教科版高中物理必修第一冊(cè)第2章勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律測(cè)試(B)含答案

第二章測(cè)評(píng)(B)(時(shí)間:60分鐘滿(mǎn)分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.某質(zhì)點(diǎn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式為x=5t+2t2(x的單位為m,t的單位為s),則以下說(shuō)法不正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)的初速度為5m/sB.任意1s內(nèi)的速度增量都是4m/sC.質(zhì)點(diǎn)第2s內(nèi)的位移是18mD.任意相鄰的1s內(nèi)位移差都是4m答案:C解析:將x=5t+2t2與勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式x=v0t+12at2對(duì)比得到,初速度v0=5m/s,加速度a=4m/s2,則任意相鄰1s內(nèi)的位移差是Δx=aT2=4×12m=4m,故A、D正確;任意1s內(nèi)的速度增量Δv=at=4×1m/s=4m/s,故B正確;將t=1s代入x=5t+2t2中得到第1s內(nèi)的位移x1=7m,將t=2s代入x=5t+2t2中得到前2s內(nèi)的位移x2=18m,所以第2s內(nèi)的位移x=x2-x1=18m-7m=11m,故C2.為了制止高樓住戶(hù)向窗外隨意丟棄垃圾的陋習(xí),某同學(xué)提出如下設(shè)想:在自家(二樓)窗子上、下邊框安裝光電探測(cè)裝置,利用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律發(fā)現(xiàn)丟棄垃圾住戶(hù)的樓層高度。設(shè)他家窗子上、下邊框之間的距離為0.8m,某天光電探測(cè)裝置檢測(cè)到一下落物件經(jīng)過(guò)該窗口的時(shí)間為0.04s,假設(shè)丟物住戶(hù)是從自己窗口靜止落下的垃圾,忽略垃圾受到的空氣阻力,每層樓高3m左右。估計(jì)丟物住戶(hù)的樓層是()A.4樓 B.7樓 C.9樓 D.12樓答案:C解析:下落物在上下邊框間的運(yùn)動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng),所以v=ΔhΔt=0.故下落物下落的高度h=v22g=若每層樓高為3m,由于203=6.該同學(xué)住2樓,則估計(jì)為9層住戶(hù)所拋,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。3.一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),其xt-t圖像如圖所示,則(A.質(zhì)點(diǎn)在1s末的速度為1.5m/sB.質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)的平均速度為1.5m/sC.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在前2s內(nèi)的位移為2mD.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度為0.5m/s2答案:B解析:由圖得,xt=1+0.5t(x單位為m,t的單位為s),根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式x=v0t+12at2,得xt=v0+12at,對(duì)比可得初速度v0=1m/s。由12a=0.5m/s2,則加速度為a=1m/s2。說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在1s末速度為v=v0+at=2m/s,故A、D錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)的平均速度為v=v0+v2=1+22m/s=1.5m/s,故B正確;質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在前2s內(nèi)位移x=v0t+12at2=1×2m+4.如圖所示,A、B兩物體相距x=3m,物體A以vA=4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),而物體B此時(shí)的速度vB=10m/s,在摩擦力作用下向右做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度的大小為2m/s2。那么物體A追上物體B所用的時(shí)間為()A.7s B.8sC.23s D.3+23s答案:A解析:B速度減為零的時(shí)間t0=0-vBa=-10-2s=5s,此時(shí)B的位移xB=-vB22a=-100-4m=25m,A的位移xA=vAt0=4×5m=20m,因?yàn)閤A<xB+x,可知B速度減為零時(shí)A還未追上B5.斜面固定在水平面上,一小球沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中依次經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn),最后恰好到達(dá)點(diǎn)D,其中xAB=12m,xBC=8m,從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)與從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的兩個(gè)過(guò)程的速度變化量都是-2m/s,下列說(shuō)法正確的是()A.小球的加速度大小為2m/s2B.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大小為10m/sC.A、D兩點(diǎn)的距離為24.5mD.小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的時(shí)間為2s答案:C解析:從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)和從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)兩個(gè)過(guò)程速度變化量都為-2m/s即vA-vB=2m/s①vB-vC=2m/s②設(shè)加速度大小為a,根據(jù)v2-v02=2vA2-vB2vB2-vC2①②③④聯(lián)立解得:a=1m/s2、vA=7m/s、vB=5m/s、vC=3m/s,故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)v2-v02=2ax得A、D兩點(diǎn)間的距離為xAD=vA22a=722×1m=24.5m,故C正確;根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系知小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D6.一顆子彈沿水平方向垂直穿過(guò)三塊緊挨著的木板,穿出時(shí)子彈速度幾乎為零。設(shè)子彈在木板中做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。則()A.若三塊木板厚度相等,則子彈依次穿過(guò)三塊木板的時(shí)間之比t1∶t2∶t3=3∶2B.若三塊木板厚度相等,則子彈依次穿過(guò)三塊木板的平均速度之比為v1∶v2∶v3=(3+2)∶(2+1)C.若子彈穿過(guò)三塊木板的時(shí)間相等,則三塊木板厚度之比d1∶d2∶d3=5∶3∶1D.若子彈穿過(guò)三塊木板的時(shí)間相等,則子彈依次穿過(guò)三塊木板的平均速度之比為v1∶v2∶v3=1∶1∶1答案:BC解析:子彈在木板中做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),可以看作是反方向的初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);若三塊木板厚度d相等,則由勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,可得12at12a(t3+t2)2=2d②12a(t3+t2+t1)2=3d③聯(lián)立①②③,得t1∶t2∶t3=(3-2)∶(2-1)則子彈依次穿過(guò)三塊木板的平均速度之比為v1∶v2∶v3=dt1∶dt2∶dt3=故A錯(cuò)誤,B正確;子彈在木板中做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),可以看作是反方向的初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);若子彈穿過(guò)三塊木板的時(shí)間t相等,則有d3=12at2④d2+d3=12a(2t)2⑤d1+d2+d3=12a(3t)2⑥聯(lián)立④⑤⑥,得三塊木板厚度之比d1∶d2∶d3=5∶3∶1子彈依次穿過(guò)三塊木板的平均速度之比為v1∶v2∶v3=d1t∶d2t故C正確,D錯(cuò)誤。7.有一輛汽車(chē)在能見(jiàn)度較低的霧霾天氣里以54km/h的速度勻速行駛,司機(jī)突然看到正前方有一輛靜止的故障車(chē),該司機(jī)剎車(chē)的反應(yīng)時(shí)間為0.6s,剎車(chē)后汽車(chē)勻減速前進(jìn),剎車(chē)過(guò)程中加速度大小為5m/s2,最后停在故障車(chē)前1.5m處,避免了一場(chǎng)事故,以下說(shuō)法正確的是()A.司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車(chē)后,汽車(chē)經(jīng)過(guò)3s停下B.司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車(chē)后,汽車(chē)經(jīng)過(guò)3.6s停下C.司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車(chē)時(shí),汽車(chē)與故障車(chē)的距離為33mD.從司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車(chē)到停下來(lái)的過(guò)程,汽車(chē)的平均速度為7.5m/s答案:BC解析:v0=54km/h=15m/s,汽車(chē)減速到零的時(shí)間t1=Δva=0-15-5s=3s,則t=t'+t1=0.6s+3s=3.6s,故A錯(cuò)誤,B正確;在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移x1=v0t'=15×0.6m=9m。勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移x2=0-v022a=0-225-10m=22.5m,則x=x1+x2+1.5m=8.已知O、A、B、C為同一直線(xiàn)上的四點(diǎn),AB間的距離為l1,BC間的距離為l2,一物體自O(shè)點(diǎn)靜止起出發(fā),沿此直線(xiàn)做勻加速運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)。已知物體通過(guò)AB段與通過(guò)BC段所用時(shí)間相等。則下列說(shuō)法正確的是()A.A、B、C三點(diǎn)速度大小一定滿(mǎn)足:vB-vA=vC-vBB.l1∶l2=1∶3C.B點(diǎn)速度等于AC段的平均速度D.O與A的距離為(答案:ACD解析:根據(jù)Δv=a·Δt,因?yàn)槲矬w通過(guò)AB段與通過(guò)BC段所用時(shí)間相等,所以vB-vA=vC-vB,故A正確;由于A點(diǎn)速度不為0,所以l1∶l2≠1∶3,故B錯(cuò)誤;根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論,平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,因?yàn)锽是AC的時(shí)間中點(diǎn),所以B點(diǎn)速度等于AC段的平均速度,故C正確;由位移差公式有l(wèi)2-l1=aT2①B點(diǎn)速度為vB=l1+由速度位移公式有vB2=2alOB根據(jù)幾何關(guān)系有l(wèi)OA=lOB-l1④聯(lián)立解得lOA=(3l1-二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共20分)9.(10分)在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,圖(c)為一條記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,舍掉開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)跡,在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)點(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)0,后面每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),交變電流的頻率為50Hz。(a)(b)(c)(d)(1)如圖所示,圖是實(shí)驗(yàn)中用到的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,它是一種能夠按照相同的時(shí)間間隔,在紙帶上連續(xù)打點(diǎn)的儀器。它使用(選填“交流”或“直流”)電源,由學(xué)生電源供電,工作電壓在6V以下,當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí),它每隔s打一個(gè)點(diǎn)。

(2)在實(shí)驗(yàn)中,使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器操作步驟應(yīng)先再(選填“釋放小車(chē)”或“接通電源”)。

(3)試根據(jù)所提供的紙帶,計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)4的速度并填入表格:計(jì)數(shù)點(diǎn)編號(hào)0123456各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v/(m·s-1)0.260.530.781.21

1.551.82(4)以速度v為縱軸,時(shí)間t為橫軸,建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描點(diǎn)(已描好6個(gè)點(diǎn)),并畫(huà)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。答案:(1)(a)交流0.02(2)接通電源釋放小車(chē)(3)1.33(4)圖見(jiàn)解析解析:(1)如圖所示,圖(a)是實(shí)驗(yàn)中用到的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,它是一種能夠按照相同的時(shí)間間隔,在紙帶上連續(xù)打點(diǎn)的儀器。它使用交流電源,由學(xué)生電源供電,工作電壓在6V以下,當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí),它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先接通電源再釋放小車(chē),這樣打出第一個(gè)點(diǎn)初速度為零,且可以在紙帶上打出更多的點(diǎn)。(3)兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T(mén)=5×0.02s=0.1s根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)平均速度等于其中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度為v4=x352T=1.33(4)描點(diǎn)作圖如下。10.(10分)(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該選擇電源是。

A.220V直流電源B.6V直流電源C.220V交流電源D.6V交流電源(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中,有以下基本步驟:A.松開(kāi)紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng);B.穿好紙帶;C.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好;D.接通電源,進(jìn)行打點(diǎn)。以上四個(gè)步驟的正確順序是。(填字母序號(hào))

(3)實(shí)驗(yàn)成功后,取一條紙帶,從某地方選取第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)A,然后按打點(diǎn)先后順序每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),得到了A、B、C、D、E、F、G等幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)得x1=6.09cm,x2=6.50cm,x3=6.89cm,x4=7.29cm,x5=7.70cm,x6=8.09cm。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用電源的頻率為50Hz。則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度vE=m/s(保留2位有效數(shù)字)。

(4)小車(chē)加速度為a=m/s2(保留2位有效數(shù)字)。

(5)如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電源的頻率變?yōu)榇笥?0Hz,實(shí)驗(yàn)者仍然按50Hz進(jìn)行計(jì)算,得出的加速度值與真實(shí)值相比(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

答案:(1)C(2)CBDA(3)0.75(4)0.40(5)偏小解析:(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該選擇電源是220V的交流電源,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。(2)實(shí)驗(yàn)步驟要遵循先安裝器材后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原則進(jìn)行,注意實(shí)驗(yàn)中為了使打點(diǎn)穩(wěn)定后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)為了提高紙帶的利用率,盡量將紙帶上打滿(mǎn)點(diǎn),要先接通電源后釋放紙帶。正確的順序是CBDA。(3)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)=5×0.02s=0.1s打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度為vE=x4+x52T=7.29+7.702(4)根據(jù)Δx=aT2得a=x代入數(shù)據(jù)解得a=7.29+7.70+8.09-6.09-6.50-(5)工作電壓的頻率變?yōu)榇笥?0Hz,打點(diǎn)周期小于0.02s,連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差減小,而實(shí)驗(yàn)者不知道,仍按原來(lái)的周期計(jì)算加速度,由Δx=aT2知計(jì)算出的加速度值與真實(shí)值相比偏小。三、計(jì)算題(本題共3小題,共40分。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.(12分)雪崩是一件很可怕的災(zāi)難。有一輛救援雪車(chē)停在一座雪山的山底下,如圖所示。司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)雪崩了,一個(gè)大雪球從山頂上滾下來(lái)。救援雪車(chē)的傳感器顯示,一大雪球此時(shí)刻距坡底240m的山坡處,正以8m/s的初速度,0.4m/s2的加速度勻加速滾下,雪球到達(dá)坡底瞬間的速度大小不變,方向變?yōu)樗较蜃?在水平面的運(yùn)動(dòng)可以近似看成加速度大小為0.2m/s2的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情后經(jīng)過(guò)2s汽車(chē)才啟動(dòng)起來(lái),并以0.5m/s2的加速度一直做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(假設(shè)雪球滾動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有變大)求:(1)大雪球到達(dá)坡底時(shí)間和速度大小分別是多少?(2)當(dāng)大雪球到達(dá)坡底時(shí)汽車(chē)的行駛的位移大小及速度為多少?(3)救援雪車(chē)的司機(jī)能否安全脫險(xiǎn)?請(qǐng)寫(xiě)出理由。答案:(1)20s16m/s(2)81m9m/s(3)見(jiàn)解析解析:(1)設(shè)雪球到達(dá)坡底時(shí)間為t1,速率為v1,則有x=v0t1+12a1v1=v0+a1t1代入數(shù)值得t1=20s,v1=16m/s。(2)而汽車(chē)在18s時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為x1=12a(t1-2s)2=12×0.5×182m=81速度為v2=a(t1-2s)=0.5×18m/s=9m/s。(3)設(shè)再經(jīng)歷時(shí)間t',雪球與汽車(chē)速度相等,則有v1-a2t'=v2+at'代入數(shù)值得t'=10s所以此雪球在水平面上發(fā)生的位移為s1=v1t'-12a2t'2=16×10m-12×0.2×102m=150而汽車(chē)發(fā)生的位移為s2=12a(t1-2s+t')2=12×0.5×(20-2+10)2m=196m所以汽車(chē)能安全脫離。12.(12分)空軍打靶演習(xí)中,無(wú)人靶機(jī)和殲擊機(jī)一前一后沿同一水平直線(xiàn)在離地高700m的低空勻速飛行,靶機(jī)的速度為260m/s,殲擊機(jī)為240m/s。兩機(jī)相距800m時(shí),殲擊機(jī)發(fā)射導(dǎo)彈,導(dǎo)彈以與飛機(jī)相同的速度脫離飛機(jī)后,沿水平方向做加速度為20m/s2的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。求:(1)擊中靶機(jī)瞬間導(dǎo)彈速度的大小;(2)導(dǎo)彈飛行過(guò)程中與靶機(jī)的最大距離。答案:(1)440m/s(2)810m解析:(1)設(shè)導(dǎo)彈從發(fā)射到擊中靶機(jī)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,靶機(jī)的速度為v1,殲擊機(jī)的速度為v2,由題意得s=v2t1+12at1由速度公式得v=v2+at1代入數(shù)據(jù)得導(dǎo)彈擊中靶機(jī)時(shí)的速度大小為v=440m/s。(2)設(shè)導(dǎo)彈與靶機(jī)速度相等需時(shí)間t2由速度關(guān)系得v1=v2+at2導(dǎo)彈與靶機(jī)速度相等時(shí),兩者距離最大,最大間距為xmax=v1t2-(v2t