人教版高一第二章匀变速直线运动的研究单元检测
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
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一、多选题
1.物体沿一直线做匀加速直线运动,已知它在第2s内的位移为4.0m,第3s内的位移为6.0m,则下列说法正确的是( )
A.它在第2s初到第3s末的平均速度的大小是5.0m/s
B.它在第1s内的位移是2.0m
C.它的初速度为零
D.它的加速度大小是2.0m/s2
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二、单选题
2.沿直线做匀加速运动的质点,从某时刻开始,在连续相邻的t、2t、3t时间内的平均速度分别为v1、v2、v3,则(v2-v1)∶(v3-v2)的比值为( )
A.3∶5
B.2∶3
C.1∶1
D.4∶3
3.最近,我国大部分地区经常出现的雾霾天气给人们生活带来不便,假设一辆汽车在雾霾天做匀减速直线运动直至停了下来,下列汽车运动的位移-时间关系图像中正确的是
A. B. C. D.
4.4月的江南,草长莺飞,桃红柳绿,雨水连绵.伴随温柔的雨势时常出现瓢泼大雨,雷电交加的景象,在某次闪电过后约2秒小明听到雷声,则雷电生成处离小明的距离约为:
A. B. C. D.
5.如果某人雾天开车在公路上行驶,能见度仅为30m,该人的反应时间为0.5s,汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5m/s2,为了安全行驶,汽车行驶的最大速度为( )
A.10m/s B.15m/s C.17.3m/s D.20m/s
6.甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动,它们的位移-时间图象如图所示,在20s内它们的平均速度和平均速率的大小关系是( )
A.平均速度相同,平均速率丙>乙=甲
B.平均速度相同,平均速率丙>甲>乙
C.平均速度丙>甲>乙,平均速率相等
D.平均速度和平均速率大小均相等
7.在帆船训练场,某课外研究小组利用传感器研究一帆船的运动,得到帆船的图象如图所示。由图象可知( )
A.和时间内,帆船做加速运动,且加速度大小不相等
B.时间内,帆船做加速运动;时间内,帆船做减速运动
C.和时间内,帆船做速度不同的匀速运动
D.时间内,帆船始终朝同一个方向运动
8.一年来,交通运输部发出通知部署ETC推广安装。如图是小车分别经过收费站的人工通道和ETC通道的v-t图,已知小车加速、减速时加速度大小均为a,小车通过两种通道时从开始减速到恢复到原速度所行驶的距离一样,则与走人工通道相比,走ETC通道节省的时间为( )
A.
B.
C.
D.
9.几个水球可以挡住子弹?《国家地理频道》实验证实:四个水球就足够!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球,则可以判定( )
A.子弹在每个水球中运动的时间相同
B.由题干信息可以不能确定子弹穿过每个水球的时间比
C.子弹在每个水球中速度变化相同
D.子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
10.物体自楼顶处自由落下(不计空气阻力),落到地面的速度为v。在此过程中,物体从楼顶落到楼高一半处所经历的时间为( )
A. B. C. D.
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三、实验题
11.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出共7个计数点,打点计时器频率为,每两个相邻的计数点之间还有四个点没标出,其部分相邻点间的距离如图所示,完成下列问题.
(1)计算出打下点4时小车的瞬时速度为_______m/s,求出小车的加速度为_____m/s2.(要求计算结果保留三位有效数字)
(2)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比_____(选填:偏大、偏小或不变).
12.某同学在做“探究匀变速直线运动规律”的实验中,进行如下操作:
步骤1:长木板一端用小木块垫高,把打点计时器固定在长木板的垫高端,连好电路;
步骤2:纸带穿过打点计时器,并固定在小车上,把小车停在靠近打点计时器处;
步骤3:先放开小车,让小车运动,然后再接通电源,开始在纸带上打点。
(1)上面的操作步骤有一个不妥,该步骤是___________;
(2)该同学正确操作后得到了一条清晰的纸带如图所示,各相邻计数点间的距离分别为,,,,,,在这组数据中,记录错误的数据是___________;
(3)已知相邻计数点间的时间间隔为,打点计时器打下点时,小车的速度___________。
13.“用光电门研究物体的运动”的实验中,气垫导轨上的滑块通过光电门时,滑块上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间,测得遮光条的宽度,滑块通过光电门时的瞬时速度大小可近似为遮光条的宽度与遮光时间的比值。
(1)若某次实验记录的时间为t,测得遮光条的宽度为d,则此次实验中滑块通过光电门时的瞬时速度大小可表示为v=___________(用对应物理量的符号表示)
(2)为使(1)中结果更接近滑块通过光电门时的瞬时速度,下列措施可行的是_____(填选项前的字母)。
A.换用宽度更宽的遮光条
B.换用宽度更窄的遮光条
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.减小气垫导轨与水平面的夹角
14.光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。现利用图乙所示的装置测量滑块的运动情况,图中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,长木板顶端P点悬有一铅锤.实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2s和4.0×10-3s。滑块的宽度d=1.01cm,从光电门1到2的时间为0.1s。
(1)滑块通过光电门1时的速度v1=_____m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=________m/s滑块的加速度a=_____m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的________,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将________的宽度减小一些。
15.用滴水法可以测定重力加速度的值,装置如图所示:
次数 高度h/cm 空中运动时间t/s
1 20.10 0.2 0.020
2 25.20 0.23 0.026
3 32.43 0.26 0.034
4 38.45 0.28 0.039
5 44.00 0.30 0.045
6 50.12 0.32 0.051
(1)以下为操作步骤:
①在自来水龙头下安置一块挡板A,使水一滴一滴断续地滴落到挡板上;
②仔细调节水龙头和挡板的位置,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落;
③用秒表计时:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、…”,一直数到“n”时,计时结束,读出秒表的示数为t;
④用刻度尺量出水龙头口距离挡板的高度h;
(2)写出用上述步骤中测量的量计算重力加速度g的表达式:_____;
(3)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间)。利用这些数据,以_____为纵坐标、以_____为横坐标作图,求出的图线斜率的大小即为重力加速度g的值。
16.为了测量一楼房的高度,某实验小组进行了如下实验:
(1)一同学从楼顶由静止释放一小石子;
(2)另一同学用照相机拍得一张照片如图所示,图中白色线条为石子下落的径迹,A、B两点恰好都在砖缝的下沿;
(3)用刻度尺测得10块砖的厚度为(包括砖缝)石子下落的径迹若照相机的曝光时间为,根据以上测量数据,可得曝光时间内小石块下落的平均速度大小为______;若把该平均速度近似作为连线中点的瞬时速度,取重力加速度,则可得楼顶距离地面的高度为_______m(保留4位有效数字)。
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四、解答题
17.中国首艘装有帮助飞机起飞弹射系统的航母“辽宁舰”完成了歼-15首次起降飞行训练并获得成功.已知歼-15在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0m/s2,当歼-15的速度达到50m/s时才能离开航空母舰起飞.设航空母舰处于静止状态.求:
⑴若要求歼-15滑行160m后起飞,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?
⑵若“辽宁舰”上不装弹射系统,要求该种飞机仍能此舰上正常起飞,问该舰身长至少应为多长?
⑶若“辽宁舰”上不装弹射系统,设航空母舰甲板长为L=160m,为使歼-15仍能从此舰上正常起飞,可采用先让“辽宁舰”沿飞机起飞方向以某一速度匀速航行,再让歼-15起飞,则“辽宁舰”的航行速度至少为多少?
18.汽车以12m/s行驶,刹车后减速行驶的加速度为3 m/s2,求;
(1)汽车从刹车到停止所用时间是多少
(2)汽车从刹车到停止通过的位移是多少
(3)从刹车到停止这段时间内,汽车的平均速度是多少
试卷第页,共页
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参考答案:
1.ABD
【解析】
【详解】
A.第2s初到第3s末的总位移为10.0m,时间为2s,根据平均速度定义可得
故A正确;
B.根据匀变速直线运动规律的推论可得
可得第1s内的位移为2.0m,故B正确;
CD.根据Δx=aT2可得加速度为
根据解得物体的初速度
v0=1m/s
不为零,故C错误,D正确。
故选ABD。
2.C
【解析】
【详解】
设该时刻的初速度为,做匀加速直线运动的加速度为a,在匀加速直线运动中,某段时间的平均速度等于这段中间时刻的瞬时速度,则有:,,,故,,故,故选C.
3.B
【解析】
【详解】
A.根据图象的斜率等于速度,知A图表示物体的速度增大,做加速直线运动,故A不符合题意.
B.图中切线的斜率先减小后为零,说明速度先减小后为零,能表示汽车的运动情况,故B符合题意.
C.表示物体的速度不变,做匀速直线运动,故C不符合题意.
D.图中的斜率为零,保持不变,说明物体静止,故D不符合题意.
4.A
【解析】
【详解】
光在空气中的传播速度为 ,声波在空气中的传播速度为v=340m/s,所以由运动学公式,声波与光在空气中传播的时间差 ,解得: ,故A对;BCD错;
综上所述本题答案是:A
5.B
【解析】
【详解】
在人的反应时间内,汽车做匀速运动,然后做匀减速运动,设初速度为v,在速度减为0前,汽车运动位移为x=30m,则有
得
v=15m/s;
A.10m/s,与结论不相符,选项A错误;
B.15m/s,与结论相符,选项B正确;
C.17.3m/s,与结论不相符,选项C错误;
D.20m/s,与结论不相符,选项D错误;
6.A
【解析】
【详解】
平均速度是指物体运动的位移与时间的比值,平均速率是指物体运动的路程与时间的比值,甲、乙、丙三个物体在20s内的位移相同,均为-8m,所以三个物体的平均速度相同;由图可知,丙先沿负方向运动,后沿正方向运动,而甲、乙都一直沿负方向运动,则丙的路程最大,甲乙的路程相等,所以丙的平均速率最大,甲乙的平均速率相等,即
丙>乙=甲
故选A。
7.C
【解析】
【详解】
A.根据图象的斜率等于速度,知和时间内,帆船都做匀速运动,加速度大小均为零,故A错误;
B.时间内,帆船的速度不变,做匀速运动,故B错误;
C.根据图象的斜率等于速度,斜率的正负表示速度的方向,则知和时间内,帆船做速度不同的匀速运动,故C正确;
D.时间内,帆船朝正向运动,而时间内,帆船朝负向运动,故D错误。
故选C。
8.C
【解析】
【详解】
若走人工通道,则
走ETC通道
由题意 解得
则与走人工通道相比,走ETC通道节省的时间为
故选C。
9.D
【解析】
【详解】
AB.设水球的直径为d,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,相当于子弹初速度为零做匀加速直线运动。因为通过最后1个、最后2个、以及后3个、全部4个的位移分别为d,2d,3d和4d,根据
可知,所以时间之比为1:::2,所以子弹在每个水球中运动的时间不同;从第一个到最后一个,子弹穿过每个水球的时间比为:(2-):(-):(-1):1,故AB错误;
C.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
△v=at
可知,运动的时间不同,则速度的变化量不同,故C错误;
D.子弹穿出前三个水球的时间等于穿过全部水球时间的一半,可知子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等,故D正确。
故选D。
10.C
【解析】
【详解】
楼的高度
则物体从楼顶落到楼高一半处时
解得
故选C。
11. 偏小
【解析】
【详解】
试题分析:(1)计数点4的瞬时速度为:.
根据,.
(2)交流电的频率稍大,则打点周期的测量值偏大,根据知,加速度的测量值偏小.
考点:探究小车速度随时间变化的规律
【名师点睛】
解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动推论的运用,注意有效数字的保留.
12. 步骤3 49.9
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了让小车跑得快一些,长木板一端用小木块垫高,把打点计时器固定在长木板的垫高端,连好电路,故步骤1正确;为了提高纸带利用率,纸带应穿过打点计时器,并固定在小车上,把小车停在靠近打点计时器处,故步骤2正确;为了避免浪费纸带,应先接通电源,然后再放开小车,让小车运动,开始在纸带上打点,故步骤3错误。
故选3。
(2)[2]测量长度的刻度尺为毫米刻度尺,读数是应该估读到0.01cm,很显然记录错误。
[3]打B点时的速度,等于A、C之间的平均速速度
13. B
【解析】
【详解】
(1)[1]滑块通过光电门时的瞬时速度大小可近似为遮光条的宽度与遮光时间的比值,滑块通过光电门时的瞬时速度大小可表示为:
(2)[2]根据可知,当时,可近似看作物体的瞬时速度,当换用宽度更窄的遮光条,则运动时间越趋近于零,求出的平均速度越接近瞬时速度;
A.与分析不符,故A错误;
B.与分析相符,故B正确;
C.与分析不符,故C错误;
D.与分析不符,故D错误。
14. 1.01 2.53 15.2 平均速度 滑块
【解析】
【详解】
(1)[1][[2][3]滑块通过光电门1时的速度
滑块通过光电门2时的速度
则加速度为
(2)[4][5]由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度减小一些。
15. h
【解析】
【详解】
(1)[1]根据位移时间公式,有,其中
得
(2)[2][3]根据可知,以h为纵坐标,以为横坐标,图象是一条直线,其斜率为重力加速度
16. 14 10.49
【解析】
【分析】
【详解】
(3)[1] 由题知,10块砖的厚度为70.0cm,而A、B间是4块砖,所以A、B两点的间距为
在曝光时间内小石块下落的平均速度为
[2] 设A、B连线中点距楼顶高度为h,若A、B连线中点的速度等于其平均速度,则由
可得
又A、B连线中点距地面有7块砖的厚度,所以A、B连线中点距地面的高度为
所以楼顶距离地面的高度为
17.(1)30m/s(2)250m(3)10m/s
【解析】
【分析】
(1)由速度位移公式可以求出飞机的初速度;(2)由速度位移公式可以求出航母舰身的长度;(3)飞机的位移等于甲板的长度与航空母舰的位移之和,运用速度位移公式进行求解.
【详解】
(1)根据匀变速直线运动的速度位移公式:
得飞机的初速度为:
(2)根据速度位移公式:
解得:
(3)设飞机起飞所用的时间为t,在时间t内航空母舰航行的距离为,航空母舰的最小速度为
对航空母舰有:
对飞机有:
联立并代入数据解得:
【点睛】
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式,并能灵活运用.对于第三问,关键抓住飞机的位移等于甲板的位移和航空母舰的位移之和进行求解.
18.(1)4s;(2)24m;(3)6m/s
【解析】
【详解】
(1)汽车的刹车时间
(2)汽车刹车的位移
(3)汽车的平均速度
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