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2024版新教材高中物理第二章匀变速直线运动的研究核心素养综合评价新人教版必修第一册 试卷
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这是一份2024版新教材高中物理第二章匀变速直线运动的研究核心素养综合评价新人教版必修第一册，共9页。
第二章核心素养综合评价(时间：75分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1．如图，“探究自由落体运动规律”实验过程中拍摄的频闪照片的一部分(照片中的数字是小球下落的距离，单位是cm)，为了根据照片测得当地重力加速度的值，则一定要记录的是( )A．小球的直径B．小球的质量C．小球初速度为零的位置D．频闪光源的周期2．某同学身高为1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆(如图所示)．据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(取g＝10m/s2)( )A．2m/sB．4m/sC．6m/sD．8m/s3.第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日在北京举行，其中冰壶是冬奥会的一种投掷性竞赛项目．在某次比赛中，冰壶以某一初速度被投出后做匀减速直线运动，用时18s停止，已知停止运动前最后1s内位移大小为0.2m，则冰壶的初速度大小为( )A．5.4m/sB．6.0m/sC．7.2m/sD．9.0m/s4．汽车在限速为40km/h的道路上匀速行驶，驾驶员发现前方斑马线上有行人，于是减速礼让，汽车到达斑马线处时行人已通过斑马线，驾驶员便加速前进，监控系统绘制出该汽车的速度v随时间t变化的图像如图所示，下列说法正确的是( )A．减速前该车已超速B．汽车在加速阶段的加速度大小为3m/s2C．驾驶员开始减速时距斑马线18mD．汽车可能做曲线运动5.某质点做直线运动，现以出发点为坐标原点，以运动方向为x轴正方向，质点运动的v2x图像如图所示．则( )A．质点的初速度为0B．质点做变加速直线运动C．质点做匀加速直线运动，且加速度大小为2m/s2D．质点做匀加速直线运动，且加速度大小为28m/s26.某高铁站内，一维护员在站台上观察一列高铁列车的运动情况，发现在某两个连续相等时间间隔内从维护员身边经过的车厢节数分别为n1和n2，若列车做匀变速直线运动(加速度不为零)，每节车厢长度相同，则n1和n2之比不可能是( )A．1∶2B．2∶5C．3∶2D．4∶217.在“车让人”交通安全活动中，交警部门要求汽车在斑马线前停车让人．以8m/s匀速行驶的汽车，当车头离斑马线8m时司机看到斑马线上有行人通过，已知该车刹车时最大加速度为5m/s2，驾驶员反应时间为0.2s．若驾驶员看到斑马线上有行人时立即紧急刹车，则( )A．汽车能保证车让人B．汽车通过的距离是6.4mC．汽车运动的总时间是1.6sD．在驾驶员反应时间内汽车通过的距离是1m二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)8.[2023·辽宁省协作校高一上第一次联考]甲、乙两个物体从同一地点在同一直线上运动，它们的速度与时间的关系图像如图所示．下列分析正确的是( )A．在0～t1时间内，乙做加速度逐渐减小的减速运动B．t2时刻两物体的加速度大小相等C．在t1～t2时间内，甲、乙两物体的加速度方向相反D．t3时刻后甲做匀速直线运动，乙静止9.生活在青藏高原的胡秃鹫，以动物骸骨为主要食物．由于无法直接吞下巨大的牛骨，聪明的胡秃鹫会叼起牛骨飞到山谷的上空，然后将牛骨从几十米的高空释放，高速运动的牛骨落到石头上摔成小块然后被吞食．设某次胡秃鹫将牛骨从高空由静止释放，牛骨落到石头上时的速度达到了30m/s.若不考虑空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法正确的是( )A．牛骨下落的高度为90mB．牛骨下落的时间为3sC．牛骨下落到总高度一半时的速度大小为15m/sD．牛骨落到石头上前最后1s内下落的高度为25m10．一汽车在公路上行驶，位移和速度关系为x＝40－其中x单位为m，v单位为m/s．下列说法正确的是( )A．汽车做减速运动，初速度大小为10m/s2B．汽车做减速运动，加速度大小为5m/s2C．汽车经过4s速度减小到零D．汽车经过2s速度减小到零三、非选择题(本题共5小题，共54分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(6分)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：(1)图1中打点计时器乙的工作电压为________(填“交流”或“直流”)________V．若提供的实验器材中同时有甲、乙两个打点计时器，优先选用________(填“甲”或“乙”)．(2)下列操作中正确的有________．A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C．应先接通电源，后释放小车D．跨过滑轮所吊重物越重越好，可以减小阻力的影响(3)小兰同学打出的一条纸带如图2所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则实验时纸带的________端是和小车相连的(选填“左”或“右”)．打点计时器打下C点时小车的速度大小为________m/s(结果保留两位有效数字)．12．(选自鲁科版新教材课后练习)(10分)某物理兴趣小组根据伽利略描述的方法，设计了如图所示的实验装置，探究物体沿斜面下滑的运动规律．实验方案：让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，释放滑块时打开阀门，使水箱中的水流入量筒；当滑块碰到挡板时关闭阀门，测量此时滑块运动的距离x和量筒中水的体积V.在水流基本均匀的情况下，滑块运动的时间越长，量筒中的水就越多．(1)水的________可反映滑块运动的________．(2)根据初速度为0的匀变速直线运动________与________比值不变的规律，对实验数据进行处理和分析，可判断滑块沿斜面下滑的运动是否为匀变速直线运动．(3)下表为该实验小组测得的实验数据，请将计算结果填入表格．你的结论是________________________________________________________________________．(4)你认为本实验的误差来源主要有________________________________________________________________________．13.(10分)如图所示，杂技演员爬上高h＝9m的固定竖直竹竿，然后双腿夹紧竹竿倒立，头顶离地面高h′＝7m，演员通过双腿对竹竿的压力来控制身体的运动情况，首先演员匀加速下滑3m，速度达到v＝4m/s，然后匀减速下滑，当演员头顶刚接触地面时速度刚好减到零，求：(1)演员匀加速下滑时的加速度大小；(2)完成全程运动所需要的时间．14．(12分)如右图所示，在公路的十字路口，红灯拦停了一车队，拦停的汽车排成笔直的一列，第一辆汽车的前端刚好与路口停止线相齐，汽车长均为l＝4.0m，前面汽车尾部与相邻汽车的前端距离均为d1＝1.0m．为了安全，前面汽车尾部与相邻汽车的前端距离至少为d2＝5.0m才能开动，若汽车都以a＝2m/s2的加速度做匀加速直线运动．绿灯亮起瞬间，第一辆汽车立即开动，求：(1)第六辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v；(2)从绿灯刚亮起到第六辆汽车前端与停止线相齐所需最短时间t.15．(16分)2022年北京冬奥会开幕式又一次让中国惊艳世界．其中“五环破冰”寓意打破隔阂，大家融为一体，向世界展示了中国人的浪漫．设定“五环”均为半径r＝3m的圆环(厚度忽略不计)，上三环的下边缘与下两环圆心在同一水平面上．“五环破冰”的整个过程可简化为如图所示的物理模型：初始时，“五环”位于同一竖直面内，恰藏于“冰”中置于水平地面上，“冰”上下表面均水平，其中上三环上边缘与“冰”上表面齐平，下两环下边缘与“冰”下表面齐平．现使“五环”和“冰”同时以大小相等的加速度a＝0.3m/s2分别竖直向上向下做匀加速直线运动，速度达到某同一值后均匀速运动，各自快到达终点时分别以加速度a＝0.3m/s2做匀减速直线运动直至静止，最终“五环”用时43s上升12.6m，悬挂在空中，“冰”上表面恰好与水平地面融为一体．求：(1)“五环”运动过程中的速度最大值；(2)“五环破冰”(从开始运动到两者分离)所用时间．第二章核心素养综合评价1．解析：根据Δx＝gT2得重力加速度为g＝eq \f(Δx,T2)，可知测量当地的重力加速度，需要测量频闪光源的周期或频率大小，故D正确，A、B、C错误．答案：D2．解析：身体横着越过1.8m的横杆，所以该同学重心上升的最大高度约为0.9m，上升过程可看成反向初速度为零的匀加速直线运动．由v2＝2gH得v＝eq \r(2gH)＝eq \r(2×10×0.9)m/s＝eq \r(18)m/s，与选项B最接近，故选B.答案：B3．解析：根据逆向思维，将冰壶的匀减速直线运动逆向看作反向的初速度为零且加速度大小不变的匀加速直线运动，可得冰壶最后1s的位移即为反向匀加速直线运动第1s的位移，即x＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)×a×12m＝0.2m，解得a＝0.4m/s2，则冰壶的初速度大小为v0＝at0＝0.4×18m/s＝7.2m/s.故选C.答案：C4．解析：A错：v0＝10m/s＝36km/h，未超速．B对：所求加速度大小为a＝eq \f(Δv,Δt)＝eq \f(8－2,5.5－3.5)m/s2＝3m/s2.C错：由图像不能精确求出驾驶员开始减速时与斑马线的距离，因为图中减速时对应的图线是曲线，表示位移的“面积”不能准确求解．D错：vt图像只能描述直线运动．答案：B5．解析：A错：由v2x图像可知，当x＝0时，v2≠0，故质点的初速度不为0.B、D错，C对：结合v2－v eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) ＝2ax，由v2x图像可知，质点做加速度a＝eq \f(9－5,2×1)m/s2＝2m/s2的匀加速直线运动．答案：C6．解析：根据题意，设相等时间间隔为t，车厢的长度为L，2t时间内中间时刻速度为v，2t时间内的初、末速度分别为v1、v2，则有x1＝n1L＝eq \f(v1＋v,2)t，x2＝n2L＝eq \f(v＋v2,2)t，又有v＝eq \f(v1＋v2,2)，则有eq \f(x1,x2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(v1＋v,v2＋v)＝eq \f(3v1＋v2,v1＋3v2).当列车做初速度为零的运动时，有eq \f(n1,n2)＝eq \f(1,3).当列车做匀减速运动时，有eq \f(n1,n2)＝3.所以eq \f(1,3)≤eq \f(n1,n2)≤3，且eq \f(n1,n2)≠1，故D错误．答案：D7．解析：驾驶员反应时间为t1＝0.2s，反应时间内汽车的位移为x1＝8m/s×0.2s＝1.6m，汽车刹车后的位移为x2＝eq \f(v2,2a)＝eq \f(82,2×5)m＝6.4m，刹车的时间t2＝eq \f(v,a)＝eq \f(8,5)s＝1.6s，则汽车通过的距离为x＝x1＋x2＝1.6m＋6.4m＝8m，汽车运动的总时间为t＝t1＋t2＝1.8s，故该汽车能保证车让人，故B、C、D错误，A正确．答案：A8．解析：在0～t1时间内，乙做匀减速直线运动，加速度不变，A错误；vt图像中图线的斜率表示加速度，从题图可知，0～t3时间内，甲、乙两物体速度变化量大小相同，甲物体所用时间较短，故甲物体在t2时刻的加速度较大，B错误；因vt图像的图线的斜率的正负反映加速度的方向，则在t1～t2时间内，甲、乙两物体的加速度方向相反，C正确；由图像可知，t3时刻后甲做匀速直线运动，乙静止，D正确．答案：CD9．解析：牛骨做自由落体运动，牛骨下落的是时间为t＝eq \f(v,g)＝eq \f(30,10)s＝3s，B正确；牛骨下落的高度为h＝eq \f(1,2)gt2＝eq \f(1,2)×10×32m＝45m，A错误；牛骨下落到总高度一半时的速度大小为v′＝eq \r(2g·\f(h,2))＝eq \r(2×10×\f(45,2))m/s＝15eq \r(2)m/s，C错误；牛骨前2s下落的高度为h2＝eq \f(1,2)gt eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) ＝eq \f(1,2)×10×22m＝20m，牛骨落到石头上前最后1s内下落的高度为45m－20m＝25m，D正确．故选B、D.答案：BD10．解析：根据题意x＝40－eq \f(v2,10)，整理得v2－400＝－10x，对应v2－v eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) ＝2ax，解得v0＝20m/s，a＝－5m/s2，所以汽车做匀减速运动，初速度大小为20m/s，加速度大小为5m/s2，故A错误，B正确；由v＝v0＋at，得t＝eq \f(0－20,－5)s＝4s，故C正确，D错误．答案：BC11．解析：(1)乙是电火花计时器，工作电压是交流220V，若提供的实验器材中同时有甲、乙两个打点计时器，优先选用乙，因为甲是电磁打点计时器，在打点的过程中振针和纸带间的摩擦力较大，误差较大，乙是电火花计时器，没有振针，利用火花放电产生点迹，摩擦力较小，误差较小．(2)为了能在纸带上打更多的点，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，并且打点计时器应放在长木板上没有滑轮一端，故A正确，B错误；应先接通电源，待打点稳定后释放小车，故C正确；探究小车速度随时间变化的规律，不需要减小阻力，故D错误．故选A、C.(3)因为小车带动纸带远离打点计时器，小车做加速运动，点的间隔越来越大，所以纸带左端和小车相连；打点计时器打下C点时小车的速度大小为vC＝eq \f(xBD,2T)＝eq \f(42.00－12.00,0.2)×10－2m/s＝1.5m/s.答案：(1)交流 220 乙 (2)AC (3)左 1.512．解析：(1)因水流基本均匀，所以水的体积可反映滑块运动的时间．(2)对于初速度为0的匀变速直线运动，位移与时间的二次方的比值是不变的．(3)根据表中数据可以计算出各次实验对应的eq \f(x,V2)的值，可以发现在误差允许的范围内为一定值，这说明滑块沿斜面下滑时做的是匀变速直线运动．(4)本实验的误差来源主要有：水从水箱中流出时水流不够均匀，滑块下滑距离测量不准确，斜面粗糙程度不均匀，滑块开始下滑与开始流水不同步等．答案：(1)体积 时间 (2)位移 时间的二次方 (3)5.56 5.53 5.79 5.46 5.55 5.63 5.43 结论见解析 (4)见解析13．解析：(1)设演员匀加速下滑时加速度大小为a1，下滑的高度为x1，则x1＝3m，由运动学公式有v2＝2a1x1，代入数据可得a1＝2.7m/s2.(2)设演员匀加速下滑时间为t1，匀减速下滑的加速度大小为a2，下滑时间为t2，下滑高度为x2，则由运动学公式可得，v＝a1t1，v2＝2a2x2，x2＝h′－x1＝7m－3m＝4m，v＝a2t2，t＝t1＋t2，联立以上各式，并代入数据得t＝3.5s答案：(1)2.7m/s2 (2)3.5s14．解析：(1)第六辆汽车前端与停止线的距离x1＝5(l＋d1)＝25.0m，由v2＝2ax1，解得v＝10m/s.(2)设第二辆汽车刚开动时，第一辆汽车至少已行驶的时间为t1，则第二辆汽车刚开动时，第一辆汽车至少行驶的距离：x2＝d2－d1＝4.0m，由x2＝eq \f(1,2)at eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) ，解得t1＝2s从绿灯刚亮起到第六辆汽车刚开动至少所需时间：t2＝5t1＝10.0s从第六辆汽车刚开动到前端与停止线相齐所需时间：t3＝eq \f(v,a)＝5.0s从绿灯刚亮起到第六辆汽车前端与停止线相齐所需最短时间：t＝t2＋t3，解得t＝15.0s.答案：(1)10m/s (2)15.0s15．解析：(1)设“五环”运动过程的最大速度为v，根据题意可知加速和减速过程所用时间相等，且均为t1＝eq \f(v,a)，匀速阶段所用时间为t2＝43s－2t1根据运动学公式可得位移间关系满足12.6m＝2×eq \f(1,2)at eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) ＋vt2，联立解得t1＝1s，t2＝41s，v＝0.3m/s(2)“五环”和“冰”加、减速过程的位移相等且均为x＝eq \f(1,2)at eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) ＝0.15m“冰”匀速运动过程用时t3＝eq \f(3r－2x,v)＝29s设“冰”减速前“五环”已离开“冰”，取开始匀速到两者恰好分离用时t4，则有3r－2x＝2vt4由t4＝14.5s
第二章核心素养综合评价(时间：75分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1．如图，“探究自由落体运动规律”实验过程中拍摄的频闪照片的一部分(照片中的数字是小球下落的距离，单位是cm)，为了根据照片测得当地重力加速度的值，则一定要记录的是( )A．小球的直径B．小球的质量C．小球初速度为零的位置D．频闪光源的周期2．某同学身高为1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆(如图所示)．据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(取g＝10m/s2)( )A．2m/sB．4m/sC．6m/sD．8m/s3.第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日在北京举行，其中冰壶是冬奥会的一种投掷性竞赛项目．在某次比赛中，冰壶以某一初速度被投出后做匀减速直线运动，用时18s停止，已知停止运动前最后1s内位移大小为0.2m，则冰壶的初速度大小为( )A．5.4m/sB．6.0m/sC．7.2m/sD．9.0m/s4．汽车在限速为40km/h的道路上匀速行驶，驾驶员发现前方斑马线上有行人，于是减速礼让，汽车到达斑马线处时行人已通过斑马线，驾驶员便加速前进，监控系统绘制出该汽车的速度v随时间t变化的图像如图所示，下列说法正确的是( )A．减速前该车已超速B．汽车在加速阶段的加速度大小为3m/s2C．驾驶员开始减速时距斑马线18mD．汽车可能做曲线运动5.某质点做直线运动，现以出发点为坐标原点，以运动方向为x轴正方向，质点运动的v2x图像如图所示．则( )A．质点的初速度为0B．质点做变加速直线运动C．质点做匀加速直线运动，且加速度大小为2m/s2D．质点做匀加速直线运动，且加速度大小为28m/s26.某高铁站内，一维护员在站台上观察一列高铁列车的运动情况，发现在某两个连续相等时间间隔内从维护员身边经过的车厢节数分别为n1和n2，若列车做匀变速直线运动(加速度不为零)，每节车厢长度相同，则n1和n2之比不可能是( )A．1∶2B．2∶5C．3∶2D．4∶217.在“车让人”交通安全活动中，交警部门要求汽车在斑马线前停车让人．以8m/s匀速行驶的汽车，当车头离斑马线8m时司机看到斑马线上有行人通过，已知该车刹车时最大加速度为5m/s2，驾驶员反应时间为0.2s．若驾驶员看到斑马线上有行人时立即紧急刹车，则( )A．汽车能保证车让人B．汽车通过的距离是6.4mC．汽车运动的总时间是1.6sD．在驾驶员反应时间内汽车通过的距离是1m二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)8.[2023·辽宁省协作校高一上第一次联考]甲、乙两个物体从同一地点在同一直线上运动，它们的速度与时间的关系图像如图所示．下列分析正确的是( )A．在0～t1时间内，乙做加速度逐渐减小的减速运动B．t2时刻两物体的加速度大小相等C．在t1～t2时间内，甲、乙两物体的加速度方向相反D．t3时刻后甲做匀速直线运动，乙静止9.生活在青藏高原的胡秃鹫，以动物骸骨为主要食物．由于无法直接吞下巨大的牛骨，聪明的胡秃鹫会叼起牛骨飞到山谷的上空，然后将牛骨从几十米的高空释放，高速运动的牛骨落到石头上摔成小块然后被吞食．设某次胡秃鹫将牛骨从高空由静止释放，牛骨落到石头上时的速度达到了30m/s.若不考虑空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法正确的是( )A．牛骨下落的高度为90mB．牛骨下落的时间为3sC．牛骨下落到总高度一半时的速度大小为15m/sD．牛骨落到石头上前最后1s内下落的高度为25m10．一汽车在公路上行驶，位移和速度关系为x＝40－其中x单位为m，v单位为m/s．下列说法正确的是( )A．汽车做减速运动，初速度大小为10m/s2B．汽车做减速运动，加速度大小为5m/s2C．汽车经过4s速度减小到零D．汽车经过2s速度减小到零三、非选择题(本题共5小题，共54分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(6分)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：(1)图1中打点计时器乙的工作电压为________(填“交流”或“直流”)________V．若提供的实验器材中同时有甲、乙两个打点计时器，优先选用________(填“甲”或“乙”)．(2)下列操作中正确的有________．A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C．应先接通电源，后释放小车D．跨过滑轮所吊重物越重越好，可以减小阻力的影响(3)小兰同学打出的一条纸带如图2所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则实验时纸带的________端是和小车相连的(选填“左”或“右”)．打点计时器打下C点时小车的速度大小为________m/s(结果保留两位有效数字)．12．(选自鲁科版新教材课后练习)(10分)某物理兴趣小组根据伽利略描述的方法，设计了如图所示的实验装置，探究物体沿斜面下滑的运动规律．实验方案：让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，释放滑块时打开阀门，使水箱中的水流入量筒；当滑块碰到挡板时关闭阀门，测量此时滑块运动的距离x和量筒中水的体积V.在水流基本均匀的情况下，滑块运动的时间越长，量筒中的水就越多．(1)水的________可反映滑块运动的________．(2)根据初速度为0的匀变速直线运动________与________比值不变的规律，对实验数据进行处理和分析，可判断滑块沿斜面下滑的运动是否为匀变速直线运动．(3)下表为该实验小组测得的实验数据，请将计算结果填入表格．你的结论是________________________________________________________________________．(4)你认为本实验的误差来源主要有________________________________________________________________________．13.(10分)如图所示，杂技演员爬上高h＝9m的固定竖直竹竿，然后双腿夹紧竹竿倒立，头顶离地面高h′＝7m，演员通过双腿对竹竿的压力来控制身体的运动情况，首先演员匀加速下滑3m，速度达到v＝4m/s，然后匀减速下滑，当演员头顶刚接触地面时速度刚好减到零，求：(1)演员匀加速下滑时的加速度大小；(2)完成全程运动所需要的时间．14．(12分)如右图所示，在公路的十字路口，红灯拦停了一车队，拦停的汽车排成笔直的一列，第一辆汽车的前端刚好与路口停止线相齐，汽车长均为l＝4.0m，前面汽车尾部与相邻汽车的前端距离均为d1＝1.0m．为了安全，前面汽车尾部与相邻汽车的前端距离至少为d2＝5.0m才能开动，若汽车都以a＝2m/s2的加速度做匀加速直线运动．绿灯亮起瞬间，第一辆汽车立即开动，求：(1)第六辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v；(2)从绿灯刚亮起到第六辆汽车前端与停止线相齐所需最短时间t.15．(16分)2022年北京冬奥会开幕式又一次让中国惊艳世界．其中“五环破冰”寓意打破隔阂，大家融为一体，向世界展示了中国人的浪漫．设定“五环”均为半径r＝3m的圆环(厚度忽略不计)，上三环的下边缘与下两环圆心在同一水平面上．“五环破冰”的整个过程可简化为如图所示的物理模型：初始时，“五环”位于同一竖直面内，恰藏于“冰”中置于水平地面上，“冰”上下表面均水平，其中上三环上边缘与“冰”上表面齐平，下两环下边缘与“冰”下表面齐平．现使“五环”和“冰”同时以大小相等的加速度a＝0.3m/s2分别竖直向上向下做匀加速直线运动，速度达到某同一值后均匀速运动，各自快到达终点时分别以加速度a＝0.3m/s2做匀减速直线运动直至静止，最终“五环”用时43s上升12.6m，悬挂在空中，“冰”上表面恰好与水平地面融为一体．求：(1)“五环”运动过程中的速度最大值；(2)“五环破冰”(从开始运动到两者分离)所用时间．第二章核心素养综合评价1．解析：根据Δx＝gT2得重力加速度为g＝eq \f(Δx,T2)，可知测量当地的重力加速度，需要测量频闪光源的周期或频率大小，故D正确，A、B、C错误．答案：D2．解析：身体横着越过1.8m的横杆，所以该同学重心上升的最大高度约为0.9m，上升过程可看成反向初速度为零的匀加速直线运动．由v2＝2gH得v＝eq \r(2gH)＝eq \r(2×10×0.9)m/s＝eq \r(18)m/s，与选项B最接近，故选B.答案：B3．解析：根据逆向思维，将冰壶的匀减速直线运动逆向看作反向的初速度为零且加速度大小不变的匀加速直线运动，可得冰壶最后1s的位移即为反向匀加速直线运动第1s的位移，即x＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)×a×12m＝0.2m，解得a＝0.4m/s2，则冰壶的初速度大小为v0＝at0＝0.4×18m/s＝7.2m/s.故选C.答案：C4．解析：A错：v0＝10m/s＝36km/h，未超速．B对：所求加速度大小为a＝eq \f(Δv,Δt)＝eq \f(8－2,5.5－3.5)m/s2＝3m/s2.C错：由图像不能精确求出驾驶员开始减速时与斑马线的距离，因为图中减速时对应的图线是曲线，表示位移的“面积”不能准确求解．D错：vt图像只能描述直线运动．答案：B5．解析：A错：由v2x图像可知，当x＝0时，v2≠0，故质点的初速度不为0.B、D错，C对：结合v2－v eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) ＝2ax，由v2x图像可知，质点做加速度a＝eq \f(9－5,2×1)m/s2＝2m/s2的匀加速直线运动．答案：C6．解析：根据题意，设相等时间间隔为t，车厢的长度为L，2t时间内中间时刻速度为v，2t时间内的初、末速度分别为v1、v2，则有x1＝n1L＝eq \f(v1＋v,2)t，x2＝n2L＝eq \f(v＋v2,2)t，又有v＝eq \f(v1＋v2,2)，则有eq \f(x1,x2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(v1＋v,v2＋v)＝eq \f(3v1＋v2,v1＋3v2).当列车做初速度为零的运动时，有eq \f(n1,n2)＝eq \f(1,3).当列车做匀减速运动时，有eq \f(n1,n2)＝3.所以eq \f(1,3)≤eq \f(n1,n2)≤3，且eq \f(n1,n2)≠1，故D错误．答案：D7．解析：驾驶员反应时间为t1＝0.2s，反应时间内汽车的位移为x1＝8m/s×0.2s＝1.6m，汽车刹车后的位移为x2＝eq \f(v2,2a)＝eq \f(82,2×5)m＝6.4m，刹车的时间t2＝eq \f(v,a)＝eq \f(8,5)s＝1.6s，则汽车通过的距离为x＝x1＋x2＝1.6m＋6.4m＝8m，汽车运动的总时间为t＝t1＋t2＝1.8s，故该汽车能保证车让人，故B、C、D错误，A正确．答案：A8．解析：在0～t1时间内，乙做匀减速直线运动，加速度不变，A错误；vt图像中图线的斜率表示加速度，从题图可知，0～t3时间内，甲、乙两物体速度变化量大小相同，甲物体所用时间较短，故甲物体在t2时刻的加速度较大，B错误；因vt图像的图线的斜率的正负反映加速度的方向，则在t1～t2时间内，甲、乙两物体的加速度方向相反，C正确；由图像可知，t3时刻后甲做匀速直线运动，乙静止，D正确．答案：CD9．解析：牛骨做自由落体运动，牛骨下落的是时间为t＝eq \f(v,g)＝eq \f(30,10)s＝3s，B正确；牛骨下落的高度为h＝eq \f(1,2)gt2＝eq \f(1,2)×10×32m＝45m，A错误；牛骨下落到总高度一半时的速度大小为v′＝eq \r(2g·\f(h,2))＝eq \r(2×10×\f(45,2))m/s＝15eq \r(2)m/s，C错误；牛骨前2s下落的高度为h2＝eq \f(1,2)gt eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) ＝eq \f(1,2)×10×22m＝20m，牛骨落到石头上前最后1s内下落的高度为45m－20m＝25m，D正确．故选B、D.答案：BD10．解析：根据题意x＝40－eq \f(v2,10)，整理得v2－400＝－10x，对应v2－v eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) ＝2ax，解得v0＝20m/s，a＝－5m/s2，所以汽车做匀减速运动，初速度大小为20m/s，加速度大小为5m/s2，故A错误，B正确；由v＝v0＋at，得t＝eq \f(0－20,－5)s＝4s，故C正确，D错误．答案：BC11．解析：(1)乙是电火花计时器，工作电压是交流220V，若提供的实验器材中同时有甲、乙两个打点计时器，优先选用乙，因为甲是电磁打点计时器，在打点的过程中振针和纸带间的摩擦力较大，误差较大，乙是电火花计时器，没有振针，利用火花放电产生点迹，摩擦力较小，误差较小．(2)为了能在纸带上打更多的点，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，并且打点计时器应放在长木板上没有滑轮一端，故A正确，B错误；应先接通电源，待打点稳定后释放小车，故C正确；探究小车速度随时间变化的规律，不需要减小阻力，故D错误．故选A、C.(3)因为小车带动纸带远离打点计时器，小车做加速运动，点的间隔越来越大，所以纸带左端和小车相连；打点计时器打下C点时小车的速度大小为vC＝eq \f(xBD,2T)＝eq \f(42.00－12.00,0.2)×10－2m/s＝1.5m/s.答案：(1)交流 220 乙 (2)AC (3)左 1.512．解析：(1)因水流基本均匀，所以水的体积可反映滑块运动的时间．(2)对于初速度为0的匀变速直线运动，位移与时间的二次方的比值是不变的．(3)根据表中数据可以计算出各次实验对应的eq \f(x,V2)的值，可以发现在误差允许的范围内为一定值，这说明滑块沿斜面下滑时做的是匀变速直线运动．(4)本实验的误差来源主要有：水从水箱中流出时水流不够均匀，滑块下滑距离测量不准确，斜面粗糙程度不均匀，滑块开始下滑与开始流水不同步等．答案：(1)体积 时间 (2)位移 时间的二次方 (3)5.56 5.53 5.79 5.46 5.55 5.63 5.43 结论见解析 (4)见解析13．解析：(1)设演员匀加速下滑时加速度大小为a1，下滑的高度为x1，则x1＝3m，由运动学公式有v2＝2a1x1，代入数据可得a1＝2.7m/s2.(2)设演员匀加速下滑时间为t1，匀减速下滑的加速度大小为a2，下滑时间为t2，下滑高度为x2，则由运动学公式可得，v＝a1t1，v2＝2a2x2，x2＝h′－x1＝7m－3m＝4m，v＝a2t2，t＝t1＋t2，联立以上各式，并代入数据得t＝3.5s答案：(1)2.7m/s2 (2)3.5s14．解析：(1)第六辆汽车前端与停止线的距离x1＝5(l＋d1)＝25.0m，由v2＝2ax1，解得v＝10m/s.(2)设第二辆汽车刚开动时，第一辆汽车至少已行驶的时间为t1，则第二辆汽车刚开动时，第一辆汽车至少行驶的距离：x2＝d2－d1＝4.0m，由x2＝eq \f(1,2)at eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) ，解得t1＝2s从绿灯刚亮起到第六辆汽车刚开动至少所需时间：t2＝5t1＝10.0s从第六辆汽车刚开动到前端与停止线相齐所需时间：t3＝eq \f(v,a)＝5.0s从绿灯刚亮起到第六辆汽车前端与停止线相齐所需最短时间：t＝t2＋t3，解得t＝15.0s.答案：(1)10m/s (2)15.0s15．解析：(1)设“五环”运动过程的最大速度为v，根据题意可知加速和减速过程所用时间相等，且均为t1＝eq \f(v,a)，匀速阶段所用时间为t2＝43s－2t1根据运动学公式可得位移间关系满足12.6m＝2×eq \f(1,2)at eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) ＋vt2，联立解得t1＝1s，t2＝41s，v＝0.3m/s(2)“五环”和“冰”加、减速过程的位移相等且均为x＝eq \f(1,2)at eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) ＝0.15m“冰”匀速运动过程用时t3＝eq \f(3r－2x,v)＝29s设“冰”减速前“五环”已离开“冰”，取开始匀速到两者恰好分离用时t4，则有3r－2x＝2vt4由t4＝14.5s
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