第二章 匀变速直线运动的研究 期末复习卷
一、单选题
1.在学习物理知识的同时,还应当注意学习物理学研究问题的思想和方法,从一定意义上说,后一点甚至更重要.伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍然具有重要意义.请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程,判定下列哪个过程是伽利略的探究过程( )
A.猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
B.问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
C.问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
D.猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
2.物体在A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点后改为做匀减速直线运动,最后停在C点.已知物体运动的总路程为32m,所用的总时间为10s,报据上述条件( )
A.可求出A、B间的距离 B.可求出B、C间的距离
C.可求出物体在B点的瞬时速度 D.可求出物体加速和减速时的加速度
3.滑板爱好者由静止开始沿一斜坡匀加速下滑,经过斜坡中点时的速度为v,则到达斜坡底端时的速度为
A.v B.v
C.2v D.v
4.如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s-t图象,下列说法中不正确的是( )
A.甲启动的时刻比乙早t1 s B.当t=t2s时,两物体相遇
C.当t=t2s时,两物体相距最远 D.当t=t3s时,两物体相距s1m
5.完全相同的三块木板并排固定在水平面上,一颗子弹以速度v水平射入,若子弹在木块中做匀减速直线运动,且穿过第三块木块后子弹速度恰好为零,则子弹依次刚射入每块木块时的速度之比和穿过每块木块所用的时间之比正确的是( )
A.v1:v2:v3=3:2:1 B.v1:v2:v3= ::1
C.t1:t2:t3= ::1 D.t1:t2:t3= 1::
6.如图所示是一质点做直线运动的v-t图象,据此图象可以得到的正确结论是
A.质点在第1 s末停止运动
B.质点在第1 s末改变运动方向
C.质点在第2 s内做匀减速运动
D.质点在前2 s内的位移为零
7.两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的.由图可知( )
A.在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同
B.在时刻t3两木块速度相同
C.在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同
D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同
8.甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动.质点甲做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,质点乙做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零后保持静止.甲、乙两质点在运动过程中的x-v(位置—速度)图象如图所示,虚线与对应的坐标轴垂直,则( )
A.在x-v图象中,图线a表示质点甲的运动,质点乙的初速度v0=12 m/s
B.质点甲的加速度大小a1=2 m/s2
C.质点乙的加速度大小a2=2 m/s2
D.图线a、b的交点表示两质点同时到达同一位置
二、多选题
9.如图1,甲乙两辆汽车沿同一公路行驶,甲乙速度时间图象如图2所示,t=0时刻甲乙两车相距S0,假设两车相遇时会错车而过,不会相撞,并且两车从运动到停止,甲的位移大于乙的位移,则关于两车运动的叙述正确的是( )
A.若甲车在前,甲乙两车一定相遇一次
B.若甲车在前,甲乙两车一定不相遇
C.若乙车在前,且在t1时刻前甲车追上乙车,则甲乙两车可能相遇两次
D.若乙车在前,且恰在t1时甲车追上乙车,则甲乙两车相遇一次
10.跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面某一高度静止于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,展伞后运动员以5m/s2的加速度匀减速下降.则在运动员减速下降的任一秒内( )
A.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s
B.这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍
C.这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/s
D.这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s
11.一质点在连续的6s内做匀加速直线运动,在第一个2s内位移为12m,最后一个2s内位移为36m,下面说法正确的是( )
A.质点的加速度大小是3m/s2 B.质点在第2个2s内的平均速度大小是12m/s
C.质点第2s末的速度大小是12m/s D.质点在第1s内的位移大小是6m
12.如图所示,水平线OO′在某竖直平面内,距地面高度为h,一条长为l(l<h)的轻绳两端分别系小球A和B,小球A在水平线OO′上,竖直向上的外力作用在A上,A和B都处于静止状态.现从OO′上另一点静止释放小球1,当小球1下落至与小球B等高位置时,从OO′上静止释放小球A和小球2,小球2在小球1的正上方( )
A.小球1将与小球B同时落地
B.h越大,小球A与小球B的落地时间差越小
C.在小球B下落过程中,轻绳对B的拉力竖直向上
D.在小球1落地前,小球1与2之间的距离越来越大
三、填空题
13.一个物体从距地面125m高处自由下落,若空气阻力不计,则这个物体到达地面时的速度大小为______m/s;在下落过程中的平均速度是________m/s。(g=10 m/s2)
14.下图表示某物体的v - t图象,从图象可知OA 段的加速度是_____m/s2;AB 段的加速度是______m/s2;BC段的加速度是_______m/s2;CD 段的加速度是__________m/s2;物体在0-10s内的平均速度是__________m/s;位移是__________m.
四、解答题
15.小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时,由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材:
(1)下列哪些器材是多余的:_________
①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板
(2)为达到实验目的,还需要的器材是:_________
(3)在该实验中,下列说法中正确的是_________
A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端
B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车
D.牵引小车的钩码个数越多越好
(4)如图所示,是做实验得到的一条纸带.打点计时器电源频率为50Hz,A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,根据纸带,回答下列问题:
①相邻两个点之间的时间间隔为_______s
②点F由于不清晰而未画出,试根据纸带上的数据,推测EF点的距离为______cm
③打D点时纸带运动的速度vD=__________m/s
④利用已经测出的四段长度,可得纸带运动的加速度a=__________m/s2
16.甲、乙两辆车在同一直轨道上向右匀速行驶,甲车的速度为v1=16 m/s,乙车的速度为v2=12 m/s,乙车在甲车的前面.当两车相距L=6 m时,两车同时开始刹车,从此时开始计时,甲车以a1=2 m/s2的加速度刹车,6 s后立即改做匀速运动,乙车刹车的加速度为a2=1 m/s2.求:
(1)从两车刹车开始计时,甲车第一次追上乙车的时间;
(2)两车相遇的次数;
(3)两车速度相等的时间.
17.近几年,国家取消了7座及以下小车在部分法定长假期间的高速公路收费,给自驾出行带来了很大的实惠,但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力,因此交管部门规定,上述车辆通过收费站口时,在专用车道上可以不停车拿(交)卡而直接减速通过.若某车减速前的速度为v0=72 km/h,靠近站口时以大小为a1=5 m/s2的加速度匀减速,通过收费站口时的速度为vt=28.8 km/h,然后立即以a2=4 m/s2的加速度加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道).试问:
(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速?
(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,运动的时间是多少?
(3)在(1)(2)问题中,该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少?
18.酒后驾车严重威胁公共交通安全.若将驾驶员从视觉感知前方危险到汽车开始制动的时间称为反应时间,将反应时间和制动时间内汽车行驶的总距离称为感知制动距离.科学研究发现,反应时间和感知制动距离在驾驶员饮酒前后会发生明显变化.一驾驶员正常驾车和酒后驾车时,感知前方危险后汽车运动的v-t图线分别如图甲、乙所示.求:
(1)正常驾驶时的感知制动距离x.
(2)酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加的距离Δx.
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C
【解析】伽利略在研究物体下落规律时,首先是提出问题即对亚里士多德的观点提出疑问,然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动,而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的,接着进行了实验,伽利略对实验结果进行数学推理,然后进行合理的外推得出结论,故伽利略的探究过程是问题-猜想-数学推理-实验验证-合理外推-得出结论,故C正确.
2.C
【解析】如果求A、B间的距离和B、C间的距离,必须知道物体在段和段上运动的时间或加速度,本题没有给出这两个条件中的任何一个,所以无法求得A、B间和B、C间的距离.利用匀变速直线运动的平均速度计算式:
由题意可知:
则物体在B点的瞬时速度:
代入数据得.因为不知道物体加速和减速运动的时间,故无法求出加速度.
A.描述与分析不符,故A错误.
B.描述与分析不符,故B错误.
C.描述与分析相符,故C正确.
D.描述与分析不符,故D错误.
3.A
【解析】设斜面长为L,对前半程,有:
对运动的全程,有:
v′2=2aL
联立解得:
v′=v
A. v,与结论相符,选项A正确;
B. v,与结论不相符,选项B错误;
C. 2v,与结论不相符,选项C错误;
D. v,与结论不相符,选项D错误.
4.C
【解析】A.由图象可以看出,乙在时刻才开始运动,所以乙启动的时刻比甲迟,A正确,不符合题意;
BC.当时,两物体的位置相同,即两物体相遇,不是相距最远,B不符合题意,C符合题意;
D.当时,甲的位移为零,乙的位移为,所以当时,两物体相距,D不符合题意.
5.B
【解析】AB.采用逆向思维,子弹做初速度为零的匀加速直线运动,根据知,从开始到经过第3个木块,第2个木块、第1个木块所经历的位移之比为1:2:3,则射入第3个木块、第2个木块、第1个木块的速度之比为,所以子弹依次刚射入每块木块时的速度之比::::1,A错误B正确.
CD.因为初速度为零的匀加速直线运动,在相等位移内所用的时间之比为1:,则子弹通过每块木块所用的时间之比为,CD错误.
6.C
【解析】A. 质点在第1 s前后速度不为零,故没有停止运动,故A错误.
B. 质点在第1 s前后速度均为正方向,没有改变速度方向,故B错误.
C.根据图像可知,质点在第2 s内做匀减速运动,故C正确.
D.图像的面积代表位移,前2s面积不是零,故位移不为零,故D错误.
7.C
【解析】A. 下面物体做匀速运动,上面物体做匀加速运动,不可能出现两个速度相等的时刻,故A错误.
BCD. 匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,知t3时刻上面木块的速度,t4时刻上面木块的速度,下面的物体做匀速直线运动,运动的速度,则在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同.故BD错误C正确;
8.B
【解析】A. 根据图象可知,a图象的速度随位移增大而增大,b图象的速度随位移增大而减小,所以图象a表示质点甲的运动,当x=0时,乙的速度为6m/s,即质点乙的初速度v0=6m/s,故A项与题意不相符;
BC. 设质点乙、甲先后通过x=6m处时的速度均为v,对质点甲
对质点乙
联立解得:
当质点甲的速度v1=8m/s、质点乙的速度v2=2m/s时,两质点通过相同的位移均为x'
对质点甲
对质点乙
联立解得:
综合解得:
故B项与题意相符,C项与题意不相符;
D. 图线a、b的交点表示两质点先后通过x=6m时速度相同,都是6m/s,故D项与题意不相符.
9.BCD
【解析】AB.若甲车在前,乙车在后,在速度相等之前,甲车的速度大于乙车的速度,则两车的距离逐渐增大,速度相等后,两车之间的距离逐渐减小,但两车从运动到停止甲的位移大于乙的位移则两车不能相遇;故A错误,B正确.
C.若乙车在前,速度相等前,甲车的速度大于乙车的速度,两车之间的距离逐渐减小,若在t1时刻前甲车追上乙车,然后甲车在前面,速度相等后距离逐渐减小,可能乙车再次追上甲车,则甲乙两车可能相遇两次;故C正确.
D.若乙车在前,且恰在t1时甲车追上乙车,速度相等后,乙车的速度大于甲车,则乙车在前,甲车在后,两者不会再相遇;故D正确.
10.AD
【解析】打开伞后运动员以5m/s2的加速度匀减速下降,知在减速下降任意1s内,速度减少5m/s,这一秒末的速度比前一秒末的速度少5m/s,比前一秒初的速度少10m/s.
A. 这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s.与结论相符,故A正确;
B. 这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍.与结论不符,故B错误;
C. 这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/s.与结论不符,故C错误;
D. 这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s.与结论相符,故D正确.
11.AB
【解析】A.设第一个2s内的位移为x1,第三个2s内,即最后1个2s内的位移为x3,根据
得
故A正确;
B.根据得
解得:
则第2个2s内的平均速度大小为
故B正确;
C.质点在第2s末的速度即为前4s的平均速度大小,则有
故C错误;
D.在第2s内反向看为匀减速运动则
故D错误.
12.BD
【解析】A.设小球1下落到与B等高的位置时的速度为v,设小球1还需要经过时间t1落地,则:
,
设B运动的时间为t2,则:
,
比较以上两个式子可知,
,
故A错误;
B.设A运动时间为t3,则:
可得:
可知l是一个定值时,h越大,则小球A与小球B的落地时间差越小.故B正确;
C.小球A与B都做自由落体运动,所以二者之间的轻绳没有作用力.故C错误;
D.1与2两球的距离:
,
可见,两球间的距离随时间的推移,越来越大;故D错误;
13.50 25
【解析】自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动;落到地面所用的时间
到达地面的速度
v=gt=10×5m/s=50m/s
下落过程中的平均速度大小
14.1 0 -2 -0.5 2.8 28
【解析】斜率表示物体的加速度;图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移.
OA段的加速度:
AB段的加速度:
BC段的加速度:
CD段的加速度:
0-10 s内的位移等于梯形OABC的面积:
故0-10 s内的平均速度:
;
15.②⑧ 刻度尺 BC 0.02 s 1.30cm 0.50m/s 5.0m/s2
【解析】(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,所需的实验步骤:①木板平放,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定,连接好电路,(此处所需的仪器有①③⑨)②穿纸带;挂钩码,(此处所需的仪器有④⑤⑦)③先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源,(此处所需的仪器有⑥)④换纸带,加钩码,再做二次.⑤处理纸带,解出某位置的速度和运动过程的加速度.由实验步骤可以看出②⑧是不需要的.
(2)处理纸带时需要刻度尺测量距离.
(3) A.打点计时器应固定在长木板上,且远离滑轮一端,故A错误;
B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端,故B正确;
C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,故C正确。
D.牵引小车的钩码个数适当,并非越多越好,太多打点密集,故D错误。
(4)①频率
,
②根据公式可知,代入数据得
③根据公式
④根据公式
16.(1)2s(2)3(3)8s
【解析】(1)设从两车刹车开始计时,甲车第一次追上乙车的时间为t1;
v1t1-a1t12=v2t1-a2t12+6
解得:
t1=2s
(2)当t2=6 s时,甲车的速度为
v1′=v1-a1t2=4 m/s
乙车的速度为
v2′=v2-a2t2=6 m/s
甲车的速度小于乙车的速度,但乙车做减速运动,设再经Δt甲追上乙,有
v1′Δt=v2′Δt-a2Δt2
解得
Δt=4 s
此时乙仍在做减速运动,此解成立
综合以上分析知,甲、乙两车共相遇3次.
(3)第一次速度相等的时间为t3,有
v1-a1t3=v2-a2t3
解得
t3=4 s
甲车匀速运动的速度为4 m/s,
第二次速度相等的时间为t4,有
v1′=v2-a2t4
解得
t4=8 s
17.(1)33.6 m (2)5.4 s (3)1.62 s
【解析】设该车初速度方向为正方向,vt=28.8 km/h=8 m/s,v0=72 km/h=20 m/s,a1=-5 m/s2.
(1)该车进入站口前做匀减速直线运动,设距离收费站x1处开始制动,则:由
vt2-v02=2a1x1
解得:
x1=33.6 m.
(2)该车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段,前后两段位移分别为x1和x2,时间为t1和t2,则减速阶段:
vt=v0+a1t1,
得
t1==2.4 s
加速阶段:
t2==3 s
则加速和减速的总时间:
t=t1+t2=5.4 s.
(3)在加速阶段:
x2=t2=42 m
则总位移:
x=x1+x2=75.6 m
若不减速所需要时间:
t′==3.78 s
车因减速和加速过站而耽误的时间:
Δt=t-t′=1.62 s.
18.(1)75m (2)30m
【解析】(1)设驾驶员饮酒前、后的反应时间分别为t1、t2,由图线可得t1=0.5s,t2=1.5s;汽车减速时间为t3=4.0s,初速度v0=30m/s,由图线:
x=v0t1+t3
得:
x=75m
(2)由图像可知,酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加的距离
Δx=v0(t2-t1)=30×(1.5-0.5)m=30m