高中物理3 匀变速直线运动位移与时间的关系精品同步训练题

这是一份高中物理3 匀变速直线运动位移与时间的关系精品同步训练题，文件包含教科版2019必修第一册23《匀变速直线运动位移与时间关系》分层练习原卷docx、教科版2019必修第一册23《匀变速直线运动位移与时间关系》分层练习解析卷docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共16页， 欢迎下载使用。


1．高铁列车在启动阶段的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，列车在启动阶段的速度大小（ ）
A．与它所经历的时间成正比
B．与它所经历的时间的二次方成正比
C．与它的位移大小成正比
D．与它的位移大小的二次方成正比
【答案】A
【详解】AB．根据匀加速直线运动的速度公式得
所以速度与时间成正比，A正确，B错误；
CD．根据匀加速直线运动的速度位移公式得
速度与位移的平方根成正比，C错误，D错误。
故选A。
2．某物体做直线运动的速度图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）

A．8s内物体的加速度不变
B．4s末物体回到出发点
C．6s末物体距出发点最远
D．8s末物体回到出发点
【答案】D
【详解】A．速度图线的斜率表示物体的加速度，0-2s，6-8s斜率为正，2-6s内图像的斜率为负。因此8s内加速度变化，A选项错误；
BCD．由速度时间图象与时间轴围成的面积表示位移，且在时间轴上方位移为正，下方位移为负，可知：内物体一直沿正向运动，内物体沿负向运动，末物体回到出发点，所以末物体距出发点最远，故BC错误，D正确；
故选D。
3．如图所示，曲线ab分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移一时间（t）图像，由图可知（ ）

A．t1时刻， ab两车速度相等
B．在t1到段时间内，a车先加速运动再减速运动
C．在t1到t2这段时间内，a车的位移大于b车的位移
D．在t1到t2这段时间内，ab两车的平均速度相等
【答案】D
【详解】A．图像的斜率表示速度，在时刻，b图像的斜率大小小于图像的斜率大小，则b车速度小于a车速度，故A错误；
B．在到时间段内，a图像的斜率先减小后增大，说明a车先减速运动后反向加速运动，故B错误；
CD．在到时间段内，a、b两车初末位置相同，则这段时间内位移相同，a、b辆车的平均速度相等，故C错误，D正确。
故选D。
4.深海科考是一项重要的科研项目，我国自主研制的“蛟龙号”深海潜水器是目前世界上下潜能力最强的潜水器。某次下潜活动开始计时的时刻，“蛟龙号”速度为，此后“蛟龙号”竖直匀减速下潜，经过下潜到海底，此时速度恰好减为零。则开始计时的时刻，“蛟龙号”离海底的距离为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】开始计时的时刻，“蛟龙号”离海底的距离为
故选B。
5.航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统，已知某战斗机离开弹射系统后，在跑道上做加速度大小为的匀加速直线运动，战斗机在跑道上自主滑行100m时起飞，起飞的速度大小为55m/s，则航空母舰静止时弹射系统使战斗机自主滑行时的初速度大小为（ ）
A．35m/sB．40m/s
C．45m/sD．50m/s
【答案】C
【详解】战斗机做匀加速直线运动，根据速度与位移的关系有
解得
故选C。
6.国产ARJ21新支线飞机的某款机型的起飞速度为70m/s，在跑道上起飞过程的加速度为4m/s2，机场要确保该型号飞机从静止到起飞成功，跑道的长度至少为（ ）
A．312.5mB．412.5mC．512.5mD．612.5m
【答案】D
【详解】飞机从静止开始运动到速度增加到起飞速度过程中的位移为
故选D。
7.一遥控玩具小车在平直路上运动的位移-时间图象如图所示，则下列说法错误的是（ ）

A．前内汽车的平均速度为
B．前内汽车的平均速度为
C．末汽车的速度大小为
D．前内汽车做单方向直线运动
【答案】D
【详解】A．由图象可知，在前10s内汽车的位移为30m，平均速度
故A正确；
B．由图象可知，前15s内汽车的位移为30m，平均速度
故B正确；
C．位移-时间图线的斜率表示速度，则20s末汽车的速度
即末汽车的速度大小为，故C正确；
D．汽车在前10s内向正方向做匀速直线运动，10-15s内静止，15-25s内反向做匀速直线运动，所以汽车的运动方向发生了改变．故D错误。
本题选错误项，故选D。
8.小球以v0=10m/s的初速度从光滑斜面上某点向上冲做匀减速直线运动，它的加速度大小始终为a=2m/s2，方向与初速度方向相反。求：
（1）其运动至距出发点沿斜面上方16m处所用的时间。
（2） 其运动至距出发点沿斜面下方11m处的速度。
【答案】（1）2s，8s；（2）12m/s，方向沿斜面向下
【详解】（1）全过程加速度不变，是匀变速直线运动，根据位移时间关系式
将位移为16m代入，解得或
（2）取沿斜面向上为正方向，所以，a=-2m/s2，x=-11m根据
可得v=12m/s，方向沿斜面向下。
1．在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法，下列叙述中正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法是等效替代法
B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法
C．由加速度的定义式可知，a与成正比
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了极限法
【答案】B
【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法是理想模型法，故A错误；
B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法，故B正确；
C．是通过比值定义法得到的加速度的定义式，a与不成正比关系，由合外力和质量决定，故C错误；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故D错误。
故选B。
每两个计数点间未标出的计时点个数为
2．甲、乙两车在一条平直的公路上同向并排行驶，t=0时刻甲车开始刹车，甲车的速度随时间变化的图像如图甲所示，以t=0时刻甲车所在位置为坐标原点O，以甲车速度方向为正方向建立x轴，乙车的位置坐标随时间变化的图像如图乙所示，图像为顶点在30m处的抛物线。下列说法正确的是（ ）

A．甲车做匀变速直线运动的加速度大小为2.5m/s2
B．乙车做匀变速直线运动的加速度大小为6.25m/s2
C．t=4s时甲、乙两车相距最近
D．甲、乙两车只相遇一次
【答案】A
【详解】A．v-t图线切线的斜率表示加速度，所以
故A正确；
B．乙车的位置坐标随时间变化的图像为顶点在30m处的抛物线，则有
结合图像，有
解得
故B错误；
C．t=4s时，甲的位移为
说明甲已经追上乙，故C错误；
D．设两车经过tʹ时间速度相等，即
解得
此时
说明两车相遇两次，故D错误。
故选A。
3．一驾驶员酒驾超速通过检查点时，交警示意驾驶员停车接受检查，驾驶员驾车沿平直公路逃逸，汽车的速度随时间变化的关系图像如图甲所示。当汽车经过停在检查点的警车旁时，警车立即启动追赶，警车的速度随时间变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

A．从警车启动到警车追上汽车的时间为24s
B．警车追赶过程中通过的位移大小为800m
C．从警车启动到两车相距最远的时间为12s
D．追赶过程中，两车的最远距离为280m
【答案】B
【详解】A．汽车做匀速直线运动，速度大小为v0=40m/s，警车做匀加速直线运动，由v−t图像的斜率表示加速度，可得警车的加速度大小为
设警车从启动到追上汽车的时间为t1，则有
解得
A错误；
B．警车追赶过程中通过的位移大小为
B正确；
C．当两车相距最远时速度相等，则有
解得从警车启动到两车相距最远的时间为
C错误；
D．追赶过程中，两车的最远距离为
D错误。
故选B。
4．某同学放学准备乘坐公交车，到达公交站时，看见公交车已经沿平直公路驶离车站，司机听到呼喊后汽车马上以的加速度匀减速刹车，该同学同时以4m/s的速度匀速追赶汽车，汽车开始刹车时速度为8m/s，减速前距离同学12m。则下列说法正确的是（ ）
A．公交车刹车第1s内位移为1m
B．公交车从开始刹车5s内位移为15m
C．公交车刹车过程平均速度为4m/s
D．该同学追上汽车所需的时间为6s
【答案】C
【详解】A．由匀变速直线运动规律可得，公交车刹车第1s内位移为
故A错误；
B．公交车刹车至静止所需要的时间为
因此公交车开始刹车4s即停止，则公交车从开始刹车5s内位移为
故B错误；
C．公交车刹车过程平均速度为
故C正确；
D．由上可知，人追上公交车时的位移为
该同学追上汽车所需的时间为
故D错误。
故选C。
5. 一小型无人机在某次直线飞行过程中，其加速度随时间变化的关系图像如图所示。已知时刻，无人机静止，求：
（1）前5s内，无人机的位移大小；
（2）在时，无人机的速度大小；
（3）在0~35s内，无人机的平均速度大小。

【答案】（1）25m；（2）20m/s；（3）
【详解】（1）前5s内，由图像知，无人机做匀加速运动，加速度，由位移公式有
解得
（2）在5~15s内，无人机的加速度，则在时有
其中
解得
（3）在5~15s内，由位移公式有
在15~25s内有
在25~35s内，由图像知加速度，则有
则无人机在0~35s内，的平均速度
解得
6.中国细犬（简称细犬）是中国古老的狩猎犬种，主要分布在山东省内。某次狩猎细犬发现正南方L=24m处有一只野兔，野兔也发现细犬并立刻向正南方向逃跑，同时细犬向正南方沿直线追击野兔。已知细犬的加速度为a1=4m/s2，最大速度为v1=16m/s；野兔的加速度为a2=8m/s2，最大速度为v2=8m/s，求：
（1）细犬和野兔之间的最大距离；
（2）经多长时间，细犬捕获野兔。
【答案】（1）28m；（2）6.5s
【详解】（1）野兔最大速度为v2=8m/s，加速到最大速度的时间为
加速到最大速度的位移为
当细犬的速度和野兔速度相等时两者距离最大，则经过的时间为
此时细犬和野兔之间的最大距离为
（2）细犬加速到最大速度的时间为
加速到最大速度的位移为
假设细犬在加速阶段追上兔子，且经过的时间为t，则
解得
说明假设错误，细犬将在匀速阶段追上兔子，则
解得


1.无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。已知无线连接的最远距离为10m，甲和乙两位同学做了一个有趣实验。甲佩戴无线蓝牙耳机，乙携带手机检测，如图（a）所示，甲、乙同时分别沿两条平行相距的直线轨道向同一方向运动，甲做匀速直线运动，乙从静止开始先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，其速度v随时间t的关系如图（b）所示，则在运动过程中，手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】如图所示，当甲、乙相距10m时，根据勾股定理，甲比乙多走8m，设此时二人的运动时间为t1，根据位移公式得
根据图像
解得
根据图像，此时速度相等，恰好最远，即相距最远时也能接收的信号，然后乙超过甲，当乙比甲多走8m时，是最后接收到信号的时刻，设从开始到该时刻的时间为t2，乙加速的时间为
乙加速6s后开始以6m/s的速度匀速运动，乙匀速运动的时间为t2-6，根据题意
解得
也就是说，前13s内，甲、乙之间的距离都在10m以内，都能接收到信号。
故选C。