01学霸必刷 高一物理期末复习 专题一 直线运动 预习卷(解析版)

《学霸必刷》高一物理期末复习  专题一  直线运动  课前预习

一、知识架构

二、概念辨析

1．下列有关物体运动的描述，正确的有________

(1)质点是一个理想化模型，实际上并不存在  

(2)体积很小的物体才能看作质点     

(3)参考系必须要选择静止不动的物体

(4)同一物体的运动，相对不同参考系，观察的结果可能不同

(5)比较两物体的运动情况时，必须选取同一参考系

(6)物体做直线运动时，其位移大小等于路程

(7)瞬时速率等于瞬时速度的大小，平均速率等于平均速度的大小

答案(1) (4) (5)

2．下列有关加速度的说法，正确的有________

(1)速度变化得越快，加速度一定越大

(2)加速度方向为正时，速度一定增大

(3)速度为零时，加速度也一定为零

(4)物体的加速度在增大，速度可能在减小

(5)加速度方向可能与速度变化的方向相反

(6)加速度方向保持不变，速度方向也一定保持不变

(7)足球以1.0 m/s的速度水平飞向墙壁，碰到墙壁经0.1 s后以0.8 m/s 的速度沿同一直线反弹回来，足球在与墙壁碰撞的过程中的平均加速度大小为18 m/s2，方向垂直墙壁向外

答案(1) (4) (7)

(7)解析　取v1的方向为正向方，则加速度a＝＝ m/s2＝－18 m/s2，方向垂直墙壁向外，

三、对点练习

考点1：质点、参考系；位移和路程；时间间隔和时刻；瞬时速度和平均速度；加速度。

1．2017年国际泳联游泳世锦赛男子400米自由泳决赛中，中国选手孙杨以3分41秒38的成绩夺得冠军，实现世锦赛该项目三连冠！下列说法正确的是(　　)

A．“3分41秒38”指的是时间间隔

B．孙杨400米自由泳的平均速度为1.92 m/s

C．在研究孙杨的技术动作时，可以把孙杨看成质点

D．在游泳过程中，以游泳池里的水为参考系，孙杨是静止的

答案　A

解析　时间间隔指一段时间，对应一个过程，孙杨游泳400米，是一个过程，故3分41秒38为时间间隔，A正确；根据平均速度定义式＝得＝＝0(位移为0)，B错误；质点是理想化的物理模型，物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或影响很小时，物体才可以看做质点，所以研究孙杨的技术动作时，孙杨的形状不能忽略，即孙杨不能看做质点，C错误；孙杨在游泳过程中，以水为参考系，他是运动的，D错误。

2．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

答案　C

解析　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，选项A错误；以地面为参考系，炸弹在空中的运动轨迹为抛物线，选项B错误；研究炸弹的飞行轨迹，可以将其看做质点，选项C正确；若研究其飞行姿态等细节知识，则不能将其视做质点，选项D错误。

3．(多选)甲、乙、丙三人到某超级商场去购物，他们分别在三个都正常运行的电梯上向上一层楼或向下一层楼运动，如图所示。关于他们运动的说法正确的是(　　)

A．乙相对丙静止，相对甲运动

B．乙相对甲静止，相对丙运动

C．甲与丙在竖直方向上是相对静止的

D．甲与丙在水平方向上是相对静止的

答案　BD

解析　由题图可知，甲正由二楼下到一楼，乙正由三楼下到二楼，丙则正由一楼上到二楼。  由于电梯的正常运行的速率相等，电梯的倾角又相同，所以乙相对甲静止，相对丙运动；甲与丙在水平方向上是相对静止的，故B、D项正确。

4．暑假中某同学在公园跑步时，用手机计步器记录了自己的锻炼情况，如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．图中的5.0 km/h为平均速度

B．图中的5.0 km/h为瞬时速度

C．图中的5.0 km/h为平均速率   

D．图中的5.0 km/h为平均速度的大小

答案　C

解析　由于人行走的路线不是直线，所以图中的6.65公里是路程，不可能是位移，所以图中的5.0 km/h不可能为平

均速度，更不可能为瞬时速度，选项A、B错误；因为平均速率等于路程与时间的比值，图中的5.0 km/h为平均速率，注意平均速率不是平均速度的大小，选项C正确，D错误。

5．如图“50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，其中“50”称为G值，G值越大，加速越快。G值的大小为车辆从静止加速到100 km/h(百公里加速)的平均加速度(其单位为国际单位)的10倍。某车百公里加速时间为6.2 s，由此推算，该车的新尾标应该是(　　)

A．30TFSI   B．35TFSI   C．40TFSI    D．45TFSI

答案　D

解析　汽车的加速度为a＝＝ m/s2＝4.5 m/s2，则可知，该车的G值为4.5×10＝45，所以其新尾标应为45TFSI，选项D正确。

考点2：匀变速直线运动规律的应用

6．(刹车类)以18 m/s 的速度行驶的汽车，制动后做匀减速运动，在3 s内前进36 m，则汽车在5 s内的位移为(　　)

A．50 m      B．45 m       C．40.5 m       D．40 m

答案　C

解析　根据x＝v0t＋at2得36＝18×3＋a×32，即a＝－4 m/s2。汽车停止所需时间为t′＝＝ s＝4.5 s<5 s，所以4.5 s末汽车停止，5 s内的位移x＝＝ m＝40.5 m，故选项C正确。

7．(一题多解)物体以一定的初速度冲上固定的光滑的斜面，到达斜面最高点C时速度恰为零，如图所示。已知物体运动到斜面长度处的B点时，所用时间为t，则物体从B滑到C所用的时间为

A．0.5t       B．t        C．         D．2t

答案　B

解析　

法一　逆向思维法

物体向上匀减速冲上斜面，可看成向下匀加速滑下斜面，

故sBC＝at，sAC＝a(t＋tBC)2。

又sBC＝sAC，解得tBC＝t。

法二　比例法

对于初速度为零的匀变速直线运动，在连续相等的时间里通过的位移之比为

s1∶s2∶s3∶…∶sn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)。

现有sBC∶sBA＝(sAC)∶(sAC)＝1∶3，

通过sAB的时间为t，故通过sBC的时间tBC＝t。

法三　中间时刻速度法

利用教材中的推论：中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度。

AC＝(v＋v0)＝v0。

又v＝2asAC①

v＝2asBC②

sBC＝sAC③

解①②③得vB＝v0。

可以看出vB正好等于AC段的平均速度，因此B点是中间时刻的位置，因此有tBC＝t。

法四　图象面积法

利用相似三角形面积之比，等于对应边平方比的方法，作出v－t图象，如图所示。

＝。

且S△AOC＝4S△BDC，

故＝，得tBC＝t。

法五　推论法

对于初速度为零的匀加速直线运动，通过连续相等的各段位移所用的时间之比t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(－1)∶(－)∶(－)∶…∶(－)。

现将整个斜面分成相等的四段，如图所示。

设通过BC段的时间为tBC，那么通过BD、DE、EA的时间分别为

tBD＝(－1)tBC，tDE＝(－)tBC，

tEA＝(－)tBC，

又tBD＋tDE＋tEA＝t，得tBC＝t。

8． [双向可逆类]如图，一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4 s的位移为1.6 m，随后4 s的位移为零，那么物体的加速度多大？

A．0.1m/s2       B．0.2m/s2        C．0.3m/s2        D．0.4m/s2

答案　A

解析　设物体的加速度大小为a，由题意知加速度的方向沿斜面向下。

物体前4 s是减速运动，位移为1.6 m，所以有

x＝v0t0－at，

代入数据1.6＝v0×4－a×42

随后4 s的位移为零，则物体滑到最高点所用总时间为

t＝4 s＋ s＝6 s，

所以初速度v0＝at＝a×6

由以上两式得物体的加速度大小为a＝0.1 m/s2。

9．(多选)一物体以初速度v0做匀减速直线运动，第1 s内通过的位移x1＝3 m，第2 s内通过的位移x2＝2 m，又经过位移x3，物体的速度减小为0，则下列说法正确的是(　　)

A．初速度v0的大小为2.5 m/s

B．加速度a的大小为1 m/s2

C．位移x3的大小为1.125 m

D．位移x3内的平均速度大小为0.75 m/s

答案　BCD

解析　由Δx＝aT2可得加速度a＝－1 m/s2，选项B正确；第1 s末的速度v1＝＝2.5 m/s，得初速度v0＝v1－at＝3.5 m/s，选项A错误；物体速度由2.5 m/s减小到0所需时间t＝＝2.5 s，则经过位移x3的时间t3为1.5 s，且x3＝－at＝1.125 m，选项C正确；位移x3内的平均速度＝＝0.75 m/s，选项D正确。

考点3：自由落体与竖直上抛运动

10．如图中高楼为上海中心大厦，建筑主体为118层，总高为632 m。现假设外墙清洁工人在320 m高处进行清洁时不慎掉落一瓶水，当他发现水瓶掉落时，水瓶已经下落了5 s，此时他大声向下方行人发出警告。已知声速为340 m/s，空气阻力忽略不计，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)

A．正下方的行人先看见水瓶落地，再听见警告声，时间差超过2 s

B．正下方的行人先听见警告声，再看见水瓶落地，时间差超过2 s

C．正下方的行人先看见水瓶落地，再听见警告声，时间差不到1 s

D．正下方的行人先听见警告声，再看见水瓶落地，时间差不到1 s

答案　B

解析　瓶子落地总时间t总＝＝8 s，当瓶子下落5 s后才发现，还剩3 s落地，此时人喊出声音传到正下方时间t′＝≈0.9 s，故行人先听到警告声，再看见水瓶落地，且时间差超过2 s。

11．太空跳伞是一种挑战人类极限的运动，奥地利极限运动员鲍姆加特纳乘氦气球到达3.9万米高空后纵身跳下，在平流层接近真空的环境里自由落体持续了60秒，在距离地面2.1万米时才打开降落伞减速。关于鲍姆加特纳在这段自由落体运动时间里的位移或速度，以下说法正确的是(重力加速度g取10 m/s2，且不随高度的变化而变化)(　　)

A．自由落体运动的位移是3.9×104 m

B．自由落体运动的位移是2.1×104 m

C．自由落体运动的末速度是6.0×102 m/s

D．自由落体运动的平均速度是6.0×102 m/s

答案　C

解析　根据题意，运动员做自由落体运动的时间t＝60 s，因此，自由落体运动的位移h＝gt2＝1.8×104 m，选项A、B错误；运动员自由落体的末速度v＝gt＝6.0×102 m/s，C正确；自由落体运动的平均速度＝v＝3.0×102 m/s，D错误。

12．气球下挂一重物，以v0＝10 m/s 的速度匀速上升，当到达离地面高度h＝175 m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多长时间落到地面？落地时的速度多大？(空气阻力不计，g取10 m/s2)

答案　7 s；60 m/s

解析　分成上升阶段和下落阶段两个过程处理。绳子断裂后重物要继续上升的时间t1和上升的高度h1分别为t1＝＝1 s

h1＝＝5 m

故重物离地面的最大高度为

H＝h1＋h＝180 m

重物从最高处自由下落，落地时间和落地速度分别为

t2＝＝6 s

v＝gt2＝60 m/s

所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间为t＝t1＋t2＝7 s。

考点4：运动图像

13．(多选)为检测某新能源动力车的刹车性能，如图所示是一次在平直公路上实验时，新能源动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象，下列说法正确的是(　　)

A．新能源动力车的初速度为20 m/s   

B．刹车过程新能源动力车的加速度大小为5 m/s2

C．刹车过程持续的时间为10 s       

D．刹车过程经过6 s时新能源动力车的位移为30 m

【答案】　AB

【解析】　根据0－v2＝2ax得：图线斜率＝－，可知＝，解得刹车过程中加速度的大小a＝5 m/s2，由题图可知，新能源动力车的初速度的平方v＝400 m2/s2，则v0＝20 m/s，故A、B正确；刹车过程持续的时间t＝＝ s＝4 s，故C错误；刹车过程中6 s内的位移等于4 s内的位移，则x＝＝ m＝40 m，故D错误。

14．a、b、c三个物体在同一条直线上运动，它们的速度—时间图象如图所示，物体c的位移—时间图线是一条抛物线，坐标原点是抛物线的顶点，下列说法正确的是，g取10 m/s2。(　　)

A．a物体的加速度大于b物体的加速度

B．0～5 s内，a物体的位移大小是b物体的3倍

C．c物体做加速度逐渐减小的加速运动

D．b物体在0～5 s内的平均速度与c物体在0～10 s内的平均速度大小相等

答案　B

解析　a物体的加速度a1＝ m/s2＝2 m/s2，b物体的加速度a2＝ m/s2＝－2 m/s2，可知a物体的加速度与b物体的加速度大小相等，选项A错误；0～5 s内，a物体的位移大小x1＝75 m，b物体的位移大小x2＝25 m，得x1＝3x2，选项B正确；根据速度—时间图象的切线的斜率表示加速度可知，c物体做加速度逐渐增大的加速运动，选项C错误；b物体在0～5 s内的平均速度大小2＝ m/s＝5 m/s，c物体在0～10 s内的平均速度大小3＜ m/s＝5 m/s，选项D错误。

考点5   实验: 探究小车的速度随时间变化规律

15．在利用打点计时器探究小车的速度随时间变化规律的实验中，某同学有以下实验步骤：

A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源

B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路

C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的钩码

D．取下纸带

E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔

F．换上新的纸带，再重复做两次

(1)以上步骤中有错误的，请指出并纠正。_______________________________________________。

(2)改正后，该实验步骤合理的排列顺序是___________。

(3)如图所示是实验中正确操作所得的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.

①根据公式a=x/T2计算得出加速度a＝________m/s2

②计算各点瞬时速度vB＝0.138m/s，vC＝________m/s，vD＝0.390m/s.

在如图所示坐标中作出小车的v－t图线，并根据图线求出a＝________m/s2.

③将图线延长与纵轴相交，交点速度的物理意义是_______________________.

答案

(1)A中应先接通电源，后释放纸带；D中应先断开电源，后取下纸带。

(2)BCEADF

(3)①)1.26；②0.264，图象如图，1.26；③打点计时器在打A点时的小车速度

考点6：分析计算题

16．假设收费站的前、后都是平直大道，大假期间过站的车速要求不超过v＝21.6 km/h，事先小汽车未减速的车速为v0＝108 km/h，制动后小汽车的加速度的大小为a1＝4 m/s2。试问：

(1)大假期间，驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动？

(2)假设车过站后驾驶员立即使车以a2＝6 m/s2的加速度加速至原来的速度，则从减速开始至最终恢复到原来速度的过程中，汽车运动的时间至少是多少？

(3)在(1)(2)问中，车因减速和加速过站而耽误的时间至少为多少？

答案　(1)108 m　(2)10 s　(3)4 s

解析　

解题关键　画草图(运动过程)

 (1)v＝21.6 km/h＝6 m/s，v0＝108 km/h＝30 m/s，小汽车进入收费站前做匀减速直线运动，设在距收费站至少为x1处开始制动，则有

v2－v＝－2a1x1

解得x1＝108 m。

(2)汽车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段，设前、后两段的位移分别为x1和x2，时间分别为t1和t2。

减速阶段，有v＝v0－a1t1(1分)

解得t1＝＝6 s(1分)

加速阶段，有

v0＝v＋a2t(1分)

解得t2＝＝4 s

则汽车运动的时间至少为t＝t1＋t2＝10 s。(1分)

(3)加速阶段，有

v－v2＝2a2x2(2分)

解得x2＝72 m

则总位移x＝x1＋x2＝180 m(1分)

若不减速通过收费站，则所需时间

t′＝＝6 s(1分)

故车因减速和加速过站而耽误的时间至少为

Δt＝t－t′＝4 s(1分)

17．一质量为m＝0.4 kg的电动遥控玩具车在水平地面上做直线运动，如图所示为其运动的v­t图象的一部分，已知0.4 s以前车做匀变速运动，之后做变加速运动直到速度最大，2 s时刻关闭发动机，玩具车开始做匀减速运动最终停止，小汽车全过程中所受阻力可视为恒定．求：

(1)关闭发动机后小车运动的时间；

(2)匀加速阶段小汽车的驱动力大小；

(3)估算全过程小汽车行驶的距离．

答案　(1)4 s　(2)4.8 N　(3)28.4 m

解析　(1)设2 s后小汽车加速度大小为a2，据图象得

a2＝＝ m/s2＝2 m/s2.

设减速阶段时间为t，由0＝v0－a2t，解得t＝4 s.

(2)设0～0.4 s内，小汽车加速度大小为a1

a1＝＝ m/s2＝10 m/s2

据牛顿第二定律得F－f＝ma1

关闭发动机后f＝ma2

解得F＝4.8 N.

(3)0～0.4 s内的位移

x1＝a1t＝×10×0.42 m＝0.8 m

根据图象可得0.4～2 s内的位移

x2＝58×0.2×1 m＝11.6 m

2 s以后的位移x3＝a2t2＝×2×42 m＝16 m

小汽车的总位移x＝x1＋x2＋x3＝28.4 m(计算结果在27.6～29.2间均正确)

答案　(1)4 s　(2)4.8 N　(3)28.4 m