人教版高中物理必修一 第2章　水平测试Word版含解析

第二章　水平测试卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项符合题意；第9～12小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分。)
1. 一质点沿直线运动，其v-t图象如图所示。由图象可知(　　)
A．在0～2 s内质点做匀速直线运动
B．在2～4 s内质点做匀加速直线运动
C．质点2 s末的速度大于4 s末的速度
D．质点5 s末的速度大小为15 m/s
答案　D
解析　在0～2 s内，质点速度随时间均匀增大，做匀加速直线运动，故A错误；在2～4 s内质点速度不变，做匀速直线运动，故B错误；由速度—时间图象知，质点2 s末和4 s末的速度相同，故C错误；由速度—时间图象知，质点5 s末的速度为15 m/s，故D正确。
2. 如图所示为在同一直线上运动的甲、乙两物体的v-t图象，则由图象可知(　　)
A．它们速度方向相同，加速度方向相反
B．它们速度方向、加速度方向均相反
C．在t1时刻它们相遇
D．在0～t2时间内它们的位移大小相同，方向相反
答案　A
解析　图象是v-t图象，表示的是速度随时间变化而变化的关系，由图可知甲做匀加速直线运动，乙做匀减速直线运动，且它们的速度方向相同，加速度方向相反，在t1时刻速度相同，t2时刻位移相同。所以A正确。
3．由静止开始做匀加速运动的汽车，第一秒内通过0.4 m路程，有以下说法：
①第1 s末的速度为0.8 m/s
②加速度为0.8 m/s2
③第2 s内通过的路程为1.2 m
④前2 s内通过的路程为1.2 m
其中正确的是(　　)
A．①②③ B．②③④ C．①②③④ D．①②④
答案　A
解析　设加速度为a，则由x1＝at得a＝＝0.8 m/s2，所以第1秒末速度v1＝at1＝0.8×1 m/s＝0.8 m/s，第2秒内通过路程为x2＝at－at＝×0.8×22 m－×0.8×12 m＝1.2 m，故①②③正确，④错误，即A项正确，其余均错误。
4．一物体在运动过程中相对于坐标原点的位移与时间关系为x＝4t2－6t＋8(x、t分别以m、s为单位)，则(　　)
A．这个物体的初速度为6 m/s
B．这个物体的初速度为－6 m/s
C．这个物体的加速度为－8 m/s2
D．这个物体的加速度为4 m/s2
答案　B
解析　对比x＝v0t＋at2＋x0和题中的表达式可以看出初速度为－6 m/s，与规定的正方向相反，所以B正确，A错误；可以看出＝4，加速度为8 m/s2，所以C、D错误。
5．质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点(　　)
A．第1 s内的位移是5 m
B．前2 s内的平均速度是6 m/s
C．任意相邻的1 s内位移差都是1 m
D．任意1 s内的速度增量都是2 m/s
答案　D
解析　由x＝v0t＋at2与x＝5t＋t2对比可知：该质点的初速度v0＝5 m/s，加速度a＝2 m/s2。将t＝1 s代入所给位移公式可求得第1 s内的位移是6 m，A错误；前2 s内的位移是14 m，平均速度为＝ m/s＝7 m/s，B错误；由Δx＝aT2可得相邻1 s内的位移差都是2 m，C错误；由加速度的物理意义可得任意1 s内的速度增量都是2 m/s，D正确。
6．关于自由落体运动，下列说法中不正确的是(　　)
A．自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动
B．前3 s竖直方向的位移只要满足x1∶x2∶x3＝1∶4∶9的运动一定是自由落体运动
C．自由落体运动在开始的连续三个2 s内的位移之比是1∶3∶5
D．自由落体运动在开始的连续三个2 s末的速度之比是1∶2∶3
答案　B
解析　自由落体运动是竖直方向上初速度v0＝0，a＝g的匀加速直线运动，满足初速度为零的匀加速直线运动的规律，故A、C、D均正确。对B项，其他时间的运动情况及水平方向有无运动不清楚，故B项错误。
7．汽车刹车后做匀减速直线运动，最后停下来，在刹车过程中，汽车前半程的平均速度与后半程的平均速度之比是(　　)
A．(＋1)∶1 B．1∶(＋1)
C．2∶1 D．1∶2
答案　A
解析　汽车匀减速至停下来的过程可以看成初速度为零的反向匀加速直线运动。题设将整个过程分为位移相等的两段，根据初速度为零的匀加速直线运动的特点：初速度为零的匀加速直线运动连续相等位移的时间之比是1∶(－1)，则匀减速直线运动的前半程时间与后半程时间之比为(－1)∶1，因为位移相等，根据＝知平均速度之比为1∶(－1)＝(＋1)∶1，A正确。
8．滑板爱好者由静止开始沿一斜坡匀加速下滑，经过斜坡中点时的速度为v，则到达斜坡底端时的速度为(　　)
A.v B.v C．2v D.v
答案　A
解析　由匀变速直线运动的中间位置的速度公式v＝
，有v＝ ，得v底＝v，所以A正确。
9．做匀变速直线运动的质点，先后经过A、B、C三点，已知AB＝BC，质点在AB段和BC段的平均速度分别为v1和v2，根据以上条件可以求出(　　)
A．质点在AC段的运动时间
B．质点在AC段的平均速度
C．质点运动的加速度
D．质点在C点的瞬时速度
答案　BD
解析　设AB段用时为t1，BC段用时为t2，则v1t1＝v2t2 ①，＝ ②，又vC＝v1＋a ③，vC＝v2＋a· ④，由①②知，AC段的平均速度可求出；由①③④知，C点瞬时速度可求出(同理可求出vA和vB)；v2＝v1＋a，v1、v2一定，t1、t2随a的变化而变化，并不唯一，故A、C选项描述的物理量不可求出。
10．小球在t＝0时刻从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其v-t图象如图所示，则由图可知(　　)
A．小球下落的最大速度为5 m/s
B．小球下落的最大速度为3 m/s
C．小球能弹起的最大高度为0.45 m
D．小球能弹起的最大高度为1.25 m
答案　AC
解析　从题图可知，下落的最大速度为5 m/s，弹起的初速度为3 m/s；弹起的最大高度为横轴下面三角形的面积，即为0.45 m。故选A、C。
11．一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1 s，分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2 m；第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8 m；由此可以求出(　　)
A．质点运动的初速度
B．质点运动的加速度
C．第1次闪光时质点的速度
D．从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移
答案　BCD
解析　由题设知，第1次闪光到第2次闪光间位移为x1＝2 m；第3次闪光到第4次闪光间位移为x3＝8 m，闪光时间间隔为T＝1 s，由匀变速直线运动的规律：相邻相等的时间内位移之差为常数，即Δx＝aT2可得：x3－x1＝2aT2；代入数据解得：a＝3 m/s2；由于不知道第1次闪光时物体已运动的时间，无法知道初速度，故A错误，B正确；设第1次闪光时的速度为v，由运动学规律知x1＝vT＋aT2，代入数据解得：v＝0.5 m/s，故C正确；设第2次闪光到第3次闪光间的位移为x2，则x2－x1＝aT2，解得：x2＝x1＋aT2＝5 m，故D正确。所以选B、C、D。
12．自高为H的塔顶自由落下A物体的同时，B物体自塔底以初速度v0竖直上抛，且A、B两物体在同一直线上运动。下面说法正确的是(　　)
A．若v0＞，两物体相遇时B正在上升途中
B．若v0＝，两物体在B刚回到地面时相遇
C．若 ＜v0＜，两物体相遇时B物体正在空中下落
D．若v0＝，则两物体在B刚回到地面时相遇
答案　ACD
解析　由A、B相对运动知H＝xA＋xB＝gt2＋v0t－gt2＝v0t，相遇时间t＝，B物体上升到最高点需时间t1＝。落回到抛出点时间t2＝，要在B上升途中相遇，t＜t1，即＜，v0＞，A正确；要在B下降途中相遇，t1＜t＜t2，即＜＜， ＜v0＜，C正确；在B升至最高点相遇时t＝t1，v0＝；在B刚回到地面时相遇，t＝t2，v0＝ ，B错误，D正确。
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、实验题(本题共2小题，共14分)
13．(7分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：
(1)打点计时器使用的电源为________(选填“交流”或“直流”)电源。
(2)下列操作中正确的有________(填选项代号)。
A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器
B．打点计时器应放在长木板有定滑轮的一端
C．应先接通电源，后释放小车
D．电火花计时器应使用低压6 V以下交流电源
(3)电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于________。
A．交流电压的高低 B．交流电的频率
C．墨粉纸盘的大小 D．纸带的长度
(4)实验中，把打点计时器接50 Hz交流电，打出的一条纸带如图所示。A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点之间有四个点未画出(即相邻两点的时间间隔为0.1 s)，各点间的距离如下图所示，则在打D点时，小车的速度为________m/s。(计算结果保留两位有效数字)
答案　(1)交流　(2)AC　(3)B　(4)0.34
解析　(1)打点计时器使用的是交流电源。
(2)小车放在靠近打点计时器的位置，打点计时器固定在长木板无定滑轮的一端，使纸带有用的部分最长，A正确，B错误；先接通电源，当打点稳定时再释放小车，C正确；电火花计时器使用220 V交流电源，D错误。故选A、C。
(3)打点周期与交流电的周期相同，打点频率由交流电的频率决定，故选B。
(4)D点的速度等于CE间的平均速度，则vD＝＝
＝0.34 m/s。
14．(7分)(2017·全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图a所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图b记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
(1)由图b可知，小车在桌面上是________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的。
(2)该小组同学根据图b的数据判断出小车做匀变速运动，小车运动到图b中A点位置时的速度大小为________ m/s，加速度大小为________ m/s2。(结果均保留两位有效数字)
答案　(1)从右向左　(2)0.19　0.037
解析　(1)小车在桌面上做减速直线运动，由图b可知小车在桌面上是从右向左运动的。
(2)滴水周期T＝ s＝ s，小车运动到图b中A点位置时的速度
vA＝ m/s≈0.19 m/s，
加速度a＝ m/s2
≈0.037 m/s2。
三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的题注明单位)
15．(9分)一个物体0时刻从坐标原点O由静止开始沿＋x 方向做匀加速直线运动，速度与坐标的关系为v＝(m/s)，求：
(1)2 s末物体的位置坐标；
(2)物体通过区间150 m≤x≤600 m所用的时间。
答案　(1)x＝6 m　(2)10 s
解析　(1)将v＝与v＝对比可得物体的加速度a＝3 m/s2，
由x＝at2可得2 s末物体的位置坐标x＝6 m。
(2)物体从坐标原点到x1＝150 m所用时间
t1＝ ＝10 s；
物体从坐标原点到x2＝600 m所用时间
t2＝ ＝20 s；
物体通过区间150 m≤x≤600 m所用的时间
Δt＝t2－t1＝10 s。
16．(9分) 如图所示某跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起，举起双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全身体长的中点，跃起后重心升高0.45 m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水，运动员水平方向的运动忽略不计，计算时可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点，g取10 m/s2，求：
(1)运动员起跳时的速度v0；
(2)运动员从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t(结果保留三位有效数字)。
答案　(1)3 m/s　(2)1.75 s
解析　(1)上升阶段： 0－v＝－2gh
解得：v0＝＝3 m/s。
(2)上升阶段：0＝v0－gt1
解得：t1＝＝ s＝0.3 s
下落阶段：H＝gt
解得：t2＝ ＝  s≈1.45 s
故t＝t1＋t2＝0.3 s＋1.45 s＝1.75 s。
17．(10分)如图1所示，某处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度。一辆汽车正从A点迎面驶向测速仪B，若测速仪与汽车相距355 m，此时测速仪发出超声波，同时车由于紧急情况而急刹车，汽车运动到C处与超声波相遇，当测速仪接收到反射回来的超声波信号时，汽车恰好停止于D点，且此时汽车与测速仪相距335 m，忽略测速仪安装高度的影响，该过程可简化为图2所示，已知超声波在空气中的速度为340 m/s。
(1)求汽车刹车过程中的加速度a；
(2)此路段有80 km/h的限速标志，分析该汽车刹车前的行驶速度是否超速？
答案　(1)10 m/s2　(2)不超速
解析　(1)设超声波从B运动到C的时间为t0，那么在超声波从C返回B的t0时间内，汽车由C减速运动到D且速度减为零，逆向分析可得
x2＝at①
x1＝a(2t0)2－x2②
x1＋x2＝x0－x＝20 m③
由①②③式联立得x1＝15 m④
x2＝5 m⑤
x0－x1＝v声t0⑥
联立④⑥式，代入已知数据得：t0＝1 s⑦
由①⑤⑦式得a＝10 m/s2⑧
(2)v＝2a(x1＋x2)⑨
由③⑧⑨式可解得v0＝20 m/s＝72 km/h<80 km/h，
所以汽车未超速。
18. (10分)如图所示，在两车道的公路上有黑白两辆车，黑色车辆停在A线位置，某时刻白色车以速度v1＝40 m/s到达A线之后立即以大小为4 m/s2的加速度开始制动减速，黑车4 s后开始以大小为4 m/s2的加速度向同一方向加速运动，经过一定时间，两车同时在B线位置，两车可看成质点，从白色车通过A线位置开始计时，求经过多长时间两车同时到达B线位置，以及在B线位置时黑色车的速度大小。
答案　14 s　40 m/s
解析　设白车停下来所需的时间为t1，减速过程通过的距离为x1，规定v1的方向为正方向，则
a1＝－4 m/s2，a2＝4 m/s2，
又0＝v1＋a1t1①
v＝2a1x1②
由①②式代入已知数据得
x1＝200 m③
t1＝10 s④
在t1＝10 s时，设黑车通过的距离为x2，则
x2＝a2(t1－t0)2⑤
代入数据解得：x2＝72 m＜x1＝200 m
所以白车停车前未相遇，白车停车位置就是B线位置。
设经过时间t两车同时在B线位置，在B线位置时黑车的速度为v2，则
x1＝a2(t－t0)2⑥
v2＝a2(t－t0)⑦
由③⑥⑦式，代入已知数据得：
t＝14 s⑧
v2＝40 m/s。