2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系同步测试卷——2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(Word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测试卷——2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(Word含答案)
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文件大小 774.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-10-14 08:42:13

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文档简介

3匀变速直线运动的位移与时间的关系同步测试卷
一、单选题
1.如图所示,在下列表示物体运动规律的图象中,表示同一运动规律的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
2.在一平直路段检测某品牌汽车的运动性能时,以路段的起点作为x轴的原点,通过传感器发现汽车刹车后的坐标x与时间t的关系满足x=30t-5t2(m),下列说法正确的是(  )
A.汽车刹车过程的初速度大小为30 m/s,加速度大小为10 m/s2
B.汽车刹车过程的初速度大小为30 m/s,加速度大小为5 m/s2
C.汽车刹车过程的初速度大小为60 m/s,加速度大小为5 m/s2
D.汽车刹车过程的初速度大小为60 m/s,加速度大小为2.5 m/s2
3.如图所示为某物体在10s内运动的图象,它在这10s内的位移为(  )
A.等于60m B.等于40m C.等于48m D.等于54m
4.I、II两个物体从同地点出发做直线运动,速度一时间图象如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.在0~t3时间内,II物体的平均速度大小为
B.I物体在0~t2时间和在t2~t3时间内运动方向相反
C.t2时刻I物体和II物体相遇
D.t1~t3时间内I物体的平均速度大于II物体的平均速度
5.一物体做匀加速直线运动,它在第2s内的位移是6m,第4s内的位移是8m则该物体在前8s内的平均速度大小是 ( )
A.8.5m/s B.7.5m/s C.5m/s D.9.5m/s
6.今年7月,云南的大象火出了圈,而我们在野外自驾游也容易碰见野生动物突然从路边窜出的情况。如图,汽车以大小为的速度匀速行驶,突然一头小象冲上公路,由于受到惊吓,小象在同一车道立刻由静止以的加速度向前奔跑,此时小象距离汽车前方车头30m,司机立即刹车忽略司机的反应时间,汽车的加速度大小为,以司机开始刹车为计时起点。下列说法正确的是(  )
A.汽车第1s内的位移为8m B.汽车刹车后6s内的位移为24m
C.汽车一定不会与小象相撞 D.汽车最后1s内的位移为2m
7.如图所示为甲、乙两物体同时从同一地点做直线运动的v-t图像,则下列说法中正确的是(  )
A.4s末甲在乙前面
B.乙物体先向前运动2s,随后向后运动
C.在0~6s内,两物体相距最远的时刻是1s末
D.两物体两次相遇的时刻是2s末和6s末
二、多选题
8.、两车在平直公路上行驶,车在后车在前,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,、在时刻和时刻相遇2次
D.若,则、在时刻相遇
9.质点由静止开始做直线运动,加速度与时间关系如图所示,,则( )
A.质点一直向正向运动
B.质点在某个位置附近来回运动
C.在时间段内,质点在时刻的速度最大
D.在时间段内,质点在时刻回到原点
10.如图所示为一个质点做直线运动的v-t图像,则下列说法中正确的是( )
A.质点在0~5s内的位移为5m
B.质点在整个0~12s内的运动过程中,10~12s内的加速度最大
C.质点在10s末离出发点最远
D.质点在8~12s内的平均速度为4m/s
三、实验题
11.在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用交流电源的频率是,打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹,以此记录小车的运动情况.
()打点计时器的打点周期是_____.
()图为某次实验打出的一条纸带,其中、、、为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点迹).根据图中标出的数据可知,打点计时器在打出计数点时小车的速度大小为_____,小车做匀加速直线运动的加速度大小为______.(计算结果均保留位有效数字)
12.电火花计时器和电磁打点计时器都是一种______(选填“计时”或“测位移”)的仪器,如果电源的频率为50Hz,那么它们每隔______s打一次点,如图为某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中打出的纸带的一部分,其中A、B、C为三个计数点,已知此物体做匀变速直线运动,打点计时器使用50Hz交流电,测得AB=3.27cm、AC=8.00cm,则打B点时物体的速度为______m/s,物体的加速度为______m/s2。(保留三位有效数字)
四、解答题
13.如图所示为某城市平直的“绿波”快速通道,道路限速。A、B两个红绿灯路口的停车线1和停车线2之间相距,两个绿灯的持续时间均为,在A绿灯亮起后B绿灯再亮起。在A路口的停车线1后面停着一排汽车,第1辆汽车的车头恰好与停车线1平齐,后面相邻两车的车头间距均为。已知每辆汽车启动时的加速度均为,后一辆汽车在前一辆汽车启动后再启动。某时刻A绿灯亮起,第1辆汽车立即启动。()
(1)求第1辆汽车从停车线1出发加速到限速所需的时间和运动的距离;
(2)求A绿灯亮起后能通过停车线1的汽车数量;
(3)第1辆汽车先匀加速,然后一直匀速运动,能在B第一次绿灯期间顺利通过停车线2,求该汽车匀速行驶速度大小的范围。
14.信息化和智能化正在改变着人们的生活方式,无人驾驶也正在逐渐走入人们的生活,为保证无人驾驶的安全性,在行驶过程中汽车之间要不断的通过超声波或无线电波进行“会话”和“交流”如果在某实验公路上有前后两辆实验车,前车以v1=20m/s的速度匀速行驶,后车以v2=30m/s的速度匀速行驶,后车每秒向前车发出一个超声波脉冲信号,当两车相距L0=320m时后车恰好发出信号,并将此记为第一个,前车接收到信号后以a=2m/s2的加速度开始匀加速行驶,当速度与后车速度相等时开始匀速运动,声波在空气中的传播速度为vs=340m/s,求:
(1)当前车接收到第一个超声波信号时两车间的距离;
(2)试判断后车能否追上前车,若能,求追上时前车加速的时间,若不能,求两车间的最小距离;
(3)前车从接收到第一个超声波脉冲到接收到第七个超声波脉冲的时间间隔。(结果保留两位小数)
15.一汽车停在小山坡底,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?
3匀变速直线运动的位移与时间的关系同步测试卷参考答案
1.C
【详解】
试题分析:位移时间图像,斜率表示速度大小,由此可知甲图表示静止状态,乙图表示匀速直线运动,速度时间图像中,斜率表示加速度大小,由此可知丙图表示匀速直线运动,丁图表示匀加速直线运动,故选C
考点:考查运动图像的问题
点评:本题难度较小,对于运动图像问题首先应明确图像的类型,图像的斜率、截距、面积表示的物理意义
2.A
【详解】
根据汽车刹车后的坐标x与时间t的关系为
x=30t-5t2
对比匀变速直线运动的规律
可知汽车刹车过程的初速度大小为30 m/s,加速度大小为10 m/s2,BCD错误,A正确。
故选A。
3.B
【详解】
根据图像围成的面积表示位移,可得在这10s内的位移为
故选B。
4.D
【详解】
A.图象与坐标轴围成的面积表示位移,如图所示
由图象可知,在0~t3时间内,II在0-t3面积大,则平均速度大于,故A错误;
B.由图象可知,I物体在0~t2时间和在t2~t3时间内速度都为正,由速度方向不变,故B错误;
C.图象与坐标轴围成的面积表示位移,由图像可知,时间内I的位移更大,而两物体从同地点出发做直线运动,则t2时刻I物体和II物体不会相遇,故C错误;
D.图象与坐标轴围成的面积表示位移,由图像可知,t1~t3时间内I物体的位移大于II的位移,时间相同,则I物体的平均速度大于II物体的平均速度,故D正确。
故选D。
5.A
【详解】
根据匀变速直线运动的推论,,a=1m/s2,1.5s时的瞬时速度等于第二秒内的平均速度,为6m/s.
设零时刻的速度为v0,根据速度时间关系v=v0+at,代入数据得v0=4.5m/s
根据位移时间关系,,前8s内的位移x=68m
前8s内的平均速度大小m/s=8.5m/s,故A正确,BCD错误
故选:A
6.C
【详解】
A.跟速度-时间公式求汽车减速到0的时间为t,根据公式,即有
解得
汽车第1s内的位移为x,则有
A错误;
B.汽车运动的时间为5s,刹车后6s内的位移为前5s的位移为
B错误;
C.汽车刹车到速度为0的位移是25m小于汽车与小象开始的间距30m,故汽车一定不会与小象相撞,C正确;
D.最后1s看成初速度为0的反向匀加速运动,根据位移-时间公式最后1s的位移为
D错误。
故选C。
7.D
【详解】
A. 速度图线与坐标轴围成图形的面积表示位移,4s末乙的位移大于甲,因此乙在甲前面,选项A错误;
B. 乙物体速度在2s前后都大于零,方向没有发生变化,选项B错误;
C.4s末两物体相距的距离等于2~4之间上面三角形的面积,可知4s末二者的距离最大,相距最远,选项C错误;
D.根据速度图线与坐标轴围成图形的面积表示位移,可知,0-2s内两个物体通过的位移相等,两者又是从同一地点出发的,故2s末时二者相遇,同理可知6s末二者又相遇,选项D正确。
故选D。
8.CD
【详解】
A.时间内由平均速度公式可得
所以车平均速度大小是车平均速度大小的3倍,故A错误;
BC.由面积法可知
由图可知、两车加速度大小相等
假设时刻,两车相遇,由位移关系可知
故B错误,C正确;
D.若,由位移关系可得
故D正确。
故选CD。
9.AC
【详解】
根据a-t图像可知,时间内向正方向匀加速,t1-t2时间内向正方向匀减速且恰好在时刻减为,则质点一直向正向运动,且质点在时刻的速度最大,则AC正确,BD错误。故选AC。
点睛:本题考查了加速度的图象,会根据图象分析质点的运动情况.要注意加速度的正负不代表速度的正负,图象与时间轴所围的面积表示速度变化量.
10.AB
【详解】
A.v-t图像包围的面积表示物体的位移,在0~5s时间内,质点的位移为
故A正确.
B.质点在整个0~12s内的运动过程中,10s~12s内图线的斜率绝对值最大,则加速度最大,故B正确.
C.质点在11s末图线与时间轴围成的面积最大,则11s末距离出发点最远,故C错误.
D.质点在8s~12s内的位移与8~10s内的位移相等,则
则平均速度为
故D错误.
11.() () ()
【解析】
()打点周期为.
()根据匀变速直线运动过程中中间时刻速度等于该段过程中的平均速度可得:.
()利用逐差公式可得:.
【点睛】做分析匀变速直线运动情况时,其两个推论能使我们更为方便解决问题,一、在相等时间内走过的位移差是一个定值,即,二、在选定的某一过程中,中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度.
12.计时 0.02 0.400 1.46
【详解】
[1][2] 电火花计时器和电磁打点计时器都是一种计时的仪器,如果电源的频率为50Hz,那么它们每隔打一次点。
[3][4] 打B点时物体的速度为
物体的加速度为
13.(1),;(2)8辆;(3)
【详解】
(1)设第1辆汽车加速到限速所需时间为t,运动距离为x,则
(2)设A绿灯亮起后能通过停车线1的汽车数量为n,则
且满足
解得
(取整数)
在A绿灯亮起后能通过停车线1的汽车数量为8辆
(2)设第1辆汽车匀速速度为时,在B绿灯刚亮起时到达停车线2,则
解得
设汽车匀速速度为时,在B绿灯刚结束时到达停车线2,则
解得
故第1辆汽车匀速行驶时的速度范围
14.(1)310m;(2)不能追上,两车间的最小距离为285m;(3)5.92s
【详解】
(1)设经过时间t1前车接收到第一个超声波,则
(vs-v1)t1=L0
解得
t1=1s
两车距离
L′=L0-(v2t1-v1t1)=310m
(2)设从加速到两车速度相等用时为t2,则有
v1+at2=v2
解得
t2=5s
此时后车的位移
L2=v2t2=150m
前车的位移
L1=v1t2+=125m
两车间的最小距离
L=L′+L1-L2=285m
故不能追上前车
(3)根据前面分析可知,当前车接收到第一个脉冲信号开始加速时,后车恰好发出第二个,第七个超声波脉冲信号发出时前车恰好匀速,此时两车相距285m。设第七个超声波脉冲信号从发出到前车接收到用时为t3,则
vst3-v2t3=L
解得
t3≈0.92s
前车从接收到第一个到接收到第七个用时
t=5+t3=5.92s
15.(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
试卷第1页,共3页