2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系word版含答案_2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业
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| 名称 | 2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系word版含答案_2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 692.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-04 05:43:50 | ||
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文档简介
2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系—2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业
1.一汽车在平直路面上运动，从某时刻开始其位移与时间的关系是（各物理量均采用国际单位制单位），则( )
A.计时开始时汽车的速度大小为2 m/s B.汽车的加速度大小为
C.汽车的加速度大小为 D.时汽车的速度大小为6 m/s
2.厦门大桥主桥有间距相等的路灯，如图所示为5根连续的灯柱，汽车从灯柱a处由静止开始做匀加速直线运动，已知该汽车通过段的时间为t，则通过段的时间为( )
A. B. C. D.
3.为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像，下列说法正确的是( )
A.动力车的初速度为20 m/s
B.刹车过程动力车的加速度大小为
C.刹车过程持续的时间为10 s
D.从开始刹车时计时，经过6 s，动力车的位移为30 m
4.物体从静止开始做匀加速直线运动，第3 s内通过的位移是3 m，则( )
A.物体的加速度是 B.前3 s内的位移是6 m
C.第3 s内的平均速度是3 m/s D.3 s末的速度是4 m/s
5.一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖直立在地面上的钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍，下滑的总时间为3 s，那么该消防队员( )
A.下滑过程中的最大速度为4 m/s B.加速与减速运动过程中平均速度之比为2:1
C.加速与减速运动过程的时间之比为1:2 D.加速与减速运动过程的位移大小之比为1:4
6.甲、乙两个物体在同一直线上运动，它们的位移x随时间t变化的图像如图所示，甲的图线为过原点的倾斜直线，乙的图线为以原点为顶点的抛物线，且2 s末两图线相交，交点坐标为。则( )
A.时刻，两物体速度相同 B.两物体相遇时乙物体比甲物体速度小
C.两物体相遇时乙物体的速度大小为4 m/s D.乙物体做加速度为的匀加速直线运动
7.在平直公路上行驶的a车和b车，其位移—时间图像分别为图中直线a和曲线b，已知b车的加速度恒定且等于，时，直线a和曲线b刚好相切，则( )
A.a车做匀速运动且其速度为
B.时，a车和b车的距离
C.时，a车和b车相遇，但此时速度不等
D.时，b车的速度为10 m/s
8.在平直公路上，自行车与同方向行驶的一辆汽车在时同时经过某一个路标（它们各行其道，两道相邻），它们的位移s（米）随时间t（秒）的变化规律为：。则以下结论正确的是( )
A.汽车做匀减速直线运动，自行车做匀速直线运动
B.经过路标后较短时间内自行车在前，汽车在后
C.在汽车停下来前，两车相距的最大距离为16 m
D.自行车追上汽车时，距路标96 m
9.高速收费站的电子不停车收费系统（ETC）可提高公路的通行能力.如图所示，一质量为m的汽车以速度进入ETC通道，先匀减速行驶位移恰好在ETC门架前速度减至，然后匀速前进位移通过自动栏杆，紧接着又以大小为a的加速度匀加速行驶位移后驶离通道.则下列关于汽车运动的说法正确的是( )
A.匀减速运动的时间为 B.匀速运动的时间为
C.匀加速运动的时间为 D.匀加速运动的时间为
10.光滑水平面上有一物体，它的初速度，现用一水平力拉物体，物体加速度随时间变化的关系如图所示，则此物体( )
A.在0~2 s内做匀加速直线运动 B.在2 s末的速度为3 m/s
C.在2~4 s内的位移为10 m D.在5 s末速度最大
11.质点做直线运动的位移x和时间平方的关系图像如图所示，则下列说法正确的是( )
A.质点做匀速直线运动，速度为2 m/s B.质点做匀变速直线运动，加速度为
C.任意相邻1 s内质点的位移差都为2 m D.质点在第1 s内的平均速度大小为2 m/s
12.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区间的速度不超过。现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以和的速度匀速行驶，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9 m处的速度恰好为6 m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经的反应时间后开始以大小为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9 m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？
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据匀变速直线运动公式，有，可得汽车的初速度为：，则加速度的大小为：，故A、B错误，C正确；根据匀变速直线运动的速度-时间公式，可知时汽车的速度为：，故D错误。故选C。
2.答案：D
解析：本题以实际情境考查匀变速直线运动规律及数学应用能力。设相邻路灯的间距为x，汽车的加速度大小为a，汽车从灯柱a到c的时间为，汽车从灯柱a到e的时间为，则由位移公式可得，联立可得，则汽车通过段的时间,D正确，A、B、C错误。
3.答案：A
解析：由图线可知，汽车的初速度，故A正确；由得：，解得：，即a的大小为，故B错误；由得：，故C错误，刹车持续时间为4 s，则经过6 s，动力车的位移，故D错误。
4.答案：C
解析：设物体的加速度为a，根据位移-时间公式，可知物体在前3 s内的位移为，物体在前2 s内的位移为，由题意可知，联立解得，故A错误；根据位移-时间公式，得前3 s内的位移为，则B错误；根据平均速度的定义，可知物体在第3 s内的平均速度为，则C正确；根据速度-时间公式，可知3 s末的速度为，则D错误。故选C。
5.答案：C
解析：本题考查平均速度的计算、匀变速直线运动规律的应用。设消防队员下滑过程中的最大速度为，由位移公式，可得，故A错误。消防队员加速与减速运动过程中平均速度大小都为，则平均速度之比为1:1，故B错误。由可知消防队员的加速度大小和运动时间成反比，加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍，所以加速与减速运动过程的时间之比为1:2，故C正确。消防队员加速与减速运动过程的平均速度大小相等，位移大小之比等于运动时间之比，为1:2，故D错误。
6.答案：D
解析：本题考查图像。在图像中图线的斜率表示速度，由题图可知，时刻甲物体的速度大于乙物体的速度，选项A错误；相遇时乙的图线的切线斜率大于甲的图线的斜率，则乙物体的速度大于甲物体的速度，选项B错误；由题意可得，甲物体做匀速直线运动，速度大小为4 m/s，乙物体做初速度为零的匀加速直线运动，由，解得，两物体相遇时乙的速度大小为，选项C错误，选项D正确。
7.答案：B
解析：a车图像是倾斜直线，故a车做匀速直线运动，其车速，A错误；时，直线a与曲线b刚好相切，则b车此时的速度为2 m/s，C错误；由得b车的初速度，b车在第一秒内的位移为，则时，a车与b车的距离，B正确；时，b车的速度，D错误.
8.答案：ACD
解析：由汽车的位移与时间关系可知，汽车的初速度为10 m/s，加速度大小为，且与初速度方向相反，做匀减速直线运动，自行车做速度为6 m/s的匀速直线运动，故A正确；经过路标后较短时间内汽车的速度大于自行车的速度，汽车在前，自行车在后，故B错误；当汽车和自行车速度相等时，间距最大，经速度相等，此时，故C正确；当自行车追上汽车时，两者位移相等，即，解得，此时它们距路标，故D正确。
9.答案：BC
解析：由，得汽车做匀减速运动的时间为，A错误；由，得汽车做匀速运动的时间为，B正确；由，得汽车做匀加速运动的时间为，C正确，D错误.
10.答案：BCD
解析：由图可知0~2 s内加速度增大，故物体做变加速运动，A错误；图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则2 s内速度变化量为，由于初速度为1 m/s，故2 s末的速度为3 m/s，B正确；2~4 s内加速度不变，物体做匀加速直线运动，故位移为，C正确；4~5 s内加速度减小，但速度仍在增加，故可知5 s末速度最大，D正确.
11.答案：BD
解析：由公式，结合图像可判断，质点运动的初速度为零，图像的斜率表示，所以有，即质点做初速度为0，加速度为的匀加速直线运动，故A错误，B正确；根据匀变速直线运动规律，质点在相邻相等时间内的位移差，可得任意相邻1 s内，该质点的位移差都为4 m，故C错误；结合图像及平均速度公式知，该质点在第1 s内的平均速度大小为，故D正确.
12.答案：（1）100 m
（2）66 m
解析：（1）甲车速度由20 m/s减速至6 m/s过程中的位移
即甲车司机需在离收费站窗口至少100 m处开始刹车。
（2）设甲刹车后经时间t，甲、乙两车速度相同，由运动学公式得：
解得
相同速度，只需满足乙车到达窗口前不超速，两车不会相撞。
乙车从34 m/s减速至6 m/s过程中的位移为
所以要满足条件，甲、乙的距离至少为
1.一汽车在平直路面上运动，从某时刻开始其位移与时间的关系是（各物理量均采用国际单位制单位），则( )
A.计时开始时汽车的速度大小为2 m/s B.汽车的加速度大小为
C.汽车的加速度大小为 D.时汽车的速度大小为6 m/s
2.厦门大桥主桥有间距相等的路灯，如图所示为5根连续的灯柱，汽车从灯柱a处由静止开始做匀加速直线运动，已知该汽车通过段的时间为t，则通过段的时间为( )
A. B. C. D.
3.为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像，下列说法正确的是( )
A.动力车的初速度为20 m/s
B.刹车过程动力车的加速度大小为
C.刹车过程持续的时间为10 s
D.从开始刹车时计时，经过6 s，动力车的位移为30 m
4.物体从静止开始做匀加速直线运动，第3 s内通过的位移是3 m，则( )
A.物体的加速度是 B.前3 s内的位移是6 m
C.第3 s内的平均速度是3 m/s D.3 s末的速度是4 m/s
5.一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖直立在地面上的钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍，下滑的总时间为3 s，那么该消防队员( )
A.下滑过程中的最大速度为4 m/s B.加速与减速运动过程中平均速度之比为2:1
C.加速与减速运动过程的时间之比为1:2 D.加速与减速运动过程的位移大小之比为1:4
6.甲、乙两个物体在同一直线上运动，它们的位移x随时间t变化的图像如图所示，甲的图线为过原点的倾斜直线，乙的图线为以原点为顶点的抛物线，且2 s末两图线相交，交点坐标为。则( )
A.时刻，两物体速度相同 B.两物体相遇时乙物体比甲物体速度小
C.两物体相遇时乙物体的速度大小为4 m/s D.乙物体做加速度为的匀加速直线运动
7.在平直公路上行驶的a车和b车，其位移—时间图像分别为图中直线a和曲线b，已知b车的加速度恒定且等于，时，直线a和曲线b刚好相切，则( )
A.a车做匀速运动且其速度为
B.时，a车和b车的距离
C.时，a车和b车相遇，但此时速度不等
D.时，b车的速度为10 m/s
8.在平直公路上，自行车与同方向行驶的一辆汽车在时同时经过某一个路标（它们各行其道，两道相邻），它们的位移s（米）随时间t（秒）的变化规律为：。则以下结论正确的是( )
A.汽车做匀减速直线运动，自行车做匀速直线运动
B.经过路标后较短时间内自行车在前，汽车在后
C.在汽车停下来前，两车相距的最大距离为16 m
D.自行车追上汽车时，距路标96 m
9.高速收费站的电子不停车收费系统（ETC）可提高公路的通行能力.如图所示，一质量为m的汽车以速度进入ETC通道，先匀减速行驶位移恰好在ETC门架前速度减至，然后匀速前进位移通过自动栏杆，紧接着又以大小为a的加速度匀加速行驶位移后驶离通道.则下列关于汽车运动的说法正确的是( )
A.匀减速运动的时间为 B.匀速运动的时间为
C.匀加速运动的时间为 D.匀加速运动的时间为
10.光滑水平面上有一物体，它的初速度，现用一水平力拉物体，物体加速度随时间变化的关系如图所示，则此物体( )
A.在0~2 s内做匀加速直线运动 B.在2 s末的速度为3 m/s
C.在2~4 s内的位移为10 m D.在5 s末速度最大
11.质点做直线运动的位移x和时间平方的关系图像如图所示，则下列说法正确的是( )
A.质点做匀速直线运动，速度为2 m/s B.质点做匀变速直线运动，加速度为
C.任意相邻1 s内质点的位移差都为2 m D.质点在第1 s内的平均速度大小为2 m/s
12.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区间的速度不超过。现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以和的速度匀速行驶，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9 m处的速度恰好为6 m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经的反应时间后开始以大小为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9 m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？
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据匀变速直线运动公式，有，可得汽车的初速度为：，则加速度的大小为：，故A、B错误，C正确；根据匀变速直线运动的速度-时间公式，可知时汽车的速度为：，故D错误。故选C。
2.答案：D
解析：本题以实际情境考查匀变速直线运动规律及数学应用能力。设相邻路灯的间距为x，汽车的加速度大小为a，汽车从灯柱a到c的时间为，汽车从灯柱a到e的时间为，则由位移公式可得，联立可得，则汽车通过段的时间,D正确，A、B、C错误。
3.答案：A
解析：由图线可知，汽车的初速度，故A正确；由得：，解得：，即a的大小为，故B错误；由得：，故C错误，刹车持续时间为4 s，则经过6 s，动力车的位移，故D错误。
4.答案：C
解析：设物体的加速度为a，根据位移-时间公式，可知物体在前3 s内的位移为，物体在前2 s内的位移为，由题意可知，联立解得，故A错误；根据位移-时间公式，得前3 s内的位移为，则B错误；根据平均速度的定义，可知物体在第3 s内的平均速度为，则C正确；根据速度-时间公式，可知3 s末的速度为，则D错误。故选C。
5.答案：C
解析：本题考查平均速度的计算、匀变速直线运动规律的应用。设消防队员下滑过程中的最大速度为，由位移公式，可得，故A错误。消防队员加速与减速运动过程中平均速度大小都为，则平均速度之比为1:1，故B错误。由可知消防队员的加速度大小和运动时间成反比，加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍，所以加速与减速运动过程的时间之比为1:2，故C正确。消防队员加速与减速运动过程的平均速度大小相等，位移大小之比等于运动时间之比，为1:2，故D错误。
6.答案：D
解析：本题考查图像。在图像中图线的斜率表示速度，由题图可知，时刻甲物体的速度大于乙物体的速度，选项A错误；相遇时乙的图线的切线斜率大于甲的图线的斜率，则乙物体的速度大于甲物体的速度，选项B错误；由题意可得，甲物体做匀速直线运动，速度大小为4 m/s，乙物体做初速度为零的匀加速直线运动，由，解得，两物体相遇时乙的速度大小为，选项C错误，选项D正确。
7.答案：B
解析：a车图像是倾斜直线，故a车做匀速直线运动，其车速，A错误；时，直线a与曲线b刚好相切，则b车此时的速度为2 m/s，C错误；由得b车的初速度，b车在第一秒内的位移为，则时，a车与b车的距离，B正确；时，b车的速度，D错误.
8.答案：ACD
解析：由汽车的位移与时间关系可知，汽车的初速度为10 m/s，加速度大小为，且与初速度方向相反，做匀减速直线运动，自行车做速度为6 m/s的匀速直线运动，故A正确；经过路标后较短时间内汽车的速度大于自行车的速度，汽车在前，自行车在后，故B错误；当汽车和自行车速度相等时，间距最大，经速度相等，此时，故C正确；当自行车追上汽车时，两者位移相等，即，解得，此时它们距路标，故D正确。
9.答案：BC
解析：由，得汽车做匀减速运动的时间为，A错误；由，得汽车做匀速运动的时间为，B正确；由，得汽车做匀加速运动的时间为，C正确，D错误.
10.答案：BCD
解析：由图可知0~2 s内加速度增大，故物体做变加速运动，A错误；图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则2 s内速度变化量为，由于初速度为1 m/s，故2 s末的速度为3 m/s，B正确；2~4 s内加速度不变，物体做匀加速直线运动，故位移为，C正确；4~5 s内加速度减小，但速度仍在增加，故可知5 s末速度最大，D正确.
11.答案：BD
解析：由公式，结合图像可判断，质点运动的初速度为零，图像的斜率表示，所以有，即质点做初速度为0，加速度为的匀加速直线运动，故A错误，B正确；根据匀变速直线运动规律，质点在相邻相等时间内的位移差，可得任意相邻1 s内，该质点的位移差都为4 m，故C错误；结合图像及平均速度公式知，该质点在第1 s内的平均速度大小为，故D正确.
12.答案：（1）100 m
（2）66 m
解析：（1）甲车速度由20 m/s减速至6 m/s过程中的位移
即甲车司机需在离收费站窗口至少100 m处开始刹车。
（2）设甲刹车后经时间t，甲、乙两车速度相同，由运动学公式得：
解得
相同速度，只需满足乙车到达窗口前不超速，两车不会相撞。
乙车从34 m/s减速至6 m/s过程中的位移为
所以要满足条件，甲、乙的距离至少为