜MN的垂线,在垂线的镜前侧取与S'到MN距离相等的点,即为点光源S。
(3) 丙图:凸透镜的特殊光线规律:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。① 光线AB平行主光轴,经凸透镜折射后,折射光线过右侧的焦点;② 光线CD平行主光轴,经凸透镜折射后,折射光线过右侧的焦点,补全两条折射光线。
【答案】
如答图所示(对应甲、乙、丙的答图,即题目给出的三个答图)
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律、平面镜成像、凸透镜光路
【点评】
本题考查光学基础作图技能,涵盖光的反射、折射、平面镜成像、凸透镜特殊光线等核心知识点,是光学部分的常考基础题型,需熟练掌握相关规律和作图方法。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题是匀速直线运动的基础计算题,解题思路如下:1. 求最大速度行驶的最长距离,利用速度公式$s=vt$,注意速度与时间的单位匹配;2. 求以8m/s行驶的时间,直接用公式变形$t=\frac{s}{v}$代入对应路程和速度;3. 求全程平均速度,需先算各段路程之和得总路程,再算各段运动时间与停车时间之和得总时间,最后用总路程除以总时间,计算时要统一单位(如分钟转秒)。
【解析】
(1) 已知最大速度$v_{max}=36\ \mathrm{km/h}$,连续行驶时间$t_{max}=3\ \mathrm{h}$,根据速度公式$s=vt$,最长距离:
$s_{max}=v_{max}t_{max}=36\ \mathrm{km/h}×3\ \mathrm{h}=108\ \mathrm{km}$;
(2) 已知以$v_1=8\ \mathrm{m/s}$行驶的路程$s_1=1200\ \mathrm{m}$,由$v=\frac{s}{t}$变形得行驶时间:
$t_1=\frac{s_1}{v_1}=\frac{1200\ \mathrm{m}}{8\ \mathrm{m/s}}=150\ \mathrm{s}$;
(3) 先将10min转换为秒:$t_2=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$,该段路程:
$s_2=v_2t_2=10\ \mathrm{m/s}×600\ \mathrm{s}=6000\ \mathrm{m}$;
总路程:$s'=s_1+s_2=1200\ \mathrm{m}+6000\ \mathrm{m}=7200\ \mathrm{m}$;
总时间:$t'=t_1+停车时间+t_2=150\ \mathrm{s}+450\ \mathrm{s}+600\ \mathrm{s}=1200\ \mathrm{s}$;
全程平均速度:$v'=\frac{s'}{t'}=\frac{7200\ \mathrm{m}}{1200\ \mathrm{s}}=6\ \mathrm{m/s}$;
【答案】(1)108 km;(2)150 s;(3)6 m/s
【知识点】速度公式应用、平均速度计算
【点评】本题为基础运动学计算题,重点考查速度公式的变形应用和平均速度的计算,解题时需注意单位统一,平均速度必须用总路程除以总时间,避免错误。
【难度系数】0.3