高中物理人教新课标版必修1： 直线运动 综合训练（含解析）

考点综合导练直线运动
1．伽利略在研究运动的过程中，创造了一套科学方法，给出了科学研究过程的基本要素，这些要素包含以下几点，如下框图所示：
其中与方框4相对应的是（ ）
A．提出猜想 B．交流与合作 C．实验检验 D．合理外推
2．下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略研究自由落体运动的核心方法是把实验和逻辑推理结合起来
B．自然界的四种基本相互作用是强相互作用，弱相互作用，电相互作用和磁相互作用
C．“月－地检验”证明了一切场力都遵循“平方反比”的规律
D．一对相互作用力做功，总功一定为零
3．如图为根据龟兔赛跑故事画出的位移—时间图象，由图可知下列说法正确的是( )
A．乌龟和兔子赛跑是同时从同地点出发的
B．乌龟和兔子赛跑是同时出发，但出发点是不同的
C．兔子虽然中途休息了一会儿，但最终先到达终点
D．乌龟中途落后，但最终比兔子先到终点
4．物体由静止开始沿斜面滑下，做匀加速直线运动，3 s末开始在水平地面上做匀减速直线运动，又经过9s停止。则物体在斜面上的位移和水平面上的位移大小之比是（　　）
A．1∶1 B．1∶2
C．l∶3 D．3∶l
5．一小球从空中由静止释放，不计空气阻力取下列说法正确的是　　
A．第2?s末小球的速度为10?
B．前2?s内小球的平均速度为20?
C．第2?s内小球的位移为10?m
D．前2?s内小球的位移为20?m
6．如图，小球从光滑斜面上A点由静止开始下滑至底端，第一次经斜面AB沿直线滑到底端时间为t1；第二次经组合斜面ACD下滑，不计小球在C点的能量损失，滑到底端时间为t2.已知两次直线总长度相等，即AC+CD=AB，以下判断正确的是（　　）
A．t1 ＜t2
B．t1 = t2
C．t1 ＞t2
D．不确定
7．两个质点甲与乙，同时由同一地点向同一方向做直线运动，它们的速度一时间图像如图所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．第2s末甲将会追上乙
B．在第2s末甲、乙将会相遇
C．在2s内，甲的平均速度比乙的大
D．在第2s末甲、乙相距最远
8．如图所示，桐乡市百桃乡桃园村有个檇李园．一般檇李树经过修剪后 比一个正常成人身高略高，现假设树的顶部有一颗成熟的檇李自然脱落掉下来，下落过程中没有受到任何的碰撞不计空气阻力，则檇李落地的速度大小约为（ ）
A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s
9．下列图象均能正确反映物体在直线上的运动，则在t=2s内物体位移最大的是( )
A．B．
C．D．
10．某科学家在物理学研究中把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来，有力地推进了人类科学认识的发展，标志着物理学的真正开端，他是 （ ）
A．伽利略 B．开普勒 C．牛顿 D．爱因斯坦
11．质量m＝2kg、初速度v0＝8m/s的物体沿着粗糙的水平面向右运动，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.1，同时物体还要受一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用，水平向右为拉力的正方向．则以下结论正确的是(取g＝10 m/s2)(　　)
A．0～1s内，物体的加速度大小为2m/s2
B．1～2s内，物体的加速度大小为2m/s2
C．0～1s内，物体的位移为7m
D．0～2s内，物体的总位移为12m
12．一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图所示。由静止释放A、B，不计空气阻力，且A、B落地后均不再弹起。从释放开始到A落地历时t1，A落地前的瞬时速率为v1，从A落地到B落在A上历时t2，B落在A上前的瞬时速率为v2，则（　　）
A．t1>t2 B．t1＝t2 C．v1:v2＝1:2 D．v1: v2＝1:3
13．某同学用如图1所示的装置来研究自由落体运动．
（1）下列有关操作的叙述正确的是_____
A．安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上
B．将打点计时器与直流4-6V低压电源连接
C．应先释放纸带，然后接通电源
D．释放纸带时应尽量让重物靠近打点计时器
（2）实验得到一条纸带，测得各点之间的距离如图2所示．已知电源频率为50Hz．从该纸带可知，重物加速度大小g＝_______m/s2（保留三位有效数字）．
14．某同学用频闪照相法研究小球的自由落体运动，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究.已知小球在释放位置时，球心与刻度尺的零刻度线对齐.
(1)根据图中的数据，请你读出小球运动到照片中第5个相点时，下落的高度为_____ m；
(2)若所用照相机的曝光频率为f，照片上1、3相点距离和1、5相点距离分别为s1、s2，则相点2所对应小球的速度v＝________，小球自由下落的加速度a＝________.
15．创建文明城市，提倡机动车礼让行人，某司机开车以8m/s速度行驶到路口附近，发现有行人准备过斑马线，立即刹车礼让行人。汽车做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2．求
（1）汽车刹车后2s末速度的大小；
（2）汽车刹后第3s内的平均速度大小。
16．如图所示，粗糙斜面倾角θ＝37°，斜面宽a为3 ｍ，长b为4 ｍ．质量为0.1 kg的小木块从斜面A点静止释放，释放同时用与斜面底边BC平行的恒力F推该小木块，小木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0．5（g取10m/s2，sin37°＝0．6，cos37°=0．8）．
（1）若F大小为0，求木块到达底边所需的时间t1
（2）若木块沿斜面对角线从点A运动到点C，求力Ｆ的大小及A到C所需时间t2
17．春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s．现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲=20m/s和v乙=34m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后．甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲=2m/s2的加速度匀减速刹车．
(1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章；
(2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s并以这一速度开始匀速通过收费站窗口，乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.5s的反应时间后开始以大小为a乙=4m/s2的加速度匀减速刹车．为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？
18．汽车以v=30m/s的速度在水平路面上匀速运动．刹车后经4s速度变为．求：
（1）刹车过程加速度的大小和方向；
（2）刹车至停止通过的位移。
19．如图所示．在游乐园中乘坐升降机，有一种腾云驾雾的感觉。游客被安全带固定在升降机座椅上，沿竖直轨道提升到离地面64m的高处，由静止释放，为研究方便，可认为升降机先做自由落体运动45m．后受到恒力制动．做匀减速运动．至离地面4m高处时速度刚好减小到零．然后再缓慢将游客送回地面．取g=10m/s2．求：
（1）游客在自由下落45m时的速度大小；
（2）游客在匀减速阶段运动的时间；
（3）在匀减速阶段．升降机对游客的作用力与游客体重之比。
20．ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示，汽车以v=15m/s的速度行驶，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至0，经过t0=20s缴费后，再加速至15m/s行驶；如果过ETC通道，需要在中心线前方x0=10m处减速至v’=5m/s，匀速到达中心线后，再加速至15m/s行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为a=1m/s2，现有一学习小组的同学将两种情况下汽车的速度时间图象绘制成如图所示（无数据），希望对你的解题有所帮助.根据上述信息，请你计算下列问题.
(1)如果汽车过人工收费通道，从收费前减速开始，到收费后加速结束，总共通过的路程和所需的时间是多少?
(2)如果汽车过ETC通道，汽车通过第(1)问路程所需要的时间是多少?汽车通过ETC通道比人工收费通道节约多长时间?
参考答案
1．C
【解析】
这是依据思维程序排序的问题，这一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验检验，紧接着要对实验结论进行修正推广，故C正确．
2．A
【解析】
A．伽利略研究自由落体运动的核心方法是把实验和逻辑推理结合起来，故A正确；
B．自然界中的四种基本相互作用是万有引力、强相互作用、电磁力、弱相互作用，故B错误；
C．“月-地检验”证明了地面上的重力、地球吸引月球与太阳吸引行星的力遵循同样的“距离平方反比”规律，故C错误；
D．一对作用力和反作用力分别作用在两个不同物体上，它们可能分别对两个物体都做正功，其代数和为正值，比如在光滑水平面由静止释放的两个带同种电荷的小球，库仑力对两个小球都做正功，作用力和反作用力所做的功的代数和为正值，故物体间的一对相互作用力做功的代数和不一定为零，故D错误。
故选A。
3．D
【解析】
乌龟和兔子赛跑是从同地点出发的，但不同时，AB错误；由图，兔子中途休息了一会儿，t时，乌龟的位移比兔子大，比兔子先到达终点，C错误D正确．
4．C
【解析】
设到达底端的速度为v，根据平均速度的推论知，在斜面上的位移
在水平面上的位移
则位移之比为1：3
故选C。
5．D
【解析】
小球做自由落体运动，第2s末小球的速度：v=gt=10×2=20m/s，故A错误；前2s内小球的位移：h2=gt22＝×10×4＝20m；前2s内小球的平均速度为：，故B错误，D正确；第一秒小球的位移为：h1=gt12＝×10×12＝5m；故第二秒小球的位移为：△h=h2-h1=20-5=15m，故C错误；故选D。
6．C
【解析】
作速度时间图线，在AB和ACD上运动的初末速度相等，AC段的加速度大于AB段的加速度，在CD段的加速度小于AB段的加速度，两物体的路程相等，即图线与时间轴所围成的面积相等。
从图象可以看出t1＞t2．故C正确，A BD错误。
故选C。
7．D
【解析】
AB．在第2s末，甲的位移：
乙的位移：
可知甲乙将不会相遇，故AB错误。
C．在前2s内，乙的位移大于甲的位移，则乙的平均速度大于甲的平均速度，故C错误；
D．甲追上乙之前，前2s内乙的速度一直大于甲的速度，二者距离一直增大，2s末时速度相等，之后甲的速度大于乙的速度，所以此时两者相距最远，故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
正常成人身高约为1.6m，檇李自然脱落，则初速度为零，下落时做自由落体运动，所以落地的速度为
。
A．2m/s，与结论不相符，选项A错误；
B．4m/s，与结论不相符，选项B错误；
C．6m/s，与结论相符，选项C正确；
D．8m/s，与结论不相符，选项D错误；
故选C.
9．B
【解析】
根据速度图象与横轴所夹面积表示位移可知，在t=2s内物体位移最大的是图B
10．A
【解析】
科学家伽利略在物理学研究中把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来，有力地推进了人类科学认识的发展，标志着物理学的真正开端；
A．伽利略，与结论相符，选项A正确；
B．开普勒，与结论不相符，选项B错误；
C．牛顿，与结论不相符，选项C错误；
D．爱因斯坦，与结论不相符，选项D错误；
故选A.
11．B
【解析】
【详解】
A．0-1s内，由物体受力情况，由牛顿第二定律可得：
得a1＝4m/s2，故A错误；
B．1-2s内由牛顿第二定律可得：
得a2=2m/s2，故B正确；
C．1s末的速度：
8-4×1m/s=4m/s
向右的位移
m
故C错误；
D．2s末的速度为
4+2×1=6m/s
位置右移
m
总位移为：
11m
方向向右，故D错误。
故选B．
【点睛】
解决本题的关键理清物体的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．
12．BC
【解析】
【详解】
AB．由静止释放A、B，A、B都做自由落体运动，A运动的位移为L，B运动的位移为4L，根据自由落体公式
可知，A落地的时间
B落地的时间为
则有
所以t1=t2，故A错误，B正确；
CD．A落地前瞬间速率为
B落地前瞬间速率为
所以v1：v2=1：2，故C正确，D错误。
故选BC。
13．AD 9.63
【解析】
【详解】
(1)[1] A．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，以减小摩擦力的影响，故A正确．
B．电磁打点计时器应该接在4-6V交流电源上，故B错误．
CD.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止，先接通电源，再释放纸带，故C错误，D正确．
(2)[2] 已知电源频率为50Hz，则纸带中相邻两点间的时间间隔是0.02s，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小
14．0.2119(0.2118～0.2120)
【解析】
【详解】
(1)[1].由图可知，下落的高度h=21.19cm=0.2119m (0.2118m～0.2120m) ．
(2)[2].根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，相点2的瞬时速度
．
[3].根据
s2?2s1＝a(2T)2
得，
．
15．（1）4m/s（2）3m/s
【解析】
【详解】
（1）汽车减速到零的时间为：
2s末的速度大小为：
v2＝v0﹣at1＝4m/s；
（2）3s内的位移为：
2s内的位移：
则第3s内的平均速度为
16．（1）t1="2" s （2）F=0．45 N , t2=s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）若F=0，小木块会沿斜面做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律
计算可得
由运动学公式
计算可得
（2）若木块沿斜面对角线从点A运动到点C，说明合力方向沿AC方向，设AC与AB的夹角，
合位移
所以施加的外力为

根据牛顿第二定律
计算可得
由运动学公式
计算可得
17．(1) 100m (2) 66m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)对甲车速度由20m/s减速至6m/s的位移为：
x2=x0+x1=100m
即甲车司机需在离收费站窗口至少100m处开始刹车
(2)设甲、乙两车速度相同时的时间为t，由运动学公式得：v乙-a乙（t-t0）=v甲-a甲t
代入数据解得：
t=8s
相同速度
v=v甲-a甲t=4m/s＜6m/s
二者不相撞的临界条件是二者速度为4m/s时，二者速度减为4m/s时如果不相撞，那么它们减到6m/s时一定不会相撞．因为题目要求二者的速度不能超过6m/s，所以为避免二者不相撞，二者开始的最小距离都按减到6m/s时计算乙车从开始以34m/s减速至6m/s的位移为：
代入数据解得：
x3=157m
乙车所用的时间：
甲车速度达到6m/s所需的时间：
此时甲车的位移：x1+v0△t=91m，所以要满足条件甲、乙的距离为：
x=x3-x1′=157-91m=66m
18．(1)，方向与小车运动方向相反 （2）75m
【解析】
【详解】
(1)根据加速度的定义式：
即大小为6m/s2，负号表示小车加速度的方向与小车运动方向相反；
(2)刹车到停止时的位移根据速度与位移的关系有：
代入数据解得：。
答：（1）刹车过程加速度的大小6m/s2和方向与初速度方向相反；
（2）刹车至停止通过的位移75m。
19．（1）30m/s，（2）1s，（3）4。
【解析】
【详解】
（1）根据自由落体运动：
解得：；
（2）物体匀减速下落的高度：
物体匀减速下落速度减为0：
解得：；
（3）物体做匀减速下落速度减为0，逆过程为初速度为零的匀加速直线运动：
解得：
根据牛顿第二定律：
方程两边同时除以，解得：。
20．（1）225m，50s （2）23s，27s
【解析】
【详解】
(1)汽车通过人工收费通道时，速度减为零的时间：
，
位移：
，
速度从零加速到原来速度经历的时间
t2=t1=15s，
位移
x2=x1=112.5m，
总时间
t=t0+2t1=50s；
从减速到恢复正常行驶过程的总路程，即位移大小：
x=x1+x2=225m
(2)设汽车通过ETC通道时，从速度v减速到，行驶的位移为s1，时间为t1′，从速度v′加速到v行驶的位移为s2，时间为t2′
运动时间满足：
，
解得：
t1′=t2′=10s，
运动位移满足：
解得
s1=s2=100m，
匀速直线运动的时间
，
通过剩余位移用时间
，
解得
t4=1s，
汽车通过第(1)问路程所需要的时间是：
t′=t1′+t2′+t3′+t4=23s
汽车通过ETC通道比人工收费通道节约时间为：
。