人教版新高考物理一轮总复习训练题运动的描述　匀变速直线运动的研究

章末目标检测卷一　

运动的描述　匀变速直线运动的研究

(时间:90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目要求)

1.手机导航软件不仅极大地方便了人们的出行,更是缓解了城市交通压力。下图是某位游客从北京天安门广场附近骑自行车前往北京南站,导航规划了三条路线,下列说法错误的是(　　)

A.研究人在地图上的实时位置,可以把人看成质点

B.图中的27分钟、31分钟、28分钟都表示时间间隔

C.图中的5.4 km、6.1 km、5.6 km分别表示路程

D.三条路径路程不同、时间不同、位移也不同

2.(2020·山东济南一模)短跑运动员在训练中从起跑开始的一段时间内可看成先做匀加速直线运动再做匀速直线运动,已知总位移为s,匀速阶段的速度为v、时间为t,则匀加速阶段的时间为(　　)

A. B.

C.-t D.-2t

3.(2020·江西五校联考)如图所示,一小球(可视为质点)沿斜面匀加速下滑,依次经过A、B、C三点。已知xAB=18 m,xBC=30 m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2 s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是(　　)

A.12 m/s,13 m/s,14 m/s

B.10 m/s,14 m/s,18 m/s

C.8 m/s,10 m/s,16 m/s

D.6 m/s,12 m/s,18 m/s

4.(2020·河北沧州模拟)甲、乙两车在同一条直道上行驶,它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示,已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于t=10 s处,则下列说法正确的是(　　)

A.甲车的初速度为零

B.乙车的初位置在x0=60 m处

C.乙车的加速度大小为1.6 m/s2

D.t=5 s时两车相遇,此时甲车速度较大

5.(2020·山东泰安模拟)某物体做直线运动,设该物体运动的时间为t,位移为x,其图像如图所示,则下列说法正确的是              (　　)

A.物体做的是匀加速直线运动

B.t=0时,物体的速度为ab

C.0~b时间内物体的位移为2ab2

D.0~b时间内物体做匀减速直线运动,b~2b时间内物体做反向的匀加速直线运动

6.(2021·山东章丘月考)甲车和乙车从同一位置出发沿平直公路行驶,它们运动的速度—时间图像分别为如图所示的直线甲和曲线乙,t=3 s时,直线甲和曲线乙刚好相切。有关两车在0~5 s内的运动,下列说法正确的是(　　)

A.甲车做匀加速运动且其加速度为 m/s2

B.乙车一直做加速运动,加速度先增大后减小

C.t=1 s时两车间隔距离为3 m

D.t=3 s时甲车和乙车相距最远,最远距离大于7 m

7.(2020·山东临沂期末)如图甲所示,现代城市里面高楼林立。图乙是某地两高楼示意图,左边的楼高98 m,右边的楼高200 m,水平间距为136 m,左边楼顶一人拿着1 kg的E球,右边楼顶另一人拿着4 kg的F球。若右边楼顶的人静止释放F球的同时大喊一声,左边楼顶的人一旦听到声音后即刻静止释放E球。不计空气阻力,人和球均看成质点,声音在空气中传播的速度为340 m/s,则下列说法正确的是(本题取=3.2,本题仅供理论讨论,严禁高空抛物)(　　)

A.F球先落地

B.在两球均释放后且落地前的过程中,在相等的时间内E球的速度变化量小于F球的

C.两球落地的时间差为1.92 s

D.在E球落地的一瞬间,F球离地面的高度小于左边楼的高度

二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

8.(2020·江西赣州高三检测)下图是用频闪间隔为t的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理,下列说法正确的是(　　)

A.一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶4∶9

B.一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶3∶5

C.苹果下落的加速度大小为

D.羽毛下落到C点时的速度大小为

9.(2020·山东济宁模拟)甲、乙两质点同时同地在外力的作用下做匀变速直线运动,其运动的-t图像如图所示。关于甲、乙两质点的运动情况,下列说法正确的是(　　)

A.乙质点做初速度为c的匀加速直线运动

B.甲质点做加速度大小为的匀加速直线运动

C.t=时,甲、乙两质点速度大小相等

D.t=时,甲、乙两质点速度大小相等

10.(2021·山东日照月考)在水平面上,有甲、乙两物体分别沿两条彼此靠近的平行轨道相向运动,其v-t图像如图所示。下列对于两物体的描述正确的是(　　)

A.若甲、乙两物体在t=3 s时第一次相遇,则它们不会再次相遇

B.若甲、乙两物体在t=3 s时第一次相遇,则它们在t=5 s时再次相遇

C.若甲、乙两物体在t=4 s时第一次相遇,则它们可能会再次相遇

D.若甲、乙两物体在t=4 s时第一次相遇,则它们不会再次相遇

三、非选择题(本题共5小题,共60分)

11.(6分)(2020·四川广元第二次适应性统考)某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,他将打点计时器接到频率为50 Hz的交变电源上,实验时得到一条纸带如图所示,他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点,在这点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清,他只测得AC长为14.56 cm,CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm。

(1)为了探究匀变速直线运动的规律,该同学所取的计数点个数　　　　(填字母序号)。 

A.偏少 B.偏多 C.合适

(2)若小车是做匀变速直线运动,由该同学所测的实验数据计算出小车的加速度a=　　　　 m/s2,打点计时器打A点时小车的瞬时速度vA=　　　　 m/s。(计算结果均保留三位有效数字) 

12.(9分)(2020·广东珠海质量监测)在研究匀变速直线运动实验中,在打点计时器打下的纸带上,选取一段如图所示,实验员告知同学们交变电流的频率为50 Hz,图中每两点中间还有四点没有画出;用刻度尺量得A到B、C、D、E各点的距离依次为1.23 cm、3.71 cm、7.44 cm和12.42 cm,则打C点时物体的瞬时速度大小为　　　　 m/s;该匀变速直线运动的加速度的大小为　　　　 m/s2。(以上结果均保留三位有效数字)若实际上交变电流的频率为51 Hz,则上面计算出的加速度值与实际值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“无区别”)。 

13.(12分)随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍爱生命。某路段机动车限速为15 m/s,一货车严重超载后的总质量为5.0×104 kg,以15 m/s的速度匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车立即做匀减速直线运动,加速度大小为5 m/s2。已知货车正常装载时刹车的加速度大小为10 m/s2。

(1)求此货车在超载及正常装载情况下的刹车时间之比。

(2)求此货车在超载及正常装载情况下的刹车距离。

(3)若此货车不仅超载而且以20 m/s的速度超速行驶,则刹车距离又是多少?(设此情形下刹车加速度大小仍为5 m/s2)

14.(15分)如图所示,在光滑的水平地面上,相距l=10 m的A、B两小球均以速度v0=10 m/s 向右匀速运动,随后两球相继滑上倾角为30°的足够长的光滑斜坡,地面与斜坡平滑连接,g取10 m/s2。求:

(1)B球刚要滑上斜坡时A、B两球的距离;

(2)A球滑上斜坡后两球相遇时经过的时间。

15.(18分)高铁列车上有很多制动装置。在每节车厢上装有制动风翼,当风翼完全打开时,可使列车产生a1=0.5 m/s2的平均制动加速度。同时,列车上还有电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等。单独启动电磁制动系统,可使列车产生a2=0.7 m/s2的平均制动加速度。所有制动系统同时作用,可使列车产生最大为a=3 m/s2的平均制动加速度。在一段直线轨道上,列车正以v0=324 km/h的速度匀速行驶时,列车长接到通知,前方有一列车出现故障,需要减速停车。列车长先将制动风翼完全打开,让高速行驶的列车减速,当车速减小了时,再通过电磁制动系统同时制动。

(1)若不再开启其他制动系统,从开始制动到停车,高铁列车行驶的距离是多少?

(2)若制动风翼完全打开时,距离故障车只有2 km,那么该列车最迟在距离故障车多远处打开剩余的制动装置,才能保证不与故障车相撞?

章末目标检测卷一　

运动的描述　匀变速直线运动的研究

1.D　解析:研究人在导航图中的位置时,人的大小和形状能够忽略,可以把人看成质点,选项A正确。图中的27分钟、31分钟、28分钟都表示时间间隔,选项B正确。图中的5.4 km、6.1 km、5.6 km是轨迹的长度,分别表示路程,选项C正确。三条路径路程不同、时间不同、位移相同,选项D错误。

2.D　解析:设初速度为零的起跑阶段加速度为a,加速阶段时间t1,则有s=+vt,v=at1,解得t1=-2t,故A、B、C错误,D正确。

3.D　解析:根据Δx=at2得a= m/s2=3 m/s2,小球在B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则vB= m/s=12 m/s,小球在C点的速度vC=vB+at=(12+3×2) m/s=18 m/s,小球在A点的速度vA=vB-at=(12-3×2) m/s=6 m/s,故D正确。

4.C　解析:位移—时间图像的斜率等于速度,则知甲车的速度不变,做匀速直线运动,初速度不为零,选项A错误。乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10 s处,则t=10 s 时,速度为零,反过来看成初速度为0的匀加速直线运动,则x=at2,根据图像可知,x0=a·(10 s)2,20 m=a·(5 s)2,解得a=1.6 m/s2,x0=80 m,选项B错误,C正确。t=5 s时两车相遇,此时甲车的速度v甲= m/s=4 m/s,乙车的速度为v乙=at=1.6×5 m/s=8 m/s,选项D错误。

5.D　解析:据匀变速直线运动位移时间公式x=v0t+a加t2得a加+v0·,知a加=-a,v0=,得物体的加速度为 a加=-2a,初速度为 v0=2ab,故0~b时间内物体做匀减速直线运动,b~2b时间内物体做反向的匀加速直线运动,故A错误,D正确。t=0时刻,物体的速度为v0=2ab,故B错误。0~b时间内物体的位移为x=v0t+a加t2=2ab·b+(-2a)b2=ab2,故C错误。

6.C　解析:甲车做匀加速运动,且其加速度为a甲= m/s2=2 m/s2,故A错误。乙车一直做加速运动,根据v-t图像的斜率表示加速度,知乙车的加速度一直减小,故B错误。t=1 s时两车间隔距离等于0~1 s内甲通过的位移大小,为s=v0t+a甲t2=2×1+×2×12 m=3 m,故C正确。由于t=3 s后,甲车的速度仍大于乙车的速度,两者间距逐渐增大,所以t=3 s时甲车和乙车相距不是最远,故D错误。

7.D　解析:声音从右边楼顶的人传到左边楼顶的人所用的时间为t'= s=0.5 s,根据自由落体位移公式有t=,解得E球落地需要的时间为tE= s=4.375 s,F球落地需要的时间为tF= s=6.4 s,拿着E球的人从听到声音释放E球,到E球落地所用时间tE总=tE+0.5 s=4.875 s<6.4 s,故E球先落地,A错误。在两球均释放后且落地前的过程中,在相等的时间Δt内两球的速度变化量相等,为gΔt,故B错误。两球落地的时间差为Δt'=6.4 s-4.375 s-0.5 s=1.525 s,故C错误。在E球落地的一瞬间,F球下落的高度为h'=×10×(4.375+0.5)2 m=118.9 m,则F球离地面的高度为h=200 m-118.9 m=81.1 m<98 m,故F球离地面的高度小于左边楼的高度,故D正确。

8.CD　解析:由于这是局部照片,A点并不一定是下落的起点,故不能根据初速度为零的匀变速直线运动的位移规律求解,故A、B均错误。由Δx=at2可得a=,故C正确。根据得vC=,故D正确。

9.BD　解析:根据匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+at2得=v0+at。对于乙质点,由题图可知,=c,a乙=-,乙的加速度为 a乙=-,故乙质点做初速度为c、加速度为-的匀减速直线运动,故A错误。对于甲质点,由题图可知,=0,a甲=,甲的加速度为 a甲=,故甲质点做加速度大小为的匀加速直线运动,故B正确。t=时,甲质点的速度 v甲=a甲t==c,乙的速度v乙=+a乙t=c-=0,故C错误。t=时,甲质点的速度 v甲'=a甲t'=c,乙的速度v乙'=+a乙t'=c-c,故D正确。

10.BD　解析:若甲、乙两物体在t=3 s时第一次相遇,在3~5 s内,由速度—时间图线知,甲、乙两图线与时间轴围成的面积相等,则在3~5 s甲、乙两物体通过位移相等,都是x=-×2 m=-2 m,可知它们在t=5 s时再次相遇,故A错误,B正确。在t=4 s时甲、乙两物体速度相等,若甲、乙两物体在t=4 s时第一次相遇,根据“面积”表示位移,知在4~10 s内,甲的位移为x甲=- m+ m=3 m,乙的位移为 x乙=-×2 m+2×4 m=5 m,x甲≠x乙,t=10 s之后,两物体的速度方向相反,位移也不会相等,所以它们不会再次相遇,故C错误,D正确。

11.解析:(1)本实验根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2求加速度的大小,应多取一些数据,而该同学只取两组数据,计数点偏少,A正确。

(2)由题意知AC间的时间间隔t=5T×2=0.2 s,CE间的时间间隔也为0.2 s,根据匀变速直线运动的推论公式可知,xCE-xAC=at2,解得a=2.58 m/s2;vC==0.986 m/s,根据匀变速直线运动速度时间公式得vC=vA+at,解得vA=(0.986-0.2×2.58) m/s=0.470 m/s。

答案:(1)A　(2)2.58　0.470

12.解析:打C点时物体的速度等于物体在BD间的平均速度,即vC= m/s=0.311 m/s。利用逐差法求加速度:AB间的距离s1=1.23 cm,BC间的距离s2=3.71 cm-1.23 cm=2.48 cm,CD间的距离s3=7.44 cm-3.71 cm=3.73 cm,DE间的距离s4=12.42 cm-7.44 cm=4.98 cm。

利用逐差法求加速度可得:a==

×0.01 m/s2=1.25 m/s2,求加速度的公式为a==Δsf2,由题意知道:f测<f实,所以a测<a实,即计算出的加速度比实际值小。

答案:0.311　1.25　偏小

13.解析:(1)此货车在超载及正常装载情况下刹车时间之比t1∶t2==2∶1。

(2)超载时,刹车距离x1= m=22.5 m

正常装载时,刹车距离x2= m=11.25 m。

(3)货车超载并超速情况下的刹车距离x3= m=40 m。

答案:(1)2∶1　(2)22.5 m　11.25 m　(3)40 m

14.解析:(1)设A球滑上斜坡后经过t1时间B球滑上斜坡,则有t1==1 s

A球滑上斜坡后加速度大小a==gsin 30°=5 m/s2。设t1时间内A球向上运动的位移为x(即A、B两球的距离),则x=v0t1-=7.5 m。

(2)B球刚要滑上斜坡时A球的速度v1=v0-at1=5 m/s

B球滑上斜坡时,加速度与A球相同,以A球为参考系,B球相对于A球以速度v=v0-v1=5 m/s做匀速运动

设再经过t2时间两球相遇,有t2==1.5 s

则A球滑上斜坡后,两球相遇时经过的时间t=t1+t2=2.5 s。

答案:(1)7.5 m　(2)2.5 s

15.解析:(1)由题意可得v0=324 km/h=90 m/s

打开制动风翼时,列车的加速度大小为a1=0.5 m/s2,

设当速度减小了时列车的速度为v1=v0=60 m/s

在此过程中行驶的距离x1==4 500 m

再打开电磁制动后,列车的加速度大小为

a'=a1+a2=1.2 m/s2

在此过程中行驶的距离x2==1 500 m

则高铁列车从开始制动到停车行驶的总距离

x=x1+x2=6 000 m。

(2)设最迟需要在距离故障车Δx处打开其他制动装置,此时列车速度为v。由题意知,此时列车减速的加速度为最大制动加速度大小a=3 m/s2,则Δx=

剩余的制动装置打开之前,列车减速行驶的距离为

x0-Δx=

其中x0=2 km

联立解得Δx=1 220 m。

答案:(1)6 000 m　(2)1 220 m