2024-2025學年新教材高中物理第二章勻變速直線運動的規(guī)律單元素養(yǎng)評價二含解析教科版必修1

PAGE15-單元素養(yǎng)評價(二)(60分鐘·60分)一、選擇題(本題共9小題,每小題3分,共27分)1.某一做勻加速直線運動的物體,加速度是2m/s2,A.每經(jīng)過1秒,物體的速度增加1倍B.每經(jīng)過1秒,物體的速度增加2C.物體運動的最小速度是2D.物體運動的最大速度是2【解析】選B。物體做勻加速直線運動,加速度是2m/s2,故每經(jīng)過1s,速度增加2m/s,故A錯誤,B正確;物體做勻加速直線運動,初速度最小,不知初始條件,無法求解,末速度最大,不知道初速度和時間,也無法求解,故2.(2024·泰州高一檢測)如圖所示,質(zhì)量不同的兩個小球從同一高度由靜止同時釋放,不計空氣阻力。下列說法正確的是 ()A.質(zhì)量大的小球加速度大B.質(zhì)量大的小球先落地C.兩球下落過程中速度變更一樣快D.質(zhì)量大的小球落地前瞬間的速度大【解析】選C。兩小球做自由落體運動,下降過程中的加速度都為g,速度變更一樣快,依據(jù)公式h=gt2可得,兩者同時落地,故A、B錯誤,C正確;據(jù)v2=2gh可得,落地時兩者的速度相同,故D錯誤。3.2019年7月16日,在韓國光州世界游泳錦標賽跳水項目男女混合團體決賽中,中國組合林珊/楊健獲得該項目金牌。將林珊進入水中后向下的運動視為勻減速直線運動,該運動過程的總時間為t。林珊入水后前時間內(nèi)的位移為x1,后時間內(nèi)的位移為x2,則A.1∶16B.1∶7C.1∶5D.1∶3【解析】選D。將運動員入水后的運動逆過來看,可看作初速度為零的勻加速直線運動,依據(jù)其運動規(guī)律可知,連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶7…,可知:=,故A、B、C錯誤,D正確。4.(科學推理——逆向思維法)汽車剎車過程可以看成勻減速直線運動,已知剎車3s后停下,下列說法正確的有 ()A.前1s內(nèi)、前2s內(nèi)、前3s內(nèi)的位移之比為1∶4∶9B.第1s末、第2s末、第3s末的速度之比為3∶2∶1C.第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均速度之比為9∶4∶1D.這連續(xù)三個1s內(nèi)的速度變更量之比為1∶1∶1【解析】選D。由逆向思維可知,前1s內(nèi)、前2s內(nèi)、前3s內(nèi)的位移之比為9∶4∶1,故A錯誤;由于第3s末的速度為零,所以第1s末、第2s末的速度之比為2∶1,故B錯誤;依據(jù)=且第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比為5∶3∶1,則知第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均速度之比為5∶3∶1,故C錯誤;依據(jù)Δv=aΔt可知,這連續(xù)三個1s內(nèi)的速度變更量之比為1∶1∶1,故D正確。5.(2024·保定高一檢測)一質(zhì)點做勻加速直線運動,依次經(jīng)過A、B、C三點,AB=x1,BC=x2,已知質(zhì)點加速度為a,質(zhì)點經(jīng)過AB和BC段所用時間相等,則質(zhì)點經(jīng)過AC段的平均速度為 ()A.B.C.x1+x2D.【解析】選D。AC段的位移為:x=x1+x2質(zhì)點經(jīng)過AB和BC段所用時間相等,設為t,則:x2-x1=at2解得:t=,平均速度:==,D正確。6.如圖是上海中心大廈,小明乘坐大廈快速電梯,從底層到達第119層觀光平臺,觀光平臺高度為549m。若電梯從靜止起先以加速度a1做勻加速運動,達到最大速度18m/s,然后以最大速度勻速運動6s,最終以加速度A.30.5sB.36.5sC.55sD.61s【解析】選C。加、減速過程的平均速度相等為:==m/s=9m/s,加速時間為t1,減速時間為t2,則有:×(t1+t2)=549m-18×6m=441m,解得:t1+t2=49s,總時間為:t=t1+t2+6s=55s,故C正確,A7.如圖,“探究自由落體運動規(guī)律”試驗過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),為了依據(jù)照片測得當?shù)刂亓铀俣鹊闹?則肯定要記錄的是 ()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【解析】選D。依據(jù)Δx=gT2得重力加速度為:g=,可知須要測量當?shù)氐闹亓铀俣?須要測量頻閃光源的周期或頻率大小,故D正確,A、B、C錯誤。8.(2024·揚州高一檢測)一個質(zhì)點由靜止起先沿直線運動,速度隨位移變更的圖像如圖所示,關于質(zhì)點的運動,下列說法中正確的是 ()A.質(zhì)點做勻變速直線運動B.質(zhì)點做勻加速直線運動C.質(zhì)點做加速度漸漸減小的加速運動D.質(zhì)點做加速度漸漸增大的加速運動【解析】選D。從圖可知,s與v成正比,即s=kv,k是比例系數(shù)(常量k=),又v===ka,明顯加速度與速度成正比,所以質(zhì)點做加速度漸漸增大的加速運動,故D正確,A、B、C錯誤?！炯庸逃柧殹吭谝黄街瘪R路上,甲、乙兩車由相同起點朝同一方向做直線運動,它們的v-t圖像如圖所示。則 ()A.乙追上甲后兩車間距離起先漸漸增大B.乙追上甲的時刻為25s末C.乙動身時,甲車在其前方150D.兩車加速階段加速度大小之比為3∶1【解析】選A。依據(jù)速度圖像與時間軸所圍的面積表示位移,則知乙動身時,甲車在其前方的位移為:x=×20×5m=50m;設乙運動t時間,兩車相遇,相遇時兩車的位移相等,則有:20t+50=×2t2,解得:t=(10+5)s,則乙追上甲的時刻為(15+5)s末;乙追上甲后乙的速度比甲大,所以兩車間距離起先漸漸增大,故A正確,B、C錯誤。依據(jù)速度圖像的斜率表示加速度,可知,甲加速階段的加速度為:a1=m/s2=4m/s2,乙的加速度為:a2=m/s2=2m/s2,則加速度大小之比為2∶1,故9.甲、乙兩物體做自由落體運動,已知甲物體的質(zhì)量是乙物體的一半,而甲距地面的高度是乙距地面高度的兩倍,下列說法正確的是 ()A.甲物體的加速度是乙物體加速度的倍B.甲物體著地速度是乙物體著地速度的2倍C.甲物體下落時間是乙物體下落時間的倍D.甲、乙兩物體的末速度相同【解析】選C。甲、乙兩物體做自由落體運動,加速度都為重力加速度,相同,故A錯誤;依據(jù)v2=2gh,末速度為v=,故甲物體著地速度是乙物體著地速度的倍,故B、D錯誤;依據(jù)h=gt2,t=,故甲物體下落時間是乙物體下落時間的倍,故C正確。二、試驗題(共5分)10.(2024·全國卷Ⅰ)某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行探討。物塊拖動紙帶下滑,打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用溝通電的頻率為50Hz,紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出。在A、B、C、D、E五個點中,打點計時器最先打出的是______點,在打出C點時物塊的速度大小為______m/s(保留3位有效數(shù)字);物塊下滑的加速度大小為______m/s2(保留2位有效數(shù)字)。

【解析】物塊沿傾斜的長木板加速下滑,相等時間內(nèi)的間距越來越大,所以在A、B、C、D、E五個點中,打點計時器最先打出的是A點。依據(jù)紙帶可知xAB=12.0mm、xBC=19.5mm、xCD=27.0mm、xDE=34.5mm,則v=0.233mxDE-xCD=xCD-xBC=xBC-xAB=7.5mma===750mm/s2=0.75m/s答案:A0.2330.75三、計算題(本題共3小題,共28分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(9分)在某高鐵站旁邊的某段平直的鐵路上,一列以90m/s高速行駛的列車某時刻起先勻減速行駛,5min后恰好停下,并在該車站停留2min;隨后勻加速駛離車站,經(jīng)8.1km(1)求列車減速過程中的位移大小。(2)求列車駛離車站過程中加速到90m【解析】(1)列車減速過程中的位移為:x=×t=×300m=13500m(3(2)在加速階段,依據(jù)2a2x′=v2-0可得:a2=0.5m/s2 (3依據(jù)v=a2t′可得:t′==s=180s(3分)答案:(1)13500m(2)180【加固訓練】如圖所示,某同學測出一棵蘋果樹樹干部分的高度約為1.6m,一個蘋果從樹冠頂端的樹梢上由于受到擾動而自由下落,該同學測出蘋果經(jīng)過樹干所用的時間為0.2s,重力加速度取10m/s(1)蘋果樹樹冠部分的高度約為多少?(2)蘋果落地時的速度為多大?【解析】(1)設起先下落到達樹干的上沿的時間為t,有:Δh=g(t+0.2)2-gt2代入數(shù)據(jù)解得:t=0.7s則:H=gt2=2.45(2)蘋果落地的速度為:v=g(t+0.2)=9答案:(1)2.45m(2)12.(9分)(2024·揚州高一檢測)跳傘運動員從懸停在距地面404m高處的直升飛機上由靜止跳下,先做自由落體運動,當下落180m時打開著陸傘,著陸傘打開后做勻減速直線運動,跳傘運動員到達地面時的速度為4m/s。g(1)跳傘運動員打開著陸傘時速度是多少?(2)跳傘運動員運動的總時間是多少?【解析】(1)運動員打開著陸傘前做自由落體運動,豎直位移為h1=180依據(jù)=2gh1可知打開著陸傘時的速度為v1=60m/s(3(2)打開著陸傘后做勻減速直線運動,已知v2=4位移h2=404m-180m由速度與位移關系-=-2ah2解得:a=8m/s2 (2打開著陸傘前的自由落體時間為t1==6s(1分)勻減速直線運動的時間t2==7s(1分)故運動員運動的總時間為t=t1+t2=13s(1分)答案:(1)60m/s(2)1313.(10分)遼寧號航空母艦,簡稱“遼寧艦”,是中國人民解放軍海軍第一艘可以搭載固定翼飛機的航空母艦。艦長304m,艦寬70.5m,艦首運用滑躍式起飛甲板。航空母艦上的戰(zhàn)斗機,起飛過程中最大加速度a=4.5m/s2,飛機要達到速度v0=60m/s才能起飛,航空母艦甲板長L=289m,為使飛機平安起飛,【解析】航空母艦勻速運動,若以地面為參考系,設在時間t內(nèi)航空母艦和飛機的位移分別為x1和x2,航空母艦的最小速度為v,由運動學學問得x1=vt, (2分)x2=vt+at2 (2分)x2-x1=L, (2分)v0=v+at (2分)聯(lián)立解得:v=9m/s(2答案:9(30分鐘·40分)14.(5分)(多選)一個質(zhì)點沿x軸做直線運動,它的位置坐標隨時間變更規(guī)律是x=3t2-4t,其中x與t的單位分別為m和s,則下列說法中正確的是 ()A.t=0時,質(zhì)點的坐標是x=0B.在最初的1s內(nèi),質(zhì)點的位移大小為1m,方向沿C.質(zhì)點的速度隨時間的變更規(guī)律是v=(6t-4)m/sD.質(zhì)點先做勻減速直線運動,然后做勻加速直線運動【解析】選A、C、D。依據(jù)x=3t2-4t知,當t=0時,質(zhì)點的坐標x=0,故A正確;質(zhì)點在最初1s內(nèi)的位移x1=3×1m-4×1m=-1m,方向沿x軸負方向,故B錯誤;依據(jù)x=v0t+at2=3t2-4t得,質(zhì)點的初速度v0=-4m/s,加速度a=6m/s2,則速度隨時間的變更規(guī)律v=v0+at=(6t-4)m/s,故C正確;15.(5分)(多選)物體的位移—時間圖像和速度—時間圖像,對探討問題會很便利,某同學在一次試驗中,得到運動小車的速度時間圖像如圖所示,由此圖像可知 ()A.小車最大速度為1.8mB.16s時的加速度大于13s時的加速度C.大約13s末小車距離動身點最遠D.小車后10s內(nèi)的平均速度比前10s內(nèi)的小【解析】選A、B。小車先變加速運動,最大速度為1.8m/s,后做變減速運動,速度減為零,所以小車做變速運動,故A正確;速度—時間圖像的斜率表示加速度,由圖像可知,16s時的斜率比13s時的斜率大,16s時的加速度大于13s時的加速度,故B正確;圖像中曲線與t軸所圍的面積表示小車的位移,所以20s末小車距離動身點最遠,故C錯誤;圖像中曲線與t軸所圍的面積表示小車的位移,由圖像可知,前10s的位移比后10s的位移小,所以小車前10s內(nèi)的平均速度比后10s內(nèi)的小,故【加固訓練】(多選)甲、乙兩質(zhì)點在同始終線上做勻加速直線運動,v-t圖像如圖,在3秒末兩質(zhì)點相遇,由圖像可知 ()A.甲的加速度等于乙的加速度B.0時刻甲在乙之前6C.0時刻乙在甲之前6D.相遇前甲、乙兩質(zhì)點的最遠距離為6【解析】選B、D。圖像的斜率表示物體的加速度,則甲的加速度a甲=m/s2=1.5m/s2,乙的加速度a乙=m/s2=2m/s2,故A錯誤;3s末甲、乙通過的位移分別為:x甲=×3×2m=3m,x乙=×6×3m=9m,由題,3秒末兩質(zhì)點在途中相遇,則說明0時刻甲在乙之前6m處,故B正確,C錯誤;因為動身前甲在乙之前616.(5分)(多選)交警大隊的交警處理某次交通事故時,通過監(jiān)控儀器掃描,輸入計算機后得到該汽車在水平面上剎車過程中的位移隨時間變更的規(guī)律為x=20t-2t2(x的單位是m,t的單位是s)。則下列說法正確的是 ()A.該汽車剎車的初速度為20B.該汽車剎車的加速度為4mC.該汽車在地面上留下的痕跡長為50D.剎車后6s內(nèi)的位移為48【解析】選A、C。依據(jù)x=v0t+at2得汽車剎車的初速度為:v0=20m/s,加速度為:a=-4m/s2,故A正確,B錯誤;則汽車剎車速度減為零的時間為:t==s=5s,則剎車后6s內(nèi)的位移等于5s內(nèi)的位移,即為:x=t=×5m=50m,故C【加固訓練】(多選)如圖所示,水平地面上固定有兩塊木板AB、BC,兩塊木板緊挨在一起,木板AB的長度是BC的3倍。一顆子彈以初速度v0從A端水平射入木板,并恰能從C端射出,經(jīng)驗的時間為t,子彈在木板中的運動可以看成是勻減速運動,則下列說法中正確的是()A.子彈到B點的速度為B.子彈到B點的速度為C.子彈從A到B的時間為D.子彈從A到B的時間為【解析】選B、D。依據(jù)勻變速直線運動規(guī)律的推論,末速度為零的勻減速過程可以看作逆向的初速度為零的勻加速過程。對于初速度為零的勻加速過程,第一個時間T和其次個時間T內(nèi)的位移之比為1∶3,據(jù)此可以證明子彈從A到B的時間等于從B到C的時間,所以子彈從A到B的時間為,子彈到B點的速度等于從A到C的平均速度,即。故選項B、D正確。17.(10分)(2024·泰州高一檢測)自由落體儀如圖所示,其主體是一個有刻度尺的立柱,其上裝有磁式吸球器、光電門1、光電門2、捕球器、小鋼球。利用自由落體儀測量重力加速度試驗步驟如下:①將自由落體儀立于水平地面上,調(diào)整水平底座使立柱豎直,固定好磁式吸球器;②適當調(diào)整兩光電門1、2的位置,由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h1,用磁式吸球器限制使小球自由下落,由光電計時器讀出小球由光電門1到光電門2的時間,重復數(shù)次,求出時間的平均值為t1;③光電門1不動,光電門2的位置下移,再用刻度尺讀出兩光電門的高度差為h2,用磁式吸球器限制使小球自由下落,由光電計時器讀出小球由光電門1到光電門2的時間,重復數(shù)次,求出時間的平均值為t2;④計算重力加速度值g。請回答下列問題:(1)在步驟③中光電門1的位置保持不動的目的是

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(2)若小球到達光電門1時的速度為v1,當?shù)刂亓铀俣葹間,則小球通過兩光電門間平均速度v的表達式為__________。(用v1、g和t1表示)

(3)用測得的物理量表示重力加速度值g=__________。(用h1、h2和t1、t2表示)

【解析】(1)由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h1,由光電計時器讀出小球從光電門1到光電門2的時間,重復數(shù)次,求出時間的平均值為t1。依據(jù)勻變速直線運動位移時間公式得:h1=v0t1+g,光電門1不動,變更光電門2的位置,由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h2,依據(jù)勻變速直線運動位移時間公式得:h2=v0t2+g所以光電門1的位置保持不動的目的是保證小球初速度相同,即每次通過光電門1時的速度相同。(2)依據(jù)勻變速直線運動的平均速度公式有:v==v1+;(3)依據(jù)勻變速直線運動位移時間公式得:h1=v0t1+gh2=v0t2+g解得:g=;答案:(1)保證每次通過光電門1時的速度相同(2)v1+(3)【加固訓練】在進行“探究小車速度隨時間變更的規(guī)律”試驗中:(1)該試驗已供應了小車、一端附有滑輪的長木板、紙帶、細繩、刻度尺、導線。為了完成試驗,還需從圖1中選取試驗器材________(此項為多選,請?zhí)顚懴鄳淖帜阜?。其中試驗器材A的名稱是________。

(2)該試驗得到一條清楚的紙帶,圖2所示是截取了其中某一段紙帶用刻度尺(單位:cm)測量時的情景,其中A、B、C、D、E、F為6個計數(shù)點(兩個相鄰計數(shù)點間有4個點未畫出)。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz。其中計數(shù)點E所在位置的刻度尺讀數(shù)為______cm,小車加速過程中E點瞬時速度大小為________m/s,小車加速過程中的加速度是______m/s2(計算結果保留3位有效數(shù)字)。

【解析】(1)已供應了小車、一端附有滑輪的長木板、紙帶、細繩