物理必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究综合与测试单元测试练习
展开学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列说法正确的有( )
A.物体在一条直线上运动,若在相等的时间内通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动
B.加速度均匀变化的运动就是匀变速直线运动
C.匀变速直线运动是速度变化量为零的运动
D.匀变速直线运动的加速度是一个恒量
2.某质点从静止开始做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动,下列说法错误的是( )
A.质点的加速度每隔1s增大2m/s2
B.质点在任意1s的时间内末速度比初速度大2m/s
C.质点在1s末、2s末、3s末的速度大小之比为1∶2∶3
D.质点在前2s内、前4s内、前6s内的位移大小之比为1∶4∶9
3.火车机车原来的速度为36km/h,在一段下坡路上加速度为0.2m/s2,机车行驶到下坡路末端,速度增加到54km/h,则机车通过这段下坡路所用的时间为多少秒.( )
A.10sB.15sC.25sD.20s
4.美国“华盛顿号”航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“F-18大黄蜂”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2,起飞速度为50m/s,若该飞机滑行100m时起飞,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为( )
A.40m/sB.30m/sC.20m/sD.10m/s
5.一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶.遇突发情况后,司机紧急刹车使车做匀减速直线运动.已知汽车的速度在1s内减小了8m/s,下列说法不正确的是( )
A.汽车在减速过程中的加速度大小为8m/s2
B.在减速行驶的全过程中汽车的平均速度大小为10m/s
C.汽车刹车后,在3s内运动的距离是24m
D.汽车刹车后,在2s末的速度大小为4m/s
6.如图所示为A、B两物体运动的位移—时间图像,下列说法中不正确的是( )
A.A、B两物体开始运动时相距100m,同时相向运动
B.B物体做匀速直线运动,速度大小为5m/s
C.A、B两物体运动8s时,在距A的出发点60m处相遇
D.A物体在运动过程中停止了6s
7.甲、乙两辆汽车同时从同一地点由静止出发沿同一直线运动,它们的速度图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.乙车在0-d时间内始终作匀减速运动
B.乙车在a时刻以后一直做匀变速运动
C.两辆汽车在b时刻相距最远
D.甲车在c时刻被乙车追上
8.将一个物体以大小为的初速度竖直向上抛出,物体能上升的最大高度为h不计空气阻力,重力加速度为g,则物体上升到高度时,物体的速度大小为
A.B.C.D.
二、多选题
9.有一串珠子(珠子可视为质点),穿在一根长1.8m的细线上,细线的首尾各固定1个珠子,中间还有5个珠子。从最下面的珠子算起,相邻两个珠子之间的距离依次为5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、55cm,如图所示,某人向上提起细线的上端,让细线自由垂下,且第1个珠子紧贴水平桌面。松手后开始计时,若不计空气阻力,g取10m/s2,假设珠子落到桌面上不再反弹,则第2、3、4、5、6、7个珠子( )
A.落到桌面上的时间间隔越来越大
B.依次落到桌面上的速率之比为1∶∶∶2∶∶
C.落到桌面上的时间间隔相等
D.第4个珠子落到桌面上的速率为3m/s
10.汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了6s时间经过A、B两根电线杆,已知A、B的距离为60m,车经过B时的速度为15m/s,则( )
A.车从出发到B杆所用时间为9s
B.车的加速度为15m/s
C.经过A杆时的速度为5m/s
D.从出发点到A杆的距离为7.5m
11.a、b两质点沿直线Ox轴正向运动,t=0 时,两质点同时到达坐标原点O,测得两质点在之后的运动中,其位置坐标x与时间t的比值(即平均速度)随时间t变化的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.质点a做匀加速运动的加速度为1.0 m/s2
B.质点b做匀速运动的速度为1.0 m/s
C.t=1 s时,a、b再次到达同一位置
D.t=2 s时,a、b再次到达同一位置
12.物体沿一直线做匀加速直线运动,已知它在第2s内的位移为4.0m,第3s内的位移为6.0m,则下列说法正确的是( )
A.它在第2s初到第3s末的平均速度的大小是5.0m/s
B.它在第1s内的位移是2.0m
C.它的初速度为零
D.它的加速度大小是2.0m/s2
三、实验题
13.甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验.实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照.已知相机每间隔0.1s拍1幅照片.
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是_______.(填正确答案标号)
A.米尺 B.秒表 C.光电门 D.天平
(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法.
答:________________________________________________
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm,则该地的重力加速度大小为g=___m/s2.(保留2位有效数字)
14.某同学选用如图所示的装置做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验,电源的频率为50Hz。
(1)他做完实验后,写出了如下的操作步骤:
A.把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,并连接在低压直流电源上
B.把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码
D.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
E.把小车停在靠近打点计时器处,放开小车,接通电源,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复三次
F.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点,并把每打五个点的时间作为时间单位。在选好的开始点下面记作0,往后第六个点作为计数点1,依此标出计数点2、3、4、5、6,并测算出相邻两点间的距离
G.根据公式a1=(x4-x1)/(3T2),a2=(x5-x2)/(3T2),a3=(x6-x3)/(3T2)及=(a1+a2+a3)/3求出,其中,把你认为有错的步骤序号选出_____,可改正为_____________
(2)该同学根据打出的纸带认为不用计算就能直接得到的物理量有两个,请帮他选出(____)
A、时间间隔 B、位移
C、加速度 D、平均速度
(3)该同学选出了一条的清晰纸带,并根据纸带上的点,标出了如图所示的计数点,其中两相邻计数点间还有4个点未画出,x1=7.05 cm,x2=7.68 cm,x3=8.33 cm,x4=8.95 cm,x5=9.61 cm,x6=10.26 cm。求出小车的加速度大小为____m/s2
四、解答题
15.从离地面500m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取。
(1)小球经过多长时间落到地面?
(2)自小球开始下落计时,求小球在第1s内及最后1s内的位移。
(3)求小球下落时间为下落的初始时刻到总时间的一半时的位移。
16.近两年,台州交警将“礼让行人”作为管理重点,“斑马线前车让人”现已逐渐成为一种普遍现象,如图所示.司机小明驾车以43 km/h(约为12 m/s)的速度,在平直的城市道路上沿直线行驶.看到斑马线有行人后立即以2 m/s2的加速度刹车,车停住时车头刚好碰到斑马线.等待行人10 s后(人已走过),又用了8 s时间匀加速至原来的速度.开始刹车时设为计时起点(即t=0),则:
(1)求车第3 s末的瞬时速度大小
(2)求车前10 s内的位移大小
(3)求从开始刹车到恢复原速这段时间内车的平均速度大小.
17.如图,一个冰球在冰上向右做匀减速滑行时,依次通过长度为L=3m的两段相等的路程,并继续向前滑行,它通过第一段路程历时1s,通过第二段路程历时2s,求:
(1)冰球的加速度大小a;
(2)冰球通过B点时的速度大小vB;
(3)冰球继续向前滑行的距离s.
18.一辆巡逻车能在t1=10 s内由静止加速到最大速度v2=50 m/s,并能保持这个速度匀速行驶.在平直的高速公路上,该巡逻车由静止开始启动加速,追赶前方2000m处正以v1=35m/s的速度匀速行驶的一辆卡车,
问:(1)巡逻车在追上卡车之前,巡逻车与卡车间的最大距离为多少?
(2)巡逻车至少需要多长时间才能追上卡车?
参考答案
1.D
【详解】
AC.在匀变速直线运动中,加速度恒定,则在相等时间内速度变化量相等,而连续相等时间内的位移是变化的,故AC错误;
BD.匀变速直线运动的加速度大小和方向都不变,即加速度是一个恒量,故D正确,B错误。
故选D。
2.A
【详解】
A.质点做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动,加速度恒定不变,故A错误,符合题意;
B.由Δv=aΔt可知,质点在任意1s的时间内末速度比初速度大2m/s,故B正确,不符合题意;
CD.质点做初速度为0的匀加速直线运动,根据v=at,可知质点在1s末、2s末、3s末的速度大小之比为1∶2∶3,根据x=at2,可知质点在前2s内、前4s内、前6s内的位移大小之比为1∶4∶9,故CD正确,不符合题意。
本题选错误的,故选A。
3.C
【分析】
根据匀变速直线运动的速度时间公式求出机车通过这段下坡路所用的时间.
【详解】
机车的初速度为v1=36km/h=10m/s,末速度为v2=54km/h=15m/s.根据速度时间公式得:,故C正确,ABD错误.
【点睛】
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式.
4.A
【详解】
根据v2-v02=2ax得:
故选A。
5.C
【详解】
A.汽车的速度在1s内减小了8m/s,所以汽车在减速过程中的加速度大小为8m/s2,选项A正确,不符合题意;
B.减速行驶的全过程中汽车的平均速度大小为
B正确,不符合题意;
C.汽车运动的时间为
故汽车刹车后,在3s内运动的位移为
选项C错误,符合题意;
D.汽车刹车后,在2s末的速度大小为
v=20m/s-8×2m/s=4m/s
D正确,不符合题意;
故选C。
6.D
【详解】
A.根据位移—时间图像知A开始运动时坐标位置为x=0,B开始运动时坐标位置为x=100m,故A、B两物体开始运动时相距100m,位移—时间图像的斜率表示物体运动的速度,A的速度为正,B的速度为负,故两物体的速度方向相反,是相向运动,故A正确,不符合题意;
B.位移—时间图像的斜率表示速度,知B物体做匀速直线运动,速度大小为
故B正确,不符合题意;
C.t=8s时两图线相交,表示A、B两物体运动8s时,在距A的出发点60m处到达同一位置,即相遇,故C正确,不符合题意;
D.2~6s内,物体A位置坐标不变,保持静止,即停止了4s,故D错误,符合题意。
故选D。
7.B
【详解】
A.对于乙车,0-a先沿反方向做匀加速直线运动,a-b沿反方向做匀减速直线运动,所以A错误;
B.对于乙车,a-b沿反方向做匀减速直线运动,b-d沿正方向做匀加速直线运动,整个过程的加速度相同,所以B正确;
CD.在c时刻甲乙速度相同,由面积法可知此时相距最远,并没有被追上,所以CD错误。
故选B。
8.B
【分析】
根据“一个物体以大小为的初速度竖直向上抛出”可知,考查了竖直上抛运动,由运动学公式可求得物体上升的最大高度,由运动学规律可知物体上升到时的速度大小.
【详解】
解:由运动学公式得:上升过程;设上升到到高度时物体速度为v,则:;联立解得:,故ACD错误,B正确;
【点睛】
注意竖直上抛运动可分为向上运动和向下运动两段进行分析,而向上和向下为互逆过程,即向上的匀减速运动可看作向下的匀加速运动.
9.CD
【详解】
ABC.各珠子同时做自由落体运动,下降的位移之比为1∶4∶9∶16∶25∶36;根据
知落地的时间之比为
1∶2∶3∶4∶5∶6
则各珠子落到桌面上的时间间隔相等,根据v=gt知,依次落到桌面上的速率之比为
1∶2∶3∶4∶5∶6
故AB错误,C正确;
D.第4个珠子距离桌面的高度为45cm,则
=3m/s
故D正确。
故选CD。
10.ACD
【详解】
设车的加速度为a,车从出发到B杆所用时间为t,则有
解得
所以到A杆的速度及位移为
故选ACD。
11.ABC
【详解】
A.对质点a,根据数学知识得
变形得
可得
v0=0.5m/s,a=1.0m/s2
所以质点a做匀加速运动的加速度为1.0m/s2.故A正确
B.由图知,对于b,有
所以b做速度为1.0m/s的匀速直线运动,故B正确;
C.由图知,t=1s时,两者相等,也就是平均速度相同,时间相同,则位移x相等,初位置相同,所以t=ls时,a、b再次到达同一位置。故C正确;
D. 由图知,t=2s时,两者不相等,也就是平均速度不相同,时间相同,则位移x不相等,初位置相同,所以t=2s时,a、b不是到达同一位置,故D错误。
故选ABC。
12.ABD
【详解】
A.第2s初到第3s末的总位移为10.0m,时间为2s,根据平均速度定义可得
故A正确;
B.根据匀变速直线运动规律的推论可得
可得第1s内的位移为2.0m,故B正确;
CD.根据Δx=aT2可得加速度为
根据解得物体的初速度
v0=1m/s
不为零,故C错误,D正确。
故选ABD。
13.A 将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺. 9.7
【详解】
此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离;就本实验而言,因为是不同照片,所以是测量连续几张照片上小球位置之间的距离;加速度求解仍然用逐差法计算,注意是bc与ab之间的距离差.
14.A E 把A中的“直流电源”改为“交流电源”; 把E中的“放开小车,接通电源”改为“接通电源,放开小车” A、B 0. 64
【详解】
(1)A选项错误,因为打点计时器使用交流电源,把A中的“直流电源”改为“交流电源”。E选项错误,为了充分利用纸带,打出较多的点,应先接通电源,再放开小车,把“放开小车,接通电源”改为“接通电源,放开小车”;
(2)根据打点计时器打出的纸带,可以从纸带上直接用刻度尺测量得到的物理量是位移,纸带上的点与点的时间根据打点计时器的打点周期可求出,而加速度、平均速度都需要用公式计算,AB正确;
(3)相邻计数点间还有4个点未画出,故相邻计数点间的时间间隔T=0.1s,根据逐差公式可得,,,则根据可得,代入数据可得。
15.(1)10s;(2)5m, 95m;(3)125m
【详解】
(1)由,得落地时间
(2)第1s内的位移
因为从开始运动起前9s内的位移为
所以最后1s内的位移为
(3)下落时间为下落的初始时刻到总时间的一半时,即下落时间
其位移为
16.(1)6m/s (2)3.6m (3)3.5m/s
【详解】
(1)根据速度时间关系公式:v=v0+at=6m/s
(2)刹车时间为:
根据位移时间公式得10s内的位移为:
(3) 匀加速直线运动位移为:
平均速度为:
17.(1)1m/s2 (2)2.5m/s (3)0.125m
【详解】
(1)对AB段有:L=vAT+aT2
对AC段有:2L=vA3T+a(3T)2
由以上两式解得:
(2)对AB段列速度时间关系式:vB=vA+aT
解得vB=2.5m/s
(3)冰球从B点向前滑行的距离 ,
则冰球从C点继续向前滑行的距离s=3.125m-3m=0.125m.
18.(1)2122.5m (2) t=150s
【分析】
)巡逻车追上卡车之前两车速度相等时相距最大;巡逻车追上卡车时两车的位移差为2000m,据此求追上的时间.
【详解】
(1)当巡逻车加速到与卡车速度相等时,它们之间有最大距离L,设此过程时间为,则:对巡逻车:匀加速阶段:,
加速到与卡车速度相等时,
对卡车:,
那么最大距离为;
(2)巡逻车加速过程的位移
卡车在此过程中的位移;
因为所以巡逻车在加速过程无法追上卡车,要追上,必须有一个匀速过程,设追上的至少用总时间为t.则有,解得:t=150s
【点睛】
两物体在同一直线上运动,往往涉及到追击、相遇或避免碰撞等问题,解答此类问题的关键条件是:①分别对两个物体进行研究;②画出运动过程示意图;③列出位移方程;④找出时间关系、速度关系、位移关系;⑤解出结果,必要时要进行讨论.
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