（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（B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（B卷）（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 633.6KB | ||
| 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 10:06:59 | ||
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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（B卷）
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1.如图所示，根据打点计时器打出的纸带，表示物体做匀速运动的是( )
A. B.
C. D.
2.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，下列计算式正确的是( )
A. B. C. D.
3.下列关于电火花打点计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是( )
①电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交变电源
②两种打点计时器的打点频率与交变电源的频率一样
③电火花打点计时器是靠振针和复写纸在纸带上打点的
④电磁打点计时器打点是靠电火花和墨粉在纸带上打点的
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
4.某小区安装了车辆识别系统，当业主车辆行驶到栏杆一定距离时，栏杆绕转轴自动向上匀速旋转放行。俯视图如图所示，已知水平栏杆离地高度为1m，一辆汽车（可视为长方体）车顶高度为1.6m，正好行驶在路中间，自动识别装置在探测到离杆4.4m的汽车时，水平栏杆向上旋转，5.4s转到竖直位置，为使汽车安全通过，则该汽车匀速行驶的最大速度约为( )
A.1.5m/s B.2.0m/s C.2.5m/s D.3.0m/s
5.一物体从固定斜面上某点由静止开始沿斜面做匀加速直线运动，经过3 s后到达斜面底端，并在水平地面上做匀减速直线运动，又经过9 s停止，已知物体经过斜面和水平地面连接处时速度大小不变，则物体在斜面上的位移大小与在水平地面上的位移大小之比是( )
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.3:1
6.一旅客在火车站某站台7号车厢候车线处候车，他发现动车进站时第5节车厢经过他用了0.83 s，动车停下时他刚好在第7节车厢门口，车门靠近动车前进方向一端.每节车厢的长度相同，不计各节车厢连接处的长度，若动车进站时做匀减速直线运动，则第6节车厢经过他的时间约为( )
A.2 s B.1 s C.0.64 s D.0.5 s
7.物体做变加速直线运动，依次经过三点，B为AC段的中点，物体在AB段的加速度恒为，在BC段的加速度恒为，已知物体在三点的速度分别为，且.则加速度和的大小关系为( )
A. B.
C. D.条件不足，无法确定
8.一杂技演员用4个相同的小球做单手抛接球表演，他从同一位置依次将各球略微偏离竖直方向向上抛出，当小球回到抛出点时，用手将小球接住，然后将小球从抛出点再抛出，小球间不发生碰撞，不计空气阻力。已知相邻两球之间的时间间隔相等，刚抛出第4个小球时，第1个小球和第3个小球在空中同一高度，则第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
9.工人为某小区安装空调外机时，由于操作不慎，一膨胀螺丝从与16楼的地板等高处由静止下落到1楼的草坪上。已知每层楼层高为3m，忽略空气阻力和膨胀螺丝的大小，重力加速度大小g取，下列说法正确的是( )
A.膨胀螺丝的下落时间为
B.膨胀螺丝落地前瞬间的速度大小为
C.膨胀螺丝经过15楼和13楼所用时间之比为
D.膨胀螺丝经过15楼和14楼所用时间之比为
10.在一个无风的下午，一个小孩子手拿小纸片放在嘴边，将小纸片水平吹出。已知此小孩的身高约为1.25m，当g取时，下列说法正确的是( )
A.小纸片做平抛运动 B.小纸片的下落时间可能为
C.小纸片的下落时间可能为 D.小纸片不可能竖直落地
二、探究题（每空2分，共16分）
11.（6分）在探究自由落体运动规律的实验中，小林利用如图1所示实验装置通过规范实验操作得到如下一条纸带，每5个点取一个计数点，分别标上字母A、B、C、D、E，对纸带上各计数点的距离进行了测量，数据如图2，请根据测得数据进行计算并回答以下几个问题（已知电源频率为）。
（1）对于本实验，下列说法正确的有_________（填选项前的字母）。
A.电磁打点计时器应该接低压直流电源
B.实验时，应该先接通电源，后释放重物
C.释放重物前，重物应尽可能远离打点计时器
D.为了尽可能减小空气阻力的影响，应该用体积较大的物体作为重物
（2）打C点时重物的速度_________（计算结果保留三位有效数字）
（3）根据纸带计算出当地的重力加速度_________（计算结果保留三位有效数字）
12.（10分）某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。
（1）电磁打点计时器是一种使用________（选填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是，当电源的频率为时，它每隔________s打一次点。
（2）某同学实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为，则打A点时小车运动的速度大小________，小车运动的加速度大小________。（结果要求保留两位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________。（选填“大”或“小”）
三、计算题（共34分）
13.（12分）跳伞表演被称为“空中芭蕾”（如图）。跳伞运动员为了在空中做各种组合造型，离开飞机后并不马上打开降落伞，而是先在空中自由“飞翔”一段时间，然后再打开降落伞。设在一次表演中，某运动员离开飞机后做的是自由落体运动，到离地面时他才打开降落伞，从而产生很大阻力，使他以大小为的加速度做匀减速直线运动，安全着陆时的速度仅为。问：
（1）该运动员开伞时的速度大小？
（2）该运动员离开飞机时高度是多少？
（3）离开飞机后，经多少时间到达地面？
14.（8分）冰壶，又称掷冰壶、冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，属于冬奥会比赛项目，并设有冰壶世锦赛。在某次比赛中，冰壶被投出后，如果做匀减速直线运动，用时停止，最后内位移大小为，求：
（1）冰壶的加速度大小是多少？
（2）冰壶第内的位移大小是多少？
15.（14分）节日里放的起花最早出自《儒林外史》，描述“形如小纸炮，缀有长约二三尺苇杆，燃其芯即急起”。设起花从地面发射后始终在竖直方向上运动，点火后可认为做初速度为0、加速度的匀加速直线运动，当到达离地面高时燃料恰好用完。若不计空气阻力、忽略重力的变化，重力加速度，求：
（1）起花上升的最大高度H；
（2）起花返回地面时的速度v；
（3）起花在空中运动的总时间t。
答案以及解析
1.答案：B
解析：根据匀速直线运动的位移公式，在相等的时间内物体的位移相等，所以纸带上打出的点的间隔应是均匀的。
故选B。
2.答案：C
解析：根据匀变速直线运动的推论有
故选C。
3.答案：A
解析：①电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交变电源，①正确；
②两种打点计时器的打点频率与交变电源的频率一样，②正确；
③电火花打点计时器是电火花和墨粉纸盘在纸带上打点的，③错误；
④电磁打点计时器打点是靠振针和复写纸在纸带上打点的，④错误。
故选A。
4.答案：B
解析：设汽车恰好通过道闸时直杆转过的角度为θ，由几何知识得
解得
由题意可知直杆转过θ所用时间为
汽车匀速行驶的最大速度为
故选B。
5.答案：C
解析：设物体到达斜面底端时的速度为v，则匀加速直线运动的位移大小为，匀减速直线运动的位移大小为，可得，故C正确.
6.答案：A
解析：设每节车厢的长度为L，动车做匀减速直线运动，末速度为零，则由逆向思维将动车减速进站的过程反向看作初速度为零的匀加速直线运动，则第5、6节车厢经过他时，有，第6节车厢经过他时，有，第5节车厢经过他的时间，联立解得第6节车厢经过他的时间约为，故A正确.
7.答案：A
解析：解法一：如图，如果物体做匀加速直线运动，初速度为时刻速度为，则时刻速度为，前时间内的位移小于时间内位移的一半，于是将图像上的M点向右平移至N点，使得图示时间内的图线与t轴围成图形的面积等于时间内的图线与t轴围成图形的面积.由速度—时间图像中图线的斜率表示加速度可得，故A正确.
解法二：设物体在AB段和BC段位移均为x，对AB段有，对BC段有，又，得，因为物体做变加速直线运动，位移为正，所以，故A正确.
8.答案：B
解析：根据上升与下降过程的对称性，第四个小球离开手瞬间，第1个小球与第3个小球在同一高度，第2个小球位于最高点速度为0，则根据初速度为0的匀变速直线运动的规律，第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为3:1。
9.答案：C
解析：A.膨胀螺丝在空中下落的高度为
根据自由落体运动下落时间和高度的关系有
代入数据解得膨胀螺丝的下落时间为，故A错误；
B.根据速度一时间关系可知，膨胀螺丝落地前瞬间的速度大小为，故B错误；
CD.根据初速度为零的匀加速直线运动在第、第、第第所用时间之比为
可知膨胀螺丝经过15楼和13楼所用时间之比为，膨胀螺丝经过15楼和14楼所用时间之比为。故C正确，D错误。故选C。
10.答案：C
解析：由于小纸片很轻，受空气阻力影响较大，则不会做平抛运动，若只受重力，则
解得
但由于存在空气阻力作用，则下落时间大于0.5s，可能为3s，同时由于空气阻力作用，水平方向速度可能减小为零，则可能竖直落地。故选C。
11.答案：（1）B（2）1.94（3）9.67
解析：（1）A.电磁打点计时器应该接低压交流电源，故A错误；B.实验时，应该先接通电源，后释放重物，故B正确；C.释放重物前，重物应尽可能靠近打点计时器，以获得更多的点，故C错误；D.为了尽可能减小空气阻力的影响，应该用质量较大，体积较小的物体作为重物，故D错误；故选B。
（2）打C点时重物的速度为
（3）根据逐差法可解得。
12.答案：（1）交流；0.02（2）0.34；0.39（1）大
解析：（1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点；
（2）每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为；打A点时小车运动的速度大小，据逐差法可知，物体的加速度为：；
（3）如果在某次实验中，交流电的频率49Hz，那么实际打点周期变大，根据运动学公式得，测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大。
13.答案：（1）60m/s（2）305m（3）9.85s
解析：（1）设运动员开伞时的速度为根据运动员开伞后的位移—速度关系可知
则
解得
（2）运动员离开飞机时做自由落体运动，根据位移—速度关系有
代入数据解得
运动员离开飞机时的高度为
（3）运动员做自由落体运动时有
代入数据解得
运动员做匀减速运动时有
代入数据解得
则总时间为
14.答案：（1）（2）
解析：（1）整个过程的逆过程是初速度为0的匀加速直线运动，由于最后内的位移为，即反向后第内的位移为。设加速度的大小为a，根据位移时间公式可得
代入数据解得冰壶的加速度大小为
（2）根据速度时间公式可得，初速度为
则冰壶第内的位移大小为
15.答案：（1）（2）（3）
解析：（1）燃料用完时速度为，有
之后上升的高度为，
可得
起花上升的最大速度
（2）根据自由落体运动的规律
可得起花返回地面的速度
（3）起花加速上升的时间为，有
减速上升的时间为，有
自由下落的时间为，有
联立可得起花在空中运动的总时间
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1.如图所示，根据打点计时器打出的纸带，表示物体做匀速运动的是( )
A. B.
C. D.
2.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，下列计算式正确的是( )
A. B. C. D.
3.下列关于电火花打点计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是( )
①电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交变电源
②两种打点计时器的打点频率与交变电源的频率一样
③电火花打点计时器是靠振针和复写纸在纸带上打点的
④电磁打点计时器打点是靠电火花和墨粉在纸带上打点的
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
4.某小区安装了车辆识别系统，当业主车辆行驶到栏杆一定距离时，栏杆绕转轴自动向上匀速旋转放行。俯视图如图所示，已知水平栏杆离地高度为1m，一辆汽车（可视为长方体）车顶高度为1.6m，正好行驶在路中间，自动识别装置在探测到离杆4.4m的汽车时，水平栏杆向上旋转，5.4s转到竖直位置，为使汽车安全通过，则该汽车匀速行驶的最大速度约为( )
A.1.5m/s B.2.0m/s C.2.5m/s D.3.0m/s
5.一物体从固定斜面上某点由静止开始沿斜面做匀加速直线运动，经过3 s后到达斜面底端，并在水平地面上做匀减速直线运动，又经过9 s停止，已知物体经过斜面和水平地面连接处时速度大小不变，则物体在斜面上的位移大小与在水平地面上的位移大小之比是( )
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.3:1
6.一旅客在火车站某站台7号车厢候车线处候车，他发现动车进站时第5节车厢经过他用了0.83 s，动车停下时他刚好在第7节车厢门口，车门靠近动车前进方向一端.每节车厢的长度相同，不计各节车厢连接处的长度，若动车进站时做匀减速直线运动，则第6节车厢经过他的时间约为( )
A.2 s B.1 s C.0.64 s D.0.5 s
7.物体做变加速直线运动，依次经过三点，B为AC段的中点，物体在AB段的加速度恒为，在BC段的加速度恒为，已知物体在三点的速度分别为，且.则加速度和的大小关系为( )
A. B.
C. D.条件不足，无法确定
8.一杂技演员用4个相同的小球做单手抛接球表演，他从同一位置依次将各球略微偏离竖直方向向上抛出，当小球回到抛出点时，用手将小球接住，然后将小球从抛出点再抛出，小球间不发生碰撞，不计空气阻力。已知相邻两球之间的时间间隔相等，刚抛出第4个小球时，第1个小球和第3个小球在空中同一高度，则第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
9.工人为某小区安装空调外机时，由于操作不慎，一膨胀螺丝从与16楼的地板等高处由静止下落到1楼的草坪上。已知每层楼层高为3m，忽略空气阻力和膨胀螺丝的大小，重力加速度大小g取，下列说法正确的是( )
A.膨胀螺丝的下落时间为
B.膨胀螺丝落地前瞬间的速度大小为
C.膨胀螺丝经过15楼和13楼所用时间之比为
D.膨胀螺丝经过15楼和14楼所用时间之比为
10.在一个无风的下午，一个小孩子手拿小纸片放在嘴边，将小纸片水平吹出。已知此小孩的身高约为1.25m，当g取时，下列说法正确的是( )
A.小纸片做平抛运动 B.小纸片的下落时间可能为
C.小纸片的下落时间可能为 D.小纸片不可能竖直落地
二、探究题（每空2分，共16分）
11.（6分）在探究自由落体运动规律的实验中，小林利用如图1所示实验装置通过规范实验操作得到如下一条纸带，每5个点取一个计数点，分别标上字母A、B、C、D、E，对纸带上各计数点的距离进行了测量，数据如图2，请根据测得数据进行计算并回答以下几个问题（已知电源频率为）。
（1）对于本实验，下列说法正确的有_________（填选项前的字母）。
A.电磁打点计时器应该接低压直流电源
B.实验时，应该先接通电源，后释放重物
C.释放重物前，重物应尽可能远离打点计时器
D.为了尽可能减小空气阻力的影响，应该用体积较大的物体作为重物
（2）打C点时重物的速度_________（计算结果保留三位有效数字）
（3）根据纸带计算出当地的重力加速度_________（计算结果保留三位有效数字）
12.（10分）某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。
（1）电磁打点计时器是一种使用________（选填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是，当电源的频率为时，它每隔________s打一次点。
（2）某同学实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为，则打A点时小车运动的速度大小________，小车运动的加速度大小________。（结果要求保留两位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________。（选填“大”或“小”）
三、计算题（共34分）
13.（12分）跳伞表演被称为“空中芭蕾”（如图）。跳伞运动员为了在空中做各种组合造型，离开飞机后并不马上打开降落伞，而是先在空中自由“飞翔”一段时间，然后再打开降落伞。设在一次表演中，某运动员离开飞机后做的是自由落体运动，到离地面时他才打开降落伞，从而产生很大阻力，使他以大小为的加速度做匀减速直线运动，安全着陆时的速度仅为。问：
（1）该运动员开伞时的速度大小？
（2）该运动员离开飞机时高度是多少？
（3）离开飞机后，经多少时间到达地面？
14.（8分）冰壶，又称掷冰壶、冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，属于冬奥会比赛项目，并设有冰壶世锦赛。在某次比赛中，冰壶被投出后，如果做匀减速直线运动，用时停止，最后内位移大小为，求：
（1）冰壶的加速度大小是多少？
（2）冰壶第内的位移大小是多少？
15.（14分）节日里放的起花最早出自《儒林外史》，描述“形如小纸炮，缀有长约二三尺苇杆，燃其芯即急起”。设起花从地面发射后始终在竖直方向上运动，点火后可认为做初速度为0、加速度的匀加速直线运动，当到达离地面高时燃料恰好用完。若不计空气阻力、忽略重力的变化，重力加速度，求：
（1）起花上升的最大高度H；
（2）起花返回地面时的速度v；
（3）起花在空中运动的总时间t。
答案以及解析
1.答案：B
解析：根据匀速直线运动的位移公式，在相等的时间内物体的位移相等，所以纸带上打出的点的间隔应是均匀的。
故选B。
2.答案：C
解析：根据匀变速直线运动的推论有
故选C。
3.答案：A
解析：①电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交变电源，①正确；
②两种打点计时器的打点频率与交变电源的频率一样，②正确；
③电火花打点计时器是电火花和墨粉纸盘在纸带上打点的，③错误；
④电磁打点计时器打点是靠振针和复写纸在纸带上打点的，④错误。
故选A。
4.答案：B
解析：设汽车恰好通过道闸时直杆转过的角度为θ，由几何知识得
解得
由题意可知直杆转过θ所用时间为
汽车匀速行驶的最大速度为
故选B。
5.答案：C
解析：设物体到达斜面底端时的速度为v，则匀加速直线运动的位移大小为，匀减速直线运动的位移大小为，可得，故C正确.
6.答案：A
解析：设每节车厢的长度为L，动车做匀减速直线运动，末速度为零，则由逆向思维将动车减速进站的过程反向看作初速度为零的匀加速直线运动，则第5、6节车厢经过他时，有，第6节车厢经过他时，有，第5节车厢经过他的时间，联立解得第6节车厢经过他的时间约为，故A正确.
7.答案：A
解析：解法一：如图，如果物体做匀加速直线运动，初速度为时刻速度为，则时刻速度为，前时间内的位移小于时间内位移的一半，于是将图像上的M点向右平移至N点，使得图示时间内的图线与t轴围成图形的面积等于时间内的图线与t轴围成图形的面积.由速度—时间图像中图线的斜率表示加速度可得，故A正确.
解法二：设物体在AB段和BC段位移均为x，对AB段有，对BC段有，又，得，因为物体做变加速直线运动，位移为正，所以，故A正确.
8.答案：B
解析：根据上升与下降过程的对称性，第四个小球离开手瞬间，第1个小球与第3个小球在同一高度，第2个小球位于最高点速度为0，则根据初速度为0的匀变速直线运动的规律，第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为3:1。
9.答案：C
解析：A.膨胀螺丝在空中下落的高度为
根据自由落体运动下落时间和高度的关系有
代入数据解得膨胀螺丝的下落时间为，故A错误；
B.根据速度一时间关系可知，膨胀螺丝落地前瞬间的速度大小为，故B错误；
CD.根据初速度为零的匀加速直线运动在第、第、第第所用时间之比为
可知膨胀螺丝经过15楼和13楼所用时间之比为，膨胀螺丝经过15楼和14楼所用时间之比为。故C正确，D错误。故选C。
10.答案：C
解析：由于小纸片很轻，受空气阻力影响较大，则不会做平抛运动，若只受重力，则
解得
但由于存在空气阻力作用，则下落时间大于0.5s，可能为3s，同时由于空气阻力作用，水平方向速度可能减小为零，则可能竖直落地。故选C。
11.答案：（1）B（2）1.94（3）9.67
解析：（1）A.电磁打点计时器应该接低压交流电源，故A错误；B.实验时，应该先接通电源，后释放重物，故B正确；C.释放重物前，重物应尽可能靠近打点计时器，以获得更多的点，故C错误；D.为了尽可能减小空气阻力的影响，应该用质量较大，体积较小的物体作为重物，故D错误；故选B。
（2）打C点时重物的速度为
（3）根据逐差法可解得。
12.答案：（1）交流；0.02（2）0.34；0.39（1）大
解析：（1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点；
（2）每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为；打A点时小车运动的速度大小，据逐差法可知，物体的加速度为：；
（3）如果在某次实验中，交流电的频率49Hz，那么实际打点周期变大，根据运动学公式得，测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大。
13.答案：（1）60m/s（2）305m（3）9.85s
解析：（1）设运动员开伞时的速度为根据运动员开伞后的位移—速度关系可知
则
解得
（2）运动员离开飞机时做自由落体运动，根据位移—速度关系有
代入数据解得
运动员离开飞机时的高度为
（3）运动员做自由落体运动时有
代入数据解得
运动员做匀减速运动时有
代入数据解得
则总时间为
14.答案：（1）（2）
解析：（1）整个过程的逆过程是初速度为0的匀加速直线运动，由于最后内的位移为，即反向后第内的位移为。设加速度的大小为a，根据位移时间公式可得
代入数据解得冰壶的加速度大小为
（2）根据速度时间公式可得，初速度为
则冰壶第内的位移大小为
15.答案：（1）（2）（3）
解析：（1）燃料用完时速度为，有
之后上升的高度为，
可得
起花上升的最大速度
（2）根据自由落体运动的规律
可得起花返回地面的速度
（3）起花加速上升的时间为，有
减速上升的时间为，有
自由下落的时间为，有
联立可得起花在空中运动的总时间