资源描述
运动的描述匀变速直线运动的研究 综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第17小题只有一个选项正确,第812小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得 0分)1.如图所示,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9 km,实际从A运动到B用时5 min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km,当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是(C)A.整个过程中赛车的平均速度为180 km/hB.整个过程中赛车的平均速度为150 km/hC.赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/hD.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B解析:平均速度等于位移与时间的比值,即v=108 km/h,故A,B错误.赛车经过C点时的瞬时速度大小为150 km/h,故C正确.赛车经过路标C时的瞬时速度方向为运动方向,并不是由A指向B,故D错误.2.如图所示,某学习小组利用直尺估测反应时间:甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直,直尺零刻度线位于乙同学的两指之间.当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏住直尺,根据乙手指所在位置计算反应时间.为简化计算,某同学将直尺刻度进行了改进,先把直尺零刻度线朝向下,以相等时间间隔在直尺的反面标记相对应的反应时间(单位为s)刻度线,制成了“反应时间测量仪”.下列四幅图中反应时间刻度线标度正确的是(C)解析:由题可知,乙同学手的位置在开始时应放在0刻度处,所以反应时间0刻度要在下边.由物体做自由落体运动的位移h=gt2可知,位移与时间的二次方成正比,所以随时间的增大,刻度尺上的间距增大.由以上分析可知,只有图C是正确的.3.做匀加速直线运动的列车出站时,车头经过站台某点O时速度是 1 m/s,车尾经过O点时速度是7 m/s,则这列列车的中点经过O点时的速度为(A)A.5 m/sB.5.5 m/sC.4 m/sD.3.5 m/s解析:根据匀变速直线运动过程中,中间位置速度公式v=,可得这列列车的中点经过O点时的速度为v= m/s=5 m/s.4.一质点0时刻从某点出发做直线运动,vt图像如图所示.关于质点运动的下列说法,正确的是(D)A.02 s内的位移与24 s内的位移相同B.第5 s内的加速度与第6 s内的加速度方向相反C.6 s末距出发点最远D.4 s末经过出发点解析:vt图像与时间轴围成的“面积”表示质点在该段时间内发生的位移,图像在时间轴上方位移为正,图像在时间轴下方位移为负,可知02 s内的位移与24 s内的位移大小相等,方向相反,则位移不同,故A错误;vt图像的斜率表示加速度,可知质点在第5 s内的加速度与第6 s内的加速度大小相等,方向相同,故B错误;根据图像与时间轴围成的“面积”表示位移,可知2 s末距出发点最远,故C错误;根据图像与时间轴围成的“面积”表示位移,可知04 s内质点的位移为0,则4 s末经过出发点,故D正确.5.一辆汽车在平直公路上做直线运动,某时刻开始计时,其t的部分图像如图所示,则(B)A.汽车做匀速直线运动,速度为8 m/sB.汽车做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s2C.汽车在前2 s内的平均速度为7 m/sD.汽车在前5 s内的位移为15 m解析:由运动学公式x=v0t+at2得=v0+at,结合图像知汽车做初速度为8 m/s,加速度大小为2 m/s2的匀减速直线运动,故A错误,B正确;汽车在2 s内的位移为x=v0t+at2=82+(-2)22m=12 m,则平均速度为v= m/s=6 m/s,故C错误;汽车停下来所用的时间为t= s=4 s,则汽车在5 s内的位移就是4 s内的位移,由位移公式知汽车在前5 s内的位移为x=t=4 m=16 m,故D错误.6.某物体从A点由静止开始以大小为a1的加速度做匀加速直线运动,经时间t后到达B点,此时物体的加速度大小变为a2,方向与a1方向相反,又经时间t物体回到了A点.设物体在B点和回到A点时的速率分别为v1,v2,则下列判断正确的是(D)A.a1a2=12,v1v2=12B.a1a2=12,v1v2=13C.a1a2=13,v1v2=13D.a1a2=13,v1v2=12解析:物体由A点到B点的过程有v1=a1t,x=a1t2,由B点经时间t返回到A点的过程有-x=v1t-a2t2,-v2=v1-a2t,得a1a2=13,v1v2=12.7.两物体同时从同一位置出发,二者的速度随时间变化的关系如图所示,下列说法正确的是(D)A.t=2 s时,两物体相遇B.相遇前,在t=1 s时两物体间距离最大C.t=1 s时,两物体相距0.5 mD.t=3 s时,两物体相距1.5 m解析:vt图像与坐标轴所围成“面积”表示位移,由图可知t=2 s时,两物体位移不相等,没有相遇,故A错误;相遇前,两物体速度相等时距离最大,即在t=2 s时两物体间距离最大,故B错误;根据vt图像与坐标轴所围“面积”表示位移,由图可知t=1 s时,两物体相距 1.5 m,故C错误;t=3 s时,两物体相距33-24+1 2 m=1.5 m,故D正确.8.我国月球探测器“嫦娥三号”经过约8天的绕月飞行,从近月点开始制动下降并成功着陆在月球的虹湾以东区域,这标志着我国已成为美国和前苏联之后,世界上第三个实现地外天体软着陆的国家.下列说法正确的是(BD)A.“嫦娥三号”绕月球做椭圆运动,是以地球为参考系来描述的B.在观测“嫦娥三号”绕月运行周期时可将其看成质点C.“8天”是时刻D.“嫦娥三号”绕月飞行一周的过程平均速度为零,但平均速率不 为零解析:“嫦娥三号”绕月球做椭圆运动,是以月球为参考系的,A错误;在观测“嫦娥三号”绕月运行周期时,探测器的形状和大小是次要因素,可以忽略,能看做一个质点,B正确;“8天”表示探测器绕月球飞行的时间,C错误;“嫦娥三号”绕月飞行一周的过程位移为零,路程不为零,故平均速度为零,平均速率不为零,D正确.9.酒后驾驶会导致许多安全隐患,这是因为驾驶员的反应时间变长.反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间.下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离;“制动距离”是指驾驶员发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小都相同).速度/(ms-1)思考距离/m制动距离/m正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.72512.525.054.266.7分析表可知,下列说法正确的是(ABD)A.驾驶员正常情况下反应时间为0.5 sB.驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 sC.驾驶员采取制动措施后汽车的加速度大小为3.75 m/s2D.若汽车以25 m/s的速度行驶时,发现前方60 m处有险情,酒后驾驶者不能安全停车解析:由题意知正常情况下反应时间为t= s=0.5 s,选项A正确;酒后反应时间t= s=1 s,t=t-t=0.5 s,选项B正确;由运动学公式可得v2=2a(x制-x思),a=7.5 m/s2,选项C错误;由题意可得,当酒后以25 m/s的速度行驶时,制动距离为66.7 m60 m,不能安全停车,选项D正确.10.如图,小球沿斜面向上运动,依次经a,b,c,d到达最高点e.已知ab=bd=8 m,bc=1 m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s,设小球经b,c时的速度分别为vb,vc,则(BC)A.de=8 mB.vc=4 m/sC.vb= m/sD.从d到e所用的时间是3 s解析:小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s,则c点的速度vc= m/s=4 m/s,故B正确.ac间中点时刻的瞬时速度为v1= m/s=4.5 m/s,cd间中点时刻的瞬时速度为v2= m/s=3.5 m/s,所以小球的加速度大小a=0.5 m/s2,由-=2axbc得vb= m/s,故C正确.设c点到最高点e的距离为s,0-=-2as,解得s=16 m,则de=s-cd=16 m-7 m=9 m,故A错误.设d到e的时间为T,由de=aT2,得T=6 s,故D错误.11.某一物体从静止开始做直线运动,其加速度随时间变化的图像如图所示,则该物体(BC)A.第1 s内加速运动,第2,3 s内减速运动,第3 s末回到出发点B.第1 s末和第4 s末速度都是8 m/sC.第2 s末物体位移是10 mD.第3 s末速度为零,且此时开始改变运动方向解析:物体在第1 s内从静止开始做匀加速运动,第2,3 s内沿原方向做匀减速运动,由v=at可知,图线与t轴间“面积”表示速度的变化量,故3 s末物体的速度为零,所以第3 s末没有回到出发点,故A错误;第1 s末速度为v=a1t1=81 m/s=8 m/s;根据“面积”表示速度的变化量,得4 s内速度的变化量为v=8 m/s,所以第4 s末速度是8 m/s,故B正确;第2 s末物体的位移x2=a1+a1t1t2+a2=812+811+(-4)12 m=10 m,C正确;第3 s末速度为零,开始沿正方向加速,仍沿原方向运动,故D 错误.12.将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面相同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2 s,它们运动的图像分别如直线甲、乙所示.以下列说法正确的是(BD)A.t=2 s时,两球相距最远B.t=4 s时,两球的高度差为0C.t=6 s时,两球相距45 mD.甲球从抛出点到最高点的时间间隔与乙球从抛出点到最高点的时间间隔相等解析:因为t=5 s时,甲球正在下降,乙球到达最高点,之后,甲球的速度比乙球的大,两者间距不断增大,两球相距的距离可以大于t=2 s时的距离,所以t=2 s时,两球相距不是最远,A错误;由速度图像与时间轴围成的“面积”表示位移,可知t=4 s时,甲球相对于抛出点的位移为(303-101)m=40 m,乙球相对于抛出点的位移为(30+10)2 m=40 m,故两球相对于各自的抛出点的位移相等,两球的高度差为0,故B正确;t=6 s时,甲球回到抛出点,此时乙球的位移为(303-101) m=40 m,所以两球相距40 m,故C错误;由图知,甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球从抛出点到最高点的时间间隔相等,都是3 s,故D正确.二、非选择题(共52分)13.(5分)如图所示是某同学测量加速度的实验装置.他在气垫导轨上安装了两个光电门A,B,滑块上固定一遮光条,由静止释放的滑块沿倾斜气垫导轨匀加速运动通过光电门A,B,由数字计时器读出遮光条通过光电门A,B的遮光时间分别为ta,tb和遮光条从A到B的时 间t.(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,由所测物理量计算得到滑块加速度大小a=(用ta,tb,t,d表示).(2)在该实验中选用的遮光条宽度很窄,其理由是 .解析:(1)滑块经过A的速度va=,经过B的速度vb=,因此滑块的加速度为a=.(2)在很小的位移内,可近似地认为平均速度为瞬时速度,所以遮光条宽度很窄时可减小测量误差.答案:(1)(2)很小位移内,平均速度可认为是瞬时速度评分标准:(1)问3分,(2)问2分.14.(7分)某同学用频闪照相法研究小球的自由落体运动,选择一张清晰的频闪照片,剪掉前面小球重叠部分进行研究.已知小球在释放位置时,球心与刻度尺的零刻度线对齐.(1)根据照片中刻度尺的数据,请你读出小球运动到照片中第5个像点时下落的高度为m.(2)若所用照相机的闪光频率为f,照片上1,3像点距离和1,5像点距离分别为s1,s2,则像点2所对应小球的速度v=,小球自由下落的加速度a=.解析:(1)下落高度h=21.20 cm=0.212 0 m.(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,像点2的瞬时速度v=,根据匀变速直线运动规律s=s2-2s1=a(2T)2,解得a=.答案:(1)0.212 0(2)评分标准:第(1)问2分,每(2)问第一个空2分,每二个空3分.15.(8分)一滑块自静止从斜面顶端匀加速下滑,第5 s末的速度是 6 m/s,试求:(1)第4 s末的速度;(2)运动后7 s内的位移;(3)第3 s内的位移.解析:(1)根据匀变速直线运动的速度时间关系知,滑块下滑的加速度a= m/s2=1.2 m/s2(2分)则滑块第4 s末的速度v4=at4=1.24 m/s=4.8 m/s.(2分)(2)运动后7 s内的位移x=at2=1.272 m=29.4 m.(2分)(3)第3 s内的位移为x3=a-a=(1.232-1.222) m=3 m. (2分)答案:(1)4.8 m/s(2)29.4 m(3)3 m16.(9分)某物理实验小组在游泳池中做了一个实验,将一个小木球离水面7.2 m高静止释放(不计空气阻力),经1.50 s后落入池底速度刚好为零,假定木球在水中做匀减速直线运动,重力加速度g= 10 m/s2,求:(1)木球在水中运动的加速度的大小;(2)游泳池水的深度.解析:(1)设木球做自由落体运动的时间为t1由运动学公式得h1=g(1分)代入数据解得t1=1.2 s(1分)木球入水时的速度v=gt1=12 m/s(1分)木球在水中运动的时间t2=1.5 s-t1=0.3 s(1分)木球做匀减速运动过程的加速度a= m/s2=-40 m/s2(2分)加速度大小为40 m/s2.(1分)(2)游泳池水的深度h2=t2=0.3 m=1.8 m.(2分)答案:(1)40 m/s2(2)1.8 m17.(11分)甲、乙两车在同一条平直公路上运动,甲车以10 m/s 的速度匀速行驶,经过车站A时关闭油门以4 m/s2的加速度匀减速前进,2 s后乙车与甲车同方向以1 m/s2的加速度从同一车站A出发,由静止开始做匀加速运动,问乙车出发后多少时间追上甲车?解析:甲车做匀减速运动,则0=v0-a甲t(2分)0-=-2a甲x甲(2分)得出甲车的运动时间t=2.5 s(1分)甲车前进的距离x甲=12.5 m(1分)乙车在t=2.5 s内的位移x乙=a乙(t-t)2=0.125 m12.5 m(2分)即甲车停止时乙车还没有追上甲车,乙车追上甲车时甲车已经停止,乙车发生的位移即为x甲,则x甲=a乙t2(2分) 得乙车追上甲车所用时间t=5 s.(1分)答案:5 s18.(12分)ETC是不停车电子收费系统的简称,这种收费系统每车收费耗时不到两秒,相比人工收费,通道通行能力大大提升.汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示.假设道路上有并行的甲、乙两辆汽车,都以v1=15 m/s的速度朝收费站沿直线匀速行驶,现甲车过ETC通道,需要在某位置开始做匀减速直线运动,到达虚线EF处速度正好减为v2=5 m/s,在虚线EF与收费站中心线之间以5 m/s的速度匀速行驶,通过收费站中心线后才加速行驶恢复原来速度,虚线EF处与收费站中心线的距离d=10 m.乙车过人工收费通道,需要在中心线前某位置开始做匀减速运动,至中心线处恰好速度减为零,经过20 s,缴费成功后再启动汽车匀加速行驶恢复原来的速度.已知甲、乙两车匀加速过程的加速度大小均为a1=1 m/s2,匀减速过程的加速度大小均为a2=2 m/s2.(1)甲车过ETC通道时,从开始减速到恢复原来速度过程中的位移大小是多少?(2)假设进入人工收费通道的是一列车队且匀速行驶,车距都为x,当乙车从中心线启动行驶78.125 m时,乙车后一辆车刚好停在中心线上,则x为多大?解析:(1)甲车过ETC通道时,减速过程的位移为x1=(1分)可得x1=50 m(1分)加速过程中恢复原来速度的位移x2=(1分)可得x2=100 m(1分)所以总的位移x总=x1+d+x2=160 m.(1分)(2)乙车匀减速时间为t1,在中心线处的停车时间t2=20 s,匀加速78.125 m的时间t3=12.5 s(2分)在乙车所用时间t=t1+t2+t3内,其后一辆车是先匀速行驶,后减速行驶,刚好停在中心线上的.该车匀减速时间也是t1,因此该车匀速行驶的时间为t =t2+t3=32.5 s(2分)故两车正常行驶时的车距等于在前一辆车停车时间t2和加速时间t3内以速度v1匀速行驶的距离,即x=v1(t2+t3)=487.5 m.(3分)答案:(1)160 m(2)487.5 m- 10 -
展开阅读全文