人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习
2.2
匀变速直线运动的速度与时间的关系（解析版）
一、选择题（本题共19小题，每小题4分，满分76分）
1.
下列v-t图象中,表示物体做匀速直线运动的是( )
【答案】D
【解析】匀速直线运动的速度不随时间变化,而是保持恒量,v-t图线应该是一条平行于时间轴的直线,所以只有D正确。
如图所示为物体做直线运动的v-t图象。若将该物体的运动过程用s-t图象表示出来(其中s为物体相对出发点的位移),则下图中的四幅图描述正确的是 ( )
【答案】C
【解析】由v-t图象可以看出:物体在0到t1时间内做正方向的匀速直线运动,t1到t2时间内静止不动,t2到t3时间内做反方向的匀速直线运动,与第一段时间内的速度大小相同。位移—时间图象的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,A图象中第一段时间内的速度为负值,故A错误;B图象中第三段时间内物体的速度为正值,故B错误;C图象中物体在0到t1时间内做正方向的匀速直线运动,t1到t2时间内速度为零,t2到t3时间内做反方向的匀速直线运动,故C正确;D图象中第一段时间内的斜率与第三段时间内的斜率大小不同,即速度大小不同,故D错误。
如图为物体做直线运动的位移—时间(x-t)图象,若将该物体的速度—时间(v-t)图象表示出来,则下列四个图象中正确的是( )
【答案】C
【解析】根据位移—时间图象知,物体先沿正方向做匀速直线运动,然后反向做匀速直线运动,图线的斜率表示速度的大小,由位移—时间图象知正向匀速直线运动的速度大于反向匀速直线运动的速度,则速度—时间图象为平行于时间轴的直线,前一段为正值,后一段为负值。故C正确,A、B、D错误。
下列运动中,最接近匀速直线运动的是( )
A.匀速转动的旋转餐厅
B.公共汽车在两个车站间的直线运动
C.国庆阅兵时军人正步走过主席台
D.跳伞运动员从静止在空中的直升飞机上跳下后的落体运动
【答案】C
【解析】餐厅做的不是直线运动,故不是匀速直线运动,故A不符合题意;公共汽车在两站之间的运动一定会有加速和减速过程,故不是匀速直线运动,故B不符合题意;军人正步走过主席台时,保持直线运动,且行进的速度不变,接近匀速直线运动,故C符合题意;运动员跳下后速度是增大的,故不是匀速直线运动,故D不符合题意。
下列关于匀变速直线运动的说法,正确的是( )
A.匀变速直线运动是运动快慢相同的运动
B.匀变速直线运动是速度变化相同的运动
C.匀变速直线运动是速度均匀变化的运动
D.匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动
【答案】C
【解析】匀变速直线运动的速度随时间均匀变化,运动的快慢不同,故A错误;匀变速直线运动在相等时间内速度变化相同,故B错误;匀变速直线运动的加速度保持不变,速度均匀变化,故C正确,D错误。
下列说法正确的是( )
A.速度随着时间不断增加的直线运动是匀加速直线运动
B.速度随着时间均匀减小的直线运动是匀减速直线运动
C.匀变速直线运动的加速度大小不变,但方向可以变化
D.匀变速直线运动中,速度的方向一定不变
【答案】B
【解析】速度随着时间不断增加,但不一定均匀增加,所以不一定是匀加速直线运动,故A错误。速度随着时间均匀减小的直线运动,即加速度不变而速度减小,则是匀减速直线运动,故B正确。由于加速度是矢量,匀变速直线运动的加速度恒定不变,包括大小和方向都不变,故C错误。只要满足物体在一条直线上运动,并且加速度不变则就是匀变速直线运动,速度的方向可以改变,故D错误。
（多选）在图中,表示物体做匀减速直线运动的是( )
【答案】AC
【解析】A项表示物体沿正方向做匀减速直线运动;B项表示物体沿负方向做匀速直线运动;C项表示物体沿负方向做匀减速直线运动;D项表示物体沿负方向做匀加速直线运动。故A、C正确。
汽车的加速性能是反映汽车性能的重要指标。速度变化得越快,表明它的加速性能越好。如图为研究甲、乙、丙三辆汽车加速性能得到的v-t图象,根据图象可以判定( )
A.甲的加速性能最好
B.乙比甲的加速性能好
C.丙比乙的加速性能好
D.甲、乙、丙的加速性能相同
【答案】B
【解析】在速度—时间图象中斜率代表加速度即a=,故a乙=a丙===2
m/s2;a甲==
m/s2,故乙、丙两车的加速性能相同,且比甲的加速性能好。
如图所示为某质点的v-t图象,则下列说法中正确的是( )
A.在0~6
s内,质点做匀变速直线运动
B.在6~10
s内,质点处于静止状态
C.在4
s末,质点向相反方向运动
D.在t=12
s末,质点的加速度为-1
m/s2
【答案】D
【解析】质点在0~4
s内做加速度为1.5
m/s2的匀加速直线运动,在4~6
s内做加速度大小为1
m/s2的匀减速直线运动,在6~10
s内以4
m/s的速度做匀速直线运动,在10~14
s内做加速度大小为1
m/s2的匀减速直线运动,综上所述,只有D选项正确。
如图所示,一女同学穿着轮滑鞋以一定的速度俯身“滑入”静止汽车的车底,她用15
s穿越了20辆汽车底部后“滑出”,位移为58
m。假设她的运动可视为匀变速直线运动,从上述数据可以确定( )
A.她在车底运动时的加速度
B.她刚“滑出”车底时的速度
C.她刚“滑入”车底时的速度
D.她在车底运动时的平均速度
【答案】D
【解析】一女同学穿着轮滑鞋以一定的速度开始运动,但不知道她运动的初速度,则加速度和末速度都不能求出,但位移和时间已知,就可以求整个过程的平均速度,故只有D正确。
如图所示是足球运动员侧向踢出足球时的照片,照相机曝光时间为0.02
s,由此可估算出足球被踢出时的速度约为( )
A.5
m/s
B.20
m/s
C.100
m/s
D.150
m/s
【答案】B
【解析】足球的直径约为0.22
m,在曝光时间内,足球运动的位移约为x=0.22×2.5
m=0.55
m,所以:
v===27.5
m/s,与20
m/s最接近。
小李乘坐高铁,当他所在的车厢刚要进隧道时,看到车厢内显示屏上的示数为216
km/h,他立即观察手表秒针走动,经过20
s车厢出了隧道,则该隧道的长度约为( )
A.600
m
B.1
200
m
C.2
160
m
D.4
320
m
【答案】B
【解析】216
km/h=60
m/s,隧道的长度为:s=vt=60×20
m=1
200
m。
以6
m/s的速度在水平面上运动的小车,如果获得2
m/s2的与运动方向同向的加速度,几秒后它的速度将达到10
m/s( )
A.5
s
B.2
s
C.3
s
D.8
s
【答案】B
【解析】根据匀变速直线运动的速度与时间关系v=v0+at可得小车加速的时间为:
t==
s=2
s,所以经历的时间为2
s。
（多选）一物体做匀变速直线运动,当t=0时,物体的速度大小为12
m/s,方向向东;当t=2
s时,物体的速度大小为8
m/s,方向仍向东。当t为多少时,物体的速度大小变为2
m/s ( )
A.3
s
B.5
s
C.7
s
D.9
s
【答案】BC
【解析】取向东为正方向,a==
m/s2=-2
m/s2。当末速度方向仍向东时,v3=2
m/s,t'==
s=5
s;当末速度方向向西时,v3'=-2
m/s,t'==
s=7
s。故B、C正确。
15.沿直线运动的一列火车和一辆汽车从开始计时每过1
s的速度分别为v1和v2,如表所示,从表中数据可以看出( )
时间
t/s
1
2
3
4
5
火车
v1/(m·s-1)
18.0
17.5
17.0
16.5
16.0
汽车
v2/(m·s-1)
9.8
11.0
12.2
13.4
14.6
A.火车的速度变化较慢
B.汽车的加速度较小
C.火车的位移在减小
D.汽车的位移在减小
【答案】A
【解析】火车的加速度为:a=
m/s2=-0.5
m/s2,汽车的加速度为:a'=
m/s2=1.2
m/s2,可知汽车的加速度较大,火车的加速度较小,所以火车的速度变化较慢,故A正确,B错误。因为火车和汽车的速度都为正值,一直向正方向运动,所以位移都在增大,故C、D错误。
16.
一辆汽车从静止开始匀加速启动,然后保持匀速运动,最后做匀减速运动直到停下。从汽车开始运动起计时,表中给出了不同时刻汽车的瞬时速度,根据表中数据,通过分析、计算,可以得出( )
时刻(s)
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
9.5
10.5
速度(m/s)
3.0
6.0
9.0
12.0
12.0
9.0
3.0
A.汽车加速运动经历的时间为4.0
s
B.汽车加速运动经历的时间为5.0
s
C.汽车匀速运动经历的时间为2.0
s
D.汽车减速运动经历的时间为1.0
s
【答案】A
【解析】匀速运动的速度为v=12.0
m/s,匀加速3
s的速度为9.0
m/s,则匀加速运动的加速度:
a1==
m/s2=3.0
m/s2
则匀加速运动的时间:t1==
s=4.0
s
匀减速直线运动的加速度大小:
a2==
m/s2=6.0
m/s2
汽车从12.0
m/s减速到9.0
m/s所需的时间:
t'=
s=0.5
s,
则匀减速直线运动的初始时刻为9.0
s末,所以匀速运动的时间为5.0
s。
汽车从12.0
m/s减速到0所需的时间:
t″=
s=2.0
s,即汽车减速运动经历的时间为2.0
s。
如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,表中给出了部分测量数据,g=10
m/s2。则物体在0.6
s时的速度为( )
t(s)
0.0
0.2
0.4
…
1.2
1.4
…
v(m/s)
0.0
1.0
2.0
…
1.1
0.7
…
A.2.3
m/s
B.2.5
m/s
C.2.7
m/s
D.3.0
m/s
【答案】A
【解析】由表格中前两列数据可知,物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为:
a1==
m/s2=5
m/s2
由表格中第4、5两组数据可知,物体在水平面上做匀减速运动的加速度大小为:
a2==
m/s2=2
m/s2
研究物体由t=0到t=1.2
s过程,设物体在斜面上运动的时间为t,则有:vB=a1t
v1.2=vB-a2(1.2-t)
代入数据解得:t=0.5
s,vB=2.5
m/s
即物体在斜面上下滑的时间为t=0.5
s,则t=0.6
s时物体在水平面上运动,速度为:
v=vB-a2(0.6-t)=2.5
m/s-2×0.1
m/s=2.3
m/s
下列关于匀变速直线运动的说法正确的是( )
A.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
B.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度变化方向总是相同的
C.做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越大,加速度就越大
D.做匀变速直线运动的物体,运动的时间越短,加速度就越大
【答案】B
【解析】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共线的,方向可以相同,也可以相反,故A错误。加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度方向和速度变化的方向总是相同的,故B正确。做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越快,加速度越大,速度变化大,加速度不一定大,故C错误。加速度是描述速度变化快慢的物理量,故做匀变速直线运动的物体,它的速度在单位时间内变化越大,加速度越大;时间短,可能速度变化小,加速度不一定大,故D错误。
(多选)一辆农用“小四轮”漏油,假如每隔1
s漏下一滴,车在平直公路上行驶,一位同学根据漏在路面上的油滴分布,分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向)。下列说法中正确的是( )
A.当沿运动方向油滴始终均匀分布时,车可能做匀速直线运动
B.当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车一定在做匀加速直线运动
C.当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在减小
D.当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在增大
【答案】ACD
【解析】如果相邻油滴之间的距离差Δx=0,则车可能做匀速直线运动,故A正确。如果相邻油滴之间的距离差Δx>0,并且Δx逐渐增大,车速增大,而车的加速度可能逐渐减小,可能不变,也可能逐渐增大,故B错误,C、D正确。
二、非选择题(本题共3小题，满分24分)
20.
(
6分)如图所示,美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-15”型战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为
5.0
m/s2,起飞的最小速度是50
m/s,弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为30
m/s,则飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞?
【答案】4.0
s
解析 飞机在跑道上运动的过程中,当有最大初速度、最大加速度时,在跑道上加速的时间最短,故有:v=v0+at
t==
s=4.0
s
则飞机起飞时在跑道上至少加速4.0
s才能起飞。
21.（8分）一跳伞员从高空离开直升机落下,开始未打开降落伞(如图所示),先做匀加速直线运动,落下一段距离后才打开降落伞,打开降落伞后做匀减速直线运动,加速度大小为2
m/s2,经20
s到达地面时的速度为4
m/s,试求跳伞员在空中下落的最大速度。
【答案】44
m/s
【解析】跳伞员在空中下落的最大速度就是跳伞员做匀减速直线运动的初速度,跳伞员在做匀减速直线运动过程中,加速度a=-2
m/s2,据公式
v=v0+at
有v0=v-at=4
m/s-(-2)×20
m/s=44
m/s。
（10分）在风平浪静的海面上,有一架战斗机要去执行一紧急飞行任务,已知飞机的起飞速度为50
m/s(即飞机安全起飞时所需的最小速度),而航空母舰的弹射系统出了故障,无法在短时间内修复,飞机在跑道上加速时,可能产生的最大加速度为5
m/s2,跑道的长度经过计算只能让飞机在这些条件下加速8
s,飞机根本无法安全起飞。
(1)请探究分析:为什么飞机根本无法安全起飞?
(2)为了使飞机能够安全起飞,请设计一个行之有效的方法。
【答案】见解析
【解析】(1)航空母舰静止时,飞机在航空母舰上做初速度为零的匀加速直线运动,最大加速度a=5
m/s2,加速时间t=8
s,则据匀变速直线运动的速度公式,飞机8
s后所能达到的速度:
v=v0+at=(0+5×8)
m/s=40
m/s
由于该速度小于飞机安全起飞的速度50
m/s,所以飞机根本无法安全起飞。
(2)从第(1)问知:飞机在跑道上达到的最大速度为v=40
m/s,若航空母舰以速度v1做匀速直线运动,方向与飞机加速运动的方向相同,则飞机离开航空母舰后的速度(相对于海面)v2=v1+v。因此,若要飞机离开航空母舰后的速度(相对于海面)v2达到起飞速度50
m/s,可使航空母舰行驶的速度v1为:v1=v2-v=(50-40)
m/s=10
m/s。
所以,只要航空母舰沿飞机起飞方向,以不小于10
m/s的速度航行,飞机就能安全起飞。人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习
2.2
匀变速直线运动的速度与时间的关系（原卷版）
一、选择题（本题共19小题，每小题4分，满分76分）
1.
下列v-t图象中,表示物体做匀速直线运动的是( )
如图所示为物体做直线运动的v-t图象。若将该物体的运动过程用s-t图象表示出来(其中s为物体相对出发点的位移),则下图中的四幅图描述正确的是 ( )
如图为物体做直线运动的位移—时间(x-t)图象,若将该物体的速度—时间(v-t)图象表示出来,则下列四个图象中正确的是( )
下列运动中,最接近匀速直线运动的是( )
A.匀速转动的旋转餐厅
B.公共汽车在两个车站间的直线运动
C.国庆阅兵时军人正步走过主席台
D.跳伞运动员从静止在空中的直升飞机上跳下后的落体运动
下列关于匀变速直线运动的说法,正确的是( )
A.匀变速直线运动是运动快慢相同的运动
B.匀变速直线运动是速度变化相同的运动
C.匀变速直线运动是速度均匀变化的运动
D.匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动
下列说法正确的是( )
A.速度随着时间不断增加的直线运动是匀加速直线运动
B.速度随着时间均匀减小的直线运动是匀减速直线运动
C.匀变速直线运动的加速度大小不变,但方向可以变化
D.匀变速直线运动中,速度的方向一定不变
（多选）在图中,表示物体做匀减速直线运动的是( )
汽车的加速性能是反映汽车性能的重要指标。速度变化得越快,表明它的加速性能越好。如图为研究甲、乙、丙三辆汽车加速性能得到的v-t图象,根据图象可以判定( )
A.甲的加速性能最好
B.乙比甲的加速性能好
C.丙比乙的加速性能好
D.甲、乙、丙的加速性能相同
如图所示为某质点的v-t图象,则下列说法中正确的是( )
A.在0~6
s内,质点做匀变速直线运动
B.在6~10
s内,质点处于静止状态
C.在4
s末,质点向相反方向运动
D.在t=12
s末,质点的加速度为-1
m/s2
如图所示,一女同学穿着轮滑鞋以一定的速度俯身“滑入”静止汽车的车底,她用15
s穿越了20辆汽车底部后“滑出”,位移为58
m。假设她的运动可视为匀变速直线运动,从上述数据可以确定( )
A.她在车底运动时的加速度
B.她刚“滑出”车底时的速度
C.她刚“滑入”车底时的速度
D.她在车底运动时的平均速度
如图所示是足球运动员侧向踢出足球时的照片,照相机曝光时间为0.02
s,由此可估算出足球被踢出时的速度约为( )
A.5
m/s
B.20
m/s
C.100
m/s
D.150
m/s
小李乘坐高铁,当他所在的车厢刚要进隧道时,看到车厢内显示屏上的示数为216
km/h,他立即观察手表秒针走动,经过20
s车厢出了隧道,则该隧道的长度约为( )
A.600
m
B.1
200
m
C.2
160
m
D.4
320
m
以6
m/s的速度在水平面上运动的小车,如果获得2
m/s2的与运动方向同向的加速度,几秒后它的速度将达到10
m/s( )
A.5
s
B.2
s
C.3
s
D.8
s
（多选）一物体做匀变速直线运动,当t=0时,物体的速度大小为12
m/s,方向向东;当t=2
s时,物体的速度大小为8
m/s,方向仍向东。当t为多少时,物体的速度大小变为2
m/s ( )
A.3
s
B.5
s
C.7
s
D.9
s
15.沿直线运动的一列火车和一辆汽车从开始计时每过1
s的速度分别为v1和v2,如表所示,从表中数据可以看出( )
时间
t/s
1
2
3
4
5
火车
v1/(m·s-1)
18.0
17.5
17.0
16.5
16.0
汽车
v2/(m·s-1)
9.8
11.0
12.2
13.4
14.6
A.火车的速度变化较慢
B.汽车的加速度较小
C.火车的位移在减小
D.汽车的位移在减小
16.
一辆汽车从静止开始匀加速启动,然后保持匀速运动,最后做匀减速运动直到停下。从汽车开始运动起计时,表中给出了不同时刻汽车的瞬时速度,根据表中数据,通过分析、计算,可以得出( )
时刻(s)
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
9.5
10.5
速度(m/s)
3.0
6.0
9.0
12.0
12.0
9.0
3.0
A.汽车加速运动经历的时间为4.0
s
B.汽车加速运动经历的时间为5.0
s
C.汽车匀速运动经历的时间为2.0
s
D.汽车减速运动经历的时间为1.0
s
如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,表中给出了部分测量数据,g=10
m/s2。则物体在0.6
s时的速度为( )
t(s)
0.0
0.2
0.4
…
1.2
1.4
…
v(m/s)
0.0
1.0
2.0
…
1.1
0.7
…
A.2.3
m/s
B.2.5
m/s
C.2.7
m/s
D.3.0
m/s
下列关于匀变速直线运动的说法正确的是( )
A.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
B.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度变化方向总是相同的
C.做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越大,加速度就越大
D.做匀变速直线运动的物体,运动的时间越短,加速度就越大
(多选)一辆农用“小四轮”漏油,假如每隔1
s漏下一滴,车在平直公路上行驶,一位同学根据漏在路面上的油滴分布,分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向)。下列说法中正确的是( )
A.当沿运动方向油滴始终均匀分布时,车可能做匀速直线运动
B.当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车一定在做匀加速直线运动
C.当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在减小
D.当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在增大
二、非选择题(本题共3小题，满分24分)
20.
(
6分)如图所示,美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-15”型战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为
5.0
m/s2,起飞的最小速度是50
m/s,弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为30
m/s,则飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞?
21.（8分）一跳伞员从高空离开直升机落下,开始未打开降落伞(如图所示),先做匀加速直线运动,落下一段距离后才打开降落伞,打开降落伞后做匀减速直线运动,加速度大小为2
m/s2,经20
s到达地面时的速度为4
m/s,试求跳伞员在空中下落的最大速度。
（10分）在风平浪静的海面上,有一架战斗机要去执行一紧急飞行任务,已知飞机的起飞速度为50
m/s(即飞机安全起飞时所需的最小速度),而航空母舰的弹射系统出了故障,无法在短时间内修复,飞机在跑道上加速时,可能产生的最大加速度为5
m/s2,跑道的长度经过计算只能让飞机在这些条件下加速8
s,飞机根本无法安全起飞。
(1)请探究分析:为什么飞机根本无法安全起飞?
(2)为了使飞机能够安全起飞,请设计一个行之有效的方法。
