第二章 匀变速直线运动的研究 综合测评卷(A卷)
一、单选题
1.如图所示,物体从O点由静止开始做匀加速直线运动,途经A、B、C三点,其中,。若物体通过和这两段位移的时间相等,则O、A两点之间的距离等于( )
A. B. C. D.
2.一质点做匀加速直线运动时,速度变化△v时发生位移x1,紧接着速度变化同样的△v时发生位移x2,则该质点的加速度为( )
A. B.
C. D.
3.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度-时间图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.0-t1段火箭的加速度小于t1-t2段火箭的加速度
B.在0-t2段火箭是上升的,在t2-t3段火箭是下落的
C.t2时刻火箭离地面最远
D.t3时刻火箭回到地面
4.在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是( )
A.根据速度定义式v=,当Δt非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,这里采用了极限法
B.在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了等效替代法
C.加速度的定义式a=,采用了比值定义法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
5.设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为x、所受合外力为F。现有四个不同物体的运动过程中某物理量与时间关系图象,如图所示,已知t=0时刻物体的速度均为零,则其中表示物体做单向直线运动的图象是( )
A. B.
C. D.
6.距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h,如图所示.小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时细线被轧断,最后两球同时落地.不计空气阻力,取重力加速度的大小g=10 m/s2.可求得h等于( )
A.1.25m B.2.25m C.3.75m D.4.75m
7.如图所示,光滑斜面上的四段距离相等,质点从O点由静止开始下滑,做匀加速直线运动,先后通过a、b、c、d,下列说法正确的是( )
A.质点由O到达各点的时间之比
B.质点通过各点的速率之比
C.质点通过各点的速率之比
D.在斜面上运动的平均速度等于
8.一质点沿直线Ox方向做加速运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系x=3+2t3(m),它的速度随时间变化的关系为v=6t2(m/s)。则该质点在t=2s时的瞬时速度和t=0到t=2s间的平均速度分别为( )
A.24m/s、8m/s B.8m/s、24m/s
C.24m/s、12m/s D.12m/s、24m/s
二、多选题
9.一小球在水平桌面上做匀减速直线运动,用照相机对着小球每隔拍照一次,得到一幅频闪照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示,已知照片与实物的比例为1:10,则( )
A.图中对应的小球在通过距离内的平均速度是
B.图中对应的小球在通过距离内的平均速度是
C.图中对应的小球通过位置处的瞬时速度是
D.图中对应的小球通过位置处的瞬时速度是
10.一物体以5 m/s的初速度在光滑斜面上向上运动,其加速度大小为2 m/s2,设斜面足够长,经过t时间物体位移的大小为4 m,则时间t可能为
A.1 s B.3 s C.4 s D.s
11.赛龙舟是端午节的传统活动。下列和图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有( )
A. B.
C. D.
12.小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了如图中1、2、3、4、5所示的小球在运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d。根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.位置1是小球释放的初始位置 B.小球做匀加速直线运动
C.小球下落的加速度为 D.小球在位置3的速度为
三、解答题
13.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。 (已知滴水计时器每30 s内共滴下91个小水滴)
(1)由 图(b)可知,小车在桌面上是______(填“从右向左”或“从左向右”)运动的;
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为______ m/s,加速度大小为______ m/s2。(结果均保留2位有效数字)
14.机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示,质量的汽车以的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线处,驾驶员发现小朋友排着长的队伍从斑马线一端开始通过,立即刹车,最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变,且忽略驾驶员反应时间。
(1)求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小;
(2)若路面宽,小朋友行走的速度,求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间;
(3)假设驾驶员以超速行驶,在距离斑马线处立即刹车,求汽车到斑马线时的速度。
15.2013年12月2日凌晨发射的嫦娥三号是中国第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车)。嫦娥三号软着陆完全要依靠自动控制,这一阶段地面测控基本已经“无能为力”。探测器从距月面处实施动力下降,相对速度将从逐渐减为0,月球重力加速度取,结果保留两位有效数字。
(1)若嫦娥三号软着陆过程可看成匀变速直线运动,求加速度的大小和方向;
(2)为了避免扰动月尘,嫦娥三号在距离月球5m左右的高度关闭反推力发动机,进行自由落体运动,嫦娥三号刚到月球时的速度最少是多少?
16.一辆长途客车正以v0=20m/s的速度匀速行驶,突然,司机看见车的正前方x=33m处有一只狗,如图甲所示,司机立即采取制动措施。若从司机看见狗开始计时(t=0),长途客车的速度—时间图像如图乙所示。
(1)求长途客车司机从发现狗至客车停止运动的这段时间内前进的距离(假设此过程狗静止不动)。
(2)求长途客车制动时的加速度。
(3)若狗以v=4m/s的速度与长途客车同向且同时(t=0)奔跑,狗会不会被撞
17.某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间是0.01s。量得照片中石子运动痕迹的长度为0.8,实际长度为100的窗框在照片中的长度为4.0。根据以上数据估算,这个石子大约是从距离窗户多高的地方落下的?g取10。
参考答案
1.C
【解析】设AB与BC的运动时间为T,由匀变速连续相邻相等时间内物体位移差公式
得
由中点时刻速度公式得
由
得
联立以上式子得
则
故选C。
2.A
【解析】发生所用的时间为
根据得
解得
故选A。
3.A
【解析】A.根据速度-时间图象的斜率等于加速度,斜率绝对值越大,加速度越大,由图象可知,段斜率小于段斜率,所以段火箭的加速度小于段火箭的加速度,故A正确;
BCD.从图象可知,在整个过程中火箭的速度一直为正值,说明火箭一直在上升,时刻火箭离地面最远,故BCD错误。
故选A。
4.B
【解析】A.根据速度定义式
v=
当Δt非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,这里采用了极限法,选项A正确,不符合题意;
B.在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了理想模型法,选项B错误,符合题意;
C.加速度的定义式
a=
采用了比值定义法,选项C正确,不符合题意;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,选项D正确,不符合题意。
故选B。
5.C
【解析】A.位移与时间图像,横轴以上位移为正,横轴以下位移为负,所以选项A为往复运动,A错误;
B.横轴以上速度为正横轴以下速度为负,也是往复运动,B错误;
C.在0-2s间,物体沿正方向做匀加速直线运动,2s-4s间物体沿正方向做匀减速直线运动,由可知在4s末物体速度减小到零,然后重复之前的运动,选项C为单向的直线运动,C正确;
D.0-1s间物体沿正方向做匀加速直线运动,1-2s间物体沿正方向做匀减速直线运动,到2s末速度减小到零,2s-3s间物体沿负方向做匀减速直线运动,所以选项D为往复运动,D错误。
故选C。
6.A
【解析】经过A点,将球自由卸下后,A球做平抛运动,则有
H=gt12
解得
小车从A点运动到B点的时间
因为两球同时落地,则细线被轧断后B处小球做自由落体运动的时间为
t3=t1-t2=1s-0.5s=0.5s
则
h=gt2=×10×0.52m=1.25m
故选A。
7.D
【解析】A.根据
解得
oa、ob、oc、od的距离之比为1:2:3:4,所以质点由O到达各点的时间之比为,A错误;
BC.根据
解得
oa、ob、oc、od的距离之比为1:2:3:4,所以质点通过各点的速率之比,BC错误;
D.初速度为0的匀加速直线运动中,在相等时间内通过的位移之比为1:3,可知a点是Od的中间时刻,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则有
D正确。
故选D。
8.A
【解析】该质点在t=2s时的瞬时速度为
质点在t=0到t=2s间的平均速度为
解得
A正确,BCD错误。
故选A。
9.AD
【解析】AB.照相机每隔拍照一次,所以图中对应的小球通过距离所用的时间,照片与实物的比例为1:10,所以图中8cm对应的实际距离为,则图中小球在通过8cm距离内的平均速度
A项正确,B项错误;
CD.图中对应小球做匀减速直线运动,其通过6cm位置处的瞬时速度可用图中小球通过这一段距离的平均速度表示,所以小球通过6cm位置处的瞬时速度
C项错误,D项正确.
故选AD.
10.ACD
【解析】当物体的位移为4m时,根据得,
解得
t1=1s
t2=4s。
当物体的位移为-4m时,根据得,
解得
.
A.1 s,与结论相符,选项A正确;
B.3 s,与结论不相符,选项B错误;
C.4 s,与结论相符,选项C正确;
D.s,与结论相符,选项D正确;
故选ACD。
11.BD
【解析】A.此图是速度图像,由图可知,甲的速度一直大于乙的速度,所以中途不可能出现甲乙船头并齐,故A错误;
B.此图是速度图像,由图可知,开始丙的速度大,后来甲的速度大,速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移,由图可以判断在中途甲、丙位移会相同,所以在中途甲丙船头会并齐,故B正确;
C.此图是位移图像,由图可知,丁一直运动在甲的前面,所以中途不可能出现甲丁船头并齐,故C错误;
D.此图是位移图像,交点表示相遇,所以甲戊在中途船头会齐,故D正确。
故选BD。
12.BCD
【解析】A.根据初速度为零的匀变速直线运动规律,连续相等时间位移之比为1:3:5…,A错误;
B.因为连续相等时间位移之差相等,所以小球做匀加速直线运动。B正确;
C.根据匀变速直线运动的规律得
解得
C正确;
D.小球在位置3的速度为
D正确。
故选BCD。
13.从右向左 0.38m/s 0.15m/s2
【解析】(1)[1]由于用手轻推一下小车,则小车做减速运动,根据桌面上连续6个水滴的位置,可知,小车从右向左做减速运动。
(2)[2]已知滴水计时器每30s内共滴下91个小水滴,那么各点时间间隔为
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有
[3]根据匀变速直线运动的推论公式
可以求出加速度,得
那么加速度的大小为 0.15 m/s2。
14.(1),;(2)20s;(3)
【解析】(1)根据平均速度
解得刹车时间
刹车加速度
根据牛顿第二定律
解得
(2)小朋友过时间
等待时间
(3)根据
解得
15.(1),方向与运动方向相反。(2)为
【解析】(1)由题意得:v0=1700m/s,v=0,x=15000m
根据v2 v02=2ax解得:
即嫦娥三号软着陆过程加速度的大小是96m/s2,方向与运动方向相反.
(2)由运动学公式 v2=2gh 得
16.(1)50m (2)5m/s2,方向与初速度方向相反 (3)会
【解析】(1)在v-t图象中,面积表示位移,所以客车司机从发现狗至停止运动的这段时间内前进:
x=v0(t1+t2)=×20×(0.5+4.5)m=50m
(2)由题图乙得
a==m/s2=-5m/s2
负号表示长途客车制动时的加速度方向与初速度方向相反;
(3)客车制动到与狗速度相同所用时间
客车位移
x1=vt1+=20×0.5m+m=48.4m
而狗通过的位移
x2=v(t1+t)=4×(0.5+3.2)m=14.8m
则
x2+33m=47.8m
因为x1>x2+33m,所以狗会被撞。
17.20m
【解析】石子在曝光时间内经的实际距离
石子在0.01s内的速度
因曝光时间很小,曝光时间内的平均速度近似等于瞬时速度,石子做自由落体运动,有
这个石子大约是从距离窗户20m高的地方落下的。