2022-2023学年鲁科版必修第一册 第二章 匀变速直线运动 单元测试1
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第二章 匀变速直线运动一、选择题(本题共10小题,每题5分,共50分)1.BBC科学节目《HumanUniverse》曾经在世界最大的真空实验室里做了这样的实验:在真空环境下,从同一高度同时由静止释放铁球和羽毛,根据已学知识判断我们会看到的现象是( )A.铁球下落快 B.羽毛下落快C.铁球和羽毛下落一样快 D.铁球和羽毛都不会下落2.在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动,刚运动了8 s,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,做匀减速运动经4s停在巨石前。则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )A.加速、减速过程中的加速度大小之比等于2:1B.加速、减速过程中的平均速度大小之比等于2:1C.加速、减速过程中的位移之比等于2:1D.加速、减速过程中的平均速度大小之比等于1:23.如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为、第四个所用的时间为。不计空气阻力,则满足( )
A. B. C. D.4.4个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,如图所示,子弹(可视为质点)在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好穿出第4个水球,已知子弹穿过第4个水球用时1s,则子弹穿过第1个水球用时( )
A. B. C. D.2 s5.在港珠澳大桥通车仪式上,甲、乙两试验车在同一车道上匀速行驶,甲车在前面以54 km/h的速度行驶,乙车在后面以90 km/h的速度行驶。当二者相距20 m时,甲车立即以3的加速度制动,乙车司机看到甲车的制动红灯后也立即刹车制动,不计司机反应时间,则为避免两车相撞,乙车制动的加速度至少为( )A.4.5 B.5 C.5.5 D.66.两物体同时同地同向出发,其运动的图像和图像如图甲、乙所示,已知在和两段时间内,A物体在图像中的两段曲线形状相同,则有关两物体的说法中不正确的是( )
A. B.物体A一直加速C.时刻,两物体第一次相遇 D.时刻,两物体第一次相遇7.加速度是速度的变化率,轿车设计师在关注轿车加速性能时又提出了“加速度的变化率”的概念,用这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢。轿车的加速度变化率越小,乘坐轿车的人感觉越舒适。如图所示是一辆汽车在水平公路上行驶时加速度随时间变化的关系图像,下列说法不正确的是( )
A.“加速度的变化率”是B.在前10秒内,汽车的速度均匀增加C.在前10秒内,汽车速度的增加量大小为15m/sD.5s末的加速度为8.一个质点做匀变速直线运动,依次经过四点。已知经过和的时间分别为和的位移分别为和,则质点运动的加速度为( )A. B. C. D.9.做自由落体运动的甲、乙两物体质量之比为1:3,下落高度之比为1:2,甲、乙同时下落,g取,则( )A.下落加速度之比为1:3 B.下落过程中甲、乙速度大小始终相等C.下落时间之比为1:2 D.甲落地前,甲、乙间距离逐渐增大10.(多选)一个做匀变速直线运动的物体先后经过两点的速度分别为和位移中点速度为时间中点速度为,全程平均速度为,则下列结论中正确的有( )A.经过位移中点的速度大小为 B.时间中点的速度大小为C.若为匀减速直线运动,则 D.在匀变速直线运动中一定有二、实验题(本题共20分)11.(10分)某同学在“利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出共7个计数点。相邻计数点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。(本题计算结果均保留3位有效数字)(1)在实验中,使用打点计时器时应先___________再__________(填“释放纸带”或“接通电源”)。(2)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1 s测一次速度,计算出打下D点时小车的瞬时速度,并将这个速度值填入下表。数值(m/s)0.4000.479 0.6400.721(3)将各个时刻的瞬时速度标在如图直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。(4)根据图像求出小车的加速度大小是________。12.(10分)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制滴水计时器计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是____________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为__________m/s,加速度大小为__________。(结果均保留2位有效数字)三、计算题(本题共30分)13.(12分)有一根长10 m的细绳将两个小球相连,在足够高处相隔0.6 s将两个小球先后从同一位置由静止释放,求:(不计空气阻力,g取,结果保留三位有效数字)(1)在B球释放后多长时间,连接两球的细绳将被拉直?(2)细绳即将拉直时,小球A的速度大小。 14.(18分)公园、广场等场所常常能见到喷泉,其中有的喷泉形成高高的水柱。试建立物理模型对柱形喷泉进行分析,喷泉水柱由无数的水珠构成,如果忽略水珠在运动过程中受到的空气阻力,则水珠仅受重力作用,可将柱形喷泉中水珠的运动视为竖直上抛运动。已知世界上最大的人工喷泉日内瓦喷泉,喷水的最大高度约为140m。(取)(1)求喷泉喷口处水的速度;(2)若喷口的流量Q为(单位时间内从喷口喷出的水的体积),则空中水的体积为多少?
答案以及解析1.答案:C解析:在真空环境下,由于两者均只受重力作用而做自由落体运动,故铁球和羽毛下落一样快,故选项C正确,A、B、D错误。2.答案:C解析:由得,选项A错误;由知,选项B、D错误;由知,选项C正确。3.答案:C解析:运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动。则根据初速度为零的匀加速运动相等相邻位移时间关系为,可知,即,选项C正确。4.答案:A解析:由于子弹恰好穿出第4个水球,设加速度大小为a,每个水球宽为d,子弹的初速度为,穿过每个水球的速度为,由匀变速直线运动公式可得,,,子弹穿过4个水球的时间分别是,子弹穿过每个水球所用时间的比值,子弹穿过第4个水球用时1s,则子弹穿过第1个水球用时。5.答案:C解析:已知,设乙车制动的加速度大小至少为a,设经过时间t恰好追上,
由速度公式得:
由位移关系得:
联立解得:
而甲车刹车到零的时间,甲车还没有停止,故A、B、D错误,C正确。6.答案:C解析:在题甲图中可知,时间内速度变化量相同,因为图线围成的面积表示速度的变化量,题乙图中图线围成的面积相等,所以,选项A正确;时间内物体A的加速度方向与速度方向始终相同,物体A一直加速,选项B正确;时刻两物体图线围成的面积相等,即位移相等,二者第一次相遇,选项C错误,选项D正确。7.答案:B解析:根据题图像,加速度的变化率,选项A正确;加速度恒定的运动,速度均匀变化,在前10秒内,汽车加速度不断增加,为变加速直线运动,选项B错误;根据题图像和时间轴围成的面积表示速度的变化量,则,前10秒内汽车速度的增加量的大小为15 m/s,选项C正确;加速度随时间均匀变化,根据题图像可得5s末的加速度为,选项D正确。8.答案:D解析:设经过a点的速度为v,则,联立解得:,故选D。9.答案:B解析:做自由落体运动的规律知,做自由落体运动物体的加速度相同,均为g,故A错误;根据可求出下落时间之比为,故C错误;根据可知下落过程中甲、乙速度大小始终相等,故B正确;甲落地前,甲、乙下落的高度始终相同,间距不变,故D错误。10.答案:BD解析:在匀变速直线运动中,位移中点速度,时间中点速度,全程的平均速度,不论匀加速直线还是匀减速直线运动都有,若物体做匀加速直线运动,则,若物体做匀减速直线运动,则,故B、D正确,A、C错。11.答案:(1)接通电源;释放纸带(2)0.560(3)图见解析(4)0.80解析:(1)在实验中,使用打点计时器时应先接通电源再释放纸带。(2)打点计时器打D点时小车的瞬时速度为:
。(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,根据描出的点作出图像如图所示:(4)由图示图像可知,加速度为:。12.答案:(1)从右向左(2)0.19;0.037解析:(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用,做匀减速直线运动,相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小,所以由题图(b)可知,小车在桌面上是从右向左运动的。(2)滴水计时器每30s滴下46个小水滴,其滴水的时间间隔为。根据匀变速直线运动的规律,可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为。由和逐差法可得,小车运动的加速度大小为。13.答案:(1)1.37 s(2)19.7 m/s解析:(1)连接两球的细绳被拉直,说明两球的位移差为10m,根据运动学公式可得:代入数据解得:(2)由题意解得:14.答案:(1)52.9m/s(2)解析:(1)喷泉水柱中水珠的运动可视为竖直上抛运动,根据,代入数据解得;
(2)喷泉水柱中水珠的运动可视为竖直上抛运动,根据,解得,空中水的体积为。