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【成才之路】2015-2016学年高中物理第二章匀变速直线运动的研究限时检测新人教版必修1_图文

【成才之路】 2015-2016 学年高中物理 第二章 匀变速直线运动的研 究限时检测 新人教版必修 1
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分 100 分,时间 90 分钟。 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的四个选项中,第 1~6 小题只有一个选项符合题目要求,第 7~10 小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.唐代大诗人李白的“飞流直下三千尺, 疑是银河落九天”描述了 庐山瀑布的美景。如果三尺为 1m,则水落到地面的速度约为(设初速度 为零,忽略空气阻力)( A.100m/s C.200m/s 答案:B 解析:下落高度 h=1000m,由 v =2gh 得 v=140m/s,B 项正确。 2. (江苏江阴市五校 2014~2015 学年高一上学期联考)在交警处理某次交通事故时, 通 过监控仪器扫描, 输入计算机后得到该汽车在水平路面上刹车过程中的位移随时间变化的规 律为 x=20t-2t (x 的单位是 m,t 的单位是 s)。则该汽车在路面留下的刹车痕迹长度为 ( ) A.25m C.100m 答案:B 解析:根据 x=20t-2t 可知,初速度 v0=20m/s,加速度 a=-4m/s 。 刹车后做匀减速运动的位移为刹车痕迹长度:
2 2 2 2

) B.140m/s D.1000m/s

B.50m D.200m

x=

0-v0 0-20 = =50m 2a -2×4

2

2

故选 B。 3.(辽宁师大附中 2014~2015 学年高一检测)如图所示,为一 质点 0~22s 时间内做直线运动的 v-t 图象,则下列说法中错误的 是( ) A.CD 段和 DE 段的加速度方向相同 B.整个过程中,BC 段的加速度最大 C.整个过程中,D 点所表示的状态离出发点最远 D.质点在 BC 段通过的路程为 34m

答案:B 解析:由题图知质点在 CE 段的加速度不变,选项 A 正确;整个过程中,质点在 CE 段的 加速度最大, 在 D 点时离出发点最远, 选项 B 错误, C 正确; v-t 图象的面积表示位移大小, 1 质点在 BC 段通过的路程为 s= ×(5+12)×(18-14)m=34m,选项 D 正确。 2 4.航空母舰是大规模战争的重要武器,灵活起降的飞机是它的主 要攻击力之一(如图)。民航客机起飞时要在 2.5min 内使飞机从静止 加速到 44m/s;而舰载飞机借助于助推装置,在 2s 内就可把飞机从静 止加速到 82.5m/s,设飞机起飞时在跑道上做匀加速直线运动,则供 客机起飞的跑道长度约是航空母舰的甲板跑道长度的( A.800 倍 C.400 倍 答案:D 1 ×44×2.5×60 2 1 解析:由 x= (v0+vt)t 得,n= =40 2 1 ×82.5×2 2 5. (辽宁葫芦岛市 2014~2015 学年高一上学期期中)某同学在学习了运动学知识后, 绘 出了一个沿直线运动的物体的加速度 a、速度 v、位移 x 随时间变化的图象如图所示,若该 物体在 t=0 时刻, 初速度均为零, 则下列图象中表示该物体沿单一方向运动的图象是( ) B.80 倍 D.40 倍 )

答案:C 解析:A 项位移正负交替,说明物体做往返运动;B 项物体先做匀加速运动,再做匀减 速运动,然后做反向匀加速运动,再做匀减速运动,周而复始;C 项表示物体先做匀加速运 动,再做匀减速运动,循环下去,物体始终单向运动;D 项表示物体先做匀加速运动,再做 匀减速运动至速度为零,然后做反向匀加速运动,做往返运动。 6.某人用手表估测火车的加速度,先观测 3 分钟,发现火车前进 540m;隔 3 分钟后又 观察 1 分钟,发现火车前进 360m,若火车在这 7 分钟内做匀加速直线运动,则火车的加速 度为( )
2

A.0.03m/s

B.0.01m/s

2

C.0.5m/s 答案:B

2

D.0.6m/s

2

1 2 解析:由题意得:x1=v0t1+ at1 2 1 2 即:540=180v0+ a180 ① 2 1 2 1 2 Δ x=x3-x2=v0t3+ at3-v0t2- at2 2 2 1 1 2 2 即 360=420v0+ a420 -360v0- a360 ② 2 2 由①②解得 a=0.01m/s
2

7. (兖州市 2013~2014 学年高一上学期期中)小球从空中自由下落, 与水平地面相碰后 弹到空中某一高度,其速度—时间图象如图,由图可知( A.小球能弹起的最大高度是 0.8m B.小球第一次反弹初速度的大小为 3m/s C.小球下落的最大速度为 5m/s D.小球能弹起的最大高度是 1.25m 答案:BC 解析:根据题意,小球先从空中自由下落,与水平地面相碰后再弹到空中某一高度,由 速度—时间图象可知小球下落的最大速度为 5m/s, 小球第一次反弹初速度的大小为 3m/s, B、 C 正确;由 v =2gh 可以计算出,h=0.45m,A、D 错误。 8.科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀 滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇 闪光时间间隔正好与水滴从 A 下落到 B 的时间相同,可以看到一 种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的 A、B、
2

)

C、D 四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(g=
10m/s )(
2

)

A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足 tAB<tBC<tCD B.间歇发光的间隔时间是 2 s 10

C.水滴在相邻两点之间的位移满足 xAB :xBC :xCD=1 :3 :5 D.水滴在各点速度之比满足 vB :vC :vD=1 :4 :9 答案:BC 1 2 解析:由题目描述的物理情景可知:光源为间歇发光,发光间隔可由 h= gt 求出。 2

1 2 则 0.1= ×10×t 得 t=0.1 2s,A 错 B 对,由初速为零的匀变速运动规律可判 C 对 D 2 错。 9.一辆警车在平直的公路上以 40m/s 的速度巡逻,突然接到报警,在前方不远处有歹 徒抢劫, 该警车要尽快赶到出事地点且到达出事地点时的速度也为 40m/s, 有三种行进方式:

a 一直匀速直线运动;b 先减速再加速;c 先加速再减速,则(
A.a 种方式先到达 C.c 种方式先到达 答案:CD B.b 种方式先到达

)

D.b 种方式所需时间最长

解析:作出 v-t 图象如图所示,从出发点到出事地点位移一定,根 据 v-t 图象的意义,图线与坐标轴所围的面积相等,则只能 tc<ta<tb,所 以 C、D 选项正确。 10. (武汉市 2014~2015 学年高一上学期三校联考)如图所示, 以 8m/s 匀速行驶的汽车 即将通过路口,绿灯还有 2s 将熄灭,此时汽车距离停车线 18m。该车加速时最大加速度大 小为 2m/s ,减速时最大加速度大小为 5m/s 。此路段允许行驶的最大速度为 12.5m/s。下列 说法中正确的有( )
2 2

A.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 B.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C.如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 D.如果距停车线 5m 处减速,汽车能停在停车线处 答案:AC 1 2 解析: 如果汽车立即做匀加速运动则有 x=v0t+ at =20m, A 项正确; v=v0+at=12m/s, 2 B 项错误。 1 2 如果汽车立即做匀减速运动则有 x′=v0t- at =12m,C 项正确,D 项错误。 2 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 二、填空题(共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。把答案直接填在横线上) 11.某物理兴趣小组为获得当地重力加速度值,设计了如下实验,并进行了系列探究过 程,假设你也是其中一员,请补充完整横线部分内容:

(1)操作过程;①将打点计时器固定在铁架台上,如图所示; ②将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔; ③先________________,再释放纸带; ④获得点迹清晰的几条纸带 (2)探究过程:其中一条纸带的点迹及数据如图所示。(图中直尺的单位为 cm,点 O 为 纸带上记录到的第一点,点 A、B、C、D??依次表示点 O 以后连续的各点。已知打点计时 器每隔 T=0.02s 打一个点)

①小组成员量出 DF 间的距离为 3.60cm,计算出打点计时器打下点 E 时的速度 vE= ________________m/s; ②小组成员量出 FH 间的距离为 5.20cm,计算出打点计时器打下点 G 时的速度 vG= ________________m/s; ③利用 g= ④利用 g=

vG-vE 2 得出 g=________________m/s ; Δt xFH-xDF 2 得出 g=________________m/s 。 t2

答案:(1)接通电源 (2)①0.90 ②1.30 ③10.00 ④10.00 解析:(1)打点计时器在纸带上打点时应先开电源,打点稳定后再释放纸带。

xDF 3.60×10-2 (2)vE= = m/s=0.90m/s 2T 0.04 xFH 5.20×10-2 vG= = m/s=1.30m/s 2T 0.04 vG-vE 1.30-0.90 2 2 g= = m/s =10m/s Δt 0.04
12.(长春市第十一高中 2014~2015 学年高一上学期测试)某同学用打点计时器探究小 车速度随时间变化的规律。 (1) 请 在 下 面 列 出 的 实 验 器 材 中 , 选 出 本 实 验 中 不 需 要 的 器 材 填 在 横 线 上 ________________。 (填器材前的编号): ①打点计时器 直流电源 ⑤细绳和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺 (2)实验中获得一条纸带,如图所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出,已知所用 电源的频率为 50 Hz,则打 A 点时小车运动的速度 vA=________________m/s,小车运动的 加速度 a=________________m/s 。(以上两空计算结果要求保留三位有效数字)
2

②天平 ③低压交流电源 ④低压

答案:(1)②④⑦

(2)0.337 0.380

解析:(1)本实验不需要测量物体的质量,故不需要②天平,打点计时器接交流电源, 故不要④低压直流电源,打点计时器在纸带上打出点能够实现计时功能,故不需要⑦秒表, 故不需要②④⑦。 (2)因为每相邻两计数点间还有 4 个打点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为 T= 0.1s 。根据中间时刻速度等于一段过程中的平均速度可求出某点的瞬时速度得 vA = 0.337m/s

xOB = tab

xBD-xOB 2 2 根据运动学公式得:Δ x=at ,a= 2=0.380m/s ?2T?
13.如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D 和 E 为 纸带上六个计数点,加速度大小用 a 表示。

(1)OD 间的距离为________________cm。 (2)如图乙是根据实验数据绘出的 x-t 图线(x 为各计数点至同一起点的距离), 斜率表 示________________,其加速度大小为________________m/s (保留三位有效数字)。
2 2

答案:(1)1.20 (2)加速度的一半(或 ) 2

a

0.930

解析:由图甲 D 点对应的数值可以读出 OD 之间的距离为 1.20cm。物体做匀变速直线运 1 2 2 动,位移和时间之间的关系为 x=v0t+ at ,可见在 x-t 图象中的斜率表示加速度的一半, 2 可得加速度为 0.930m/s 。 三、论述、计算题(本题共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要演算步骤, 只写出最后答案不能得分, 有数值计算的题, 答案中必须明确写出数值和单位)
2

14.(9 分)(天津市实验中学 2014~2015 学年高一上学期期中)如图所 示,有一根长 L1=0.5m 的木棍,悬挂在某房顶上,它自由下落时经过一高 为 L2=1.5m 的窗口,通过窗口所用的时间 t=0.2s,不计空气阻力,求窗口 上沿离木棍的悬点 O 的距离 h? 答案:4.55m 解析:设木棍下端到窗口上沿的时间为 t1

h-L1= gt2 1 h+L2= g(t1+t)2
解得:h=4.55m 15.(10 分)如图所示,某人在距离墙壁 10m 处起跑,向着墙壁冲去,贴上墙之后立即 返回出发点.设起跑的加速度为 4m/s ,运动过程中的最大速度为 4m/s,达到最大速度后先 匀速运动一段时间再减速运动.快到达墙壁时需减速到零,不能与墙壁相撞.减速的加速度 为 8m/s ,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲到出发点.求该人总的往返时 间为多少?
2 2

1 2 1 2

答案:6.25s 解析:加速阶段:t1=

vmax =1s a1

x1= vmaxt1=2m
减速阶段:t3=

1 2

vmax =0.5s a2

x3= vmaxt3=1m
匀速阶段:t2=

1 2

x-?x1+x3? =1.75s vmax

由折返线向起点(终点)线运动的过程中加速阶段:

vmax t4= =1s a1 x4= vmaxt4=2m
匀速阶段:t5= 1 2

x-x4 =2s vmax

该人总的往返时间为 t=t1+t2+t3+t4+t5=6.25s。 16. (11 分)(黄冈市 2014~2015 学年高一上学期期末)一艘客轮因故障需迅速组织乘客 撤离。乘客在甲板上须利用固定的绳索下滑到救援快艇上。绳索与竖直方向的夹角 θ = 37°,设乘客下滑过程绳索始终伸直且与竖直方向夹角不变。为保证行动快捷安全,乘客从 静止开始以 4m/s 的加速度下滑至某位置并立即以同样大小的加速度匀减速下滑,滑至快艇 时乘客速度刚好为零。在乘客开始下滑时,刚好有位乘客的钥匙掉了下去,快艇工作人员发 现钥匙掉入水中后过了 3s 乘客滑到快艇上,如图所示。快艇高度和钥匙下落时的空气阻力 不计,重力加速度取 10m/s ,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
2 2

(1)求客轮甲板距离水面的高度; (2)为了加快撤离同时保证安全,乘客滑至快艇时的最大速度可以达到 4m/s,乘客仍从 静止开始沿绳索下滑,且下滑的加速度大小仍为 4m/s ,求乘客下滑所需最短时间 tc。 答案:(1)20m (2)3 3-1(s) 1 2 解析:(1)钥匙:H= gt 2
2

H 5 绳长:L= = H cos37° 4
1 t+3 2 乘客:L=2× a( ) 2 2 解得:H=20m 或 H=3.67m(舍) (2)欲使乘客下滑所需的时间最短,乘客应先加速到某一速度 v,再减速至 4m/s 刚好到 快艇上,则

v2 v2-42 + =L 2a 2a
解得:v=6 3m/s

v t1= =1.5 3s a v-4 t2= =1.5 3-1(s) a
则:tc=t1+t2=3 3-1(s) 17.(12 分)(大连市二十中 2014~2015 学年高一上学期期中)2012 年 10 月 4 日,云南 省彝良县发生特大泥石流,一汽车停在小山坡底,突然司机发现在距坡底 240m 的山坡处泥

石流以 8m/s 的初速度、 0.4m/s 的加速度匀加速倾泻而下, 假设泥石流到达坡底后速率不变, 在水平地面上做匀速直线运动。已知司机的反应时间为 1s,汽车启动后以 0.5m/s 的加速度 一直做匀加速直线运动。试通过计算说明汽车能否安全脱离?
2

2

答案:司机能安全脱离 解析:设泥石流到达坡底的时间为 t1,速率为 v1,则

s1=v0t1+ a1t2 1 v1=v0+a1t1
代入数值得 t1=20s,v1=16m/s

1 2

v 汽=a′t=v1 t=32s S 汽= a′t2= × ×322m=256m
泥石流在 t′=t 总-t1=13s 内前进的距离 1 2 1 2 1 2

S 石=v1t′=208m,所以泥石流追不上汽车。
解法二:设泥石流到达坡底的时间为 t1,速度为 v1,则

s1=v0t1+ a1t2 1 v1=v0+a1t1
代入数值得 t1=20s,v1=16m/s 1 2 而汽车在 19s 的时间内发生位移为 s2= a2t2=90.25m 2 速度为 v2=a2t2=9.5m/s 令再经时间 t3,泥石流追上汽车,则有

1 2

v1t3=s2+v2t3+ a2t2 3
代入数值并化简得 t3-26t3+361=0,因 Δ <0,方程无解。所以泥石流无法追上汽车, 司机能安全脱离。
2

1 2




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