人教版(2019)高一物理必修第一册4.5牛顿运动定律的应用同步练习(word含答案)

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名称 人教版(2019)高一物理必修第一册4.5牛顿运动定律的应用同步练习(word含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-06-12 09:28:05

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1083310011201400人教版(2019)高中物理必修第一册第四章运动和力的关系5牛顿运动定律的应用同步练习
第I卷(选择题)
1.下列说法中,正确的是(?? )
A.?两个运动物体的位移大小均为30 m,则这两个位移一定相同
B.?做直线运动的两物体的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,则x甲>x乙
C.?质点做直线运动时,路程等于位移的大小
D.?一个运动的物体位移的大小,不会比路程大
2.甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶.在t=0到t=t1的时间内,它们的位移时间图象如图所示.在这段时间内(?? )
A.?汽车甲的平均速度比乙的平均速度大??????????????????B.?汽车甲的位移比乙的位移大
C.?汽车甲与汽车乙的运动方向相反?????????????????????????D.?汽车甲做减速运动,汽车乙做加速运动
3.某学校田径运动场跑道如图,其中 A 点是所有跑步项目的终点,也是 400m 、 800m 赛跑的起跑点, B 点是 100m 赛跑的起跑点,在一次运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参加了 100m 、 400m 和 800m 赛跑,则从开始比赛到比赛结束(??? )
A.?甲的位移最大????????????????B.?乙的位移最大????????????????C.?丙的位移最大????????????????D.?乙、丙的路程相等
4.如图为甲、乙两物体沿同一直线,同时开始运动的v-t图像。以下判断正确的是(?? )
A.?甲、乙两物体均做匀速直线运动
B.?在时刻t1甲、乙两物体加速度大小相等
C.?甲、乙两物体运动过程中加速度均不变,甲的加速度大
D.?甲、乙两物体运动过程中加速度均不变,乙的加速度大
5.A、B、C三个质点同时同地沿一直线运动,其位移时间图像如图所示,则在0~t0这段时间内,下列说法正确的是(?? )

A.?质点A的位移最大???????????????????????????????????????????????B.?质点C的平均速度最小
C.?三个质点的路程不相等???????????????????????????????????????D.?三个质点的平均速度一定相等
6.有一物体做直线运动,其速度-时间图像如右图所示,则物体的加速度和速度方向相同的时间间隔是(???? )
A.?只有07.以下计时数据指时间间隔的是(?? )
A.?2018年11月19日2时07分,西昌卫星发射中心,将两颗北斗全球导航卫星发射升空
B.?某同学百米赛跑时在14s末冲过终点线
C.?物理期中考试时间为90min
D.?开往上海的动车于07:42从济南站发车
8.有四个运动的物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图象如图甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图象如图乙所示.根据图象做出以下判断正确的是(? )
A.?t=3s时,物体C追上物体D
B.?t=3s时,物体C与D间距离最大
C.?在0~3s时间内,物体B运动的位移为5m
D.?物体A和B均做匀加速直线运动且A的速度比B的大
9.A、B两人从同一地点同时同向沿直线驶向同一目的地.A在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动,在后一半路程中以速度v2(v1≠v2)做匀速直线运动;B在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动,在后一半时间里以速度v2做匀速直线运动.则(?? )
A.?B先到达目的地?????????B.?A先到达目的地?????????C.?A,B同时到达目的地?????????D.?条件不足,无法比较
10.某同学在研究一辆汽车的运动时发现,汽车沿直线运动,以速度v1=20 m/s行驶了1/3的路程,接着以速度v2=30 m/s跑完了其余的2/3的路程,他根据这些数据算出了汽车在全程的平均速度,你看下列哪一个是正确的(?? )
A.?25 m/s??????????????????????????????B.?24 m/s??????????????????????????????C.?23 m/s??????????????????????????????D.?25.7 m/s
11.如图所示的位移(x)-时间(t)图象和速度(v)-时间(t)图象中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是(??? )
A.?甲车做直线运动,乙车做曲线运动
B.?0~t1 时间内,甲车通过的路程大于乙车通过的路程
C.?0~t2 时间内,丙、丁两车在 t2 时刻相距最远
D.?0~t2 时间内,丙、丁两车的平均速度相等
12.如图是水平匀速飞行的飞机投掷炸弹瞬间的照片,不计空气阻力,下列判断正确的是(?? )
A.?以飞机为参考系,炸弹的运动轨迹是曲线 B.?以地面为参考系,炸弹的运动轨迹是直线
C.?研究炸弹的运动轨迹时,可将它视为质点 D.?研究炸弹的飞行姿态时,可将它视为质点
第II卷(非选择题)
13.做直线运动的物体,其 v—t 图像如图所示,根据 v—t 图像
第1秒内,物体的加速度大小________ m/s2 , 第2秒内和第4秒内的加速度________(是、否)相同,在第4秒内,物体的运动为________? (正、负)方向。
14.我国将“高分四号”卫星成功发射进入地球同步轨道,卫星围绕地球做圆周运动,如图所示。卫星轨迹是以O为圆心、半径等于R的圆周。P、Q为轨迹上两点,且OP⊥OQ。卫星从P运动到Q过程中,路程为________,位移大小为________
15.如图所示,两路灯灯杆A、B相距40m,一辆汽车用3.2s时间通过这两根路灯灯杆,据此可以计算出汽车在这段位移中的________速度为________m/s。若灯杆A的近旁相距0.42m处有一块路牌,汽车驶过路牌和灯杆的这一小段距离只用了0.03s,在这段时间里的平均速度为________m/s,可以认为汽车驶过灯杆时的________速度为________m/s。
16.某质点做直线运动,如图所示为运动的 v?t 图像。由图可知t=5s时质点的加速度是________m/s2;t=15s时质点的加速度是________m/s2;质点在25s内的平均速度是________m/s。
17.一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10 m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过10s后警车发动起来,并以2m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在108 km/h以内.问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车?
18.某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车,轿车速度为v1=30m/s,货车的速度为v2=18m/s,由于天气原因,轿车在与货车相距x0=23m时才发现前方有货车,若此时轿车立即刹车,则轿车要经过150m才停下来。刹车过程可视为匀减速运动,运动过程中两车均可视为质点。
(1)若轿车刹车后货车继续以v2=18m/s的速度匀速行驶,请通过计算分析两车是否会相撞?
(2)若轿车在刹车的同时给货车发信号,货车司机经t0=1.5s收到信号并立即以加速度大小a2=2m/s2匀加速前进,请通过计算分析两车是否会相撞。若不相撞,求此过程中轿车与货车的最近距离为多少。
19.在防控新冠肺类疫情期间,襄阳五中积极落实教育部“停课不停学”的有关通知要求,注重生命教育,鼓励学生锻炼身体。某次小明同学在锻炼中运动的 v?t 图像如图所示,若规定向东为正方向,求:
(1)试着描述小明在0~12s内是怎样运动的;
(2)小明在0~12s内的平均速度及10~12s内的加速度。
参考答案
1. D
【详解】A. 位移有方向,两个运动物体的位移大小均为30 m,则这两个位移不一定相同,A不符合题意;
B. 做直线运动的两物体的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,则x甲C. 质点做往返直线运动时,路程大于位移的大小,C不符合题意;
D. 一个运动的物体位移的大小,不会比路程大,因为两点间的线段最短,D符合题意。
故答案为:D。
2. C
【详解】从图中可知两者的位移大小相等,所用时间相等,根据 v=xt 可知两者的平均速度相等,AB不符合题意;甲向负向运动(到坐标原点的距离越来越小),而乙向正向运动(到坐标原点的距离越来越大),所以两者的运动方向相反,C符合题意;图像的斜率表示速度,从图中可知两者的斜率都减小,所以速度都减小,D不符合题意.
故答案为:C
3. A
【详解】ABC.由题意可知,400m、800m的比赛中,起点和终点相同,所以在400m、800 m的比赛中位移的大小是零,而在100 m的比赛中,做的是直线运动,位移的大小就是100m,所以甲的位移最大,乙和丙的位移是零,所以A符合题意,BC不符合题意;
D.路程是指物体所经过的路径的长度,所以在100 m、400m和800m的比赛中,路程最大的是丙,所以D不符合题意.
故答案为:A
4. D
【详解】A.速度图线的斜率表示加速度,根据图象可知,甲乙都做匀加速直线运动,A不符合题意;
B.由图可知,乙的斜率大于甲的斜率,所以乙的加速度大,B不符合题意;
CD.速度图线的斜率表示加速度,且乙的斜率大于甲的斜率,根据图象可知,甲、乙两物体运动过程中加速度均不变,乙的加速度大,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
5. D
【详解】AC.位移时间图像纵坐标的变化量表示位移,由图象看出,在0~t0时间内,三个物体的位移相同,图像的斜率等于速度,可知三个质点都做单向直线运动,路程等于位移的大小,所以三个质点的路程相等,AC不符合题意;
BD.三个质点的位移相同,所用时间相同,则根据平均速度公式分析可知,三个物体的平均速度都相同,B不符合题意D符合题意。
故答案为:D。
6. D
【详解】速度图象的斜率等于物体运动的加速度,斜率大于零说明物体的加速度沿正方向,斜率小于零说明物体的加速度沿负方向;速度 v>0 ,说明物体的速度沿正方向, v<0 ,说明物体运动的方向沿负方向.
速度图象的斜率等于物体运动的加速度,斜率大于零说明物体的加速度沿正方向,斜率小于零说明物体的加速度沿负方向,由图可知0~2s,6~8s,物体的加速度沿正方向;速度 v>0 ,说明物体的速度沿正方向, v<0 ,说明物体运动的方向沿负方向,由图可知0~5s物体的运动方向沿正方向,而5~8s物体沿负方向运动.故0~2s速度和加速度都大于零,方向相同,而5~6s速度和加速度都小于零,方向相同;故加速度方向和速度方向相同的时间间隔是:0~2s和5~6s.
故答案为:D
7. C
【详解】A.2018年11月19日2时07分是指某一瞬间即为时刻,A不符合题意;
B.在14s末指一个瞬间,是时刻,不是时间,B不符合题意;
C.期中物理考试时间为90min,90min是指时间,是指开场与终了的时间间隔,C符合题意;
D.07:42是时刻,是指一个瞬间,D不符合题意。
故答案为:C。
8. B
【详解】由乙图看出:t=3s时,D图线所围“面积”大于C图线所围“面积”,说明D的位移大于C的位移,而两物体从同一地点开始运动的,所以物体C还没有追上物体D.A不符合题意.由乙图看出:前3s内,D的速度较大,CD间距离增大,3s后C的速度较大,两者距离减小,t=3s时,物体C与物体D之间有最大间距.B符合题意.由甲图看出:在0-3s的时间内,物体B运动的位移为△X=10m-0=10m.C不符合题意.由甲图看出:物体A和B位移图象都是倾斜的直线,斜率都不变,速度都不变,说明两物体都做匀速直线运动,A图线的斜率大于B图线的斜率,A的速度比B的速度更大.D不符合题意.
故答案为:B.
9. A
【详解】设B运动的时间为tB , 则 x=v1tB2+v2tB2 ,即 tB=2xv1+v2 ;对于A的运动有 tA=x2v1+x2v2=x(v1+v2)2v1v2 , tAtB=(v1+v2)24v1v2>1 (v1≠v2),即tA>tB , A符合题意.所以A符合题意,BCD不符合题意.
故答案为:A
10. D
【详解】全程的平均速度为: v=S13Sv1+23Sv2=3v1v2v2+2v1
代入数据解得: v=1807m/s≈25.7m/s .
故答案为:D
11. C
【详解】A.根据位移-时间图象的斜率表示速度,由图象可知:乙图线的斜率不变,说明乙的速度不变,做匀速直线运动.甲做速度越来越小的变速直线运动.A不符合题意.
B.在t1时刻两车的位移相等,又都是单向直线运动,所以两车路程相等.B不符合题意.
C.由图象与时间轴围成的面积表示位移可知:丙、丁两车在t2时刻面积差最大,所以相距最远.C符合题意.
D.0~t2时间内,丙的位移小于丁的位移,时间相等,平均速度等于位移除以时间,所以丙的平均速度小于丁车的平均速度.D不符合题意.
故答案为:C
12. C
【详解】A.以飞机为参考系,炸弹落地前一直在飞机的正下方,运动轨迹为直线,A不符合题意;
B.以地面为参考系,炸弹在空中的运动轨迹为抛物线,B不符合题意;
C.研究炸弹的飞行轨迹,可以将其看做质点,C符合题意;
D.若研究其飞行姿态等细节问题,则不能将其视做质点,D不符合题意。
故答案为:C。
13. 4;是;负
【详解】物体在第1秒内,速度从0增加到4m/s,故加速度大小 a1=ΔvΔt=4?01m/s2=4m/s2 第2秒内和第4秒内图象的斜率相同,则物体的加速度相同,该过程中物体的加速度为 a2=a4=ΔvΔt=0?43?1m/s2=?2m/s2
可见,第2秒和第4秒内的加速度相同。在第4秒内,物体的加速度不变,速度为负值,且均匀增大,说明物体做沿负方向做匀加速直线运动。
14. 3πR2;2 R
【详解】路程是轨迹的长度,卫星从P运动到Q,运行了圆周的四分之三,则路程为 x=34×2πR=3πR2 位移的大小等于首末位置的距离,根据几何关系知,位移大小 x=R2+R2=2R
15. 平均;12.5;14;瞬时;14
【详解】AB间的平均速度为 v=xt=403.2m/s=12.5m/s 通过路牌的平均速度为 v'=x't'=0.420.03m/s=14m/s
由于时间较短,则可以认为汽车驶过灯杆时的瞬时速度为14m/s
16. 1;0;7
【详解】 v?t 图中图线的斜率表示物体运动的加速度,所以在 0?10s 质点做匀加速直线运动; t=5s 时质点的瞬时加速度为 a=△v△t=10?010m/s2=1m/s2
由图知:质点在 10?20s 内做匀速直线运动,加速度为零,所以 t=15s 时质点的加速度是0;
根据速度图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移,可知 0?25s 质点通过的总位移大小为 x=12×10×(10+25)m=175m
则平均速度为 v=xt=17525=7m/s
17. (1)解:已知vm=108km/h=30m/s,v=10m/s,a=2m/s2
当两车速度相等时,两车间的距离最大,速度相等经历的时间为: t1=va=102s=5s
此时货车的位移为:x1=v(t1+10)=10×15m=150m
警车的位移为: x2=12at12=12×2×52=25m ?
则两车间的最大距离为:△x=x1-x2=150m-25m=125m
(2)解:警车加速到最大速度所需的时间为: t2=vma=302s=15s
此时警车的位移为: x′2=12at22=12×2×152m=225m
货车的位移为:x1′=v(t2+10)=10×25m=250m
两车还相距?x=25m,说明警车还没有追上货车.
设警车再经过t时间追上货车,则有: vmt?vt=Δx
代入数据解得:t=1.25s
则警车发动后追上货车的时间为15s+1.25s=16.25s
【详解】(1)警车做匀加速直线运动,货车做匀加速直线运动,两车速度相等时距离最大,利用共速可以求出共速的时间,结合两车的位移公式可以求出两车最大的距离;
(2)警车做匀加速直线运动,利用最大速度和速度公式可以求出加速的时间,利用位移公式可以判别警车还需要继续做匀速运动才可以追上货车,利用匀速运动的位移公式可以求出继续运动的时间。
18. (1)解:对轿车刹车的过程做匀减速运动,有: v12=2a1x ,解得轿车刹车过程的加速度大小 a1=3m/s2
当两车的速度相等时是避免碰撞的临界条件,则有 v1?a1t1=v2
解得t1=4s
轿车行驶的距离x1= v1+v22 t1=96m
货车行驶的距离x2=v2t1=72m
因 x1?x2=24m>x0=23m
所以两车会相撞
(2)解:假设从轿车开始刹车经过时间t,两车速度相等,即: v1?a1t=v2+a2(t?t0)
解得t=3s
轿车行驶的距离 x1'=v1t?12a1t2 ,货车行驶的距离 x2'=v2t0+v2(t?t0)+12a2(t?t0)2
解得x1′=76.5m
x2′=56.25m
因 x1′?x2′=20.25m所以两车不会相撞, 在避撞过程中,由于轿车做减速运动而货车做加速运动,则两车的速度相等时是两者距离最近,最近距离为20.25m
【详解】(1)轿车做匀减速直线运动,利用速度位移公式可以求出轿车加速度的大小;利用两车速度大小相等,结合速度公式可以求出共速的时间;再利用两车的位移公式可以判别两车是否相遇;
(2)假设轿车开始减速,而货车开始做匀加速直线运动;利用共速结合速度公式可以求出共速的时间,结合两车的位移公式可以判别两车是否相遇。
19. (1)解:在 0?4s ,小明做初速为零的正向的匀加速直线运动,在 4s?8s 小明做速度为10m/s的匀速直线运动,在 8s?10s 小明做正向的匀减速直线运动,在 10s?12s 小明做反向的匀加速直线运动。
(2)解:小明在0~12s内的位移 x=4+102×10m?12×2×10m=60m
平均速度 v=xt=6012m/s=5m/s
10~12s内的加速度 a=ΔvΔt=?10?02m/s2=?5m/s2
【详解】(1)利用速度的绝对值结合符号可以判别速度的方向及大小变化;
(2)图像的面积代表小明运动的位移,利用面积可以求出位移的大小,结合运动的时间可以求出平均速度的大小;利用斜率可以求出加速度的大小。