新教材高考物理一轮复习课时规范练2匀变速直线运动的规律及应用含答案

这是一份新教材高考物理一轮复习课时规范练2匀变速直线运动的规律及应用含答案，共8页。试卷主要包含了4 sB等内容，欢迎下载使用。

1.(匀变速直线运动规律的应用)(2023湖南高三月考)2020年11月10日8时12分,中国奋斗者号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909 m,创造了我国载人深潜新纪录。假设将奋斗者号在坐底前的一段运动简化为匀减速直线运动,该过程从下沉速度为v时开始计时,经过时间t,奋斗者号速度减为零并恰好成功坐底。则奋斗者号在坐底前t0(t0A.vt022tB.vt2
C.vt01-t02tD.v(t-t0)22t
2.(刹车问题)高速公路的ETC电子收费系统如图所示,ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某ETC通道的长度为8.4 m,一辆汽车以21.6 km/h的速度匀速进入识别区,ETC用了0.2 s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是刹车,汽车刚好未撞杆。若刹车的加速度大小为5 m/s2,则司机的反应时间约为( )
A.0.4 sB.0.6 s
C.0.7 sD.0.8 s
3.(匀变速直线运动规律的应用)(2023山东高三模拟)某机动车在车检时,先做匀速直线运动再做匀减速直线运动至停止。已知总位移为s,匀速阶段的速度为v、时间为t,则匀减速阶段的时间为( )
A.sv-tB.sv-2t
C.2sv-tD.2sv-2t
4.(竖直上抛)(2023广东广州期末)如图所示,甲、乙两小球大小相同、质量相等,甲小球从h高度处释放,做自由落体运动,乙小球在它的正下方的水平面上以某一初速度同时做竖直上抛运动,如果两小球碰撞时恰好速度大小相等,方向相反,且碰后以原速率反弹,至甲、乙小球回到各自出发点为分析过程,则关于其运动下列说法正确的是( )
A.上抛的小球碰后将先回到出发点
B.两小球相碰位置的高度必为h2
C.两小球碰撞前后两个阶段的运动时间相等
D.两小球碰前的平均速度大小相等
5.(自由落体运动)(2023广东深圳高三模拟)一个小球在离地面一定高度的O点向下运动,第一次做自由落体运动,第二次以第一次落地时的速度竖直向下做匀速直线运动,在O点的正下方有一点A,A与O的距离和A与地面的距离相等,则小球两次从O点到A点的时间之比为( )
A.1∶1B.2∶1
C.22∶1D.4∶1
6.(自由落体运动、平均速度公式应用)从居民楼某楼层的窗台上掉下一苹果,目测落地前最后1 s的位移约为10 m,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。则苹果掉下时的楼层为(设每层楼高约2.5 m)( )
A.第三层
B.第四层
C.第五层
D.第六层
7.(自由落体运动)(2022广东广州一模)如图所示,篮球从某一高度自由落下,与地面反复碰撞,最后停在地面上,空气阻力不计,下列图像能大致反映该过程篮球的加速度随时间变化的是( )
素养综合练
8.某兴趣小组经过调查得知某市境内的高速公路最高限速为100 km/h,驾驶员的反应时间为0.3~0.6 s,各种路面与轮胎之间的动摩擦因数见下表。
兴趣小组根据以上资料,通过计算判断汽车雨天在高速公路上行驶的安全距离最接近( )
A.200 m
B.150 m
C.100 m
D.50 m
9.(2023辽宁实验中学模拟)高铁站台上,5位旅客在各自车厢候车线处候车,若动车每节车厢长均为l,动车进站时做匀减速直线运动。站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t,动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口(2号车厢最前端),如图所示,则( )
A.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动,经历的时间为3t
B.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动,平均速度为lt
C.1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为4lt
D.动车的加速度大小为lt2
10.(2022江苏南京模拟)在山区高速公路上,通常会在下坡路段设置避险车道。能有效地解决载重货车因制动失效带来的安全问题。下图为某避险车道的示意图,现有一货车在距避险车道入口300 m处突然刹车失灵,此时货车的速度为36 km/h,到达避险车道入口时的速度为72 km/h,紧接着关闭发动机,货车冲入避险车道,最终停在避险车道上,货车从刹车失灵到停下共历时22.5 s。若把货车整体视为质点,且其在下坡和上坡的运动均视为匀变速直线运动。求:
(1)货车在下坡运动过程中的加速度大小;
(2)货车在避险车道运动过程中的加速度大小;
(3)货车在避险车道上前进的距离。
11.(2023广东高三模拟)城市高层建筑越来越多,要严防高空坠物事件的发生。假设某公路边的高楼距地面高H=47 m,往外凸起的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动。阳台下方有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,以v0=9 m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方,花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24 m,示意图如图所示,花盆可视为质点,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持速度v0匀速直行,请计算货车是否会被花盆砸到。
(2)若司机发现花盆掉落,司机的反应时间Δt=1 s,采取匀加速直线运动的方式来避险,则货车的加速度至少要多大才能避免被花盆砸到。
答案：
1.A 解析 匀减速运动的加速度a=vt,坐底前t0(t02.B 解析 v0=21.6 km/h=6 m/s,设反应时间为t,汽车匀速运动的位移为x1=v0(t+0.2 s),随后汽车做减速运动,位移为x2=v022a,且x1+x2=8.4 m,联立解得t=0.6 s,故选B。
3.D 解析 设匀减速的时间为t1,则s=vt+v+02t1,解得t1=2sv-2t,故选D。
4.C 解析 两小球碰后速度大小相等,方向相反,运动过程与各自碰撞前的运动过程对称,则运动时间相等,即同时回到出发点,选项A错误,C正确。根据gt=v0-gt,解得t=v02g,上升的位移大小h1=v0t-12gt2=3v028g,下降的位移大小h2=12gt2=v028g,可知相碰的高度为34h,选项B错误。根据匀变速直线运动平均速度的推论v=v0+v2知,两小球碰前的平均速度不相等,选项D错误。
5.C 解析 设O点到地面的距离为h,根据h=12gt2,可知第一次自由落体运动从O点到A点的时间t1=2×12hg=hg,小球做自由落体运动,落地的速度为v=2gh,第二次以第一次落地时的速度竖直向下做匀速直线运动,从O点到A点的时间t2=12h2gh=122hg,则t1t2=22∶1。故选C。
6.C 解析 由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该时间段的平均速度可得,最后1 s的平均速度是最后0.5 s的初速度,即v=xt=101m/s=10 m/s,则苹果落地时的速度为v=v+gt=15 m/s,由v2=2gh,可得h=11.25 m,,所以掉下楼层为第五层,故C正确,A、B、D错误。
7.B 解析 篮球做自由落体运动和竖直上抛运动时,加速度均为重力加速度,大小和方向均不改变,均为正值,为平行于t轴的线段,在篮球与地面接触反弹离开地面过程中,受地面向上的弹力逐渐增大,篮球受到的合力,先减小,后反向增大,故B正确,A、C、D错误。
8.B 解析 汽车的最高速度为v=100 km/h=2509 m/s,在反应时间内,汽车仍做匀速直线运动,通过的最大距离为x1=vt=2509×0.6 m=503 m,把汽车刹车的过程看作匀减速直线运动,有0-v2=-2μgx2,得x2=v22μg=120.6 m,则总位移大小为x=x1+x2=137 m,接近150 m,故选B。
9.C 解析 采用逆向思维,可认为动车反向做初速度为0的匀加速直线运动,由题意可知,动车1号车厢最前端经过2号候车线处的旅客的位移为l时,时间为t,有l=12at2,动车1号车厢最前端经过5号候车线处的旅客的位移为4l时,时间为t5,有4l=12at52,联立解得a=2lt2,t5=2t,选项A、D错误。动车1号车厢最前端从经过5号候车线处的旅客到停下总位移为4l,用时为2t,则平均速度为v=4l2t=2lt,选项B错误。设1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为v5,则有4l=v5+02×2t,解得v5=4lt,选项C正确。
10.答案 (1)0.5 m/s2 (2)8 m/s2 (3)25 m
解析 (1)设货车下坡运动时加速度大小为a1,刹车失灵时速度为v1,进入避险车道时速度为v2,根据运动学公式可得v22-v12=2a1x1,解得a1=0.5 m/s2。
(2)设货车在下坡运动的时间为t1,在避险车道上运动的时间为t2,在避险车道上运动的加速度大小为a2,根据运动学公式可得v2-v1=a1t1,0-v2=-a2t2,t1+t2=22.5 s,解得a2=8 m/s2。
(3)设货车在避险车道上前进的距离为x2,根据运动学公式可得-2a2x2=0-v22,解得x2=25 m。
11.答案 (1)货车会被花盆砸到 (2)2.5 m/s2
解析 (1)花盆落下达到车顶所在高度的过程,有
H-h=12gt2
解得t=3 s
在这段时间内汽车位移为x=v0t=27 m
满足L2所以货车会被花盆砸到。
(2)司机反应时间内货车的位移为x1=v0Δt=9 m
此时车头离花盆的水平距离为d=L2-x1=15 m
采取加速方式,要成功避险,则加速运动的位移至少为x2=d+L1=23 m
加速度时间为t2=t-Δt=2 s
则有x2=v0t2+12at22
代入数据解得a=2.5 m/s2
即货车至少以2.5 m/s2的加速度加速才能避免被花盆砸到。路面
干沥青路面
干碎石路面
湿沥青路面
动摩擦因数
0.7
0.6~0.7
0.32~0.4