（2）匀变速直线运动的研究——高一物理人教版（2019）必修一单元检测卷（A卷）（含解析）
文档属性
| 名称 | （2）匀变速直线运动的研究——高一物理人教版（2019）必修一单元检测卷（A卷）（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 768.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-08-17 10:06:16 | ||
图片预览
文档简介
（2）匀变速直线运动的研究——高一物理人教版（2019）必修一单元检测卷（A卷）
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1.一物体做加速直线运动，依次经过A、B、C三点，B为AC中点。物体在AB段加速度恒为，在BC段加速度恒为，两者方向相同。若有，则( )
A. B. C. D.无法确定
2.我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间.假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站.列车从W站始发，经停4站后到达终点站G.设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h.若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( )
A.6小时25分钟 B.6小时30分钟 C.6小时35分钟 D.6小时40分钟
3.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点( )
A.第1s内的位移是5m B.前2s内的平均速度是6m/s
C.任意相邻的1s内位移差都是1m D.任意1s内的速度增量都是2m/s
4.一物体在光滑的斜面上（斜面足够长），从静止开始下滑，第1s内位移是5m，则( )
A.物体的加速度是 B.物体在第2s内位移是10m
C.物体在前2s内位移是20m D.物体在第2s内平均速度是10m/s
5.图（a）所示的送餐机器人从过道上甲处静止出发做直线运动到乙处停下，其位移x与时间t的关系曲线如图（b）。若将机器人视为质点，则从甲到乙机器人的运动依次是( )
A.匀加速运动，匀速运动，匀减速运动
B.加速度减小的加速运动，匀速运动，加速度增大的减速运动
C.加速度增大的加速运动，匀速运动，加速度减小的减速运动
D.加速度增大的加速运动，匀加速运动，加速度减小的减速运动
6.两辆汽车A、B沿同一条直线同向运动，B车在前面遇到紧急情况刹车，刹车开始时两车相距，后面的汽车A一直做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则( )
A.时A、B车相遇
B.0~1 s的过程中，两车间的距离在减小
C.时A、B车相遇
D.A、B车相遇的时刻在5 s之后
7.为推动新农村建设，很多乡村道路上都安装了太阳能路灯，若某路段为直线且任意相邻两路灯的间距均为12 m，某汽车做匀加速直线运动过程中从第一盏路灯到第二盏路灯所用时间为2 s，从第二盏路灯到第三盏路灯所用时间为1 s，则下列说法正确的是( )
A.该车经过第一盏路灯时的速度为.
B.该车运动的加速度大小为
C.该车从第三盏路灯到第四盏路灯用时为0.5 s
D.该车经过第三盏路灯时的速度大小为14 m/s
8.将一物体从地面竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定。设物体在地面的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，能表示其运动的速度v、动能、重力势能、机械能E与上升高度h之间关系的图像是( )
A. B.
C. D.
9.让质量为的石块从足够高处自由下落，在下落的第末速度大小为，再将和质量为的石块绑为一个整体，使从原高度自由下落，在下落的第末速度大小为，g取，则( )
A. B. C. D.
10.如图，一小船以1.0m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.8m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取）( )
A.0.3m B.0.6m C.0.8m D.1.2m
二、探究题（每空2分，共16分）
11.（8分）用如图甲的装置研究自由落体运动规律.已知打点计时器的工作频50Hz.
（1）电火花打点计时器必须接______（填“220V交流”、“低压交流”或“低压直流”）电源.
（2）图乙中标出的每相邻两点之间还有4个记录点未画出，则相邻两计数点的时间间隔T=______s.
（3）计数点C对应的瞬时速度大小为______m/s.（计算结果保留三位有效数字）
（4）根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小a=_____.（计算结果保留三位有效数字）
12.（8分）用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。
（1）实验的主要步骤：
①安装实验装置；
②测量挡光片的宽度d；
③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；
④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；
⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t，由此可知滑块的加速度表达式为：________________；（用上面测量的物理量字母表示）
⑥改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。其中某一次测量x值如图乙所示，其读数为__________。
（2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，求得该图线的斜率__________。
已知挡光片的宽度，由此进一步求得滑块的加速度___________。（计算结果均保留3位有效数字）
三、计算题（共34分）
13.（8分）某日雾霾天气，有一司机驾驶汽车在一段平直路面上以的速度匀速行驶，突然发现前方路中间有一静止的障碍物，为使汽车不撞上障碍物，司机立即刹车，制动加速度大小为，忽略司机的反应时间.求：
(1)汽车经过多长时间停下来；
(2)为了不撞上障碍物，汽车刹车时距前方障碍物的最小距离.
14.（12分）四旋翼无人机在地面上由静止开始竖直起飞。经历匀加速、匀速及匀减速三个运动过程，后悬停在距离地面某一高度处。其位移x随时间t变化的关系图像如图所示，其中ab段为倾斜直线，其余部分为曲线。求：
（1）匀速运动的位移大小；
（2）匀加速和匀减速阶段的加速度大小之比；
（3）悬停处距离地面的高度。
15.（14分）ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示，汽车进入收费站正常行驶的速度，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至0，经过20s缴费后，再加速至18m/s后正常行驶；如果过ETC通道，需要在中心线前方12m处减速至，匀速到达中心线后，再加速至18m/s后正常行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为。
（1）通过ETC通道，减速经过多长时间？
（2）通过人工收费通道，比正常行驶耽搁多长时间？
（3）求汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约多少时间？
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据公式
可得，
因为，
所以
故
故选C。
2.答案：B
解析：由题意可知，每两个车站之间距离为，两种列车在相邻两个车站间均先做初速度为零的匀加速直线运动，再做匀速直线运动，最后做末速度为零的匀减速直线运动.两种列车最大速度为，两种列车运动的时间分别为，，每两个车站之间节省的时间，从W到G共有5个时间差，即从W到G乘高铁省的时间为，合6小时30分钟，B正确.
3.答案：D
解析：A选项求第1s内的位移,把代入公式就可以发现,A选项错误。B选项求前2s内的平均速度,把代入公式,发现位移为14 m,平均速度为,B选项错误。C选项求相邻位移差,根据推论公式是，T是1s,代入公式得应该为2m,C选项错误。D选项求任意1s内的速度增量,其实就是加速度的大小,刚好是2m/s,D选项正确。
4.答案：C
解析：A.由位移时间关系式可知故A错误；B.根据初速度为零的匀加速直线运动，相同时间内的位移比为1:3:5，可知，第2s内位移是15m，故B错误；C由位移时间关系式可知位移为故C正确；D.由平均速度公式可知第2s内平均速度为故D错误，故选C。
5.答案：A
解析：根据匀变速直线运动位移与时间关系
可得，若图线为抛物线，则物体做匀变速直线运动，且图线切线的斜率表示物体运动的速度，由图可知，物体的速度先增大，后不变，再减小，则物体应先做匀加速运动，后做匀速运动，再做匀减速运动。
故选A。
6.答案：D
解析：由题图可知，A车做匀速直线运动，速度大小为车做匀减速直线运动，初速度大小为，加速度为，故B车刹停所用的时间为车刹停所走的位移大小为，时间内A车的位移大小为车刹停时，故此时A、B车未相遇，A、B车在B车刹停位置相遇，故从B车开始刹车到A、B车相遇，A车行驶的总位移大小为，故A、B车相遇的时刻为，故A、C错误，D正确；0~1 s的过程中，B车的速度一直大于A车的速度，因此两车间的距离在增大，故B错误.
7.答案：D
解析：经过第一盏路灯到第二盏路灯中间时刻的瞬时速度大小为，经过第二盏路灯到第三盏路灯中间时刻的瞬时速度大小为，则该车的加速度大小为，设该车经过第一盏路灯的速度大小为，根据运动学公式可得，解得，故A、B错误；设该车经过第三盏路灯时的速度大小为，根据运动学公式可得，解得，设该车从第三盏路灯到第四盏路灯的时间为，根据运动学公式可得，解得（另一解舍去），故C错误，D正确.
8.答案：D
解析：A.由于空气阻力恒定则物体做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的公式上升和下降分别为
，
由上式可知v与h成幂函数关系，不成线性关系，A错误；
B.根据动能定理上升和下降分别为
，
由上式可看出与h成线性关系，B错误；
C.根据重力势能表达式
由上式可知与h成线性关系，C错误；
D.根据功能关系上升和下降分别为
，
由上式可知E与h成线性关系，且随着物体的上升机械能逐渐减小、随物体的下降机械能也逐渐减小，D正确。
故选D。
9.答案：B
解析：重物自由下落做自由落体运动，与质量无关，则下落1s后速度为
故选B。
10.答案：C
解析：人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.8m，则小球在空中的总时间为，当小球再次落入手中时，小船前进的距离为，故选C。
11.答案：（1）220V交流（2）0.1（3）2.20（4）9.85
解析：（1）电火花打点计时器使用220V交流电源；
（2）打点计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s，故；
（3）匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故
（4）根据，有：则
12.答案：（1）；60.50（2）；0.518
解析：（1）根据运动学速度与位移关系公式
得
刻度尺的分度值为1mm，滑块的初始位置是10.00cm，故A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x为
（2）根据图像信息可知，该图线的斜率为
挡光片的宽度，则根据表达式整理得
故斜率为
整理代入数据得加速度为
13.答案：(1)6s(2)90m
解析：(1)，由，得.
(2)汽车刹车后做匀减速运动，根据，得.
或把刹车过程看成反向匀加速运动，
由，得，
根据，得.
14.答案：（1）150 m
（2）3:1
（3）450 m
解析：（1）设匀加速阶段的加速度大小为，位移大小为，时间为，匀速阶段的速度大小为v，位移大小为，在0~5 s内，根据位移—时间公式有，由题图知，解得，匀速阶段的速度大小，代入数据得，匀速阶段运动的时间为，匀速阶段位移大小，代入数据解得。
（2）在10~25 s内，无人机做匀减速运动，设加速度大小为，由题图知，在匀减速阶段有，得，所以。
（3）在10~25 s内，有，则无人机悬停处距离地面的高度。
15.答案：（1）3s（2）24.5s（3）
解析：（1）通过ETC通道，减速时间由可得
（2）通过人工收费通道减速过程有
加速过程有
，
全过程
，
若正常行驶通过则
所以通过人工收费通道，比正常行驶耽搁的时间为
（3）汽车通过ETC通道减速过程
，
匀速过程有
加速过程
，
全过程
，
所以汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间为
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1.一物体做加速直线运动，依次经过A、B、C三点，B为AC中点。物体在AB段加速度恒为，在BC段加速度恒为，两者方向相同。若有，则( )
A. B. C. D.无法确定
2.我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间.假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站.列车从W站始发，经停4站后到达终点站G.设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h.若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( )
A.6小时25分钟 B.6小时30分钟 C.6小时35分钟 D.6小时40分钟
3.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点( )
A.第1s内的位移是5m B.前2s内的平均速度是6m/s
C.任意相邻的1s内位移差都是1m D.任意1s内的速度增量都是2m/s
4.一物体在光滑的斜面上（斜面足够长），从静止开始下滑，第1s内位移是5m，则( )
A.物体的加速度是 B.物体在第2s内位移是10m
C.物体在前2s内位移是20m D.物体在第2s内平均速度是10m/s
5.图（a）所示的送餐机器人从过道上甲处静止出发做直线运动到乙处停下，其位移x与时间t的关系曲线如图（b）。若将机器人视为质点，则从甲到乙机器人的运动依次是( )
A.匀加速运动，匀速运动，匀减速运动
B.加速度减小的加速运动，匀速运动，加速度增大的减速运动
C.加速度增大的加速运动，匀速运动，加速度减小的减速运动
D.加速度增大的加速运动，匀加速运动，加速度减小的减速运动
6.两辆汽车A、B沿同一条直线同向运动，B车在前面遇到紧急情况刹车，刹车开始时两车相距，后面的汽车A一直做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则( )
A.时A、B车相遇
B.0~1 s的过程中，两车间的距离在减小
C.时A、B车相遇
D.A、B车相遇的时刻在5 s之后
7.为推动新农村建设，很多乡村道路上都安装了太阳能路灯，若某路段为直线且任意相邻两路灯的间距均为12 m，某汽车做匀加速直线运动过程中从第一盏路灯到第二盏路灯所用时间为2 s，从第二盏路灯到第三盏路灯所用时间为1 s，则下列说法正确的是( )
A.该车经过第一盏路灯时的速度为.
B.该车运动的加速度大小为
C.该车从第三盏路灯到第四盏路灯用时为0.5 s
D.该车经过第三盏路灯时的速度大小为14 m/s
8.将一物体从地面竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定。设物体在地面的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，能表示其运动的速度v、动能、重力势能、机械能E与上升高度h之间关系的图像是( )
A. B.
C. D.
9.让质量为的石块从足够高处自由下落，在下落的第末速度大小为，再将和质量为的石块绑为一个整体，使从原高度自由下落，在下落的第末速度大小为，g取，则( )
A. B. C. D.
10.如图，一小船以1.0m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.8m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取）( )
A.0.3m B.0.6m C.0.8m D.1.2m
二、探究题（每空2分，共16分）
11.（8分）用如图甲的装置研究自由落体运动规律.已知打点计时器的工作频50Hz.
（1）电火花打点计时器必须接______（填“220V交流”、“低压交流”或“低压直流”）电源.
（2）图乙中标出的每相邻两点之间还有4个记录点未画出，则相邻两计数点的时间间隔T=______s.
（3）计数点C对应的瞬时速度大小为______m/s.（计算结果保留三位有效数字）
（4）根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小a=_____.（计算结果保留三位有效数字）
12.（8分）用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。
（1）实验的主要步骤：
①安装实验装置；
②测量挡光片的宽度d；
③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；
④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；
⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t，由此可知滑块的加速度表达式为：________________；（用上面测量的物理量字母表示）
⑥改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。其中某一次测量x值如图乙所示，其读数为__________。
（2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，求得该图线的斜率__________。
已知挡光片的宽度，由此进一步求得滑块的加速度___________。（计算结果均保留3位有效数字）
三、计算题（共34分）
13.（8分）某日雾霾天气，有一司机驾驶汽车在一段平直路面上以的速度匀速行驶，突然发现前方路中间有一静止的障碍物，为使汽车不撞上障碍物，司机立即刹车，制动加速度大小为，忽略司机的反应时间.求：
(1)汽车经过多长时间停下来；
(2)为了不撞上障碍物，汽车刹车时距前方障碍物的最小距离.
14.（12分）四旋翼无人机在地面上由静止开始竖直起飞。经历匀加速、匀速及匀减速三个运动过程，后悬停在距离地面某一高度处。其位移x随时间t变化的关系图像如图所示，其中ab段为倾斜直线，其余部分为曲线。求：
（1）匀速运动的位移大小；
（2）匀加速和匀减速阶段的加速度大小之比；
（3）悬停处距离地面的高度。
15.（14分）ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示，汽车进入收费站正常行驶的速度，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至0，经过20s缴费后，再加速至18m/s后正常行驶；如果过ETC通道，需要在中心线前方12m处减速至，匀速到达中心线后，再加速至18m/s后正常行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为。
（1）通过ETC通道，减速经过多长时间？
（2）通过人工收费通道，比正常行驶耽搁多长时间？
（3）求汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约多少时间？
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据公式
可得，
因为，
所以
故
故选C。
2.答案：B
解析：由题意可知，每两个车站之间距离为，两种列车在相邻两个车站间均先做初速度为零的匀加速直线运动，再做匀速直线运动，最后做末速度为零的匀减速直线运动.两种列车最大速度为，两种列车运动的时间分别为，，每两个车站之间节省的时间，从W到G共有5个时间差，即从W到G乘高铁省的时间为，合6小时30分钟，B正确.
3.答案：D
解析：A选项求第1s内的位移,把代入公式就可以发现,A选项错误。B选项求前2s内的平均速度,把代入公式,发现位移为14 m,平均速度为,B选项错误。C选项求相邻位移差,根据推论公式是，T是1s,代入公式得应该为2m,C选项错误。D选项求任意1s内的速度增量,其实就是加速度的大小,刚好是2m/s,D选项正确。
4.答案：C
解析：A.由位移时间关系式可知故A错误；B.根据初速度为零的匀加速直线运动，相同时间内的位移比为1:3:5，可知，第2s内位移是15m，故B错误；C由位移时间关系式可知位移为故C正确；D.由平均速度公式可知第2s内平均速度为故D错误，故选C。
5.答案：A
解析：根据匀变速直线运动位移与时间关系
可得，若图线为抛物线，则物体做匀变速直线运动，且图线切线的斜率表示物体运动的速度，由图可知，物体的速度先增大，后不变，再减小，则物体应先做匀加速运动，后做匀速运动，再做匀减速运动。
故选A。
6.答案：D
解析：由题图可知，A车做匀速直线运动，速度大小为车做匀减速直线运动，初速度大小为，加速度为，故B车刹停所用的时间为车刹停所走的位移大小为，时间内A车的位移大小为车刹停时，故此时A、B车未相遇，A、B车在B车刹停位置相遇，故从B车开始刹车到A、B车相遇，A车行驶的总位移大小为，故A、B车相遇的时刻为，故A、C错误，D正确；0~1 s的过程中，B车的速度一直大于A车的速度，因此两车间的距离在增大，故B错误.
7.答案：D
解析：经过第一盏路灯到第二盏路灯中间时刻的瞬时速度大小为，经过第二盏路灯到第三盏路灯中间时刻的瞬时速度大小为，则该车的加速度大小为，设该车经过第一盏路灯的速度大小为，根据运动学公式可得，解得，故A、B错误；设该车经过第三盏路灯时的速度大小为，根据运动学公式可得，解得，设该车从第三盏路灯到第四盏路灯的时间为，根据运动学公式可得，解得（另一解舍去），故C错误，D正确.
8.答案：D
解析：A.由于空气阻力恒定则物体做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的公式上升和下降分别为
，
由上式可知v与h成幂函数关系，不成线性关系，A错误；
B.根据动能定理上升和下降分别为
，
由上式可看出与h成线性关系，B错误；
C.根据重力势能表达式
由上式可知与h成线性关系，C错误；
D.根据功能关系上升和下降分别为
，
由上式可知E与h成线性关系，且随着物体的上升机械能逐渐减小、随物体的下降机械能也逐渐减小，D正确。
故选D。
9.答案：B
解析：重物自由下落做自由落体运动，与质量无关，则下落1s后速度为
故选B。
10.答案：C
解析：人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.8m，则小球在空中的总时间为，当小球再次落入手中时，小船前进的距离为，故选C。
11.答案：（1）220V交流（2）0.1（3）2.20（4）9.85
解析：（1）电火花打点计时器使用220V交流电源；
（2）打点计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s，故；
（3）匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故
（4）根据，有：则
12.答案：（1）；60.50（2）；0.518
解析：（1）根据运动学速度与位移关系公式
得
刻度尺的分度值为1mm，滑块的初始位置是10.00cm，故A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x为
（2）根据图像信息可知，该图线的斜率为
挡光片的宽度，则根据表达式整理得
故斜率为
整理代入数据得加速度为
13.答案：(1)6s(2)90m
解析：(1)，由，得.
(2)汽车刹车后做匀减速运动，根据，得.
或把刹车过程看成反向匀加速运动，
由，得，
根据，得.
14.答案：（1）150 m
（2）3:1
（3）450 m
解析：（1）设匀加速阶段的加速度大小为，位移大小为，时间为，匀速阶段的速度大小为v，位移大小为，在0~5 s内，根据位移—时间公式有，由题图知，解得，匀速阶段的速度大小，代入数据得，匀速阶段运动的时间为，匀速阶段位移大小，代入数据解得。
（2）在10~25 s内，无人机做匀减速运动，设加速度大小为，由题图知，在匀减速阶段有，得，所以。
（3）在10~25 s内，有，则无人机悬停处距离地面的高度。
15.答案：（1）3s（2）24.5s（3）
解析：（1）通过ETC通道，减速时间由可得
（2）通过人工收费通道减速过程有
加速过程有
，
全过程
，
若正常行驶通过则
所以通过人工收费通道，比正常行驶耽搁的时间为
（3）汽车通过ETC通道减速过程
，
匀速过程有
加速过程
，
全过程
，
所以汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间为