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9.甲、乙、丙三人骑自行车在河堤上由西向东行驶，甲感觉无风，乙感觉顺风，丙感觉逆风，但河堤上柳树的枝叶却随风飘动。则此时风是向
东
方吹的；甲、乙、丙三人骑车最慢的是乙
。答案
9.东 乙
解析
【分析】
首先根据河堤上柳树枝叶随风飘动确定风的方向；再结合三人向东骑行时的不同感觉，利用相对运动的原理，分析三人速度与风速的关系，进而得出结论。
【解析】
1. 确定风向：柳树的枝叶随风飘动，说明风是向东吹的（风的方向为东方）。
2. 分析三人速度：三人都向东骑行，甲感觉无风，说明甲的速度与风速大小相等，甲与风相对静止；乙感觉顺风，说明乙的速度小于风速，风相对于乙向东运动，故乙感觉顺风；丙感觉逆风，说明丙的速度大于风速，风相对于丙向西运动，故丙感觉逆风。因此三人骑车速度关系为：丙的速度＞甲的速度=风速＞乙的速度，所以最慢的是乙。
【答案】
东；乙
【知识点】
相对运动、运动和静止的相对性
【点评】
本题结合生活实际场景考查相对运动知识，需要将物理概念与日常现象结合分析，难度适中，注重知识的应用。
【难度系数】
0.5
首先根据河堤上柳树枝叶随风飘动确定风的方向；再结合三人向东骑行时的不同感觉，利用相对运动的原理，分析三人速度与风速的关系，进而得出结论。
【解析】
1. 确定风向：柳树的枝叶随风飘动，说明风是向东吹的（风的方向为东方）。
2. 分析三人速度：三人都向东骑行，甲感觉无风，说明甲的速度与风速大小相等，甲与风相对静止；乙感觉顺风，说明乙的速度小于风速，风相对于乙向东运动，故乙感觉顺风；丙感觉逆风，说明丙的速度大于风速，风相对于丙向西运动，故丙感觉逆风。因此三人骑车速度关系为：丙的速度＞甲的速度=风速＞乙的速度，所以最慢的是乙。
【答案】
东；乙
【知识点】
相对运动、运动和静止的相对性
【点评】
本题结合生活实际场景考查相对运动知识，需要将物理概念与日常现象结合分析，难度适中，注重知识的应用。
【难度系数】
0.5
10.甲、乙两辆汽车在平直路面从同一地点同时同向运动，甲汽车的$v-t$图像和乙汽车的$s-t$图像如图1所示，运动的时间如图2秒表所示，最终甲、乙汽车相距
200
m。答案
10.200
解析
【分析】要解决本题，需先从图像中获取甲、乙两车的运动速度，再读取秒表的运动时间，最后根据匀速直线运动的路程公式计算两车的距离：首先，甲的v-t图像是水平直线，说明甲做匀速直线运动，可直接得到其速度；乙的s-t图像是倾斜直线，说明乙做匀速直线运动，利用图像中一组路程和时间计算乙的速度；接着读取秒表的总运动时间（注意秒表小表盘和大表盘的读数规则）；最后，两车同向同地出发，相距距离为两车路程之差，代入公式计算即可。
【解析】
1. 确定甲车速度：由图甲的v-t图像可知，甲车做匀速直线运动，速度 $ v_甲 = 20\ \mathrm{m/s} $。
2. 确定乙车速度：由图乙的s-t图像，当 $ t_乙 = 5\ \mathrm{s} $ 时，乙车路程 $ s_乙 =75\ \mathrm{m} $，根据速度公式 $ v=\frac{s}{t} $，得乙车速度 $ v_乙=\frac{s_乙}{t_乙}=\frac{75\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=15\ \mathrm{m/s} $，乙车做匀速直线运动。
3. 读取运动时间：图2秒表的小表盘指针在0~1分钟之间且超过0.5分钟（30秒），大表盘读数为40s，故总运动时间 $ t=40\ \mathrm{s} $。
4. 计算两车相距距离：甲、乙同向同地运动，最终相距 $ \Delta s = s_甲 - s_乙 = v_甲 t - v_乙 t = (v_甲 - v_乙)t = (20\ \mathrm{m/s} -15\ \mathrm{m/s}) × 40\ \mathrm{s} = 200\ \mathrm{m} $。
【答案】200
【知识点】匀速直线运动、速度公式应用、秒表读数
【点评】本题结合图像和秒表读数考查匀速直线运动的路程计算，需掌握v-t、s-t图像的物理意义，以及秒表的读数方法，步骤清晰，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 确定甲车速度：由图甲的v-t图像可知，甲车做匀速直线运动，速度 $ v_甲 = 20\ \mathrm{m/s} $。
2. 确定乙车速度：由图乙的s-t图像，当 $ t_乙 = 5\ \mathrm{s} $ 时，乙车路程 $ s_乙 =75\ \mathrm{m} $，根据速度公式 $ v=\frac{s}{t} $，得乙车速度 $ v_乙=\frac{s_乙}{t_乙}=\frac{75\ \mathrm{m}}{5\ \mathrm{s}}=15\ \mathrm{m/s} $，乙车做匀速直线运动。
3. 读取运动时间：图2秒表的小表盘指针在0~1分钟之间且超过0.5分钟（30秒），大表盘读数为40s，故总运动时间 $ t=40\ \mathrm{s} $。
4. 计算两车相距距离：甲、乙同向同地运动，最终相距 $ \Delta s = s_甲 - s_乙 = v_甲 t - v_乙 t = (v_甲 - v_乙)t = (20\ \mathrm{m/s} -15\ \mathrm{m/s}) × 40\ \mathrm{s} = 200\ \mathrm{m} $。
【答案】200
【知识点】匀速直线运动、速度公式应用、秒表读数
【点评】本题结合图像和秒表读数考查匀速直线运动的路程计算，需掌握v-t、s-t图像的物理意义，以及秒表的读数方法，步骤清晰，难度适中。
【难度系数】0.5
三、实验探究题
11.光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备，如图甲所示，S是光源，K是光接收器，当有不透明物体通过光电门时，物体会遮住光源，接收器K接收不到光信号，计时器便开始计时，当物体通过后，接收器K重新接收光信号，计时结束，即可记录物体通过光电门所用的时间。如图乙所示，某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度，小车上安装有遮光板，A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。
(1)若小车上的遮光板宽度为$d$，小车通过光电门时，计时器记录的时间为$t$，则小车通过光电门的速度$v=$。
(2)若已知遮光板宽度$d=1\ \mathrm{cm}$。让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动，两光电门计时器记录的时间分别为$t_A=0.01\ \mathrm{s}$，$t_B=0.005\ \mathrm{s}$，则小车通过A、B两位置的速度分别为$v_A=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$，$v_B=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$。
(3)由实验可知：小车沿斜面向下做（选填“匀速”“加速”或“减速”）运动。
11.光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备，如图甲所示，S是光源，K是光接收器，当有不透明物体通过光电门时，物体会遮住光源，接收器K接收不到光信号，计时器便开始计时，当物体通过后，接收器K重新接收光信号，计时结束，即可记录物体通过光电门所用的时间。如图乙所示，某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度，小车上安装有遮光板，A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。
(1)若小车上的遮光板宽度为$d$，小车通过光电门时，计时器记录的时间为$t$，则小车通过光电门的速度$v=$。
(2)若已知遮光板宽度$d=1\ \mathrm{cm}$。让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动，两光电门计时器记录的时间分别为$t_A=0.01\ \mathrm{s}$，$t_B=0.005\ \mathrm{s}$，则小车通过A、B两位置的速度分别为$v_A=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$，$v_B=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$。
(3)由实验可知：小车沿斜面向下做（选填“匀速”“加速”或“减速”）运动。
答案
11.(1)$\dfrac{d}{t}$ (2)1 2 (3)加速
解析
【分析】
本题考查利用光电门测量瞬时速度及判断小车运动状态，核心思路是：当遮光板通过光电门的时间很短时，可将这段时间内的平均速度近似为小车通过光电门的瞬时速度；再通过比较小车经过两个光电门的速度大小，判断运动状态。
【解析】
(1) 小车通过光电门时，遮光板宽度为$d$，通过光电门的时间为$t$，由于时间$t$极短，可近似认为小车做匀速运动，因此速度等于这段时间内的平均速度，即$v=\dfrac{d}{t}$。
(2) 先统一单位：$d=1\ \mathrm{cm}=0.01\ \mathrm{m}$。
小车通过A位置的速度：$v_A=\dfrac{d}{t_A}=\dfrac{0.01\ \mathrm{m}}{0.01\ \mathrm{s}}=1\ \mathrm{m/s}$；
小车通过B位置的速度：$v_B=\dfrac{d}{t_B}=\dfrac{0.01\ \mathrm{m}}{0.005\ \mathrm{s}}=2\ \mathrm{m/s}$。
(3) 由计算结果可知，$v_B ＞ v_A$，说明小车沿斜面向下运动时速度越来越大，因此小车做加速运动。
【答案】
(1) $\dfrac{d}{t}$；(2) $1$，$2$；(3) 加速
【知识点】
瞬时速度测量、平均速度、运动状态判断
【点评】
本题是基础实验题，重点考查光电门测速度的原理，需注意单位换算，通过速度大小变化判断运动状态，难度较低，适合学生掌握基础实验方法。
【难度系数】
0.6
本题考查利用光电门测量瞬时速度及判断小车运动状态，核心思路是：当遮光板通过光电门的时间很短时，可将这段时间内的平均速度近似为小车通过光电门的瞬时速度；再通过比较小车经过两个光电门的速度大小，判断运动状态。
【解析】
(1) 小车通过光电门时，遮光板宽度为$d$，通过光电门的时间为$t$，由于时间$t$极短，可近似认为小车做匀速运动，因此速度等于这段时间内的平均速度，即$v=\dfrac{d}{t}$。
(2) 先统一单位：$d=1\ \mathrm{cm}=0.01\ \mathrm{m}$。
小车通过A位置的速度：$v_A=\dfrac{d}{t_A}=\dfrac{0.01\ \mathrm{m}}{0.01\ \mathrm{s}}=1\ \mathrm{m/s}$；
小车通过B位置的速度：$v_B=\dfrac{d}{t_B}=\dfrac{0.01\ \mathrm{m}}{0.005\ \mathrm{s}}=2\ \mathrm{m/s}$。
(3) 由计算结果可知，$v_B ＞ v_A$，说明小车沿斜面向下运动时速度越来越大，因此小车做加速运动。
【答案】
(1) $\dfrac{d}{t}$；(2) $1$，$2$；(3) 加速
【知识点】
瞬时速度测量、平均速度、运动状态判断
【点评】
本题是基础实验题，重点考查光电门测速度的原理，需注意单位换算，通过速度大小变化判断运动状态，难度较低，适合学生掌握基础实验方法。
【难度系数】
0.6
四、计算题
12. 2024年5月20日，新疆克孜勒苏州阿图什市发生5.2级地震，震源处同时产生并向各个方向发出P波和S波，P波的传播速度是$7×10^3$m/s，S波的传播速度是$3.5×10^3$m/s，地震局于当日21h 46min 07s探测到P波，于当日21h 46min 09s探测到S波。
(1)地震局距离震源有多远？
(2)求震源发生地震的时刻。
12. 2024年5月20日，新疆克孜勒苏州阿图什市发生5.2级地震，震源处同时产生并向各个方向发出P波和S波，P波的传播速度是$7×10^3$m/s，S波的传播速度是$3.5×10^3$m/s，地震局于当日21h 46min 07s探测到P波，于当日21h 46min 09s探测到S波。
(1)地震局距离震源有多远？
(2)求震源发生地震的时刻。
答案
12.(1)解:由题意可得,两列波到达的时间差:$t=21:46:09-21:46:07=2s$,设地震局距震源的距离为$s$,由$v=\dfrac{s}{t}$可得:$\dfrac{s}{v_S}-\dfrac{s}{v_P}=2s$,即$\dfrac{s}{3.5×10^3\mathrm{m/s}}-\dfrac{s}{7×10^3\mathrm{m/s}}=2s$,解得:$s=14000\mathrm{m}$。
(2)$P$波传播时间:$t'=\dfrac{s}{v_P}=\dfrac{14000\mathrm{m}}{7×10^3\mathrm{m/s}}=2s$,$21\mathrm{h}\ 46\mathrm{min}\ 07\mathrm{s}-2\mathrm{s}=21\mathrm{h}\ 46\mathrm{min}\ 05\mathrm{s}$,震源发生地震的时刻为当日21h 46min 05s。
(2)$P$波传播时间:$t'=\dfrac{s}{v_P}=\dfrac{14000\mathrm{m}}{7×10^3\mathrm{m/s}}=2s$,$21\mathrm{h}\ 46\mathrm{min}\ 07\mathrm{s}-2\mathrm{s}=21\mathrm{h}\ 46\mathrm{min}\ 05\mathrm{s}$,震源发生地震的时刻为当日21h 46min 05s。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确P波和S波从震源同时发出，传播到地震局的距离相同，但速度不同，因此到达的时间存在差值。我们可以利用两者的时间差，结合速度公式$v=\frac{s}{t}$，设距离为$s$，列出关于时间差的方程求解距离；再根据P波的传播时间，用探测到P波的时刻减去传播时间，即可得到震源发生地震的时刻。
【解析】
(1) 先计算两列波到达的时间差：
$t = 21\mathrm{h}46\mathrm{min}09\mathrm{s} - 21\mathrm{h}46\mathrm{min}07\mathrm{s} = 2\mathrm{s}$
设地震局到震源的距离为$s$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，波的传播时间$t=\frac{s}{v}$。
由于S波速度小于P波，S波传播时间更长，时间差满足：
$\frac{s}{v_S} - \frac{s}{v_P} = t$
代入$v_S=3.5×10^3\mathrm{m/s}$、$v_P=7×10^3\mathrm{m/s}$、$t=2\mathrm{s}$：
$\frac{s}{3.5×10^3\mathrm{m/s}} - \frac{s}{7×10^3\mathrm{m/s}} = 2\mathrm{s}$
化简得：$\frac{s}{7×10^3\mathrm{m/s}} = 2\mathrm{s}$
解得：$s = 14000\mathrm{m}$
(2) 计算P波的传播时间：
$t_P = \frac{s}{v_P} = \frac{14000\mathrm{m}}{7×10^3\mathrm{m/s}} = 2\mathrm{s}$
震源发生地震的时刻为探测到P波的时刻减去P波的传播时间：
$21\mathrm{h}46\mathrm{min}07\mathrm{s} - 2\mathrm{s} = 21\mathrm{h}46\mathrm{min}05\mathrm{s}$
【答案】
(1) 地震局距离震源14000m；(2) 震源发生地震的时刻为当日21h46min05s。
【知识点】
速度公式应用、时间计算
【点评】
本题结合实际地震波传播问题，考察速度公式的灵活运用，关键在于理解两列波的时间差与距离的关系，属于基础物理应用题，难度适中，能有效考察学生对公式的掌握和应用能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确P波和S波从震源同时发出，传播到地震局的距离相同，但速度不同，因此到达的时间存在差值。我们可以利用两者的时间差，结合速度公式$v=\frac{s}{t}$，设距离为$s$，列出关于时间差的方程求解距离；再根据P波的传播时间，用探测到P波的时刻减去传播时间，即可得到震源发生地震的时刻。
【解析】
(1) 先计算两列波到达的时间差：
$t = 21\mathrm{h}46\mathrm{min}09\mathrm{s} - 21\mathrm{h}46\mathrm{min}07\mathrm{s} = 2\mathrm{s}$
设地震局到震源的距离为$s$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，波的传播时间$t=\frac{s}{v}$。
由于S波速度小于P波，S波传播时间更长，时间差满足：
$\frac{s}{v_S} - \frac{s}{v_P} = t$
代入$v_S=3.5×10^3\mathrm{m/s}$、$v_P=7×10^3\mathrm{m/s}$、$t=2\mathrm{s}$：
$\frac{s}{3.5×10^3\mathrm{m/s}} - \frac{s}{7×10^3\mathrm{m/s}} = 2\mathrm{s}$
化简得：$\frac{s}{7×10^3\mathrm{m/s}} = 2\mathrm{s}$
解得：$s = 14000\mathrm{m}$
(2) 计算P波的传播时间：
$t_P = \frac{s}{v_P} = \frac{14000\mathrm{m}}{7×10^3\mathrm{m/s}} = 2\mathrm{s}$
震源发生地震的时刻为探测到P波的时刻减去P波的传播时间：
$21\mathrm{h}46\mathrm{min}07\mathrm{s} - 2\mathrm{s} = 21\mathrm{h}46\mathrm{min}05\mathrm{s}$
【答案】
(1) 地震局距离震源14000m；(2) 震源发生地震的时刻为当日21h46min05s。
【知识点】
速度公式应用、时间计算
【点评】
本题结合实际地震波传播问题，考察速度公式的灵活运用，关键在于理解两列波的时间差与距离的关系，属于基础物理应用题，难度适中，能有效考察学生对公式的掌握和应用能力。
【难度系数】
0.6
