2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 同步分层作业(基础篇)(word版含答案)

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名称 2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 同步分层作业(基础篇)(word版含答案)
格式 doc
文件大小 140.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-07 17:09:06

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(基础篇)2021-2022学年上学期高中物理人教版(2019)高一同步分层作业2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系
一.选择题(共8小题)
1.伽利略是现代物理学的奠基人,什么样的运动是匀变速直线运动,就是由伽利略首先定义的.这种运动指的是(  )
A.速度的变化对时间来说是均匀的
B.速度的变化对位移来说是均匀的
C.加速度的变化对时间来说是均匀的
D.加速度的变化对位移来说是均匀的
2.物体由静止开始运动,加速度恒定,在第7s内的速度变化量为2.6m/s,则物体的加速度是(  )
A.1.3m/s2 B.2.3m/s2 C.0.6m/s2 D.2.6m/s2
3.物体做初速度为零的匀加速直线运动,在1s末、2s末、3s末的速度大小之比是(  )
A.1:2:3 B.1:3:5 C.1:1:1 D.1:4:9
4.赛车从静止开始做匀加速直线运动,10s末的速度为50m/s,则该车的加速度大小是(  )
A.0.2m/s2 B.5m/s2 C.2.5m/s2 D.1m/s2
5.某物体做直线运动,下列说法正确的是(  )
A.物体加速度方向改变,则物体速度方向一定改变
B.物体速度方向改变,则物体加速度方向一定改变
C.物体加速度越大,则物体速度变化量一定越大
D.物体加速度越大,则物体速度变化率一定越大
6.一辆以12m/s的速度沿平直公路行驶的汽车,因发现前方有险情而紧急刹车,刹车后获得大小为4m/s2的加速度,汽车刹车后2s末、5s末的速度分别为(  )
A.2m/s,8m/s B.2m/s,﹣8m/s C.4m/s,0 D.4m/s,32m/s
7.物体做匀变速直线运动,则(  )
A.在相等的时间内位置变化相等
B.在相等的时间内速度变化相等
C.速度大小不断改变,方向一定不变
D.加速度只改变速度大小,不改变速度方向
8.如图所示,以72km/h的速度行驶的列车在驶近一座石拱桥时做匀减速直线运动,若加速度的大小是0.3m/s2,则列车减速行驶1min后的速度大小是(  )
A.71.7m/s B.54m/s C.19.7m/s D.2m/s
二.多选题(共3小题)
9.一段高速公路上限速120km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt,经微型计算机处理后得出该车的速度,若超速,则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是(  )
A.计算汽车速度的表达式
B.计算汽车速度的表达式
C.若L=5m,Δt=0.2s,照相机将会拍照
D.若L=5m,Δt=0.2s,照相机不会拍照
10.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为5m/s,则在这1s内该物体(  )
A.位移大小可能为4.5m
B.速度变化的大小可能为9m/s
C.平均速度大小可能为4m/s
D.加速度的大小可能为1m/s2
11.某机场在平直的飞机跑道上进行了一次特殊比赛,战机和赛车同时从同一起跑线出发,分别以3m/s2和5m/s2的恒定加速度起步做直线运动,下列说法正确的是(  )
A.每秒钟战机的速度增加3m/s
B.战机的末速度一定比初速度大3m/s
C.赛车第3秒末的速度比第2秒初的速度大10m/s
D.赛车第3秒初的速度比第2秒末的速度大5m/s
三.计算题(共2小题)
12.某汽车在水平公路上以12m/s的速度匀速行驶,因前方故障紧急刹车,加速度大小为6m/s2,求
(1)1s时的速度;
(2)3s时的速度。
13.火车原来的速度为108km/h,在一段下坡路上加速度为0.2m/s2,火车行驶到下坡末端,速度增加到144km/h。求火车通过这段下坡路所用的时间。
(基础篇)2021-2022学年上学期高中物理人教版(2019)高一同步分层作业2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.伽利略是现代物理学的奠基人,什么样的运动是匀变速直线运动,就是由伽利略首先定义的.这种运动指的是(  )
A.速度的变化对时间来说是均匀的
B.速度的变化对位移来说是均匀的
C.加速度的变化对时间来说是均匀的
D.加速度的变化对位移来说是均匀的
【分析】匀变速直线运动是加速度不变的直线运动,是速度对时间来说是均匀变化的运动.
【解答】解:A、匀变速直线运动是速度对时间来说均匀变化的,故A正确;
B、速度变化对位移变化不是均匀的,是在相同时间内速度变化相同的直线运动,故B错误;
C、匀变速直线运动是加速度不变的直线运动,故C错误;
D、匀变速直线运动是加速度不变的直线运动,故D错误。
故选:A。
【点评】掌握并理解什么是匀变速直线运动是正确解题的关键,不难属于基础题.
2.物体由静止开始运动,加速度恒定,在第7s内的速度变化量为2.6m/s,则物体的加速度是(  )
A.1.3m/s2 B.2.3m/s2 C.0.6m/s2 D.2.6m/s2
【分析】第7s内是6~7s内,时间间隔为1s,根据a=,求出物体的加速度.
【解答】解:第7s内时间间隔为1s,a=.故D正确,A、B、C错误。
故选:D。
【点评】解决本题的关键掌握加速度的定义式a=.
3.物体做初速度为零的匀加速直线运动,在1s末、2s末、3s末的速度大小之比是(  )
A.1:2:3 B.1:3:5 C.1:1:1 D.1:4:9
【分析】物体做初速度为零的匀加速直线运动,速度与时间的关系公式为v=at,运用比例法求解即可。
【解答】解:由题意,给出的时间之比为1:2:3;
物体做初速度为零的匀加速直线运动,则由v=at得第1s末,第2s末,第3s末的速度大小之比为:
v1:v2:v3=1:2:3,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题关键是掌握匀加速直线运动的速度公式,知道初速度为零时速度﹣时间关系可以直接用v=at来表示。
4.赛车从静止开始做匀加速直线运动,10s末的速度为50m/s,则该车的加速度大小是(  )
A.0.2m/s2 B.5m/s2 C.2.5m/s2 D.1m/s2
【分析】赛车由静止开始做匀加速运动,已知初速度和末速度,由速度﹣时间公式列式即可求得加速度。
【解答】解:赛车的初速度为v0=0,10s末的速度为v=50m/s,由v=v0+at可得:a==m/s2=5m/s2,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查匀变速直线运动中速度﹣时间公式的应用,也可以直接应用加速度的定义式求解加速度。
5.某物体做直线运动,下列说法正确的是(  )
A.物体加速度方向改变,则物体速度方向一定改变
B.物体速度方向改变,则物体加速度方向一定改变
C.物体加速度越大,则物体速度变化量一定越大
D.物体加速度越大,则物体速度变化率一定越大
【分析】加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,由加速度的定义可知速度与加速度的关系,根据物体的实际运动判断出加速度方向和速度方向可能的情况。
【解答】解:A、物体加速度方向改变,则物体速度方向不一定改变,当加速度方向与速度方向相反时,开始做减速运动,当速度没有减速到零时,加速度方向改变后,速度方向不变,故A错误;
B、物体速度方向改变,则物体加速度方向不一定改变,若物体做匀减速运动,速度方向最终改变,但加速度方向不变,故B错误;
C、物体加速度越大,根据△v=a△t可知,物体速度变化量不一定越大,还与时间有关,故C错误;
D、加速度是描述速度变化快慢的物理量,故物体加速度越大,则物体速度变化率一定越大,故D正确。
故选:D。
【点评】在学习中要注意理解加速度的概念,明确加速度和速度的关系即可。
6.一辆以12m/s的速度沿平直公路行驶的汽车,因发现前方有险情而紧急刹车,刹车后获得大小为4m/s2的加速度,汽车刹车后2s末、5s末的速度分别为(  )
A.2m/s,8m/s B.2m/s,﹣8m/s C.4m/s,0 D.4m/s,32m/s
【分析】根据汽车的初速度和加速度,由速度﹣时间公式求出汽车从刹车到停下的时间,再分析2s内及5s内汽车运动的情况,再根据速度﹣时间公式求解。
【解答】解:设汽车从刹车到停下的时间设为t0,由速度﹣时间公式得:t==s=3s
由于2s<3s,由速度﹣时间公式,可得汽车刹车后2s末的速度为:v1=v0﹣at=12m/s﹣4×2m/s=4m/s
由于3s<5s,说明汽车刹车3s后停止运动,刹车后5s末的速度等于0,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】对于汽车刹车问题,不能乱套公式,往往先求出汽车刹车的时间,分析汽车的运动情况,再进行相关的计算。
7.物体做匀变速直线运动,则(  )
A.在相等的时间内位置变化相等
B.在相等的时间内速度变化相等
C.速度大小不断改变,方向一定不变
D.加速度只改变速度大小,不改变速度方向
【分析】匀变速直线运动是指速度随时间均匀变化的直线运动,其加速度不变。本题可结合匀变速直线运动速度﹣时间公式、位移﹣时间公式中各物理量及其意义进行分析。
【解答】解:A、对于匀变速直线运动,x=v0t+at2,在相等时间内,由于匀变速直线运动不同阶段的初速度不同,则位移不同,即位置变化不相同,故A错误;
B、速度改变量△v=a△t,故在相等时间内的速度变化始终相等,故B正确;
C、若加速度的方向与初速度方向相反,则物体速度的方向可能发生变化,如竖直上抛运动,故C错误;
D、加速度既可以改变速度的大小,又可以改变速度的方向,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查学生对匀变速直线运动概念的理解以及对匀变速直线公式的掌握情况,要求学生牢记公式并理解公式中各物理量的意义,考查内容较为基础。
8.如图所示,以72km/h的速度行驶的列车在驶近一座石拱桥时做匀减速直线运动,若加速度的大小是0.3m/s2,则列车减速行驶1min后的速度大小是(  )
A.71.7m/s B.54m/s C.19.7m/s D.2m/s
【分析】根据匀变速直线运动的速度﹣时间公式求出列车减速到零的时间,然后与行驶时间进行判断,灵活选用运动学公式求解列车减速行驶1min后的速度大小。
【解答】解:以列车运行的初速度方向为正方向,有:v0=72km/h=20m/s,加速度为:a=﹣0.3m/s2 ,t=1min=60s
根据速度﹣时间公式,可得列车减速到零的时间为:t0==s=
由于>60s
由速度﹣时间公式,可得列车减速行驶1min后的速度大小为:v=v0+at=20m/s﹣0.3×60m/s=2m/s,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度﹣时间公式,注意列车速度减为零后不再运动。
二.多选题(共3小题)
9.一段高速公路上限速120km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt,经微型计算机处理后得出该车的速度,若超速,则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是(  )
A.计算汽车速度的表达式
B.计算汽车速度的表达式
C.若L=5m,Δt=0.2s,照相机将会拍照
D.若L=5m,Δt=0.2s,照相机不会拍照
【分析】在一段运动中,物体短时间内的平均速度可以用来替代瞬时速度。
【解答】解:AB、计算汽车速度的原理是利用短时间内的平均速度来代替瞬时速度,故汽车速度的表达式为,故A正确,B错误;
CD、若L=5m,Δt=0.2s,则汽车的速度为,汽车未超速,故照相机不会拍照,故C错误,D正确。
故选:AD。
【点评】将物理学中的瞬时速度定义用于解决生活中汽车的监控问题,加深对瞬时速度这个概念的理解。
10.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为5m/s,则在这1s内该物体(  )
A.位移大小可能为4.5m
B.速度变化的大小可能为9m/s
C.平均速度大小可能为4m/s
D.加速度的大小可能为1m/s2
【分析】根据物体的初末速度求出速度的变化量,结合加速度的定义式求出加速度的大小,注意1s后的速度方向与初速度方向可能相同,可能相反物体做匀加速直线运动,已知初速度、末速度和时间,根据平均速度公式求解位移。
【解答】解:物体做匀变速直线运动,初速度大小为4m/s,末速度大小为5m/s,初末速度方向可能相同,也可能不同。故需要分类讨论。
AC、若1s后的速度方向与初速度方向相同,根据平均速度公式,有,;
若1s后的速度方向与初速度方向相反,根据平均速度公式,有,。
故A正确,C错误。
BD、若1s后的速度方向与初速度方向相同,速度变化量△v=5﹣4m/s=1m/s,
若1s后的速度方向与初速度方向相反,速度变化量△v=﹣5﹣4m/s=﹣9m/s,,负号表示方向。
故BD正确。
故选:ABD。
【点评】解决本题的关键掌握加速度的定义式,注意公式的矢量性,属于基础题。
11.某机场在平直的飞机跑道上进行了一次特殊比赛,战机和赛车同时从同一起跑线出发,分别以3m/s2和5m/s2的恒定加速度起步做直线运动,下列说法正确的是(  )
A.每秒钟战机的速度增加3m/s
B.战机的末速度一定比初速度大3m/s
C.赛车第3秒末的速度比第2秒初的速度大10m/s
D.赛车第3秒初的速度比第2秒末的速度大5m/s
【分析】根据公式△v=a△t判断;要明确第3秒末比第2秒初多2秒,第3秒初与第2秒末为同一时刻。
【解答】解:A、由于战机以3m/s2的加速度起步做匀加速直线运动,根据公式得:△v=a△t=3×1m/s=3m/s,所以每秒钟战机的速度增加3m/s,故A正确;
B、由于时间间隔不明确,所以无法判断战机的末速度一定比初速度大多少,故B错误;
C、由于赛车的加速度为5m/s2,由公式△v=a△t,可得赛车第3秒末的速度比第2秒初的速度大5×2m/s=10m/s,故C正确;
D、由于第3秒初与第2秒末为同一时刻,所以赛车在赛车第3秒初的速度和第2秒末的速度相等,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查的是公式△v=a△t的应用和第ns初和第ns末的物理意义,属于基础题型。
三.计算题(共2小题)
12.某汽车在水平公路上以12m/s的速度匀速行驶,因前方故障紧急刹车,加速度大小为6m/s2,求
(1)1s时的速度;
(2)3s时的速度。
【分析】(1)首先判断汽车从刹车到停止所需要的时间,然后比较刹车时间和要求的时间大小关系,根据运动学公式求1s时的速度;
(2)3s时汽车已经处于停止状态,所以3s时的速度为0。
【解答】解:(1)汽车刹车时的运动可看做匀减速直线运动,规定初速度方向为正方向,则有:v0=12m/s,a=﹣6m/s2
从刹车到停止运动经历的时间为:t==s=2s
根据运动学公式,可知1s时的速度为:v1=v0+at1=12m/s+(﹣6)×1m/s=6m/s,速度方向与初速度方向相同;
(2)汽车2s末就已经停止运动,
所以3s时的速度为0
答:(1)1s时的速度为6m/s,速度方向与初速度方向相同;
(2)3s时的速度为0。
【点评】刹车问题一定要先判断车的运动时间,然后判断汽车在题目的要求时间内有没有停止运动,此题是易错题,很容易把题目中要求的时间当成实际运动的时间。
13.火车原来的速度为108km/h,在一段下坡路上加速度为0.2m/s2,火车行驶到下坡末端,速度增加到144km/h。求火车通过这段下坡路所用的时间。
【分析】根据匀变速直线运动的速度﹣时间公式v=v0+at求出火车通过这段下坡路所用的时间。
【解答】解:火车原来的速度为v0=108km/h=30m/s,火车的末速度为v=144km/h=40m/s
根据速度﹣时间公式得:v=v0+at
代入数据解得火车通过这段下坡路所用的时间为:t=50s
答:火车通过这段下坡路所用的时间为50s。
【点评】本题以火车加速运动为背景考查了匀变速直线运动的速度﹣时间公式在实际生活中问题的应用,属于基础题。
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