2022-2023學(xué)年新教材高中物理單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)二勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究新人教版必修第一冊(cè)

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(二)(90分鐘100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．)1．如圖所示，純電動(dòng)汽車不排放污染空氣的有害氣體，具有較好的發(fā)展前景．某輛電動(dòng)汽車在一次剎車測(cè)試中，初速度為18m/s，經(jīng)過(guò)3s汽車停止運(yùn)動(dòng)．若將該過(guò)程視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則這段時(shí)間內(nèi)純電動(dòng)汽車加速度的大小為()A．3m/s2B．6m/s2C．15m/s2D．18m/s22．鋼架雪車也被稱為俯式冰橇，是2022年北京冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目之一．運(yùn)動(dòng)員需要俯身平貼在雪橇上，以俯臥姿態(tài)滑行．比賽線路由起跑區(qū)、出發(fā)區(qū)、滑行區(qū)及減速區(qū)組成．如圖，若減速區(qū)AB間距離為200m，運(yùn)動(dòng)員某次用時(shí)15s通過(guò)減速區(qū)以某一速度通過(guò)終點(diǎn)，假設(shè)運(yùn)動(dòng)員在AB段做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．從以上數(shù)據(jù)可以確定()A.運(yùn)動(dòng)員通過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度B．運(yùn)動(dòng)員通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度C．運(yùn)動(dòng)員在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度D．運(yùn)動(dòng)員在AB段運(yùn)動(dòng)的平均速度3.一家從事創(chuàng)新設(shè)計(jì)的公司打造了一臺(tái)飛行汽車，既可以在公路上行駛，也可以在天空飛行．已知該飛行汽車在跑道上的加速度大小為2m/s2，速度達(dá)到40m/s后離開(kāi)地面．離開(kāi)跑道后的加速度為5m/s2，最大速度為200m/s.飛行汽車從靜止到加速至最大速度所用的時(shí)間為()A．40sB．52sC．88sD．100s4．汽車以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，剎車后的加速度大小為5m/s2，那么開(kāi)始剎車后2s內(nèi)與開(kāi)始剎車后6s內(nèi)汽車通過(guò)的位移之比為()A．1∶1B．1∶3C．3∶4D．4∶35．如圖，“探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拍攝的頻閃照片的一部分(照片中的數(shù)字是小球下落的距離，單位是cm)，為了根據(jù)照片測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹担瑒t一定要記錄的是()A．小球的直徑B．小球的質(zhì)量C．小球初速度為零的位置D．頻閃光源的周期6．兩個(gè)小球從兩個(gè)不同高度處自由下落，結(jié)果同時(shí)到達(dá)地面，下列選項(xiàng)圖中能正確表示它們運(yùn)動(dòng)的是()7.第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)，于2022年2月20日在北京閉幕．如圖所示，高山滑雪運(yùn)動(dòng)員在斜坡上由靜止開(kāi)始勻加速滑行距離x1后，又在水平面上勻減速滑行距離x2后停下，測(cè)得x2＝2x1，運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)兩平面交接處速率不變，則運(yùn)動(dòng)員在斜坡上的加速度a1與在水平面上的加速度a2的大小關(guān)系為()A．a(chǎn)1＝a2B．a(chǎn)1＝4a2C．a(chǎn)1＝eq\f(1,2)a2D．a(chǎn)1＝2a2二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．)8．一汽車在公路上行駛，位移和速度關(guān)系為x＝40－eq\f(v2,10)，其中x單位為m，v單位為m/s.下列說(shuō)法正確的是()A．汽車做減速運(yùn)動(dòng)，初速度大小為10m/s2B．汽車做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為5m/s2C．汽車經(jīng)過(guò)4s速度減小到零D．汽車經(jīng)過(guò)2s速度減小到零9.一輛汽車從靜止開(kāi)始由甲地出發(fā)，沿平直公路開(kāi)往乙地．汽車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，接著做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，開(kāi)到乙地剛好停止．其v-t圖像如圖所示，那么在0～t0和t0～3t0兩段時(shí)間內(nèi)()A．加速度大小之比為1∶1B．位移大小之比為1∶2C．平均速度大小之比為2∶1D．平均速度大小之比為1∶110.甲、乙兩物體從同一地點(diǎn)開(kāi)始沿同一直線運(yùn)動(dòng)，甲的x-t圖像和乙的v-t圖像如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A．甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙做加速度恒定的直線運(yùn)動(dòng)B．甲、乙均在3s末回到出發(fā)點(diǎn)，距出發(fā)點(diǎn)的最大距離均為4mC．0～2s內(nèi)與4～6s內(nèi)，甲的速度等大同向，乙的加速度等大同向D.6s內(nèi)甲的路程為16m，乙的路程為12m三、非選擇題(本題共5小題，共54分．按題目要求作答．計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位．)11．(8分)在做“探索小車速度隨時(shí)間變化”的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中(1)下列儀器需要用到的有________．(2)某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，其中有誤的步驟是________．A．將電火花計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的一端，并接在220V交變電源上B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)計(jì)時(shí)器的限位孔C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的槽碼D．將小車移到靠近計(jì)時(shí)器的一端后，放開(kāi)小車，再接通電源(3)在實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖所示的紙帶，已知電源頻率為50Hz，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，測(cè)量出x5＝4.44cm，x6＝4.78cm，則打下“F”點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度v＝____________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)若實(shí)驗(yàn)時(shí)電源頻率大于50Hz，則打下“F”點(diǎn)時(shí)小車的實(shí)際速度________(選填“大于”“小于”或“等于”)測(cè)量速度．12．(8分)某物理小組的同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)定重力加速度．實(shí)驗(yàn)器材有：底座、帶有標(biāo)尺的豎直桿、光電門1和2組成的光電計(jì)時(shí)器(其中光電門1更靠近小球釋放點(diǎn))，小球釋放器(可使小球無(wú)初速度釋放)、網(wǎng)兜．實(shí)驗(yàn)時(shí)可用兩光電門測(cè)量小球從光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2的時(shí)間t，并從豎直桿上讀出兩光電門間的距離h.(1)改變光電門1的位置，保持光電門2的位置不變，小球經(jīng)過(guò)光電門2的速度為v，不考慮空氣阻力，小球的加速度為重力加速度g，則h、t、g、v四個(gè)物理量之間的關(guān)系為h＝________．(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出eq\f(h,t)-t圖線，若圖線斜率的絕對(duì)值為k，根據(jù)圖線可求出重力加速度的大小為_(kāi)_______．13．(12分)公交車作為現(xiàn)代城市很重要的交通工具，它具有方便、節(jié)約、緩解城市交通壓力等許多作用．某日，某中學(xué)黃老師在家訪途中向一公交車站走去，發(fā)現(xiàn)一輛公交車正從身旁平直的公路駛過(guò)，此時(shí)，他的速度是1m/s，公交車的速度是15m/s，他們距車站的距離為50m．假設(shè)公交車在行駛到距車站25m處開(kāi)始剎車，剛好到車站停下，停車時(shí)間10s．而黃老師因年齡、體重、體力等關(guān)系最大速度只能達(dá)到6m/s，最大起跑加速度只能達(dá)到2.5m/s2.(1)若公交車剎車過(guò)程視為勻減速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小是多少？(2)試計(jì)算分析，黃老師是應(yīng)該上這班車，還是等下一班車．14．(12分)某路口，有按倒計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間顯示燈．一輛汽車在平直路面上正以36km/h的速度朝該路口停車線勻速前行，在車頭前端離停車線70m處司機(jī)看到前方綠燈剛好顯示“5”．交通規(guī)則規(guī)定：綠燈結(jié)束時(shí)車頭已越過(guò)停車線的汽車允許通過(guò)．則：(1)若不考慮該路段的限速，司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為1s，司機(jī)想在剩余時(shí)間內(nèi)使汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)停車線，則汽車的加速度至少多大？(2)若該路段限速60km/h，司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為1s，司機(jī)反應(yīng)過(guò)來(lái)后汽車先以2m/s2的加速度沿直線加速3s，為了防止超速，司機(jī)在加速結(jié)束時(shí)立即踩剎車使汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)果車頭前端與停車線相齊時(shí)剛好停下，求剎車后汽車加速度大小(結(jié)果保留二位有效數(shù)字).15．(14分)據(jù)報(bào)道，一兒童玩耍時(shí)不慎從45m高的陽(yáng)臺(tái)上無(wú)初速度掉下，在他剛掉下時(shí)恰被樓下的管理人員發(fā)現(xiàn)，該人員迅速由靜止沖向兒童下落處的正下方樓底，準(zhǔn)備接住兒童．已知管理人員到樓底的距離為18m，為確保安全穩(wěn)妥地接住兒童，管理人員將盡力節(jié)約時(shí)間，但又必須保證接兒童時(shí)沒(méi)有水平方向的沖擊．不計(jì)空氣阻力，將兒童和管理人員都看成質(zhì)點(diǎn)，設(shè)管理人員奔跑過(guò)程中只做勻速或勻變速運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2.(1)管理人員至少要用多大的平均速度跑到樓底？(2)若管理人員在加速或減速過(guò)程中的加速度大小相等，且最大速度不超過(guò)9m/s，求管理人員奔跑時(shí)加速度需滿足什么條件？單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(二)1．解析：根據(jù)a＝eq\f(v－v0,t)得a＝eq\f(0－18,3)m/s2＝－6m/s2，“－”表示方向與初速度方向相反，故選項(xiàng)B正確．答案：B2．解析：根據(jù)題意，知道AB間距離和通過(guò)的時(shí)間，則根據(jù)平均速度的定義，可以求得運(yùn)動(dòng)員在AB段運(yùn)動(dòng)的平均速度．無(wú)法求得兩個(gè)端點(diǎn)的瞬時(shí)速度以及在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度．答案：D3．解析：由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式v＝v0＋at知，飛行汽車在跑道上行駛的時(shí)間為t1＝eq\f(v1,a1)＝eq\f(40,2)s＝20s．飛行汽車從離開(kāi)地面到加速至最大速度的時(shí)間為t2＝eq\f(v2－v1,a2)＝eq\f(200－40,5)s＝32s，故t＝t1＋t2＝52s，B正確．答案：B4．解析：由Δv＝at知，汽車從開(kāi)始剎車到停止的時(shí)間t剎＝eq\f(v0,a)＝eq\f(20,5)s＝4s，剎車后2s內(nèi)汽車的位移x1＝v0t－eq\f(1,2)at2＝20×2m－eq\f(1,2)×5×22m＝30m，剎車后6s內(nèi)汽車的位移x2＝v0t剎－eq\f(1,2)ateq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(剎))＝20×4m－eq\f(1,2)×5×42m＝40m，則x1∶x2＝3∶4，故C正確．答案：C5．解析：根據(jù)Δx＝gT2得重力加速度為g＝eq\f(Δx,T2)，可知需要測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋枰獪y(cè)量頻閃光源的周期或頻率大小，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D6．解析：由題意，兩個(gè)小球從兩個(gè)不同高度處自由下落，初速度為0，同時(shí)到達(dá)地面，說(shuō)明兩個(gè)小球不是同時(shí)下落，且高度大的小球應(yīng)先下落，則在v-t圖像中圖線與橫坐標(biāo)所包圍的面積應(yīng)大一些；在下落過(guò)程中，兩個(gè)小球的加速度相同，都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則圖像斜率相同，即兩直線應(yīng)平行，故A、B錯(cuò)誤；高度大的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，則末速度應(yīng)大一些，而D中末速度相同，故D錯(cuò)誤，C正確．答案：C7．解析：設(shè)交接處的速度為v，則運(yùn)動(dòng)員在斜坡上的加速度大小a1＝eq\f(v2,2x1)，在水平面上的加速度大小a2＝eq\f(v2,2x2)，x2＝2x1，則a1＝2a2，故本題選D.答案：D8．解析：根據(jù)題意x＝40－eq\f(v2,10)，整理得v2－400＝－10x，對(duì)應(yīng)v2－veq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(0))＝2ax，解得v0＝20m/s，a＝－5m/s2，所以汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)，初速度大小為20m/s，加速度大小為5m/s2，故A錯(cuò)誤，B正確；由v＝v0＋at，得t＝eq\f(0－20,－5)s＝4s，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：BC9．解析：根據(jù)v-t圖線的斜率等于加速度可知，在0～t0和t0～3t0兩段時(shí)間內(nèi)汽車加速度大小之比為a1∶a2＝eq\f(v0,t0)∶eq\f(v0,2t0)＝2∶1，故A錯(cuò)誤．根據(jù)v-t圖線與t軸所圍圖形的面積等于位移大小可知，0～t0和t0～3t0兩段時(shí)間內(nèi)位移大小之比為x1∶x2＝eq\f(v0t0,2)∶eq\f(v0·2t0,2)＝1∶2，故B正確；0～t0和t0～3t0兩段時(shí)間內(nèi)平均速度大小之比eq\o(v,\s\up6(－))1∶eq\o(v,\s\up6(－))2＝eq\f(0＋v0,2)∶eq\f(v0＋0,2)＝1∶1，故C錯(cuò)誤，D正確．答案：BD10．解析：勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度保持不變，而圖甲中速度大小和方向均發(fā)生變化，則甲做的不是勻速直線運(yùn)動(dòng)；圖乙中加速度大小和方向均發(fā)生變化，則乙做的不是加速度恒定的直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；甲在3s末位移為零，即回到出發(fā)點(diǎn)，而乙的位移為6m，沒(méi)有回到出發(fā)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；x-t圖線的斜率表示速度，v-t圖線的斜率表示加速度，0～2s內(nèi)與4～6s內(nèi)，甲的兩段圖線平行，即速度等大同向；0～2s內(nèi)與4～6s內(nèi)，乙的兩段圖線平行，即加速度等大同向，故C正確；甲前2s內(nèi)路程為4m，第3s內(nèi)路程為4m，第4s內(nèi)路程為4m，最后2s內(nèi)路程為4m，總路程為16m，乙的路程為s＝2×eq\f(4×3,2)m＝12m，故D正確．答案：CD11．解析：(1)在做“探究小車速度隨時(shí)間變化”的實(shí)驗(yàn)中，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，通過(guò)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)，借助刻度尺來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度，從而研究小車的速度與時(shí)間的關(guān)系，故選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤；(2)將電火花計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的一端，并接在220V交變電源上，A正確；將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)計(jì)時(shí)器的限位孔，B正確；把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的槽碼，C正確；將小車移到靠近計(jì)時(shí)器的一端后，應(yīng)先接通電源，后放開(kāi)小車，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打下紙帶上“F”點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為v＝eq\f(x5＋x6,2T)＝eq\f(4.44＋4.78,2×0.1)×10－2m/s＝0.46m/s；(4)若實(shí)驗(yàn)時(shí)電源頻率大于50Hz，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T<0.1s，由F點(diǎn)的瞬時(shí)速度表達(dá)式v＝eq\f(x5＋x6,2T)可知，其實(shí)際速度大于測(cè)量速度．答案：(1)AB(2)D(3)0.46(4)大于12．解析：(1)小球經(jīng)過(guò)光電門2的速度為v，則小球從開(kāi)始釋放到經(jīng)過(guò)光電門2的時(shí)間t′＝eq\f(v,g)，所以從開(kāi)始釋放到經(jīng)過(guò)光電門1的時(shí)間t″＝t′－t＝eq\f(v,g)－t，所以經(jīng)過(guò)光電門1的速度v′＝gt″＝v－gt.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得，兩光電門間的距離h＝eq\f(v′＋v,2)t＝vt－eq\f(1,2)gt2.(2)根據(jù)h＝vt－eq\f(1,2)gt2，得eq\f(h,t)＝v－eq\f(1,2)gt，又eq\f(h,t)-t圖線斜率的絕對(duì)值為k，則k＝eq\f(1,2)g，所以重力加速度的大小g＝2k.答案：(1)vt－eq\f(1,2)gt2(2)2k13．解析：(1)公交車剎車的加速度a1＝eq\f(0－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),2s1)＝eq\f(0－152,2×25)m/s2＝－4.5m/s2，故其加速度的大小為4.5m/s2.(2)公交車從與黃老師相遇處到開(kāi)始剎車用時(shí)t1＝eq\f(s－s1,v1)＝eq\f(50－25,15)s＝eq\f(5,3)s，公交車剎車過(guò)程用時(shí)t2＝eq\f(0－v1,a1)＝eq\f(10,3)s．黃老師以最大加速度達(dá)到最大速度用時(shí)t3＝eq\f(v2－v3,a2)＝eq\f(6－1,2.5)s＝2s.黃老師加速過(guò)程中的位移s2＝eq\f(v2＋v3,2)t3＝7m，以最大速度跑到車站的時(shí)間t4＝eq\f(s－s2,v2)＝eq\f(50－7,6)s＝7.2s．t3＋t4<t1＋t2＋10s，所以黃老師應(yīng)該上這班車．答案：(1)4.5m/s2(2)黃老師應(yīng)該上這班車14．解析：(1)司機(jī)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移是：x1＝v0t1＝10m；加速過(guò)程：t2＝5s－t1＝4s，70m－x1＝v0t2＋eq\f(1,2)a1teq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(2))，代入數(shù)據(jù)解得：a1＝2.5m/s2.(2)汽車加速結(jié)束時(shí)通過(guò)的位移：x2＝v0t1＋v0t3＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(