匀变速直线运动的研究 专项练 2025年高考物理复习备考

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名称 匀变速直线运动的研究 专项练 2025年高考物理复习备考
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2024-11-11 16:17:00

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匀变速直线运动的研究 专项练
2025年高考物理复习备考
一、单选题
1.如图所示,在水平面上固定着三个材料完全相同的木块,长度分别为L、2L、3L,一个子弹以水平初速度v射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为0。则子弹穿出第一个木块和第二个木块时的速度之比满足(  )

A. B. C. D.
2.某物体运动的图像如图所示,根据图像可知,该物体(  )
A.第末与第时的速度方向相反
B.在0到末的时间内,位移为
C.第内与第内加速度方向相同
D.在0到末的时间内,加速度为
3.下列说法不正确的是(  )
A.我们有时会用比值法定义一些物理量,如平均速度、密度及加速度等
B.根据速度定义式,当 t极短时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了物理的极限法
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
D.在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并未直接用实验进行验证,而是在斜面实验的基础上进行理想化推理
4.伽利略在研究自由落体运动时,做了如下的实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下,并且重复了上百次。假设某次实验伽利略是这样做的:在斜面上任取三个位置A、B、C,让小球分别由A、B、C滚下,如图所示。设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为υ1、υ2、υ3,下列关系式中正确、并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是(  )
A. B.
C. D.
5.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的v-t图象如图所示.两图象在t=t1时相交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S.在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d.已知此后两车相遇两次,且第一次相遇的时刻为t′,第二次相遇时间为t",则下面四组t',d和t"的组合可能的是( )
A.t′=t1,d=S,t"=2t1 B.t′=t1,d=S,t"=t1
C.t′=t1,d=S,t"=t1 D.t′=t1,d=S,t"=t1
6.如图所示,在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c,离桌面高度分别为h1∶h2∶h3=3∶2∶1。若先后顺序次释放a、b、c,三球刚好同时落到桌面上,不计空气阻力,则(  )
A.三者到达桌面时的速度大小之比是3∶2∶1
B.三者运动时间之比为3∶2∶1
C.b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差
D.b与a开始下落的时间差等于c与b开始下落的时间差
二、多选题
7.某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的图像,已知从时刻由静止开始运动,和时刻的速度均为,下列说法正确的是(  )
A.这段时间内的平均加速度等于 B.在时刻,加速度大于
C.这段时间内的平均速度一定小于 D.在时间内,自行车的位移小于
8.a、b两车沿同一平直公路同向匀速行驶,b车在前,a车在后,t=0时刻两车相距 x,此时两车司机同时发现前方较远处突发交通事故,经过1s的反应时间,同时开始刹车,其v-t图像如图所示。下列判断正确的是(  )
A.只要 x>50m,两车即可避免相撞
B.只要 x>60m,两车即可避免相撞
C.若两车在停止运动前不相撞,两车停止运动时的最小距离为35m
D.若两车在停止运动前不相撞,两车停止运动时的最小距离为25m
9.关于初速度为零的匀加速运动,下面说法中正确的是(  )
A.在开始的连续三个1s内通过的位移之比是1:3:5
B.在任意相等的时间内,速度的增量都相等
C.在任意连续相等的时间内的平均速度之比是1:4:9
D.物体在某段时间平均速度等于它在这段时间内通过中间位置的速度
三、实验题
10.如图所示为用频闪相机在特殊空间拍摄的羽毛与苹果同时下落的局部频闪照片,已知该频闪相机每隔Δt时间闪光一次。
(1)这个实验表明:如果我们可以减小 对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么重量不同的物体下落快慢程度将会相同;
(2)关于图中的x1、x2、x3,下列关系一定正确的是 (填选项字母);
A.x1:x2:x3=1:4:9
B.x1:x2:x3=1:3:5
C.2x2=x3+x1
(3)利用图片提供的信息可以求出当地的重力加速度值g,可知g= (填选项字母)。
A. B. C. D.
11.某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量学校所在地的重力加速度。某同学打出一条较为理想的纸带如图乙所示,把开始打的模糊不清的点去掉,把清晰的第一个点标记为1,随后连续的几个点依次标记为2、3、4,量出的各点间的距离已经标在纸滑上,已知打点计时器的打点周期为。
(1)为完成此实验,除了图甲中已有的器材外,还需要的实验器材有 ;(填选项字母)
A.刻度尺  B.停表  C.的交流电源  D.的交流电源
(2)打点2时重物的瞬时速度为 ,学校所在地的重力加速度约为 (计算结果均保留3位有效数字);
(3)若该同学通过实验测得的重力加速度值比公认值偏小,则可能的原因是 。
A.电源电压变低了
B.电源电压变高了
C.该同学用了先打点后让纸带下落的操作
D.纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦
四、解答题
12.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC)驶离高速公路,流程如图所示。假设减速带离收费岛口,收费岛总长度,两辆汽车同时以相同的速度,经过减速带后,一起以相同的加速度做匀减速运动。甲车减速至后,匀速行驶到中心线即可完成缴费,自动栏杆打开放行;乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下,经过的时间缴费成功,人工栏杆打开放行。随后两辆汽车匀加速到速度后沿直线匀速行驶,两车加速过程和减速过程中的加速度大小相等都为a,求:
(1)加速度大小a;
(2)此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆的时间差;
(3)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离。
13.台风“利奇马”的出现引起多地的暴风雨,严重影响道路交通安全。在某高速公路的某一段直线车道上,有同向匀速行驶的货车A和轿车B,其速度大小分别vA=10m/s,vB=30m/s轿车在货车后距离为s0=220m时才发现前方有货车,若此时轿车立即刹车,由于道路湿滑,刹车时加速度的大小仅为0.8m/s2。两车可视为质点。
(1)若轿车刹车时货车仍以速度vA匀速行驶,通过计算分析两车是否会相撞;
(2)若轿车在刹车的同时给货车发信号,货车司机经10s收到信号并立即加速行驶(忽略货车司机反应时间),则货车的加速度至少多大时才能避免与轿车相撞。
参考答案:
1.A
子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为0,根据逆向思维,由
可得子弹穿出第一个木块和第二个木块时的速度之比
则有
2.B
A.第1s末图象在时间轴上方,速度为正,第末速度图象也在时间轴上方,速度也为正,故方向相同,A错误;
B .0-5s内物体的位移为
B正确;
C.第1s内图线的斜率为正值,加速度沿正方向,而第5s内图线的斜率为负值,加速度方向沿负方向,则第1s内与第5s内物体的加速度方向相反,C错误;
D.在0到2s末的时间内物体物体的加速度为
D错误。
3.C
A.比值法定义就是用两个物理量的比值来定量研究第三个物理量,如速度、密度及加速度等都是用比值法定义的物理量,故A正确,不符合题意;
B.为研究某一时刻或某一位置时的速度,我们采用了取非常小的时间 t,即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,即采用了极限思维法,故B正确,不符合题意;
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫理想化的物理模型法,故C错误,符合题意;
D.伽利略在对自由落体运动的研究中,猜想运动速度与下落时间成正比,为了“冲淡”重力的影响,首先在斜面上进行实验验证,在斜面实验的基础上进行理想化推理,故D正确,不符合题意。
4.D
A.可以证明小球沿斜面下滑是匀变速直线运动,但是,在伽利略那个年代,比较准确测量小球的速度是做不到的,A错误;
B.由平均速度公式可得
B错误;
C.表达式 并不能证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动,C错误;
D.由匀变速直线运动的位移公式
解得
如果上式成立,则小球做匀变速直线运动。在伽利略那个年代,能够比较准确测量小球沿斜面下滑时的位移和运动时间,D正确。
5.D
A.若第一次相遇的时刻t′=t1,据速度时间图象知,在0~t1时间内,甲车比乙车多运动的位移为S;在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d,所以d=S;t1后,乙车速度大于甲车,即甲刚追上乙,乙又领先,不会出现第二次相遇.故A项错误.
BD.若第一次相遇的时刻t′=t1,据速度时间图象知,在0~t1时间内,甲车比乙车多运动的位移为S;在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d,所以d=S;在t1~t1时间内,甲车速度仍大于乙车,甲车领先;t1后,乙车速度始终大于甲车,乙车追赶甲车;在t1~t1时间内,两车位移相等,则第二次相遇时刻t"=t1.故B项错误,D项正确.
C.若第一次相遇的时刻t′=t1,据速度时间图象知,在0~t1时间内,甲车比乙车多运动的位移为S;在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d,所以d=S;在t1~t1时间内,两车位移相等,则第二次相遇时刻t"=t1.故C项错误.
6.C
A.设,则由得
得到达桌面时的速度之比
选项A错误;
B.由得三者运动时间之比
选项B错误;
CD.b与a开始下落时间差为
c与b开始下落时间差为

选项C正确,D错误。
7.ABD
AB.图线中某点的切线斜率代表该时刻物体的加速度,这段时间内的平均加速度等于,在时刻,虚线的斜率为,实线的斜率明显大于。故AB正确;
C.这段时间内的虚线和实线所对应位移无法比较,所以不能确定这段时间平均速度与的关系。故C错误;
D.由图像可知自行车位移为图中实线与时间轴所围面积,小于虚线所围面积,故小于。故D正确。
8.BD
AB.t=11s时两车速度相等,0~11s内a车的位移
x1=×(10+30)×10m+30m=230mb车的位移
x2=×(10+20)×10m+20m=170m
则只要两车的初始距离大于 x=x1–x2=60m,便不会相撞,选项A错误,B正确;
CD.两车速度相等时刚好不相撞,a车至停下的位移
xa=×(16–11)×10m=25mb车的位移
xb=×(21–11)×10m=50m
两车都停下时的最小距离为
x=25m
选项C错误,D正确。
9.AB
A.由匀变速直线运动的位移公式为
第1s内的位移为
第2s内的位移为
第3s内的位移为
在开始的连续三个1s内通过的位移之比是
所以A正确;
B.匀加速直线运动的加速度是不变的,由加速度的定义式
得,在任意相等的时间内,速度的增量都相等,所以B正确;
C.由匀变速直线运动的位移公式为
得第一个时间t内的位移为
第二个时间t内的位移为
第三个时间t内的位移为
则在任意连续相等的时间内的平均速度之比是
即此时的比值随时间会变,所以C错误;
D.物体在某段时间平均速度为

得物体在某段时间的平均速度为
物体在某段时间平均速度等于它在这段时间内中间时刻的瞬时速度,所以D错误。
10. 空气阻力 C C
1)[1]在实验中,如果没有空气阻力,物体下落的快慢相同,故减小阻力对物体的影响,轻重不同的物体下落的快慢相同。
(2)[2]AB.由于这是局部照片,A点并不一定是起点,故不能根据初速度为零的匀变速直线运动的位移规律求解,故AB错误;
C.根据
可知
故C正确。
故选C;
(3)[3]由可得
故ABD错误,C正确。
11. AC/CA 0.385 9.50 D
[1]A.实验中需要测量计数点之间的距离,即需要刻度尺,故A正确;
B.实验的过程中打点计时器可记录重物运动的时间,所以不需要停表,故B错误;
CD.电磁打点计时器使用的交流电源,故C正确,D错误。
故选AC。
[2]根据某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度,可得打点2时重物的瞬时速度
[3]根据逐差法,可得重力加速度
[4]由于纸带与打点计时器限位孔之间存在摩擦、重物受到空气阻力等,使重力加速度的测量值小于真实值,与电压无关。
故选D。
12.(1);(2);(3)
(1)由题意可得

乙车减速过程中,根据
可得,减速时的加速度大小
(2)甲车减速度到所用时间,则有
这段时间的位移为
接下来匀速运动的时间为
甲车从减速到栏杆打开的总时间为
乙减速度时间为
乙车从减速到打开栏杆的总时间为
人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差
(3)乙车与甲车达到共同速度,此时两车相距最远;乙车通过中心线后加速时间为
加速的距离为
甲车加速的时间为
加速的距离为
接下来甲匀速的时间为
甲匀速度的位移为
因此两车最远距离为
13.(1)两车会相撞;(2)
(1)当两车速度相等时,轿车B刹车距离为
当两车的速度相同时,用时为
该时间内货车运动的距离为
则,故两车会相撞
(2)经过时间两车的距离为
代入数据解得
轿车的速度为
当两车的速度达到相同时恰好相遇,设此时两车的速度为,货车的加速度为,根据运学公式可得

解得货车的加速度至少为
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