2022-2023版高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究檢測(cè)（B）新人教版必修1

2022-2023版高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究檢測(cè)（B）新人教版必修1一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,16題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,710題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.物體的末速度一定與時(shí)間成正比B.物體的位移一定與時(shí)間的二次方成正比C.物體的速度在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的變化與這段時(shí)間成正比D.若為勻加速運(yùn)動(dòng),速度和位移都隨時(shí)間增加;若為勻減速運(yùn)動(dòng),速度和位移都隨時(shí)間減小解析:根據(jù)vt=v0+at和x=v0t,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由加速度公式知,選項(xiàng)C正確;當(dāng)物體做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度減小但位移增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C2飛機(jī)起飛過(guò)程是從靜止出發(fā),在跑道上加速前進(jìn),當(dāng)達(dá)到一定速度時(shí)離地升空。已知飛機(jī)加速前進(jìn)路程為 1 600 m,所用時(shí)間為40 s。若這段運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng),用a表示加速度,v表示離地時(shí)的速度,則()A.a=2 m/s2,v=80 m/sB.a=2 m/s2,v=40 m/sC.a=1 m/s2,v=40 m/sD.a=1 m/s2,v=80 m/s答案:A3質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示,規(guī)定向右為正方向,則該質(zhì)點(diǎn)在前8 s內(nèi)平均速度的大小和方向分別為()A.0.25 m/s向右B.0.25 m/s向左C.1 m/s向右D.1 m/s向左解析:由v-t圖象可知前8 s內(nèi)位移為x=x1+x2mm=-2 m,負(fù)號(hào)表示位移方向與正方向相反,即水平向左。由平均速度公式m/s,負(fù)號(hào)表示平均速度方向與正方向相反,即水平向左。故答案為B。答案:B4在同一地點(diǎn),甲、乙兩個(gè)物體沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖所示,則()A.兩物體相遇的時(shí)間是1 s和4 sB.乙物體先向前運(yùn)動(dòng)2 s,隨后向后運(yùn)動(dòng)C.兩個(gè)物體相距最遠(yuǎn)的時(shí)刻是1 s末和4 s末D.4 s后甲在乙前面解析:由于v-t圖象中圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移,經(jīng)2 s和6 s,甲、乙兩個(gè)物體的位移相同,兩物體相遇,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。乙物體在6 s的時(shí)間內(nèi)一直向前運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤。1 s末和4 s末兩時(shí)刻,兩個(gè)物體速度相等,相距最遠(yuǎn),選項(xiàng)C正確。26 s時(shí)間內(nèi),甲在乙的后面追趕乙,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C5質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=5t+t2(各物理量均采用國(guó)際單位制單位),則該質(zhì)點(diǎn)()A.第1 s內(nèi)的位移是5 mB.前2 s內(nèi)的平均速度是6 m/sC.任意相鄰的1 s內(nèi)位移差都是1 mD.任意1 s內(nèi)的速度增量都是2 m/s解析:由x=v0tx=5t+t2的對(duì)比可知,該運(yùn)動(dòng)的初速度v0=5 m/s,加速度a=2 m/s2。將t=1 s代入所給位移公式可求得第1 s內(nèi)位移是6 m;前2 s內(nèi)的位移是14 m,平均速m/s=7 m/s;由x=aT2可得T=1 s時(shí),相鄰1 s內(nèi)的位移差都是2 m;由加速度的物理意義可得任意1 s內(nèi)速度的增量(增加量)都是2 m/s。因此選項(xiàng)D正確。答案:D6甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛。在t=0到t=t1的時(shí)間內(nèi),它們的v-t圖象如圖所示。在這段時(shí)間內(nèi)()A.汽車甲的平均速度比乙的大B.汽車乙的平均速度等C.甲、乙兩汽車的位移相同D.汽車甲的加速度大小逐漸減小,汽車乙的加速度大小逐漸增大解析:在v-t圖象中,圖線與時(shí)間軸所包圍的面積表示運(yùn)動(dòng)物體的位移。由圖象可知,汽車甲的位移大于汽車乙的位移,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由v,汽車甲的平均速度比乙的大,選項(xiàng)A正確;汽車的運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng),平均速度不等B錯(cuò)誤;在v-t圖象中,圖線的斜率表示加速度,根據(jù)圖象知,甲、乙兩汽車的加速度都是逐漸減小的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:A7從地面豎直向上拋出一物體A,空氣阻力不計(jì),同時(shí)在離地面某一高度處另有一物體B自由下落,兩物體在空中到達(dá)同一高度時(shí)速度大小都是v。則下述正確的是()A.物體A上拋初速度大小和B物體落地時(shí)的速度大小都是2vB.物體A和B落地時(shí)間相同C.物體A能上升的最大高度和物體B開(kāi)始下落時(shí)的高度相同D.兩物體在空中達(dá)同一高度處,一定是B物體開(kāi)始下落時(shí)高度的中點(diǎn)解析:由于物體A和B同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),在空中相遇達(dá)到同一高度,速度大小相同,均為v,即從開(kāi)始到相遇運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同。根據(jù)上拋物體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):(1)物體在上升與下降過(guò)程中同一高度速度大小相等;(2)從同一高度上升到最高點(diǎn)和從最高點(diǎn)返回的時(shí)間相等?？膳袛?(1)物體A是在上升階段與B物體相遇;(2)物體A從相遇處繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)是B物體相遇前自由落體的逆過(guò)程;而物體B從相遇處繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)是A物體相遇前的逆過(guò)程。那么A物體上升的最大高度為B物體開(kāi)始下落的高度;B物體從相遇到落地運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與相遇前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,所以B物體落地速度大小為2v。故選項(xiàng)A、C正確。答案:AC8一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,先后經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度分別是v和7v,所用時(shí)間是t,則下列判斷正確的是()A.物體的加速度大小B.經(jīng)過(guò)AB中點(diǎn)的速度是4vC.經(jīng)過(guò)AB中間時(shí)刻的速度是4vD.解析:物體的加速度aA錯(cuò)誤;設(shè)經(jīng)過(guò)AB中點(diǎn)的速度是v1,則v1=5v,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;經(jīng)過(guò)AB中間時(shí)刻的速度v2C正確;x1x2D正確。答案:CD9如圖所示,完全相同的三個(gè)木塊固定在水平面上,一顆子彈以初速度v水平射入,在木塊中做勻減速運(yùn)動(dòng),穿過(guò)第三塊木塊后速度減為零,子彈穿入每一塊木塊之前的速度之比和穿過(guò)每一木塊的時(shí)間之比為()A.v1v2v3=321B.v1v2v3C.t1t2t3=1D.t1t2t3=解析:利用子彈運(yùn)動(dòng)的“逆過(guò)程”和初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系求解。子彈經(jīng)過(guò)的三段位移相等,設(shè)每塊木塊的長(zhǎng)度為l。子彈穿入每一塊木塊之前的速度之比由v2=2ax,即vv1v2v3t3t2t1=1答案:BD10(2016·全國(guó)乙)甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v-t圖象如圖所示。已知兩車在t=3 s 時(shí)并排行駛,則()A.在t=1 s時(shí),甲車在乙車后B.在t=0時(shí),甲車在乙車前7.5 mC.兩車另一次并排行駛的時(shí)刻是t=2 sD.甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m解析:v-t圖象中圖線與t軸之間包圍的面積為相應(yīng)時(shí)間內(nèi)位移的大小,根據(jù)題意分析可知,t=0時(shí),甲車在乙車的前面,兩車的距離為圖中甲、乙圖線與t軸之間的面積的差,即s0mm=7.5 m,選項(xiàng)B正確;13 s兩車行駛距離相等,所以在t=1 s時(shí)兩車并排行駛,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=2 s時(shí)乙車在前甲車在后,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;從t=1 s到t=3 s,甲車(乙車)行駛的距離為40 m(v-t圖象面積),選項(xiàng)D正確。答案:BD二、填空題(本題共2小題,共16分。把答案直接填在橫線上)11(8分)如圖所示,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落,利用此裝置可以測(cè)定重力加速度。(1)所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物,此外還需(填字母代號(hào))器材。 A.直流電源、天平及砝碼B.直流電源、毫米刻度尺C.交流電源、天平及砝碼D.交流電源、毫米刻度尺(2)通過(guò)作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù),提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度。為使圖線的斜率等于重力加速度,除作v-t圖象外,還可作圖象,其縱軸表示的是,橫軸表示的是。 解析:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源。重力加速度與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān),所以不需要天平和砝碼。計(jì)算速度需要測(cè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,需要毫米刻度尺,故D正確。(2)由公式v2=2gh,如繪h圖象,其斜率也等于重力加速度。答案:(1)D(212(8分)光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開(kāi)始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái)。圖乙中MN是水平桌面,Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在長(zhǎng)木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出,長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘,實(shí)驗(yàn)時(shí),讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10-2 s和4.0×10-3 s。用精度為0.05 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度為d=1.010 cm。(1)滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v1=m/s,滑塊通過(guò)光電門2時(shí)的速度v2=m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。 (2)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值,它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門1和2時(shí)的,要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值,可將的寬度減小一些。 (3)為了計(jì)算出滑塊的加速度,除了測(cè)量d、t1和t2之外,還需要測(cè)量。則用這些物理量計(jì)算加速度的表達(dá)式為a=。 解析:(1)v1m/s=1.0 m/sv2m/s=2.5 m/s。(2)v1、v2實(shí)質(zhì)上是滑塊通過(guò)光電門1和2時(shí)的平均速度,要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值,可將滑塊的寬度減小一些。(3)為了計(jì)算出滑塊的加速度,除了測(cè)量d、t1和t2之外,還需要測(cè)量的物理量有兩種方案。方案一:測(cè)滑塊由光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2所用時(shí)間t,由v2=v1+at得a方案二:測(cè)兩光電門之間的距離x,a答案:(1)1.02.5(2)平均速度滑塊(3)滑塊由光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2所用時(shí)間t或兩光電門之間的距離x三、計(jì)算題(本題共4小題,共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式或演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13(10分)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體途中依次經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn),已知AB=BC(1)物體經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vB為多大?(2)若物體的加速度a=2 m/s2,試求AC的距離l。解析:(1)設(shè)物體經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)時(shí)的速度分別為vA、vB、vC,ABm/sBCm/sAC全程,B為中間位置:vB由以上三式得vB=5 m/s。(2)由(1)可得,vA=6 m/s-vB=1 m/s,vC=12 m/s-vB=7 m/sAC全程:lm。答案:(1)5 m/s(2)12 m14(10分)一個(gè)從地面豎直上拋的物體,它兩次經(jīng)過(guò)一個(gè)較低點(diǎn)A的時(shí)間間隔為tA,兩次經(jīng)過(guò)一個(gè)較高點(diǎn)B的時(shí)間間隔為tB,求A、B兩點(diǎn)間的距離。解析:兩次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)相當(dāng)于從A點(diǎn)和B點(diǎn)分別做豎直上拋運(yùn)動(dòng),可直接應(yīng)用豎直上拋運(yùn)動(dòng)關(guān)系求解。物體豎直上拋?zhàn)鰟驕p速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)A、B點(diǎn)距地面高度分別為xA和xB,根據(jù)位移公式x=v0t則有xA=v0t解得物體兩次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)所用時(shí)間分別為t1兩次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的時(shí)間差為tA=t2-t1同理物體兩次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的時(shí)間差為tB由解得xB-xA答案15(12分)短跑運(yùn)動(dòng)員完成100 m賽跑的過(guò)程可簡(jiǎn)化為勻加速運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段。一次比賽中,某運(yùn)動(dòng)員用11.00 s跑完全程。已知運(yùn)動(dòng)員在加速階段的第2 s內(nèi)通過(guò)的距離為 7.5 m,求該運(yùn)動(dòng)員的加速度及在加速階段通過(guò)的距離。解析:根據(jù)題意,在第1 s和第2 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員都做勻加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)員在勻加速階段的加速度為a,在第1 s和第2 s內(nèi)通過(guò)的位移分別為x1和x2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得x1x1+x2式中t0=1 s。聯(lián)立兩式并代入已知條件,得a=5 m/s2設(shè)運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v;跑完全程的時(shí)間為t,全程的距離為x。依題意及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,得t=t1+t2v=at1x設(shè)加速階段通過(guò)的距離為x',則x'聯(lián)立式,并代入數(shù)據(jù)得x'=10 m。答案:5 m/s210 m16(12分)一質(zhì)點(diǎn)從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),第1 s內(nèi)以加速度a1=2 m/s2做勻變速直線運(yùn)動(dòng),第2 s內(nèi)以加速度a2=-2 m/s2做勻變速直線運(yùn)動(dòng),第3 s內(nèi)又以加速度a1=2 m/s2做勻變速直線運(yùn)動(dòng),第4 s內(nèi)又以加速度a2=-2 m/s2做勻變速直線運(yùn)動(dòng),如此周期性地反復(fù)下去。(1)在如圖所示的坐標(biāo)上作出前4 s內(nèi)的速度圖線(要求寫出必要的計(jì)算過(guò)程,標(biāo)出坐標(biāo)軸的物理量和單位,坐標(biāo)分度數(shù)值)。(2)求質(zhì)點(diǎn)在99 s末的瞬時(shí)速度。(3)求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)100 s時(shí)間內(nèi)的位移。解析:(1)第1 s末的瞬時(shí)速度v1=a1t=2 m/s第2 s末的瞬時(shí)速度v2=v1+a2t=0第3 s末的瞬時(shí)速度v3=a1t=2 m/s第4 s末的瞬時(shí)速度v4=v3+a2t=0圖象如圖所示。(2)由v-t圖象可知,該運(yùn)動(dòng)具有周期性,99 s末的瞬時(shí)速度應(yīng)與第1 s末的瞬時(shí)速度相同,即v99=2 m/s。(3)由圖象可知,前2 s內(nèi)的位移為x2m=2 m,則100 s內(nèi)總位移x100=50x2=100 m。答案:(1)見(jiàn)解析(2)2 m/s(3)100 m