（学习方略）2013-2014高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究单元质量评估 新人教版必修1

第二章 匀变速直线运动的研究单元质量评估
(90分钟 100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。每小题至少一个答案正确,选不全得2分)
1.(2013·佛山高一检测)最早对自由落体运动进行科学的研究,否定了亚里士多德错误论断的科学家是(　　)
A.伽利略　　　　　　 B.牛顿
C.开普勒 D.胡克
2.质量都是m的物体在水平面上沿直线运动,A、B、C、D图是它的运动图像,由图像可知(　　)
A.图A表明物体做匀速直线运动
B.图B表明物体做匀速直线运动
C.图C表明物体沿负方向做减速直线运动
D.图D表明物体做匀加速直线运动
3.(2013·亳州高一检测)某物体的运动规律如图所示,下列说法中正确的是
(　　)
A.物体在第1s末运动方向发生变化
B.第2s内、第3s内的速度方向是相同的
C.物体在第2s内返回出发点
D.在这7s内物体的加速度大小不变,向正方向运动1m
4.从同一地点出发,甲、乙两个物体沿同一方向做直线运动的速度—时间图像如图所示,则(　　)
A.两物体相遇的时间是2s和6s
B.乙物体先向前运动2s,随后向后运动
C.两个物体相距最远的时刻是4s末
D.4s后甲在乙前面
5.2012年9月25日,“瓦良格”号更名为“辽宁”号,交付中国人民解放军海军,圆了我们的航母梦。航空母舰是以舰载机为主要武器并作为其海上活动基地的大型水面战斗舰艇。若舰载机起飞的甲板跑道长度为300m,舰载机的起飞速度为90m/s。则以下判断正确的是(　　)
A.舰载机起飞过程的平均加速度为13.5m/s2
B.舰载机起飞过程的平均加速度为16.5m/s2
C.舰载机起飞过程中的平均速度为45m/s
D.舰载机起飞过程中的平均速度为50m/s
6.一物体从高h处做自由落体运动,经时间t到达地面,落地速度为v,那么当物体下落时间为时,物体的速度和距地面高度分别是(　　)
A.,　　 B.,　　 C.,h　　 D.,h
7.(2013·呼和浩特高一检测)如图所示,物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=2m,BC=3m。且物体通过AB、BC、CD所用的时间相等,则下列说法正确的是(　　)
A.可以求出物体加速度的大小
B.可以求得CD=4m
C.可以求得OA之间的距离为1.125m
D.可以求得OB之间的距离为12.5m
8.(2013·赤峰高一检测)甲、乙两物体,甲的质量为4kg,乙的质量为2kg,甲从20m高处自由落下,1s后乙从10m高处自由落下,不计空气阻力。在两物体落地之前,下列说法中正确的是(　　)
A.同一时刻甲的速度大
B.同一时刻两物体的速度相同
C.两物体从起点各自下落1m时的速度是相同的
D.落地之前甲和乙的高度之差保持不变
9.(2013·崇文区高一检测)一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A、B、C三点。已知AB=6m,BC=10m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是(　　)
A.2m/s,3m/s,4m/s　　　 B.2m/s,4m/s,6m/s
C.3m/s,4m/s,5m/s D.3m/s,5m/s,7m/s
10.跳伞运动员以5m/s的速度竖直匀速降落,在离地面h=10m的地方掉了一颗扣子,跳伞运动员比扣子晚着陆的时间为(扣子所受的空气阻力可忽略,g取10m/s2)(　　)
A.2s　　 B.s　　 C.1s　　　D.(2-)s
二、实验题(本大题共2小题,共16分)
11.(8分)(1)打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材,常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种。关于电磁打点计时器和电火花计时器的比较,下列说法正确的是(　　)
A.电磁打点计时器使用交流电源,电火花计时器使用直流电源
B.它们都是使用10V以下的交流电源
C.当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点
D.电火花计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,所以实验误差也较小
(2)某同学用如图甲所示装置测量自由落体加速度g,得到如图乙所示的一段纸带,他每两个点取一个计数点(已知交流电频率为50Hz),测得AB=7.65cm,BC=9.17cm。则打B点时重物的瞬时速度为　　　m/s,测得的自由落体加速度g=　　m/s2,它比真实值偏　　　　(选填“大”或“小”)。(结果保留两位有效数字)
12.(8分)如图所示为测量做匀加速直线运动的小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得两者间距为d。
(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间为Δt1和Δt2,则小车的加速度a=　　　　　　　　。
(2)为减小实验误差,可采用的方法有(　　)
A.增大两挡光片宽度b
B.减小两挡光片宽度b
C.增大两挡光片间距d
D.减小两挡光片间距d
三、计算题(本大题共4小题,共44分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(10分)“嫦娥奔月”是中国人耳熟能详的美丽传说,“嫦娥工程”的顺利实施使这一传说就要变为现实。假如在月球上某航天员让一重物由静止开始自由下落,测出下落高度h=20m时,下落的时间正好为t=5s。则:
(1)月球表面的重力加速度g月为多大?
(2)重物下落2.5s时的瞬时速度为多大?
14.(10分)(2013·昆明高一检测)摩托车从A点由静止出发做匀加速直线运动,用7s时间通过一座长BC=14m的平桥,过桥后的速度是3m/s。
(1)它刚开上桥头时的速度vB有多大?
(2)桥头与出发点相距多远?
15.(12分)汽车刹车前速度为10m/s,刹车获得的加速度大小为2m/s2。求:
(1)汽车刹车开始后20s内滑行的距离;
(2)静止前最后2.5s内汽车滑行的距离。
16.(12分)(能力挑战题)客车以v = 20m/s的速度行驶,突然发现同车道的正前方x0=120m处有一列货车正以v0= 6m/s的速度同向匀速前进,于是客车紧急刹车,若客车刹车的加速度大小为a = 1m/s2,做匀减速运动,问:
(1)客车是否会与货车相撞?
(2)若会相撞,则在什么时刻相撞?客车位移为多少?若不相撞,则客车与货车的最小距离为多少?
答案解析
1.【解析】选A。最早对自由落体运动进行科学研究的是伽利略,A正确。
2.【解析】选A、D。图A表明物体做匀速直线运动,A正确;图B表明物体向正方向做匀加速直线运动,B错误;图C表明物体向正方向做匀减速直线运动,C错误;图D表明物体做从零开始的匀加速直线运动,D正确。
3.【解析】选D。物体在前2s速度一直为正方向,A、C错误;第2s内速度方向为正方向,第3s内速度方向为负方向,B错误;根据图像的斜率和图线与时间轴所围的面积可知D正确。
4.【解析】选A、C。由于速度—时间图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,经2s和6s,甲、乙两个物体的位移相同,两物体相遇,A对。乙物体在6s的时间内一直向前运动,B错。1s末和4s末两时刻,两个物体速度相等,1s末两者相距1m,4s末两者相距2m,所以4s末两者相距最远,C对。2～6s时间内,甲在乙的后面追赶乙,D错。
【总结提升】由速度—时间图像巧得四个运动量
(1)运动速度:从速度轴上直接读出。
(2)运动时间:从时间轴上直接读出时刻,取差值得到运动时间。
(3)运动加速度:从图线的斜率得到加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负反映了加速度的方向。
(4)运动位移:图线与时间轴围成的面积表示位移的大小,时间轴以上的面积表示与规定的正方向相同,时间轴以下的面积表示与规定的正方向相反。
5.【解析】选A、C。由v2-=2ax,可得a=13.5m/s2,A正确。由=,可得=45m/s,
C正确。
6.【解析】选C。物体做自由落体运动,经时间t到达地面的速度为v,根据速度公式v=gt可知,下落时间为时的速度为v'=g()=v,又知下落时间t内的位移为h,则时间内的位移为h'=g()2=h,物体距地面高度h″=h-h=h,选项C正确,其他选项均错。
7.【解析】选B、C。由xBC-xAB=aT2,可得a=,由于T的大小未知,所以无法求出物体的加速度,A错。由xCD-xBC=xBC-xAB,可得xCD=4m,B对。由vB=、vC=及-=2axBC、=2axOB可得xOB=3.125m,xOA=xOB-xAB=1.125m,C项对,D项错。
8.【解析】选A、C。同一时刻,甲的下落时间长,由v=gt可得甲的速度大,A正确、B错误。由v2=2gh可得C正确。因为Δh=h甲-h乙+g-g(t乙+1)2=5-gt乙两物体之间的高度差先减小后增大,D错误。
9.【解析】选B。由题意可知B点是AC段的中间时刻,AB、BC是相邻的等时间段,所以vB==4m/s,又根据xBC-xAB=at2可得a=1m/s2,进一步可得vA=2m/s、vC=6m/s,选项B正确。
10.【解析】选C。若扣子着陆的时间为t1,则由h=v0t1+g可得t1=1s。若运动员着陆的时间为t2,则由h=v0t2,可得t2=2s,所以t2-t1=1s,选项C正确。
11.【解析】(1)两种打点计时器都使用交流电源,电火花计时器的工作电压是220V,电磁打点计时器的工作电压是6V以下,A、B错误;打点间隔T==0.02s,C正确;电火花计时器采用放电工作原理,对纸带阻力小,D正确。
(2)vB==2.1m/s,由hBC-hAB=gt2可得g=9.5m/s2,比真实值偏小。
答案:(1)C、D　(2)2.1　9.5　小
12.【解析】(1)小车通过两光电门的速度分别为v1=
v2=
根据-=2ad,得:a=(-)
(2)本实验测速度的原理是用挡光片通过光电门的平均速度代替瞬时速度,所以挡光片通过光电门的时间越短,即宽度越小,误差越小,B正确;另外两挡光片间距越大,误差越小,C正确。
答案:(1)(-)　(2)B、C
13.【解析】(1)由h=gt2得月球表面的重力加速度
g月==m/s2=1.6m/s2 (5分)
(2)下落2.5s时的速度
v=g月t'=1.6×2.5m/s=4m/s。 (5分)
答案:(1)1.6m/s2　(2)4m/s
14.【解析】(1)由题意:
==m/s=2m/s (3分)
可得:vB=1m/s (1分)
(2)对BC段:
a==m/s2 (2分)
对AB段:
=2axAB　 (2分)
可得xAB=1.75m (2分)
答案:(1)1m/s　(2)1.75m
15.【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)明确汽车刹车后实际运动时间。
(2)利用匀变速直线运动规律分析求解。
【解析】(1)汽车从开始刹车到静止所需要的时间
t==s=5s<20s,　 (4分)
故汽车刹车后20s内经过的位移为
x=v0t-at2=25m (4分)
(2)可以进行逆向分析,认为汽车由静止开始在t1=2.5s内做逆向的匀加速运动,
故x1=a=×2×2.52m=6.25m　 (4分)
答案:(1)25m　(2)6.25m
16.【解题指南】减速运动的物体追赶匀速运动的物体时:
(1)速度相等时未相遇,则整个过程不会相遇;
(2)速度相等时已超越,则之前已经相遇;
(3)速度相等时恰好相遇,则整个过程相遇一次。
【解析】(1)设经时间t客车速度与货车速度相等
则:v-at=v0,可得t=14s (2分)
x客=vt-at2=182m (2分)
x货=v0t=84m (2分)
因为x客(2)经分析客车速度与货车速度相等时距离最小
xmin=x货+x0-x客=22m (4分)
答案:(1)不会相撞　(2)见解析
【变式备选】(2013·济宁高一检测)小汽车从静止开始以1m/s2的加速度前进,小汽车后面距离车x0=25m处,某人同时开始以6m/s的速度匀速追车,试分析人是否能追上小汽车?如追不上,求人、车间的最小距离。
【解析】当小汽车速度加速到v=6m/s时,二者相距最近,设此时小汽车的位移为x1,人的位移为x2。
则有x1=at2　 ①
v=at　 ②
x2=vt　 ③
联立①②③式解得x1=18m,x2=36m。
因为x2二者之间的最小距离Δx=x1+x0-x2=7m。
答案:见解析