新教材适用2023_2024学年高中物理第2章匀变速直线运动的研究学业质量标准检测新人教版必修第一册

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第二章　学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间75分钟。第Ⅰ卷(选择题　共40分)一、选择题(共12小题，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项符合题目要求，每小题3分；第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2023·浙江绍兴高一统考期末)如图所示是中国科学院建造的微重力落塔，它的高度为116 m，落舱系统的微重力时间可达3.5 s，微重力水平可达到10－5 g量级。物体在落舱系统中下落时可以看成自由落体运动，如果羽毛和铁球在落舱系统中同时从相同高度下落，下列说法正确的是( C )A．羽毛先下落到落舱系统底部B．铁球先下落到落舱系统底部C．羽毛和铁球同时下落到落舱系统底部D．钢球落到落舱系统底部时的速度远大于羽毛的速度解析：根据题意，落舱系统中的物体在下落时只受重力作用，所以质量不同的物体下落时的加速度完全相同，根据公式h＝gt2可知，从相同高度同时下落的羽毛和铁球，将同时落到落舱系统的底部且速度相同。故选C。2．(2023·山西吕梁高一统考期末)汽车紧急刹车，会在路面上留下刹车痕迹，某次汽车紧急刹车后测得的刹车痕迹长为36 m，假设制动后汽车做加速度大小恒为8 m/s2的匀减速直线运动直到停止。则关于该汽车的运动，下列说法正确的是( C )A．刚刹车时，汽车的初速度大小为26 m/sB．刹车后第1 s末的速度大小为15 m/sC．刹车后第1 s末的速度大小为16 m/sD．刹车后4 s内的位移大小为32 m解析：逆向思维，刚刹车时，汽车的初速度大小为v＝2ax，解得v0＝24 m/s，A错误；刹车后第1 s末的速度大小为v＝v0－at1＝16 m/s，B错误，C正确；速度减小到零的时间为t0＝＝3 s，第3 s末汽车的速度减小到零，刹车后4 s内的位移大小为36 m，D错误。3．(2023·重庆沙坪坝高一期末)A、B两个物体的位移—时间图像如图所示，则( C )A．0～t2内，A的路程比B的路程多3 mB．0～t2内，A的平均速度大于B的平均速度C．t2时刻，A、B两物体一定相遇D．A的速度先增大后减小解析：根据图像可知，0～t2内，物体A的运动发生了反向，A的路程为6 m＋6 m－3 m＝9 m，而物体B运动方向没有变化，其路程为3 m，即A的路程比B的路程多9 m－3 m＝6 m，A错误；根据图像可知，0～t2内，物体A、B的位移均为3 m，根据＝，可知，0～t2内，A的平均速度等于B的平均速度，B错误；t2时刻，A、B两物体位置坐标均为3 m，即该时刻两者一定相遇，C正确；位移—时间图像斜率的绝对值表示速度大小，根据图像可知，物体A图像的斜率的绝对值先减小后增大，则A的速度先减小后增大，D错误。4．(2023·陕西汉中高一期末)如图所示，可看作质点的A、B两物体在同一直线上，此时相距x＝6 m，物体A以vA＝5 m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时以vB＝10 m/s的速度向右做匀减速运动，加速度大小为2 m/s2，那么物体A追上物体B所用的时间为( B )A．7 s  B．6.2 s C．6 s  D．5 s解析：B速度减小为0的过程中平均速度为＝＝ m/s＝5 m/s，此过程中物体A以vA＝5 m/s，的速度向右匀速运动，原来相距x＝6 m，所以B静止时A还没有追上B，B减速的位移为x′＝＝ m＝25 m，物体A追上物体B所用的时间为t＝＝ s＝6.2 s，故选B。5．2020年11月10日8时12分，中国载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐低，创造了10 909米的中国载人深潜新纪录，标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。假设“奋斗者”号完成海底任务后竖直上浮，从上浮速度为v开始计时，此后“奋斗者”号匀减速上浮，经过时间t0上浮到海面，速度恰好减为零，则“奋斗者”号在t(t<t0)时刻距离海平面的深度为( B )A．vt　　　　  B．C．  D．解析：“奋斗者”号匀减速上浮，经过时间t0上浮到海面，速度恰好减为零，可求得加速度为a＝＝－，则可得“奋斗者”号在t时刻的速度为v′＝v＋at＝，在t时刻距离海平面的深度为h，根据匀变速运动的规律可得在t时刻距离海平面的深度为2ah＝0－v′2，解得h＝，故选B。6．(2023·山东青岛高一期末)某人乘坐上海回北京的动车a，某时刻动车a后面追上来一列动车b，两动车互相追赶，如图甲所示。某段时间两动车运动的v－t图像如图乙所示，设t＝0时刻两动车车头刚好并排行驶，下列说法正确的是( B )A．前10 s两动车平均速度大小相等B．0～36 s内，b车一直在a车前面C．0～36 s内，两车头相距最远为65.6 mD．10～36 s内a车的加速度比0～30 s内b车的加速度小解析：v－t图像与时间轴所围成的面积表示位移，由图乙可知，在前10 s内动车b的位移大于动车a的位移，根据＝，可知动车b的平均速度大于动车a的平均速度，A错误；v－t图像的斜率表示加速度，10～36 s内a做匀加速直线运动的加速度a1＝ m/s2＝0.8 m/s2,0～30 s内b车的加速度a2＝ m/s2＝ m/s2≈0.53 m/s2，可知，10～36 s内a车的加速度比0～30 s内b车的加速度大，D错误；结合上述，由图乙可知，在36 s时刻动车a的速度为v＝76 m/s＋0.8×(36－30)m/s＝80.8 m/s，在30 s时刻，b领先a的距离s1＝ m＝80 m,30 s至36 s，a通过的位移比b大，s2＝ m＝14.4m<s1＝80 m，因此b一直在a前面，B正确；0～36 s内，当两动车的速度相等时，即在t＝30 s时刻，两动车头相距最远，根据上述可知两动车头最远的距离80 m，C错误。7．(2023·吉林长春高一期末)一物体以初速度v0做匀减速直线运动，第1 s内通过的位移为x1＝3 m，第2 s内通过的位移为x2＝2 m，又经过位移x3物体的速度减小为0，则下列说法错误的是( A )A．初速度v0的大小为2.5 m/sB．加速度a的大小为1 m/s2C．位移x3的大小为1.125 mD．位移x3内的平均速度大小为0.75 m/s解析：根据Δx＝aT2，得到加速度a＝＝  m/s2＝－1 m/s2，选项B正确；根据x1＝v0t1＋at，即3＝v0×1－×1×12，解得v0＝3.5 m/s，选项A错误；位移x3的大小为x3＝－x1－x2＝ m－3 m－2 m＝1.125 m，选项C正确；因2 s末的速度v2＝v0－at2＝1.5 m/s，则位移x3内的平均速度大小为＝＝0.75 m/s，选项D正确。8．(2023·重庆九龙坡高一期末)如图所示，将乙小球从地面上以v0＝8 m/s的初速度竖直向上抛出的同时，将甲小球从乙球的正上方h＝12 m处由静止释放，两小球运动过程中的空气阻力忽略不计。取g＝10 m/s2，两小球可视为质点，下列说法正确的是( D )A．两小球在空中不相遇B．两小球相遇时甲小球的速度大小为12 m/sC．乙小球抛出后0.8 s时两小球相遇D．乙小球在下落过程中与甲小球相遇解析：设两球能相遇且相遇的时间为t，则有h甲＝gt2，h乙＝v0t－gt2，h甲＋h乙＝h，代入数据联立解得t＝1.5 s，故两球能相遇，相遇时间为1.5 s；故A、C错误；两小球相遇时甲小球的速度大小为v甲＝gt＝15 m/s，故B错误；乙小球上升到最高点所需时间为t上升＝＝0.8 s，因为t上升<t<2t上升，即乙小球在下落过程中与甲小球相遇，故D正确。9．(2023·云南玉溪高一期中)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( BC )A．两段时间内的速度方向相同B．t1时刻质点运动方向改变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内加速度逐渐增大解析：v－t图像中v的正负表示运动方向，由题图可知，0～t1时间内v>0，质点沿正向运动，t1～t2时间内v<0，质点沿负向运动，故两段时间内的速度方向不同，故A错误；由A项分析知t1时刻质点运动方向改变，故B正确；v－t图像切线斜率表示加速度，由题图可知，两段时间图像上各点的切线斜率均为负，故加速度方向一直是负向，加速度方向相同，故C正确；由图线斜率判断知，在0～t1内、t1～t2内加速度均逐渐增大，故D错误。10．(2023·广东广州高一期末)物体从离地面45 m高处做自由落体运动(g取10 m/s2)，则下列选项中正确的是( BC )A．物体4 s末落地B．物体落地时的速度大小为30 m/sC．物体在落地前最后1 s内的位移为25 mD．物体在整个下落过程中的平均速度为20 m/s解析：由h＝gt2，得t＝3 s，A错误；落地速度v＝gt＝30 m/s，B正确；最后一秒内位移Δh＝gt2－g2＝25 m，C正确；全程的平均速度＝＝15 m/s，D错误。11．(2023·新疆乌鲁木齐高一期末)如图所示，光滑斜面AE被分成四个相等的部分，一物体从A点以某一初速度沿斜面向上滑动，到达E点速度恰好为零，关于物体向上滑动过程中下列结论正确的是( BD )A．物体到达B、D点的速率之比vB∶vD＝1∶B．物体到达C、E经历的时间之比tAC∶tAE＝(－1)∶C．物体从A到E的平均速度等于过C点时的瞬时速度D．物体通过每一部分时，其速度变化量的大小越来越大解析：一物体从A点以某一初速度沿斜面向上滑动，到达E点速度恰好为零，逆向思维可看成反向初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式v2＝2ax知v∝，则vB∶vD＝∶＝∶1，故A错误；逆向分析，由运动学公式x＝at2，得t∝，则tCE∶tAE＝∶＝1∶，则tAC∶tAE＝(－1)∶，故B正确；匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，C点是A到E的中间位置，不是中间时刻，故物体从A到E的平均速度不等于过C点时的瞬时速度，故C错误；物体做匀减速直线运动，通过每一部分的时间逐渐变大，根据Δv＝at，知其速度变化量的大小越来越大，故D正确。12．(2023·贵州铜仁高一统考期末)如图所示，在公路旁有一排等间距的路灯，一人骑摩托车在这条平直的公路上由静止开始做匀变速直线运动，从第一根路灯杆出发并开始计时，运动到第二根路灯杆用时3 s且速度为12 m/s(摩托车可看成质点)，则下列说法正确的是( AC )A．摩托车的加速度大小为4 m/s2B．相邻两根路灯杆的间距为12 mC．摩托车从第三根路灯杆到第四根路灯杆的运动时间为(3－3)sD．摩托车经过第三根路灯杆时的速度为24 m/s解析：因为人骑摩托车从静止开始做匀变速直线运动，其中v1＝12 m/s，t1＝3 s，根据v1＝at1，代入解得a＝4 m/s2，故A正确；相邻两根路灯杆的间距为Δx＝at＝18 m，故B错误；摩托车运动到第三根路杆时，有2Δx＝at，解得t2＝3s，摩托车运动到第四根路杆时，有3Δx＝at，解得t3＝3 s，则摩托车从第三根路灯杆到第四根路灯杆的运动时间为Δt＝t3－t2＝(3－3)s，故C正确；根据v＝2a·2Δx，解得摩托车经过第三根路灯杆时的速度为v2＝12 m/s，故D错误。第Ⅱ卷(非选择题　共60分)二、填空题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)13．(6分)(2023·辽宁高一阶段练习)某兴趣小组利用如图所示的实验装置来测量重力加速度。铁架台竖直放置，上端固定电磁铁M，A、B为位置可调节的光电门，均与数字计时器N相连。实验步骤如下：①接通M的开关，吸住小球；②将A固定在小球下方某一位置，调节B的位置并固定，测出A和B之间的距离h1；③断开M的开关，小球自由下落，记录小球从A到B的时间，重复测量3次对应于h1的时间，平均值为t1；④保持A位置不变而改变B的位置并固定，测出A和B之间的距离h2，重复测量3次对应于h2的时间，平均值为t2。回答下列问题：(1)本实验所用器材有：铁架台、电源、电磁铁、光电门、数字计时器，小球和 B　(填入正确选项前的字母)。A．天平　　　 B．刻度尺　　　C．弹簧秤(2)重力加速度大小可表示为g＝ 　(用h1、t1、h2、t2表示)。(3)另一组同学也利用该装置测量重力加速度，如果实验过程中保持B的位置不变而改变A的位置，那么该组同学 能　(填“能”或“不能”)正确测得重力加速度。解析：(1)不需要测量小球的质量或重力，因此不需要天平或弹簧秤，A、C错误；实验需要测量A和B之间的距离，所以需要用刻度尺，B正确。(2)设过A时的速度为v0，从A运动到B，有h1＝v0t1＋gth2＝v0t2＋gt解得g＝。(3)改变A的位置，B的位置不变，则有h1＝vBt1－gth2＝vBt2－gt把两式变形＝vB－gt1＝vB－gt2整理可得－＝gt2－gt1g＝能正确测得重力加速度。14．(8分)(2023·福建莆田高一期末)(1)某同学要进行探究匀变速直线运动实验，请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号)： ②④⑦　。①打点计时器；②天平；③低压交流电源；④低压直流电源；⑤细绳和纸带；⑥钩码和小车；⑦秒表； ⑧一端有滑轮的长木板；⑨刻度尺。(2)安装好实验器材纸带穿过打点计时器，接通电源后将小车释放，小车便拉着纸带运动，纸带被打出一系列点，其中有一段如下图，纸带的哪端与小车相连？ 左端　。(填“左端”或“右端”)(3)A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点，相邻计数点间时间间隔为0.1 s，则vB＝ 0.26　m/s，a＝ 0.40　m/s2 (结果保留2位有效数字)(4)家庭低压交流电源的频率是50 Hz，由于实验过程中电源不稳定，频率变为小于50 Hz，如果实验者在测定匀变速直线运动的加速度时不知道，这样计算出的加速度值与真实值相比 偏大　。(填“偏大”“偏小”或“不变”)解析：(1)该实验中需要：①打点计时器，用来给纸带打点；③低压交流电源，用来给电磁打点计时器供电；⑤细绳和纸带；⑥钩码和小车；⑧一端有滑轮的长木板；⑨刻度尺，用来对纸带进行测量；不需要：②天平，因实验中不需要测量重物的质量；④低压直流电源，打点计时器要用低压交流电源供电，则不需要低压直流电源；⑦秒表，打点计时器本身就是计时仪器，则不需要秒表，故实验中不需要的器材为②④⑦。(2)小车做匀加速直线运动，故纸带的左端与小车相连。(3)由匀加速直线运动规律可得vB＝＝×10－3 m/s＝0.26 m/s用逐差法求加速度a＝＝×10－3 m/s2＝0.40 m/s2。(4)根据打点周期与电源频率的关系T＝5×所以a＝＝·f 2故当f测>f真时，可得a测>a真，所以计算出的加速度值与真实值相比偏大。三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(10分)(2023·山东潍坊高一统考期末)研究某回放录像发现，我国某型号先进战斗机起飞的过程是由静止开始的单向加速直线运动，这一过程可简化为两个阶段，第一阶段历时t＝19 s，加速度恒定且大小a1＝1.6 m/s2。第二阶段历时也为t＝19 s，加速度方向不变但大小变为另一个恒定值a2，且第二阶段内位移是第一阶段内位移的4倍，求：(1)第一阶段内的平均速度的大小；(2)加速度a2的大小。答案：(1)15.2 m/s　(2)3.2 m/s2解析：(1)由匀变速直线运动规律可得：第一阶段内x1＝a1t2可得＝解得＝15.2 m/s。(2)第二阶段内x2＝vt＋a2t2其中v＝a1t，x1∶x2＝1∶4联立解得a2＝3.2 m/s2。16．(12分)(2023·河北沧州高一阶段练习)如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变)，最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。(可以认为在斜面上是初速为零的匀加速直线运动，在水平面上是匀减速直线运动)求：(1)在斜面上的加速度大小；(2)物体自A点到C点运动的时间；(3)t＝0.6 s时的瞬时速度v。t(s)0.00.20.4……1.21.4……v(m/s)0.01.02.0……1.10.7……答案：(1)5 m/s2　(2)1.75 s　(3)2.3 m/s解析：(1)从表格的前三列数据可求出物体在斜面上的加速度大小a1＝＝ m/s2＝5 m/s2。(2)从表格中后两列数据可求出物体在水平面上的加速度大小a2＝＝ m/s2＝2 m/s2设B点的速度为v′，加速时间为t1，则0～1.2 s内有v′＝a1t1v1.2＝v′－a2(1.2－t1)联立解得t1＝0.5 s，v′＝2.5 m/s则物体减速时间为t2＝＝1.25 s物体自A点到C点运动的时间t＝t1＋t2＝1.75 s。(3)t′＝0.6 s时的瞬时速度v＝v′－a2(t′－t1)＝2.3 m/s。17．(10分)(2023·湖南常德高一期末)一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上138 m高处，然后让座舱做自由落体运动。当落到离地面高58 m时开始制动，之后座舱做匀减速运动，在下落到离地面8 m高处时速度刚好减小到零，(g取10 m/s2)求：(1)座舱自由落体运动的时间；(2)座舱匀减速运动的加速度大小。答案：(1)4 s　(2)16 m/s2解析：(1)自由落体下落的高度h1＝138 m－58 m＝80 m根据h1＝gt解得t1＝＝ s＝4 s。(2)匀减速位移h2＝58 m－8 m＝50 m自由落体运动的末速度v1＝gt1＝40 m/s匀减速运动阶段，根据位移—速度关系，有v＝2ah2代入得a＝＝ m/s2＝16 m/s2。18．(14分)(2023·山西运城高一期末)某市为了能够拥有更多的蓝天，为了大家能够呼吸新鲜空气、共享畅通出行，提出了绿色出行的倡议。小王将绿色出行落到了实际行动上，有一天他上班途中沿人行道以v1＝2 m/s速度向一公交车站走去，发现一辆公交车正以v2＝12 m/s速度从身旁的平直公路同向驶过，此时他们距车站x＝48 m，为了乘上该公交车，他立即匀加速向前跑去，加速度a1＝3 m/s2，达到最大速度vm＝8 m/s后匀速前进。假设公交车在行驶到距车站x0＝24 m处开始匀减速刹车，刚好到车站停下，停车时间t＝8 s，之后公交车启动向前开去，不计车长，求：(1)公交车刹车过程中加速度a2的大小；(2)通过计算分析该同学能否乘上该公交车。答案：(1)3.0 m/s2　(2)见解析解析：(1)公交车的加速度a2＝＝－3.0 m/s2所以其加速度的大小为3.0 m/s2。(2)汽车从相遇处到开始刹车用时t1＝＝2 s汽车刹车过程中用时t2＝＝4 s该同学小明以加速度a1达到最大速度用时t3＝＝2 s该同学加速过程中的位移x1＝(v1＋v m)t3＝10 m以最大速度跑到车站的t4＝＝4.75 s则t3＋t4<t1＋t2＋8 s该同学可以在汽车还停在车站时上车。