第二章《匀变速直线运动的研究》测试卷—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(Word版含答案)

第二章《匀变速直线运动的研究》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.一质点的位移－时间图象如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．
质点的运动轨迹是抛物线
C．
质点两次经过x＝40
m处的时间间隔大于4
s
B．
在t＝4
s时，质点的速度最大
D．
前一半时间的平均速度等于后一半时间的平均速度
2.某同学在实验室做了如图所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5
cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10－3s，g取10
m/s2，则小球开始下落的位置距光电门的距离为(　　)
A．
1
m
B．
1.25
m
C．
0.4
m
D．
1.5
m
3.有一长为L的列车，正以恒定的加速度过铁路桥，桥长为2L，现已知列车车头过桥头的速度为v1，车头过桥尾时的速度为v2，那么，车尾过桥尾时的速度为(　　)
A．
3v1－v2　　
B．
3v2－v1
C．　　
D．
4.一物体做初速度为零的匀加速直线运动,将其运动时间顺次分为1∶2∶3的三段,则每段时间内的位移之比为
(　　)
A．
1∶3∶5
B．
1∶4∶9
C．
1∶8∶27
D．
1∶16∶81
5.对于一个做匀减速直线运动的物体，在它静止前，下列说法中正确的是(　　)
A．
速度越来越小
B．
速度越来越大
C．
加速度越来越小
D．
加速度越来越大
6.汽车紧急刹车后，车轮在水平地面上滑动一段距离后停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线．由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度．已知汽车刹车做减速运动的加速度大小为8.0
m/s2，测得刹车线长25
m．汽车在刹车前的瞬间的速度大小为(　　)
A．
10
m/s
B．
20
m/s
C．
30
m/s
D．
40
m/s
7.以速度v0＝20
m/s竖直上抛一小球，2
s后以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球，问两球在离抛出点多高处相遇(g取10
m/s2)(　　)
A．
10
m处
B．
15
m处
C．
20
m处
D．
不会相遇
8.物体做方向不变的直线运动，若在任意相等的位移内速度的变化量均相等，则下列说法中正确的是(　　)
A．
若Δv＝0，则物体做匀加速直线运动C．
若Δv＞0，则物体做加速度逐渐增大的加速直线运动
B．
若Δv＞0，则物体做匀加速直线运动
D．
若Δv＜0，则物体做加速度逐渐增大的减速直线运动
9.意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是(　　)
A．
自由落体运动是一种匀变速直线运动
C．
物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
B．
重的物体与轻的物体下落一样快
D．
力不是维持物体运动的原因
10.如图所示是一辆汽车做直线运动的x－t图象，对相应的线段所表示的运动，下列说法正确的是(　　)
A．AB段表示匀速直线运动
C．CD段运动方向和BC段运动方向相反
B．BC段发生的位移大于CD段发生的位移
D．CD段运动的速度大小小于BC段运动的速度大小
11.如图是甲、乙两物体运动的速度图象，下列说法正确的是(　　)
A．
物体甲处于静止状态
C．
物体乙在最初3
s内的位移是10
m
B．
物体乙刚开始时以5
m/s的速度与甲物体反向运动
D．
物体乙在最初3
s内的路程是10
m
12.做匀变速直线运动的物体，它的加速度为a，在时间t内的位移为x，末速度为v，则此物体运动规律的表达式为(　　)
A．x＝vt＋at2
B．x＝vt－at2
C．x＝－vt＋at2
D．x＝－vt－at2
二、填空题(共3小题)
13.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材有：电磁打点计时器、细绳和纸带、钩码和小车、一端有滑轮的长木板、____________、_____________.
14.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
(1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材．
A．电磁打点计时器　B．天平　C．低压交变电源　D．低压直流电源　E．细绳和纸带　F．槽码和小车　G．秒表　H．一端有滑轮的长铝板　Ι.刻度尺
选出的器材有AEFH，还需要________．
(2)某同学按照以下步骤进行操作：
A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；
B．将电磁打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端，接上低压交变电源；
C．把小车停在靠近电磁打点计时器的地方，先放开小车，再启动电磁打点计时器；
D．断开电源，取下纸带；
E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过电磁打点计时器．
以上步骤有错误的是________(填步骤前的字母)，应更正为________；步骤合理的顺序是________(填步骤前的字母)．
15.某实验小组利用如图所示的实验装置来测量匀加速直线运动的加速度．
(1)实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度d，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则滑块经过光电门时的瞬时速度为______________．在本次实验中还需要测量的物理量有____________________(文字说明并用相应的字母表示)．滑块运动的加速度a＝____________________(用已知量的字母表示)．
(2)如果在步骤(1)后从左向右改变光电门的位置，然后重复步骤(1)，并且每次都将滑块从同一位置释放，则数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt将会________(填“增大”“减小”“不变”)，记录每次实验的数据，建立______________图象，通过图象的斜率来表示加速度．
三、计算题(共4小题)
16.一个物体以v0＝8
m/s的初速度从斜面底端沿光滑斜面向上滑动，加速度的大小为2
m/s2，冲上最高点之后，又以相同的加速度往回运动．求：
(1)物体3
s末的速度；
(2)物体5
s末的速度；
(3)物体在斜面上的位移大小为15
m时所用的时间．
17.为了测量一高楼的高度，某人设计了如下实验：在一根长为L＝10
m的绳子两端各拴一重球，一人站在楼顶上，手执绳上端使上端小球与楼顶平齐并无初速度释放，使其自由落下，另一个人在楼下测量两球落地的时间差Δt＝0.4
s，g取10
m/s2，试计算楼的高度。
18.在游乐场中，有一台大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40
m高处，然后由静止释放，座椅沿轨道自由下落一段时间后，开始受到压缩空气提供的恒定阻力作用而做匀减速运动，下落到离地面4.0
m高处速度刚好减小到零，这一下落全过程历经的时间是6
s，(g取10
m/s2)求：
(1)座椅被释放后自由下落的高度和时间；
(2)在匀减速运动阶段，座椅和游客的加速度大小是多少？
19.以速度为10
m/s匀速运动的汽车在第2
s末关闭发动机，以后做匀减速运动，第3
s内平均速度是9
m/s，求：
(1)汽车加速度；
(2)汽车在10
s内的位移．
答案解析
1.【答案】C
【解析】位移－时间图象仅描述直线运动，A错误；位移－时间图象的斜率表示该时刻的速度，4
s末图象的斜率为零，即此时的速度为零，B错误；如果物体做匀速直线运动，如图所示，
那么到2
s末，物体的位移为40
m，但实际上物体在t1时刻就达到了位移40
m，由于图象左右对称，所以质点两次经过x＝40
m处的时间间隔大于4
s，C正确．
前一半时间的位移为80
m，后一半时间的位移为－80
m，所用的时间均为4
s，平均速度分别为20
m/s和－20
m/s，平均速度的方向不同，D错误．
2.【答案】B
【解析】小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度，为：v＝＝5
m/s，由自由落体运动规律可知：h＝＝1.25
m，B正确．
3.【答案】C
【解析】列车车头过桥头到车头过桥尾有：
v－v＝2a·2L①
车头过桥尾到车尾过桥尾有：
v－v＝2aL②
由①②两式可得，
v3＝.
4.【答案】C
【解析】设该物体在这三段时间内的运动时间依次为t、2t、3t,则由x=at2得,xⅠ=x1=at2,xⅡ=x2-x1=a(3t)2-at2=4at2,xⅢ=x3-x2=a(6t)2-a(3t)2=at2,故xⅠ∶xⅡ∶xⅢ=1∶8∶27,选项C正确。
5.【答案】A
【解析】　因为是匀减速直线运动，故物体运动的加速度a保持不变，由v＝v0＋at知，当a为负值时，v逐渐变小，所以B、C、D错误，A正确．
6.【答案】B
【解析】由匀变速直线运动规律v2－v＝2ax得到汽车在刹车前的瞬间的速度大小v0＝＝m/s＝20
m/s，故A、C、D错误，B正确．
7.【答案】B
【解析】先判断先竖直上抛的小球到达最高点用的时间为：t＝＝s＝2
s，所以另一小球抛出时，它恰好在最高点将要做自由落体运动．由竖直上抛运动的对称性可得，两球再经过1
s后相遇．故两球相碰处离出发点的高度为：
h＝v0t－gt2＝20×1－×10×12m＝15
m.
8.【答案】C
【解析】若Δv＝0，物体的速度不变，则物体做匀速直线运动，A错误；Δv＞0，物体做加速直线运动，通过任意相等位移的所用时间Δt逐渐减小，由加速度a＝知，加速度增大，B错误，C正确；若Δv＜0，物体做减速直线运动，通过任意相等位移的所用时间Δt逐渐增大，由加速度a＝知，加速度减小，物体做加速度逐渐变小的减速直线运动，D错误．
9.【答案】A
【解析】伽利略将斜面实验结果合理外推到斜面倾角增大到90°的情况，认为小球仍会保持匀变速直线运动的的性质，A正确；在自由落体运动中，轻重物体下落一样快，在该实验中不能得出轻重物体下落的快慢，也不能得出惯性这一结论，B、C错误；物体的运动不需要力来维持，但是该实验不能得出该结论，D错误．
10.【答案】C
【解析】AB段表示物体静止；BC段发生的位移为＋8
m，CD段发生的位移为－12
m，所以BC段发生的位移小于CD段发生的位移；BC段物体的速度为正，大小等于4
m/s，CD段物体的速度为负，大小等于6
m/s，所以CD段运动方向和BC段运动方向相反，且CD段运动的速度大小大于BC段运动的速度大小，C正确．
11.【答案】D
【解析】甲速度图象是平行于t轴的直线，因此甲做匀速直线运动，A错误．乙物体在第1
s内向正方向做速度为5
m/s的匀速直线运动，第2
s内静止，第3
s内沿负方向做速率为5
m/s
的匀速直线运动，故B错误；乙在第1
s内的位移为x1＝v1t1＝5
m，在第2
s内的位移为x2＝0，在第3
s内的位移为x3＝v3t3＝－5
m，所以物体乙在最初3
s内的位移为x＝x1＋x2＋x3＝0，故C错误；物体乙在最初3
s内的路程为x′＝|x1|＋|x2|＋|x3|＝10
m，故D正确．
12.【答案】B
【解析】
13.【答案】低压交流电源　刻度尺
【解析】电磁打点计时器使用的是低压交流电源，实验数据处理时要用刻度尺测量两点间的距离，则还需要：低压交流电源，刻度尺．
14.【答案】(1)C、I　(2)C　先启动电磁打点计时器，再放开小车　BECDA
【解析】(1)在本实验中，不需要测量小车和槽码的质量，因此不需要天平，电磁打点计时器使用的是交变电源，因此不需要直流电源，同时电磁打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表．测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：C、I.
(2)以上步骤有错误的是C，应先启动电磁打点计时器，再放开小车．
根据组装器材、进行实验、数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：BECDA.
15.【答案】(1)，滑块(遮光条)从释放到光电门处运动的时间t　　(2)增大　－t
【解析】(1)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，v＝，根据速度时间公式得，a＝＝，知需测量滑块(遮光条)从释放到光电门处运动的时间t.
(2)从左向右改变光电门的位置，则滑块到达光电门的速度变小，可知遮光条通过光电门的时间Δt将会增大，根据速度时间图象，即－t，通过图象的斜率求解加速度．
16.【答案】　(1)(2)v3＝2
m/s，方向沿斜面向上；(2)5
s末的速度v5＝－2
m/s，即5
s末速度大小为2
m/s，方向沿斜面向下．
(3)即经过位移大小为15
m处所用的时间分别为3
s(上升过程中)和5
s(下降过程中)．
【解析】　(1)(2)由t＝，物体冲上最高点的时间是4
s，又根据v＝v0＋at,3
s末的速度为v3＝(8－2×3)
m/s＝2
m/s，方向沿斜面向上；5
s末的速度v5＝(8－2×5)
m/s＝－2
m/s，即5
s末速度大小为2
m/s，方向沿斜面向下．
(3)由位移公式x＝v0t＋at2，代入数据得
15＝8t＋(－2)t2
解得：t1＝3
s，t2＝5
s
即经过位移大小为15
m处所用的时间分别为3
s(上升过程中)和5
s(下降过程中)．
17.【答案】36.45
m
【解析】设楼高为H，上端小球从楼顶自由下落到地的时间为t，则下端小球落地时间为t－Δt，
由自由落体规律可得H＝gt2
H－L＝g（t－Δt）2
代入数据得出t＝2.7
s，H＝36.45
m
18.【答案】(1)7.2
m　1.2
s　(2)2.5
m/s2
【解析】(1)设全过程下落高度为h，历时为t；自由落体阶段下落高度为h1，历时t1，末速度为v
则有h1＝t1①
对后阶段匀减速运动有h－h1＝(t－t1)
②
联立①②两式，解得v＝＝m/s＝12
m/s
下落高度为h1＝＝7.2
m
所以下落时间为t1＝＝s＝1.2
s
(2)对后阶段匀减速运动的逆过程，有h－h1＝
所以a＝＝m/s2＝2.5
m/s2.
19.【答案】(1)2
m/s2　与运动方向相反　(2)45
m
【解析】(1)第3
s初的速度为：v0＝10
m/s，
因为某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则第2.5
s末的瞬时速度为：vt＝9
m/s
所以汽车的加速度：a＝＝m/s2＝－2
m/s2，“－”表示a的方向与运动方向相反．
(2)汽车关闭发动机后速度减到零所需时间：t2＝s＝5
s＜10
s－2
s＝8
s
则关闭发动机后汽车8
s内的位移为：x2＝＝m＝25
m
前2
s汽车匀速运动：x1＝v0t1＝10×2
m＝20
m
汽车10
s内总位移：x＝x1＋x2＝20
m＋25
m＝45
m.