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第2章 匀变速直线运动的研究 章末检测试卷(含答案)

1、第第 2 2 章章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 (时间:45 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分。其中 15 题为单项选择题, 68 题为多项选择题。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,错选和不选 的得 0 分) 1(2021 上海中学高一期中)关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是( ) A匀加速直线运动的速度一定与时间成正比 B匀减速直线运动就是加速度为负值的运动 C匀变速直线运动的速度随时间均匀变化 D速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动 答案 C 解析 根据速度公式 vtv0at, 可知, 当 v00,

2、vt与 t 不成正比, 选项 A 错误; 匀减速直线运动是加速度方向与速度方向相反的运动,加速度不一定为负值,选 项 B 错误;匀变速直线运动的特点是速度随时间均匀变化,选项 C 正确;速度 先减小再增大的运动,加速度可能不变,选项 D 错误。 2(2021 天津市滨海新区塘沽十三中高一期中)中国海军实力日益强大,随着我 国第一艘航母“辽宁舰”的服役和第二艘航母下水海试,采用弹射系统的新一代 航母正在紧锣密鼓地研制中, 弹射系统是利用蒸汽或者直线电机给舰载机附加一 个加速度,从而使飞机在短距离内获得起飞速度。我国已经建立了航母全尺寸电 磁弹射试验装置。航母“辽宁舰”甲板长 300 m,起飞跑道

3、长 100 m,目前顺利 完成了舰载机“歼15”起降飞行训练。“歼15”起飞时离舰速度大小约为 70 m/s, 若认为航母是静止的, 舰载机在起飞的整个过程看做是匀加速直线运动。 则下列说法正确的是( ) A舰载机从开始走 50 m 时速度大小为 35 m/s B舰载机在起飞过程中用时约为 10 s C舰载机在起飞时的加速度大小约为 24.5 m/s2 D舰载机在起飞过程中的平均速度为 30 m/s 答案 C 解析 舰载机起飞时的加速度 av 2 2s 702 m2/s2 2100 m24.5 m/s 2, 则从开始走 50 m 时 速度大小为 v 2as 224.5 m/s250 m35 2

4、 m/s, 故 C 正确, A 错误; 舰载机在起飞过程中用时约为 tv a 70 m/s 24.5 m/s2 2.86 s,故 B 错误;舰载机在起 飞过程中的平均速度v s t 100 m 2.86 s35 m/s,故 D 错误。 3如图所示,光电门固定在铁架台上,用手竖直拿着一把长为 15 cm 的直尺, 其下端离光电门距离 5 cm,由静止释放,则直尺通过光电门的时间约为( ) A0.05 s B0.1 s C0.2 s D0.15 s 答案 B 解析 根据自由落体运动规律,从开始到直尺下端运动到光电门的时间为 t1 2h g 250.01 m 10 m/s2 0.1 s,从开始到直尺

5、上端通过光电门的时间为 t2 2(hl) g 2(515)0.01 m 10 m/s2 0.2 s, 则直尺通过光电门的时间为 t t2t10.1 s,故选项 B 正确。 4如图所示是某物体运动的 vt 图像,下列说法正确的是( ) A08 s 物体一直做匀减速运动 B3 s 末物体加速度开始改变 C该物体的加速度一直不变 Dt0 时和 t6 s 时物体的速度相同 答案 C 解析 图线斜率不变,加速度就不变,C 正确,B 错误;物体先做匀减速运动, 再做匀加速运动,A 错误;t0 时和 t6 s 时物体的速度大小都为 30 m/s,方向 不同,D 错误。 5(2021 陕西西安市长安一中高一期

6、中)一名消防队员在模拟演习训练中,沿着 长为 12 m 的竖立在地面上的钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑,滑到地 面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的 3 倍,下 滑的总时间为 4 s,那么该消防队员( ) A下滑过程中的最大速度为 4 m/s B加速与减速运动过程的时间之比为 12 C加速与减速运动过程中平均速度之比为 11 D加速与减速运动过程的位移大小之比为 14 答案 C 解析 设匀加速运动阶段的加速度大小为 a1,运动时间为 t1,匀减速阶段的加速 度大小为 a2,运动时间为 t2,根据匀变速直线运动公式得 a1t1a2t20, 1 2a1t 2 11

7、2 a2t2212 m,由题意可知 t1t24 s,a13a2,联立以上四式可解得 a16 m/s2, a22 m/s2,t11 s,t23 s,下滑过程中的最大速度大小为 vma1t16 m/s,A 错误;加速与减速运动过程的时间之比为 13,B 错误;因匀变速直线运动的 平均速度等于初末速度和的一半,故加速阶段的平均速度v 1v 0vt 2 06 2 m/s 3 m/s,减速阶段的平均速度v 2v 0vt 2 60 2 m/s3 m/s,故加速与减速运动 过程中平均速度之比为 11,C 正确;加速阶段的位移大小 s1v 1t13 m,减 速阶段的位移大小 s2v 2t29 m, 加速与减速

8、运动过程的位移大小之比为 13, D 错误。 6(2021 辽宁沈阳市高一期末)早期人们的很多认识来源与生活经验,并没有经 过逻辑推理和实验检验,例如重的物体比轻的物体下落得快。如果这个结论是正 确的, 那么在下落的高度和地点相同的情况下,我们把一个轻的物体 a 与一个重 的物体 b 捆绑在一起自由下落,与物体 a、b 单独自由下落进行比较,符合逻辑 推理的是( ) Aa、b 总重力大于 b 的重力,因此 a、b 捆绑下落比物体 b 单独下落要快一些 B物体 b 带动 a 下落,因此 a、b 捆绑下落比物体 b 单独下落要慢一些 C物体 b 带动 a 下落,因此 a、b 捆绑下落比物体 a 单

9、独下落要快一些 D物体 b 带动 a 下落,因此 a、b 捆绑下落比物体 a 单独下落要慢一些 答案 ABC 解析 亚里士多德根据生活经验得出结论:“重的物体比轻的物体下落快。 ”这 一结论在当时以及后来很长的时间里一直统治人们的思想,没有人怀疑过,直到 伽利略的出现。伽利略通过自己亲身和反复实验,发现这一结论是错误的。伽利 略还有一段精彩的推理:如果重的物体落得快,轻的物体落得慢,那么一个轻的 物体 a 与一个重的物体 b 捆绑在一起自由下落,与物体 a、b 单独自由下落进行 比较, 在重的物体 b 带动下轻的物体加快下落,而轻的物体拉动重的物体减慢下 落,因而捆在一起的两物体下落的快慢应介

10、于重轻两物体单独下落的快慢之间。 换一种角度思考,两个物体捆在一起应比任何一个物体都重,它下落应比任何一 个都快。两个结果相互矛盾。由以上的分析可知,题目中符合逻辑推理的是选项 A、B、C。 7(2021 天津市滨海新区塘沽十三中高一期中)甲、乙、丙、丁四个质点做直线 运动的速度图像如图所示,下列说法中正确的是( ) A四个质点在第 1 s 内的平均速度相同 B在第 2 s 末,质点甲回到出发点 C在第 2 s 内,质点甲、丙、丁做加速运动 D在第 2 s 末,质点乙、丙距离出发点位移相同 答案 BCD 解析 四个质点在第 1 s 内图线与时间轴围成的面积相等,但是位移的方向不全 相同,则平均

11、速度的大小相同,方向不同,故 A 错误;在 02 s 内,质点甲的 图线与时间轴围成的面积为零,位移为零,在第 2 s 末,质点甲回到出发点,故 B 正确;在第 2 s 内,质点甲、丙、丁的速度的大小随时间均匀增大,做加速运 动,故 C 正确;前 2 s 内,质点乙、丙图线与时间轴围成的面积相等,则位移相 同,故 D 正确。 8(2021 湖南省临澧县第一中学高一期中)拥堵已成为现代都市一大通病,发展 “空中轨道列车”(简称空轨,如图所示)是缓解交通压力的重要举措。假如某空 轨从甲站沿直线运动到乙站,为了使旅客舒适,其加速度不能超过 2.5 m/s2,行 驶的速度不能超过 50 m/s。已知甲

12、、乙两站之间的距离为 2.5 km,下列说法正确 的是( ) A空轨从静止开始加速到最大速度的最短时间为 25 s B空轨从最大速度开始刹车到停下来运动的最小位移为 500 m C从甲站运动到乙站的最短时间为 70 s D从甲站运动到乙站的最大平均速度为 25 m/s 答案 BC 解析 空轨从静止开始以最大加速度加速到最大速度时所用时间最短, 则最短时 间为 t1vmax amax 50 m/s 2.5 m/s220 s,故 A 错误;以最大加速度刹车时,空轨从最大速 度开始刹车到停下来运动的位移最小, 由 v2max2amaxs, 解得最小位移 s500 m, 故 B 正确;以最大加速度加速

13、到最大速度,然后以最大速度匀速运动,再以最 大加速度刹车时,空轨从甲站到乙站的运动时间最短,且刹车时间与加速时间相 等, 等于 t1, 两段时间对应的位移相等, 等于 s, 匀速运动时间为 t22 5002s vmax 30 s,所以最短时间为 t2t1t2220 s30 s70 s,故 C 正确;从甲站运动 到乙站的最大平均速度为v 2 500 m t 2 500 m 70 s 35.7 m/s,故 D 错误。 二、实验题(共 1 个小题,12 分) 9在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中: (1)下列操作中正确的有_; A在释放小车前,小车要靠近打点计时器 B打点计时器应放在远离滑轮的

14、一端 C应先释放小车,后接通电源 D电火花计时器应使用低压直流电源 (2)除图中的实验器材外,必需的器材还有_(填字母序号); A天平 B秒表 C刻度尺 (3)如图为小车带动纸带通过打点计时器打出的纸带,选出的部分计数点分别记 为 O、A、B、C、D、E、F,每相邻两计数点间还有四个点未画出,打点计时器 使用的是 50 Hz 的低压交流电,则: 从打 O 点到打 F 点所经历时间为_s; 计数点“C”处的速度为 vC_m/s(结果保留 2 位有效数字); 小车的加速度大小为_m/s2(结果保留 3 位有效数字)。 答案 (1)AB (2)C (3)0.6 0.68 1.60 解析 (1)为了提

15、高纸带的利用率,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,A 正确;打点计时器应放在长木板的没有滑轮一端,B 正确;实验时,应先接通电 源,后释放小车,打点完毕关闭电源,C 错误;电火花计时器使用的是 220 V 的 交流电源,D 错误。 (2)本实验不必测量砝码及小车质量,因此不选天平,打点计时器就能计时,故 不选秒表,除仪器图中的实验器材外,必需的器材还有刻度尺,故选 C。 (3)因为每相邻两计数点间还有四个点未画出来, 可知任意两点间的时间间隔 T 0.1 s,则从打 O 点到打 F 点所经历时间为 t6T0.6 s。打“C”点的速度等 于BD段 的 平 均 速 度 , 故 打 计 数 点 “

16、C” 时 的 速 度 为vC sBD 2T (6.007.60)10 2 m 20.1 s 0.68 m/s。根据 saT2,由数据可知 s1.6 cm 0.016 m,因此加速度 as T2 0.016 m 0.12 s2 1.60 m/s2。 三、计算题(共 3 个小题,10、11 题各 12 分,12 题 16 分,共 40 分。) 10 现有一个物体从离地 125 m 高处自由下落, 不计空气阻力, g 取 10 m/s2, 求: (1)该物体下落到地面时间; (2)落地前的最后 1 s 的初速度; (3)在落地前最后 1 s 内下落的高度。 答案 (1)5 s (2)40 m/s (

17、3)45 m 解析 (1)物体落地的时间为 t 2h g 2125 m 10 m/s2 5 s。 (2)落地前的最后 1 s 的初速度即 4 s 末的速度为 v4gt440 m/s。 (3)在落地前最后1 s内通过的高度hh1 2gt 2 4125 m1 210 m/s 242 s245 m。 11 “斑马线前礼让行人”已成为一种常态。 有一天, 小王开车上班, 以 72 km/h 的速度在一条平直公路上行驶,快要到一个有斑马线路口的时候,小王看到一位 行人以1.5 m/s的速度正要从A点走斑马线过马路, 如图所示。 经过0.5 s的思考, 小王立即刹车(不计小王做出决定到脚踩制动器所需的反应

18、时间),礼让行人。汽 车匀减速运动 4 s 刚好在斑马线前停下。设每个车道宽度为 3 m。求 (1)汽车刹车时的加速度; (2)小王看到行人时汽车离斑马线的距离; (3)若小王看到行人时不加思考立即刹车,并在 3 s 后做匀速运动,请通过运算判 断小王是否违章驾驶。(刹车的加速度与之前相同,不违章是指当行人到达 B 点 时汽车车头没有越过停车线)。 答案 (1)5 m/s2 (2)50 m (3)没有违章,运算见解析 解析 (1)汽车的初速度 v020 m/s,根据速度公式得 av0 t 5 m/s2。 (2)小王看到行人后,先匀速后减速,有 sv0t0v0 2 t50 m。 (3)行人到达

19、B 点时,所用的时间为 t12d v 4 s 汽车刹车 3 s 后的速度为 v1v0at25 m/s 则汽车在行人到达 B 点时,所走的距离为 sv 0v1 2 t2v1(t1t2)42.5 m50 m 此时汽车还未到停车线,所以汽车没有违章。 12有一滑雪运动员沿斜坡从 A 点由静止开始以 4 m/s2的加速度滑下,到达 B 点时速度为 12 m/s,并以这个速度进入水平面做匀减速运动,经过 4 s 后停在 C 点,求: (1)在斜坡上做匀加速运动时的时间; (2)在水平面上运动的加速度; (3)该运动员运动的总路程。 答案 (1)3 s (2)3 m/s2 方向与运动方向相反 (3)42 m 解析 (1)假设运动员到达 B 点的速度为 v,在斜面下滑时间为 t1,加速度为 a1, 位移为 s1,根据运动学公式有 t1 v a1 12 m/s 4 m/s23 s。 (2)假设运动员在水平面运动时间为 t2,加速度为 a2,位移为 s2,根据运动学公式 有 a20v t2 012 m/s 4 s 3 m/s2,即在水平面运动过程加速度大小为 3 m/s2, 方向与运动方向相反。 (3)根据位移公式可得,在斜面和水平面的位移分别为 s1 v2 2a1,s2 0v2 2a2 该运动员运动的总路程 ss1s2,代入数据可解得 s42 m。