2.5 匀变速直线运动与汽车的安全行驶 新学期同步练习基础过关—2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册（word含答案）

第二章匀变速直线运动第五节匀变速直线运动与汽车的安全行驶动新学期同步练习基础过关2021_2022学年高一物理上学期（粤教版2019必修第一册）
练习
一、单选题，共10小题
1．高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是从识别区起点到自动栏杆的水平距离．某人驾驶汽车以5m/s的速度匀速进入ETC通道，ETC天线用了0.4s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是立即刹车，汽车刚好紧贴栏杆停下。已知司机的反应时间为0.3s，刹车时汽车的加速度大小为3m/s2，则该ETC通道的长度约为（　　）
A．3.5m
B．4.2m
C．6.5m
D．7.7m
2．我国的某新型潜航器在某次试航中，测试垂直急速下潜、上浮性能，水面舰艇上的测试员发现仪表上显示潜航器在某时刻的速度为负值，加速度也是负值并不断变化直到为零，则此过程中该潜航器的运动情况为（　　）
A．速度先增大后减小，直到加速度等于零为止
B．速度一直在增大，直到加速度等于零为止
C．位移先增大，后减小，直到加速度等于零为止
D．位移一直在增大，直到加速度为零为止
3．甲、乙两物体在同一直线上运动，它们的v－t图像如图所示。若时刻两物体相距，下列说法正确的是（　　）
A．若时刻两物体背向运动，则甲、乙两物体不可能相遇
B．若时刻两物体背向运动，则在时，甲、乙两物体相遇
C．若时刻两物体相向运动，则在前的时间内，甲、乙两物体无法相遇
D．若时刻两物体相向运动，则在前的时间内，甲、乙两物体相遇一次
4．高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离，总长为9.6m。某汽车以6m/s的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是紧急刹车，汽车恰好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.5s，则刹车的加速度大小为（　　）
A．5m/s2
B．4m/s2
C．3.75m/s2
D．3.25m/s2
5．一辆汽车遇到前方有障碍物开始刹车，刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为7m和5m。则下列分析正确的是（　　）
A．汽车开始刹车时的初速度为6m/s
B．刹车过程持续的时间为5s
C．刹车最后4m的初速度为2m/s
D．刹车后5s内的位移是16m
6．在某工地上一卡车正以10m/s的速度匀速行驶。某时刻开始刹车，刹车后第一个2s内的位移与最后一个2s内的位移之比为3：2，设卡车刹车后做匀减速直线运动，则刹车后4s内卡车通过的距离是（　　）
A．12.5m
B．12m
C．4m
D．2.5m
7．a、b两物体从同一位置沿同直线运动，它们的速度图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．a、b加速时，a的加速度大于b的加速度
B．20秒时，a、b两物体相距最远
C．60秒时，物体b追上物体a
D．40秒时，a、b两物体速度相等，相距900m
8．近期特斯拉电动车刹车问题成为媒体热点，为检测某新能源动力车的刹车性能，如图所示是一次在平直公路上实验时，某新能源动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像，下列说法正确的是（　　）
A．刹车过程经过6s时新能源动力车的位移为30m
B．刹车过程新能源动力车的加速度大小为5m/s2
C．刹车过程持续的时间为10s
D．新能源动力车的初速度为40m/s
9．以、两车在平直公路上行驶，车在车后，其图象如图所示，在时，两车间距为，在时间内，车的位移大小为，则（　　）
A．时间内车平均速度大小是车平均速度大小的2倍
B．若，、在时刻相遇
C．若，、在时刻相遇
D．若，则、在时刻相遇
10．在某个能见度较低的天气中，甲、乙两汽车在一条平直的单行道上同向行驶，甲在前、乙在后。某时刻两车司机均听到前方有事故发生的警笛提示声，同时开始刹车。两辆车刹车时的，图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．甲车的加速度大于乙车的加速度
B．时两车的速度均为
C．着若两车发生碰撞，开始刹车时两辆车的间距一定等于
D．若两车发生碰撞，则可能是在刹车24
s以后的某时刻发生相撞
二、填空题，共5小题
11．一辆速度为16m/s的汽车，从某时刻开始刹车，以2m/s2的加速度做匀减速运动，则2s后汽车的速度大小为___________m/s，经过10s后汽车离开刹车点的距离为___________m。
12．以36km/h的速度沿平直公路匀速行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第3秒内，汽车走过的位移为______
13．汽车以
5m/s
的速度在水平路面上匀速前进，紧急制动时以﹣2m/s2
的加速度在粗糙水平面上滑行，则在制动后
2s
末的速度___________m/s
，2s
内汽车通过的位移为___________m。
14．汽车做匀速直线运动的速度为10m/s，某时刻突然刹车，刹车后汽车的加速度大小为5m/s2，则刹车后3s内的位移为________m，刹车后第2s内的位移为________m。
15．汽车以20
m/s的速度做匀速直线运动，刹车后加速度大小是5m/s2，则刹车后6s的位移是___________。
三、解答题，共5小题
16．在平直的公路上有甲、乙两辆汽车，甲车以v甲=10m/s匀速行驶，当甲车在乙车前方x0=24m时，乙车从静止开始以加速度ɑ=2m/s2开始匀加速前进，求：
（1）乙车开始运动后多长时间可以追上甲车；
（2）乙车追上甲车前，何时两车相距最远，最远距离为多少。
17．一辆汽车在公路上以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。
18．为了追击交通肇事车辆，交警在各交通要道上布控。当肇事车辆经过某检查站时，警方示意停车，司机心存侥幸，高速闯卡。由于车速已很高，发动机工作早已达到最大功率状态，此车闯卡后在平直公路上的运动可近似看作匀速直线运动，它的位移可用式子来描述。肇事车辆过卡的同时，原来停在路边的大功率警车立即起动追赶。警车从起动到追上肇事车辆的运动可看作匀加速直线运动，其位移可用关系式来描述。（题中关系式涉及物理量均使用国际单位）追击过程中：
（1）运用图像简单说明警车追上肇事车辆之前，两者之间的最大距离；
（2）求警车追上肇事车辆时，警车运动的位移大小。
19．一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以12的速度匀速行驶的货车严重超载时，立即前去追赶，以2的加速度做匀加速运动，为确保安全，警车的行驶速度必须控制在72以内。问：
（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？
（2）警车发动后要多长时间才能追上货车？
20．一汽车停在小山坡底，突然司机发现山坡上距坡底60m处的泥石流以的初速度、的加速度匀加速倾泻而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动，司机从发现险情到发动汽车共用了2s，汽车启动后以恒定的加速度一直做匀加速直线运动，其过程简化为如图所示，求：
（1）泥石流到达坡底的时间和速度大小；
（2）试通过计算说明：汽车的加速度至少多大才能脱离危险？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【详解】
汽车在前0.4s＋0.3s内做匀速直线运动通过的位移
x1＝v0（t1＋t2）＝3.5m
随后汽车做匀减速运动通过的位移
x2＝＝m≈4.2m
所以该ETC通道的长度约为
L＝x1＋x2＝7.7m
故选D。
2．B
【详解】
AB．由于加速度的方向始终与速度方向相同，则速度一直在增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值，故B正确，A错误，；
CD．位移一直在增大，当加速度减小到零时，速度不再变化，但位移随时间继续增大，故C、D错误。
故选B。
3．C
【详解】
AB．若时刻两物体背向运动，在时，甲、乙两物体速度相同，相距为
此时甲、乙两物体不可能相遇，但是，由于此后乙物体的速度总大于甲物体的速度，因此再经过一段时间乙物体将追上甲物体，故选项A、B均错误；
CD．若时刻两物体相向运动，则在前的时间内，甲、乙两物体相互靠近了
即在前的时间内，甲、乙两物体无法相遇。故选项C正确，选项D错误。
故选C。
4．C
【详解】
汽车速度为
依题意，知汽车先匀速，后减速。根据匀变速运动的规律可得
解得刹车的加速度大小为
a=3.75m/s2
故选C。
5．D
【详解】
A．由得
由
得
故A错误；
B．汽车刹车时间
故B错误；
C．由，解得
故C错误；
D．刹车后5s内的位移为
故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
设刹车的加速度大小为a，则刹车后第一个2s内的位移
将刹车的逆过程看做是初速度为零的匀加速过程，则最后一个2s内的位移
由题意
解得
a=4m/s2
则刹车的时间
则刹车后4s内汽车通过的距离等于2.5s内通过的距离，则
故选A。
7．D
【详解】
A． a、b加速时，在相同时间内，b的速度变化量更大，所以b的斜率更大，所以b的加速度更大，故A错误；
BD．第40秒时，两物体速度相等，由图像可看出，此时位移差最大，所以相距最远，此时相距
故B错误，D正确；
C．由图像表示面积可得，60秒时a的位移是
b的位移是
所以a在b的前方，故C错误。
故选D。
8．B
【详解】
A．刹车过程中6
s内的位移等于4
s内的位移，则
故A错误；
B．根据
得图线斜率
可知
解得刹车过程中加速度的大小
故B正确；
C．刹车过程持续的时间
故C错误；
D．由题图可知，新能源动力车的初速度的平方
则
D错误；
故选B。
9．D
【详解】
A．时间内车平均速度大小和车平均速度大小分别为
可知二者平均速度为3倍的关系。故A错误；
BC．在时间内，车的位移大小为，则有
若，设、在时刻相遇，则有
解得
故BC错误；
D．若，设、在时刻相遇，则有
解得
故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．甲车的加速度大小
乙车的加速度大小
则甲车的加速度为小于乙车的加速度，A错误；
B．t=
24
s时，甲车的速度为
乙车的速度为
B正确；
C．0~24
s内，甲车的位移
乙车的位移
两者位移之差
若两车在时刻恰好不相撞.则开始刹车时两辆车的间距等于
，若两车在时刻之前相撞，则开始刹车时两辆车的间距小于，C错误；
D．若两车速度相等时没有相撞，则此后的过程，甲车的速度比乙车的大，因此两车不可能再相撞，D错误。
故选B。
11．12
64
【详解】
[1]汽车减速运动的初速度v０=16m/s，加速度为a=-2m/s2，则t1=2s后的速度为
[2]汽车实际运动的最大时间
则10s后汽车离开刹车点的距离
12．0.5m
【详解】
由题知v0=36km/h=10m/s，则刹车停止的时间为
刹车后第3秒内汽车走过的位移等于最后0.5s内的位移，即由逆向思维可得
13．1
6
【详解】
［1］汽车速度减为零的时间为
则
2s末的速度为
v=v0+at=5﹣2×2m/s=1m/s
［2］根据位移时间公式
14．10
2.5
【详解】
[1]汽车刹车的时间
刹车后3s内的位移等于2s内的位移
[2]由逆向思维可得，刹车后第2s内的位移为
15．40m
【详解】
[1]汽车刹车到停止所需的时间
所以6s内的位移等于前4s内的位移，则
16．（1）12s；（2）49m
【详解】
（1）设乙车开始运动后经过时间t可以追上甲车，追上甲车时辆车的位移关系为
x甲+x0=x乙
甲车匀速运动则
x甲=v甲t
乙车匀加速，则
解得
t=12s
或t=-2s（舍去）
（2）设乙车开始运动到辆车速度相等所用时间为t0，当甲、乙辆车的速度相等时辆车相距最远，即：
v甲=at0
解得
t0=5s
此时
x′甲=v甲t0
由位移关系得最远距离为
d=x′甲+x0-x′乙=49m
17．（1）5s；（2）50m
【详解】
（1）设汽车经时间t停止，由
0＝v0﹣at
得
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
得
x＝50m
18．（1）200m，说明见解析；（2）800m
【详解】
（1）根据待定系数法肇事车做匀速运动有
解得
v=40m/s
警车做初速度为零的匀加速度运动有
解得
作出v-t图如图所示
由图可知当警车和肇事车速度相等时，二者的距离最大，则有
解得
所以二者相距最远距离
（2）当警车追上肇事车时，二者的位移相等，有
即
解得
t=20s
此时警车的位移为
19．（1）36m；（2）12.5s
【详解】
(1)当经历时间t1时两车速度相等，此时距离最大，满足
解得
两车距离为
(2)警车速度达到20m/s所需时间为
此时两车的距离为
之后警车以最大速度行驶，再历时t3追上货车，满足
故警车发动后追上货车所需时间为
20．（1）10s，；（2）
【详解】
(1)设泥石流到达坡底的时间为，速度为，根据位移时间公式和速度时间公式有
代入数据得
(2)泥石流在水平地面上做匀速直线运动，故汽车的速度加速至，且两者在水平地面的位移刚好相等就安全了，设汽车加速时间为t，故有
联立各式代入数据解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页