学年人教版必修一 第二章 匀变速直线运动的研究单元检测题.docx
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学年人教版必修一第二章匀变速直线运动的研究单元检测题
2018年高一物理必修一单元测试
第二章匀变速直线运动的研究
一、单选题(本大题共12小题,共48.0分)
1.下列四个图象中,有一个是表示物体做匀变速直线运动的图象,这个图象是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
A图,根据x-t图象的斜率表示速度,知该物体的速度不变,做匀速直线运动,故A错误.B图,根据x-t图象的斜率表示速度,知该物体的速度为零,处于静止状态,故B错误.C图表示物体的速度均匀增大,做匀加速直线运动,是一种匀变速直线运动,故C正确.D图表示物体的速度不变,做匀速直线运动,故D错误.故选C.
点睛:
本题的关键是要理解位移-时间图象的斜率和v-t图象斜率的物理意义,知道匀变速直线运动的加速度不变.两种图象不要搞混.
2.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度-时间图象如图所示,由图象可知( )
A.在0t2时间内火箭上升,t2t4时间内火箭下落
B.0t1时间内火箭的加速度大于t1t2时间内火箭的加速度
C.t2时刻火箭离地面最远
D.t3时刻火箭的加速度为0
【答案】B
【解析】
试题分析:
在速度—时间图象中,只要图线在时间轴上方速度大于零,说明物体向上运动,故t2t3时间内物体仍在向上运动,故A错;在速度—时间图象中图线的斜率代表加速度,由图象可知0t1斜率大于t1t2的斜率,因此0t1的加速度大于t1t2的加速度,故B正确;只要速度大于零就说明火箭在上升,所以从图象可知0t3时间段内火箭都在上升,而且在t3时刻到达最高点,故C错误;虽然t3时刻火箭的速度为零,但速度仍在变化,故加速度不为零,故D错误。
所以B正确,ACD错误。
考点:
速度—时间图象
【名师点睛】速度时间图像应把握如下三个要点:
(1)纵轴上的截距其物理意义是运动物体的初速度
;
(2)图线的斜率其物理意义是运动物体的加速度a;斜率为正,表示加速度方向与所设正方向相同;斜率为负表示加速度方向与所设正方向相反;斜率不变,表示加速度不变.(3)图线下的“面积”表示是运动物体在相应的时间内所发生的位移s,t轴上面的位移为正值,t轴下面的位移为负值。
3.一辆农用“小四轮”漏油了,假如车在平直的公路上行驶时每隔1s漏下一滴油.一位同学根据漏在路面上的油滴分布,分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向不变).下列说法中正确的是( )
A.当沿运动方向油滴间距逐渐减小时,车一定在做匀减速直线运动
B.当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车一定在做匀加速直线运动
C.当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车可能在做匀加速直线运动
D.沿运动方向第1、2油滴与第6、7油滴间距离相等,说明车一定在做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.当沿运动方向油滴间距越来越小时,由于相邻两个油滴的时间间隔相等,说明速度越来越小,而加速度可能不变,也可能变化,车不一定在做匀减速直线运动。
故A错误;
BC.当沿运动方向油滴间距越来越大时,相邻两个油滴的时间间隔相等,说明速度越来越大,加速度可能增大,可能减小,可能不变。
如果相邻的两个油滴的位移之差是一恒量,该运动才是匀变速直线运动。
故B错误,C正确;
D.沿运动方向第1、2油滴与第6、7油滴间距离相等,无法说明车一定在做匀速直线运动,故D错误。
故选:
C.
4.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-2t2 (x的单位是m,t单位是s).则该汽车在路面上留下的刹车痕迹长度为( )
A.25 mB.50 mC.100 mD.200 m
【答案】B
【解析】
根据公式
可得
,对比系数可得
,故该汽车在路面上留下的刹车痕迹长度约为
5.以20m/s的速度在平直公路上行驶的汽车,遇紧急情况而急刹车获得大小为4m/s2的加速度,则刹车6s后汽车的速度为( )
A.44 m/sB.24 m/sC.4 m/sD.0
【答案】D
【解析】
汽车的初速度为
,汽车从刹车到停止用时间为:
,故刹车
后汽车停止不动,则刹车
后汽车的速度为为0,故选项D正确。
点睛:
解决本题的关键是判断汽车的运动状态,掌握匀变速直线运动的速度时间公式,要考虑现实的物理情景,不可当成数学题来做。
6.2016年我国自行研制的某战机在四川某地试飞成功。
假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需时间t,则起飞前的运动距离为()
A.vtB.
C.2vtD.不能确定
【答案】B
【解析】
整个过程中飞机做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的规律可得,全程的平均速度为
v,所以总的位移为x=
vt,所以B正确。
故选B。
7.如图是一辆汽车做直线运动的x-t图象,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是( )
A.OA段运动速度最大
B.AB段物体做匀速运动
C.CD段的运动方向与初始运动方向相反
D.运动4h汽车的位移大小为30m
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图看出,CD段斜率最大,汽车的速度最大,运动最快。
故A错误;
B. AB段位移不变,速度为零,说明汽车静止。
故B错误;
C. OA段斜率为正值,说明汽车的速度沿正方向,CD段斜率为负值,说明汽车的速度沿负方向,所以CD段表示的运动方向与初始运动方向相反。
故C正确;
D.运动4h后汽车回到了出发点,位移为0.故D错误。
故选:
C
8.如图所示是某物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体
A.第1s内和第3s内的运动方向相反
B.第3s内和第4s内的加速度相同
C.第1s内和第4s内的位移相同
D.02s内和04s内的平均速度大小相等
【答案】B
【解析】
A、第
内和第
内速度都为正,可知物体的运动方向相同,故A错误;
B、第
内和第
内图线的斜率相同,可知加速度相同,故B正确;
C、第
内物体沿正向运动,位移为正,第
内物体沿负方向运动,位移为负,由面积表示位移,可知第
内和第
内的位移大小相等、方向相反,所以位移不同,故C错误;
D、
的位移为:
,
内的位移等于
的位移,所以
的平均速度大于
内的平均速度,故D错误。
点睛:
解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线的斜率表示加速度,速度的正负表示运动的方向,图线与时间轴围成的面积表示位移。
9.某同学绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图像如图所示,若该物体在t=0时刻初速度为零,则下列图像中该物体在t=4s内位移一定不为零的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
试题分析:
速度时间图线的正负值表示物体运动的方向,通过位移时间图线的位移的增加还是减小判断运动的方向.
解:
A、在0﹣2s内,位移先增大再减小,知运动的方向发生改变.故A错误.
B、在0﹣2s内速度为正值,向正方向运动,在2﹣4s内速度为负值,向负方向运动,运动方向发生改变.故B错误.
C、0﹣1s内加速度不变,做匀加速直线运动,1﹣2s内加速度方向,大小不变,向正方向做匀减速直线运动,2s末速度为零.在一个周期内速度的方向不变.故C正确.
D、在0﹣1s内,向正方向做匀加速直线运动,1﹣2s内加速度方向,大小不变,向正方向做匀减速直线运动,2s末速度为零,2﹣3s内向负方向做匀加速直线运动,运动的方向发生变化.故D错误.
故选:
C.
【点评】解决本题的关键知道速度时间图线和位移时间图线的物理意义,以及知道它们的区别,并且能很好运用.
10.关于自由落体运动,以下说法正确的是( )
A.质量大的物体自由下落时的加速度大
B.从水平面飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C.雨滴下落的过程是自由落体运动
D.从水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看做自由落体运动
【答案】D
【解析】
自由落体运动的加速度等于重力加速度g,与物体的质量无关,A错误;站在地面上的人看从水平飞行着的飞机上释放的物体做平抛运动,B错误;雨滴从高空下落是受到空气阻力,做的运动不是自由落体运动,C错误;从水龙头上滴落的水滴的下落过程重力比空气阻力大的多,可近似看着做自由落体运动,D正确.
11.如图,在地面上一盘子C的正上方A处有一金属小球a距C为20m,在B处有另一个金属小球b距C为15m,小球a比小球b提前1s由静止释放(g取10m/s2).则( )
A.b先落入C盘中,不可能在下落过程中相遇
B.a先落入C盘中,a、b下落过程相遇点发生在BC之间某位置
C.a、b两小球同时落入C盘
D.在a球下落过程中,a、b两小球相遇点恰好在B处
【答案】D
【解析】
试题分析:
由于a比b提前
释放,故a在
内下落的位移为:
,因为a在b上方
处,故a到B处时候b才开始释放,故a、b两小球相遇点恰好在B处,由于在B点相遇时a有初速度,b没有,故a先落地,b后落体,故ABC错误,D正确。
考点:
自由落体运动
【名师点睛】本题是自由落体运动规律的简单应用,抓住自由落体运动的特征是初速度为零,加速度为g就可以。
12.某人从楼顶由静止释放一颗石子.如果忽略空气对石子的阻力,利用下面的哪些已知量可以测量这栋楼的高度H(已知重力加速度为g)( )
①石子落地时的速度;
②石子下落的时间;
③石子下落最初1s内的位移;
④石子下落最后1s内的位移.
A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④
【答案】C
【解析】
解:
①知道石子的落地速度,根据v2=2gh可求出楼的高度.故①正确.
②知道石子下落的时间,根据h=
可求出楼的高度.故②正确.
③石子最初1s内的位移可以通过h=
求出,不能求出落地速度或落地时间.故③错误.
④知道石子最后1s内的位移,根据
可以求出最后1s内的初速度,根据速度时间公式求出落地速度,再根据v2=2gh,求出楼的高度.故④正确.
故C正确,A、B、D错误.
故选C.
【点评】解决本题的关键知道要想求出楼的高度,根据h=
,需要知道落地时间,或根据v2=2gh,需要知道落地速度.
二、多选题(本大题共3小题,共12.0分)
13.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”,如图所示,对于这个研究过程,下列说法正确的是( )
A.斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程
B.斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于小球运动时间的测量
C.根据斜面实验结论进行合理的外推,得到自由落体运动的规律
D.通过对斜面实验的观察与计算,直接得到自由落体运动的规律
【答案】BC
【解析】
A项:
重力的作用是不能放大的;故A错误;
B项:
伽利略时代,没有先进的测量手段和工具,为了“冲淡”重力作用,采用斜面实验,其实就是为了使物体下落时间长些,减小实验误差,故B错误;
C、D项:
根据实验结果,伽利略将实验结论进行合理的外推,得到落体的运动规律,但产不是直接得出的落体规律,故C错误,D正确。
点晴:
本题考查伽利略运动规律的研究;要了解伽利略“斜面实验”的历史背景,以及实验方法,体会实验在物理中的重要作用。
14.做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时的速度分别为v和7v,经历的时间为t,则以下判断正确的是( )
A.前时间内通过的位移为
B.后时间内通过的位移为
C.通过前半段位移速度增加3.5v
D.通过后半段位移速度增加2v
【答案】BD
【解析】
试题分析:
在匀变速运动中,时间中点的速度等于全过程中的平均速度,所以前半时间的平均速度
,前一半时间内通过的位移为
,故A错误;由A分析可得,后一半时间内的平均速度
,故后一半时间内通过的位移为
,故B正确;做匀加速直线运动的物体,位移中点的速度为
,则通过前半段位移速度增加4v,通过后半段位移速度增加2v,选项C错误,D正确;故选BD.
考点:
匀变速直线运动的规律
15.某汽车沿一直线运动,在t时间内通过的路程为L,在
处速度为V1,在
处速度为V2,则该汽车做( )
A.匀加速运动,V1>V2
B.匀减速运动,V1<V2
C.匀加速运动,V1<V2
D.匀减速运动,V1>V2
【答案】AD
【解析】
试题分析:
方法一:
匀变速直线运动中点位置的速度
,中间时刻的速度
,所以不管是加速还是减速都有,故选AD。
方法二:
作出匀加速的v-t图象,如图1所示.由图可知中间时刻的速度v2,因图象与时间图围成的
面积表示物体通过的位移,故由图可知
时刻物体的位移小于总位移的一半,故由图得知中间位置的速度v1一定大于v2,即v1>v2.故A正确,C错误;作出匀减速的v-t图象,如图2所示.由图可知中间时刻的速度v2,因图象与时间图围成的面积表示物体通过的位移,故由图可知
时刻物体的位移大于总位移的一半,故中间位置应在中间时刻的左边侧,故此时对应的速度v1一定大于v2,即v1>v2.故B错误,D正确。
本题选AD。
考点:
匀变速直线运动基本公式。
三、实验题探究题(本大题共1小题,共10.0分)
16.
(1)某同学在用电火花计时器做探究匀变速直线运动规律的实验时,下列说法正确的是_______。
A.应使用6V以下的低压交流电源
B.使用时先接通电源,后让纸带运动
C.从纸带上可以直接得到的物理量有时间间隔、位移和平均速度
D.每打完一条纸带要及时切断计时器的电源
(2)下图是小车在斜面上运动时,通过打点计时器所得的一条纸带(A、B、C、D、E、F每相邻的两点间都有四个点未画出),测得各段长度为OA=6.0cm、OB=13.0cm、OC=21.0cm、OD=30.0cm、OE=40.0cm、OF=51.0cm根据这些数据:
(打点计时器电源的频率为50H)
①算出B、C、D、E各点的瞬时速度分别为(单位:
m/s):
__、___、___、___(均保留3位有效数字)
②在如图坐标系中作出v-t图象(取打A点为计时起点)
③图线延长线与纵轴的交点的物理意义是什么?
__________________
④从图象判断,这是匀变速直线运动吗?
说出原因.__________________
⑤若是匀变速直线运动,请求出加速度.若不是请说明加速度的变化情况。
___________________
【答案】
(1).BD
(2).0.750(3).0.850(4).0.950(5).1.05(6).
(7).A点速度(8).是匀变速直线运动(9).加速度为1.00m/s2
【解析】
【详解】
(1)A.电火花计时器用的是220V的交流电,故A错误;
B.使用电火花计时器时应先接通电源,后让纸带运动,故B正确;
C.从纸带上可以直接得到的物理量有时间间隔、位移,平均速度需要计算,故C错误;
D.每打完一条纸带要及时切断计时器的电源,故D正确。
故选:
BD
(2)①由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
利用匀变速直线运动的推论:
vB=
=0.750m/s,
vC=
=0.850m/s,
vD=
=0.950m/s,
vE=
=1.05m/s;
②根据描点法作出图象,如图所示:
③图线延长线与纵轴的交点表示t=0时的速度,即A点的速度;
④图象是直线,表示物体的速度是均匀变化的,所以是匀变速直线运动;
⑤速度时间图象的斜率表示加速度,由速度图象上任意两点所对应的速度,
算出加速度为a=
=1.00m/s2;
【点睛】根据某点的瞬时速度用与之相邻的两个点间的平均速度代替,求出各点的速度,画出图象,图象的斜率表示加速度.
四、计算题(本大题共3小题,共30.0分)
17.长为2m的竖直杆的下端距离一竖直隧道口上沿5m,若这隧道长是13m,让这根杆由静止自由下落,杆能自由穿过隧道,g取10m/s2.求:
(1)它通过隧道的时间为多少?
(2)它完全穿出隧道时的速度是多大?
【答案】
(1)△t=1s
(2)v=20m/s
【解析】
(1)竖直杆到达隧道口所用时间为t1,
,(2分)完全通过隧道所用时间为t2,
(4分)
(2)由自由落体末速度v=gt可得速度为gt2=20m/s(4分)
18.在一条平直的公路上,甲车在前以54m/h的速度匀速行驶,乙车在后以90m/h的速度同向行驶。
某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车。
已知甲、乙减速的加速度大小分别为0.5m/s2和1m/s2。
请问
(1)若两车恰好不相撞,则两车从开始刹车到恰好不撞的行驶时间为多少?
(2)为避免两车发生撞车事故,开始刹车时两车的最小间距为多少?
【答案】
(1)t=20s
(2)△x=100m
【解析】
【详解】
(1)54m/h=15m/s;90m/h=25m/s
两车刹车过程中加速度分别是:
a1=0.5m/s2,a2=1m/s2,
若两车恰好不相碰,则乙追上甲时,两车速度相等
v1−a1t=v2−a2t
代入数据得:
t=20s
(2)乙追上甲前,甲的位移:
x1=v1t−
a1t2
乙的位移:
x2=v2t−
a2t2
若想避免事故发生,开始刹车时两辆车的最小间距为:
△x=x2−x1
代入数据得:
△x=100m
答:
(1)若两车恰好不相碰,则两车相碰前刹车所用时间是20s;
(2)若想避免事故发生,开始刹车时两辆车的最小间距是100m.
【点睛】
(1)两车恰好不相撞的条件是速度相等时不相撞,由速度公式即可求出时间;
(2)乙恰好不与甲相撞时,根据位移公式,结合位移关系即可求出最小间距。
19.从斜面上某一位置每隔0.1s释放一些相同的小球,在连续释放几个小球之后,对斜面上运动的小球摄下照片如图所示,测得AB=15cm,BC=20cm.试求:
(1)小球运动的加速度;
(2)拍摄时B球的速度;
(3)D、C两球间的距离;
(4)A球上面正在运动着的小球共有多少个?
【答案】
(1)
(2)
(3)sCD=0.25m(4)2个
【解析】
(1)由匀变速直线运动规律可得:
,
将数据代入式可解得小球的加速度
,
(2)B点的速度等于AC段的平均速度
,
将数据代入式可解得:
(3)由于相邻相等时间的位移差恒定,即:
代入数据得
(4)B点小球的速度为
,由匀变速运动规律可得:
得:
而小球是每隔0.1s释放一个,所以A球上面还有两个球
综上所述本题答案是:
(1)
(2)
(3)
(4)2个
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