2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 同步练习—高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word版含答案)

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名称 2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 同步练习—高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-09-15 06:11:54

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文档简介

2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系
同步练习
一、单选题
1.物体做初速度为零,加速度为4m/s2的匀加速直线运动。则物体在前2秒内的位移大小为(  )
A.2m
B.4m
C.6m
D.8m
2.如图所示,航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某战机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2,战斗机滑行100m时起飞,起飞速度为50m/s,则航空母舰静止时弹射系统必须使战机具有的初速度为(  )
A.10m/s
B.20m/s
C.30m/s
D.40m/s
3.汽车从立交桥顶上向下做变速直线运动。已知第1s内通过2m、第2s内通过4m、第3s内通过6m,则下列说法中正确的是(  )
A.第2s内的平均速度是4m/s
B.第2s内的平均速度是2m/s
C.后2s内的平均速度是2m/s
D.后2s内的平均速度是4m/s
4.一辆汽车在平直公路上运动的v-t图象如图所示,则汽车在0~2s内和2s~3s内相比(  )
A.速度变化相同
B.加速度相同
C.位移大小相等
D.平均速度相等
5.图是某物体运动的位移一时间图象,由图可知(  )
A.0~2s内的位移是2m
B.0~3s内的位移是6m
C.0~2s内做匀加速直线运动
D.2~4s内做匀速直线运动
6.下图是甲、乙两物体做直线运动的v-t图像。下列表述正确的是(  )
A.乙的加速度大小为1m/s2
B.3s内甲位移大小为6m
C.甲和乙的加速度方向相同
D.0-1s甲相对乙的位移大小为0.5m
7.有一遥控玩具汽车,在平直的路面上从静止开始以大小为的加速度匀加速前进,接着以大小为的加速度匀减速刹车,玩具汽车从开始运动到停下来总的时间为,则在时间内玩具汽车运动的距离为(  )。
A.
B.
C.
D.
8.A、B两辆列车在能见度很低的雾天里在同一轨道上同向行驶,A车在前,速度vA=10
m/s,B车在后,速度vB=30
m/s。当B车发现A车时就立刻刹车。已知B车在进行刹车测试时发现,若车以30
m/s的速度行驶时,刹车后至少要前进1800
m才能停下,假设B车刹车过程中加速度恒定。为保证两辆列车不相撞,则能见度至少要达到(  )
A.400
m
B.600
m
C.800
m
D.1600
m
9.一物体做匀加速直线运动,且第2s内的位移是2m,第6s内的位移是6m,则该物体运动的加速度和初速度为(  )
A.1m/s2,0.5m/s
B.1m/s2,,0
C.4m/s2,0.5m/s
D.4m/s2,0
10.如图所示,小球在斜面上由A点静止开始匀加速滑下后,又在水平面上匀减速滑行C点停下,小球经过两平面交接处B点速率不变,已知BC=3AB,则小球在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小关系为(  )
A.a1=3a2
B.3a1=a2
C.a1=3a2
D.a1=6a2
二、多选题
11.如图所示,小球以5m/s的初速度冲上光滑的斜面(斜面很长),经过2s速度大小变为3m/s,则关于小球的运动,下面说法正确的是(  )
A.5s末速度可能为0
B.2s内的位移可能为0
C.加速度大小可能为4
m/s2,方向沿斜面向下
D.2s内的平均速度可能为1m/s,方向沿斜面向上
12.一物体沿一直线运动,先后经过匀加速、匀速和匀减速运动过程,已知物体在这三个运动过程中的位移均为s,所用时间分别为2t、t和t,则(  )
A.物体做匀加速运动过程时初速度大小为零
B.物体做匀减速运动时加速度大小为
C.物体做匀加速运动的加速度大小为
D.物体在这三个运动过程中的平均速度大小为
13.光滑的水平面上有一物体在外力作用下做直线运动,物体的加速度随时间变化的关系如图所示。已知t=0时物体的速度为1
m/s,以此时的速度方向为正方向。下列说法正确的是(  )
A.0~1
s内物体做匀加速直线运动
B.t=1
s时物体的速度为2
m/s
C.t=1
s时物体开始反向运动
D.t=3
s时物体离出发点最远
14.如图甲所示,是一种速度传感器的工作原理图。在这个系统中,为能发射超声波的固定小盒子,工作时向做匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被接收。从发射超声波开始计时,经过时间再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像。则下列说法正确的是(  )
A.超声波的速度为
B.超声波的速度为
C.物体的速度为
D.物体的速度为
三、填空题
15.物体作直线运动的v—t图,如图所示。在0~5s的全段运动中初速度v0=______m/s,末速度vt=______m/s。中间时刻的即时速度(即2.5s末的速度)为______m/s。全段运动的平均速度大小为______m/s,运动位移为______m,这段运动的加速度a=______m/s2。
16.物体沿直线以恒定加速度运动,它的位置坐标与时间的关系是(x单位是m,t单位是s),则它的初速度为_______m/s,加速度为_____m/s2,前2s的位移______。
17.伽利略曾用滴水计时器研究物体的运动规律,我们可以利用输液瓶滴液等时性的特点,借助医院打点滴的输液瓶设计滴水计时器,固定在电动车靠近地面处,来研究电动车启动过程速度随时间变化的规律,如图所示。经过测量得知:在某一状态下,输液瓶滴下21滴水用时(从第1滴落地开始计时到第21滴落地结東计时)。从清晰可见的位置开始测量,前11滴水的落点到第1滴水落点的距离如表所示:
编号
1
2
3
4
5
6
0
0.12
0.31
0.58
0.94
1.38
编号
7
8
9
10
11
1.9
2.49
3.16
3.90
4.71
回答下列问题(计算结果均保留三位有效数字):
(1)从滴水计时器第1滴水落地,到第5滴水落地的过程中,电动车的平均速度为______。
(2)滴水计时器第4滴水落地时,电动车的瞬时速度____。
(3)如果电动车启动过程可以看做匀加速直线运动,则电动车的加速度___。
四、解答题
18.如图所示,是一电梯由底楼上升到顶楼过程中速度随时间的变化图象:
(1)0-4s内电梯的加速度?
(2)8-10s内电梯的加速度?
(3)电梯由底楼上升到顶楼的过程中的总位移多大?
19.一火车以2
m/s的初速度,0.5
m/s2的加速度做匀加速直线运动,求:
(1)火车在第3
s末的速度是多少?
(2)在前4
s的平均速度是多少?
(3)在第5
s内的位移是多少?
20.一辆汽车在公路上以v0=20m/s的速度匀速行驶,由于在前方出现险情,司机采取紧急刹车,刹车加速度的大小为a=4m/s2,求:
(1)汽车刹车到停止运动的时间t;
(2)汽车刹车后8s内行驶的距离x。
21.现有A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s,B车速度vB=30m/s。因大雾能见度低,B车在距A车600m时才发现A车,此时B车立即刹车,但B车要减速1800m才能够停止。
(1)求B车刹车后减速运动的加速度多大?
(2)A车若仍按原速度前进,两车是否会相撞?若会相撞,将在何时发生,A车的位移为多少?
(3)若B车刹车8s后,A车以加速度a1=0.5m/s2加速前进,问能否避免事故?若能够避免则两车最近时相距多远?
参考答案
1.D
【详解】
根据匀变速直线运动位移—时间公式
可得,物体在前2秒内的位移大小为
故选D。
2.D
【详解】
根据运动学公式
代入数据解得
D正确。
故选D。
3.A
【详解】
第2s内的平均速度为
后2s内的平均速度为
故选A。
4.D
【详解】
AB.汽车在0~2s内和2s~3s内,速度变化分别为
加速度分别为
故A错误;B错误;
C.汽车在0~2s内和2s~3s内,位移大小分别为
故C错误;
D.汽车在0~2s内和2s~3s内,平均速度分别为
故D正确。
故选D。
5.A
【详解】
A.由图像可知,0~2s内的位移是2m,选项A正确;
B.0~3s内的位移也是2m,选项B错误;
C.0~2s内做匀速直线运动,选项C错误;
D.2~4s内物体静止,选项D错误。
故选A。
6.D
【详解】
A.由乙的v-t图像可知,乙的加速度为
A错误;
B.由甲的v-t图像可知,3s内甲位移大小为3m,B错误;
C.v-t图像中,图线的斜率的正负表示加速的方向,由于甲物体的v-t图像中图线斜率为正,而甲物体的v-t图像中图线斜率为负,故甲和乙的加速度方向不同,C错误;
D.由v-t图像可知,0-1s甲相对乙的位移大小为0.5m,D正确。
故选D。
7.D
【详解】
分析题意可知,加速时间为,最大速度为
故选D。
8.C
【详解】
根据匀变速直线运动位移和速度关系有
则B车加速度为
为了避免相撞,则临界条件为B减速到与A共速且刚运动到A车处,则有

解得

故A运动的距离为
故能见度应为
故选C。
9.A
【详解】
根据
可得
解得
a=1m/s2
第1.5s时刻的速度
根据
可得
v0=0.5m/s
故选A。
10.A
【详解】
设两平面交接处速率为v,根据速度-位移公式,可知在斜面上有
在水平面上,逆向看
代入数据解得
故选A。
11.ACD
【详解】
A.若2s后物体的速度仍向上,则有
负号表示方向沿斜面向下,
此时5s末速度
A正确;
B.2s内的位移
B错误;
C.若2s后速度方向向下,则有
负号说明加速度向下,
C正确;
D.若2s后速度方向向下,2s内的位移
2s内的平均速度
正号表示方向沿斜面向上,D正确。
故选ACD。
12.AC
【详解】
AC.匀速运动的速度为
设匀加速运动的初速度为v1,根据平均速度公式有
联立解得
v1=0
对匀加速运动,根据位移-时间公式有
解得
故AC正确;
B.设匀减速直线运动的末速度为v2,对匀减速直线运动,根据平均速度公式有
解得
匀减速直线运动的加速度大小
故B错误;
D.三个过程中的平均速度大小
故D错误。
故选AC。
13.BD
【详解】
A.由图可知,0~1
s内加速度均匀增加,物体做变加速直线运动,
A错误;
B.加速度图线与时间轴所围的面积表示速度的变化量,则1
s内速度变化量
由于初速度v0=1
m/s,故1
s末的速度为2
m/s,
B正确;
C.0~1
s内物体沿正向加速运动,1
s末后加速度反向,物体将沿原方向做减速运动,
C错误;
D.0~3
s内速度的变化量
则3
s末物体的速度为0,0~3
s内物体一直沿正方向运动,3
s末物体离出发点最远,
D正确。
故选BD。
14.BD
【详解】
A.由乙图可知,超声波在时间内通过位移为,则超声波的速度为
故A错误;
B.由乙图可知,超声波通过位移时,所用时间为,则超声波的速度为
故B正确;
CD.物体通过的位移为时,所用时间为
所以物体的速度为
故C错误、D正确。
故选BD。
15.2
4
3
3
15
0.4
【详解】
[1]由图像可知初速度为2
m/s;
[2]由图像可知末速度为4
m/s;
[3]由图像可知中间时刻的速度为3
m/s;
[4][5]速度时间图像面积表示位移,位移为
则平均速度为
[6]速度时间图像斜率表示加速度,故加速度为
16.24
-4
40m
【详解】
[1][2]根据匀变速直线运动规律有
对比,可知它的初速度为24m/s,加速度为-4m/s2。
[3]
前2s的位移
17.1.18
1.58
1.95
【详解】
(1)[1]相邻两滴水滴之间的时间间隔为T=0.2s;从滴水计时器第1滴水落地,到第5滴水落地的过程中,电动车的平均速度为
(2)[2]滴水计时器第4滴水落地时,电动车的瞬时速度等于3、5之间的平均速度,则
(3)[3]如果电动车启动过程可以看做匀加速直线运动,则电动车的加速度
18.(1)2m/s2,方向向上;(2)4m/s2,方向向下;(3)56m
【详解】
(1)由图像可知,0-4s内电梯的加速度为
则加速度的大小为2m/s2,方向向上。
(2)由图像可知,8-10s内电梯的加速度为
则加速度的大小为4m/s2,方向向下。
(3)由图像可知,电梯由底楼上升到顶楼的过程中的总位移为
19.(1)3.5
m/s,正方向;(2)3
m/s,正方向;(3)4.25
m,正方向
【详解】
(1)末速度
(2)内位移
火车在前内的平均速度
(3)内位移
所以第内的位移为
20.(1)5s;(2)50m
【详解】
(1)设汽车经时间t停止,由
0=v0﹣at

t=5s
(2)汽车在5s末停止运动,故汽车在8s内的位移等于汽车在5s内的位移,由公式

x=50m
21.(1)0.25m/s2;(2)两车是会相撞,将在40s距A起始点400m处;(3)能避免事故,两车最近时相距232m
【详解】
(1)设B车减速运动的加速度大小为a,有
0﹣vB2=﹣2ax1
代入数据解得
a=0.25
m/s2
(2)设B车减速t秒时两车的速度相同,有
vB﹣at=vA
解得
t=80s
在此过程中B车前进的位移为
xB=vBt﹣=1600m
A前进位移为
xA=vAt=800m
由于
800+600<1600m
故两车会相撞,设相撞时间为t0,则根据
vBt0﹣=600+vAt0
解得
t0=40s
此时A位移为
xA=vAt0=400m
(3)设B车减速t秒时两车的速度相同,有
vB﹣at=vA+a1(t﹣Δt)
代入数值解得
t=32s
在此过程中B车前进的位移为
xB=vBt′﹣at′2
代入数据解得
xB=832m
A车前进的位移为
xA=vAΔt+vA(t﹣Δt)+a1(t﹣Δt)2
代入数据解得
xA=464m

xA+x>xB
故不会发生撞车事故,此时
Δx=xA+x﹣xB=232
m