人教版高中物理第二章匀变速直线运动的研究单元测试卷（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理第二章匀变速直线运动的研究单元测试卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 752.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-20 09:26:21 | ||
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文档简介
人教版高中物理第二章匀变速直线运动的研究单元测试卷
物理试题
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明，本试卷中g取10m/s2 。
第一部分（选择题40分）
一、单项选择题（共8道小题，每小题3分，共24分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．（2021广东茂名高州一中高一上月考）对于匀变速直线运动的理解，下列说法正确的是（ ）
A．匀变速直线运动的速度变化量是一个恒量
B．在相等的时间内，匀变速直线运动的位移大小相等
C．匀变速直线运动的速度方向一定不变
D．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
2．（2021福建南平高一上期末）如图是一辆玩具遥控汽车做直线运动的x-t图像，下列说法正确的是（ ）
A．AB段表示车做匀速直线运动
B．CD段表示车做匀减速直线运动
C．BC段与CD段运动的加速度为零
D．CD段运动速度小于BC段运动速度
3．（2021湖北黄冈罗田一中月考）物体从静止开始做匀加速直线运动，第3 s内通过的位移是3 m，则（ ）
A．物体的加速度是 0.4 m/s2
B．前3s内的位移是6 m
C．第3s内的平均速度是3 m/s
D．3s末的速度是4 m/s
４．（2021四川成都高一上期末）如图，深秋时节，银杏叶落缤纷，那一地的金黄，给我们带来了无限的遐想！在一个无风的日子，一片银杏叶从高为5 m的枝头自静止落至地面，当g取10 m/s2时，银杏叶下落时间可能是（ ）
A．1.5 s B．0.8 s C．1 s D．0.5 s
5．如图所示，很小的木块由静止开始沿斜面下滑，经时间t后进入一水平面，两轨道之间用长度可忽略的圆弧连接，再经2t时间停下，则木块在斜面上与在水平面上位移大小之比和加速度大小之比分别为（ ）
A．1:2 2:1 B．1:2 1:2
C．2:1 2:1 D．2:1 1:2
6．一种超级高铁行驶600 km的路程需要40 min，超级高铁先匀加速，达到最大速度1200 km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于超级高铁的说法正确的是（ ）
A．加速与减速的时间不相等
B．加速的时间是10 min
C．加速时加速度的大小为2 m/s2
D．如果加速度大小为10 m/s2，题述运动所需的时间为20 min
7．（2020山东青岛二中高一上期末）做自由落体运动的甲、乙两物体质量之比为1∶3，下落高度之比为1∶2，甲乙同时下落，g取10 m/s2，则（ ）
A．下落加速度之比为 1:3
B．下落时间之比为1:2
C．甲落地前，甲乙间距离逐渐增大
D．甲落地前，甲乙速度大小相等
8．一质点做匀变速直线运动，加速度大小为a，初速度大小为v，经过一段时间速度大小变为2v，这段时间内的路程与位移大小之比为5∶3，则下列叙述正确的是（ ）
A．在该段时间内质点运动方向不变
B．这段时间为
C．这段时间的路程为
D．再经过相同的时间质点速度大小为3v
二、多项选择题（本题共4道小题，每道小题4分，共16分。每道小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错不得分）。
9．（2021广东深圳实验学校高一上段考）在平直公路上，自行车与同方向行驶的一辆汽车在t＝0时同时经过某一个路标（它们各行其道，两道相邻），它们的位移s（米）随时间t（秒）的变化规律为：s汽＝10t －t2，s自＝6t。则以下结论正确的是（ ）
A．汽车做匀减速直线运动，自行车做匀速直线运动
D．经过路标后较短的时间内自行车在前，汽车在后
C．在汽车停下来前，两车相距的最大距离为16 m
D．自行车追上汽车时，距路标 96 m
10．（2020四川成都外国语学校高一上期中）冰壶（Curling），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2003年成立，在2009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20 s停止，最后1 s内位移大小为0.2 m，则下面说法正确的是（ ）
A．冰壶的加速度大小是 0.3 m/s2
B．冰壶的加速度大小是 0.4 m/s2
C．冰壶第1 s内的位移大小是7.8 m
D．冰壶的初速度大小是6 m/s
11．（2021黑龙江哈师大青冈实验中学高一上月考）在水平公路上有甲、乙两辆同向行驶的汽车，它们的v-t图像分别如图线a、b所示。在t＝5 s时，两车相遇。下列说法正确的是 （ ）
A．甲车的加速度比乙车的加速度大
B．在t＝0时刻，甲车在乙车后面
C．在5～10 s内，甲车在乙车前面，且两车距离在增大
D．在10～15 s内，两车间的距离逐渐变大
12．（2021广东湛江高一上期末）一个小球做自由落体运动，从开始下落到落地经历了3秒，则，下列说法正确的是 （ ）
A．小球下落的第2秒的位移是第1秒位移的2倍
B．小球下落的第2秒末的速度是第1秒末的2倍
C．小球下落最后1秒的位移是20米
D．小球下落最后2秒的位移与前2秒位移之比是2∶1
第二部分（非选题60分）
三、非选择题（本题共7道小题，共60分）。
13．（8分）（2021广东揭阳揭东高一上期末）某实验小组的同学安装如图甲所示的实验装置，采用落体法研究匀变速直线运动的规律，并得到如图乙所示的纸带。已知电源的频率为50 Hz，请回答下列问题。
（1）每两个计数点间的时间间隔是 ；
（2）实验时纸带的 被夹子夹住（选填“左端”或“右端”）；
（3）安装打点计时器时，为了减小摩擦力，两个限位孔 ；
（4）该小组同学在安装实验装置时存在的问题是 。
14．（8分）（2021山东济南商河一中高一月考）在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
（1）下列仪器需要用到的有 。
（2）某同学进行了以下实验操作步骤，其中有误的步骤是 。
A．将电火花计时器固定在长木板的一端，并接在220 V交变电源上
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源
（3）在实验中得到一条如图所示的纸带，已知电源频率为50 Hz，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，测量出x5＝4.44 cm、x6＝4.78 cm，则打下F点时小车的瞬时速度v＝ m/s。（结果保留两位有效数字）
（4）若实验时电源频率大于50 Hz，则打下F点时小车的实际速度 （填“大于”“小于”或“等于”）测量速度。
15．（10分）（2021浙江高考）机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量为m＝1000 kg的汽车以v1＝36 km/h的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线s＝20m处，驾驶员发现小朋友排着长l＝6 m的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前．假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间：
（1）若路面宽L＝6 m，小朋友行走的速度v0＝0.5 m/s，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间；
（2）假设驾驶员以v2＝54 km/h超速行驶，在距离斑马线s＝20 m处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度大小。
16．（10分）（2021江苏连云港智贤中学高一上学情检测）如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材，由调速器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成。发生火灾时，使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，通过缓降绳索等安全着陆。如图乙所示，在某次火灾逃生演练现场中，体重为60 kg的逃生者从离地面18 m高处，利用缓降器材由静止开始匀加速下滑，当速度达到6 m/s时，以大小为2.5 m/s2的加速度减速，到达地面时速度恰好为零。求:
（1）减速下滑过程的位移大小；
（2）加速下滑过程的加速度大小；
（3）到达地面整个过程的时间。
17．（6分）（2020四川遂宁高一上期末）气球以4 m/s的速度从地面匀速上升，上升过程中从气球上掉落一个小物体，该物体离开气球后经2 s着地。小物体离开气球后，气球以1 m/s2的加速度匀加速上升。不计空气阻力，g取10 m/s2。求:
（1）小物体离开气球时，气球的高度；
（2）小物体着地时，气球距地面的高度。
18．（6分）（2021重庆字水中学高一上期中）重庆来福士是重庆第一高楼，并将成为西南地区的一座标志性建筑。如图所示，已知来福士商业区离地面的高度h1＝75 m，为了测量来福士的总高度，在来福士顶部无初速度释放一个小球，小球通过商业区的时间为t＝1 s。求:
（1）小球下落过程中，通过商业区的平均速度；
（2）来福士楼顶离地面的高度h。
19．（12分）（2021浙江金华东阳中学高一上段考）一客运列车匀速行驶，其车轮在轨道间的接缝处会产生周期性的撞击。坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0 s。在相邻的平行车道上有一列货车共有60节，每节货车车厢的长度为15.0 m，当该旅客经过货车车尾时，货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动。该旅客在此后的20.0 s内，看到恰好有30节货车车厢被他连续超过。已知每根轨道的长度为20.0 m，货车车厢间距忽略不计。求:
（1）客车运行的速度大小和货车运行的加速度大小；
（2）旅客最多可以追上货车几节车厢。
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
D C C A A B
7 8 9 10 11 12
D B ACD BC ABC BD
第二部分（非选择题）
13．（1）0.02 s （1分） （2）左端 （2分） （3）必须在同一条竖直线上 （2分）
（4）重物释放的位置在桌面上方 （3分）
14．（1）AB （2分） （2）D （2分） （3）0.46 （2分） （4）大于 （2分）
15．解：（1）依据题意可知，汽车做匀减速直线运动，到达斑马线处停住，即末速度v＝0，位移为s＝20 m，汽车的初速度为v1＝36 km/h＝10 m/s，利用匀变速直线运动的规律，可得：
v2－v12＝2as ，a＝－2.5m/s2 （2分）
设汽车到斑马线前所用时间为t，t＝＝4 s （2分）
小朋友过马路，全部通过所走的位移 x＝L＋l＝12 m ，小朋友全部通过马路所需要的时间t0＝＝24 s 。根据题意可知，小朋友开始过马路，汽车同时开始减速，因此汽车需要在斑马线前等待的时间：t等＝t0－t＝20 s。 （2分）
所以，汽车需要在斑马线前等待的时间为 20 s （1分）
（2）根据题意可知，加速度不变，汽车开始减速的初速度为v2＝54 km/h＝15 m/s，减速的距离仍为 s＝20 m ，设汽车的末速度为vt，根据匀变速直线运动规律，可得：
vt2－v12＝2as ，vt＝5 m/s
所以，汽车到斑马线前的速度大小为 5 m/s 。 （3分）
16．解：（1）依据题意，以竖直向下为正方向，可以把减速下滑的过程看作，末速度为零的匀减速直线运动，初速度为v1＝6 m/s ，加速度a1＝－2.5 m/s，根据匀变速直线运动规律，
减速下降过程的位移：x1＝＝7.2 m （3分）
（2）依据题意可知，人从高h＝18m 处开始下滑，到地面的全过程，只有加速下滑和减速下滑过程，故可知加速下滑的位移为x＝h－x1＝10.8m，（2分）
加速下滑过程可以看成是初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律，可得：a＝＝ m/s2 （2分）
（3）加速下滑所用的时间：t1＝＝3.6 s
减速下滑所用的时间：t2＝＝2.4 s
到达地面整个过程所用的时间：
t＝t1＋t2＝6 s （4分）
17．解：（1）小物体离开气球，到落地的过程的位移的大小即为小球离开气球时，气球的高度，设气球初速度方向为正方向，v0＝4 m/s ，t＝2s，气球的加速度a＝1 m/s2
而对于小物体，相当于做速度方向改变的匀变速直线运动，在此过程中小物体的位移为x＝v0t－gt2＝－12 m ，位移方向与正方向相反 （2分）
因此，小物体离开气球时，气球的高度h＝12 m。（1分）
（2）小物体离开气球后到小物体落地，气球相当于做匀加速直线运动，在此过程中，气球上升的高度为：h2＝v0t＋at2＝10m。此时，气球距离地面的高度h′＝h＋h2＝22m。
小物体着地时，气球距离地面的高度为 22 m 。 （3分）
18．解：（1）小球下落过程中，通过商业区的平均速度：＝75 m/s
小球通过商业区的平均速度为75 m/s，方向竖直向下（2分）
（2）设小球从来福士顶部下落到商业区所用的时间为 t1，根据自由落体运动规律可知：小球刚到商业区时的速度，v1＝gt1，根据匀变速直线运动规律可得：h1＝v1t＋gt2，由此可得：t1＝7s （2分）
所以小球下落的整个过程所用的时间 t0＝t＋t1＝8s，
h＝gt02＝320 m （2分）
19．解：（1）第1次撞击声到第16次撞击声之间列车应经过15节铁轨，因此可知，20 s的时间内客车刚好经过了30节铁轨，客车前进的距离x1＝30×20m＝600 m，所以客车的速度大小为 v＝＝30m/s； （3分）
在此过程中，旅客恰好超过30节货车车厢，因此货车车尾被旅客超过的距离，x2＝30×15m＝450m，列车车尾前进的位移，x＝x1－x2＝150 m，根据匀变速直线运动规律：
x＝at2，a＝0.75m/s2 ，所以货车的加速度大小为a＝0.75m/s2 （4分）
（2）由题目可知，当货车的速度大小等于客车的速度大小后，旅客将不能再追上货车车厢，根据匀变速直线运动规律可知，v＝at1，t1＝40 s，
x3＝vt1＝1200m
x4＝at12＝600 m （3分）
在此过程中，货车车尾被旅客超过的距离，x′＝x3－x4＝600m，货车被追上的车厢数：
N＝＝40
所以旅客最多可以追上40节车厢。 （2分）
物理试题
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明，本试卷中g取10m/s2 。
第一部分（选择题40分）
一、单项选择题（共8道小题，每小题3分，共24分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．（2021广东茂名高州一中高一上月考）对于匀变速直线运动的理解，下列说法正确的是（ ）
A．匀变速直线运动的速度变化量是一个恒量
B．在相等的时间内，匀变速直线运动的位移大小相等
C．匀变速直线运动的速度方向一定不变
D．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
2．（2021福建南平高一上期末）如图是一辆玩具遥控汽车做直线运动的x-t图像，下列说法正确的是（ ）
A．AB段表示车做匀速直线运动
B．CD段表示车做匀减速直线运动
C．BC段与CD段运动的加速度为零
D．CD段运动速度小于BC段运动速度
3．（2021湖北黄冈罗田一中月考）物体从静止开始做匀加速直线运动，第3 s内通过的位移是3 m，则（ ）
A．物体的加速度是 0.4 m/s2
B．前3s内的位移是6 m
C．第3s内的平均速度是3 m/s
D．3s末的速度是4 m/s
４．（2021四川成都高一上期末）如图，深秋时节，银杏叶落缤纷，那一地的金黄，给我们带来了无限的遐想！在一个无风的日子，一片银杏叶从高为5 m的枝头自静止落至地面，当g取10 m/s2时，银杏叶下落时间可能是（ ）
A．1.5 s B．0.8 s C．1 s D．0.5 s
5．如图所示，很小的木块由静止开始沿斜面下滑，经时间t后进入一水平面，两轨道之间用长度可忽略的圆弧连接，再经2t时间停下，则木块在斜面上与在水平面上位移大小之比和加速度大小之比分别为（ ）
A．1:2 2:1 B．1:2 1:2
C．2:1 2:1 D．2:1 1:2
6．一种超级高铁行驶600 km的路程需要40 min，超级高铁先匀加速，达到最大速度1200 km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于超级高铁的说法正确的是（ ）
A．加速与减速的时间不相等
B．加速的时间是10 min
C．加速时加速度的大小为2 m/s2
D．如果加速度大小为10 m/s2，题述运动所需的时间为20 min
7．（2020山东青岛二中高一上期末）做自由落体运动的甲、乙两物体质量之比为1∶3，下落高度之比为1∶2，甲乙同时下落，g取10 m/s2，则（ ）
A．下落加速度之比为 1:3
B．下落时间之比为1:2
C．甲落地前，甲乙间距离逐渐增大
D．甲落地前，甲乙速度大小相等
8．一质点做匀变速直线运动，加速度大小为a，初速度大小为v，经过一段时间速度大小变为2v，这段时间内的路程与位移大小之比为5∶3，则下列叙述正确的是（ ）
A．在该段时间内质点运动方向不变
B．这段时间为
C．这段时间的路程为
D．再经过相同的时间质点速度大小为3v
二、多项选择题（本题共4道小题，每道小题4分，共16分。每道小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错不得分）。
9．（2021广东深圳实验学校高一上段考）在平直公路上，自行车与同方向行驶的一辆汽车在t＝0时同时经过某一个路标（它们各行其道，两道相邻），它们的位移s（米）随时间t（秒）的变化规律为：s汽＝10t －t2，s自＝6t。则以下结论正确的是（ ）
A．汽车做匀减速直线运动，自行车做匀速直线运动
D．经过路标后较短的时间内自行车在前，汽车在后
C．在汽车停下来前，两车相距的最大距离为16 m
D．自行车追上汽车时，距路标 96 m
10．（2020四川成都外国语学校高一上期中）冰壶（Curling），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2003年成立，在2009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20 s停止，最后1 s内位移大小为0.2 m，则下面说法正确的是（ ）
A．冰壶的加速度大小是 0.3 m/s2
B．冰壶的加速度大小是 0.4 m/s2
C．冰壶第1 s内的位移大小是7.8 m
D．冰壶的初速度大小是6 m/s
11．（2021黑龙江哈师大青冈实验中学高一上月考）在水平公路上有甲、乙两辆同向行驶的汽车，它们的v-t图像分别如图线a、b所示。在t＝5 s时，两车相遇。下列说法正确的是 （ ）
A．甲车的加速度比乙车的加速度大
B．在t＝0时刻，甲车在乙车后面
C．在5～10 s内，甲车在乙车前面，且两车距离在增大
D．在10～15 s内，两车间的距离逐渐变大
12．（2021广东湛江高一上期末）一个小球做自由落体运动，从开始下落到落地经历了3秒，则，下列说法正确的是 （ ）
A．小球下落的第2秒的位移是第1秒位移的2倍
B．小球下落的第2秒末的速度是第1秒末的2倍
C．小球下落最后1秒的位移是20米
D．小球下落最后2秒的位移与前2秒位移之比是2∶1
第二部分（非选题60分）
三、非选择题（本题共7道小题，共60分）。
13．（8分）（2021广东揭阳揭东高一上期末）某实验小组的同学安装如图甲所示的实验装置，采用落体法研究匀变速直线运动的规律，并得到如图乙所示的纸带。已知电源的频率为50 Hz，请回答下列问题。
（1）每两个计数点间的时间间隔是 ；
（2）实验时纸带的 被夹子夹住（选填“左端”或“右端”）；
（3）安装打点计时器时，为了减小摩擦力，两个限位孔 ；
（4）该小组同学在安装实验装置时存在的问题是 。
14．（8分）（2021山东济南商河一中高一月考）在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
（1）下列仪器需要用到的有 。
（2）某同学进行了以下实验操作步骤，其中有误的步骤是 。
A．将电火花计时器固定在长木板的一端，并接在220 V交变电源上
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源
（3）在实验中得到一条如图所示的纸带，已知电源频率为50 Hz，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，测量出x5＝4.44 cm、x6＝4.78 cm，则打下F点时小车的瞬时速度v＝ m/s。（结果保留两位有效数字）
（4）若实验时电源频率大于50 Hz，则打下F点时小车的实际速度 （填“大于”“小于”或“等于”）测量速度。
15．（10分）（2021浙江高考）机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量为m＝1000 kg的汽车以v1＝36 km/h的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线s＝20m处，驾驶员发现小朋友排着长l＝6 m的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前．假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间：
（1）若路面宽L＝6 m，小朋友行走的速度v0＝0.5 m/s，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间；
（2）假设驾驶员以v2＝54 km/h超速行驶，在距离斑马线s＝20 m处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度大小。
16．（10分）（2021江苏连云港智贤中学高一上学情检测）如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材，由调速器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成。发生火灾时，使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，通过缓降绳索等安全着陆。如图乙所示，在某次火灾逃生演练现场中，体重为60 kg的逃生者从离地面18 m高处，利用缓降器材由静止开始匀加速下滑，当速度达到6 m/s时，以大小为2.5 m/s2的加速度减速，到达地面时速度恰好为零。求:
（1）减速下滑过程的位移大小；
（2）加速下滑过程的加速度大小；
（3）到达地面整个过程的时间。
17．（6分）（2020四川遂宁高一上期末）气球以4 m/s的速度从地面匀速上升，上升过程中从气球上掉落一个小物体，该物体离开气球后经2 s着地。小物体离开气球后，气球以1 m/s2的加速度匀加速上升。不计空气阻力，g取10 m/s2。求:
（1）小物体离开气球时，气球的高度；
（2）小物体着地时，气球距地面的高度。
18．（6分）（2021重庆字水中学高一上期中）重庆来福士是重庆第一高楼，并将成为西南地区的一座标志性建筑。如图所示，已知来福士商业区离地面的高度h1＝75 m，为了测量来福士的总高度，在来福士顶部无初速度释放一个小球，小球通过商业区的时间为t＝1 s。求:
（1）小球下落过程中，通过商业区的平均速度；
（2）来福士楼顶离地面的高度h。
19．（12分）（2021浙江金华东阳中学高一上段考）一客运列车匀速行驶，其车轮在轨道间的接缝处会产生周期性的撞击。坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0 s。在相邻的平行车道上有一列货车共有60节，每节货车车厢的长度为15.0 m，当该旅客经过货车车尾时，货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动。该旅客在此后的20.0 s内，看到恰好有30节货车车厢被他连续超过。已知每根轨道的长度为20.0 m，货车车厢间距忽略不计。求:
（1）客车运行的速度大小和货车运行的加速度大小；
（2）旅客最多可以追上货车几节车厢。
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
D C C A A B
7 8 9 10 11 12
D B ACD BC ABC BD
第二部分（非选择题）
13．（1）0.02 s （1分） （2）左端 （2分） （3）必须在同一条竖直线上 （2分）
（4）重物释放的位置在桌面上方 （3分）
14．（1）AB （2分） （2）D （2分） （3）0.46 （2分） （4）大于 （2分）
15．解：（1）依据题意可知，汽车做匀减速直线运动，到达斑马线处停住，即末速度v＝0，位移为s＝20 m，汽车的初速度为v1＝36 km/h＝10 m/s，利用匀变速直线运动的规律，可得：
v2－v12＝2as ，a＝－2.5m/s2 （2分）
设汽车到斑马线前所用时间为t，t＝＝4 s （2分）
小朋友过马路，全部通过所走的位移 x＝L＋l＝12 m ，小朋友全部通过马路所需要的时间t0＝＝24 s 。根据题意可知，小朋友开始过马路，汽车同时开始减速，因此汽车需要在斑马线前等待的时间：t等＝t0－t＝20 s。 （2分）
所以，汽车需要在斑马线前等待的时间为 20 s （1分）
（2）根据题意可知，加速度不变，汽车开始减速的初速度为v2＝54 km/h＝15 m/s，减速的距离仍为 s＝20 m ，设汽车的末速度为vt，根据匀变速直线运动规律，可得：
vt2－v12＝2as ，vt＝5 m/s
所以，汽车到斑马线前的速度大小为 5 m/s 。 （3分）
16．解：（1）依据题意，以竖直向下为正方向，可以把减速下滑的过程看作，末速度为零的匀减速直线运动，初速度为v1＝6 m/s ，加速度a1＝－2.5 m/s，根据匀变速直线运动规律，
减速下降过程的位移：x1＝＝7.2 m （3分）
（2）依据题意可知，人从高h＝18m 处开始下滑，到地面的全过程，只有加速下滑和减速下滑过程，故可知加速下滑的位移为x＝h－x1＝10.8m，（2分）
加速下滑过程可以看成是初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律，可得：a＝＝ m/s2 （2分）
（3）加速下滑所用的时间：t1＝＝3.6 s
减速下滑所用的时间：t2＝＝2.4 s
到达地面整个过程所用的时间：
t＝t1＋t2＝6 s （4分）
17．解：（1）小物体离开气球，到落地的过程的位移的大小即为小球离开气球时，气球的高度，设气球初速度方向为正方向，v0＝4 m/s ，t＝2s，气球的加速度a＝1 m/s2
而对于小物体，相当于做速度方向改变的匀变速直线运动，在此过程中小物体的位移为x＝v0t－gt2＝－12 m ，位移方向与正方向相反 （2分）
因此，小物体离开气球时，气球的高度h＝12 m。（1分）
（2）小物体离开气球后到小物体落地，气球相当于做匀加速直线运动，在此过程中，气球上升的高度为：h2＝v0t＋at2＝10m。此时，气球距离地面的高度h′＝h＋h2＝22m。
小物体着地时，气球距离地面的高度为 22 m 。 （3分）
18．解：（1）小球下落过程中，通过商业区的平均速度：＝75 m/s
小球通过商业区的平均速度为75 m/s，方向竖直向下（2分）
（2）设小球从来福士顶部下落到商业区所用的时间为 t1，根据自由落体运动规律可知：小球刚到商业区时的速度，v1＝gt1，根据匀变速直线运动规律可得：h1＝v1t＋gt2，由此可得：t1＝7s （2分）
所以小球下落的整个过程所用的时间 t0＝t＋t1＝8s，
h＝gt02＝320 m （2分）
19．解：（1）第1次撞击声到第16次撞击声之间列车应经过15节铁轨，因此可知，20 s的时间内客车刚好经过了30节铁轨，客车前进的距离x1＝30×20m＝600 m，所以客车的速度大小为 v＝＝30m/s； （3分）
在此过程中，旅客恰好超过30节货车车厢，因此货车车尾被旅客超过的距离，x2＝30×15m＝450m，列车车尾前进的位移，x＝x1－x2＝150 m，根据匀变速直线运动规律：
x＝at2，a＝0.75m/s2 ，所以货车的加速度大小为a＝0.75m/s2 （4分）
（2）由题目可知，当货车的速度大小等于客车的速度大小后，旅客将不能再追上货车车厢，根据匀变速直线运动规律可知，v＝at1，t1＝40 s，
x3＝vt1＝1200m
x4＝at12＝600 m （3分）
在此过程中，货车车尾被旅客超过的距离，x′＝x3－x4＝600m，货车被追上的车厢数：
N＝＝40
所以旅客最多可以追上40节车厢。 （2分）