人教版（2019）高一物理必修 第一冊第二章　勻變速直線運動的研究單元檢測

1、新人教版必修第一冊第二章勻變速直線運動的研究單元檢測一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.汽車以20 m/s的速度做勻速直線運動,剎車后的加速度大小為5 m/s2,那么開始剎車后2 s內與開始剎車后6 s內汽車通過的位移之比為() A.11B.12C.34D.432.a、b兩物體從同一位置沿同一方向做直線運動,它們的速度圖像如圖所示,下列說法正確的是()A.第20 s時,a、b兩物體相距最遠B.第60 s時,物體a在物體b的前方C.第40 s時,a、b兩物體速度相等,相距200 mD.a、b加速時,物體a的加速度大于物體b的

2、加速度3.質點做直線運動的位移x與時間t的關系為x=5t+t2(各物理量均采用國際單位制單位),則該質點()A.第1 s內的位移是5 mB.前2 s內的平均速度是6 m/sC.任意相鄰1 s內的位移差都是1 mD.任意1 s內的速度增量都是2 m/s4.某質點做直線運動,其位移x與時間t的關系圖像如圖所示,則()A.在12 s時刻質點開始做反向的直線運動B.在020 s內,質點的速度不斷增大C.在020 s內,質點的平均速度大小為0.8 m/sD.在020 s內,質點的瞬時速度等于它在這段時間內平均速度的時刻只有一處5.甲、乙兩個小鐵球從不同高度做自由落體運動,t0時刻同時落地。下列表示這一過

3、程的位置-時間圖像和速度-時間圖像中可能正確的是()6.一列火車沿平直軌道從靜止出發(fā)由A地駛向B地,列車先做勻加速運動,加速度大小為a,接著做勻減速運動,加速度大小為2a,到達B地時恰好靜止,若A、B兩地距離為s,則火車從A地到B地所用時間t為()A.3s4aB.4s3aC.3saD.3s2a7.通常情況下,人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和在1.391.98 s之間。若高速公路上兩輛汽車行駛的速度均為100 km/h,剎車時的加速度大小相同,前車發(fā)現緊急情況立即剎車,后車發(fā)現前車開始剎車時,也立刻采取相應措施。為避免兩車追尾,兩車行駛的間距至少應為()A.39 mB.55 mC.100 m

4、D.139 m8.甲、乙兩輛汽車在同一平直公路上行駛,在t=0時刻兩車正好相遇,在之后一段時間0t2內兩車的速度-時間圖像(v-t圖像)如圖所示,則在0t2這段時間內有關兩車的運動,下列說法正確的是()A.甲、乙兩輛車運動方向相反B.在t1時刻甲、乙兩車再次相遇C.乙車在0t2時間內的平均速度小于v1+v22D.在t1t2時間內乙車在甲車前方二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.在一次救災活動中,一輛救災汽車由靜止開始做勻變速直線運動,剛運動了8 s,由于前方突然有巨石滾下,堵

5、在路中央,所以又緊急剎車,勻減速運動經4 s停在巨石前,則關于汽車的運動情況,下列說法正確的是()A.加速、減速中的加速度大小之比a1a2=21B.加速、減速中的平均速度大小之比v1v2=11C.加速、減速中的位移之比x1x2=21D.加速、減速中的平均速度大小之比v1v2=1210.如圖為一質點沿直線運動的v-t圖像,已知質點從零時刻出發(fā),在2T時刻恰好返回出發(fā)點。則下列說法正確的是()A.質點在T時刻開始反向運動B.0T與T2T時間內的位移一定不相同C.0T與T2T時間內的加速度大小之比為13D.T時刻與2T時刻速度大小之比為1111.運動學中有人認為引入“加速度的變化率”沒有必要,然而現

6、在有人指出“加速度的變化率”能引起人的心理效應,車輛的平穩(wěn)加速(即加速度基本不變)使人感到舒服,否則人會感到不舒服。關于“加速度的變化率”,下列說法正確的是()A.從運動學角度的定義,“加速度的變化率”的單位應是 m/s3B.加速度的變化率為0的運動是勻速直線運動C.若加速度與速度同方向,如圖所示的a-t圖像,表示的是物體的速度在減小D.若加速度與速度同方向,如圖所示的a-t圖像,已知物體在t=0時速度為5 m/s,則2 s末的速度大小為8 m/s12.礦井中的升降機以5 m/s的速度豎直向上勻速運行,某時刻一螺釘從升降機底板松脫,經過3 s升降機底板上升至井口,此時松脫的螺釘剛好落到井底,不

7、計空氣阻力,取重力加速度g=10 m/s2,下列說法正確的是()A.螺釘松脫后做自由落體運動B.礦井的深度為45 mC.螺釘落到井底時的速度大小為25 m/sD.螺釘隨升降機從井底出發(fā)到落回井底共用時6 s三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)某同學利用如圖甲所示裝置進行“研究勻變速直線運動”的實驗。甲(1)下列說法正確的有。 A.實驗開始前,需要墊高長木板右端到合適高度,平衡摩擦力B.鉤碼質量需要滿足遠遠小于小車的質量C.小車釋放的位置應盡量遠離滑輪D.先接通電源,后釋放小車(2)實驗中獲得一條紙帶,設紙帶上計數點的間距為s1和s2,如圖乙為用米尺測量該紙帶上的s1和

8、s2的情況,從圖中可讀出s1=3.10 cm,s2= cm,已知打點計時器的頻率為50 Hz,由此求得加速度的大小a= m/s2。 乙14.(6分)小明用如圖甲所示裝置測量重力加速度,用電磁打點計時器(頻率為50 Hz)打出紙帶的一部分如圖乙所示。(1)由打出的紙帶可判斷,實驗時小明是用手拿著紙帶的(選填“A”或“B”)端由靜止釋放的。 (2)本實驗(選填“需要”或“不需要”)用天平測重物的質量。 (3)紙帶上所打點1至9均為計時點,用刻度尺測得1、2兩點之間的距離x12=4.56 cm,7、8兩點之間的距離x78=2.23 cm,結合這兩個數據可以算出當地重力加

9、速度為 m/s2。(保留三位有效數字) 15.(8分)跳傘運動員做低空跳傘表演,當直升機懸停在離地面224 m高時,運動員離開飛機做自由落體運動,運動了5 s后,打開降落傘,展傘后運動員減速下降至地面,若運動員落地速度為5 m/s,取g=10 m/s2,求運動員勻減速下降過程的加速度大小和時間。16.(10分)我國首艘裝有彈射系統(tǒng)的航母完成了“J-15”型戰(zhàn)斗機首次起降飛行訓練并獲得成功。已知“J-15”在跑道上加速時產生的最大加速度為5.0 m/s2,起飛的最小速度為50 m/s,彈射系統(tǒng)能夠使飛機獲得的最大初速度為25 m/s,設航母處于靜止狀態(tài)。求:(1)“J-15”在跑道上至

10、少加速多長時間才能起飛?(2)“J-15”在跑道上至少加速多長距離才能起飛?(3)若航母上不裝彈射系統(tǒng),設航母跑道L=160 m,“J-15”仍能從航母上正常起飛,則航母航行速度至少為多少?17.(14分)強行超車是道路交通安全的極大隱患之一。下圖是汽車超車過程的示意圖,汽車甲和貨車均以36 km/h的速度在路面上勻速行駛,其中甲車車身長L1=5 m、貨車長L2=8 m,貨車在甲車前s=3 m處。若甲車司機開始加速從貨車左側超車,加速度大小為2 m/s2。假定貨車速度保持不變,不計車輛變道的時間及車輛的寬度。求:(1)甲車完成超車至少需要多長時間;(2)若甲車開始超車時,看到道路正前方的乙車迎

11、面駛來,此時二者相距110 m,乙車速度為54 km/h。甲車超車的整個過程中,乙車速度始終保持不變,請通過計算分析,甲車能否安全超車。18.(16分)在一段平直道路的路口,一輛貨車和一輛小轎車都停在停止線處。綠燈亮起后兩車同時啟動,已知貨車啟動后先勻加速,達到最大速度20 m/s后保持勻速直線運動;小轎車啟動后先勻加速,達到最大速度16 m/s后保持勻速直線運動,兩車的v-t圖像如圖所示,則:(1)010 s內兩車什么時候相距最遠?最遠的距離為多少?(2)兩車經過多長時間再次相遇?答案一、選擇題1.C汽車從開始剎車到停止運動所用時間t2=v0a=4 s,所以剎車后2 s 內與6 s內汽車通過

12、的位移之比為x1x2=v0t1-12at12v0t2-12at22=34,故C正確。2.B在40 s時,a、b兩物體的速度相等,此時兩物體相距最遠,此時物體a的位移是:xa=1 300 m,物體b的位移是:xb=400 m,xa-xb=900 m,故選項A、C錯誤;在60 s時,經計算,物體a的位移是:xa'=2 100 m,物體b的位移是:xb'=1 600 m,xa'>xb',所以物體a在物體b的前方,故選項B正確;由題圖像可以看出,物體a在加速時,圖線的斜率小于物體b加速時圖線的斜率,故物體b的加速度要大,選項D錯誤。3.D對于勻變速直線運動,有x=

13、v0t+12at2,對比可以得到質點的初速度v0=5 m/s,加速度a=2 m/s2。把t=1 s代入關系式可得質點第1 s內的位移為6 m,A錯誤。t=2 s時,x=14 m,平均速度v=xt=7 m/s,B錯誤。任意相鄰1 s內的位移差x=aT2=2 m,C錯誤。由v=at可得v=2 m/s,D正確。4.C根據x-t圖像中圖線的斜率表示速度,在20 s內圖線的斜率一直為正,說明質點的速度方向沒有改變,一直沿正向運動,A錯誤。圖線的斜率先增大后減小,則質點的速度先增大后減小,B錯誤。在020 s 內,質點的位移x=16 m,平均速度大小v=xt=1620 m/s=0.8 m/s,C正確。連接

14、圖線的兩端,圖線的切線與所得直線平行的點有兩個,說明在020 s內,質點的瞬時速度等于它在這段時間內平均速度的時刻有兩處,D錯誤。5.D由h=12gt2可得t=2hg,所以甲、乙兩個小鐵球運動時間不同,由于甲、乙兩個小鐵球同時落地,所以甲、乙兩個小鐵球中必有一個先釋放,有一個后釋放,即甲、乙的運動圖像中必有一個圖線的起點不在t=0時刻,故A、C錯誤;由于甲、乙兩個小鐵球從不同高度做自由落體運動,所以甲、乙兩個小鐵球的位移不同,而B選項的位移相同,B錯誤;根據v=gt可得,甲、乙兩個小鐵球的速度-時間圖像均為一條傾斜的直線,且圖像的斜率相等,即圖線的傾斜程度相同,D正確。6.C設加速過程結束時的

15、速度為v,由勻變速直線運動的速度與位移關系可得v22a+v22·2a=s,解得v=4as3,則整個過程中的平均速度為v=v2=as3,故火車從A地到B地所用時間t=sv=3sa,C正確。7.B由于兩車剎車的初速度和加速度大小相同,所以兩車行駛的間距至少為汽車在最長反應時間內勻速行駛的距離,由此可得兩車行駛的間距至少應為x=1003.6×1.98 m=55 m,B正確。8.C由圖像可知,二者速度均為正值,即二者均向正方向運動,故甲、乙兩輛車運動方向相同,故A錯誤;由圖像可知,在0t1時間內,兩車的位移不相等,即在t1時刻甲、乙兩車沒有相遇,故B錯誤;若乙車在0t2時間內做勻變

16、速運動,則平均速度為v1+v22,如圖所示,由圖線與t軸圍成的“面積”表示位移可知,乙車在這段時間內的平均速度小于v1+v22,故C正確;由于t=0時刻兩車位置相同,又由圖線與t軸圍成的“面積”表示位移,可知在0t2時間內甲車的位移一直大于乙車的位移,故在0t2時間內甲車一直在乙車前方,故D錯誤。9.BC由v=v0+v2知,v1=v2,故B對,D錯;由a=vt得a1a2=12,故A錯;由x=v·t知x1x2=21,故C對。10.BC速度-時間圖像中速度的正負表示運動方向,質點在T時刻速度仍為正,即仍朝著正方向運動,A錯誤;速度-時間圖像中,圖線與橫軸圍成的面積表示位移,在橫軸上方表示

17、正位移,在橫軸下方表示負位移,因為在2T時刻恰好返回出發(fā)點,所以在橫軸上方的位移大小等于在橫軸下方的位移大小,故0T與T2T時間內的位移一定不相同,B正確;設T時刻速度為v1,2T時刻速度為v2,0T與T2T時間內的位移相反,故由題意有:0+v12·T=-v1+v22·T,解得:v2=-2v1,即T時刻與2T時刻速度大小之比為12,0T時間內的加速度大小為:a1=v1-0T=v1T,T2T時間內的加速度大小為:a2=v1-v2T=3v1T,故:a1a2=13,故C正確,D錯誤。11.AD“加速度的變化率”是指加速度的變化與所用時間的比值,即at,a的單位是m/s2,t的單位

18、是s,則at的單位為 m/s3,故A正確;加速度的變化率為0是指加速度保持不變,如果加速度為0,則物體做勻速直線運動,如果加速度不為0,則物體做勻變速直線運動,故B錯誤;若加速度與速度同方向,則物體做加速運動,如題圖所示,加速度減小,則物體速度增加得慢了,但仍在加速,故C錯誤;根據v-t圖像可知,圖線與時間軸所圍圖形的面積表示物體的位移,同理在a-t圖像中圖線與時間軸所圍圖形的面積表示物體速度的變化量,即v,則得:v=12×2×3 m/s=3 m/s,由于加速度與速度同方向,故物體做變加速直線運動,已知初速度為5 m/s,則物體在2 s末的速度為8 m/s,故D正確。12.

19、BC螺釘松脫時具有與升降機相同的向上的速度,故螺釘松脫后做豎直上拋運動,A錯誤;由運動學公式可得,螺釘自松脫至落到井底的位移大小h1=-v0t+12gt2,升降機在這段時間內的位移大小h2=v0t,故礦井的深度為h=h1+h2=45 m,B正確;螺釘落到井底時的速度大小為v=-v0+gt=25 m/s,C正確;設螺釘松脫前運動的時間為t',則h1=v0t',解得t'=6 s,所以螺釘運動的總時間為t+t'=9 s,D錯誤。二、非選擇題13.答案(1)CD(2分)(2)5.50(5.485.52均可)(2分)2.40(2.382.42均可)(2分)解析(1)此實驗

20、只要使小車勻加速運動即可,則實驗開始前,不需要平衡摩擦力,鉤碼質量也不需要滿足遠遠小于小車的質量,A、B錯誤;小車釋放的位置應盡量遠離滑輪,且先接通電源,后釋放小車,從而能充分利用紙帶,C、D正確。(2)由刻度尺讀出s2=9.60 cm-4.10 cm=5.50 cm;T=0.1 s,s=s2-s1=2.40 cm,根據s=aT2,解得a=sT2=2.40×10-20.12 m/s2=2.40 m/s2。14.答案(1)A(2分)(2)不需要(2分)(3)9.71(2分)解析(1)重物拉著紙帶運動的過程中,相等時間間隔內位移越來越大,知紙帶的B端與重物相連接,則實驗時小明拿著紙帶的A

21、端由靜止釋放。(2)由于本實驗只通過紙帶計算加速度,所以不需要測重物的質量。(3)g=a=x12-x786T29.71 m/s2。15.答案12.5 m/s23.6 s解析運動員做自由落體運動的位移為:h=12gt2=12×10×52 m=125 m(2分)打開降落傘時的速度為:v1=gt=10×5 m/s=50 m/s(2分)勻減速下降過程有:v22-v12=-2a(H-h)(2分)將v2=5 m/s、H=224 m代入上式,求得:a=12.5 m/s2減速運動的時間為:t=v1-v2a=50-512.5 s=3.6 s(2分)16.答案(1)5 s(2)187

22、.5 m(3)10 m/s解析(1)根據勻變速直線運動的速度公式v=v0+at得t=v-v0a=50-255 s=5 s(2分)(2)根據勻變速直線運動的速度與位移關系式v2-v02=2ax得x=v2-v022a=502-2522×5 m=187.5 m(2分)(3)設航母的航行速度至少為v1,此時飛機起飛所用的時間為t',在時間t'內航母航行的距離為L1,則對航母有:L1=v1t'(1分)對飛機有:v=v1+at'(1分)v2-v12=2a(L+L1)(2分)聯(lián)立并代入數據解得:v1=10 m/s(2分)17.答案(1)4 s(2)不能安全超車解析(1)設甲車經過時間t剛好完成超車,在時間t內,甲車位移x1=v1t+12at2(2分)貨車的位移x2=v2t(2分)根據x1=x2+L1+L2+s(2分)