2022届高三物理一轮复习专题训练：运动的描述 匀变速直线运动 （Word含答案）

这是一份2022届高三物理一轮复习专题训练：运动的描述 匀变速直线运动 （Word含答案），共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题
1．可视为质点的M、N两车在同地、同时沿同一方向做直线运动，M做初速度为零、加速度大小为a1的匀加速直线运动，N做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零，取出发点位置为x＝0，如图所示为M、N两车在运动过程中的x－v图像，则( )
A．N的初速度大小为2 m/s
B．M、N两车加速度大小之和为6 m/s2
C．M车加速度大小是N车加速度大小的4倍
D．M车加速度大小为2 m/s2
2．汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动，司机见前方有障碍物立即刹车，刹车的加速度大小为5 m/s2．则汽车刹车后5 s内的位移为( )
A．20 mB．40 m
C．210 mD．120 m
3．如图所示,高楼上方,蔚蓝的天空中飘着一朵白云。某人静立在地面上仰望一座高楼,感到高楼上端正向他这边倾斜。关于这一现象,下列说法正确的是( )。
A.人以地面为参考系,高楼随地球一起在运动
B.人以地面为参考系,高楼相对人在运动
C.人以云朵为参考系,云朵正在向着人这一侧飘动
D.人以云朵为参考系,云朵正在远离人这一侧飘动
4．质量不同的物体，从不同高度以相同的速度同时水平抛出，不计空气阻力．下列说法正确的是( )
A. 质量大的物体先落地
B. 低处的物体先落地
C. 质量小的物体先落地
D. 高处的物体先落地
5．在离地高h处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,它们的初速度大小均为v,不计空气阻力,两球落地的时间差为( )
A.2vg B.vg C.2ℎv D.ℎv
6．一辆汽车在平直公路上做刹车实验,从t=0时刻起运动过程的位移与速度的关系x=10-0.1v2(各物理量均采用国际单位制),下列分析正确的是( )。
A.上述过程的加速度大小为0.2 m/s2
B.刹车过程持续的时间为2 s
C.t=0时刻的速度为5 m/s
D.刹车过程的位移为5 m
7．质点在某段时间内运动的v—t图像是一段抛物线，如图所示，关于0～t1和t1～t2两段时间内的运动，下列说法正确的是( )
A．两段时间内的速度方向相同
B．两段时间内的平均速度大小相等
C．两段时间内的加速度方向相同
D．0～t1内加速度逐渐减小，t1～t2内加速度逐渐增大
8．汽车在平直的公路上行驶，发现险情紧急刹车，汽车立即做匀减速直线运动直到停止，已知汽车刹车时第1 s内的位移为13 m，在最后1 s内的位移为
2 m，则下列说法正确的是( )
A．汽车在第1 s末的速度可能为10 m/s
B．汽车加速度大小可能为3 m/s2
C．汽车在第1 s末的速度一定为11 m/s
D．汽车的加速度大小一定为4.5 m/s2
二、多项选择题
9．如图所示,在一平直公路上,一辆汽车从O点由静止开始做匀加速直线运动,已知在3 s内经过相距30 m的A、B两点,汽车经过B点时的速度为15 m/s,则( )。
A.汽车经过A点的速度大小为5 m/s
B.A点与O点间的距离为20 m
C.汽车从O点到A点需要的时间为5 s
D.汽车从O点到B点的平均速度大小为7.5 m/s
10．氢气球用绳子系着一个重物，以10 m/s的速度从地面匀速竖直上升，当到达40 m高度时，绳子突然断开，重物从绳断开到落地过程(g＝10 m/s2，不计重物所受空气阻力)( )
A．运动时间为4 s
B．运动时间为5 s
C．落地速度大小为10 m/s
D．落地速度大小为30 m/s
11．如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置-时间(x-t)图线。由图可知( )
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
12．将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2 s,它们运动的v-t图像分别如直线甲、乙所示。则( )
A.t=2 s时,两球高度相差一定为40 m
B.t=4 s时,两球相对于各自抛出点的位移相等
C.两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等
D.甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等
三、非选择题
13．某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是______点．在打出C点时物块的速度大小为________ m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________ m/s2(保留2位有效数字)．
14．(1)在下列学生实验中，需要用到刻度尺和弹簧测力计的实验有________(填字母)．
A．探究求合力的方法
B．探究加速度与力、质量的关系
C．探究做功与物体速度变化的关系
D．探究弹力和弹簧伸长的关系
(2)在“探究滑块速度随时间变化的规律”实验中，某研究性学习小组在一端装有定滑轮的长木板的中段粘上均匀的薄沙纸，沙面朝上，还选用了质量为100 g 的长方体木块、一段较长的棉绳、一盒钩码(单个质量为50 g)、电磁打点计时器、纸带、复写纸、学生电源和导线若干，实验装置如图甲所示，实验时在木块上加载4个钩码，在棉绳的右端悬挂3个钩码，接通电源，释放木块，成功打出一条纸带，纸带的局部如图乙所示，大部分点的时刻和速度的对应关系已经描绘在图丙里．
①根据图乙，请计算0.20 s时刻点的瞬时速度，并将其填入下表中．
②根据上述表格中的五组数据，请在图丙的坐标中描绘出对应的5个点，再根据图中所有的点，描绘出最能反映出木块运动性质的v－t图像．
丙
③根据上述图像，说明滑块的运动性质：__．
④根据上述实验结果和所给的条件，可进一步推算出________．
A．滑块与薄沙纸间的动摩擦因数
B．滑块与长木板间的动摩擦因数
C．薄沙纸的长度
D．钩码下落的高度
15．在某市区内，一辆汽车在平直的马路上以速度vA向东匀速行驶，一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路．汽车司机在A处发现前方有危险(游客正在D处)，经 t0＝0.5 s 做出反应后紧急刹车，但仍将步行到B处的游客撞伤，而汽车仍保持匀减速直线运动到C处停下，如图所示．为了判断汽车司机是否超速行驶，警方用一性能完全相同的汽车以法定最高速度v0＝12 m/s在同一地段行驶，由于事前有思想准备，司机在A处即紧急刹车，经12 m停下．在事故现场测得AB＝19.5 m，BC＝6.75 m，BD＝3.9 m．问：
(1)该肇事汽车是否超速？刹车时的加速度多大？
(2)游客横过马路的步行速度多大？
16．航天飞机在平直的跑道上降落，其减速过程可以简化为两个匀减速直线运动．航天飞机以水平速度v0＝100 m/s着陆后，立即打开减速阻力伞，以大小为a1＝4 m/s2的加速度做匀减速直线运动，一段时间后阻力伞脱离，航天飞机以大小为a2＝2.5 m/s2的加速度做匀减速直线运动直至停下．已知两个匀减速直线运动滑行的总位移x＝1 370 m．求：
(1)第二个减速阶段航天飞机运动的初速度大小；
(2)航天飞机降落后滑行的总时间．
17．质点A沿直线以速度vA＝5 m/s匀速运动，t＝0时在A后面与A相距Δx＝8.36 m的质点B由静止开始运动，质点B运动方向与A相同，其加速度随时间周期性变化，加速度随时间变化的a－t图象如图所示。问：
(1)t＝l s时，质点B的位移为多大？
(2)质点B追上A之前，何时两者间的距离最大？最大距离为多少？
(3)B开始运动后经多少时间追上A？
18．一汽车在直线公路段上以54 km/h的速度匀速行驶，突然发现在其正前方14 m处有一辆自行车以5 m/s的速度同向匀速行驶．经过0.4 s的反应时间后，司机开始刹车，则：
(1)为了避免相撞，汽车的加速度大小至少为多少？
(2)若汽车刹车时的加速度大小只有4 m/s2，在汽车开始刹车的同时自行车开始以一定的加速度匀加速行驶，则自行车的加速度至少为多大才能保证两车不相撞？
参考答案
一、单项选择题
1．D
解析：根据图像可知，当x＝0时，N的速度为6 m/s，即N的初速度v0＝6 m/s，故A错误；设M、N先后通过x＝6 m处时的速度均为v，则对M有v2＝2a1x，对N有v2－veq \\al(2,0)＝－2a2x，联立以上两式解得a1＋a2＝3 m/s2，故B错误；设当M的速度v1＝8 m/s、N的速度v2＝2 m/s时，两车通过的位移均为x′，则对M有veq \\al(2,1)＝2a1x′，对N有veq \\al(2,2)－veq \\al(2,0)＝－2a2x′，联立以上两式解得a1＝2a2，解得a1＝2 m/s2，a2＝1 m/s2，故C错误，D正确．
2．B
解析：设汽车从刹车到停止运动的时间t0，则有v＝v0＋at，得t0＝eq \f(v－v0,a)＝eq \f(0－20,－5) s＝4 s，则汽车刹车4 s后停止运动，刹车后5 s内的位移等于刹车4 s时的位移，则有x0＝eq \f(v0t0,2)＝eq \f(20×4,2) m＝40 m，故B正确．
3．D
解析：人与高楼一起随地球运动,但人与高楼是相对静止的,人不会感到高楼正向他这边倾斜, A、B两项错误;人感到高楼正向他这边倾斜,是以云朵为参考系的,且云朵正在远离人这一侧飘动, C项错误,D项正确。
4．B
5．A
解析：解法一(运动学解法) 以竖直向下为正方向,对向上和向下抛出的两个小球,分别有h=-vt1+12gt12,h=vt2+12gt22,Δt=t1-t2,解以上三式得两球落地的时间差Δt=2vg,故A正确。
解法二(动量解法) 以竖直向下为正方向,对向上和向下抛出的两球,分别由动量定理得mgt1=m(v1'+v),mgt2=m(v2'-v),又由2gh=v1'2-v2=v2'2-v2,解以上各式得两球落地的时间差Δt=t1-t2=2vg,故A正确。
6．B
解析：根据速度位移关系式可得x=v2-v022a=-v022a+v22a,对应表达式x=10-0.1v2,可得-v022a=10 m,12a=-0.1 s2/m,解得加速度a=-5 m/s2,t=0时刻的速度v0=10 m/s,故刹车持续时间t=0-v0a=2 s,刹车过程中的位移x=0-v022a=10 m,B项正确。
7．C
解析：0～t1时间内的速度为正，t1～t2时间内的速度为负，故A错误；若0～t1时间内做匀减速直线运动，设运动的位移大小为x，则平均速度大小等于eq \f(v1,2)，根据速度－时间图线与坐标轴所围“面积”表示位移可知，0～t1时间内的位移大小大于x，所以0～t1时间内的平均速度大于eq \f(v1,2)，同理可知t1～t2时间内的平均速度大小小于eq \f(v1,2)，故B错误；根据速度－时间图像的斜率表示加速度，在0～t1时间内，图线的斜率为负；t1～t2时间内，图线的斜率为负，所以两段时间内的加速度方向相同，故C正确；0～t1内、t1～t2内加速度均逐渐增大，故D错误．
8．C
解析：采用逆向思维，由于最后1 s内的位移为2 m，根据x′＝eq \f(1,2)at2得，汽车加速度大小a＝eq \f(2x′,t2)＝eq \f(2×2,12) m/s2＝4 m/s2，第1 s内的位移为13 m，根据x1＝v0t－eq \f(1,2)at2，代入数据解得，初速度v0＝15 m/s，则汽车在第1 s末的速度v1＝v0－at＝15 m/s－4×1 m/s＝11 m/s，故C正确，A、B、D错误．
二、多项选择题
9．AD
解析：汽车在AB段的平均速度v=xABtAB=303 m/s=10 m/s,而汽车做匀加速直线运动,所以有v=vA+vB2,即vA=2v-vB=2×10 m/s-15 m/s=5 m/s,A项正确;汽车的加速度a=vB2-vA22xAB,代入数据解得a=103 m/s2,由匀变速直线运动规律有vA2=2axOA,代入数据解得xOA=3.75 m,B项错误;由vA=atOA解得汽车从O点到A点需要的时间tOA=1.5 s,C项错误;汽车从O点到B点的平均速度大小v'=vB2=152 m/s=7.5 m/s,D项正确。
10．AD
解析：取竖直向上为正方向，则绳子断开时重物的速度为：v0＝10 m/s，加速度为：a＝－10 m/s2，从绳断开到落地重物的位移为：x＝－40 m。设重物落地的速度为v，根据匀变速直线运动的速度与位移的关系式有：v2－veq \\al(2,0)＝2ax，代入数据得：v＝－30 m/s(因为落地时速度方向竖直向下，故舍去v＝30 m/s)，C错误，D正确；设重物从绳断开到落地过程运动时间为t，根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式v＝v0＋at可得，重物运动时间为：t＝eq \f(v－v0,a)＝eq \f(－30－10,－10) s＝4 s，A正确，B错误。
11．BC
解析：在位置-时间图像中,图线斜率的绝对值表示速度大小,斜率的正负表示速度的方向,两图线的交点表示同一时刻处于同一位置即追及或相遇。由图可知,t1时刻前b处于a的后方,故t1时刻应是b追上a,A错误;t2时刻,b车图线斜率小于零,即b车沿负向运动,而a车图线斜率始终大于零,即a车一直沿正向运动,故B正确;由t1~t2时间内b车图线斜率的绝对值可知C正确;在b车图线的顶点处切线水平、斜率为零,即此时b车瞬时速率为零,可见D错误。
12．BD
解析：图线与坐标轴所围面积为小球的位移,由图可知,t=2 s时,甲球相对其抛出点高度为40 m,乙球恰要抛出,因为甲、乙抛出点位置高度不同,故A错误。t=4 s时,甲已过最高点返回至距抛出点40 m处,乙已上升到距其抛出点40 m处,B正确;因甲、乙抛出点距地面高度不同,故在空中运动时间不同,C错误;上升至最高点的时间t=v0g,因甲、乙的初速度相同,故D正确。
三、非选择题
13．A 0.233 0.75
解析：根据题述，物块加速下滑，在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是A点．根据刻度尺读数规则可读出，B点对应的刻度为1.20 cm，C点对应的刻度为3.15 cm，D点对应的刻度为5.85 cm，E点对应的刻度为9.30 cm，AB＝1.20 cm，BC＝1.95 cm，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间间隔T＝5×eq \f(1,50) s＝0.10 s，根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出C点时物块的速度大小为vC＝eq \f(BC＋CD,2T)≈0.233 m/s.由逐差法可得a＝eq \f(CD＋DE－AB＋BC,4T2)，解得a＝0.75 m/s2.
14．(1)A (2)①0.68 ②见解析图 ③滑块先做匀加速运动，接着做匀速运动，最后做匀加速运动
④ABC
解析：(1)需要刻度尺的实验有A、B、C、D, 而需要弹簧测力计的实验为A，则需要用到刻度尺和测力计的实验为A．
(2)①0.20 s时刻的瞬时速度为
v＝eq \f(14.20－11.48×10－2,0.04) m/s＝0.68 m/s．
②作出的v－t图像如图所示．
③由图线可知，滑块先做匀加速运动，接着做匀速运动，最后做匀加速运动．
④根据中段滑块做匀速直线运动，以及共点力平衡，可求得滑块与薄沙纸间的动摩擦因数；再根据末端的匀加速直线运动规律可求得加速度，再由牛顿第二定律可求得滑块与木板间的摩擦力；根据匀速运动经过的位移可求得薄沙纸的长度；由于不能确定最后打的点，因此无法确定下落的高度．故A、B、C正确，D错误．
15．(1)超速 6 m/s2 (2)2.6 m/s
解析：(1)对于实验汽车，由0－veq \\al(2,0)＝2ax0得
a＝－eq \f(v\\al(2,0),2x0)＝－eq \f(122,2×12) m/s2＝－6 m/s2，
由xA C＝vAt0＋eq \f(0－v\\al(2,A),2a)得
vA＝15 m/s＞12 m/s(vA＝－21 m/s舍去)，故该肇事汽车超速行驶．
(2)设汽车由A到B匀减速运动的时间为t1，则
xAB＝vAt0＋vAt1＋eq \f(1,2)ateq \\al(2,1)，
得t1＝1 s．
所以v人＝eq \f(xB D,t0＋t1)＝eq \f(3.9 m,0.5 s＋1 s)＝2.6 m/s．
16．(1)40 m/s (2)31 s
解析：(1)设第二个减速阶段航天飞机运动的初速度大小为v1，根据运动学公式有v02－v12＝2a1x1，
v12＝2a2x2，
x1＋x2＝x，
联立以上各式并代入数据解得v1＝40 m/s.
(2)由速度与时间的关系可得
v0＝v1＋a1t1，v1＝a2t2，t＝t1＋t2，
联立以上各式并代入数据解得t＝31 s.
17．(1)x＝eq \f(1,2)at2＝1 m。
(2)质点B的速度为5 m/s时，A、B之间的距离最大，质点B如果以2 m/s2的加速度做匀加速运动，设速度达到5 m/s需要的时间为Δt，由运动学公式得
Δt＝＝2.5 s
由质点B加速度与时间的关系知，经过时间t1＝4.5 s时，A、B之间的距离最大
在时间t1内质点A发生的位移xA＝vAt1＝22.5 m
质点B在第1 s末的速度v1＝at＝2 m/s
质点B在第2 s内的位移x2＝v1ΔT，式中ΔT＝1 s，代入数据得 x2＝2 m
质点B在第3 s内的位移x3＝v1ΔT＋eq \f(1,2)a(ΔT)2＝3 m
质点B在第n s（n为整数）内的位移xn＝n m
质点B在t1时间内的位移xB＝(1＋2＋3＋4＋2aΔT×0.5＋eq \f(1,2)a×0.52)m＝12.25 m
故A、B之间的最大距离Δxmax＝Δx＋xA－xB＝18.61 m。
(3)设经历时间t（t为正整数）后B追上A，此时A的位移xA′＝vAt
B的位移xB′＝xA′＋Δx
此式无整数解，但可求得10 s＜t＜11 s
10 s内A发生的位移xA1＝vA×10 s＝50 m
B发生位移xB1＝m＝55 m
故在10 s后，B需比A多发生的位移Δx′＝Δx＋xA1－xB1＝3.36 m
设10 s后需时间t′，B追上A，则：5aΔTt′＋eq \f(1,2)at′2－vAt′＝3.36 m
得t′＝0.6 s
故B出发后需经过时间tB＝10 s＋t′＝10.6 s追上A。
18．(1)5 m/s2 (2)1 m/s2
解析：(1)设汽车的加速度大小为a，初速度v汽＝54 km/h＝15 m/s，
初始距离d＝14 m
在经过反应时间0.4 s后，汽车与自行车相距d′＝d－(v汽－v自)t0＝10 m
从汽车刹车开始计时，
自行车的位移为：x自＝v自t
汽车的位移为：x汽＝v汽t－eq \f(1,2)at2
假设汽车能追上自行车，此时有：
x汽＝x自＋d′
代入数据整理得：eq \f(1,2)at2－10t＋10＝0
要保证不相撞，即此方程至多只有一个解，
即得：Δ＝102－20a≤0，
解得：a≥5 m/s2.
汽车的加速度至少为5 m/s2.
(2)设自行车加速度为a′，同理可得：
x汽′＝x自′＋d′
整理得：(eq \f(1,2)a′＋2)t2－10t＋10＝0
要保证不相撞，即此方程至多只有一个解，
即得：Δ′＝102－20a′－80≤0
解得：a′≥1 m/s2.
自行车的加速度至少为1 m/s2.时刻/s
0.20
0.24
0.28
0.32
0.36
速度/(m·s－1)
0.75
0.87
0.93
1.01