2021-2022年高一物理第一册培优同步专题训练
2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
一、单选题。本大题共12小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.下列四个图读中,表示物体做匀加速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
2.关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.匀加速直线运动的速度一定与时间成正比
B.匀减速直线运动就是加速度为负值的运动
C.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
3.在光滑足够长的斜面上,有一物体以10 m/s初速度沿斜面向上运动,如果物体的加速度始终为5m/sfalse,方向沿斜面向下。那么经过3 s时的速度大小和方向是 ( )
A.25m/s,沿斜面向上 B.5m/s,沿斜面向下
C.5m/s,沿斜面向上 D.25m/s,沿斜面向下
4.如图所示为一物体做直线运动的false图象,用false、false表示物体在false时间内的速度和加速度,false表示物体在false时间内的速度和加速度,则由图可知( )
A.false与false方向相同,false与false方向相同,false
B.false与false方向相同,false与false方向相反,false
C.false与false方向相反,false与false方向相同,false
D.false与false方向相反,false与false方向相反,false
5.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,false时刻同时经过公路旁的同一个路标,如图所示,图线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20s的运动情况。下列说法正确的是( )
A.在0~10s内两车都做减速直线运动
B.在10~20s内乙车加速度为0.5false
C.在5~15s内甲车的平均速度大小为5false
D.在false时乙车速度比甲车大
6.星级快车出站时能在150 s内匀加速到180 km/h,然后正常行驶.某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至108 km/h.以初速度方向为正方向,则下列说法不正确的是( )
A.列车加速时的加速度大小为falsem/s2
B.列车减速时,若运用v=v0+at计算瞬时速度,其中a=-falsem/s2
C.若用v-t图象描述列车的运动,减速时的图线在时间轴(t轴)的下方
D.列车由静止加速,1 min内速度可达20 m/s
7.一质点自x轴原点出发,沿正方向以加速度a加速,经过t0时间速度变为v0,接着以加速度a运动,当速度变为false时,加速度又变为a,直至速度变为false时,加速度再变为a,直到速度为false··,其v–t图象如图所示,则下列说法正确的是
A.质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0
B.质点一直沿x轴正方向运动
C.质点最终静止在原点
D.质点在x轴上的整个运动过程就是一个匀变速直线运动
8.一家从事创新设计的公司打造了一台飞行汽车,既可以在公路上行驶,也可以在天空飞行。已知该飞行汽车在跑道上的加速度大小为2m/s2,速度达到40m/s后离开地面。离开跑道后的加速度为5m/s2,最大速度为200m/s。该飞行汽车沿直线从静止加速到最大速度所用的时间为( )
A.40s B.52s C.88s D.100s
9.在世界女排大奖赛中国香港站的比赛中,某运动员跳起将速度为20m/s水平飞来的排球迎面击出,排球以30m/s的速率水平返回,假设排球被击打过程中的平均加速度大小为200m/s2,则运动员对排球的击打时间为( )
A.0.05s B.0.25s C.0.1s D.0.15s
10.如图所示的位移—时间(x-t)图像和速度(v-t)图像中,给出了四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,则下列说法正确的是( )
A.图线1、3表示物体做曲线运动
B.x-t图像中0~t1时间内物体1和2的平均速度相等
C.v-t图像中t3时刻物体3的速度大于物体4的速度
D.两图像中t2、t4时刻分别表示物体2和4开始反向运动
11.一辆摩托车与一辆汽车在平直的公路上运动,下表是每隔1秒记录的两车的速度值.若两车的运动可看做匀变速直线运动,则下列说法正确的是( )
false
0
1
2
3
4
摩托车false
18.0
17.5
17.0
16.5
16.0
汽车false
9.8
11.0
12.2
13.4
14.6
A.摩托车的速度变化快
B.在0~4s内,汽车的平均速度较大
C.摩托车的位移在减小
D.从t=4s开始计时,经过false两车的速度相等
12.2018年2月24日,平昌冬奥会上单板滑雪女子平行大回转上演,共有三位中国队选手参赛?如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成?false时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点?若第2s末和第6s末速度大小均为8m/s,第4s末速度大小为12m/s,则( )
A.运动员在第4s末恰好经过B点
B.运动员在运动过程中的最大速度为15m/s
C.运动员在第10s末恰好停在C点
D.运动员在第8s末恰好停在C点
二、多选题。本大题共3小题,每小题有两项或以上符合题意。
13.如图所示,某质点运动的v-t图象为正弦曲线。从图象可以判断( )
A.质点做曲线运动
B.质点做往复运动
C.t1-t2质点运动的加速度逐渐减小
D.t2-t3质点运动的加速度逐渐减小
14.甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,两物体运动的v-t图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动
B.两物体两次速度相同的时刻分别在1 s末和4 s末
C.乙在前2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动
D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反
15.一物体做直线运动,其v—t图像如图所示,以下说法正确的是( )
A.只有0 ~ 2s内加速度与速度方向相同
B.0 ~ 2s内物体的加速度为1.5false
C.4 ~ 6s内物体的速度一直在减小
D.5 ~ 6s内加速度的方向与速度方向相同
三、解答题。本大题共6小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程。
16.某物体在水平方向做直线运动的v-t图像如图所示。请根据图像画出物体运动过程的示意图,并求出各运动阶段的加速度。
17.一辆汽车以54km/h的速度在平直公路上行驶,司机看见前方路口红灯亮时立即刹车。若汽车刹车时的加速度大小为3m/s2,则刹车后4s末的速度是多少?
18.2015年12约14日,嫦娥三号登月探测器平稳落月,中国首次地外天体软着陆成功。当它靠近月球后,先悬停在月球上方一定高度,之后关闭发动机,以false的加速度下落,经false到达月面,此时探测器的速度是多少?
19.如图中的三条直线a、b、c描述了A、B、C三个物体的运动。先初步判断一下哪个物体的加速度最大,再根据图中的数据计算它们的加速度,并说明加速度的方向。
20.四个质点做直线运动,它们的false图像分别如图中甲、乙、丙、丁所示。速度v坐标轴的正值表示质点向东的方向,当false时,质点位于A点。请分别说出四个false图像中的质点在2s时间内的运动情况。需要说明各段时间质点在向哪个方向运动?速度大小怎样变化?
21.汽车启动的快慢和能够达到的最大速度,是衡量汽车性能指标体系中的两个重要指标.汽车启动的快慢用车的速度从0到100 km/h的加速时间来表示,这个时间越短,汽车启动时的加速度就越大.下表中列出了两种汽车的性能指标(为了简化计算,把100 km/h取为30 m/s).
启动的快慢/s(0~30 m/s的加速时间)
最大速度/m·s-1
甲车
12
40
乙车
6
50
现在,甲、乙两车在同一条平直公路上,车头向着同一个方向,乙车在前,甲车在后,两车相距85 m.甲车先启动,经过一段时间t0乙车再启动.若两车从速度为0到最大速度的时间内都以最大加速度做匀加速直线运动,在乙车开出8 s时两车相遇,则
(1)t0应该为多少?
(2)在此条件下,两车相遇时甲车行驶的路程是多少?
参考答案
1.A
【解析】物体做匀加速直线运动的速度—时间关系式为
false
速度与时间为一次函数关系,false图像为一条倾斜的直线,且速度随时间的增加而增大。
故选A。
2.C
【解析】A.根据速度公式v=v0+at,可知,当v0≠0,v与t不成正比,选项A错误;
B.匀减速直线运动是加速度方向与速度方向相反的运动,加速度不一定为负值,选项B错误;
C.匀变速直线运动的特点是速度随时间均匀变化,选项C正确;
D.速度先减小再增大的运动,加速度可能不变,选项D错误。
故选C。
3.B
【解析】规定沿斜面向上为正方向,根据速度随时间变化关系式
false
负号表示方向沿斜面向下,大小为5m/s。
故选B。
4.B
【解析】由图看出,在0~t2时间内物体的速度均为正值,说明速度方向没有变化,则v1与v2方向相同。在0~t1时间内图线的斜率是正值,则加速度a1为正值,在t1~t2时间内图线的斜率为负值,加速度a1与为负值,则a1与a2方向相反。速度图象的斜率等于加速度,斜率绝对值越大表示加速度越大,则有a1<a2。
故选B。
5.C
【解析】A.0~10s内甲车做匀速直线运动,乙车做减速直线运动,A错误;
B.图线的斜率表示加速度,故乙车的加速度为
false
B错误;
C.因为甲车做匀速直线运动,所以平均速度等于任意时刻的瞬时速度,故为5false,C正确;
D.在false时两者速度相同,D错误。
故选C。
6.C
【解析】
false ;false
列车的加速度大小false,减速时,加速度方向与速度方向相反,false,故A、B两项都正确.列车减速时,v ?t图像中图线依然在时间轴t轴的上方,C项错.由v=at可得false v=false×60 m/s=20 m/s,D项对.
本题选不正确的,故选C
7.A
【解析】A.由图象,2t0时刻位移最大,故质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0,故A正确;
BD.速度为矢量,图中物体的速度只有两个相反的方向,故物体时而沿x轴正方向运动,时而沿x轴负方向运动,故BD错误;
C.由图象,质点每次返回的位移均小于前一运动周期的位移.故最终静止时离开原点的距离一定小于第一个运动周期的位移v0t0,故C错误;
故选A.
8.B
【解析】根据v=v0+at,飞行汽车在跑道上运动时有
v1=a1t1
则该飞行汽车在跑道上加速的时间
t1=falses=20s
飞行汽车离开地面后有
v2=v1+a2t2
则该飞行汽车在空中加速的时间
t2=falses=32s
则
t=t1+t2=52s
故选B。
9.B
【解析】规定初速度方向为正方向,则
v1=20m/s,v2=-30m/s
根据加速度的定义式有
a=false=false
得
Δt=false=falses=0.25s
故B正确。
故选B。
10.B
【解析】A.无论速度时间图象还是位移时间图象只能表示物体做直线运动,而不能表示物体做曲线运动,所以图线1、3表示物体做直线运动,故A错误;
B.x-t图象中0~t1时间内物体1和2通过的位移相等,所用时间相等,则它们的平均速度相等,故B正确;
C.v-t图象中t3时刻物体3与物体4的速度相同,故C错误;
D.x-t图线的斜率等于物体的速度,斜率大于0,表示物体沿正方向运动;斜率小于0,表示物体沿负方向运动,则知t2时刻表示物体2开始反向运动,v-t图象中速度的正负表示速度的方向,则知t4时刻物体4没有开始反向运动;故D错误。
故选B。
11.D
【解析】速度变化的快慢是速度变化率,即加速度,对摩托车a1==-0.5m/s2,对汽车则有加速度a2==1.2m/s2,所以汽车的速度变化快,选项A错误;匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度,在0~4s内的平均速度即2s时的瞬时速度,所以摩托车的平均速度17m/s大于汽车的平均速度12.2m/s,选项B错误;摩托车的速度在减小,汽车速度在增大,但是速度方向都没有改变,都是沿正方向运动,所以位移都是一直在增大,选项C错误;从t=4s开始计时摩托车的速度v1=16+ a1t,汽车的速度v2=14.6+a2t,速度相等即v1= v2,带入数据计算得Δt=s,选项D正确.
12.C
【解析】A.0~2s末运动员在斜直轨道上下滑,其加速度
false
如果第4s末运动员还在斜直轨道上,则速度应为
false
可判断出第4s末运动员已经过B点,故A错误;
B.运动员是在2s到4s之间经过B点,则根据第4s末~第6s末的速度可求得运动员在水平轨道上的加速度
false
根据运动学公式有
false
又
false
解出
false
所以运动员开始下滑后到达B点经过的时间
false
到达B点时速度
false
所以最大速度不是15m/s,故B错误;
CD.第6s末的速度是8m/s,到停下来还需时间
false
所以到C点的时间是第10s末,故C正确,D错误。
故选C。
13.BD
【解析】A.v-t图象中质点的运动是直线运动,故A错误;
B.v-t图象中图象与时间轴所围图形的面积表示位移的大小,故由图象可知,0~t2时间内位移大小与t2~t4时间内的位移大小相等,但方向相反,可知质点做往返运动,故B正确;
C.图象切线的斜率表示加速度的大小,故可知,在t1~t2时间内,加速度逐渐减小,在t1时刻加速度为0,t2时刻加速度大小最大,故C错误;
D.在t2~t3时间内,图线的斜率减小,则加速度逐渐减小,故D正确。
故选BD。
14.BC
【解析】AC.由v-t图像知,甲以2 m/s的速度做匀速直线运动;乙在0~2 s内做匀加速直线运动,加速度
false
2~6 s内做匀减速直线运动,加速度
false
整个过程中加速度发生变化,不是匀变速运动,A错误,C正确;
B.在t=1 s和t=4 s时二者速度相同,B正确;
D.0~6 s内甲、乙的速度均为正数,所以速度方向相同,D错误。
故选BC。
15.BD
【解析】AD.加速度的方向与速度的方向相同时,速度增大,由题图可知,D正确、A错误;
B.0 ~ 2s内falsefalse,B正确;
C.由题图可知,4 ~ 6s内速度先减小后反向增大,C错误。
故选BD。
16.见解析
【解析】由图象可知在0~2s与2~4s内物体的运动示意图为
其加速度分别为
false
false
可知在4~6s与6~8s内物体的运动示意图为
其加速度分别为
false
false
17.3m/s
【解析】选定初速度方向为正方向,由题意可知,
v0=54km/h=15m/s
t=4s
a=-3m/s2
根据匀变速直线运动的速度公式得
false=15m/s+(-3m/s2)×4s=3m/s
所以,汽车刹车后4s末的速度是3m/s。
18.false
【解析】嫦娥三号登月探测器向下做初速度为零的匀加速直线运动,由运动学公式可得
false
探测器到达月面的速度为false。
19.a的加速度最大;其中A、B、C三个物体的加速度为0.62m/s2、0.08m/s2、0.25m/s2;方向分别为:正方向、正方向、负方向。
【解析】因v-t图像的斜率等于加速度,可知a的加速度最大;
false
方向为正方向;
false
方向沿正方向;
false
方向沿负向。
20.见解析。
【解析】对于甲,0~1s内物体向西做初速度为1m/s的匀减速直线运动,1s末的速度减为零,加速度为
false
方向向东,1~2s内物体向东做初速度为零的匀加速直线运动,2s末的速度增到1m/s方向向东,加速度为
false
方向向东。
对于乙,0 ~1s内物体向东做初速度为零的匀加速直线运动,1s末的速度增到1m/s方向向东,加速度为
false
方向向东;1~2s内物体向东做初速度为1m/s的匀减速直线运动,2s未的速度减为0,加速度为
false
方向向西。
对于丙,0~1s内物体向东做初速度为1m/s的匀减速直线运动,1s末的速度减为零,加速度为
false
方向向西;1~2s内物体向东做初速度为零的匀加速直线运动,2s末的速度增到1m/s方向向东,加速度为
false
方向向东。
对于丁,0~1s内物体向东做初速度为1m/s的匀减速直线运动,1s末的速度减为零,加速度为
false
方向向西;1~2s内物体向西做初速度为零的匀加速直线运动,2s末的速度增到1m/s方向向西,加速度为
false
方向向西。
21.(1)6s;(2)245m.
【解析】(1)甲车的最大加速度为:false
乙车的加速度为:false
甲车以最大加速度加速到最大速度的时间为:false
在此时间内的位移为:false
乙车以最大加速度加速到最大速度的时间为:false
所以乙车在8s内一直做匀加速直线运动,在此过程中的位移为:false
因为x1>x2+85,所以甲乙两车在加速阶段相遇.有:false
解得:t0=6s
故t0应该满足的条件是t0=6s.
(2)相遇时甲车的路程为:false.
故两车相遇时甲车行驶的路程为245m.