2018年高中物理 第二章 勻變速直線運動單元測試 新人教版必修1.doc

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第二章 勻變速直線運動 一、單選題（本大題共10小題，共40.0分） 1. 如圖所示是某物體做直線運動的速度-時間圖象，下列有關(guān)物體運動情況判斷正確的是（　?。? A. 8s末物體距出發(fā)點最遠 B. 4s末物體回到出發(fā)點 C. 0到6s內(nèi)物體的路程為20m D. 前兩秒加速度為5m/s2 2. 一物體做初速度為零的勻加速直線運動，第2s末的速度為4m/s，它運動的加速度為（　　） A. 2m/s2 B. 3m/s2 C. 4m/s2 D. 5m/s2 3. 一輛汽車作直線運動，在1分鐘內(nèi)通過兩個電線桿，通過第一個電線桿的速度為6m/s，通過第二個電線桿的速度為8m/s，兩個電線桿的距離為120m，則該車全程的平均速度為（　?。? A. 14m/s B. 120m/s C. 2m/s D. 7m/s 4. 一質(zhì)點做勻加速直線運動，通過第一段8m位移所用的時間為2s，緊接著通過下一段10m位移所用時間為1s．則該質(zhì)點運動的加速度為（　　） A. 5m/s2 B. 4m/s2 C. 3m/s2 D. 2m/s2 5. 做勻加速直線運動的物體運動時間為t，這段時間內(nèi)（　?。? A. 初速度越大，通過的位移越大 B. 平均速度越大，通過的位移越大 C. 末速度越大，通過的位移越大 D. 加速度越大，通過的位移越大 6. 質(zhì)點做直線運動的位移x與時間t的關(guān)系為x=3t2+6t（各物理量均采用國際單位制單位），則該質(zhì)點（　　） A. 前2s內(nèi)的位移是5m B. 前1s內(nèi)的平均速度是6m/s C. 任意相鄰的1s內(nèi)位移差都是6m D. 1s末的速度是6m/s 7. 光滑斜面的長度為L，一物體由靜止從斜面頂端沿斜面滑下，該物體滑到底部時的速度為v，則物體下滑到處的速度為（　?。? A. B. C. D. 8. 做勻加速直線運動的物體，依次通過A、B、C三點，位移SAB=SBC，已知物體在AB段的平均速度大小為1m/s，在BC段的平均速度大小為3m/s，那么物體在B點的瞬時速度大小為（　?。? A. 1.5m/s B. 2m/s C. m/s D. 2.5m/s 9. 如圖所示，一物塊從一光滑且足夠長的固定斜面頂端O點無初速釋放后，先后通過P、Q、N三點，已知物塊從P點運動到Q點與從Q點運動到N點所用的時間相等，且PQ長度為3m，QN長度為4m，則由上述數(shù)據(jù)可以求出OP的長度為（） A. 2m B. m C. m D. 3m 10. 如下圖所示，小球從豎直磚墻某位置靜止釋放，用頻閃照相機在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3、4、5…所示小球運動過程中每次曝光的位置．連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為T，每塊磚的厚度為d。根據(jù)圖中的信息，下列判斷錯誤的是 A. 位置“1”是小球釋放的初始位置 B. 小球做勻加速直線運動 C. 小球下落的加速度為 D. 小球在位置“3”的速度為 二、多選題（本大題共5小題，共20.0分） 11. 對于自由落體運動,取g=9.8m/s2,則下列說法正確的是( ) A. 從開始下落起,下落1m,2m,3m所用的時間之比是 B. 從開始下落起,在1s末,2s末,3s末的速度之比是1︰3︰5 C. 從開始下落起,在第1s內(nèi),第2s內(nèi),第3s內(nèi)的平均速度之比是1︰3︰5 D. 在相鄰兩個1s內(nèi)的位移之差都是9.8m 12. 如圖所示是某質(zhì)點做直線運動的x－t圖象，由圖象可知（） A. 質(zhì)點一直處于運動狀態(tài) B. 該質(zhì)點前4 s內(nèi)位移是2 m C. 此圖象表示了質(zhì)點運動的軌跡 D. 質(zhì)點0-2s內(nèi)的速度比4-6s內(nèi)的速度小 13. 可視為質(zhì)點的小球A、B用一根長為3L的輕質(zhì)細線連接，將A、B提起至B球距離地面L的位置，并由靜止釋放A、B，不計空氣阻力．從開始釋放到B落地歷時t1，B落地前瞬間速率為v1，從B落地到A落地歷時t2，A落地前瞬間速率為v2，則（　?。? A. t1＞t2 B. t1=t2 C. v1：v2=1：2 D. v1：v2=1：3 14. 一輛汽車正在做勻加速直線運動，開始計時時速度為6m/s，運動28m后速度增加到8m/s，則下列說法正確的是（　?。? A. 這段運動所用時間是4s B. 這段運動的加速度是3.5m/s2 C. 從開始計時起，2s末的速度是7m/s D. 從開始計時起，經(jīng)過14m處時的速度是5m/s 15. 一個做勻變速直線運動的物體先后經(jīng)過A、B兩點的速度分別為v1和v2，AB位移中點速度為v3，AB時間中點速度為v4，全程平均速度為v5，則下列結(jié)論中正確的有（　?。? A. 物體經(jīng)過AB位移中點的速度大小為 B. 經(jīng)過AB位移中點的速度大小為 C. 若為勻減速直線運動，則v3＜v2=v1 D. 在勻變速直線運動中一定有v3＞v4=v5 三、實驗題探究題（本大題共1小題，共10.0分） 16. 利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運動，并測重力加速度. （1）實驗中需要調(diào)整好儀器，接通打點計時器的電源，松開紙帶，使重物下落，打點計時器會在紙帶上打出一系列小點. ①為了測試重物下落的加速度，還需要的實驗器材有______.（填入正確選項前的字母） A.天平 B. 秒表 C. 米尺 ②若實驗中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹匚锛铀俣戎?而實驗操作與數(shù)據(jù)處理均無錯誤,寫出一個你認為可能引起此錯誤差的原因:_____ ___。 （2）在打出的紙帶上取得連續(xù)的清晰的7個計數(shù)點，打點計時器所用電源的頻率為50Hz。用米尺測得1、2、3、4、5、6各計數(shù)點與計數(shù)點0的距離d如下表： 點的次序 0 1 2 3 4 5 6 距離d(厘米) 0 6.0 12.5 3 26.5 34.1 42.1 利用這些數(shù)據(jù)： ①測出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭值為____________；(取三位有效數(shù)字)； ②打計數(shù)點1時紙帶運動的速度是________m/s；(取三位有效數(shù)字)； ③計數(shù)點0_____(選填“是”或“不是”)自由落體運動的起點。 四、計算題（本大題共3小題，共30.0分） 17. 一在隧道中行駛的汽車A以vA=4m/s的速度向東做勻速直線運動，發(fā)現(xiàn)前方相距x0=7m處、以vB=10m/s的速度同向運動的汽車B正開始勻減速剎車，其剎車的加速度大小a=2m/s2，從此刻開始計時，若汽車A不采取剎車措施，汽車B剎車直到靜止后保持不動，求： （1）汽車A追上汽車B前，A、B兩汽車間的最遠距離； （2）汽車A恰好追上汽車B需要的時間． 18. 汽車由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)10s速度達到20m/s，求： （1）汽車加速度的大小 （2）10s內(nèi)汽車通過的位移大?。? 19. 某高速公路最大限速為40m/s，一輛小車以30m/s的速度在該路段緊急剎車，滑行距離為60m．（汽車剎車過程可認為做勻減速直線運動） （1）求該小車剎車時加速度大??； （2）若該小車以最大限速在該路段行駛，駕駛員的反應(yīng)時間為0.3s，求該車的安全距離為多少？（安全距離即駕駛員從發(fā)現(xiàn)障礙物至停止，車運動的距離）  答案和解析 【答案】 1. D 2. A 3. C 4. B 5. B 6. C 7. D 8. D 9. C 10. A 11. ACD 12. BD 13. BC 14. ACD 15. BD 16. （1）①C②打點計時器對紙帶的摩擦力（2）①9.72②3.13③不是；0點速度不是零 17. 解： （1）當(dāng)A、B兩汽車速度相等時，兩車間的距離最遠， 即v=vB-at=vA， 解得：t=3s， 此時汽車A的位移：xA=vAt=43=12m， 汽車B的位移：， 故最遠距離：△xm=xB+x0-xA=21+7-12=16m； （2）汽車B從開始減速直到靜止經(jīng)歷的時間：， 運動的位移：， 汽車A在t1時間內(nèi)運動的位移：xA′=vAt1=20m， 此時相距：△x=xB′+x0-xA′=12m， 汽車A需再運動的時間：， 故A追上B所用時間：t=t1+t2=8s。 18. 解：（1）由靜止加速到20m/s，根據(jù)v=at得： （2）由靜止加速到20m/s，根據(jù)得： 答：（1）汽車加速度的大小為 （2）10s內(nèi)汽車通過的位移大小為100m 19. 解：（1）根據(jù)速度位移公式得， 解得：a=-7.5m/s2 該小車剎車時加速度大小為7.5m/s2 （2）小車在反應(yīng)時間內(nèi)做勻速運動x1=v0t=400.3=12m 剎車后小車做勻減速直線運動，根據(jù)速度位移公式， 解得： 小車安全距離為：x=x1+x2=118.67m 答：（1）該小車剎車時加速度大小為-7.5m/s2； （2）若該小車以最大限速在該路段行駛，駕駛員的反應(yīng)時間為0.3s，該車的安全距離為為118.67m 【解析】 1. 解：A、由速度時間圖象與時間軸圍成的面積表示位移，且在時間軸上方位移為正，下方位移為負，可知：8s末物體位移為0，物體回到了出發(fā)點，故A錯誤． B、0-4s內(nèi)物體一直沿正向運動，4-8s內(nèi)物體沿負向運動，8s末物體回到出發(fā)點，所以4s末物體距出發(fā)點最遠；故B錯誤． C、由速度圖象與時間軸圍成的面積表示位移，且在時間軸上方位移為正，下方位移為負，可知，0到6s內(nèi)物體的路程0-4s與4-6s位移大小之和，故路程為：S=+=40m；故C錯誤． D、速度圖線的斜率表示物體的加速度，則前2s內(nèi)的加速度a===5m/s2，故D正確； 故選：D 物體在前4s內(nèi)，沿正方向運動，后4s內(nèi)沿負方向返回，4s末物體距出發(fā)點最遠．在8s時間內(nèi)回到出發(fā)點．根據(jù)速度圖線與時間軸所圍的面積表示位移，求各段時間內(nèi)的位移大小，位移大小之和等于路程．由速度-時間的斜率等于加速度，求物體加速度的大?。? 本題是速度-時間圖象問題，關(guān)鍵是要抓住圖象的數(shù)學(xué)意義來理解其物理意義：斜率表示加速度，面積表示位移． 2. 解：據(jù)加速度的定義式． 故選A． 根據(jù)加速度的定義，代入已知量直接求解即得． 熟練掌握加速度的定義式，根據(jù)題設(shè)條件直接處理． 3. 解：汽車的總位移為120m，時間為1min=60s，則全程的平均速度m/s．故C正確，A、B、D錯誤． 故選：C． 結(jié)合汽車運動的總位移和時間，結(jié)合平均速度的定義式求出該車全程的平均速度． 解決本題的關(guān)鍵捕捉出本題中的有用信息，結(jié)合平均速度的定義式進行求解，注意本題汽車的運動不是勻變速直線運動． 4. 解：第一段中間時刻的瞬時速度， 第二段中間時刻的瞬時速度， 兩個中間時刻的時間間隔△t=1+0.5s=1.5s， 則加速度a=． 故選：B． 根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出兩段過程中中間時刻的瞬時速度，結(jié)合速度時間公式求出質(zhì)點運動的加速度． 解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運動的運動學(xué)公式和推論，并能靈活運用，有時運用推論求解會使問題更加簡捷． 5. 解：A、在勻加速直線運動中路程等于位移的大小，因此有，由此可知初速度大，路程不一定大，故A錯誤； B、據(jù)知平均速度越大，通過的位移越大，故B正確； C、同理根據(jù)位移時間關(guān)系知知末速度大，物體的位移不一定大，故C錯誤； D、根據(jù)速度位移關(guān)系知，加速度越大，位移不一定越大，故D錯誤． 故選：B． 解答本題的關(guān)鍵是掌握勻加速直線運動特點：加速度不變，速度方向和加速度方向相同，路程等于其位移大小，即路程可表示為：，據(jù)此可正確解答本題． 對于運動學(xué)公式要全面理解，要明確公式中各個物理量的含義、公式適用條件等，不可片面的從某一角度理解． 6. 解：將x=6t+3t2與勻變速直線運動的位移時間公式x=v0t+at2 對比得初速度為：v0=6m/s，加速度為：a=6m/s2． A、前2s內(nèi)的位移：m．故A錯誤； B、第1s內(nèi)的位移是m，平均速度為：m/s=9m/s．故B錯誤； C、任意相鄰1s內(nèi)的位移差：△x=aT2=612=6m．故C正確； D、1s末的速度：v1=v0+at1=6+61=12m/s．故D錯誤． 故選：C 根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式x=v0t+at2求出初速度和加速度． 解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運動的位移時間公式，通過比對得到所求的量． 7. 解：設(shè)物體下滑的加速度為a，下滑到處的速度為v1 則由勻變速直線運動的速度與位移關(guān)系有 v2=2aL 解得 故選：D． 設(shè)物體下滑的加速度為a，下滑到處的速度為v1，再根據(jù)勻變速直線運動的速度與位移關(guān)系列式，求出v1即可 本題考查勻變速直線運動速度與位移關(guān)系式的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是先分析題目已知條件，合理選擇勻變速直線運動有關(guān)規(guī)律進行求解． 8. 解：（1）設(shè)加速度大小為a，經(jīng)A、C的速度大小分別為vA、vC． 據(jù)勻加速直線運動規(guī)律可得： vB2-vA2=2a vc2-vB2=2a =v1=1m/s =v2=3m/s 聯(lián)立可得：vB=2.5m/s 故選：D． 物體做勻加速直線運動，對AB、BC兩段過程分別根據(jù)速度位移關(guān)系式列方程，得出A、B、C三點的速度與位移的關(guān)系，根據(jù)AB段和BC段的平均速度與A、B、C三點的速度列式，聯(lián)立求出vB． 本題關(guān)鍵要充分運用好條件：AB、BC的距離相等，以及兩段的平均速度，靈活運用運動學(xué)公式求解． 9. 【分析】 本題主要考查勻變速直線運動的運動規(guī)律，要能夠熟練運用相關(guān)公式求解。 某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，設(shè)相等時間為t，即可表示出Q點的速度；根據(jù)△x=at2，求出物塊的加速度，求出Q的速度，再結(jié)合運動學(xué)公式v2=2as求出OQ的距離，結(jié)合PQ距離求出OP長度。 【解答】 設(shè)相等的時間為t，加速度為a， 由：△s=at2，得加速度：， Q點的速度為PN段的平均度：， 則OQ間的距離：， 則OP長度：，故ABD錯誤，C正確； ?故選C。 10. 【分析】 小球做的勻加速直線運動，根據(jù)相機的曝光的時間間隔相同，由勻變速直線運動的規(guī)律可以求得。 中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度的大小，利用這個結(jié)論可以很容易的求得物體在某時刻的瞬時速度的大小，對于物理中的一些結(jié)論和推論在平時的學(xué)習(xí)中要掌握住并會用。 【解答】 BC.由圖可以知道每兩個相鄰的點之間的距離差是一樣的，由△x=at2可知，，故BC正確，不合題意； AD.由于時間的間隔相同，所以2點瞬時速度的大小為1、3之間的平均速度的大小，所以； 根據(jù)v=v0+at可知點1的速度大小是，故A錯誤，符合題意； 點3的瞬時速度的大小為2、4之間的平均速度的大小，所以，故D正確，不合題意。 故選A。 11. 【分析】 自由落體運動是初速度為0，加速度為g的勻加速直線運動，根據(jù)勻變速直線運動基本公式即可解題。 記住自由落體運動的基本公式，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。 【解答】 A.根據(jù)位移公式知，下落1m，2m，3m所用的時間之比是，故A正確； B.根據(jù)速度公式v=gt得知，在1s末、2s末、3s末的速度之比是1：2：3，故B錯誤； C.根據(jù)位移公式得知，物體在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比是1：3：5，故第1s內(nèi)，根據(jù)平均速度定義式可知：在第1s內(nèi)，第2s內(nèi)，第3s內(nèi)的平均速度比是1：3：5，故C正確； D.根據(jù)勻變速直線運動的特征公式△x=aT2，相鄰兩個1 s內(nèi)的位移之差為△x=gT2=9.812=9.8m，故D正確； 故選ACD 。 12. 【分析】 位移圖象表示物體的位移隨時間的變化情況，其斜率等于速度，傾斜的直線表示物體做勻速直線運動．位移等于縱坐標(biāo)的變化量。 位移圖象表示物體的位移隨時間的變化情況，不是質(zhì)點的運動軌跡，其斜率等于速度。 【解答】 A、由圖象知，2-4s內(nèi)圖線的斜率為0，即物體速度為零，處于靜止?fàn)顟B(tài)，故質(zhì)點并不是一直處于運動狀態(tài)，故A錯誤； B、由圖象知，質(zhì)點在0時刻的縱坐標(biāo)為0，4s末的縱坐標(biāo)為2m，所以質(zhì)點前4s內(nèi)位移是x=2m-0=2m，故B正確； C、位移時間圖象只能表示做直線運動物體的位移變化情況，即質(zhì)點的運動軌跡是直線，而此圖象為折線，故位移-時間圖象不表示軌跡，故C錯誤； D、斜率等于速度，質(zhì)點0-2s內(nèi)的斜率比4-6s內(nèi)的速度小，故質(zhì)點0-2s內(nèi)的速度比4-6s內(nèi)的速度小，故D正確； 故選BD。 13. 解：由靜止釋放A、B，AB都做自由落體運動，B運動的位移為L，A運動的位移為4L， 根據(jù)h=可知，B落地的時間t1=，A落地的時間為t=2，所以t2=t-t1=2-=，所以t1=t2，故A錯誤，B正確； B落地前瞬間速率為v1=gt1=g，A落地前瞬間速率為v2=gt=2g，所以v1：v2=1：2，故C正確，D錯誤． 故選：BC 由靜止釋放A、B，AB都做自由落體運動，B運動的位移為L，A運動的位移為4L，根據(jù)自由落體運動的基本公式求解時間和速度即可． 本題主要考查了自由落體運動基本公式的直接應(yīng)用，注意AB運動位移之間的關(guān)系，難度不大，屬于基礎(chǔ)題． 14. 解：A、根據(jù)位移和平均速度關(guān)系和勻變速速度關(guān)系 即： 解得汽車運動時間t=4s．故A正確． B、根據(jù)加速度定義式 則汽車加速度為：a==0.5m/s2，故B錯誤 C、根據(jù)v=v0+at 可得2s末速度v=6+0.54=7m/s，故C正確 D、根據(jù)帶入數(shù)據(jù)可得14m處速度大小故D正確． 故選：ACD 根據(jù)勻變速直線運動平均速度和速度關(guān)系以及位移與平均速度關(guān)系求出時間，根據(jù)加速度定義公式求出加速度，由速度時間規(guī)律可求出兩秒末速度．結(jié)合速度位移規(guī)律可以求出14m處速度． 本題主要考察了勻變速直線運動規(guī)律，比較重要的是用好平均速度和速度平均值的關(guān)系，并且能靈活的應(yīng)用． 15. 解：在勻變速直線運動中，位移中點速度為： 時間中點速度為： 平均速度為： 不論勻加速直線還是勻減速直線運動都有： 因為質(zhì)點做勻變速直線運動，若為勻加速直線；若為勻減速直線，故BD正確，AC錯誤； 故選：BD 據(jù)勻變速直線運動速度推論平均速度等于中間時刻的瞬時速度，還等于初末速度之和的一半；知道位移中點速度公式，勻變速直線運動位移中點速度大于時間中點速度 解決本題的關(guān)鍵知道中間位置和中間時刻速度的表達式，并能靈活運用，本題也可以通過速度時間圖線比較中間時刻和中間位置瞬時速度的大?。? 16. 【分析】 （1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項． （2）根據(jù)逐差法，利用△x=gT2求出自由下落的加速度，根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于平均速度求解1的速度，根據(jù)運動學(xué)基本公式求解0的速度，判斷是否為自由落體運動的起點。 清楚實驗中需要測量的物理量，從中知道需要的儀器和多余的儀器．知道實驗原理，清楚實際情況下存在的誤差．要提高應(yīng)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(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用。 【解答】（1）①根據(jù)運動學(xué)公式得：△x=at2， 為了測試重物下落的加速度，還需要的實驗器材有：米尺，用來測量計數(shù)點之間的距離； 該實驗中不需要天平，通過打點計時器打點的時間間隔可以計算出計數(shù)點之間的時間間隔，所以也不需要秒表。 故選C。 ②若實驗中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹匚锛铀俣戎担f明重物下落過程中除了受重力，還受到了打點計時器對紙帶的摩擦力． （2）①打點計時器所用電源的頻率為50Hz，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.02s， 設(shè)0到1之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6， 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， 得：x4-x1=3g1T2 x5-x2=3g2T2 x6-x3=3g3T2 為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值 得： 即小車運動的加速度計算表達式為： ②打第1點時紙帶運動的速度， 根據(jù)運動學(xué)基本公式得：v0=v1-gT=3.13-9.720.02=2.93m/s≠0， 所以0不是自由落體運動的起點． 故填：（1）①C②打點計時器對紙帶的摩擦力（2）①9.72②3.13③不是；0點速度不是零 17. 本題是追擊問題，要明確兩車速度相等時，兩車距離有極值，同時要先判斷前車靜止前量程能否相遇，然后根據(jù)運動學(xué)公式列式求解。 （1）當(dāng)兩車速度相等時，兩車距離最遠； （2）先判斷前車靜止時，后車是否追上，然后再進一步根據(jù)運動學(xué)公式列式求解。 18. 根據(jù)勻變速直線運動的速度時間公式求出汽車的加速度，根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式求出汽車通過的位移． 解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運動的速度時間公式和位移時間公式，并能靈活運用，基礎(chǔ)題． 19. （1）根據(jù)勻變速直線運動位移速度公式列式即可求解加速度； （2）駕駛員的反應(yīng)時間內(nèi)做勻速運動，根據(jù)勻變速直線運動位移速度公式求出剎車位移，兩段位移之和即為安全距離． 解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運動的速度位移公式vt2-v02=2ax，注意駕駛員的反應(yīng)時間內(nèi)做勻速運動，難度適中．