高一物理 必修一：勻變速直線運動的研究 單元檢測

9/102019-2019年高一物理必修一：勻變速直線運動的研究單元檢測一、單項選擇題〔本大題共11小題,共44.0分〕伽利略對自由落體運動的研究,是科學實驗和邏輯思維的完美結合,如下圖,可大致表示其實驗和思維的過程,對這一過程的分析,以下說法正確的選項是A.伽利略用該實驗證明力不是維持物體運動的原因

B.其中丁圖是實驗現(xiàn)象,甲圖是經(jīng)過合理外推得到的結論

C.運用甲圖實驗,可“沖淡〞重力的作用,更方便進行實驗測量

D.運用丁圖實驗,可“放大〞重力的作用,從而使實驗現(xiàn)象更明顯一物體從t=0時刻開始做自由落體運動,它下落的速度v與時間t的關系可由以下哪幅圖像表示〔〕A. B.

C. D.一物體從某行星外表豎直向上拋出,從拋出瞬間開始計時,得到物體相對于拋出點的位移x于所用時間t的關系如下圖,以下說法中正確的選項是〔〕

A.物體上升的最大高度為16m

B.8s末物體上升到最高點

C.該行星外表的重力加速度大小為4m/s2

D.物體拋出時的初速度大小為4一物體以大小為2m/s的初速度做勻加速直線運動,4s內位移大小為16m,那么〔〕A.物體的加速度大小為2m/s2 B.4s內的平均速度大小為6m/s

C.4s末的瞬時速度大小為6m/s D.2某物體運動的v-t圖象如下圖,以下說法正確的選項是〔〕

A.物體在笫1s末運動方向發(fā)生變化

B.物體在6s末返回出發(fā)點

C.物體在第2s內和第3s內的加速度是相同的

D.物體在1s末離出發(fā)點最遠,且最大位移為0.5m汽車以20m/s的速度做勻速直線運動,發(fā)現(xiàn)前方有障礙物立即剎車,剎車的加速度大小為5m/s2,那么汽車剎車后第2s內的位移和剎車后5s內的位移為〔〕A.30

m,40

m B.30

m,37.5

m

C.12.5

m,40

m D.12.5

m,37.5

m物體沿一直線運動,在時間t內通過的路程為s。它在中間位置處的速度為,在中間時刻

時的速度為,那么和的關系為〔〕A.當物體做勻加速直線運動時,

B.當物體做勻減速直線運動時,

C.當物體做勻加速直線運動時,

D.當物體做勻減速直線運動時,某航空母艦上裝有幫助飛機起飛的彈射系統(tǒng)。某型號的戰(zhàn)斗機在跑道上加速時可產(chǎn)生的最大加速度a＝5.0m／s2,起飛速度v＝50m／s。如果某靜止航母甲板跑道長L＝90m,那么彈射系統(tǒng)至少應使飛機獲得的初速度v0A.10m／s B.20m／s C.30m／s D.小明同學在學習了DIS實驗后,設計了一個測物體瞬時速度的實驗,其裝置如以下圖所示,在小車上固定遮光板,使遮光板的前端與車頭齊平,將光電門傳感器固定在軌道側面,墊高軌道的一端．小明同學將小車從該端同一位置由靜止釋放,獲得了如下幾組實驗數(shù)據(jù)：那么以下表述正確的選項是()①四個遮光板中,擋光片Ⅰ的寬度最?、谒膫€遮光板中,擋光片Ⅳ的寬度最?、鬯拇螌嶒炛?第一次實驗測得的速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度④四次實驗中,第四次實驗測得的速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度A.①③ B.②③ C.①④ D.②④平直公路上有三根電線桿A、B、C間隔均為60m,一輛汽車做勻變速直線運動,從A到B和從B到C所用時間分別為4s和6s,那么汽車經(jīng)過C點時的速度〔〕A.17m/s B.13m/s C.7m/s D.關于自由落體運動〔g＝10m／s2〕,以下說法中不正確的選項是〔

〕A.它是豎直向下,v0＝0、a＝g的勻加速直線運動

B.在開始連續(xù)的三個1s內通過的位移之比是1︰3︰5

C.在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是1︰2︰3

D.從開始運動到距下落點5m、10m二、多項選擇題〔本大題共4小題,共16.0分〕甲、乙兩物體從同一地點同時開始做直線運動的速度—時間圖象如下圖,根據(jù)圖象提供的信息可知

A.6s末乙追上甲

B.在乙追上甲之前,甲、乙相距最遠為10m

C.8s末甲、乙兩物體相遇,且離出發(fā)點有32m

D.在0～4s內與4～6如下圖為甲、乙兩物體運動的x-t圖象,那么以下關于甲、乙兩物體運動的說法,正確的選項是〔〕

A.甲、乙兩個物體同時出發(fā)

B.甲、乙兩個物體都做勻速直線運動

C.甲的速度比乙的速度小

D.t2時刻兩個物體速度相同

關于自由落體運動,以下說法正確的選項是〔〕A.豎直方向上的位移滿足h1：h2：h3：…=1：4：9的運動就是自由落體運動

B.紙片由靜止釋放,在空氣中下落可以視作自由落體運動

C.自由落體運動在開始連續(xù)的三個1s內的速度之比為1：3：5

D.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動一個以V0=5m/s的初速度做直線運動的物體,自始至終有一個與初速度方向相反、大小為2m/s2的加速度,那么當物體位移大小為6mA.1s B.2s C.3s D.6s三、實驗題探究題〔本大題共1小題,共10.0分〕研究勻變速直線運動的實驗中,如下圖為一次用電火花打點計時器記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間有4個點沒畫出,測得AB、AC、AD、AE、AF、AG的位移大小分別為S1=1.30cm,S2=3.10cm,S3=5.38cm,S4=8.16cm,S5=11.45cm,S6=15.26cm

①小車加速度大小為______

m/s；打D點時小車的瞬時速度大小為______m/s2〔以上結果均保存2位有效數(shù)字〕．

②假設電源頻率高于50Hz四、計算題〔本大題共3小題,共30.0分〕快速公交進站時要求定點停車,當車停穩(wěn)后車門與站臺候車區(qū)的屏蔽門必須對齊,以便乘客上下車公交車進站過程可視為勻減速直線運動,減速前以的速度行駛晴天時司機距停車點25m處開始剎車,公交車恰好停在停車點雨天時,公交車剎車的加速度大小為晴天時的倍．

求晴天時公交車剎車的加速度大小；

求晴天時公交車剎車的停車時間；

假設雨天時公交車減速前扔以的速度行駛,且進站扔要停在停車點,司機應在距停車點多遠處開始剎車？

一個物體從空中A點做自由落體運動,經(jīng)過空中B點時速度為,物體落到地面C點時速度為B點離地面的高度,g取,求：

物體落到地面C點時的速度v的大?。晃矬w在空中運動的時間t；

點與地面C點的高度H．

客車以速度v1前進,在同一軌道正前方有一輛貨車以速度v2同向行駛,v2<v1,貨車車尾距客車的距離為x0?？蛙囁緳C覺察后立即剎車,使客車以加速度做勻減速直線運動,而貨車仍保持原速前進,問：〔1〕客車加速度至少為多少兩車可防止相撞？〔2〕假設v1=20m/s,v2=16m/s,大小為0.2m/s2,要求不相碰,x答案和解析1.【答案】C

【解析】【分析】

此題考查了伽利略對自由落體運動的研究,要了解其研究過程,知道為什么要“沖淡〞重力以及實驗方法。此題考查的就是學生對于物理常識的理解,這些在平時是需要學生了解并知道的,看的就是學生對課本內容的掌握情況。

【解答】

A.伽利略通過自由落體研究實驗直接證實了小球在小角度斜面上運動時的加速度隨傾角的增大而增大,直接證實了小球在小角度斜面上運動時的加速度與質量無關,伽利略通過數(shù)學推導證明速度與時間成正比；伽利略對運動和力的關系研究中得到的結論才是力不是維持物體運動的原因,故A錯誤；

B.實驗中甲乙丙均是實驗現(xiàn)象,丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結論,故B錯誤；

CD.伽利略的時代無法直接測定瞬時速度,就無法驗證v與t成正比的思想,伽利略通過數(shù)學運算得到,假設物體初速度為零,且速度隨時間均勻變化,即v正比于t,那么它通過的位移與所用時間的二次方成正比,只要測出物體通過不同位移所用的時間就可以驗證這個物體的速度是否隨時間均勻變化。由于伽利略時代靠滴水計時,不能測量自由落體所用的時間,伽利略讓銅球沿阻力很小的斜面滾下,由于沿斜面下滑時加速度減小,所用時間長得多,所以容易測量。這個方法叫“沖淡〞重力,故C正確,D錯誤；

?應選C。2.【答案】D

【解析】【分析】自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,結合物體的運動規(guī)律確定正確的圖線。

解決此題的關鍵知道自由落體運動的特點,知道物體的速度與時間成正比關系?！窘獯稹孔杂陕潴w運動的速度時間關系公式為v=gt,速度與時間成正比,故v-t圖象是一條通過坐標原點的直線,故ABC錯誤,D正確。應選D。3.【答案】A

【解析】解：AB、由圖讀出,物體上升的最大高度為h=16m,上升到最高點的時間為t=4s．故A正確,B錯誤；

C、由豎直向上運動規(guī)律可知,h=gt2；解得g===2m/s2；故C錯誤；

D、由v2=2gh可得,物體拋出時的初速度v===8m/s；故D錯誤；

應選：A

物體從行星外表豎直上拋,由圖讀出最大高度和上升的時間,根據(jù)運動學公式求出初速度和重力加速度．

解決此題的關鍵是要掌握豎直上拋運動的上升過程和下降過程具有對稱性,以及掌握自由落體運動的規(guī)律,并能熟練運用．4.【答案】C

【解析】解：A、根據(jù)得,物體的加速度a==,故A錯誤．

B、4s內的平均速度,故B錯誤．

C、4s末的瞬時速度v=v0+at=2+1×4m/s=6m/s,故C正確．

D、2s內的位移=,故D錯誤．

應選：C．

根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式求出物體的加速度,結合平均速度的定義式求出4s內的平均速度．根據(jù)速度時間公式求出4s末的瞬時速度．根據(jù)位移時間公式求出2s內的位移．

解決此題的關鍵掌握勻變速直線運動的速度時間公式、位移時間公式,并能靈活運用,根底題．5.【答案】C

【解析】解：A、物體在第1s末前后速度均為正值,故運動方向沒有發(fā)生改變,故A錯誤；

B、根據(jù)速度圖線與坐標軸所圍的面積表示位移,知物體在0-6s內位移大于0,那么第6s末沒有返回出發(fā)點,故B錯誤；

C、物體在第2s內、第3s內的圖線斜率相等,那么加速度相同,故C正確；

D、物體在前4s內位移為零．在4-6s內物體沿正向運動,故第2s和6s時離出發(fā)點最遠,最大位移為x==1m,故D錯誤；

應選：C

v-t圖象的斜率表示加速度,速度的正負表示運動方向,圖線與坐標軸所圍的面積表示位移．

明確v-t圖象的斜率表示加速度,圖線與坐標軸圍城圖形的面積表示位移,通過分析速度方向確定何時離出發(fā)點最遠．6.【答案】C

【解析】解：汽車減速到0需要的時間為：t===4s,

剎車后第2s初的速度為v′=v0+at=20-5×1=15m/s

剎車后第2s內的位移為：x1=v′t+at12=15×2-×5×1=12.5m,

汽車運動4s就停止運動,那么剎車后5s內的位移為：x===40m,

應選：C。

汽車做勻減速直線運動,先應用速度公式求出汽車的減速時間,然后應用位移公式求出汽車的位移,然后答題。

此題考查了勻變速直線運動規(guī)律的應用,對于勻減速直線運動問題要先求出物體的運動時間,否那么可能會出現(xiàn)錯誤；此題的易錯點是：4s末物體已經(jīng)停止運動,不能應用勻變速直線運動的位移公式代入t=5s求5s內的位移。7.【答案】B

【解析】【分析】此題可由圖象得出中間位置及中間時刻的速度大小,即可比擬出兩速度的大小。v-t圖象中圖象與時間軸圍成的面積表示物體通過的位移,故由圖象可知中間時刻和中間位置的速度大小關系,在學習中要注意速度圖象的正確應用。此題考查了勻變速直線運動的中間位置與中間時刻的速度關系。【解答】作出勻加速和勻減速運動的v-t圖象。

對于右圖勻加速運動,由圖可知中間時刻的速度,因圖象與時間軸圍成的面積表示物體通過的位移,故由圖可知時刻物體的位移小于總位移的一半,故中間位置應在中間時刻的右側,故此時對應的速度一定大于；

對于以下圖勻減速運動,由圖可知中間時刻的速度,因圖象與時間軸圍成的面積表示物體通過的位移,故由圖可知時刻物體的位移大于總位移的一半,故中間位置應在中間時刻的左邊側,故此時對應的速度一定大于；

因此不管勻加速直線運動還是勻減速直線運動,都是,當物體做勻速直線運動,；故B正確。應選B。8.【答案】D

【解析】【分析】由勻變速直線運動的速度位移公式可以求出飛機的初速度。此題考查了求飛機的初速度,分析清楚飛機的運動過程,應用勻變速直線運動的速度位移公式即可正確解題?！窘獯稹坑蓜蜃兯僦本€運動的速度位移公式：v2-v02=2ax得：

飛機的初速度：

應選D。9.【答案】D

【解析】【分析】根據(jù)v2=2ax可得,而遮光板通過光電門的時間,可見遮光板通過光電門的時間越長代表遮光板越寬；遮光板越小,遮光板的平均速度越趨近越趨近于車頭的速度。把握勻變速直線運動的特點和本實驗的實驗原理是解決此題的前提?！窘獯稹?根據(jù)v2=2ax可得

由于小車每次從同一位置由靜止開始下滑,故每次到光電門的速度相同。

而遮光板通過光電門的時間,可見遮光板通過光電門的時間越長代表遮光板越寬。

顯然遮光板越小,遮光板的平均速度越趨近于遮光板前端的速度即越趨近于車頭的速度,故D正確,ABC錯誤。

應選D。10.【答案】C

【解析】解：對AB段,根據(jù)位移時間公式有：L=vAt1+,即60=4vA+8a,

對AC段,根據(jù)位移時間公式有：2L=vAt2+,即120=10vA+50a,

聯(lián)立解得：vA=17m/s,a=-1m/s2。

根據(jù)速度時間公式得,汽車經(jīng)過C桿的速度為：vC=vA+at2=17-1×10m/s=7m/s。

故C正確、ABD錯誤；

應選：C。

根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式,列方程組求出A點的速度和加速度,結合速度時間公式求出汽車通過B、C的速度。

解決此題的關鍵掌握勻變速直線運動的位移時間公式、速度時間公式,并能靈活運用,此題也可以結合平均速度推論得出中間時刻的瞬時速度,根據(jù)速度時間公式求出加速度、速度等。11.【答案】D

【解析】【解答】

A.自由落體運動是初速度為0,加速度豎直向下且a=g的勻加速直線運動,故A正確；

B.初速度為零的勻加速直線運動,開始連續(xù)的三個1s內通過的位移之比是1：3：5,故B正確；

C.初速度為零的勻加速直線運動,在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是1：2：3,故C正確；

D.初速度為零的勻加速直線運動,在開始連續(xù)通過相同位移的時間之比是1：,那么從開始運動到距下落點5m、10m、15m所經(jīng)歷的時間之比為1：：,故D錯誤。

此題選錯誤的,應選D。

【分析】

自由落體運動是初速度為0,加速度豎直向下且的勻加速直線運動,根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動的根本推論即可解題。

此題考查對勻變速直線運動推論的理解能力,要學會應用比例法,根底題。12.【答案】BC

【解析】略13.【答案】BC

【解析】【分析】

從位移圖上可以知道物體在任意時刻的速度〔斜率〕和位置〔縱坐標〕,位移圖象的斜率等于物體運動的速度,由此分析。

位移圖象的特點：①位移圖象的斜率等于物體的速度；②位移圖象的縱坐標表示物體在某時刻的位置．這是我們解題的關鍵。

【解答】

A.由圖可知甲物體從0時刻開始出發(fā),而乙物體從t1時刻開始運動,故A錯誤；

B.根據(jù)位移圖象的斜率等于物體運動的速度,可知,甲、乙兩個物體都做勻速直線運動,故B正確；

C.位移圖象的斜率等于物體運動的速度,由圖可知甲的斜率小于乙的斜率,故甲的速度比乙的速度小,故C正確；

D.t2時刻兩物體的位移相同即兩物體相遇,但由選項C的分析可知乙的速度大于甲的速度,故D錯誤。

應選BC。

14.【答案】CD

【解析】解：A、由勻變速運動的位移公式x=,知初速度為零的勻加速運動,在位移上都滿足x1：x2：x3：…=1：4：9：…,但加速度不一定g,所以豎直方向上的位移滿足h1：h2：h3：…=1：4：9：…的運動不一定是自由落體運動,故A錯誤。

B、紙片由靜止釋放,由于空氣阻力對其運動影響較大,所以其運動不能看作自由落體運動,故B錯誤。

C、由v=gt知,自由落體運動在開始連續(xù)的三個1

s末的速度之比為1：2：3,故C正確。

D、物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動,故D正確。

應選：CD

自由落體運動是物體僅在重力的作用下由靜止開始下落的勻加速直線運動,由勻變速運動的規(guī)律分析位移之比、速度之比。

掌握了自由落體運動的特點和規(guī)律,明白勻變速直線運動的推論是順利解決此題的根底。15.【答案】BCD

【解析】解：取初速度方向為正方向．

當位移與v0同向時,位移為x=6m．

由x=v0t+at2得：6=5t-t2,故t1=2s或t2=3s,故B、C正確．

當位移與v0方向相反時,位移為x=-6m,

代入位移公式得：-6=5t-t2,故t3=6s,那么D正確．

應選：BCD

由于只知道位移的大小,不知道位移的方向,要分兩種情況討論：位移與初速度方向相同與相反兩種情況,根據(jù)位移公式求解．

此題是多解問題,要考慮各種可能,防止漏解．此題位移大小一定,但方向有兩種可能,以初速度方向為正方向,位移一正一負．有時,相同大小的位移,對應的時間有三個解．16.【答案】0.50；0.25；偏小

【解析】解：①根據(jù)勻變速直線運動推論△x=aT2可得：

a===0.50m/s2；

根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可得：

vD===0.25m/s

②假設交流電頻率為50赫茲,那么其打點周期為0.02s,當電源頻率高于50Hz時,實際打點周期將變小,而進行計算時,仍然用0.02s,因此測出的速度數(shù)值將比物體的真實數(shù)值?。?/p>

故答案為：①0.50m/s2,0.25m/s；

②偏?。?/p>

根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小,明確頻率和周期之間的關系即可判斷測量的加速度與真實的加速度之間關系．

要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力,在平時練習中要加強根底知識的理解與應用,注意：電源頻率高于50Hz,假設仍按照50Hz計算,是解