2019-2020人教版高一上册必修1物理第二章《匀变速直线运动的研究》测试卷 Word版含解析

第二章《匀变速直线运动的研究》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.某同学以校门口为原点，向东方向为正方向建立坐标，记录了甲、乙两位同学的位移－时间(x－t)图线，如图所示，下列说法中正确的是(　　)

A． 在t1时刻，甲的瞬时速度为零，乙的速度不为零
B． 在t2时刻，甲、乙速度可能相同
C． 在t2时刻，甲、乙两同学相遇
D． 在t3时刻，乙的速度为零、加速度不为零
2.下列关于匀变速直线运动的说法中正确的是(　　)
A． 匀加速直线运动的加速度是不断增大的
B． 做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同的
C． 相同时间内加速度的变化相同且不为零
D． 任意时刻速度的变化率相同
3.如图所示，一个质点做匀加速直线运动，依次经过a、b、c、d四点，已知经过ab、bc和cd三段所用时间之比为3∶2∶1，ab段和cd段位移分别为x1和x2，则bc段位移为(　　)

A．
B．
C．
D． 条件不足，无法求解
4.做匀变速直线运动的物体，它的加速度为a，在时间t内的位移为x，末速度为v，则此物体运动规律的表达式为(　　)
A．x＝vt＋at2
B．x＝vt－at2
C．x＝－vt＋at2
D．x＝－vt－at2
5.一个自由下落的物体，前3 s内下落的距离是第1 s内下落距离的(　　)
A． 2倍
B． 3倍
C． 6倍
D． 9倍
6.物体自某一高处做自由落体运动的平均速度为10 m/s，则该高度为(g取10 m/s2)(　　)
A． 5.0 m
B． 10 m
C． 20 m
D． 25 m
7.2015年8月21日，在第29届世界大学生夏季运动会田径项目女子跳高决赛中，美国选手巴雷特夺得冠军．巴雷特的重心离地面高1.2 m，起跳后身体横着越过了1.96 m的高度．据此可估算出她起跳时的竖直速度大约为(取g＝10 m/s2)(　　)
A． 2 m/s
B． 4 m/s
C． 6 m/s
D． 8 m/s
8.一个质点从静止开始做匀加速直线运动，它在第3 s内与第6 s内通过的位移之比为x1∶x2，通过第3 m与通过第6 m时的平均速度之比为v1∶v2，则(　　)
A．x1∶x2＝5∶11，v1∶v2＝1∶
B．x1∶x2＝1∶4，v1∶v2＝1∶
C．x1∶x2＝5∶11，v1∶v2＝(＋)∶(＋)
D．x1∶x2＝1∶4，v1∶v2＝(＋)∶(＋)
9.如图所示为甲、乙两物体运动的x－t图象，下列关于甲、乙两物体运动的说法，正确的是(　　)

A． 甲、乙两个物体同时出发
B． 甲、乙两个物体在同一位置出发
C． 甲的速度比乙的速度小
D．t2时刻两个物体速度相同
10.甲、乙两个物体从同一地点、沿同一直线同时做直线运动，其v－t图象如图所示，则(　　)

A． 1 s时甲和乙相遇
B． 0～6 s内甲乙相距最大距离为1 m
C． 2～6 s内甲相对乙做匀速直线运动
D． 4 s时，乙的加速度方向反向
11.一物体从t0＝0时刻开始做匀减速直线运动，设位移中点时刻为t1，速度为v1，中间时刻为t2，速度为v2，下列说法正确的是(　　)
A．t1＝t2，v1＝v2
B．t1＞t2，v1＞v2
C．t1＜t2，v1＜v2
D．t1＜t2，v1＞v2
12.如图所示是某次实验中得到的一条纸带．A、B、C、D、E分别表示纸带上连续打出的点，打点计时器所用的电源频率为50 Hz.根据图示数据可知(　　)

A． 纸带做匀速运动
B． 相邻两计数点的时间间隔为0.1 s
C．A与C之间纸带平均速度为0.31 m/s
D． 打B点时纸带的瞬时速度为1.56 m/s
二、实验题(共3小题)
13.(1)关于打点计时器的时间间隔，下列是四位同学各自发表的看法，其中正确的是(　　)
A．电源电压越高，每打两个点的时间间隔就越短
B．纸带速度越大，每打两个点的时间间隔就越短
C．打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定
D．如果将交流电源改为直流电源，打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变
(2)打点计时器是一种使用________电源的计时仪器，若电源频率是50 Hz，则它每隔________ s打一个点，使用打点计时器打点时应________接通电源，________释放纸带．
14.实验室备有下列器材：
A．长度为1 m、最小刻度为毫米的刻度尺；
B．长度为1 m、最小刻度为分米的刻度尺；
C．秒表；
D．打点计时器；
E．低压交流电源(50Hz)；
F．低压直流电源；
G．天平．
(1)为了测量重锤下落的加速度的数值，上述器材中必须有的是________(填字母代号)，实验是通过研究重锤做________运动来测量重锤下落的加速度的．
(2)把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，当重锤自由下落时，打点计时器在纸带上打出一系列的点．取连续清晰的7个点，用刻度尺测出第2、3、4、5、6、7各点与第1点的距离d如下表所示：

根据这些数据可求出重力加速度的测量值为________．
15.实验小组在用打点计时器测定匀变速直线运动加速度的实验中，得到一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，利用刻度尺已经测量得到x1＝1.20 cm，x2＝1.60 cm，x3＝1.98 cm，x4＝2.38 cm，x5＝2.79 cm，x6＝3.18 cm.

(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？
(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度．
(3)试作出v－t图象，并由图象求物体的加速度．
三、计算题(共3小题)
16.一小球从斜面顶端由静止开始滚下，经4 s匀加速运动到达斜面底端，加速度的大小为2 m/s2.求：
(1)斜面长度；
(2)到达斜面底端时的速度；
(3)整个运动过程中的平均速度；
(4)运动到斜面中点时的速度．
17.如图所示，在公路的十字路口，红灯拦停了一车队，拦停的汽车排成笔直的一列，第一辆汽车的前端刚好与路口停止线相齐，汽车长均为l＝4.0 m，前面汽车尾部与相邻汽车的前端相距均为d1＝1.0 m．为了安全，前面汽车尾部与相邻汽车的前端相距至少为d2＝5.0 m才能开动，若汽车都以a＝2 m/s2的加速度做匀加速直线运动．绿灯亮起瞬时，第一辆汽车立即开动，求：

(1)第六辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v；
(2)从绿灯刚亮起到第六辆汽车前端与停止线相齐所需最短时间t.
18.一辆汽车在平直的公路上行驶，刹车后它的位移与时间的关系为x＝15t－2t2，求：
(1)2 s末的位移；
(2)汽车的初速度v0和加速度a；
(3)汽车的停车时间．
四、填空题(共3小题)
19.如图所示，为某一质点沿直线运动的x－t图象，则质点在第1 s内做________运动，1～3 s内________．第1 s内速度为__________m/s,1～3 s内速度为__________m/s,3～5 s内速度为________m/s,0～5 内的位移为________．

20.矿井里的升降机，由静止开始匀加速上升，经过5 s速度达到4 m/s后，又以这个速度匀速上升20 s，然后匀减速上升，经过4 s停在井口，则矿井的深度为________m.
21.以25.7 m/s竖直上抛的物体，最后1秒上升______m，设g为10 m/s2.


答案解析
1.【答案】C
【解析】x－t图线的斜率等于物体的速度，在t1时刻，甲的瞬时速度不为零，乙的速度为零，A错误；在t2时刻，甲、乙速度方向不相同，位置相同，所以两同学相遇，B错误，C正确；在t3时刻，乙的位移为零，速度不为零，D错误．
2.【答案】D
【解析】匀加速直线运动的加速度不变，速度的变化率等于加速度，所以任意时刻速度的变化率相同，A、C错误，D正确；加速度的方向与速度方向可能相同，可能相反，如匀减速直线运动方向相反，B错误．
3.【答案】B
【解析】设质点经过ab、bc和cd三段所用时间分别为3t、2t和t，设各段时间t内的位移分别为：s1、s2、s3、s4、s5和s6，由题可得：x1＝s1＋s2＋s3；x2＝s6①
设bc段的位移为x，则：x＝s4＋s5②
根据公式：Δx＝aT2，则：(x＋x2)－x1＝(s4＋s5＋s6)－(s1＋s2＋s3)＝9at2③
同时，由于：s2－s1＝s3－s2，
可得：s1＋s3＝2s2④
结合①④可得：x1＝s1＋s2＋s3＝3s2⑤
而：s6－s2＝4at2，即：x2－＝4at2⑥
联立③⑥可得：x＝.
4.【答案】B
【解析】
5.【答案】D
【解析】自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，相同时间位移之比为1∶3∶5∶……所以前3秒下落的距离是第1秒下落距离的9倍，D正确．
6.【答案】C
【解析】自由落体运动的平均速度为10 m/s，由＝得，其着地时的速度为20 m/s，t＝得运动时间为2 s，所以高度h＝gt2＝20 m.
7.【答案】B
【解析】人跳起时竖直向上的速度即为起跳时的初速度，设为v0，而跳起的高度为h＝1.96－1.2＝0.76 m，
人起跳的过程看作竖直上抛运动，则0－v＝－2gh
得v0＝≈4 m/s，故B正确．
8.【答案】C
【解析】质点从静止开始做匀加速直线运动，它在连续相等的时间内的位移之比x1∶x2∶x3∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)，所以x3∶x6＝(2×3－1)∶(2×6－1)＝5∶11，B、D错误；连续相等位移上的时间之比为1∶(－1)∶(－)∶…∶(－)，t3∶t6＝(－)∶(－)．所以v1∶v2＝∶＝(＋)∶(＋)．故选C.
9.【答案】C
【解析】　由题图可知甲物体从t＝0时刻开始运动，而乙物体从t1时刻开始运动，故A错误；由题图可知甲物体从坐标为x1的位置开始运动，而乙物体从坐标为0的位置开始运动，故B错误；x－t图象的斜率等于物体运动的速度，由题图可知乙运动的速度大于甲运动的速度，t2时刻两物体的位移相同即两物体相遇，故C正确，D错误．
10.【答案】C
【解析】1 s时甲和乙的速度相等，乙的位移大于甲的位移，不能相遇，A错误；在第2秒时两物体位移相同，两者相遇，以后甲的速度大于乙，两者距离逐渐变大，4秒末乙反向运动，6秒末乙回到相遇点，故在6秒末甲乙相距最远，最远距离为×4×4 m＝8 m，B错误；2～6 s内甲乙加速度相同，故甲相对乙做匀速直线运动，C正确；2～6 s内乙的v－t线的斜率不变，加速度不变，D错误；
11.【答案】D
【解析】由中点位移公式得v1＝
而中间时刻的速度等于平均速度，v2＝
v－v＝－＝
因为是匀减速运动，v＜v0，所以v－v＞0，得v1＞v2；所以物体先运动到位移中点，后到中间时刻，t1＜t2.
12.【答案】D
【解析】由纸带可知，BC＝(6.24－2.92) cm＝3.32 cm；CD＝(9.95－6.24) cm＝3.71 cm，在任意相等的时间内，位移不相等，纸带不是匀速运动，A错误；电源频率为50 Hz，相邻的计数点间的时间间隔T＝0.02 s，B错误；AC段的平均速度AC＝＝m/s＝1.56 m/s，C错误；打B点时纸带的瞬时速度vB＝AC＝1.56 m/s，D正确．
13.【答案】(1)C　(2)交流　0.02　先　后
【解析】(1)打点计时器连接打两个点的时间间隔只与交变电流的频率有关，与电压、纸带速度都无关，A、B错误，C正确．由打点计时器的工作原理可知，如果将交流电源改为直流电源，打点计时器无法工作，D错误．
(2)打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，若电源频率是50 Hz，则它每隔0.02 s打一个点，使用打点计时器打点时应先接通电源后释放纸带．
14.【答案】(1)ADE　自由落体　(2)9.72 m/s2
【解析】(1)实验时，必须有的器材是：低压交流电源(50 Hz)和打点计时器(用来打点)，以及长度为1 m、最小刻度为毫米的刻度尺(用来测量点迹之间的距离)．
(2)我们用逐差法来求重力加速度的测量值：根据表中的数据，可得纸带上相邻两点间的距离依次为d1＝6.0 cm，d2＝12.5 cm－6.0 cm＝6.5 cm，d3＝19.3 cm－12.5 cm＝6.8 cm，d4＝26.5 cm－19.3 cm＝7.2 cm，d5＝34.1 cm－26.5 cm＝7.6 cm，d6＝42.1 cm－34.1 cm＝8.0 cm.
可得重锤下落的加速度为a1＝＝cm/s2＝10 m/s2，
a2＝＝cm/s2≈9.17 m/s2，
a3＝＝cm/s2＝10 m/s2，
从而，重力加速度的测量值为
g＝＝m/s2
≈9.72 m/s2.
15.【答案】(1)毫米　(2)14 cm/s　17.9 cm/s　21.8 cm/s
25．85 cm/s　29.85 cm/s　(3)见解析图　39.6 cm/s2
【解析】(1)因为给出的测量长度的数据都是以厘米为单位，小数点后保留两位有效数字，即精确到了毫米，最后的一位是估读出来的，所以刻度尺的最小刻度是毫米．
(2)某一点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，根据平均速度的定义可以求得：vB＝14 cm/s，vC＝17.9 cm/s，vD＝21.8 cm/s，vE＝25.85 cm/s，vF＝29.85 cm/s.
(3)根据上一问计算出来的速度，在坐标系中可确定5个不同时刻的对应速度，描出这5个点，用平滑曲线连接各点，作出图象如图所示．

v－t图象的斜率表示物体运动的加速度，在图上取相距较远的两个点的坐标代入加速度公式进行计算，可得a≈39.6 cm/s2.
16.【答案】(1)16 m　(2)8 m/s　(3)4 m/s　(4)4m/s
【解析】(1)l＝at2＝16 m　
(2)v＝at＝8 m/s
(3)＝＝4 m/s
(4)由v′2＝2a·得：
v′＝＝4m/s
17.【答案】(1)10 m/s　(2)15.0 s
【解析】(1)第六辆汽车前端与停止线的距离为：
x1＝5(l＋d1)＝25.0 m
由v2＝2ax1，代入数据解得：v＝10 m/s
(2)设第二辆汽车刚开动时，第一辆汽车至少已行驶的时间t1，则第二辆汽车刚开动时，第一辆至少行驶的距离为：
x2＝d2－d1＝4.0 m
由x2＝at，
解得：t1＝＝s＝2 s，
从绿灯刚亮起到第六辆汽车刚开动至少所需时间为：t2＝5t1＝10.0 s
第六辆汽车刚开动到前端与停止线相齐所需时间为：t3＝＝s＝5.0 s.
从绿灯刚亮起到第六辆汽车前端与停止线相齐所需最短时间为：t＝t2＋t3
解得：t＝10.0＋5.0 s＝15.0 s
18.【答案】(1)22 m
(2)15 m/s　－4 m/s2
(3)3.75 s
【解析】(1)2 s末的位移x1＝15t1－2t＝15×2 m－2×22m＝22 m；
(2)由位移－时间公式可知：x＝v0t＋at2，所以有v0＝15 m/s，a＝－4 m/s2
(3)由v＝v0＋at可知，t＝s＝3.75 s.
19.【答案】　匀速　静止　10　0　－5　0
【解析】
20.【答案】98
【解析】因为升降机从井底到井口的运动分为三个阶段：匀加速、匀速、匀减速．
(1)匀加速上升阶段a1＝＝0.8 m/s2
h1＝a1t＝×0.8×52m＝10 m
(2)匀速上升阶段h2＝vt2＝4×20 m＝80 m
(3)匀减速上升阶段a3＝＝m/s＝1 m/s2
h3＝vt3－a3t＝8 m
所以矿井深度h＝h1＋h2＋h3＝(10＋80＋8) m＝98 m
21.【答案】5
【解析】不计空气阻力时，竖直上抛运动上升和下落具有对称性，物体在上升过程中的最后1秒上升的高度等于从最高点下落第1 s的高度．下落时物体做自由落体运动，下落第1 s的高度h＝gt2＝×10×12＝5 m，所以物体在上升过程中的最后1秒上升的高度为5 m.