人教版高中物理必修第一册第二章匀变速运动的研究单元检测
一、单选题(本题共15个小题,每题2分,共30分)
1.(2025·云南·模拟预测)某飞机着陆后先做匀速直线运动,后做匀减速运动至停下,若飞机匀速运动的速度为v,减速运动的时间为匀速运动时间的4倍,运动的总路程为s,则飞机着陆后匀速运动的时间为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·全国·课后作业)如图是子弹射过扑克牌的一幅照片。已知子弹的平均速度约为900 m/s,子弹的真实长度为2.0 cm,试估算子弹完全穿过扑克牌的时间t约为( )
A.8.9×10-5 s B.8.9×10-3 s C.2.2×10-5 s D.2.2×10-3 s
3.(23-24高一上·江苏连云港·阶段练习)赛车从静止开始做匀加速直线运动,10s内发生的位移为200m,则该赛车的加速度大小是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一上·辽宁朝阳·阶段练习)一列火车进站后做匀减速直线运动直至停下,则匀减速运动前三分之一位移与后三分之二位移所用时间之比为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一上·吉林长春·单元测试)如图所示为一物体做直线运动的速度-时间图像,、表示物体在时间内的速度与加速度,、表示物体在时间内的速度与加速度。下面分析正确的是( )
A.与方向相同,与方向相反
B.与方向相反,与方向相同
C.与方向相反,与方向相反
D.与方向相同,与方向相同
6.(23-24高三·全国·课时练习)以的速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,在内前进,则汽车在内的位移为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高一上·辽宁朝阳·阶段练习)如图所示,一子弹(可视为质点)以速度v射入三块厚度相同且固定在地面上的木板,穿出第三块木板时速度变为。假设子弹穿越木板过程中做匀变速直线运动,则子弹穿出第一块木板时的速度为( )
A. B. C. D.
8.(23-24高三·全国·课后作业)2021年8月7日,在东京奥运会男子跳水十米台决赛中,中国跳水队发挥出色,包揽金银牌。将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动,该运动过程的时间为。运动员入水后第一个时间内的位移为,最后一个时间内的位移为,则为( )
A. B. C. D.
9.(24-25高一上·全国·课后作业)某火箭由地面竖直向上发射时,其v-t图像如图所示,则下列表述正确的是( )
A.火箭在t2~t3时间内向下运动
B.火箭在t1~t2时间内加速度最大
C.0~t3时间内,火箭一直向上运动
D.火箭运动过程中的最大加速度大小为
10.(2025·河北·模拟预测)如图所示,将盒子从O点抛出,盒子从O点开始做匀减速直线运动,刚好停在e点。a、b、c、d、e相邻两点间距离相等,盒子从d点运动到e点的时间为1s,盒子可视为质点。则( )
A.盒子从a点运动到b点的时间为1s
B.盒子从a点运动到d点的时间为1s
C.盒子运动到a点的速度是d点的速度的4倍
D.盒子运动到a点的速度是c点的速度的2倍
11.(24-25高一上·江西赣州·期中)如图,光滑斜面AE被分成四个相等的部分,一个物体由A点静止释放后做匀加速直线运动,下面结论中正确的是( )
A.经过每一部分时,其速度增量均相同
B.物体通过AB、BC、CD、DE段所需的时间之比
C.物体到达各点的速度大小之比为1:2:3:4
D.若该物体从A点运动到B点共用时4秒,则物体在第三秒初的速度等于物体在B点速度的一半
12.(24-55高一上·海南·阶段练习)已知汽车在高速公路上行驶的最大限速为,由于雾霾的影响,某人开车在此段高速公路上行驶时,能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为,该人的反应时间为,汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为,为安全行驶,汽车行驶的最大速度是( )
A. B. C. D.
13.(23-24高一上·重庆沙坪坝·阶段练习)如图所示,高铁站台上,5位旅客在各自车厢候车线处候车,候车线的距离均为d。若动车共有6节车厢(含车头、车尾),每节车厢长均为d,动车进站时(从左往右)做匀减速直线运动。站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t,动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口(2号车厢最前端),则( )
A.动车从开始经过5号候车线处的旅客到停止运动,经历的时间为4t
B.动车号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为
C.动车从开始经过5号候车线处的旅客到停止运动,平均速度为
D.动车1号车厢经过3号候车线处的旅客所用的时间为
14.(23-24高一上·江苏连云港·期中)飞行背包是一种可以让使用者通过穿戴该产品后飞上天空的飞行器。消防员利用飞行背包在某次高楼火灾观测时,竖直飞行的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.消防员上升的最大高度为225m
B.消防员在1.5min~2.5min内正处于上升阶段
C.消防员在0~0.5min和2.5~3min内加速度方向相同
D.消防员在2.5~3min内的平均速度大小为5m/s
15.(2024·青海·二模)一辆汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动,达到最大速度后保持匀速运动。已知汽车在启动后的第2s内前进了6m,第4s内前进了13.5m,下列说法正确的是( )
A.汽车匀加速时的加速度大小为6m/s2
B.汽车在前4s内前进了32m
C.汽车的最大速度为14m/s
D.汽车的加速距离为20m
二、多选题(本题共5个小题,每题4分,共20分)
16.(24-25高一上·全国·课后作业)若四次测量一本书的宽度记录为以下数据,记录结果是四位有效数字的是( )
A. B. C. D.
17.(24-25高一上·全国·课后作业)王老师给同学们讲了一个龟兔赛跑(赛程为L)的故事,按王老师讲的故事情节,兔子和乌龟的位移—时间图像如图所示,以下说法正确的是( )
A.兔子和乌龟在同一地点同时出发
B.兔子和乌龟在同一地点出发,乌龟比兔子早出发
C.兔子和乌龟在比赛中两次相遇
D.兔子和乌龟走的路径不同
18.(23-24高一上·四川成都·开学考试)如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图像。对相应的线段所表示的运动,下列说法正确的是( )
A.AB段表示静止
B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移
C.CD段运动方向和BC段运动方向相反
D.CD段的运动时间不等于BC段的运动时间
19.(23-24高一上·四川眉山·阶段练习)某同学用频闪相机在家拍出的苹果自由下落的情况如图所示,已知频闪相机相邻两次闪光的时间间隔为T,每次闪光的时间很短可忽略不计,苹果在相邻两位置间的距离在图中已经标出,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.若x1∶x2∶x3=1∶3∶5,则苹果由A位置静止释放
B.苹果在B位置时的速度大小为
C.相邻两次闪光时间内,位移的增量越来越大
D.第3次闪光到第4次闪光苹果速度的增量大于第1次闪光到第2次闪光苹果速度的增量
20.(24-25高一上·全国·单元测试)甲、乙两物体分别从高处和高处同时由静止自由下落,不计空气阻力,下面几种说法中正确的是( )
A.乙落地速度是甲落地速度的倍
B.落地的时间乙是甲的2倍
C.下落时甲的速度与乙的速度相同
D.甲、乙两物体在各自最后内下落的高度相等
三、实验题(本题共2个小题,每题5分,共10分)
21.(24-25高一上·全国·课前预习)用打点计时器测量小车的速度实验中
(1)实验器材
小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、纸带、细绳、刻度尺、坐标纸。
(2)实验操作
①按图安装实验器材。
打点计时器的两个接线柱接到 电源上(电源频率为50Hz,电磁打点计时器接 V低压 电源,电火花打点计时器接 V 电源)。
②使小车在木板上保持静止,并 (填“靠近”或“远离”)打点计时器,开启打点计时器的电源开关。打点计时器 工作后,用手拉动细绳,使小车沿木板做直线运动。待小车运动约一半距离时,松开手,使小车依靠惯性继续运动,直到左端。纸带上会留下一系列点迹如图所示。
(3)数据处理
①在纸带上选取一段点迹清晰并且没有重叠的区间,把第1个点标为O,而后依次标为A、B、C、D…
②用刻度尺测量各点的位置(一般使刻度尺的零刻度线与O点对齐,即O点的位置记为0),记录在下表中。
计数点序号 O A B C D E …
计数点对应的时刻/s 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
计数点对应的位置坐标x/m
③计算各相邻计时点间的位移xOA、xAB、xBC、xCD、xDE…并记录在下表中。
④根据平均速度= ,计算各段的平均速度、、、、…并记录在下表中。
相邻计时点间的位移Δx/m xOA xAB xBC xCD xDE xEF …
相邻计时点间 的平均速度 v/(m·s-1) …
⑤绘制v-t图像
把相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度(例如把当作vO),在图所示的坐标纸上绘制v-t图像。
(4)注意事项
①打点前,应使物体停在 (填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置。
②打点时,应先 ,待打点计时器打点 后,再拉动纸带。
③打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源。
④对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕,即统一测量出各个计数点到起始点之间的距离。
⑤为减小实验误差,A、B、C、D…不一定是连续的计时点,可以每5个点(中间隔4个点)取一个计数点,此时两计数点的时间间隔T= s。
⑥计算某计数点的瞬时速度时,一般地Δx、Δt应取该计数点前、后两个计数点之间的位移和时间,。
22.(24-25高一上·全国·课后作业)“测量小车做加速度不变的直线运动时的加速度”实验的斜面如图甲所示,斜面上安装了光电门。有一小车如图乙所示,其上面固定有宽度均为b的挡光片A、B,小车从斜面顶端开始运动。
(1)若小车做匀加速直线运动,测得两挡光片A、B先后经过光电门的时间分别为和,测得从经过光电门到B经过光电门的时间为,则小车的加速度大小 。
(2)为减小实验误差,可采取的措施是______。
A.增大两挡光片的宽度b B.减小两挡光片的宽度b
C.增大两挡光片的间距x D.减小两挡光片的间距x
四、解答题(本题共4个小题,每题10分,共40分)
23.(24-25高一上·广东肇庆·期末)高空抛物会造成严重的安全隐患,刑法修正案(十一)新设高空抛物罪,“高空抛物”正式入刑。若一小玻璃球从高度处的楼层由静止滑落,不计空气阻力,取重力加速度,求:
(1)小玻璃球经过多长时间落到地面;
(2)落地时小玻璃球的速度大小;
(3)下落过程中,小玻璃球在最后2s内的位移大小。
24.(24-25高一上·宁夏吴忠·期中)物体A做匀速运动,速度v0=4m/s,3s后,物体B从同一位置与A同方向做匀加速直线运动,物体B的初速度为0,加速度a=2m/s2,试问:
(1)B出发后,经过多长时间追上A?
(2)追上A之前,A、B之间的最大距离是多少?
25.(23-24高一上·内蒙古包头·期末)如图所示,一小球沿足够长的固定斜面以初速度v向上做匀减速直线运动,依次通过A、B、C、D到达最高点E。已知,,小球从A到C和从C到D所用时间均为。求:
(1)小球运动过程中加速度的大小;
(2)小球经过A点时的速度大小;
(3)小球从D到E的时间。
26.(24-25高一上·浙江杭州·阶段练习)如图所示,AB为空心圆管、C是可视为质点的小球,AB长度为,AB与C在同一竖直线上,空心圆管处于初始位置时,A与C之间距离,。
(1)若圆筒从初始位置做自由落体运动,圆筒落到地面所需的时间;
(2)若圆筒静止,小球从地面以初速度开始做竖直上抛运动,穿过圆筒的时间为,求小球上抛时的初速度;
(3)若圆筒从初始位置做自由落体运动的同时,小球从地面以初速度开始做竖直上抛运动
①小球在圆筒落地前向上穿过圆筒,小球初速度至少多大;
②小球向上穿过圆筒的时间为,小球初速度多大。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A C A A D B C C B
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 D C B D C ACD BC AC AB AC
1.B
【知识点】中间时刻的瞬时速度
【详解】设飞机着陆后匀速运动的时间为,则减速运动的时间为,根据题意有
求得
故选B。
2.A
【知识点】中间时刻的瞬时速度
【详解】扑克牌的宽度约为子弹长度的3倍,即子弹穿过扑克牌的过程中位移大小为
Δx=4×2.0 cm=8 cm
由公式
知穿过时间
故选A。
3.C
【知识点】匀变速直线运动位移与时间的关系
【分析】根据匀变速直线运动的位移—时间关系,代入公式解题
【详解】由于赛车从静止开始做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动公式
可得
解得
故选C。
4.A
【知识点】连续相等位移的运动比例规律
【详解】将匀减速运动至停下可以看成倒过来的初速度为零的匀加速运动,初速度为零的匀加速直线运动相邻相等位移内的时间之比为
则匀减速运动前三分之一位移与后三分之二位移所用时间之比为
故选A。
5.A
【知识点】利用v-t图像求加速度、v-t图像反映的物理量
【详解】由图像可知,物体在时间内的速度均为正值,可知与方向相同;图像的斜率的符号反映加速度的方向,可知物体在时间内的加速度方向与时间内的加速度方向相反。
故选A。
6.D
【知识点】计算停车时间和位移
【详解】根据题意,由公式可得,汽车减速行驶的加速度为
由公式可得,汽车刹车停止的时间为
由公式可得,汽车在内的位移为
故选D。
7.B
【知识点】匀变速直线运动速度与位移的关系
【详解】设每块木板长度为,子弹穿越木板过程中的加速度大小为,则有
联立解得子弹穿出第一块木板时的速度为
故选B。
8.C
【知识点】连续相等时间内的运动比例规律
【详解】将运动员入水后的运动逆向看成初速度为零的匀加速直线运动,根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知,连续相等的时间间隔内的位移之比为,所以有
故选C。
9.C
【知识点】利用v-t图像求加速度、v-t图像反映的物理量
【详解】AC.由题图看出,火箭的速度一直为正值,说明火箭一直在上升,故A错误,C正确;
BD.由v-t图像的斜率等于火箭的加速度,知在t2~t3时间内加速度最大,最大加速度大小为
故BD错误。
故选C。
10.B
【知识点】匀变速直线运动速度与位移的关系、连续相等位移的运动比例规律
【详解】AB.设相邻两点间距离为x0,盒子做匀减速直线运动,
解得
盒子从a点运动到d点的时间为
盒子从a点运动到b点的时间为
A错误,B正确;
CD.由得 ,则
,,,
所以,,CD错误。
故选B。
11.D
【知识点】匀变速直线运动速度与位移的关系、连续相等位移的运动比例规律、中间时刻的瞬时速度、匀变速直线运动速度与时间的关系
【详解】AB.根据匀变速直线运动的位移时间公式
得
因为AB、AC、AD、AE的位移之比为,则有
可知物体通过AB、BC、CD、DE段所需的时间之比为
因为通过连续相等位移所用的时间不等,根据
可知,通过每一部分的速度增量不等,故AB错误;
C.根据匀变速直线运动的速度位移公式
得
因为AB、AC、AD、AE的位移之比为,则有
故C错误;
D.若该物体从A点运动到B点共用时4秒,则物体在第三秒初(第二秒末)的速度即为AB段的中间时刻点速度,由
可知,物体在第三秒初的速度等于物体在B点速度的一半,故D正确。
故选D。
12.C
【知识点】避免相撞类问题
【详解】设汽车行驶的最大速度为,反应时间为,汽车遇到紧急情况刹车时,安全位移为
根据
可得
故选C。
13.B
【知识点】逆向思维求解匀变速直线运动、中间时刻的瞬时速度
【详解】A.采用逆向思维,可认为动车反向做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t,动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口,动车所走位移大小为d,故有
动车从开始经过5号候车线处的旅客到停止运动,所走的位移大小为4d,则有
解得
故A错误;
C.动车从开始经过5号候车线处的旅客到停止运动,平均速度为
故C错误;
B.设动车号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为,从动车号车厢头部经过5号候车线到停止,可得
解得
故B正确;
D.动车从开始经过3号候车线处的旅客到停止运动,所走的位移大小为2d,则有
解得
故动车1号车厢经过3号候车线处的旅客所用的时间为
故D错误。
故选B。
14.D
【知识点】利用v-t图像求加速度、利用v-t图像求位移、用v-t图像解决变速运动的问题、v-t图像反映的物理量
【详解】AB.消防员在0~1.5min内上升,1.5~2.5min静止,2.5~4.25min内下降,故1.5s时上升的高度达到最大,据面积法可得,上升的最大高度为
故AB错误;
C.消防员在0~0.5min向上加速,加速度方向向上,2.5~3min内向下加速,加速度方向向下,则两个时间段内的加速度方向相反,C错误;
D.消防员在2.5~3min内的平均速度为
D正确。
故选D。
15.C
【知识点】连续相等时间内的运动比例规律
【详解】AC.由于汽车从静止开始做匀加速直线运动,则在连续相等时间内位移之比为1:3:5:7……,第2s内前进了6m,则第3s内前进10m,第4s内前进14m,但实际汽车在第4s内前进了13.5m,由此可知,汽车在第4s内的某一时刻达到最大速度,开始匀速,所以
解得
,,
故A错误,C正确;
BD.由以上分析可知,汽车在3.5s达到最大速度,所以加速阶段的位移为
前4s内的位移为
故BD错误。
故选C。
16.ACD
【知识点】误差和有效数字
【详解】有效数字是从一个数的左边第一个非零数字起,到末位数字止。
故选ACD。
17.BC
【知识点】x-t图像
【详解】AB.根据题图可知,两者从同一地点出发,兔子出发比乌龟晚,故A错误,B正确;
C.两条图线的交点表示相遇,兔子和乌龟在比赛中两次相遇,故C正确;
D.图像只能描述直线运动,所以兔子和乌龟走的是同一条直线,路径相同,故D错误。
故选BC。
18.AC
【知识点】x-t图像
【详解】A.AB段汽车位移不变,汽车静止,故A正确;
B.BC段发生的位移为
CD段发生的位移为
BC段发生的位移小于CD段发生的位移,故B错误;
C.图象的斜率表示速度,CD段运动方向沿正方向,BC段运动方向沿负方向,故CD段运动方向和BC段运动方向相反,故C正确;
D.CD段的运动时间等于BC段的运动时间,都为,故D错误。
故选AC。
19.AB
【知识点】匀变速直线运动的判别式Δx=aT 、自由落体运动的规律及应用
【详解】A.苹果在下落过程中,不计空气阻力,加速度为g,则有,,
若x1∶x2∶x3=1∶3∶5,即对比上面三个式子可知即苹果由A位置静止释放,故A正确;
B.已知频闪相机相邻两次闪光的时间间隔为T,故B位置是A、C的中间时刻,则苹果在B位置时的速度等于A、C间的平均速度,即,故B正确;
C.匀变速直线运动中,相邻相等时间间隔内的位移差是定值,即满足Δx=aT2,所以相邻两次闪光时间内,位移的增量为定值,故C错误;
D.由加速度的定义式有可知,在第3次闪光到第4次闪光和第1次闪光到第2次闪光用时均为T,则速度的增量均为定值,即满足Δv=gT,故D错误。
故选AB。
20.AC
【知识点】自由落体运动的规律及应用
【详解】A.根据可知,落地时乙的速度是甲落地速度的倍,故A正确;
B.根据知,落地的时间乙是甲的倍,故B错误;
C.物体自由落体第内下落高度为
可知下落时两物体均未落地。又根据可知,下落时甲的速度与乙的速度都为,速度相同,故C正确;
D.甲、乙两物体下落的时间不同,最后一秒的初速度不同,根据知最后下落的距离不相等,故D错误。
故选AC。
21. 交流 4~6 交流 220 交流 靠近 稳定 靠近 接通电源 稳定 0.1
【知识点】探究小车速度随时间变化规律、打点计时器的原理及使用
【详解】(2)实验操作
①[1][2][3][4][5]实验操作按图安装实验器材。打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电源频率为50Hz,电磁打点计时器接4~6V低压交流电源,电火花打点计时器接220V交流电源)。
②[6][7]使小车在木板上保持静止,并靠近打点计时器,开启打点计时器的电源开关。打点计时器稳定工作后,用手拉动细绳,使小车沿木板做直线运动。
(3)数据处理
④[8]根据平均速度,计算各段的平均速度;
(4)注意事项
①[9]打点前,应使物体停在靠近打点计时器的位置。
②[10][11]打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带。
⑤[12]为减小实验误差,A、B、C、D…不一定是连续的计时点,可以每5个点(中间隔4个点)取一个计数点,此时两计数点的时间间隔。
22.(1)
(2)BC
【知识点】用光电门研究匀变速运动
【详解】(1)根据光电门测速原理有
,
小车的加速度
解得
(2)AB.小车通过光电门的时间越短,平均速度越能接近瞬时速度,则可适当减小挡光片宽度,故A错误,B正确;
CD.两挡光片的间距大一些,挡光片B通过光电门的速度大一些,挡光时间小一些,平均速度更加接近瞬时速度,能够适当减小测量产生的相对误差,故C正确,D错误。
故选BC。
23.(1);
(2);
(3)
【知识点】自由落体运动的规律及应用
【详解】(1)小玻璃球做自由落体运动,由
解得
(2)由
解得
(3)前1s小玻璃球下落的位移大小为
解得
最后2s内的位移大小为
解得
24.(1)6s
(2)16m
【知识点】变速物体追匀速物体
【详解】(1)B出发时,A已经运动的位移为
设B出发后,经过时间追上A,则有,
又
联立可得
解得或(舍去)
(2)追上A之前,当B的速度等于A的速度时,A、B之间的距离最大;则有
解得
在时间内,A、B通过的位移分别为,
则A、B之间的最大距离为
25.(1);(2);(3)
【知识点】连续相等时间内的运动比例规律、中间时刻的瞬时速度
【详解】(1)由题意可知
根据可得,加速度为
小球运动过程中加速度的大小。
(2)由于C点的速度等于段的平均速度,则有
又有
(3)采用逆向思维,总时间为
A到C为,C到D为,则从D到E的时间为。
26.(1)
(2)
(3)①;②
【知识点】自由落体和竖直上抛相遇类问题、竖直上抛运动的规律及应用、自由落体运动的规律及应用
【详解】(1)依题意,圆筒做自由落体运动,有
解得
(2)依题意,小球C做竖直上抛运动,可得
又
联立解得
(3)①小球在圆筒落地前向上穿过圆筒的临界条件是,圆管落地的瞬间小球与B点相遇;圆管的落地时间为2s,此时C恰好与B相遇,则
解得
②设AB空心圆管与小球C刚接触时的时间为,AB空心圆管下落的高度为
小球C上升的高度为
则
可得
设AB空心圆管与小球C刚穿过时的时间为,AB空心圆管下落的高度为
小球C上升的高度为
则
得
又
联立解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页