2022版高中同步人教版必修第一册第二章匀变速直线运动的研究达标检测
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
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一、多选题
1.由于氢气比氦气廉价,因此市面上销售的基本上都是氢气球,但氢气可能爆炸,所以氦气球相对更安全。某同学用一氦气球悬挂一重物(可视为质点),从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动了t时间后,悬挂重物的细线断裂,又经过的时间,重物恰好落到地面,重物脱落后仅受到重力,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.细线断裂前氦气球匀加速上升时的加速度大小为
B.细线断裂前重物匀加速上升时的加速度大小为
C.重物落地时速度大小等于细线断裂时重物的速度大小的三倍
D.由于条件不足,无法确定细线断裂时重物的速度与落地时的速度的关系
2.2018年2月24日,平昌冬奥会上单板滑雪女子平行大回转上演,共有三位中国队选手参赛。如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。t=0时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。若第2s末和第8s末速度大小均为8m/s,第6s末速度大小为12m/s,则( )
A.运动员在第4s末恰好经过B点
B.运动员在运动过程中的最大速度为15m/s
C.运动员在第10s末恰好停在C点
D.水平轨道上BC的距离为64m
3.如图所示,一个物体的运动速度时间图象如图所示,其中t1﹣t2时间为曲线,其它时间段为直线,则有关物体的运动,下列说法正确的是( )
A.0<t<t1时间段各个时刻的加速度一定大于t1<t<t2时间段各个时刻的加速度
B.t2时刻物体的速度方向发生变化
C.t2时刻物体的位移开始减少
D.t2时刻物体的速度方向未发生变化
4.小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放,用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示.已知连续两次闪光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d,由此可知小球
A.从位置1到4过程中的平均速度大小约为
B.下落过程中的加速度大小约为
C.经过位置3时的瞬时速度大小约为
D.经过位置4时的瞬时速度大小约为
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二、单选题
5.甲、乙两车在同一水平路面上,甲车在前,乙车在后,开始相距6m,两车由静止沿相同方向同时做直线运动,其运动的图像如图所示。对甲、乙两车运动情况的分析,下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两车加速时的加速度大小之比为2∶1,甲、乙两车减速时的加速度大小之比为1∶1
B.在时刻,甲、乙两车相距最近
C.在之前,乙车始终追不上甲车
D.在之前,乙车可以追上甲车
6.下列说法正确的是( )
A.不论是静摩擦力还是滑动摩擦力,大小均与正压力成正比
B.两个物体之间存在摩擦力时,彼此之间一定有弹力
C.作用力和反作用力一定作用在同一个物体上
D.在地球表面上,忽略空气阻力的影响,物体越重,下落的加速度越大
7.一汽车在水平路面上从刹车到停止的过程可看成是匀减速直线运动。已知刹车开始的第二秒内与最后一秒内的位移大小之比为(且为奇数),整个刹车过程的平均速度大小为v(单位为m/s),则刹车的距离(单位为m)为( )
A. B.
C. D.
8.物体做匀加速直线运动,已知第1s末的速度是6m/s,第2s末的速度是8m/s,则下面结论正确的是( )
A.物体的初速度是3m/s B.任何1s内的速度变化都是2m/s
C.物体的加速度是6m/s D.第1s内的平均速度是6m/s
9.某物体沿直线运动,其—图象如图所示,则下列说法正确的是
A.第1s内和第6s内速度方向相反
B.第1s内和第6s内的加速度方向相反
C.第2s内的加速度为零
D.第6s末物体回到原出发点
10.物体从静止开始做匀加速直线运动,从零时刻开始,连续通过三段位移时间分别为1秒、2秒、3秒.下列说法正确的是( )
A.三段位移之比为1:8:27
B.三段位移的末速度之比为1:2:3
C.三段位移的平均速度之比为1:8:27
D.三段位移的平均速度之比为1:3:5
11.A、B两辆汽车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度,B车在后,其速度,因大雾能见度低,B车在距A车m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能停止,B车刹车时A车仍按原速度行驶,下列说法正确的是( )
A.B车的刹车时间为6s
B.两车速度相等的时刻是4s
C.两车会相撞,相撞之前会有最远的距离
D.两车不会相撞,两车最近距离是5m
12.一辆小汽车以18m/s的速度直线行驶,通过某路段时,发现正前方浓雾中一辆卡车,卡车正以6m/s的速度匀速行驶,小汽车立即减速,两车恰好没有追尾,该过程用时3s且视小汽车做匀减速直线运动,在这3s内( )
A.小汽车平均速度为9m/s
B.小汽车的平均速度为12m/s
C.小汽车的加速度大小为6m/s
D.小汽车的加速度大小为8m/s2
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三、实验题
13.在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,在每相邻两点间都有四个点,按时间顺序取A、B、C、D、E五个点,用米尺量出B、C、D、E点到A点的距离如图所示,由图可以知道,A、B两点间的时间间隔是_____s,打下C点时小车的速度为_____m/s(结果保留两位有效数字),小车的加速度为_____m/s2(结果保留两位有效数字).
14.如图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带,从A点开始每5个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50Hz),依照打点的先后依次编为A、B、C、D、E.测得各计数点到A的距离分别为:AB=1.60cm,AC=3.40cm,AD=5.40cm , AE=7.60cm.则从打A点打到E点共历时______s,从打A到打E纸带的平均速度是_______m/s,打B点的瞬时速度为________m/s,纸带运动的加速度大小为______m/s2.(均保留两位有效数字)
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四、解答题
15.汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,刹车后经2s速度变为10m/s,(假设刹车过程是匀减速运动)求:
(1) 刹车过程中的加速度
(2) 刹车后运动的位移
16.小涵家住在一座22层的高楼内.他通过实验研究了电梯运动的速度v随时间t变化的规律,发现电梯从第一层由静止开始启动一直上升至最高层停下来的过程可以分成三个阶段,首先电梯加速,发现电梯用了5s达到了稳定的速度v=4.5m/s,并以这个速度继续上升了10s,然后开始减速,经过3s停了下来,若上述变速过程均理想化为匀变速直线运动,(g取10m/s2)
(1)根据题目已知信息,求电梯加速过程的加速度a1和减速过程的加速度a2;
(2)在图中作出上述过程相应的v-t图象.
(3)求电梯运动全过程的位移大小.
17.同一高度有A,B两个球,A球自由下落5m后,B球以12m/s的初速度竖直下抛,且抛出点足够高.(取g=10m/s2)问:
(1)B球开始运动后经过多长时间追上A球.
(2)到B球追上A球时,两球下落的高度为多少.
18.某款小轿车对紧急制动性能的设计要求是:以20 m/s的速度行驶时,急刹车距离不得超过25 m.在一次实验紧急制动性能测试中,该款小轿车以某一速度匀速行驶时实行紧急制动,测得制动时间为1.5 s,轿车在制动的最初1 s内的位移为8.2 m,试根据测试结果进行计算来判断这辆轿车的紧急制动性能是否符合设计要求.
试卷第页,共页
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参考答案:
1.BC
【解析】
【详解】
AB.设细线断裂前氦气球和重物匀加速上升时的加速度大小为a,取竖直向上为正方向,则根据运动学公式可得
解得
故A错误,B正确;
CD.重物落地时的速度大小为
细线断裂时重物的速度大小为
所以重物落地时速度大小等于细线断裂时重物的速度大小的三倍,故C正确,D错误。
故选BC。
2.AD
【解析】
【详解】
AB.0~2s末运动员在斜直轨道上下滑,其加速度
如果第6s末运动员还在斜直轨道上,则速度应为
可判断出第6s末运动员已经过B点;
运动员在水平轨道上的加速度
设从A点开始经过时间t经过B点,则
解得
t=4s
即运动员在第4s末恰好经过B点,最大速度为
vm=a1t4=16m/s
选项A正确,B错误;
C.运动员在水平面上运动的时间
则运动员在第12s末恰好停在C点,选项C错误;
D.水平轨道上BC的距离为
故D正确。
故选AD。
3.AD
【解析】
【分析】
在速度﹣时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,时间轴上方速度是正数,时间轴下方速度是负数;切线表示加速度,加速度向右上方倾斜,加速度为正,向右下方倾斜加速度为负;图象与坐标轴围成面积代表位移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负.
【详解】
A.在速度﹣时间图象中,图象的斜率表示加速度,由图象可知,t1<t<t2时间段图象的斜率小于0<t<t1时间段图象的斜率,故0<t<t1时间段各个时刻的加速度一定大于t1<t<t2时间段各个时刻的加速度,故A正确;
BCD.根据图象可知0﹣t3时刻,图象都在时间轴上方,都为正,速度方向不变,位移一直增大,故BC错误,D正确;
故选AD。
4.AD
【解析】
【详解】
A.从位置1到位置4的过程中平均速度大小
,
故A正确.
B.根据△x=d=aT2得,加速度
,
故B错误.
C.经过位置3时的瞬时速度大小为
,
选项C错误;
D.经过位置4时的瞬时速度大小约为
,
选项D正确;
5.D
【解析】
【详解】
A.因为图像的斜率等于加速度,则由题图知,加速时,,,故A错误;
B.由题意知,初始时刻甲车在前,乙车在后,开始相距6m,在之前,所以在时甲、乙两车相距最远,故B错误;
CD.因图像的面积等于位移,则由题图知,在时,,,则在之前乙追上了甲,故C错误,D正确。
故选D。
6.B
【解析】
【详解】
A.静摩擦力大小与正压力大小无关,A错误;
B.有摩擦力一定有弹力,B正确;
C.作用力与反作用力作用在两个不同物体上,C错误;
D.重力加速度大小与物体的轻重无关,D错误。
故选B。
7.A
【解析】
【详解】
设整个过程时间为,加速度大小为,利用逆向思维则刹车开始的第二秒内的位移为
而最后一秒内的位移为
且
联立求得
根据
可得刹车的距离为
故选A。
8.B
【解析】
【详解】
AC.规定初速度方向为正方向,根据加速度定义式得物体的加速度
根据v=v0+at得,
v0=v-at=6-1×2m/s=4m/s.
故AC错误;
B.根据 v=at可知,任何1s内的速度变化都是2m/s,B正确;
D.第1s内的平均速度是
故D错误;
9.B
【解析】
【详解】
A、第1s内和第6s内,物体的速度均沿正方向,故速度同向,故A错误;
B、第1s内和第6s内物体分别做匀加速和匀减速,加速度相反,故B正确;
C、第2s内物体做加速运动,故加速度不为零;故C错误;
D、物体一直做正向的运动,故物体不会返回原出发点,故D错误;
故选B.
10.A
【解析】
【详解】
试题分析:因为通过连续三段位移的时间分别为1秒、2秒、3秒,时间之比为1:3:6,根据x=at2知,时间之比为1:3:6,则位移之比为1:9:36,可知这三段位移之比为1:8:27,选项A正确;根据速度时间公式v=at知,则三段位移的末速度之比为1:3:6,故B错误.根据平均速度的定义式知,三段位移的平均速度之比为,故BCD错误.故选A.
考点:匀变速直线运动的规律
【名师点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式、位移时间公式,并能灵活运用,基础题.
11.D
【解析】
【详解】
A .B车的刹车时间为
选项A错误;
B.B车刹车至停下来过程中,由
得
假设不相撞,设经过时间t两车速度相等,对B车有
解得
选项B错误;
CD.此时,B车的位移有
A车位移
因故两车不会相撞,两车最近距离为
选项C错误,D正确。
故选D。
12.B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.小汽车的速度从18m/s减为6m/s,做匀减速直线运动,则平均速度
A错误,B正确;
CD.小汽车用匀减速追击匀速的卡车,恰好没有追尾,则表明在时间t=3s时两车速度相等且刚刚追上,有
解得
CD错误。
故选B。
13. 0.10 1.1 4.0
【解析】
【分析】
据相邻两计时点时间间隔是0.02s,推算出相邻计数点间的时间间隔.打下C点时小车的速度等于打下B点到打下D点时间内小车的平均速度,即.利用逐差法计算小车的加速度,即.
【详解】
由于计数点间还有4个点,则计数点间的时间间隔
打下C点时小车的速度
小车的加速度,即
14. 0.40 0.19 0.17 0.20
【解析】
【详解】
[1][2][3][4]任意两点间的时间间隔T=0.10s,则从打A点打到E点共历时
t=4T=0.40s;
从打A到打E纸带的平均速度是
;
打B点的瞬时速度为
;
纸带运动的加速度大小为
15.(1)-5m/s2,方向与运动方向相反(2)40m,方向与运动方向相同.
【解析】
【分析】
(1)结合速度时间公式求出刹车过程中的加速度;
(2)结合位移公式求出刹车后的位移.
【详解】
(1)根据v=v0+at可知:;
“-”说明加速度方向与运动方向相反.
(2)刹车后运动的位移:,方向与运动方向相同.
16.(1),(2)见解析(3)63m
【解析】
【详解】
(1)由得
(2)电梯在0~5s内的加速度大小0.9m/s2,方向向上,在15~18s内的加速度大小为1.5m/s2,方向向下,所以图像如图
(3)由图像中图线与t轴所围面积为t秒内发生的位移,所以
17.(1)2.5 s (2)61.25m
【解析】
【分析】
要使B追上A,则在时间t内两小球的位移应相等,列出方程可求得追上所用的时间;再由位移公式即可确定位移.
【详解】
(1)设B球经时间t追上A球,A球先运动的时间为t1
根据:,代入数据解得:
所以A球运动时间为(t+1),当B球追上A球时有:
代入数据解得:t=2.5 s
(2)从B球投下起到追上A球时,B球下落的高度为:
则两球下落的高度为61.25 m.
【点睛】
本题为追及相遇问题,抓住时间相同,位移之间的关系即可,要注意此类问题的中方程法的应用.
18.符合设计要求.
【解析】
【详解】
设轿车刹车的加速度大小为a,根据速度时间公式知,刹车的初速度
v0=at=1.5a
最初1s内的位移为8.2m,则平均速度为8.2m/s,
根据平均速度推论知,
解得
a=8.2m/s2
以20m/s的速度行驶时,急刹车距离不得超过25m,根据速度位移公式得,
因为a>a0,表明这辆轿车的紧急制动性能符合设计要求.
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