2022秋物理人教2019必修第一册第二章:匀变速直线运动的研究习题附答案
人教(2019)必修第一册第二章 匀变速直线运动的研究
一、选择题。
1、使用打点计时器,在连接电源、通过纸带后,纸带上没有点迹,原因可能是( )
A.电源用交流4~6伏 B.电源用直流4~6伏
C.未放复写纸片 D.振针松动 E.导线有断处
2、(双选)质点由静止开始做直线运动,加速度与时间关系如图所示,t2=2t1,则( )
A.质点一直沿正向运动
B.质点在某个位置附近来回运动
C.在0~t2时间段内,质点在t1时刻的速度最大
D.在0~t2时间段内,质点在t2时刻回到原点
3、如图所示,一辆正以8 m/s速度沿直线行驶的汽车,突然以1 m/s2的加速度加速行驶,则汽车加速行驶了18 m时的速度为( )
A.8 m/s B.12 m/s C.10 m/s D.14 m/s
4、(双选)下图中可以表示物体做自由落体运动的是( )
5、(双选)在冰壶世锦赛上中国女子冰壶队夺得世界冠军,如图所示,一冰壶以速度v垂直进入两个相同的矩形区域做匀减速运动,且刚要离开第二个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是(设冰壶可看成质点)( )
A.v1:v2=2:1 B.v1:v2=:1
C.t1:t2=1: D.t1:t2=(-1) :1
6、(双选)两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶。t=0时两车都在同一计时线处,此时比赛开始。它们在四次比赛中的v-t图如图所示。哪些图对应的比赛中,两辆赛车在出发后可能再次相遇( )
7、)(双选)质点做直线运动的v t图像如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8 s内的平均速度及质点运动的总路程为( )
A.总路程为2 m B.平均速度为0.25 m/s,方向向左
C.总路程为8 m D.平均速度为1 m/s,方向向左
8、如图所示,一汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统,系统以50 Hz的频率监视前方的交通状况。当车速v≤32.4 km/h、且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时,如果司机未采取制动措施,系统就会立即启动“全力自动刹车”,使汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下,若该车在不同路况下的“全力自动刹车”的加速度大小取3~6 m/s2之间的某一值,则“全力自动刹车”的最长时间为( )
A.10.8 s B.3 s C.5.4 s D.1.5 s
9、汽车的加速性能是反映汽车性能的重要标志。下表是测量三种型号的载重汽车加速性能时所采集的实验数据,由表中的数据可以断定( )
汽车型号 初速度v0/(km·h-1) 末速度vt/(km·h-1) 通过位移x/ m
A型号4吨载重汽车 13 29 357
B型号4吨载重汽车 13 29 273
C型号4吨载重汽车 13 29 315
A.A型号车的加速性能最好 B.B型号车的加速性能最好
C.C型号车的加速性能最好 D.三种型号车的加速性能相同
10、(双选)俄罗斯“能源”火箭航天集团专家称,人类能在20年后飞往火星。若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的 x-t 图像如图所示,则( )
A.该火星表面的重力加速度为1.6 m/s2
B.该物体上升的时间为10 s
C.该物体被抛出时的初速度为8 m/s
D.该物体落到火星表面时的速度为16 m/s
11、如图所示为某质点的v-t图像,下列说法正确的是( )
A.在0~6 s内,质点做匀变速直线运动
B.在6~10 s内,质点处于静止状态
C.在4 s末,质点向相反方向运动
D.在t=12 s末,质点的加速度为-1 m/s2
12、如图甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图像,下列说法正确的是( )
A.推导中把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
B.甲图用矩形面积的和表示位移大小比丙图用梯形面积表示位移大小更接近真实值
C.这种用面积表示位移的方法只适用于匀变速直线运动
D.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示加速度的变化量
二、填空含实验题。
13、力学实验中使用的电磁打点计时器的直接用途是( )
A.用于记录物体运动的速度 B.记录运动的位移
C.记录运动的时间 D.记录平均速度
14、某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带并用一把毫米刻度尺测量了各点间的距离,如图所示,图中四个数中不符合正确读数要求的是__________(填数值)。若纸带上两相邻计数点间均有4个点未画出,已知打点计时器的频率为50 Hz,则B点对应的小车速度vB=________m/s,小车运动的加速度a=______m/s2。(均保留两位有效数字)
三、简答题。
15、在探究小车速度随时间变化规律的实验中,木板如果与水平方向有夹角,那么对研究小车是否做匀变速直线运动有影响吗
【答案】无影响,小车仍做匀变速直线运动。
四、计算类解答题。
16、(计算题)一物体从O点以4 m/s的速度滑上光滑斜面做匀减速直线运动,2 s后向上经过A点,此时物体的速度为2 m/s,物体在斜面上向上运动和向下运动的加速度相同.求:
(1)物体向上滑行的最大位移;
(2)从O点出发到返回O点的时间.
17、一辆长途客车正在以v=20 m/s的速度匀速行驶, 突然,司机看见车的正前方x=45 m处有一只小狗(图甲),司机立即采取制动措施。从司机看见小狗到长途客车开始做匀减速直线运动的时间间隔Δt=0.5 s。若从司机看见小狗开始计时(t=0),该长途客车的速度—时间图像如图乙所示。求:
(1)长途客车在Δt时间内前进的距离;
(2)长途客车从司机发现小狗至停止运动的这段时间内前进的距离;
(3)根据你的计算结果,判断小狗是否安全。如果安全,请说明你判断的依据;如果不安全,有哪些方式可以使小狗安全。
18、(计算题)如图所示,公路上有一辆公共汽车以10 m/s的速度匀速行驶,为了平稳停靠在站台,在距离站台P左侧位置50 m处开始刹车做匀减速直线运动。同时一个人为了搭车,从距站台P右侧位置30 m处从静止正对着站台跑去,假设人先做匀加速直线运动,速度达到4 m/s后匀速运动一段时间,接着做匀减速直线运动,最终人和车到达P位置同时停下,人加速和减速时的加速度大小相等。求:
(1)汽车刹车的时间;
(2)人的加速度的大小。
一、选择题。
1、使用打点计时器,在连接电源、通过纸带后,纸带上没有点迹,原因可能是( )
A.电源用交流4~6伏 B.电源用直流4~6伏
C.未放复写纸片 D.振针松动 E.导线有断处
【答案】BCDE
2、(双选)质点由静止开始做直线运动,加速度与时间关系如图所示,t2=2t1,则( )
A.质点一直沿正向运动
B.质点在某个位置附近来回运动
C.在0~t2时间段内,质点在t1时刻的速度最大
D.在0~t2时间段内,质点在t2时刻回到原点
【答案】AC
3、如图所示,一辆正以8 m/s速度沿直线行驶的汽车,突然以1 m/s2的加速度加速行驶,则汽车加速行驶了18 m时的速度为( )
A.8 m/s B.12 m/s C.10 m/s D.14 m/s
【答案】C
4、(双选)下图中可以表示物体做自由落体运动的是( )
【答案】BC
5、(双选)在冰壶世锦赛上中国女子冰壶队夺得世界冠军,如图所示,一冰壶以速度v垂直进入两个相同的矩形区域做匀减速运动,且刚要离开第二个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是(设冰壶可看成质点)( )
A.v1:v2=2:1 B.v1:v2=:1
C.t1:t2=1: D.t1:t2=(-1) :1
【答案】BD
6、(双选)两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶。t=0时两车都在同一计时线处,此时比赛开始。它们在四次比赛中的v-t图如图所示。哪些图对应的比赛中,两辆赛车在出发后可能再次相遇( )
【答案】AC
7、)(双选)质点做直线运动的v t图像如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8 s内的平均速度及质点运动的总路程为( )
A.总路程为2 m B.平均速度为0.25 m/s,方向向左
C.总路程为8 m D.平均速度为1 m/s,方向向左
【答案】BC
8、如图所示,一汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统,系统以50 Hz的频率监视前方的交通状况。当车速v≤32.4 km/h、且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时,如果司机未采取制动措施,系统就会立即启动“全力自动刹车”,使汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下,若该车在不同路况下的“全力自动刹车”的加速度大小取3~6 m/s2之间的某一值,则“全力自动刹车”的最长时间为( )
A.10.8 s B.3 s C.5.4 s D.1.5 s
【答案】B
9、汽车的加速性能是反映汽车性能的重要标志。下表是测量三种型号的载重汽车加速性能时所采集的实验数据,由表中的数据可以断定( )
汽车型号 初速度v0/(km·h-1) 末速度vt/(km·h-1) 通过位移x/ m
A型号4吨载重汽车 13 29 357
B型号4吨载重汽车 13 29 273
C型号4吨载重汽车 13 29 315
A.A型号车的加速性能最好 B.B型号车的加速性能最好
C.C型号车的加速性能最好 D.三种型号车的加速性能相同
【答案】B
10、(双选)俄罗斯“能源”火箭航天集团专家称,人类能在20年后飞往火星。若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的 x-t 图像如图所示,则( )
A.该火星表面的重力加速度为1.6 m/s2
B.该物体上升的时间为10 s
C.该物体被抛出时的初速度为8 m/s
D.该物体落到火星表面时的速度为16 m/s
【答案】AC
11、如图所示为某质点的v-t图像,下列说法正确的是( )
A.在0~6 s内,质点做匀变速直线运动
B.在6~10 s内,质点处于静止状态
C.在4 s末,质点向相反方向运动
D.在t=12 s末,质点的加速度为-1 m/s2
【答案】D
12、如图甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图像,下列说法正确的是( )
A.推导中把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
B.甲图用矩形面积的和表示位移大小比丙图用梯形面积表示位移大小更接近真实值
C.这种用面积表示位移的方法只适用于匀变速直线运动
D.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示加速度的变化量
【答案】A
二、填空含实验题。
13、力学实验中使用的电磁打点计时器的直接用途是( )
A.用于记录物体运动的速度 B.记录运动的位移
C.记录运动的时间 D.记录平均速度
【答案】C
14、某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带并用一把毫米刻度尺测量了各点间的距离,如图所示,图中四个数中不符合正确读数要求的是__________(填数值)。若纸带上两相邻计数点间均有4个点未画出,已知打点计时器的频率为50 Hz,则B点对应的小车速度vB=________m/s,小车运动的加速度a=______m/s2。(均保留两位有效数字)
【答案】5.4 0.17 0.21
【解析】毫米刻度尺测量结果应准确到1 mm并估读到0.1 mm,所以不符合正确读数要求的是5.4。B点对应的小车速度vB==0.17 m/s,根据逐差法可得小车运动的加速度:a==0.21 m/s2。
三、简答题。
15、在探究小车速度随时间变化规律的实验中,木板如果与水平方向有夹角,那么对研究小车是否做匀变速直线运动有影响吗
【答案】无影响,小车仍做匀变速直线运动。
四、计算类解答题。
16、(计算题)一物体从O点以4 m/s的速度滑上光滑斜面做匀减速直线运动,2 s后向上经过A点,此时物体的速度为2 m/s,物体在斜面上向上运动和向下运动的加速度相同.求:
(1)物体向上滑行的最大位移;
(2)从O点出发到返回O点的时间.
【答案】(1)8 m (2)8 s
【解析】(1)设物体上滑的加速度为a,则在前2 s内有
vA=v0+at,故a=,解得a=-1 m/s2.
设物体向上滑行的最大位移为x,则
v2-v=2ax,v=0,
故x=,解得x=8 m.
(2)物体上滑的时间t1==4 s,
根据对称性,往返总时间t=2t1=8 s。
17、一辆长途客车正在以v=20 m/s的速度匀速行驶, 突然,司机看见车的正前方x=45 m处有一只小狗(图甲),司机立即采取制动措施。从司机看见小狗到长途客车开始做匀减速直线运动的时间间隔Δt=0.5 s。若从司机看见小狗开始计时(t=0),该长途客车的速度—时间图像如图乙所示。求:
(1)长途客车在Δt时间内前进的距离;
(2)长途客车从司机发现小狗至停止运动的这段时间内前进的距离;
(3)根据你的计算结果,判断小狗是否安全。如果安全,请说明你判断的依据;如果不安全,有哪些方式可以使小狗安全。
【答案】见解析
【解析】(1)公共汽车在司机的反应时间内前进的距离
x1=vΔt=10 m
(2)公共汽车从司机发现小狗至停止的时间内前进的距离
x2=x1+vt/2=50 m
(3)因为x2>x,所以小狗不安全。
若要小狗不发生危险,可以采用如下的一些方式:
①加大刹车力度增大刹车加速度,使汽车刹车距离减小5 m以上。
②提前鸣笛使小狗沿车的前进方向在4.5 s内跑出5 m以上的距离,或小狗沿垂直运动的方向在4.5 s内跑出的距离超过车的宽度。
18、(计算题)如图所示,公路上有一辆公共汽车以10 m/s的速度匀速行驶,为了平稳停靠在站台,在距离站台P左侧位置50 m处开始刹车做匀减速直线运动。同时一个人为了搭车,从距站台P右侧位置30 m处从静止正对着站台跑去,假设人先做匀加速直线运动,速度达到4 m/s后匀速运动一段时间,接着做匀减速直线运动,最终人和车到达P位置同时停下,人加速和减速时的加速度大小相等。求:
(1)汽车刹车的时间;
(2)人的加速度的大小。
【答案】(1)10 s (2)1.6 m/s2
【解析】(1)对汽车,在匀减速的过程中,有:x1=t
即:50=t 解得:t=10 s
(2)设人加速运动的时间为t1,由匀变速运动规律可知:
x2=·2t1+v2·(t-2t1)
代入数据解得:t1=2.5 s
所以人的加速度大小:a==1.6 m/s2