[第五章 三、 直线运动 第2课时 直线运动(能力题)]
一、选择题
1.如图所示是某汽车通过一段平直公路时记录的v-t图像,甲、乙、丙、丁四个过程中,汽车做匀速直线运动的是 ( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.[2020-2021学年·句容月考] 如图所示,一汽车做变速运动,从A地出发,依次经过B、C到达D地,全程平均速度为80 km/h,下列判断正确的是 ( )
A.汽车经过B地的速度一定等于80 km/h
B.汽车经过C地的速度可能小于80 km/h
C.汽车经过B地的速度不可能高于80 km/h
D.汽车在C地的速度不可能为0
3.[2020·宜春一模] 成成同学测量了四个小球的运动情况,把四个小球运动的距离s和所用时间t在坐标系中描点,得到了如图所示甲、乙、丙、丁四个点,这四个小球中平均速度相同的是 ( )
A.甲和乙 B.乙和丙
C.丙和丁 D.乙和丁
4.课外活动时,小明和小刚在操场上沿直线跑道跑步,如图所示是他们通过的路程随时间变化的图像,则下列说法中正确的是 ( )
A.前2 s内,小刚跑得较快
B.两人都做变速运动
C.两人都做匀速直线运动
D.全程中,小刚的平均速度大于小明的平均速度
5.做匀速直线运动的甲、乙两物体,若甲、乙两物体的速度之比是3∶2,甲通过的路程是乙的3倍,则甲所用的时间是乙所用时间的 ( )
A.2倍 B. C. D.
6.在平直的公路上,小明坐在车上用电子手表的秒表功能测出汽车连续通过5根电线杆的时间为10 s,相邻两根电线杆的距离为50 m,则汽车的平均速度约为 ( )
A.90 km/h B.70 km/h
C.50 km/h D.40 km/h
7.[2020·泰安] 一辆长20 m的货车,以72 km/h的速度匀速通过长为100 m的大桥,下列说法中( )
①货车完全在桥上行驶的时间是5 s
②货车完全在桥上行驶的时间是4 s
③货车通过大桥所用的时间是6 s
④货车通过大桥所用的时间是7 s
A.只有①④正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
8.一辆普通家用轿车的长约为教室长度的一半.如图所示是某家用轿车在平直公路上行驶过程中,用相机每隔0.5 s曝光一次得到的照片.拍照过程中,轿车的平均速度最接近于 ( )
A.30 km/h B.60 km/h
C.90 km/h D.120 km/h
二、填空题
9.甲、乙做匀速直线运动,已知相同时间内甲、乙通过的路程之比为3∶2,则甲、乙通过相同的路程所用的时间之比为________;若通过的路程之比为2∶3,则所用的时间之比为________.
10.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,它们运动的图像如图所示,由图像可知,运动速度相同的小车是________和________;经过5 s,跑在最前面的小车是________.
11.一列队伍长40 m,完全通过长度为80 m的立交桥共用时1 min,若将队伍前进看作匀速直线运动,队伍前进时的速度是________ ,每个队员在桥上前进的时间是________,整列队伍完全在桥上的时间是________ .
三、解答题
12.汽车在公路上匀速行驶,驾驶员发现前方路口信号灯转为红色,经一定反应时间后开始踩刹车,汽车车速随时间t的变化关系如图所示,聪明的小燕发现并猜想:一段时间内,物体通过的路程刚好等于这段时间的图像与坐标轴围成图形的面积(图中阴影部分),这一猜想在老师那里得到了证实.根据这一规律,请你计算:
(1)在反应时间内汽车驶过的距离为多少
(2)从开始刹车到停止,汽车的滑行距离为多少
(3)若驾驶员饮酒,从发现红灯到完全停止汽车共前进了15 m,则此时的反应时间为多少
13.[2019·铜仁] 如图所示,小王做“测量小车的平均速度”的实验,他已经从实验室借到的实验器材有:一辆小车、一块秒表、一块长木板、一块小木块.
(1)他为了完成该实验,还需要的实验器材是________.
(2)为了方便计时,应该使斜面的坡度________(选填“较大”或“较小”).
(3)经测量,s1=0.9 m,s2=0.4 m,小车从斜面顶端由静止下滑的过程中,秒表记录的时间如图图所示,则小车在路程s3内的平均速度是____ m/s.
14.某物理兴趣小组用频闪照相的方法(每隔相等时间拍摄一张照片)研究小物块沿斜面向下做直线运动的有关问题.如图所示是他们某次实验时拍摄的频闪照片.
(1)如图所示四个图像中,一定不能反映小物块运动情况的是________.
(2)要使小物块在斜面上运动的平均速度增大,可采用的方法有 (写出一种即可).
(3)只用秒表和刻度尺也可测出小物块沿斜面向下做直线运动时通过某段距离的平均速度,为了减小测量误差,斜面的倾角θ应________(选填“较大”或“较小”)些.
(4)若把小物块某次沿斜面向下做直线运动通过的距离AC分成AB和BC相等的两段,且已知物块在这两段的平均速度分别为v1和v2,则物块在AC段的平均速度为________ .(用所给物理量表示)
15.[2020·柳州] 如图所示,某“小车闯关游戏”的笔直通道上每隔9 m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s和2 s,出发点到终点之间共有9个关卡.关卡刚放行时,一辆小车立即从出发点以2 m/s的速度匀速前进,则小车经过________s到达关卡1,到达终点前总共被关卡挡了________次.
答案
第2课时 直线运动(能力题)
1.B 横坐标表示时间,纵坐标表示速度,汽车做匀速直线运动,说明速度不随时间发生变化,则为图中乙过程.
2.B 3.B
4.A 由图像可知,在前2 s内,小刚运动的距离比小明长,所以根据v=可知,小刚跑得较快,故A正确;由图像可知,小明通过的路程和时间关系图像是一条直线,表明路程和时间成正比,所以小明做的是匀速直线运动,而小刚的路程和时间关系图像是一条曲线,表明路程和时间不成正比,所以小刚做的是变速直线运动,故B、C错误;由图像可知,全程两人运动的距离是相等的,所用的时间都是8 s,根据v=可知,两人的平均速度相同,故D错误.
5.A 6.B
7.D (1)v=72 km/h=20 m/s,货车完全在桥上行驶的路程:s1=s桥-s车=100 m-20 m=80 m,根据v=可得,车完全在桥上行驶的时间:t1===4 s,故①错误,②正确.
(2)货车通过大桥所行驶的路程:s2=s桥+s车=100 m+20 m=120 m,则货车通过大桥所用的时间:t2===6 s,故③正确,④错误.
8.B 由图可知,轿车通过的总路程大概是4个车身长,1个车身长约为4.5 m,所以,总路程s=4.5 m×4=18 m,有两个时间间隔,总时间t=0.5 s×2=1 s,轿车的平均速度:v===18 m/s=64.8 km/h,与B项最接近.
9.2∶3 4∶9
10.甲 丙 乙
由图像知,甲的速度是v甲===4 m/s,乙的速度是6 m/s,丙的速度是4 m/s.
11.2 m/s 40 s 20 s
队伍前进的速度:v====2 m/s;
每个队员在桥上前进的时间:t1====40 s;
整列队伍完全在桥上的时间:t2====20 s.
12.(1)由图可知,汽车匀速行驶时的速度为10 m/s,反应时间为0.5 s,由v=可得,在反应时间内汽车驶过的距离:s1=vt1=10 m/s×0.5 s=5 m.
(2)因一段时间内,物体通过的路程刚好等于这段时间的图像与坐标轴围成图形的面积,所以,从开始刹车到停止,汽车滑行的距离:s2=×10 m/s×(1.5 s-0.5 s)=5 m.
(3)驾驶员饮酒后,虽然反应时间会变长,但从开始刹车到停止时汽车滑行距离不变,仍为5 m;驾驶员饮酒,从发现红灯到完全停止汽车共前进了15 m,则此反应时间内汽车驶过的距离:s3=s-s2=15 m-5 m=10 m,则此时的反应时间:t2===1 s.
13.(1)刻度尺 (2)较小
(3)0.5
(1)根据v=可知,测量小车的平均速度需要用秒表测出时间,用刻度尺测出小车通过的路程,题目中已经给出了秒表,因此还需要的实验器材是刻度尺.
(2)若要计时方便,应使斜面的坡度较小,使小车在斜面上通过的时间较长.
(3)s1=0.9 m,s2=0.4 m,则s3=0.9 m-0.4 m=0.5 m,由图知,t3=1 s,所以小车在s3段路程内的平均速度为v3===0.5 m/s.
14.(1)C
(2)增大斜面倾角θ(或减小斜面和小物块接触面的粗糙程度)
(3)较小
(4)
(1)由图可知,小物块做加速直线运动,A、B两图是v-t图像,是加速运动图像,C图是s-t图像,是匀速直线运动图像,D图是s-t图像,是加速直线运动图像,故一定不能反映小物块运动情况的是C图.
(2)增大斜面倾斜角度θ或减小斜面和小物块接触面的粗糙程度,可减少下滑时间,由速度公式v=可知,在路程一定时,可以增大物块的平均速度.
(4)设总路程是2 s,则前一半与后一半路程都是s,根据v=可知,
前一半路程即AB段的运动时间:t1=,
后一半路程即BC段的运动时间:t2=,
则整个路程即AC段的平均速度:v===.
15.4.5 3
由题知,关卡放行和关闭时间分别为5 s和2 s,小车立即从出发点出发时,关卡刚好放行,由v=可得,车到达关卡1时所用的时间:t1===4.5 s<5 s,所以关卡1不会挡住小车;
每两个关卡间距离9 m,所以小车通过相邻两关卡所用的时间t=t1=4.5 s,小车到达关卡2的时间:t2=t1+t=4.5 s+4.5 s=9 s,5 s+2 s小车到达关卡3的时间:t3=t2+t=9 s+4.5 s=13.5 s,5 s+2 s+5 s由此可知:当t3'=12 s时最先挡住小车前进的关卡是关卡3,然后等放行后,小车再从关卡3重复上述过程;
所以,关卡6、9会挡住小车,则到达终点前总共被关卡挡了3次.