第二章《匀变速直线运动的研究》同步巩固提升卷-2021-2022学年人教版高一第一册物理
一、单选题
1.某汽车以5.0m/s的初速度在平直的公路上做匀变速直线运动,其加速度大小为,则第3s末时汽车的速度大小可能为( )
A.2.0m/s B.3.0m/s C.7.0m/s D.10m/s
2.如图所示,物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,途径A、B、C三点,其中A、B之间的距离l1=2m,B、C之间的距离l2=3m。若物体通过l1、l2这两段位移的时间相等,则O、A之间的距离l等于( )
A. B. C. D.
3.在2021年全国跳水冠军赛10米台的比赛中,张家齐和陈芋汐顺利夺冠。若将她们入水后向下的运动视为匀减速直线运动,该运动过程的时间为t。张家齐入水后第一个时间内的位移为x1,最后一个时间内的位移为x2,则=( )
A.3∶1 B.4∶1 C.7∶1 D.8∶1
4.一质点沿一条直线运动,其速度图象如图所示,则质点( )
A.在0~4t0时间内运动方向不改变
B.在0~4t0时间内加速度方向不改变
C.在0~t0与t0~4t0时间内位移的大小之比为1∶3
D.在0~t0与t0~4t0时间内加速度大小之比为8∶1
5.高空抛物是一种不文明行为,会带来很大的社会危害。某天,家住8楼的小华发现有一钢球从落地窗外坠落,调看家里视频监控发现钢球通过落地窗用时,已知落地窗高度为,每层楼高度为,试估算钢球从几楼抛出( )
A.7楼 B.10楼 C.15楼 D.20楼
6.如图所示,为汽车在平直公路上运动的图像,下列说法正确的是( )
A.汽车刹车经5s停下来
B.汽车以10m/s的速度做匀速直线运动
C.汽车运动的加速度大小为2m/s2
D.汽车从开始刹车到停下来运动了12.5m
7.甲、乙两辆玩具汽车在同一直线上,同时由同一位置向同一方向运动。它们的速度图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.开始阶段乙跑在甲的前面,2s后乙落在甲的后面
B.2s末乙追上甲,且甲、乙的速度相等
C.4s末追上甲
D.在追上前,2s末两物体相距最近
8.一辆列车由等长的车厢连接而成,车厢间的间隙忽略不计。一人站在站台上与第一节车厢的最前端相齐。列车由静止开始做匀加速直线运动,第一节车厢经过他的时间为2s,从第5节至第9节车厢通过他的时间为( )
A.2s B.3s C. D.4s
9.一个小球从高处水平抛出,抛出点跟落地点的水平距离为s。现将s分成三等分,则小球在水平方向上相继运动的时间内,其下落高度之比为( )
A. B. C. D.
10.一物体作匀加速直线运动,通过一段位移所用的时间为,紧接着通过下一段位移所用时间为。则物体运动的加速度为( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验,让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s内的位移是18 m,则( )
A.小球在2 s末的速度是8 m/s B.小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C.小球在第2 s内的位移是2 m D.小球在5 s内的位移是50 m
12.2021年7月河南新乡辉县因洪水全村被包围,多架直升机迅速空投物资,展开救援工作。直升机的速度一时间图像如图所示,则以下说法正确的是( )
A.0~时间内直升机的加速度减小
B.0~时间内直升机做的是往复运动
C.0~时间内的平均速度有可能小于~时间内的平均速度
D.0~时间内的位移有可能小于~时间内的的位移
13.A、B两物体同时同地同向出发,其运动的v-t图像和a-t图像如图甲、乙所示,已知在和两段时间内,A物体在v-t图像中的两段曲线形状相同,则有关A、B两物体的说法中,正确的为( )
A. B.物体A一直加速
C.时刻,A、B两物体第一次相遇 D.时刻,A、B两物体第一次相遇
14.一长为L的金属管从地面以的速率竖直上抛,管口正上方高处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度为g,不计空气阻力。关于该运动过程说法正确的是( )
A.小球穿过管所用时间为
B.若小球在管上升阶段穿过管,则
C.若小球在管下降阶段穿过管,则
D.小球不可能在管上升阶段穿过管
15.如图所示,光滑斜面上的Oa、ab、bc、cd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.质点通过各点的速率之比
B.质点由O到达各点经历的时间
C.在斜面上运动的平均速度
D.在斜面上运动的平均速度
三、实验题
16.用如图实所示实验装置可以测量重力加速度,经正确操作后得到一条纸带,在纸带上选择0、1、2、3、4、5、6七个测量点,相邻两测量点的时间间隔为0.04 s,测量出后面各测量点到0测量点的距离d,记入下表中,对这些数据进行处理后便可测得重力加速度值。
测量点 0 1 2 3 4 5 6
d/cm 0 1.20 4.16 8.60 14.50 21.90 30.85
时间t/s 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
/(m·s-1) 0 0.30 0.52 0.72 0.91 1.10 1.29
(1)甲同学的处理方法是:计算出1、5两点对应的速度v1、v5,然后由g=即得g值,则其中v5=___________m/s(结果保留三位有效数字)。
(2)乙同学的处理方法是:计算出的值(已记入表中),做出-t图像,由图像算得g值。请你按以下要求完成乙同学的处理过程。
①在提供的坐标纸上做出规范的-t图像。(_______)
②在图像上用符合“×”标出你用于计算g值所选择的点。(_______)
③根据图像求得g=___________m/s2(结果保留三位有效数字)。
(3)实验测得的g值,你认为应选___________(填“甲的值”或“乙的值”或“都可以”)。
17.某同学利用如图所示的装置探究小车速度随时间变化的规律。
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有___________和___________(填选项前的字母);
A.电压合适的交流电源 B.电压可调的直流电源
C.刻度尺 D.秒表
(2)如图是实验中打出的一段纸带,在打出的点中,从O点开始每5个打点间隔取1个计数点,分别记为A、B、C、D、E、F相邻计数点间的距离已在图中标出。已知打点计时器的打点周期为。打点计时器打下计数点C、D的这段时间内,小车的平均速度________。(结果保留三位有效数字)
(3)如果不要求很精确,可用这个平均速度粗略地表示打点计时器打下C点时小车的瞬时速度。用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对的要求是_______(选填“越大越好”或“越小越好”或“与大小无关”)。
(4)在实验中,利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是(______)
①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的图线不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线
②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远
③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律
④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
四、解答题
18.2021年共享电动车已经进入大街小巷,极大地方便了人们的出行,同时因为不同品牌的共享电动车的质量问题,需要关注电动车的安全性能。为了检验共享电动车的加速和刹车性能,某质检员分别在同一路面上做了某品牌共享电动车的匀加速和匀减速直线刹车检测,其中检验共享电动车的匀加速和匀减速刹车性能信息如下:以匀加速直线运动某一时刻开始计时,电动车第内的位移为,第内的位移为。以匀减速直线运动刹车过程中某一时刻开始计时,其中第内的位移为,第内的位移为,若刹车停下后,电动车不再运动。根据以上信息求:
(1)匀加速过程中的加速度大小;
(2)计算说明,匀减速刹车过程中题目中“某一时刻开始计时”后的第内是否已经停止运动?
(3)匀减速刹车过程中加速度的大小。
19.建筑工人在安装脚手架进行高空作业时,在距地面高处不慎掉下一个螺母,假设螺母由静止开始竖直下落,不计空气阻力。
(1)求螺母刚要碰到地面时的速度大小;
(2)若螺母下落到某窗户上沿的时间为,求该窗户上沿距地面的高度。
20.刑法修正案将醉酒驾驶定为犯罪,极大地遏制了酒后驾驶,大大降低了道路交通事故的发生率。酒后驾驶会导致许多安全隐患,因为酒精会使驾驶员的“反应时间”变长、“思考距离”变大,从而使“制动距离”变大。“反应时间”是指从驾驶员发现情况到采取制动经历的时间,“思考距离”是指从驾驶员发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离,“制动距离”是指从驾驶员发现情况到汽车停止运动的时间内汽车行驶的距离。已知某汽车以的速度行驶时,驾驶员的正常思考距离为,酒后的思考距离为,正常的制动距离为。假设该驾驶员正常和酒后制动时的加速度大小相同。
(1)求该驾驶员酒后反应时间比正常情况下长多少?
(2)求该汽车制动时的加速度大小为多少?
(3)若该驾驶员酒后驾驶,则制动距离为多少?
参考答案
1.A
【详解】
若加速度和初速度同向,则第3s末时汽车的速度大小为
方向与初速度方向相同;若加速度和初速度反向,则第3s末时汽车的速度大小为
方向与初速度方向相同。
故选A。
2.C
【详解】
设物体的加速度为a,通过l1、l2两段位移所用的时间均为T,则B点的速度为
vB= m/s
根据
解得
aT2=1m
所以O、A之间的距离
故选C。
3.C
【详解】
将运动员入水后的运动逆过来可看作初速度为零的匀加速直线运动,根据匀加速直线运动规律可知,连续相等的时间间隔内的位移之比为1∶3∶5∶7…,所以有
故选C。
4.B
【详解】
A.质点运动方向在t0时刻由正方向变为负方向,A错误;
B.速度—时间图象的斜率表示加速度,由题图可知,在0~4t0时间内加速度方向相同,B正确;
C.速度—时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,由题图可知,在0~t0时间内面积与t0~4t0时间内的面积之比为2∶3,C错误;
D.在0~t0时间内斜率大小与t0~4t0时间内的斜率大小之比为6∶1,因此加速度大小之比也为6∶1,D错误。
故选B。
5.C
【详解】
设钢球下落点距离小华家窗户上沿高度为h,则
解得
h≈19m
因为可知钢球从15楼抛出的,ABD错误,C正确。
故选C。
6.D
【详解】
ABC.根据匀变速直线运动位移时间公式
得到
由此可知,图像的斜率表示加速度的一半,即得
“”号表示加速度方向,加速度大小为,由图像可知,汽车开始刹车时的速度为
则从开始刹车至汽车停止所用时间为
故ABC错误;
D.从开始刹车至汽车停止,汽车的总位移
故D正确。
故选D。
7.C
【详解】
A.初始时,由图像可知甲的速度大于乙的速度,甲跑在乙的前面,2s后的一段时间内,甲仍在乙的前面,直到4s末两车相遇,A错误;
B.在v—t图像中,图线下面所围的面积表示位移,由图线的“面积”看出,在前2s这段时间内,甲的位移大于乙的位移,乙还没有追上甲,B错误;
C.两物体由同一地点向同一方向作直线运动,当位移相等时两物体相遇,由“面积”大小等于位移,可知4s末乙追上甲,C正确;
D.0 ~ 2s内,甲的速度大于乙的速度,甲跑在乙的前面,随着时间两者距离增大;2s后乙的速度大于甲的速度,甲仍在乙的前面,两者距离减小,所以在追上前,2s末两物体相距最远,D错误。
故选C。
8.A
【详解】
取车为参考系,把车的运动转化为人做匀加速直线运动。设每节车厢长为L,加速度为a,根据
可得人通过第一节车厢的时间
人通过前4节车厢的时间
通过前9节车厢的时间为
故所求的时间
故选A。
9.C
【详解】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,经过每一等份所需的时间之比为1:1:1,在竖直方向上做自由落体运动,在相等时间内的下落的高度之比为1:3:5。
故选C。
10.D
【详解】
物体通过第一段位移的中间时刻的速度为
通过下一段位移的中间时刻的速度为
则加速度
故选D。
11.AD
【详解】
A.由题意知第5 s内的位移是18 m,根据自由落体公式有
gt12-gt22=18
其中t1 = 5s,t2 = 4s,解得
g =4m/s2
所以2s末的速度
v =gt =8m/s
故A正确。
B.第5s内的平均速度
故B错误。
C.小球在第2s内的位移
故C错误。
D.小球在5s内的位移
故D正确。
故选AD。
12.AD
【详解】
A.图像的斜率等于物体的加速度,则知0~时间内编队做加速度减小的加速运动,A正确;
B.由图知该编队的速度一直为正,说明一直沿正向做单向直线运动,B错误;
C.由面积表示位移,可知0~时间内的位移大于匀加速运动的位移,其平均速度大于,在~时间内的位移小于匀减速运动的位移,则其平均速度小于,因此0~时间内的平均速度一定大于~时间内的平均速度,C错误;
D.由面积表示位移,可知~时间内的位移有可能大于0~时间内的位移,D正确。
故选AD。
13.ABD
【详解】
A.在甲图中可知,时间内速度变化量相同;因为a-t图线围成的面积表示速度的变化量,乙图中a-t图线围成的面积相等,所以,A正确;
B.时间内物体A的加速度方向与速度方向始终相同,物体A一直加速,B正确;
CD.时刻A、B两物体v-t图线围成的面积相等,即位移相等,二者第一次相遇,选项C错误,D正确。
故选ABD。
14.ABC
【详解】
A.两物体竖直方向加速度相同,所以小球相对管来说在做匀速直线运动,所以小球穿过管所用时间为
故A正确;
B.刚好在管上升最高点穿过管有
解得:
若小球在管上升阶段穿过管,则
故B正确.
C.若小球在管刚着地时穿管,有
解得
结合B分析可知小球在管下降阶段穿过管则
故C正确;
D.根据以上分析可知,故D错误。
故选ABC。
15.ABD
【详解】
AB.由速度与位移的关系公式得
解得
质点通过各点的速率之比
A正确;
B.根据
质点由O到达各点的时间之比为
即
B正确;
CD.在斜面上运动的平均速度为
又因时间中点的速度为全程的平均速度,而a点对应时间中点,因此有
C错误,D正确。
故选ABD。
16.2.04 9.62(9.59~9.65) 乙的值
【详解】
(1)根据中间时刻的速度等于平均速度可知
v5= = m/s=2.04 m/s。
(2)③由图线可求得斜率为
k==4.81
因为
=gt
即
=t
故
=4.81,g=9.62 m/s2
(3)运用图像法处理数据,可以减小实验的偶然误差,使数据处理的准确性得到提高,故应选乙的值。
17.A C 越小越好 B
【详解】
(1)[1][2]在下列仪器和器材中,还需要使用的有电压合适的交流电源,供打点计时器使用,还需要刻度尺,来测量各点的位移大小,从而算出各自速度大小,不需要直流电源和秒表,BD错误,AC正确。
故选AC。
(2)[3]根据平均速度等于位移与时间的比值,则有
(3)[4]当不知道小车是否做匀变速直线运动,若用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对的要求是越小越好,即
才使得平均速度接近瞬时速度。
(4)由于实验存在误差或错误,这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远,用倾斜直线进行连接,这条直线通过大部分的点,不再直线上的点两侧分布均匀,此条直线可表示小车运动的规律,①③错误,②正确;
直线通过大多数的点,与直线偏差较小的点可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点,则可能是实验中出现错误造成的,④正确,ACD错误,B正确。
故选B。
18.(1);(2)见解析;(3)
【详解】
(1)电动车匀加速运动的过程,由
其中
解得
(2)(3)设电动车刹车时的速度为,减速运动的加速度为,假设第4s内一直在运动,则
其中
联立知
且
可见假设不成立,即第4s内电动车已经停下,设电动车刹车所用时间为t,则
联立解得
19.(1);(2)
【详解】
(1)由运动学公式
代入数据解得
(2)设窗户上沿到螺母初始位置的距离为,则有
所以窗户上沿距地面的高度
20.(1)0.525s;(2)16m/s2;(3)86m
【详解】
(1)正常情况下的反应时间为
酒后的反应时间为
则驾驶员酒后反应时间比正常情况下长。
(2)汽车刹车的位移
根据速度位移公式得制动时加速度大小
(3)酒后的制动距离。
试卷第1页,共3页