人教版高中物理必修一 第2章 第1-3节 综合拔高 (Word版含答案)

人教版高中物理必修一 第2章 第1-3节 综合拔高
一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 如图所示，竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为 ，升降机运行的最大速度为 ，加速度大小不超过 。假定升降机到井口的速度为 ，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是
A. B. C. D.
2. 在交警处理某次交通事故时，通过监控仪器扫描，输入计算机后得到该汽车在水平面上刹车过程中的位移随时间变化的规律为 （ 的单位是 ， 的单位是 ）。则该汽车在路面上留下的刹车痕迹长度为
A. B. C. D.
3. 高速公路的 电子收费系统如图所示， 通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以 的速度匀速进入识别区， 天线用了 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，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为 ，刹车的加速度大小为 ，则该 通道的长度约为
A. B. C. D.
4. 几个水球可以挡住子弹 实验证实： 个水球就足够了！ 个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，如图所示，子弹（可视为质点）在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好穿出第 个水球，则以下说法正确的是
A. 子弹在每个水球中速度变化相同
B. 由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间
C. 由题干信息可以确定子弹在每个水球中运动的时间相同
D. 子弹穿出第 个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
二、双项选择题（共4小题；共16分）
5. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置 随时间 的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 在 时刻两车速度相等
B. 从 到 时间内，两车走过的路程相等
C. 从 到 时间内，两车走过的路程相等
D. 在 到 时间内的某时刻，两车速度相等
6. 甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度 时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在 时刻并排行驶。下列说法正确的是
A. 两车在 时刻也并排行驶 B. 在 时刻甲车在后，乙车在前
C. 甲车的加速度大小先增大后减小 D. 乙车的加速度大小先减小后增大
7. 冰壶（ ），又称掷冰壶、冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，属冬奥会比赛项目，并设有冰壶世锦赛。中国女子冰壶队于 年成立，在 年的女子冰壶世锦赛上战胜诸多劲旅夺冠，已成长为冰壶领域的新生力军。在某次比赛中，冰壶被投出后，如果做匀减速直线运动，用时 停止，最后 内位移大小为 ，则下面说法正确的是
A. 冰壶的加速度大小是 B. 冰壶的加速度大小是
C. 冰壶第 内的位移大小是 D. 冰壶的初速度大小是
8. 物体甲的位置 随时间 的变化关系和物体乙的 图象分别如图所示，则这两物体的运动情况是
A. 甲在整个 时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为
B. 甲在整个 时间内有来回运动，它通过的总位移为零
C. 乙在整个 时间内有来回运动，它通过的总位移为零
D. 乙在整个 时间内运动方向一直不变，平均速率为
三、解答题（共1小题；共13分）
9. 曲和直本来是相互对立的两种事物，但在无限次的分割之后，则可以用直线代替曲线，这说明相互对立的事物在一定的条件下也可以相互统一。在长度极短的情况下可以用直线代替曲线——以直代曲，那也就可以在时间极短的情况下将变速运动看作是匀速运动——以恒代变，用这种方法求出各小段的位移，然后加起来就是变速运动的总位移。
一次课上，老师拿来了小明同学“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度 ”一行是小明同学用某种方法（方法不详）得到的小车在 、 、 、 、 、 几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置 到位置 的位移
为了计算的方便，我们考虑这样一个简化的问题：一个做匀变速直线运动的物体的初速度为 ，加速度为 ，则其 内的位移是多少 试通过逐步分割以至于无限趋近的思路加以分析。
四、实验题（共2小题；共8分）
10. 某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为 ，纸带上标出的每两个相邻点之间还有 个打出的点未画出。在 、 、 、 、 五个点中，打点计时器最先打出的是 点。在打出 点时物块的速度大小为 （保留 位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 （保留 位有效数字）。
11. 某同学研究在固定斜面上运动的物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。
实验步骤如下：
①如图（），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 ；
③用 表示挡光片沿运动方向的长度 如图（）所示 ， 表示滑块在挡光片遮住光线的 时间内的平均速度大小，求出 ；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出 图，如图（）所示。
完成下列填空：
（1）用 表示滑块下滑的加速度大小，用 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 与 、 和 的关系式为 。
（2）由图（）可求得， ， 。（结果保留 位有效数字）
答案
第一部分
1. C
【解析】升降机以最大加速度运行，且先匀加速至最大速度，后匀速运动，最后匀减速至速度为零的过程时间最短。升降机先加速上升，加速上升距离为 ，加速时间为 ；减速距离 ，减速时间 ，故中间匀速阶段 ，匀速时间 。所以 ，C正确。
2. B
【解析】根据 可知，该汽车的初速度 ，加速度 。刹车时间 。刹车后做匀减速运动的位移为刹车痕迹长度，根据 得 。B正确。
3. D
【解析】，汽车在前 内做匀速直线运动，位移为：；随后汽车做减速运动，位移为：；所以该 通道的长度为：。
4. D
【解析】设水球的直径为 ，子弹运动的过程为匀减速直线运动，直到末速度为零。我们可以应用逆过程，相当于子弹做初速度为零的匀加速直线运动，因为通过最后 个、最后 个、以及后 个、全部 个的位移分别为 、 、 和 ，根据 知，时间之比为 ，所以子弹在每个水球中运动的时间不同。
由以上的分析可知，子弹依次穿过 个水球的时间之比为：；由题干信息不可以确定子弹穿过每个水球的时间，故B、C错误；
子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，则受力是相同的，所以加速度相同，由 可知，运动的时间不同，则速度的变化量不同，故A错误；
由以上的分析可知，子弹穿过前 个水球的时间与穿过第 个水球的时间是相等的，由匀变速直线运动的规律可知，子弹穿出第 个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等，故D正确。
第二部分
5. C， D
【解析】在位置 时间图象中，图线的斜率表示物体运动的速度，在 时刻，两图线的斜率关系为 ，两车速度不相等；在 到 时间内，存在某一时刻甲图线的切线与乙图线平行，如图所示，该时刻两车速度相等，选项A错误、D正确。从 到 时间内，乙车走过的路程为 ，甲车走过的路程小于 ，选项B错误。从 到 时间内，两车走过的路程都为 ，选项C正确。
6. B， D
【解析】 图线与时间轴包围的面积表示车运动的位移， 时刻两车并排行驶，故 时刻甲车在后，乙车在前，所以A错，B对。 图线上各点切线的斜率表示瞬时加速度，由此可知，C错，D对。
7. B， C
【解析】整个过程的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，最后 内的位移为 ，根据位移时间公式：，代入数据解得：，故B正确，A错误；
根据速度公式得初速度为：，则冰壶第 内的位移大小为：，故C正确，D错误。
8. A， C
【解析】由题图可知，甲在整个 时间内一直沿正向运动，运动方向一直不变，做匀速直线运动，通过的总位移大小为 ，故A正确，B错误。乙在 内沿负向做匀减速直线运动，位移为：； 后沿正向做匀加速直线运动，位移为 ；故总位移为 ，故C正确，D错误。
第三部分
9. 这段时间内物体的最小速度为 ，在 内运动的位移应大于 ，最大速度为 ，运动的位移应小于 。那么运动的位移到底是多少呢 由于做匀变速直线运动的物体的速度是均匀变化的，借助一定的数学思想，同学们可以想到位移的准确值应该是 （或者由教材中给出的匀变速直线运动的位移与时间的公式 直接算出）。得出位移的准确值之后，就为以下的研究过程提供了可靠的量化证据。
如果将全过程看作速度是 的匀速运动，得到 ，即这样算得位移是 ，比准确值少了 。
如果每小段用 时间间隔来估算整个过程，这样全过程就分为 段处理，得到 ，即这样算得位移是 ，比准确值少了 ，与第一次相比，误差变成了原来的五分之一。
如果每小段用 时间间隔来估算整个过程，这样全过程就分为 段处理，得到 ，即这样算得位移是 ，比准确值少了 ，与第一次相比，误差变成了原来的十分之一。
通过数学归纳和推测可知，一个匀变速直线运动过程分割成少段，估算值与真实结果的差异就会减少到原来的多少分之一。如果分割成无穷多个时间段，估算值就等于真实值。
第四部分
10. ；；
【解析】物块沿倾斜的木板加速下滑时，纸带上打出的点逐渐变疏，故 点为先打出的点。
。
11. （1）
【解析】挡光片通过光电门的平均速度 等于 时间段的中间时刻的速度
由 可知
。
（2） ；
【解析】由 ，结合图象的纵截距可知
其斜率 ，故滑块的加速度
。
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