人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究综合与测试优秀当堂检测题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究综合与测试优秀当堂检测题，共11页。试卷主要包含了选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(时间:45分钟 满分:100分)


一、选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每个小题中只有一个选项是正确的)


1.伽利略为了研究自由落体运动的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,从而创造了一种科学研究的方法。利用斜面实验主要是考虑到( )





A.实验时便于测量小球运动的速度


B.实验时便于测量小球运动的时间


C.实验时便于测量小球运动的路程


D.斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律


2.如图所示为某物体运动的v-t图像,t2=2t1,t3=3t1。若将该物体的运动过程用x-t图像表示出来,下列四幅图像正确的是( )





3.一个苹果落水过程中的频闪照片如图所示。能表示该苹果在自由下落过程中速度随时间变化的图像是( )








4.一辆汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8 s,由于前方突然有巨石滚在路中央,所以又紧急刹车,经4 s 停在巨石前。则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )


A.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2=1∶2


B.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2=2∶1


C.加速、减速中的平均速度之比v1∶v2=2∶1


D.加速、减速中的位移之比x1∶x2=1∶1


5.某飞机从着陆到停下来所用时间为t,滑行的距离为x,假设飞机做加速度逐渐减小的减速直线运动,则飞机着陆时的速度应是( )


A.v=xtB.v=2xt


C.v>2xtD.v<2xt


6.一个做直线运动的物体的v-t图像如图所示,由图像可知( )





A.0~1.5 s内物体的加速度为-4 m/s2


B.0~4 s内物体的位移为12 m


C.3 s末物体的运动方向发生变化


D.3 s末物体回到出发点


7.驾驶手册中指出具有良好刹车性能的汽车以80 km/h的速率行驶时,可以在56 m的距离内被刹住,在以48 km/h的速率行驶时,可以在24 m的距离内被刹住,假设这两种速率驾驶员的反应时间相同(在反应时间内驾驶员来不及刹车,车速不变),刹车产生的加速度也相同,则驾驶员的反应时间约为( )


A.0.5 sB.0.6 sC.0.7 sD.0.8 s


8.有一队正在操场直线跑道上跑步的学生,队列长度为L,速度大小为v0。处在队列尾部的体育委员为了到达队列排头传达指令,他先做匀加速直线运动再做匀减速直线运动,且加速度大小相等均为a,达到排头时他与队列速度恰好又相等,则他运动过程中的最大速度为( )


A.v0+aLB.aL


C.v0-aLD.v0+2aL


二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)


9.如图所示,A、B为水平导轨上固定的竖直挡板,相距L=4 m。一小球自A板处开始,以v0=4 m/s的速度沿导轨向B运动,它与A、B挡板碰撞后均以与碰前大小相等的速率反弹,且在导轨上做减速运动的加速度大小不变。如果小球最后停在AB的中点,则小球在导轨上运动时的加速度大小可能是( )





A.47 m/s2B.0.5 m/s2


C.43 m/s2D.1.5 m/s2


10.某实验小组研究了蓬莱景区旅游观光车在进入站点前的运动,发现观光车进入站点前都是从匀速直线运动变成匀减速直线运动,最后停在站点。该实验小组从t=0时刻开始,每隔1 s通过速度传感器测量出一辆观光车在进入站点前的瞬时速度,部分测量数据如表所示。则下列说法中正确的是( )





A.观光车做匀速运动的速度大小为5 m/s


B.t=8 s时,观光车开始做匀减速运动


C.从t=10 s到t=12 s的运动过程中,观光车的平均速度大小为3 m/s


D.从t=0时刻开始到停在站点,观光车运动的距离为55 m


11.如图为A、B两运动物体的位移—时间图像,下述说法中正确的是( )





A.A、B两物体开始时相距100 m,同时同向运动


B.B物体做匀速直线运动,速度大小为5 m/s


C.A、B两物体运动8 s时,在距A的出发点60 m处相遇


D.A物体在运动中停了6 s


12.汽车A在红绿灯前停住,绿灯亮起时启动,以0.4 m/s2的加速度做匀加速直线运动,30 s后以该时刻的速度做匀速直线运动,设在绿灯亮的同时,汽车B以8 m/s的速度从A车旁边驶过,且一直以此速度做匀速直线运动,运动方向与A车相同,则从绿灯亮时开始( )


A.A车在加速过程中与B车相遇


B.A、B两车相遇时速度相同


C.相遇时A车做匀速直线运动


D.A车追上B车后,两车不可能再次相遇


三、非选择题(本题共6小题,共60分)


13.(6分)如图甲所示,使用滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉固定;把滴水计时器固定在小车的末端,在小车上固定一平衡物;调节滴水计时器的滴水速度,使其每0.2 s 滴一滴水(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标识小车运动规律的点迹(如图乙所示,各数据是对应点到0点的位移大小)。请计算:(结果均保留两位小数)





(1)在计数点1所代表的时刻,小车运动的瞬时速度v1= m/s;


(2)该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下来,根据前面的数值可推算出计数点5到0点的距离为 cm。


14.(8分)(1)在“用打点计时器测速度”实验中,电磁打点计时器和电火花计时器都使用 (选填“直流”或“交流”)电源。只是电磁打点计时器由学生电源供电,工作电压较 (选填“高”或“低”)。


(2)电磁打点计时器接在50 Hz低压交流电源上,如图所示为物体做匀加速直线运动时打出的一条纸带,每打5个点取一个计数点。由图中数据可求得:该物体的加速度为 m/s2;打第3个点时该物体的速度为 m/s。





15.(8分)2019年7月拓宽后的济青高速全线贯通,最高限速120 km/h,通行能力大大提升。一辆小汽车以30 m/s的速度在济青高速上行驶,司机发现前方地面放置三角警示牌,立即刹车制动,前4 s内前进了96 m。求:





(1)汽车的加速度大小;


(2)制动后12 s内发生的位移大小。






































16.(8分)高铁是人们出行的重要交通工具,目前高铁运行过程中,到达某个站点前刹车进站。停5分钟上下乘客,后启动离站,导致整体运行时间增加。为解决这个问题,设计师提出了高铁车厢模块对接方案,如图所示,乘客先登上静止的高铁车厢模块A,然后启动做匀加速直线运动。行驶在同一高铁轨道上的主车B以270 km/h的速度匀速追赶A,当A、B速度相等时恰好进行对接。若A、B启动和刹车过程中加速度大小均为1 m/s2,求:





(1)模块A启动时离主车B多远;


(2)此方案主车B节省了多长时间。


























17.(14分)如图所示,同学们在玩接水游戏,水平地面O点正上方的滴桶每隔相等的时间就会由静止下落一滴水,当第一滴水由静止开始下落时,O点右侧甲同学以a=5.0 m/s2的恒定加速度从静止开始向左运动,第一滴水刚好被该同学接住。已知接水时滴桶最低处与水杯最低处的竖直高度为0.8 m。忽略空气的阻力,重力加速度g取10 m/s2。求:





(1)第一滴水在空中运动的时间;


(2)甲同学离O点的水平距离;


(3)若另一名同学乙与甲同时开始运动,乙到O点的水平距离为2.5 m,保持与同学甲相同的加速度由静止开始做匀加速直线运动,刚好接住第二滴水。已知第一滴水下落后,第二滴水立即开始聚集,那么从第二滴水开始聚集到第二滴水开始下落的时间间隔是多少?




















18.(16分)图a为自动感应门,门框上沿中央安装有传感器,当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移,当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭。图b为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围,已知每扇门的宽度为d,最大移动速度为v0,若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动,每扇门完全开启时的速度刚好为零,移动的最大距离为d,不计门及门框的厚度。





(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小;


(2)若人以v0的速度沿图中虚线s走向感应门,要求人到达门框时左右门同时各自移动d2的距离,那么设定的传感器水平感应距离l应为多少?


(3)若以(2)的感应距离设计感应门,欲搬运宽为7d4的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门(如图c),物体的移动速度不能超过多少?











参考答案


第二章测评


1.B 伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大,但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度,所以不能直接得到速度随时间的变化规律。伽利略通过数学运算得到结论:如果物体的初速度为零,而且速度随时间的变化是均匀增大的,那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比,这样,只要测出物体通过不同位移所用的时间,就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化。但是物体下落很快,当时只能靠滴水计时,这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间。伽利略采用了一个巧妙的方法,用来“冲淡”重力。他让铜球沿阻力很小的斜面滚下,小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,时间越长越容易测量,选项B正确。


2.C 根据v-t图像可知,在0~t1时间内物体以速度v1沿正方向做匀速直线运动,则其运动位移满足x1=v1t,是一条过原点的倾斜直线;在t1~t2时间内,物体静止,位移不随时间变化,静止在正方向离原点x1处;在t2~t3时间内,速度大小等于v1,但方向与v1反向,物体返回出发点。因此,选项C正确。


3.B 苹果做自由落体运动,速度与时间成正比,选项B正确。


4.A 由a=v-v0t可得a1∶a2=1∶2,选项A正确,B错误。由v=v0+v2可得v1∶v2=1∶1,选项C错误。又根据x=v t,x1∶x2=2∶1,选项D错误。


5.C





飞机做加速度逐渐减小的减速直线运动,速度—时间图像如图中实线,设飞机着陆的速度为v,据速度—时间图像与坐标轴围成面积表示位移可得:x2xt,选项C正确,A、B、D错误。


6.D 0~1.5 s加速度为a=0-(-6)1.5 m/s2=4 m/s2,故A错误;v-t图像与时间轴所围面积为物体的位移,横轴上方的面积表示正方向的位移,下方的面积表示负方向的位移,总位移为上下面积的代数和,即0~4 s内物体的位移为s=12×6×2.5 m-12×6×1.5 m=3 m,故B错误;3 s末前后速度均为正值,即方向不变,故C错误;3 s内的位移为12×6×1.5 m-12×6×1.5 m=0,回到出发点,故D正确。


7.C 假设驾驶员的反应时间为t,在第一个过程中,反应时间内汽车做匀速直线运动速度v1,所以反应时间内的位移x1=v1t,然后做匀减速直线运动到停止,由位移速度关系式得0-v12=-2ax2,全过程位移L1=x1+x2=56 m,在第二个过程中,反应时间内汽车做匀速直线运动速度v2,所以反应时间内的位移x3=v2t,然后做匀减速直线运动到停止,由位移速度关系式得0-v22=-2ax4,全过程位移L2=x3+x4=24 m,联立解得t=0.7 s,选项C正确。


8.A 设运动的最大速度为v,由题可知,从体育委员开始运动到再与队列共速的时间为t1=2(v-v0)a,此时队列的位移为x1=v0t1,体育委员的位移为x2=v+v02·t12×2,根据题意可知x1=x2-L,联立上式,解得v=v0+aL,选项A正确,B、C、D错误。


9.AC 物体停在AB的中点,可知物体的路程s=nL+L2,根据速度位移公式有v2-v02=2as,代入数据解得a=-42n+1 m/s2(n=0,1,2,……),当n=0时,a=-4 m/s2;当n=1时,a=43 m/s2,当n=2时,a=-0.8 m/s2;当n=3时,a=-47 m/s2,选项A、C正确,B、D错误。


10.AB 分析表格数据可知,观光车匀速直线运动的速度大小为5 m/s,选项A正确;根据加速度的定义可知,a=ΔvΔt=4-3.51 m/s2=0.5 m/s2,t=10 s时,速度v=4.0 m/s,则Δt=v0-va=5-40.5 s=2 s,即t=8 s时,观光车开始做匀减速直线运动,选项B正确;从t=10 s到t=12 s的过程中,观光车做匀减速直线运动,平均速度v=v10+v122=4.0+3.02 m/s=3.5 m/s,选项C错误;分析可知,前8 s内,车做匀速运动,x1=v0t1=5.0×8 m=40 m,减速运动的过程中,x2=v022a=5.022×0.5 m=25 m,总距离为x=x1+x2=65 m,选项D错误。


11.BC 根据图像知A、B开始运动时位置坐标分别为xA=0、xB=100 m,故A、B两物体开始时相距100 m,位移图像的斜率等于物体运动的速度,A的速度为正,B的速度为负,故速度方向相反,是相向运动,A错误;B物体的位移图像是斜率不变的直线,即做匀速直线运动,速度大小为v=60-1008=5 m/s,B正确;t=8 s时有交点,表示A、B两物体运动8 s时,在距A的出发点60 m处两者到达同一位置,即相遇,故C正确;2~6 s内物体A位置坐标不变,即停止了4 s,D错误。


12.CD 汽车A匀加速直线运动的位移x1=12at2=12×0.4×900 m=180 m,此时汽车B的位移x2=vt=8×30 m=240 m,因为x1

13.解析 (1)滴水计时器打下计数点1时小车的瞬时速度v1=x022T=3.55×10-20.4 m/s=0.09 m/s;


(2)因为x01=1.40 cm,x12=2.15 cm,x23=2.90 cm,x34=3.65 cm


可知连续相等时间内的位移之差Δx=0.75 cm,x15=x34+Δx=3.65 cm+0.75 cm=4.40 cm,所以计数点5到0点的距离为x5=10.10 cm+4.40 cm=14.50 cm。


答案 (1)0.09 (2)14.50


14.解析 (1)电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源。只是电磁打点计时器由学生电源供电,工作电压较低。


(2)由逐差法求加速度,可知加速度


a=5.84+5.10-4.36-3.624×0.12×10-2=0.74 m/s2


做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则v3=x242T=4.36+5.102×0.1×10-2=0.473 m/s


答案 (1)交流 低 (2)0.74 0.473


15.解析 (1)由x1=v0t1-12at12得a=3 m/s2


(2)由0=v0-at得t=10 s<12 s


由x=v0t-12at2得x=150 m


答案 (1)3 m/s2 (2)150 m


16.解析 (1)高铁模块做匀加速直线运动,由运动学公式v=at1得t1=75 s


x1=vt1


x2=12at12


Δx=vt1-12at12


Δx=2 812.5 m


(2)进站减速时间t2=t1=75 s


Δt=t2+t3


Δt=375 s


答案 (1)2 812.5 m (2)375 s


17.解析 (1)设水滴自由下落至甲同学杯内的时间为t,在该时间段内由运动学公式


对水滴有:h=12gt2①


由①式并代入数据可得:t=0.4 s②


(2)对甲同学而言:x=v0t+12at2③


由②式并代入数据可得:x1=0.4 m④


(3)令同学乙运动的时间为T,乙同学在该时间段内的位移为x2,由运动学方程有:x2=12aT2


并代入数据可得T=1 s


第二滴水开始聚焦到第二滴水开始下落的时间间隔Δt=T-t


并代入数据可得:Δt=0.6 s。


答案 (1)0.4 s (2)0.4 m (3)0.6 s


18.解析 (1)依题意每扇门开启过程中的速度—时间图像如图所示。





设门全部开启所用的时间为t0,由图可得d=12v0t0


由速度时间关系得:v0=a·12t0


联立解得:a=v02d


(2)要使单扇门打开d2,需要的时间为t=12t0


人只要在t时间内到达门框处即可安全通过,所以人到门的距离为l=v0t


联立解得:l=d


(3)依题意宽为74d的物体移到门框过程中,每扇门至少要移动78d的距离,每扇门的运动各经历两个阶段:开始以加速度a运动s1=d2的距离,速度达到v0,所用时间为t1=t02,而后又做匀减速运动,设减速时间为t2,门又移动了s2=78d-12d=38d的距离,由匀变速运动公式,得:s2=v0t2-12at22,解得:t2=d2v0和t2=3d2v0(不合题意舍去)


要使每扇门打开78d所用的时间为t1+t2=3d2v0


故物体移动的速度不能超过v=lt1+t2=23v0。


答案 (1)v02d (2)d (3)23v0





t/s
……
3
4
……
10
11
12
……
v/(m·s-1)
……
5.0
5.0
……
4.0
3.5
3.0
……