高中物理人教版(2019) · 必修 第一册2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 同步练习

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名称 高中物理人教版(2019) · 必修 第一册2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 同步练习
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2023-07-12 18:00:12

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高中物理人教版(2019) · 必修 第一册2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 同步练习
一、选择题
1.(2022高一上·浙江月考)一个质点在x轴上运动,位置随时间的变化规律是关于这个质点的运动,以下说法正确的是(  )
A.质点做匀速直线运动
B.质点的加速度的大小为, 方向沿轴正方向
C.t=2s时质点的位置在处
D.t=2s时质点的速度大小为12m/s,方向沿轴正方向
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AB.将位置随时间的变化规律 ,与匀变速直线运动位移时间关系 ,对比可知质点沿x轴正方向做初速度为 ,加速度为 的匀加速直线运动,AB不符合题意;
C. t=2s时质点的位置在 ,所以t=2s时质点的位置在 处,C不符合题意;
D. t=2s时质点的速度大小为 ,方向沿x轴正方向,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用位移公式可以求出初速度和加速度的大小,结合位移公式可以求出质点的位置;利用速度公式可以求出末速度的大小。
2.(2022高一上·浙江月考)若某一质点由静止开始从光滑斜面顶端沿斜面匀加速下滑距离L时,速度为v;在上述过程中经过某一位置的速度为时,该位置与顶端之间的距离为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】由题意,根据位移速度关系有 ,设质点的速度为 时与顶端之间的距离为s,则同理有 ,联立可得
故答案为:A。
【分析】利用匀变速直线运动的速度位移公式可以求出运动的距离大小。
3.(2023高一上·隆回期末)下列说法正确的是(  )
A.自由落体运动是加速度不断增加的运动
B.匀变速直线运动是速度不断增加的运动
C.在匀加速直线运动中,加速度的方向一定和速度方向相同
D.在匀减速直线运动中,加速度的方向一定为负方向
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.自由落体运动是只在重力作用下从静止开始做的运动,所以其加速度不变,A项错误;
B.匀变速直线运动是指加速度不变的直线运动,其速度可能不断增加,也可能减小,B项错误;
C.匀加速直线运动是指加速度不变,且加速度方向与速度方向相同的直线运动,C项正确;
D.匀减速直线运动是指加速度不变,且加速度方向与速度方向相反的直线运动,D项错误。
故答案为:C。
【分析】匀变速直线运动是加速度不变的变速直线运动,av同向做加速,反向做减速,结合自由落体运动的规律进行分析判断。
4.(2023高一上·雨花期末)2022年12月18日,卡塔尔世界杯决赛,法国对阵阿根廷,最终两队点球定胜负,阿根廷取得冠军。下图为一个足球被发点球后在草地上滚动时的频闪照片,假设足球做匀变速直线运动,有关说法正确的是(  )
A.足球运动的速度越来越大
B.足球的加速度保持不变
C.该过程中,足球运动的位移就是路程
D.该过程中,足球运动的位移大小大于路程
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】AB.由题意可知足球做匀变速直线运动,由图可知足球在相同时间内通过的位移越来越小,则足球做匀减速直线运动,加速度保持不变,速度越来越小,A不符合题意,B符合题意;
CD.该过程中,足球做单向的直线运动,足球运动的位移大小等于路程,但位移与路程是不同的物理量,不能说位移就是路程,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】匀变速直线运动相同时间内的为已逐渐减小时做匀减速直线运动,单向直线运动中路程等于位移。
5.(2023高一上·杭州期末)汽车在制动的内,每前进的距离分别是、、、、;关于平均速度和瞬时速度,下列说法中正确的是(  )
A.第末瞬时速度一定为0
B.前的平均速度大小一定为
C.汽车刚制动时瞬时速度大小一定为
D.汽车前内平均速度比前内平均速度更接近刚制动时的瞬时速度
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】A.匀变速直线运动中相邻相等时间段内位移差为定值,则有 ,代入 , 可得加速度大小 ,若第 末瞬时速度为0,则最后5s运动的距离 ,与题给数据不符合,故第 末瞬时速度一定不为0,A不符合题意;
B.前 的平均速度 ,B符合题意;
C.前 的平均速度即为第1s末的瞬时速度,则汽车刚制动时瞬时速度大小 ,C不符合题意;
D.汽车前 内平均速度等于第2s末瞬时速度,前 内平均速度等于第0.5s末瞬时速度,故前 内平均速度更接近刚制动时的瞬时速度,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用邻差公式可以求出加速度的大小,利用位移公式可以判别5s末的速度不等于0;利用位移和时间可以求出平均速度的大小;利用速度公式可以求出初速度的大小;利用平均速度的大小可以求出瞬时速度的接近值。
6.(2023高一上·清远期末)一艘快艇在海面上由静止出发,先沿着海面做匀加速直线运动,紧接着做匀减速直线运动直至再次静止,如果快艇加速时的加速度大小是减速时的加速度大小的1.5倍,快艇运动的总时间为15 s,那么该快艇加速过程所用的时间为(  )
A.5 s B.9 s C.6 s D.10 s
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】快艇先做加速运动后做减速运动,有vm=a1t1,vm=a2t2,a1∶a2=3:2,t1+t2=15s,联立解得t1=6s
故答案为:C。
【分析】利用速度公式可以求出加速和减速时间之比,结合运动的总时间可以求出加速的时间。
7.(2023高一上·湖北期末)小球每隔0.2s从同一高度抛出,做初速为6m/s的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰。第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为,g取10m/s2(  )
A.三个 B.四个 C.五个 D.六个
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】小球做竖直上抛运动,从抛出到落地的整个过程是匀变速运动,在空中运动的总时间为 ,每隔 抛出一个小球,在这1.2s内,共抛出6个球,第7个球即将抛出,不在抛出点以上。在第一个小球下落的阶段,第一个小球会依次与5个球在空中相遇。故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为 ,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出小球在空中运动的时间,利用每个小球运动的时间和时间间隔的关系得出第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数。
8.(2023高一上·铜仁期末)“高空抛物”是危害性极高的违法行为,给人们的生命安全造成很大威胁。某小区发现从楼上掉下一个苹果,调取监控时发现只能看到苹果下落的局部画面,监控显示苹果从二楼楼面下落到地面的时间为0.2s,已知一楼层高为4米,其他楼层层高均为3m,假设苹果从静止下落,试估算苹果从几楼落下(已知重力加速度g取10m/s2)(  )
A.5楼 B.6楼 C.8楼 D.10楼
【答案】C
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】令 ,H=4m,h=3m,则苹果从二楼楼面下落到地面的平均速度 ,即该段时间的中间时刻的瞬时速度 ,苹果从静止下落到速度为20m/s过程所用时间 ,则苹果下落的总高度 ,根据给出的数值有 ,即有 ,根据计算的结果可知苹果从八楼楼面落下,即估计苹果从8楼落下。
故答案为:C。
【分析】根据匀变速直线运动的平均速度的表达式得出苹果从二楼楼面下落到地面的平均速度,利用中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度以及匀变速直线运动的速度与时间的关系和位移与时间的关系得出苹果下落的楼层。
二、多项选择题
9.(2022高一上·德州月考)质点做匀变速直线运动的速度随时间变化规律是(各物理量均采用国际单位),则对于质点的运动,下列说法正确的是(  )
A.质点的加速度为8m/s2
B.质点的初速度为2m/s
C.第2s末质点的速度为10m/s
D.任意1s时间内速度的改变量为4m/s
【答案】B,C,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】AB.根据 ,结合 ,质点的加速度为4m/s2,质点的初速度为2m/s,A不符合题意,B符合题意;
C.第2s末质点的速度为 ,C符合题意;
D.任意1s时间内速度的改变量 ,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用速度公式可以求出初速度和加速度的大小;利用速度公式可以求出末速度和速度变化量的大小。
10.(2022高一上·德州月考)火车在通过桥梁的时候不能超过规定速度,需要提前减速。一列以108km/h的速度行驶的火车,在驶近一座桥时做匀减速运动,加速度的大小是0.1 m/s2,减速行驶3min后达到规定速度。下列说法正确的是(  )
A.火车通过桥梁的规定速度大小为90km/h
B.火车通过桥梁的规定速度大小为12 m/s
C.火车至少在离桥梁4500m处开始减速
D.火车至少在离桥梁3780m处开始减速
【答案】B,D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】108km/h=30m/s
AB.火车通过桥梁的规定速度大小为 ,A不符合题意,B符合题意;
CD.由公式 ,可得 ,即火车至少在离桥梁3780m处开始减速,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用速度公式可以求出过桥梁速度的大小;利用平均速度公式可以求出开始减速时距离桥梁的距离大小。
11.(2023高一上·阳新期末)甲、乙两物体做直线运动时,通过打点计时器打出的两条纸带如图所示,两纸带上相邻两计数点间的时间间隔都为。下列关于两物体运动情况的描述,正确的是(  )
A.两物体在时间内的平均速度相等
B.两物体在时刻的速度大小相等
C.两物体速度相等的时刻在之间
D.两物体不一定是从同一地点出发的
【答案】A,B,D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.两物体在t0~t4时间内,通过的位移相等,经历的时间相等,故平均速度相等,故A正确;
BC.由甲图可判断物体在连续相等时间内通过的位移之差恒定,可知物体做匀加速直线运动,t2时刻的速度等于t1到t3时刻的平均速度,则
乙图做匀速运动,t2时刻的速度即为整个过程的平均速度,即
故B正确,C错误;
D.从纸带不能判断出物体出发点的位置,则两物体不一定是从同一地点出发的。故D正确。
故选ABD。
【分析】匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差相等,结合匀变速直线运动的平均速度进行分析判断。
12.(2023高一上·辽阳期末)某品牌汽车在测试场进行直线行驶性能测试,测试车内安装的加速度传感器记录的数据经简化处理后得到加速度a随时间t的变化关系如图所示。车内固定一质量为0.5kg的装饰品,已知该测试车由静止开始运动,下列说法正确的是()
A.0~4s内测试车做匀加速直线运动
B.2s末装饰品受到的合力大小为2N
C.2s末和7s末测试车的加速度方向相反
D.8s末测试车的速度大小为40m/s
【答案】B,D
【知识点】加速度;匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.由图可知0~4s内加速度之间增大,测试车不是做匀加速直线运动,A不符合题意;
B.由图可知2s末测试车的加速度为 ,则装饰品的加速度也为4m/s2,根据牛顿第二定律可知装饰品受到的合力大小 ,B符合题意;
C.由图可知2s末和7s末测试车的加速度都为正,方向相同,C不符合题意;
D.a-t图像中图线与坐标轴所围面积为速度的变化,则有 ,解得8s末测试车的速度大小为 ,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】a-t图像中图线与坐标轴所围面积为速度的变化,匀变速直线运动是加速度不变的直线运动。
13.(2022高一上·惠州期中)关于汽车的加速度,下列说法正确的是(  )
A.汽车的加速度为,表示速度的大小一定越来越大
B.汽车的加速度为,速度有可能越来越大
C.汽车的加速度由减小为,速度有可能在增加
D.汽车的速度为,加速度不可能为零
【答案】B,C
【知识点】加速度;匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.加速度为正值,如果速度是负值,即加速度与速度方向相反,速度减小,A不符合题意;
B.加速度为负值,如果速度是负值,即加速度与速度方向相同,速度增大,B符合题意;
C.当汽车加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度增大,C符合题意;
D.加速度是反应物体速度变化快慢的物理量,汽车的速度为 ,若速度没有变化,则其加速度为零,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】av反向做减速,同向做加速,加速度是反应物体速度变化快慢的物理量。
14.(2023高一上·鞍山期末)物体以的加速度做匀加速直线运动,那么(  )
A.在任意的1秒内,物体的末速度一定是初速度的2倍
B.在任意的1秒内,物体的末速度一定比初速度大2m/s
C.第n秒末的速度一定比第秒初的速度大4m/s
D.第n秒初的速度一定比第秒末的速度大2m/s
【答案】B,C
【知识点】加速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】AB.做匀加速直线运动的物体的加速度为2m/s2,可知某1s末的速度比该1s初的速度总是大2m/s,不一定是初速度的2倍,B符合题意,A不符合题意;
C.第n秒末与第(n-1)秒初时间间隔是2s,所以速度的差值Δv=at=2×2m/s=4m/s,即第n秒末的速度一定比第 秒初的速度大4m/s,C符合题意;
D.第n秒初与第(n-1)秒末是同一时刻,速度相等,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】结合加速度的定义式和匀变速直线运动的速度与时间的关系进行分析判断。
15.(2022高一上·山西月考)一物体从空中足够高的某位置以竖直向上的速度抛出,经过时间(大小未知)物体的速度大小为初速度的2倍,忽略空气阻力,重力加速度为。则下列说法正确的是(  )
A.
B.物体的平均速率为
C.物体的位移大小为
D.再经时间,物体的速度大小为
【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】 A.设向下为正方向,物体抛出后做匀变速直线运动,由 ,可得
A不符合题意;
B.物体上升的位移大小
物体下降的位移大小
物体的平均速率为
B符合题意;
C.物体的位移大小为
C不符合题意;
D.再经时间t,物体的速度大小为
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】代入加速度定义式以及匀变速直线运动的规律即可求解。
16.(2022高一上·信阳期中)一质点从静止开始做直线运动,其加速度随时间变化的图像如图所示,则(  )
A.时间内做匀加速直线运动,其平均速度为
B.时间内做匀速直线运动,其平均速度为
C.时间内物体做匀减速运动
D.末,物体的速度为
【答案】A,D
【知识点】加速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】AB. 时间内做匀加速直线运动,末速度 ,则 时间内的平均速度 ,A符合题意;B不符合题意;
C.由图可知, 时间内物体做加速度逐渐减小的加速运动。C不符合题意;
D.加速度与时间的关系图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,可知速度的变化量为 ,则 末的速度为 ,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用加速度不变可以判别质点做匀变速直线运动,利用图像面积可以求出速度的变化量,结合初末速度的大小可以求出平均速度的大小;加速度变化时质点做变加速直线运动;利用图像面积可以求出速度变化量的大小进而求出末速度的大小。
17.(2022高一上·乌兰察布期中)如图甲所示,火箭发射时,速度能在10s内由0增加到100m/s;如图乙所示,汽车以108km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5s内停下来,下列说法中正确的是(  )
A.10s内火箭的速度改变量为10m/s
B.2.5s内汽车的速度改变量为
C.火箭的速度变化比汽车的速度变化快
D.火箭的加速度比汽车的加速度小
【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】A.火箭发射时,速度能在10s内由0增加到100m/s,可知10s内火箭的速度改变量为100m/s,A不符合题意;
B.因108hm/h=30m/s,汽车以108km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5s内停下来,可知2.5s内汽车的速度改变量为 ,B符合题意;
CD.火箭的加速度为 ,汽车的加速度为 ,可知,汽车的加速度大小为12m/s2,所以火箭的加速度比汽车的加速度小,即火箭的速度变化比汽车慢,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用初末速度的大小可以求出速度变化量的大小;利用加速度的定义式可以求出加速度的大小,进而比较速度变化的快慢。
18.(2022高一上·礼泉期中)关于对匀变速直线运动的理解,下列说法中正确的是(  )
A.速度的变化量是一个恒量
B.在相等的时间内,位移的大小相等
C.加速度不变
D.速度随时间均匀变化
【答案】C,D
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.做匀变速直线运动的物体,在相等时间内速度的变化量是一个恒量,A不符合题意;
B.匀变速直线运动的物体,速度发生变化,在相等的时间内,位移的大小不相等,B不符合题意;
CD.匀变速直线运动的物体的加速度不变,根据v=v0+at可知,速度随时间均匀变化,CD符合题意。
故答案为:CD。
【分析】匀变速直线运动的加速度是定值,相等时间内的速度变化量为定值,相等时间内的位移大小不等,通过速度与时间的关系得出速度随时间均匀变化。
三、非选择题
19.(2021高一上·长宁期末)长度为L的动车组,启动后初始阶段的运动可看做匀加速直线运动,已知动车组尾部经过动车启动时最前段所在位置时的速度为v,则动车组加速度为   ,动车组再前进L所需要的时间为   。
【答案】;
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】以动车尾部为研究对象有
解得
以动车尾部为研究对象,前进2L有
解得
则动车组再前进L所需要的时间为
【分析】利用速度位移公式可以求出加速度的大小,结合速度位移公式可以求出速度的大小,再利用速度公式可以求出运动的时间。
20.(2021高一上·连江期中)下列关于直线运动的甲、乙、丙三个图像。
(1)甲图中所描述的物体在 时段通过的位移为   。
(2)乙图中所描述的物体在 时段速度的变化量为   。
(3)丙图中所描述的物体正在做匀加速直线运动,则该物体的加速度大小为    。
【答案】(1)
(2)
(3)4
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】题图甲中所描述的物体在 时段通过的位移为
a-t图像与t轴所围的面积表示速度的变化量,则题图乙中所描述的物体在 时段速度的变化量为
匀加速直线运动的位移与时间关系可写为
变形后可得
所以 图像的斜率表示加速度的一半,由题图丙可知图像的斜率为
解得
【分析】(1)利用初末坐标可以求出位移的大小;
(2)利用图像面积的大小可以求出速度变化量的大小;
(3)利用匀变速的位移公式结合图像斜率的大小可以求出加速度的大小。
21.(2022高一上·河南月考)如图所示,一物体(可视为质点)从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,此时开始计时,经过点后进入水平地面(设经过点前、后的速度大小不变),最后停在点。每隔通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。可以认为在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,在水平地面上做匀减速直线运动。求:
0.0 0.4 0.8 … 2.4 2.8
0.0 1.0 2.0 … 1.1 0.7
(1)物体在斜面上的加速度大小;
(2)物体在水平地面上的加速度大小;
(3)物体从点运动到点所用的时间。
【答案】(1)解:由表中数据可知物体开始做匀加速直线运动
当 时
根据速度—时间关系有
解得
(2)解:当 时,物体的速度小于 ,故此时物体已经处于匀减速阶段,当 时,
根据速度—时间关系有 ,
解得
(3)解:物体在水平地面上做匀减速直线运动时 ,
物体从 到整个运动停止,根据速度—时间关系有 ,
解得
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)已知物体初速度的大小,结合速度公式可以求出加速过程的加速度大小;
(2)当物体在水平面做减速运动,利用速度公式可以求出加速度的大小;
(3)物体先做加速运动后做减速运动,利用速度公式可以求出从A到C点所花的时间。
22.(2020高一上·长春期中)汽车以 的速度做直线运动,刹车后的加速度恒为 ,求:
刹车后 与刹车后 汽车的瞬时速度分别为多少?刹车后 与刹车后 汽车通过的位移分别为多少?
【答案】解:根据题意有,汽车停止所用的时间为
因t1=2s则刹车后2s汽车的位移为
代入数据解得
因t2=6s>t0=4s,则汽车已停止运动,则刹车后6s汽车的瞬时速度为0
故刹车后6s汽车的位移等于刹车后4s的位移,则有
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】汽车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出刹车的时间;结合运动的时间和速度公式可以求出末速度的大小;利用位移公式可以求出位移的大小。
23.(2022高一上·南阳月考)一辆轿车以25 m/s的速度做匀速直线运动,遇紧急情况急刹车,刹车过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为5 m/s2,则该车在刹车后6s内的位移大小为多少?
【答案】解:设轿车的刹车时间为 ,则有
代入数值解得
这说明 至 轿车静止不动。所以刹车后 内的位移为
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】轿车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出刹车的时间,结合平均速度公式可以求出刹车后的位移大小。
24.(2021高一上·辽宁月考)一列长为100m 的列车以v0=20m/s的正常速率运行,当通过1000m 长的大桥时,列车必须以v1=10m/s的速度运行,在减速与加速的过程中,加速度大小均为 0.5m/s2,求列车因为过桥而延误的时间.
【答案】解:列车匀加速和匀减速运动的位移相等,即
匀加速和匀减速运动的时间为
匀速过桥的时间为
这段过程若以20m/s行驶所需的时间为
则延误的时间为△t=t1+t2+t3﹣t4=20s+110s+20s﹣85s=65s
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】根据匀变速直线运动的位移与速度的关系得出匀加速和匀减速阶段的位移,结合加速度的定义式得出匀加速和匀减速运动的时间,利用匀速直线运动的规律得出匀速运动的时间,从而得出所延误的时间。
25.(2022高一上·德州月考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,电源的频率为50Hz。实验主要器材有:打点计时器、学生电源、细绳、纸带、钩码、小车、端有滑轮的长木板、刻度尺。
(1)图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的实验仪器,请回答:图乙是   (填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是   (填“交流电8V”、“交流220V”或“六节干电池”);
(2)某同学选取了图甲所示的打点计时器,并按照图丙所示组装实验器材,具体步骤如下:
A、断开电源,取下纸带,观察点迹是否清晰
B、把一条细绳拴在小车前端,细绳跨过滑轮挂上钩码,把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器的限位孔
C、将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,接上学生电源
D、换上新纸带,再重复操作两次,选择一条较为理想纸带,整理实验器材
E、把小车停在靠近打点计时器的地方,先启动打点计时器,再放开小车
请按照实验过程,对上述步骤排序:   。
(3)该同学选出了一条清晰的纸带,并根据纸带上的点,标出了如图所示的计数点,其中两相邻计数点间还有4个点未画出,各计数点到0的距离如图所示,则v3 =    m/s,v4 =    m/s。小车的加速度a =    m/s2(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)电火花;交流220V
(2)CBEAD
(3)0.610;0.690;1.34
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)图乙是电火花打点计时器,电源采用的是交流220V;
(2)本实验的步骤是:第一步是将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,接上学生电源,即C,第二步是把一条细绳拴在小车前端,细绳跨过滑轮挂上钩码,把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器的限位孔,即B;第三步是把小车停在靠近打点计时器的地方,先启动打点计时器,再放开小车请按照实验过程,即E;第四步是断开电源,取下纸带,观察点迹是否清晰,即A;第五步是换上新纸带,再重复操作两次,选择一条较为理想纸带,整理实验器材,故对上述步骤排序为CBEAD;
(3)由题知,其中两相邻计数点间有四个点未画出,可知任意两个计数点的时间间隔T = 5 × 0.02s = 0.1s,根据在匀变速运动直线中,中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,打3点时小车运动的速度大小
打4点时小车运动的速度大小
根据逐差法得加速度为
【分析】(1)图乙为电火花计时器,使用交流电220V;
(2)实验的顺序为:CBEAD;
(3)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小,结合逐差法可以求出加速度的大小。
26.(2022高一上·浙江月考)汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机,减速安全通过。在夜间,有一货车因故障停驶,后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来,由于夜间视线不好,小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体,并且他的反应时间为0.6s,制动后最大加速度为5m/s2。求:
(1)小轿车从刹车到停止滑行的距离;
(2)三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞。
【答案】(1)解:从刹车到停止的位移为x2,则
x2= = m=90m
(2)解:反应时间内做匀速运动,则
x1=v0t0=30×0.6=18m
小轿车从发现物体到停止的全部距离为
x=x1+x2=18+90m=108m
小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体,所以三角警示牌距车的最小距离
Δx=x-d=58m
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)小车刹车做匀减速直线运动,利用速度位移公式可以求出滑行的距离;
(2)汽车在反应时间内做匀速直线运动,然后做匀减速直线运动,利用位移公式结合匀减速的位移可以求出两车之间的安全距离。
27.(2022高一上·嘉兴月考)物体由静止开始做加速度为5m/s2的匀加速直线运动,4s后物体做匀速直线运动,一段时间后,接着又经过5s匀减速直线运动后静止,全程所用总时间为10s求:
(1)物体做匀减速直线运动时的加速度;
(2)物体在6s末的速度大小.
【答案】(1)解:物体匀加速直线运动末速度为:v1=a1t1=5×4m/s=20m/s,
则匀减速直线运动的加速度为: m/s2= 4m/s2.
(2)解:全程的总时间为10s,可知匀速运动的时间为1s,则6s末,即匀减速直线运动1s末,速度大小为:v=v1+a2t′=20-4×1m/s=16m/s.
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】(1)物体做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出末速度的大小,结合速度公式可以求出匀减速的加速度大小;
(2)汽车先做匀加速直线运动再做匀速直线运动,利用速度公式可以求出物体6s的速度大小。
28.(2022高一上·大连月考)冰壶比赛是冬奥会的重要项目。比赛中冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动直至停止,已知一冰壶被运动员推出的初速度大小为3.6m/s,其加速度大小为0.2m/s2,求:
(1)冰壶整个过程平均速度的大小;
(2)冰壶10s末的速度大小;
(3)冰壶在20s内的位移大小。
【答案】(1)解:冰壶平均速度
(2)解:冰壶运动的总时间
时冰壶未停止运动,故 末的速度大小
(3)解:冰壶 时已停下,所以 内位移等于前 内位移
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】(1)冰壶做匀减速直线运动,利用初末速度的大小可以求出平均速度的大小;
(2)冰壶做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出减速的时间,结合速度公式可以求出10s末速度的大小;
(3)冰壶做匀减速直线运动,利用平均速度公式可以求出减速的位移大小。
29.(2022高一上·湖北月考)2022年6月17日我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”正式下水。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万余吨。
(1)歼20沿平直跑道起飞时,第一阶段是采用电磁弹射装置使飞机由静止开始做匀加速直线运动,经过1.5s飞机的速度达到15m/s;随即第二阶段在常规动力的作用下继续匀加速前进100m,4s后离舰升空。求歼20在起飞第一阶段和第二阶段的加速度大小之比。
(2)歼20在航母上降落时,需用阻拦装置使飞机迅速停下来。若某次歼20着舰时的速度为90m/s,飞机钩住阻拦索后经过135m停下来,将这段运动视为匀减速直线运动,求此过程中飞机运动的时间及加速度的大小。
【答案】(1)解:第一阶段:歼20做匀加速直线运动,运动时间 末速度 ,设其加速度为 ,则
第二阶段:歼20继续做匀加速直线运动,运动时间 位移 ,设其加速度为 ,则
联立解得
(2)解:降落时歼20做匀减速直线运动,初速度 位移 ,设其运动时间为 ,加速度为 ,则
解得
根据速度时间关系
解得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】(1)飞机第一阶段做匀加速直线运动,第二阶段也做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出第一阶段的加速度大小,利用位移公式可以求出第二阶段的加速度的大小;
(2)飞机降落过程做匀减速直线运动,利用平均速度公式可以求出减速的时间,结合速度公式可以求出减速加速度的大小。
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高中物理人教版(2019) · 必修 第一册2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 同步练习
一、选择题
1.(2022高一上·浙江月考)一个质点在x轴上运动,位置随时间的变化规律是关于这个质点的运动,以下说法正确的是(  )
A.质点做匀速直线运动
B.质点的加速度的大小为, 方向沿轴正方向
C.t=2s时质点的位置在处
D.t=2s时质点的速度大小为12m/s,方向沿轴正方向
2.(2022高一上·浙江月考)若某一质点由静止开始从光滑斜面顶端沿斜面匀加速下滑距离L时,速度为v;在上述过程中经过某一位置的速度为时,该位置与顶端之间的距离为(  )
A. B. C. D.
3.(2023高一上·隆回期末)下列说法正确的是(  )
A.自由落体运动是加速度不断增加的运动
B.匀变速直线运动是速度不断增加的运动
C.在匀加速直线运动中,加速度的方向一定和速度方向相同
D.在匀减速直线运动中,加速度的方向一定为负方向
4.(2023高一上·雨花期末)2022年12月18日,卡塔尔世界杯决赛,法国对阵阿根廷,最终两队点球定胜负,阿根廷取得冠军。下图为一个足球被发点球后在草地上滚动时的频闪照片,假设足球做匀变速直线运动,有关说法正确的是(  )
A.足球运动的速度越来越大
B.足球的加速度保持不变
C.该过程中,足球运动的位移就是路程
D.该过程中,足球运动的位移大小大于路程
5.(2023高一上·杭州期末)汽车在制动的内,每前进的距离分别是、、、、;关于平均速度和瞬时速度,下列说法中正确的是(  )
A.第末瞬时速度一定为0
B.前的平均速度大小一定为
C.汽车刚制动时瞬时速度大小一定为
D.汽车前内平均速度比前内平均速度更接近刚制动时的瞬时速度
6.(2023高一上·清远期末)一艘快艇在海面上由静止出发,先沿着海面做匀加速直线运动,紧接着做匀减速直线运动直至再次静止,如果快艇加速时的加速度大小是减速时的加速度大小的1.5倍,快艇运动的总时间为15 s,那么该快艇加速过程所用的时间为(  )
A.5 s B.9 s C.6 s D.10 s
7.(2023高一上·湖北期末)小球每隔0.2s从同一高度抛出,做初速为6m/s的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰。第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为,g取10m/s2(  )
A.三个 B.四个 C.五个 D.六个
8.(2023高一上·铜仁期末)“高空抛物”是危害性极高的违法行为,给人们的生命安全造成很大威胁。某小区发现从楼上掉下一个苹果,调取监控时发现只能看到苹果下落的局部画面,监控显示苹果从二楼楼面下落到地面的时间为0.2s,已知一楼层高为4米,其他楼层层高均为3m,假设苹果从静止下落,试估算苹果从几楼落下(已知重力加速度g取10m/s2)(  )
A.5楼 B.6楼 C.8楼 D.10楼
二、多项选择题
9.(2022高一上·德州月考)质点做匀变速直线运动的速度随时间变化规律是(各物理量均采用国际单位),则对于质点的运动,下列说法正确的是(  )
A.质点的加速度为8m/s2
B.质点的初速度为2m/s
C.第2s末质点的速度为10m/s
D.任意1s时间内速度的改变量为4m/s
10.(2022高一上·德州月考)火车在通过桥梁的时候不能超过规定速度,需要提前减速。一列以108km/h的速度行驶的火车,在驶近一座桥时做匀减速运动,加速度的大小是0.1 m/s2,减速行驶3min后达到规定速度。下列说法正确的是(  )
A.火车通过桥梁的规定速度大小为90km/h
B.火车通过桥梁的规定速度大小为12 m/s
C.火车至少在离桥梁4500m处开始减速
D.火车至少在离桥梁3780m处开始减速
11.(2023高一上·阳新期末)甲、乙两物体做直线运动时,通过打点计时器打出的两条纸带如图所示,两纸带上相邻两计数点间的时间间隔都为。下列关于两物体运动情况的描述,正确的是(  )
A.两物体在时间内的平均速度相等
B.两物体在时刻的速度大小相等
C.两物体速度相等的时刻在之间
D.两物体不一定是从同一地点出发的
12.(2023高一上·辽阳期末)某品牌汽车在测试场进行直线行驶性能测试,测试车内安装的加速度传感器记录的数据经简化处理后得到加速度a随时间t的变化关系如图所示。车内固定一质量为0.5kg的装饰品,已知该测试车由静止开始运动,下列说法正确的是()
A.0~4s内测试车做匀加速直线运动
B.2s末装饰品受到的合力大小为2N
C.2s末和7s末测试车的加速度方向相反
D.8s末测试车的速度大小为40m/s
13.(2022高一上·惠州期中)关于汽车的加速度,下列说法正确的是(  )
A.汽车的加速度为,表示速度的大小一定越来越大
B.汽车的加速度为,速度有可能越来越大
C.汽车的加速度由减小为,速度有可能在增加
D.汽车的速度为,加速度不可能为零
14.(2023高一上·鞍山期末)物体以的加速度做匀加速直线运动,那么(  )
A.在任意的1秒内,物体的末速度一定是初速度的2倍
B.在任意的1秒内,物体的末速度一定比初速度大2m/s
C.第n秒末的速度一定比第秒初的速度大4m/s
D.第n秒初的速度一定比第秒末的速度大2m/s
15.(2022高一上·山西月考)一物体从空中足够高的某位置以竖直向上的速度抛出,经过时间(大小未知)物体的速度大小为初速度的2倍,忽略空气阻力,重力加速度为。则下列说法正确的是(  )
A.
B.物体的平均速率为
C.物体的位移大小为
D.再经时间,物体的速度大小为
16.(2022高一上·信阳期中)一质点从静止开始做直线运动,其加速度随时间变化的图像如图所示,则(  )
A.时间内做匀加速直线运动,其平均速度为
B.时间内做匀速直线运动,其平均速度为
C.时间内物体做匀减速运动
D.末,物体的速度为
17.(2022高一上·乌兰察布期中)如图甲所示,火箭发射时,速度能在10s内由0增加到100m/s;如图乙所示,汽车以108km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5s内停下来,下列说法中正确的是(  )
A.10s内火箭的速度改变量为10m/s
B.2.5s内汽车的速度改变量为
C.火箭的速度变化比汽车的速度变化快
D.火箭的加速度比汽车的加速度小
18.(2022高一上·礼泉期中)关于对匀变速直线运动的理解,下列说法中正确的是(  )
A.速度的变化量是一个恒量
B.在相等的时间内,位移的大小相等
C.加速度不变
D.速度随时间均匀变化
三、非选择题
19.(2021高一上·长宁期末)长度为L的动车组,启动后初始阶段的运动可看做匀加速直线运动,已知动车组尾部经过动车启动时最前段所在位置时的速度为v,则动车组加速度为   ,动车组再前进L所需要的时间为   。
20.(2021高一上·连江期中)下列关于直线运动的甲、乙、丙三个图像。
(1)甲图中所描述的物体在 时段通过的位移为   。
(2)乙图中所描述的物体在 时段速度的变化量为   。
(3)丙图中所描述的物体正在做匀加速直线运动,则该物体的加速度大小为    。
21.(2022高一上·河南月考)如图所示,一物体(可视为质点)从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,此时开始计时,经过点后进入水平地面(设经过点前、后的速度大小不变),最后停在点。每隔通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。可以认为在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,在水平地面上做匀减速直线运动。求:
0.0 0.4 0.8 … 2.4 2.8
0.0 1.0 2.0 … 1.1 0.7
(1)物体在斜面上的加速度大小;
(2)物体在水平地面上的加速度大小;
(3)物体从点运动到点所用的时间。
22.(2020高一上·长春期中)汽车以 的速度做直线运动,刹车后的加速度恒为 ,求:
刹车后 与刹车后 汽车的瞬时速度分别为多少?刹车后 与刹车后 汽车通过的位移分别为多少?
23.(2022高一上·南阳月考)一辆轿车以25 m/s的速度做匀速直线运动,遇紧急情况急刹车,刹车过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为5 m/s2,则该车在刹车后6s内的位移大小为多少?
24.(2021高一上·辽宁月考)一列长为100m 的列车以v0=20m/s的正常速率运行,当通过1000m 长的大桥时,列车必须以v1=10m/s的速度运行,在减速与加速的过程中,加速度大小均为 0.5m/s2,求列车因为过桥而延误的时间.
25.(2022高一上·德州月考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,电源的频率为50Hz。实验主要器材有:打点计时器、学生电源、细绳、纸带、钩码、小车、端有滑轮的长木板、刻度尺。
(1)图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的实验仪器,请回答:图乙是   (填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是   (填“交流电8V”、“交流220V”或“六节干电池”);
(2)某同学选取了图甲所示的打点计时器,并按照图丙所示组装实验器材,具体步骤如下:
A、断开电源,取下纸带,观察点迹是否清晰
B、把一条细绳拴在小车前端,细绳跨过滑轮挂上钩码,把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器的限位孔
C、将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,接上学生电源
D、换上新纸带,再重复操作两次,选择一条较为理想纸带,整理实验器材
E、把小车停在靠近打点计时器的地方,先启动打点计时器,再放开小车
请按照实验过程,对上述步骤排序:   。
(3)该同学选出了一条清晰的纸带,并根据纸带上的点,标出了如图所示的计数点,其中两相邻计数点间还有4个点未画出,各计数点到0的距离如图所示,则v3 =    m/s,v4 =    m/s。小车的加速度a =    m/s2(结果均保留三位有效数字)
26.(2022高一上·浙江月考)汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机,减速安全通过。在夜间,有一货车因故障停驶,后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来,由于夜间视线不好,小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体,并且他的反应时间为0.6s,制动后最大加速度为5m/s2。求:
(1)小轿车从刹车到停止滑行的距离;
(2)三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞。
27.(2022高一上·嘉兴月考)物体由静止开始做加速度为5m/s2的匀加速直线运动,4s后物体做匀速直线运动,一段时间后,接着又经过5s匀减速直线运动后静止,全程所用总时间为10s求:
(1)物体做匀减速直线运动时的加速度;
(2)物体在6s末的速度大小.
28.(2022高一上·大连月考)冰壶比赛是冬奥会的重要项目。比赛中冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动直至停止,已知一冰壶被运动员推出的初速度大小为3.6m/s,其加速度大小为0.2m/s2,求:
(1)冰壶整个过程平均速度的大小;
(2)冰壶10s末的速度大小;
(3)冰壶在20s内的位移大小。
29.(2022高一上·湖北月考)2022年6月17日我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”正式下水。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万余吨。
(1)歼20沿平直跑道起飞时,第一阶段是采用电磁弹射装置使飞机由静止开始做匀加速直线运动,经过1.5s飞机的速度达到15m/s;随即第二阶段在常规动力的作用下继续匀加速前进100m,4s后离舰升空。求歼20在起飞第一阶段和第二阶段的加速度大小之比。
(2)歼20在航母上降落时,需用阻拦装置使飞机迅速停下来。若某次歼20着舰时的速度为90m/s,飞机钩住阻拦索后经过135m停下来,将这段运动视为匀减速直线运动,求此过程中飞机运动的时间及加速度的大小。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AB.将位置随时间的变化规律 ,与匀变速直线运动位移时间关系 ,对比可知质点沿x轴正方向做初速度为 ,加速度为 的匀加速直线运动,AB不符合题意;
C. t=2s时质点的位置在 ,所以t=2s时质点的位置在 处,C不符合题意;
D. t=2s时质点的速度大小为 ,方向沿x轴正方向,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用位移公式可以求出初速度和加速度的大小,结合位移公式可以求出质点的位置;利用速度公式可以求出末速度的大小。
2.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】由题意,根据位移速度关系有 ,设质点的速度为 时与顶端之间的距离为s,则同理有 ,联立可得
故答案为:A。
【分析】利用匀变速直线运动的速度位移公式可以求出运动的距离大小。
3.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.自由落体运动是只在重力作用下从静止开始做的运动,所以其加速度不变,A项错误;
B.匀变速直线运动是指加速度不变的直线运动,其速度可能不断增加,也可能减小,B项错误;
C.匀加速直线运动是指加速度不变,且加速度方向与速度方向相同的直线运动,C项正确;
D.匀减速直线运动是指加速度不变,且加速度方向与速度方向相反的直线运动,D项错误。
故答案为:C。
【分析】匀变速直线运动是加速度不变的变速直线运动,av同向做加速,反向做减速,结合自由落体运动的规律进行分析判断。
4.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】AB.由题意可知足球做匀变速直线运动,由图可知足球在相同时间内通过的位移越来越小,则足球做匀减速直线运动,加速度保持不变,速度越来越小,A不符合题意,B符合题意;
CD.该过程中,足球做单向的直线运动,足球运动的位移大小等于路程,但位移与路程是不同的物理量,不能说位移就是路程,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】匀变速直线运动相同时间内的为已逐渐减小时做匀减速直线运动,单向直线运动中路程等于位移。
5.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】A.匀变速直线运动中相邻相等时间段内位移差为定值,则有 ,代入 , 可得加速度大小 ,若第 末瞬时速度为0,则最后5s运动的距离 ,与题给数据不符合,故第 末瞬时速度一定不为0,A不符合题意;
B.前 的平均速度 ,B符合题意;
C.前 的平均速度即为第1s末的瞬时速度,则汽车刚制动时瞬时速度大小 ,C不符合题意;
D.汽车前 内平均速度等于第2s末瞬时速度,前 内平均速度等于第0.5s末瞬时速度,故前 内平均速度更接近刚制动时的瞬时速度,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用邻差公式可以求出加速度的大小,利用位移公式可以判别5s末的速度不等于0;利用位移和时间可以求出平均速度的大小;利用速度公式可以求出初速度的大小;利用平均速度的大小可以求出瞬时速度的接近值。
6.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】快艇先做加速运动后做减速运动,有vm=a1t1,vm=a2t2,a1∶a2=3:2,t1+t2=15s,联立解得t1=6s
故答案为:C。
【分析】利用速度公式可以求出加速和减速时间之比,结合运动的总时间可以求出加速的时间。
7.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】小球做竖直上抛运动,从抛出到落地的整个过程是匀变速运动,在空中运动的总时间为 ,每隔 抛出一个小球,在这1.2s内,共抛出6个球,第7个球即将抛出,不在抛出点以上。在第一个小球下落的阶段,第一个小球会依次与5个球在空中相遇。故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为 ,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出小球在空中运动的时间,利用每个小球运动的时间和时间间隔的关系得出第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数。
8.【答案】C
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】令 ,H=4m,h=3m,则苹果从二楼楼面下落到地面的平均速度 ,即该段时间的中间时刻的瞬时速度 ,苹果从静止下落到速度为20m/s过程所用时间 ,则苹果下落的总高度 ,根据给出的数值有 ,即有 ,根据计算的结果可知苹果从八楼楼面落下,即估计苹果从8楼落下。
故答案为:C。
【分析】根据匀变速直线运动的平均速度的表达式得出苹果从二楼楼面下落到地面的平均速度,利用中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度以及匀变速直线运动的速度与时间的关系和位移与时间的关系得出苹果下落的楼层。
9.【答案】B,C,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】AB.根据 ,结合 ,质点的加速度为4m/s2,质点的初速度为2m/s,A不符合题意,B符合题意;
C.第2s末质点的速度为 ,C符合题意;
D.任意1s时间内速度的改变量 ,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用速度公式可以求出初速度和加速度的大小;利用速度公式可以求出末速度和速度变化量的大小。
10.【答案】B,D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】108km/h=30m/s
AB.火车通过桥梁的规定速度大小为 ,A不符合题意,B符合题意;
CD.由公式 ,可得 ,即火车至少在离桥梁3780m处开始减速,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用速度公式可以求出过桥梁速度的大小;利用平均速度公式可以求出开始减速时距离桥梁的距离大小。
11.【答案】A,B,D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.两物体在t0~t4时间内,通过的位移相等,经历的时间相等,故平均速度相等,故A正确;
BC.由甲图可判断物体在连续相等时间内通过的位移之差恒定,可知物体做匀加速直线运动,t2时刻的速度等于t1到t3时刻的平均速度,则
乙图做匀速运动,t2时刻的速度即为整个过程的平均速度,即
故B正确,C错误;
D.从纸带不能判断出物体出发点的位置,则两物体不一定是从同一地点出发的。故D正确。
故选ABD。
【分析】匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差相等,结合匀变速直线运动的平均速度进行分析判断。
12.【答案】B,D
【知识点】加速度;匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.由图可知0~4s内加速度之间增大,测试车不是做匀加速直线运动,A不符合题意;
B.由图可知2s末测试车的加速度为 ,则装饰品的加速度也为4m/s2,根据牛顿第二定律可知装饰品受到的合力大小 ,B符合题意;
C.由图可知2s末和7s末测试车的加速度都为正,方向相同,C不符合题意;
D.a-t图像中图线与坐标轴所围面积为速度的变化,则有 ,解得8s末测试车的速度大小为 ,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】a-t图像中图线与坐标轴所围面积为速度的变化,匀变速直线运动是加速度不变的直线运动。
13.【答案】B,C
【知识点】加速度;匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.加速度为正值,如果速度是负值,即加速度与速度方向相反,速度减小,A不符合题意;
B.加速度为负值,如果速度是负值,即加速度与速度方向相同,速度增大,B符合题意;
C.当汽车加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度增大,C符合题意;
D.加速度是反应物体速度变化快慢的物理量,汽车的速度为 ,若速度没有变化,则其加速度为零,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】av反向做减速,同向做加速,加速度是反应物体速度变化快慢的物理量。
14.【答案】B,C
【知识点】加速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】AB.做匀加速直线运动的物体的加速度为2m/s2,可知某1s末的速度比该1s初的速度总是大2m/s,不一定是初速度的2倍,B符合题意,A不符合题意;
C.第n秒末与第(n-1)秒初时间间隔是2s,所以速度的差值Δv=at=2×2m/s=4m/s,即第n秒末的速度一定比第 秒初的速度大4m/s,C符合题意;
D.第n秒初与第(n-1)秒末是同一时刻,速度相等,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】结合加速度的定义式和匀变速直线运动的速度与时间的关系进行分析判断。
15.【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】 A.设向下为正方向,物体抛出后做匀变速直线运动,由 ,可得
A不符合题意;
B.物体上升的位移大小
物体下降的位移大小
物体的平均速率为
B符合题意;
C.物体的位移大小为
C不符合题意;
D.再经时间t,物体的速度大小为
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】代入加速度定义式以及匀变速直线运动的规律即可求解。
16.【答案】A,D
【知识点】加速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】AB. 时间内做匀加速直线运动,末速度 ,则 时间内的平均速度 ,A符合题意;B不符合题意;
C.由图可知, 时间内物体做加速度逐渐减小的加速运动。C不符合题意;
D.加速度与时间的关系图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,可知速度的变化量为 ,则 末的速度为 ,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用加速度不变可以判别质点做匀变速直线运动,利用图像面积可以求出速度的变化量,结合初末速度的大小可以求出平均速度的大小;加速度变化时质点做变加速直线运动;利用图像面积可以求出速度变化量的大小进而求出末速度的大小。
17.【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】A.火箭发射时,速度能在10s内由0增加到100m/s,可知10s内火箭的速度改变量为100m/s,A不符合题意;
B.因108hm/h=30m/s,汽车以108km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5s内停下来,可知2.5s内汽车的速度改变量为 ,B符合题意;
CD.火箭的加速度为 ,汽车的加速度为 ,可知,汽车的加速度大小为12m/s2,所以火箭的加速度比汽车的加速度小,即火箭的速度变化比汽车慢,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用初末速度的大小可以求出速度变化量的大小;利用加速度的定义式可以求出加速度的大小,进而比较速度变化的快慢。
18.【答案】C,D
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】A.做匀变速直线运动的物体,在相等时间内速度的变化量是一个恒量,A不符合题意;
B.匀变速直线运动的物体,速度发生变化,在相等的时间内,位移的大小不相等,B不符合题意;
CD.匀变速直线运动的物体的加速度不变,根据v=v0+at可知,速度随时间均匀变化,CD符合题意。
故答案为:CD。
【分析】匀变速直线运动的加速度是定值,相等时间内的速度变化量为定值,相等时间内的位移大小不等,通过速度与时间的关系得出速度随时间均匀变化。
19.【答案】;
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】以动车尾部为研究对象有
解得
以动车尾部为研究对象,前进2L有
解得
则动车组再前进L所需要的时间为
【分析】利用速度位移公式可以求出加速度的大小,结合速度位移公式可以求出速度的大小,再利用速度公式可以求出运动的时间。
20.【答案】(1)
(2)
(3)4
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】题图甲中所描述的物体在 时段通过的位移为
a-t图像与t轴所围的面积表示速度的变化量,则题图乙中所描述的物体在 时段速度的变化量为
匀加速直线运动的位移与时间关系可写为
变形后可得
所以 图像的斜率表示加速度的一半,由题图丙可知图像的斜率为
解得
【分析】(1)利用初末坐标可以求出位移的大小;
(2)利用图像面积的大小可以求出速度变化量的大小;
(3)利用匀变速的位移公式结合图像斜率的大小可以求出加速度的大小。
21.【答案】(1)解:由表中数据可知物体开始做匀加速直线运动
当 时
根据速度—时间关系有
解得
(2)解:当 时,物体的速度小于 ,故此时物体已经处于匀减速阶段,当 时,
根据速度—时间关系有 ,
解得
(3)解:物体在水平地面上做匀减速直线运动时 ,
物体从 到整个运动停止,根据速度—时间关系有 ,
解得
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)已知物体初速度的大小,结合速度公式可以求出加速过程的加速度大小;
(2)当物体在水平面做减速运动,利用速度公式可以求出加速度的大小;
(3)物体先做加速运动后做减速运动,利用速度公式可以求出从A到C点所花的时间。
22.【答案】解:根据题意有,汽车停止所用的时间为
因t1=2s则刹车后2s汽车的位移为
代入数据解得
因t2=6s>t0=4s,则汽车已停止运动,则刹车后6s汽车的瞬时速度为0
故刹车后6s汽车的位移等于刹车后4s的位移,则有
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】汽车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出刹车的时间;结合运动的时间和速度公式可以求出末速度的大小;利用位移公式可以求出位移的大小。
23.【答案】解:设轿车的刹车时间为 ,则有
代入数值解得
这说明 至 轿车静止不动。所以刹车后 内的位移为
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】轿车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出刹车的时间,结合平均速度公式可以求出刹车后的位移大小。
24.【答案】解:列车匀加速和匀减速运动的位移相等,即
匀加速和匀减速运动的时间为
匀速过桥的时间为
这段过程若以20m/s行驶所需的时间为
则延误的时间为△t=t1+t2+t3﹣t4=20s+110s+20s﹣85s=65s
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】根据匀变速直线运动的位移与速度的关系得出匀加速和匀减速阶段的位移,结合加速度的定义式得出匀加速和匀减速运动的时间,利用匀速直线运动的规律得出匀速运动的时间,从而得出所延误的时间。
25.【答案】(1)电火花;交流220V
(2)CBEAD
(3)0.610;0.690;1.34
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)图乙是电火花打点计时器,电源采用的是交流220V;
(2)本实验的步骤是:第一步是将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,接上学生电源,即C,第二步是把一条细绳拴在小车前端,细绳跨过滑轮挂上钩码,把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器的限位孔,即B;第三步是把小车停在靠近打点计时器的地方,先启动打点计时器,再放开小车请按照实验过程,即E;第四步是断开电源,取下纸带,观察点迹是否清晰,即A;第五步是换上新纸带,再重复操作两次,选择一条较为理想纸带,整理实验器材,故对上述步骤排序为CBEAD;
(3)由题知,其中两相邻计数点间有四个点未画出,可知任意两个计数点的时间间隔T = 5 × 0.02s = 0.1s,根据在匀变速运动直线中,中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,打3点时小车运动的速度大小
打4点时小车运动的速度大小
根据逐差法得加速度为
【分析】(1)图乙为电火花计时器,使用交流电220V;
(2)实验的顺序为:CBEAD;
(3)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小,结合逐差法可以求出加速度的大小。
26.【答案】(1)解:从刹车到停止的位移为x2,则
x2= = m=90m
(2)解:反应时间内做匀速运动,则
x1=v0t0=30×0.6=18m
小轿车从发现物体到停止的全部距离为
x=x1+x2=18+90m=108m
小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体,所以三角警示牌距车的最小距离
Δx=x-d=58m
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)小车刹车做匀减速直线运动,利用速度位移公式可以求出滑行的距离;
(2)汽车在反应时间内做匀速直线运动,然后做匀减速直线运动,利用位移公式结合匀减速的位移可以求出两车之间的安全距离。
27.【答案】(1)解:物体匀加速直线运动末速度为:v1=a1t1=5×4m/s=20m/s,
则匀减速直线运动的加速度为: m/s2= 4m/s2.
(2)解:全程的总时间为10s,可知匀速运动的时间为1s,则6s末,即匀减速直线运动1s末,速度大小为:v=v1+a2t′=20-4×1m/s=16m/s.
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】(1)物体做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出末速度的大小,结合速度公式可以求出匀减速的加速度大小;
(2)汽车先做匀加速直线运动再做匀速直线运动,利用速度公式可以求出物体6s的速度大小。
28.【答案】(1)解:冰壶平均速度
(2)解:冰壶运动的总时间
时冰壶未停止运动,故 末的速度大小
(3)解:冰壶 时已停下,所以 内位移等于前 内位移
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】(1)冰壶做匀减速直线运动,利用初末速度的大小可以求出平均速度的大小;
(2)冰壶做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出减速的时间,结合速度公式可以求出10s末速度的大小;
(3)冰壶做匀减速直线运动,利用平均速度公式可以求出减速的位移大小。
29.【答案】(1)解:第一阶段:歼20做匀加速直线运动,运动时间 末速度 ,设其加速度为 ,则
第二阶段:歼20继续做匀加速直线运动,运动时间 位移 ,设其加速度为 ,则
联立解得
(2)解:降落时歼20做匀减速直线运动,初速度 位移 ,设其运动时间为 ,加速度为 ,则
解得
根据速度时间关系
解得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】(1)飞机第一阶段做匀加速直线运动,第二阶段也做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出第一阶段的加速度大小,利用位移公式可以求出第二阶段的加速度的大小;
(2)飞机降落过程做匀减速直线运动,利用平均速度公式可以求出减速的时间,结合速度公式可以求出减速加速度的大小。
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