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2023年人教版高中物理必修1第二章 匀变速直线运动的研究 A卷
一、选择题
1.(2023·广东模拟)图是“探究匀变速直线运动规律”实验得到的纸带,相邻计时点间的时间间隔为T。关于与纸带相连的物体的加速度a和打点1时的速度v1,下列计算式正确的是( )
A. B. C. D.
2.(2021高一上·淮安期中)某兴趣小组在实验室做了“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,下列说法正确的是( )
A.打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮一端
B.重物牵引小车运动时只需打一条纸带,并进行数据处理
C.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点
D.为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点作为计时起点
3.(2021高一上·淮安期中)小车拉着穿过打点计时器的纸带的一端,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,则纸带的运动情况是( )
A.先匀速直线运动后减速直线运动
B.先加速直线运动后匀速直线运动
C.先减速直线运动后加速直线运动
D.先加速直线运动后减速直线运动
4.(2022高一上·郸城月考)火车机车原来的速度是,在一段下坡路上加速度为,机车驶到下坡末端,速度增到。则机车通过这段下坡路的时间是( )
A.20s B.15s C.25s D.30s
5.(2023高一下·九龙坡开学考)重庆轻轨和地铁不断完备,极大改善了城市交通的拥堵。某学生为了调研轨道交通运行的平稳性,将装有水的碗置于轻轨列车车厢地板上,当列车向右制动(减速)时,碗里水面形状接近于( )
A. B.
C. D.
6.(2023·广西模拟)消防员日常技能训练中,消防员从四楼窗户沿绳竖直下降到地面过程的图像如图所示。消防员在与时段内的( )
A.位移大小之比为 B.平均速度大小之比为
C.速度变化量大小之比为 D.加速度大小之比为
7.(2022高三上·吉林月考)在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程分成很多小段,然后将各小段位移相加,这种处理问题的方法是( )
A.微元法 B.理想模型法 C.等效替代法 D.控制变量法
8.(2021高一上·沈阳月考)如图所示是我国自行研制的“枭龙”号战斗机在某空军基地成功试飞的照片,假设该飞机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需的时间为t,则起飞前飞机运动的距离为( )
A.vt B. C.2vt D.不能确定
9.(2023高二下·陆良期中)甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动,它们的位移—时间图像如图所示,由图像可知( )
A.乙一直做匀加速直线运动
B.第4s末时,甲、乙相距最远
C.时,甲和乙相遇,且运动方向相反
D.0到4s内,甲的平均速度大于乙的平均速度
10. 无风的晴天,一个苹果在离地面高的树梢处由静止掉落,落至地面所用的时间最有可能是( )
A. B. C. D.
11.(2020高一上·浦东月考)下列关于重力加速度的说法正确的是( )
A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢
B.质量大的物体重力加速度大,质量小的物理重力加速度小
C.地球表面各处的重力加速度,随着纬度的增加而增加
D.重力加速度和重力的方向相同,都是指向地心
12.(2023·广东模拟)在地面上空的同一位置,将树叶与石块由静止释放,通常树叶比石块下落慢,原因是( )
A.石块下落时不受空气阻力
B.质量小的物体重力加速度小
C.树叶下落时受空气阻力影响较大
二、多项选择题
13.(2020高一上·宣城月考)如图所示,A、B两物块叠放在一起,当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力),则( )
A.A的加速度小于g B.B的加速度大于g
C.A、B的加速度均为g D.A、B间的弹力为零
14.(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
15.(2021高一上·杭州月考)甲乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动,打点计时器所用电源的频率为50Hz,有关操作和测量的说法中正确的是( )
A.先释放小车,再接通电源,当小车到达滑轮前及时用手按住它后关闭电源
B.开始释放小车前,应使小车靠近打点计时器
C.测量时应舍去纸带上的密集点,然后选取计数点
D.必须每5个打印点设一个计数点
三、非选择题
16.(2020高一上·庆阳期末)研究匀变速直线运动实验中,用打点计时器打出的纸带如图所示。A、B、C、D、E是纸带上所取的计数点(每相邻计数点间有4个点未画出),若电源频率为50Hz,则打点计时器打下B点时小车运动的瞬时速度是 m/s,小车的加速度是 m/s2。
17.(2022高三上·常州期中)火箭回收技术能够降低发射成本。某次小型火箭低空飞行回收实验中,火箭升高到96m后悬停,接着先向下做匀加速直线运动,后做向下匀减速直线运动,匀加速的加速度是匀减速加速度大小的3倍,成功降落地面时速度为零,向下运动的总时间为16s。不计火箭质量的变化和空气阻力,重力加速度。求:
(1)火箭向下运动的最大速度;
(2)向下加速的时间。
18.(2022高一上·定远月考)暑假期间,蒋老师驾车到长底乡参加扶贫工作,途中汽车通过ETC通道的流程如图所示,在收费站匀速行驶区域内行驶速度不能超过v2=5 m/s。汽车以v1=13 m/s沿直线匀速朝收费站行驶,蒋老师在某处开始刹车制动使汽车做匀减速直线运动,制动加速度大小a1 = 4m/s2,到达匀速行驶区域前端时速度刚好减到,并匀速通过匀速行驶区域,过了匀速行驶区域后马上以a2 = 2m/s2 匀加速恢复至,然后匀速正常行驶。已知d=10m,求:
(1)刹车阶段的位移大小;
(2)汽车开始刹车到恢复原有速度的时间。
19.(2022高一上·德州月考)矿井里的升降机由静止开始匀加速上升,经过5s,速度达到6m/s后,立即匀减速上升,经过10s恰好停在井口,求矿井的深度。
20.(2021高一上·葫芦岛月考)树高千尺,叶落归根,有一个苹果从草果树顶自由落下、不计空气阻力,苹果在下落过程中没碰到任何障碍物。现测得该苹果在最后 s内下落的高度是h=11m,取重力加速度大小 ,求苹果下落的时间及这棵苹果树的高度。
21.(2023高一下·西双版纳期末)
(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图
(a)所示其中斜面倾角θ可调,打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图;
(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
①部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车
C.将小车依靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
D.把打点计时器固定在平板上
让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是: (用字母填写)
②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= 。
④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a= 。
22.(2023高一下·大庆开学考)一火车以2m/s的初速度,0.5m/s2的加速度 做匀加速直线运动,求:
(1)火车在第3s末的速度大小;
(2)前4s内的位移大小;
(3)当速度达到6m/s时火车前进的位移大小。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】由得;;由某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度得:。
故答案为:C
【分析】根据和某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度分析判断。
2.【答案】D
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】A.打点计时器应固定在长木板上远离滑轮一端,A不符合题意;
B.应多打几条纸带,使数据更多一些,使测量更严谨,B不符合题意;
CD.为使测量更为严谨,应舍掉开头一些过于密集的点,打点稳定后,找一个适当的点作为计时起点,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由于开头一些过于密集的点间距离过小,测量位移误差较大,所以舍掉开头一些过于密集的点。
3.【答案】D
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】由纸带可知1~6之间,在连续相等时间间隔内的位移差相等,且在相等时间内通过的位移增大,故做匀加速直线运动,7~11之间,在连续相等时间间隔内的位移差相等,且在相等时间内通过的位移减小,故做匀减速直线运动。
故答案为:D。
【分析】连续相等时间间隔内的位移差相等,符合匀变速直线运动的特点。
4.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】根据匀变速直线运动的速度时间关系 ,解得车通过这段下坡路的时间
故答案为:C。
【分析】已知机车的速度,结合速度公式可以求出下坡的时间。
5.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】当列车向右减速时,其加速度方向应向左,合力方向向左,所以碗中的水也具有向左的加速度。
故答案为:A。
【分析】当av反向时做减速,利用牛顿第二定律得出加速度和合力方向相同。
6.【答案】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.在与时段内,位移大小之比为面积之比,即为4∶1,A不符合题意;
B.根据匀变速直线运动的平均速度等于初速度与末速度之和的一半,得两时段内的平均速度大小之比为1∶1,B不符合题意;
C.速度变化量分别为与,大小之比为1∶1,C不符合题意;
D.根据加速度的定义式得两时段内的加速度分别为与,大小之比为1∶4,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】匀变速直线运动的平均速度等于初速度与末速度之和的一半,vt图像与坐标轴围成的图像的面积等于位移。
7.【答案】A
【知识点】微元法
【解析】【解答】在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程分成很多小段,然后将各小段位移相加,这种处理问题的方法是微元法,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】推导匀变速直线运动位移公式时采用微元法。
8.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】根据平均速度推论知,起飞前运动的距离为 .
故答案为:B。
【分析】已知起飞速度,利用平均速度公式结合运动的时间可以求出运动的距离。
9.【答案】C
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】 A.由于在x-t图像中,倾斜直线表示物体在做匀速直线运动,所以乙物体在做匀速直线运动,故A错误;
B.看图中明显看出在第2秒末两者的距离最远,故B错误;
C.在t=4s时,两图像相交,注意相交表示相遇,所以两者相遇,且甲物体在朝负方向运动,而乙物体在朝正方向运动,所以两者的运动方向相反,故C正确;
D.0到4s内,平均速度 ,由于两者在相同时间内所发生的位移相同,两者的平均速度相等,故D错误。
故答案为:C。
【分析】本题考查x-t图象,看图象主要要从斜率、交点、截距、面积等几个方面去看。首先x-t图像的某个点的切线斜率是该点的速度,由于乙物体的图像是一条倾斜直线,斜率不变,所以它的速度不变,它在做匀速直线运动;要看什么时候两者相距最远,直接可以从图中看出,明显在第2s末两者相距最远;交点表示相遇,所以在4s末两者相遇,但是甲是向负方向运动,乙是向正方向运动,两者运动方向相反;要看0到4s内的平均速度相不相等,要看平均速度的公式,由于两者在相同时间内位移相等,所以平均速度也相等。
10.【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】苹果由静止掉落,近似做自由落体运动,则有,解得,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据自由落体的位移时间关系求解苹果落至地面所用的时间。
11.【答案】C
【知识点】重力加速度
【解析】【解答】A.重力加速度表示自由下落的物体速度变化的快慢。A不符合题意;
B.重力加速度与物体在地球上位置有关,与物体质量无关。B不符合题意;
C.由于地球自转的影响,纬度越高,重力加速度越大。C符合题意;
D.重力加速度和重力的方向相同,只有在赤道和两极,才指向地心。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】因为地球的自转,物体由于受到地面的支持力导致重力和万有引力略有差别,纬度越高,受地球自转的影响越小,重力越来越接近万有引力。
12.【答案】C
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】 在地面上空的同一位置,将树叶与石块由静止释放,通常树叶比石块下落慢 ,石块和树叶都受空气阻力影响,只是空气阻力对石块的影响小,对树叶的影响大,重力加速度都一样,故C符合题意。
故答案为:C
【分析】了解亚里士多德、伽利略关于落体规律的观点,明确物体下落快慢的规律。
13.【答案】C,D
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】先整体,整体受到重力作用,加速度为g,然后隔离任一物块,可知物块只能受到重力作用加速度才是g,所以两物块间没有相互作用力,CD符合题意.
故答案为:CD
【分析】两个做竖直上抛运动,只受到重力,故加速度相等,方向竖直向下为g 。
14.【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。
15.【答案】B,C
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】A. 在操作中,注意要先接通电源,然后再释放纸带,这样可以保持的打点的稳定以及提高纸带的利用率,尽量多在纸带上打点;故A错误;
B、开始释放小车前,应使小车紧靠打点计时器,故B正确;
C、测量时应舍去纸带上的密集点,然后选取计数点,故C正确.
D、对于如何选取计数点没有规定,故D错误.
故选:BC.
【分析】 实验时应先接通电源再释放纸带,小车初始时刻应靠近打点计时器,对于密集的点可以舍去,可以每隔几个点取一个计数点,只有几个点没有严格规定,一般考虑方便计算.
16.【答案】0.27;0.72
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】打点计时器打下B点时小车运动的瞬时速度是 小车的加速度是
【分析】B点的速度等于物体在AC段中运动的平均速度,即利用AC的长度除以对应的时间即可;结合纸带上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度即可。
17.【答案】(1)解:设匀加速最大速度为 ,
则满足
解得
(2)解:设加速时间为 ,加速度为 ,减速时间为 ,加速度为 ,
则
且 ,
解得
【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】【分析】(1)根据平均速度的定义式得出 火箭向下运动的最大速度;
(2)结合匀变速直线运动的速度与时间的关系得出向下加速的时间。
18.【答案】(1)解:取汽车运动方向为正方向,则由
可得
(2)解:减速阶段的时间
匀速的时间
加速的时间
总时间
【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速度的关系
【解析】【分析】(1)根据匀变速直线运动的位移与速度的关系得出 刹车阶段的位移;
(2)结合匀变速直线运动的速度与时间的关系以及加速度的定义式得出汽车开始刹车到恢复原有速度的时间。
19.【答案】解:加速位移
减速阶段的位移
故总位移为
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】升降机先加速后减速,利用平均速度公式可以求出加速和减速的位移的大小。
20.【答案】解:设苹果树高度为H,苹果自由下落的总时间为t,前 时间内苹果下落的高度为H1,则
代入数据联立解得 s
H=12.8m
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】根据自由落体运动的规律以及高度关系得出苹果下落的时间及这棵苹果树的高度。
21.【答案】(1)DCBA;0.10s;;
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】 ① 根据实验操作步骤可知,实验时先安装器材,再实验,则实验步骤的正确顺序是DCBA;
②打点计时器的工作频率为50Hz ,则打点周期为0.02s, 每相邻两点之间还有4个记录点未画出,所以图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔 T=;
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为;
④ 由逐差法可知, 小车加速度大小的计算式应为。
【分析】 ①根据实验操作步骤和器材使用规范选出正确的顺序;
②根据打点计时器的工作频率得出打点周期,由题意得出相邻两计数点的时间间隔;
③ 根据匀变速直线运动中瞬时速度等于平均速度得出计数点5对应的瞬时速度大小计算式 ;
④ 利用逐差法得出小车加速度大小的计算式。
22.【答案】(1)解:根据速度时间公式得:
(2)解:火车在前 内的位移:
(3)解:根据速度位移关系得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)火车做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的速度公式求解;
(2)根据匀变速直线运动的位移公式求解;
(3)根据匀变速直线运动的速度-位移公式求解。
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2023年人教版高中物理必修1第二章 匀变速直线运动的研究 A卷
一、选择题
1.(2023·广东模拟)图是“探究匀变速直线运动规律”实验得到的纸带,相邻计时点间的时间间隔为T。关于与纸带相连的物体的加速度a和打点1时的速度v1,下列计算式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】由得;;由某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度得:。
故答案为:C
【分析】根据和某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度分析判断。
2.(2021高一上·淮安期中)某兴趣小组在实验室做了“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,下列说法正确的是( )
A.打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮一端
B.重物牵引小车运动时只需打一条纸带,并进行数据处理
C.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点
D.为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点作为计时起点
【答案】D
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】A.打点计时器应固定在长木板上远离滑轮一端,A不符合题意;
B.应多打几条纸带,使数据更多一些,使测量更严谨,B不符合题意;
CD.为使测量更为严谨,应舍掉开头一些过于密集的点,打点稳定后,找一个适当的点作为计时起点,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由于开头一些过于密集的点间距离过小,测量位移误差较大,所以舍掉开头一些过于密集的点。
3.(2021高一上·淮安期中)小车拉着穿过打点计时器的纸带的一端,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,则纸带的运动情况是( )
A.先匀速直线运动后减速直线运动
B.先加速直线运动后匀速直线运动
C.先减速直线运动后加速直线运动
D.先加速直线运动后减速直线运动
【答案】D
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】由纸带可知1~6之间,在连续相等时间间隔内的位移差相等,且在相等时间内通过的位移增大,故做匀加速直线运动,7~11之间,在连续相等时间间隔内的位移差相等,且在相等时间内通过的位移减小,故做匀减速直线运动。
故答案为:D。
【分析】连续相等时间间隔内的位移差相等,符合匀变速直线运动的特点。
4.(2022高一上·郸城月考)火车机车原来的速度是,在一段下坡路上加速度为,机车驶到下坡末端,速度增到。则机车通过这段下坡路的时间是( )
A.20s B.15s C.25s D.30s
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】根据匀变速直线运动的速度时间关系 ,解得车通过这段下坡路的时间
故答案为:C。
【分析】已知机车的速度,结合速度公式可以求出下坡的时间。
5.(2023高一下·九龙坡开学考)重庆轻轨和地铁不断完备,极大改善了城市交通的拥堵。某学生为了调研轨道交通运行的平稳性,将装有水的碗置于轻轨列车车厢地板上,当列车向右制动(减速)时,碗里水面形状接近于( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】当列车向右减速时,其加速度方向应向左,合力方向向左,所以碗中的水也具有向左的加速度。
故答案为:A。
【分析】当av反向时做减速,利用牛顿第二定律得出加速度和合力方向相同。
6.(2023·广西模拟)消防员日常技能训练中,消防员从四楼窗户沿绳竖直下降到地面过程的图像如图所示。消防员在与时段内的( )
A.位移大小之比为 B.平均速度大小之比为
C.速度变化量大小之比为 D.加速度大小之比为
【答案】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.在与时段内,位移大小之比为面积之比,即为4∶1,A不符合题意;
B.根据匀变速直线运动的平均速度等于初速度与末速度之和的一半,得两时段内的平均速度大小之比为1∶1,B不符合题意;
C.速度变化量分别为与,大小之比为1∶1,C不符合题意;
D.根据加速度的定义式得两时段内的加速度分别为与,大小之比为1∶4,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】匀变速直线运动的平均速度等于初速度与末速度之和的一半,vt图像与坐标轴围成的图像的面积等于位移。
7.(2022高三上·吉林月考)在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程分成很多小段,然后将各小段位移相加,这种处理问题的方法是( )
A.微元法 B.理想模型法 C.等效替代法 D.控制变量法
【答案】A
【知识点】微元法
【解析】【解答】在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程分成很多小段,然后将各小段位移相加,这种处理问题的方法是微元法,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】推导匀变速直线运动位移公式时采用微元法。
8.(2021高一上·沈阳月考)如图所示是我国自行研制的“枭龙”号战斗机在某空军基地成功试飞的照片,假设该飞机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需的时间为t,则起飞前飞机运动的距离为( )
A.vt B. C.2vt D.不能确定
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】根据平均速度推论知,起飞前运动的距离为 .
故答案为:B。
【分析】已知起飞速度,利用平均速度公式结合运动的时间可以求出运动的距离。
9.(2023高二下·陆良期中)甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动,它们的位移—时间图像如图所示,由图像可知( )
A.乙一直做匀加速直线运动
B.第4s末时,甲、乙相距最远
C.时,甲和乙相遇,且运动方向相反
D.0到4s内,甲的平均速度大于乙的平均速度
【答案】C
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】 A.由于在x-t图像中,倾斜直线表示物体在做匀速直线运动,所以乙物体在做匀速直线运动,故A错误;
B.看图中明显看出在第2秒末两者的距离最远,故B错误;
C.在t=4s时,两图像相交,注意相交表示相遇,所以两者相遇,且甲物体在朝负方向运动,而乙物体在朝正方向运动,所以两者的运动方向相反,故C正确;
D.0到4s内,平均速度 ,由于两者在相同时间内所发生的位移相同,两者的平均速度相等,故D错误。
故答案为:C。
【分析】本题考查x-t图象,看图象主要要从斜率、交点、截距、面积等几个方面去看。首先x-t图像的某个点的切线斜率是该点的速度,由于乙物体的图像是一条倾斜直线,斜率不变,所以它的速度不变,它在做匀速直线运动;要看什么时候两者相距最远,直接可以从图中看出,明显在第2s末两者相距最远;交点表示相遇,所以在4s末两者相遇,但是甲是向负方向运动,乙是向正方向运动,两者运动方向相反;要看0到4s内的平均速度相不相等,要看平均速度的公式,由于两者在相同时间内位移相等,所以平均速度也相等。
10. 无风的晴天,一个苹果在离地面高的树梢处由静止掉落,落至地面所用的时间最有可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】苹果由静止掉落,近似做自由落体运动,则有,解得,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据自由落体的位移时间关系求解苹果落至地面所用的时间。
11.(2020高一上·浦东月考)下列关于重力加速度的说法正确的是( )
A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢
B.质量大的物体重力加速度大,质量小的物理重力加速度小
C.地球表面各处的重力加速度,随着纬度的增加而增加
D.重力加速度和重力的方向相同,都是指向地心
【答案】C
【知识点】重力加速度
【解析】【解答】A.重力加速度表示自由下落的物体速度变化的快慢。A不符合题意;
B.重力加速度与物体在地球上位置有关,与物体质量无关。B不符合题意;
C.由于地球自转的影响,纬度越高,重力加速度越大。C符合题意;
D.重力加速度和重力的方向相同,只有在赤道和两极,才指向地心。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】因为地球的自转,物体由于受到地面的支持力导致重力和万有引力略有差别,纬度越高,受地球自转的影响越小,重力越来越接近万有引力。
12.(2023·广东模拟)在地面上空的同一位置,将树叶与石块由静止释放,通常树叶比石块下落慢,原因是( )
A.石块下落时不受空气阻力
B.质量小的物体重力加速度小
C.树叶下落时受空气阻力影响较大
【答案】C
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】 在地面上空的同一位置,将树叶与石块由静止释放,通常树叶比石块下落慢 ,石块和树叶都受空气阻力影响,只是空气阻力对石块的影响小,对树叶的影响大,重力加速度都一样,故C符合题意。
故答案为:C
【分析】了解亚里士多德、伽利略关于落体规律的观点,明确物体下落快慢的规律。
二、多项选择题
13.(2020高一上·宣城月考)如图所示,A、B两物块叠放在一起,当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力),则( )
A.A的加速度小于g B.B的加速度大于g
C.A、B的加速度均为g D.A、B间的弹力为零
【答案】C,D
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】先整体,整体受到重力作用,加速度为g,然后隔离任一物块,可知物块只能受到重力作用加速度才是g,所以两物块间没有相互作用力,CD符合题意.
故答案为:CD
【分析】两个做竖直上抛运动,只受到重力,故加速度相等,方向竖直向下为g 。
14.(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。
15.(2021高一上·杭州月考)甲乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动,打点计时器所用电源的频率为50Hz,有关操作和测量的说法中正确的是( )
A.先释放小车,再接通电源,当小车到达滑轮前及时用手按住它后关闭电源
B.开始释放小车前,应使小车靠近打点计时器
C.测量时应舍去纸带上的密集点,然后选取计数点
D.必须每5个打印点设一个计数点
【答案】B,C
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】A. 在操作中,注意要先接通电源,然后再释放纸带,这样可以保持的打点的稳定以及提高纸带的利用率,尽量多在纸带上打点;故A错误;
B、开始释放小车前,应使小车紧靠打点计时器,故B正确;
C、测量时应舍去纸带上的密集点,然后选取计数点,故C正确.
D、对于如何选取计数点没有规定,故D错误.
故选:BC.
【分析】 实验时应先接通电源再释放纸带,小车初始时刻应靠近打点计时器,对于密集的点可以舍去,可以每隔几个点取一个计数点,只有几个点没有严格规定,一般考虑方便计算.
三、非选择题
16.(2020高一上·庆阳期末)研究匀变速直线运动实验中,用打点计时器打出的纸带如图所示。A、B、C、D、E是纸带上所取的计数点(每相邻计数点间有4个点未画出),若电源频率为50Hz,则打点计时器打下B点时小车运动的瞬时速度是 m/s,小车的加速度是 m/s2。
【答案】0.27;0.72
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】打点计时器打下B点时小车运动的瞬时速度是 小车的加速度是
【分析】B点的速度等于物体在AC段中运动的平均速度,即利用AC的长度除以对应的时间即可;结合纸带上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度即可。
17.(2022高三上·常州期中)火箭回收技术能够降低发射成本。某次小型火箭低空飞行回收实验中,火箭升高到96m后悬停,接着先向下做匀加速直线运动,后做向下匀减速直线运动,匀加速的加速度是匀减速加速度大小的3倍,成功降落地面时速度为零,向下运动的总时间为16s。不计火箭质量的变化和空气阻力,重力加速度。求:
(1)火箭向下运动的最大速度;
(2)向下加速的时间。
【答案】(1)解:设匀加速最大速度为 ,
则满足
解得
(2)解:设加速时间为 ,加速度为 ,减速时间为 ,加速度为 ,
则
且 ,
解得
【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】【分析】(1)根据平均速度的定义式得出 火箭向下运动的最大速度;
(2)结合匀变速直线运动的速度与时间的关系得出向下加速的时间。
18.(2022高一上·定远月考)暑假期间,蒋老师驾车到长底乡参加扶贫工作,途中汽车通过ETC通道的流程如图所示,在收费站匀速行驶区域内行驶速度不能超过v2=5 m/s。汽车以v1=13 m/s沿直线匀速朝收费站行驶,蒋老师在某处开始刹车制动使汽车做匀减速直线运动,制动加速度大小a1 = 4m/s2,到达匀速行驶区域前端时速度刚好减到,并匀速通过匀速行驶区域,过了匀速行驶区域后马上以a2 = 2m/s2 匀加速恢复至,然后匀速正常行驶。已知d=10m,求:
(1)刹车阶段的位移大小;
(2)汽车开始刹车到恢复原有速度的时间。
【答案】(1)解:取汽车运动方向为正方向,则由
可得
(2)解:减速阶段的时间
匀速的时间
加速的时间
总时间
【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速度的关系
【解析】【分析】(1)根据匀变速直线运动的位移与速度的关系得出 刹车阶段的位移;
(2)结合匀变速直线运动的速度与时间的关系以及加速度的定义式得出汽车开始刹车到恢复原有速度的时间。
19.(2022高一上·德州月考)矿井里的升降机由静止开始匀加速上升,经过5s,速度达到6m/s后,立即匀减速上升,经过10s恰好停在井口,求矿井的深度。
【答案】解:加速位移
减速阶段的位移
故总位移为
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】升降机先加速后减速,利用平均速度公式可以求出加速和减速的位移的大小。
20.(2021高一上·葫芦岛月考)树高千尺,叶落归根,有一个苹果从草果树顶自由落下、不计空气阻力,苹果在下落过程中没碰到任何障碍物。现测得该苹果在最后 s内下落的高度是h=11m,取重力加速度大小 ,求苹果下落的时间及这棵苹果树的高度。
【答案】解:设苹果树高度为H,苹果自由下落的总时间为t,前 时间内苹果下落的高度为H1,则
代入数据联立解得 s
H=12.8m
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】根据自由落体运动的规律以及高度关系得出苹果下落的时间及这棵苹果树的高度。
21.(2023高一下·西双版纳期末)
(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图
(a)所示其中斜面倾角θ可调,打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图;
(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
①部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车
C.将小车依靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
D.把打点计时器固定在平板上
让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是: (用字母填写)
②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= 。
④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a= 。
【答案】(1)DCBA;0.10s;;
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】 ① 根据实验操作步骤可知,实验时先安装器材,再实验,则实验步骤的正确顺序是DCBA;
②打点计时器的工作频率为50Hz ,则打点周期为0.02s, 每相邻两点之间还有4个记录点未画出,所以图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔 T=;
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为;
④ 由逐差法可知, 小车加速度大小的计算式应为。
【分析】 ①根据实验操作步骤和器材使用规范选出正确的顺序;
②根据打点计时器的工作频率得出打点周期,由题意得出相邻两计数点的时间间隔;
③ 根据匀变速直线运动中瞬时速度等于平均速度得出计数点5对应的瞬时速度大小计算式 ;
④ 利用逐差法得出小车加速度大小的计算式。
22.(2023高一下·大庆开学考)一火车以2m/s的初速度,0.5m/s2的加速度 做匀加速直线运动,求:
(1)火车在第3s末的速度大小;
(2)前4s内的位移大小;
(3)当速度达到6m/s时火车前进的位移大小。
【答案】(1)解:根据速度时间公式得:
(2)解:火车在前 内的位移:
(3)解:根据速度位移关系得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)火车做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的速度公式求解;
(2)根据匀变速直线运动的位移公式求解;
(3)根据匀变速直线运动的速度-位移公式求解。
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