2023-2024學年高一物理人教版2019試題專題2.3勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系

專題2.3勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系【練】一、單選題1．（2023秋·浙江嘉興·高一統(tǒng)考期末）近年來我國科技事業(yè)取得長足進步，我國完全自主設計建造的首艘彈射型航空母艦福建艦采用平直通長飛行甲板，配置電磁彈射裝置。如圖所示為靜止的航空母艦，若艦載飛機在跑道上加速時的加速度恒為，飛機在跑道上?行100m起飛，起飛時的速度大小為50m/s，則彈射系統(tǒng)必須使飛機具有的最小初速度約為（

）

A．40m/s B．45m/s C．50m/s D．55m/s【答案】A【詳解】設彈射系統(tǒng)必須使飛機具有的最小初速度為，根據(jù)運動學公式可得解得故選A。2．（2023秋·云南昆明·高三昆明八中校聯(lián)考階段練習）一輛汽車以某一恒定的速度在平直公路上行駛，某時刻司機發(fā)現(xiàn)前方施工，立即開始剎車，從該時刻開始計時，汽車的位置坐標隨時間的變化關(guān)系為，下列結(jié)論正確的是（）A．前內(nèi)的平均速度大小為B．汽車做勻減速直線運動，加速度大小為C．從剎車開始，汽車在第內(nèi)的位移為D．從剎車開始，汽車在內(nèi)的平均速度是【答案】A【詳解】B．將與可得，可知，汽車做勻減速運動，加速度大小為，故B錯誤；A．末的速度為內(nèi)的平均速度為故A正確；C．末的速度為第內(nèi)的平均速度則第2s內(nèi)的位移為故C錯誤；D．汽車停下時間為則5s內(nèi)位移的位移等于4s內(nèi)的位移，即則5s內(nèi)的平均速度大小是故D錯誤。故選A。3．（2023秋·江西南昌·高一統(tǒng)考期中）一個質(zhì)點做直線加速運動，依次經(jīng)過A、B、C三點，B為AC中點。質(zhì)點在A、B、C三點的速度之比為，質(zhì)點在AB段加速度大小恒為，在BC段加速度大小恒為，則等于（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】設質(zhì)點依次經(jīng)過A、B、C三點的速度分別為v、2v、3v，由題意知又因此得解得故選B。4．（2023秋·浙江紹興·高一?？计谥校┠惩瑢W做研究勻變速直線運動的實驗，通過定滑輪用鉤碼拖拽小車，使得小車由靜止開始做勻加速直線運動，測得小車在第5s內(nèi)的位移是27m，則（）A．小車在2s末的速度是20m/s B．小車在第5s內(nèi)的平均速度是9m/sC．小車在第2s內(nèi)的位移是9m D．小車在5s內(nèi)的位移是125m【答案】C【詳解】A．設加速度大小為a，由題意可得解得小車在2s末的速度是故A錯誤；B．小車在第5s內(nèi)的平均速度是故B錯誤；C．小車在第2s內(nèi)的位移是故C正確；D．小車在5s內(nèi)的位移是故D錯誤。故選C。5．（2023·湖北鄂州·高一校聯(lián)考期中）2022年第四屆香港賽車運動節(jié)在香港數(shù)碼港舉行，運動節(jié)期間舉行多項活動，讓車迷體驗和欣賞賽車運動。如圖所示，某賽車從A點開始做初速度為零、加速度為=2m/s2的勻加速直線運動，經(jīng)過一段時間后到達B點，此時加速度突然反向，且大小變?yōu)椋纸?jīng)過同樣的時間到達C點。已知A、C的距離為A、B的距離的一半，不計調(diào)頭時間，則的大小可能為（

）A．9m/s2或5m/s2 B．9m/s2或2m/s2 C．7m/s2或5m/s2 D．7m/s2或2m/s2【答案】C【詳解】設則選A到B方向為正方向，則從A到B若C點在A點右側(cè)，從B到C解得若C點在A點左側(cè)，從B到C解得故選C。

6．（2023秋·浙江麗水·高一校聯(lián)考階段練習）2022年4月16日上午10點左右，神舟13號飛船返回倉安全著陸，假設返回艙最后階段在降落傘的作用下豎直下降，如圖所示，從下降速度為v開始計時，此后返回艙可視為勻減速下降，經(jīng)過t時間降落到地面，速度恰好減為零，則返回艙在時刻（）距離地面的高度為（）

A． B． C． D．【答案】B【詳解】由題意可得，返回艙下降的加速度大小為根據(jù)勻變速直線運動位移時間公式可得，返回艙下降的高度為則返回艙在（t）時刻距離地面的高度為故選B。7．（2023秋·高一課時練習）如圖所示，某高速列車在某段距離中做勻加速直線運動，速度由5m/s增加到10m/s時走過的位移為x。則當速度由10m/s增加到15m/s時，它走過的位移是（）

A．x B．xC．2x D．3x【答案】B【詳解】由可得則當速度由10m/s增加到15m/s時，它走過的位移是故選B。8．（2023·江西贛州·高一統(tǒng)考期中）2021年5月15日，我國首次火星探測任務天問一號探測器在火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)著陸，在火星上首次留下中國印跡，邁出了我國星際探測征程的重要一步。假設天問一號探測器在降落到火星表面前在重力和發(fā)動機推力作用下做勻減速直線運動過程中依次經(jīng)過A、B、C、D四點，最后剛好平穩(wěn)落到火星表面上，探測器經(jīng)過AB、BC和CD三段所用的時間之比為1∶2∶3。已知AB段和BC段的長度分別為h1和h2，則CD段的長度（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】設探測器加速度大小為a，在A點的速度為，在B點的速度為，經(jīng)過AB段所用的時間為T，CD段的長度為h3，則根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律可得三個方程可求解得故選A。二、多選題9．（2023秋·浙江紹興·高一?？计谥校┪矬w沿一直線運動，它在某段時間內(nèi)中間位置處的速度為v1，在中間時刻的速度為v2，則以下說法正確的是（）A．當物體做勻加速直線運動時， B．當物體做勻變速直線運動時，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，【答案】AB【詳解】物體做勻變速直線運動，對于前一半路程，有對于后一半路程，有聯(lián)立解得在中間時刻時的速度為根據(jù)不等式，可知當物體做勻加速直線運動或勻減速直線運動時，有故選AB。10．（2023秋·新疆喀什·高二兵團第三師第一中學?？茧A段練習）一物體在水平面上做直線運動，其圖像如圖所示，下列說法正確的是（）

A．在時，物體的加速度為0 B．在時，物體速度方向發(fā)生改變C．在前內(nèi)，物體經(jīng)過的位移為 D．在前內(nèi)，物體的平均速度為【答案】BD【詳解】A．在圖像中，圖像的斜率表示加速度，由圖可知，物體在內(nèi)加速度不變，則在時，物體的加速度為故A錯誤；B．根據(jù)速度的正負表示速度方向可知，由圖可知，在時，物體速度方向改變，故B正確；CD．根據(jù)速度圖線與時間軸圍成圖形的面積大小等于物體通過的位移大小可知，在前內(nèi)，物體經(jīng)過的位移為則在前內(nèi)，物體的平均速度為故C錯誤，D正確。故選BD。11．（2023秋·湖北鄂州·高一校聯(lián)考期中）汽車正以11m/s的速度在平直公路上前進，突然發(fā)現(xiàn)前方距離車頭17m處有險情。司機立即剎車，剎車時加速度大小為5.5m/s2，從開始剎車到汽車剛停止的過程，下列說法正確的是（

）A．汽車減速至停止的時間為5s B．汽車運動的位移大小為11mC．汽車停止的位置離險情處還有4m D．汽車最后1s內(nèi)的位移大小為2.75m【答案】BD【詳解】A．汽車減速至停止的時間故A錯誤；BC．汽車減為0運動的位移大小x＝v0t－at2＝11m汽車停止的位置離險情處還有6m，故B正確，C錯誤；D．將汽車的運動視為反向的從靜止開始的勻加速直線運動，可得汽車最后1s內(nèi)的位移大小x1＝at12＝2.75m故D正確。故選BD。12．（2023秋·浙江寧波·高一慈溪中學校考階段練習）汽車在平直的公路上行駛，發(fā)現(xiàn)險情緊急剎車，汽車立即做勻減速直線運動直到停止，已知汽車剎車時第1s內(nèi)的位移為13m，在最后1s內(nèi)的位移為2m，則下列說法正確的是（）A．汽車在第1s末的速度可能為10m/sB．汽車加速度大小可能為3m/s2C．汽車在第1s末的速度一定為11m/sD．汽車的加速度大小一定為4m/s2【答案】CD【詳解】BD．采用逆向思維可知，汽車的剎車過程可以反過來看成是初速度為零的勻加速直線運動，故由題可知，汽車最后1s內(nèi)的位移為2m，則代入數(shù)據(jù)得B錯誤，D正確；AC．車剎車時第1s內(nèi)的位移為13m，則代入數(shù)據(jù)可得汽車在第一秒末的速度為解得A錯誤，C正確。故選CD。三、填空題13．（2023秋·浙江嘉興·高一統(tǒng)考期末）“空中軌道列車”（簡稱“空軌”）是緩解交通壓力的重要舉措。如圖所示空軌從甲站沿直線到乙站，為了使旅客舒適，在加速和減速階段，其加速度大小不能超過，行駛的最大速度為25m/s?？哲墢撵o止開始加速到最大速度的最短時間為s，最短位移為m。

【答案】10125【詳解】[1]由v=at可知，加速到最大速度所需要的最短時間為[2]由v2=2ax可知空軌從靜止開始加速到最大速度的最短位移為14．（2023秋·浙江嘉興·高一統(tǒng)考期末）人行橫道又被稱為斑馬線，是行人安全過馬路的“安全線”和“生命線”。走在嘉興大街上會發(fā)現(xiàn)“車讓人，人快走”，禮讓斑馬線逐漸成為城市一道亮麗的風景線。某駕駛員以54km/h的速度勻速行駛，即將通過斑馬線，同時有一老人正在過人行橫道。已知車減速時的加速度大小為。若駕駛員立即剎車制動，則剎車后4s內(nèi)汽車的位移為m；為了禮讓行人，若駕駛員的反應時間為0.1s，則司機至少需要在距停車線m處立即剎車制動。

【答案】3637.5【詳解】[1]由題意，汽車做勻減速直線運動，初速度大小為根據(jù)，可得汽車剎車停止所用時間為則剎車后4s內(nèi)汽車的位移為[2]司機的反應時間為，在反應時間內(nèi)車做勻速直線運動，運動的距離為若要避免車撞上行人，司機至少需要在距停車線處立即剎車制動。15．（2023春·高一單元測試）做直線運動的物體速度v與時間t的函數(shù)關(guān)系為v=32t，此函數(shù)式中選定（物理量）的方向為正方向，物體剛開始做運動。若此函數(shù)關(guān)系表示汽車剎車全過程，則汽車的初速度是m/s，加速度是m/s2.該汽車剎車1s沖出的距離是m，剎車2s的位移m。【答案】初速度勻減速直線運動3222.25【詳解】[1][2][3][4]將v=32t與v=v0＋at對比，可得出，可知以初速度方向為正方向，初速度方向與加速度方向相反，物體剛開始做勻減速直線運動。[5][6]汽車經(jīng)時間t速度減小為零，由逆向思維得剎車1s后，汽車還沒有停止，沖出的距離為剎車2秒后，汽車已停止，位移與1.5s內(nèi)的位移相同，由逆向思維得16．（2023秋·安徽宣城·高一涇縣中學?？紡娀媱潱┪矬w以一定的初速度從斜面底端A點沖上固定的光滑斜面，斜面總長度為l，到達斜面最高點C時速度恰好為零，如圖所示，已知物體運動到距斜面底端處的B點時，所用時間為t，物體從B滑到C所用的時間為?！敬鸢浮縯【詳解】采用逆向思維法：物體向上勻減速沖上斜面，相當于向下勻加速滑下斜面。則由以上三式解得tBC=t四、解答題17．（2023秋·山東棗莊·高一棗莊市第三中學校考階段練習）飛機著陸后做勻減速滑行，著陸時的速度大小是，最初內(nèi)滑行。求：（1）末的速度大小是多少?（2）飛機著陸后內(nèi)滑行多遠?【答案】（1）6m/s；（2）600m【詳解】（1）由題意知，，最初內(nèi)，根據(jù)解得飛機減速到零所需的時間為末的速度為（2）飛機著陸后內(nèi)的位移就是內(nèi)的位移18．（2023秋·山東棗莊·高一滕州市第一中學新校?？计谀〦TC是高速公路上不停車電子收費系統(tǒng)的簡稱。如圖所示，汽車以54km/h的速度行駛，如果通過人工收費通道，需要在收費站中心線處減速至0，經(jīng)過0.5min收費后，再加速至54km/h行駛；如果過ETC通道，需要在中心線前方10m處減速至18km/h，勻速到達中心線后，再加速至54km/h行駛。設汽車運行的路線均為直線，且汽車加速和減速的加速度大小均為2m/s2。（1）汽車經(jīng)過人工通道，從收費前減速開始，到收費后加速結(jié)束，總共通過的位移和所需的時間各為多少？（2）汽車通過ETC通道，從收費前減速開始，到收費后加速結(jié)束，總共通過的位移和所需的時間各為多少？?

【答案】（1）112.5m，45s；（2）110m，12s【詳解】（1）汽車的速度汽車通過人工收費通道時，速度減速為零的位移經(jīng)過的時間速度從零加速到原來速度經(jīng)歷的位移加速的時間總位移總時間（2）設汽車通過ETC通道時，從速度v減速到，行駛的位移為，時間為，從速度加速到v行駛的位移為，時間為，根據(jù)速度位移公式得運動時間滿足勻速直線運動的時間總位移汽車通過的時間是19．（2023秋·湖北黃岡·高一?？茧A段練習）如圖所示為某高樓電梯上升的速度時間圖像。（1）求電梯在t1=5s時刻的速度；（2）求出電梯在各時間段的加速度的大??；（3）求出電梯在前8s內(nèi)的位移大小。

【答案】（1）；（2）見解析；（3）【詳解】（1）由圖可知電梯在t1=5s時刻的速度（2）電梯加速度的大小為電梯加速度的大小為電梯加速度的大小為（3）