2018-2019学年高一物理人教版必修一：匀变速直线运动的研究单元检测试题.doc

2018学年高一物理人教版必修一：匀变速直线运动的研究单元检测一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1. 伽利略在研究自由落体运动时，主要遇到了两个问题：无测量瞬时速度的工具；无精确的计时仪器，关于伽利略解决上述问题的办法，下列说法正确的是（）A. 利用光滑的斜面解决了问题B. 利用x t替代v t解决了问题C. 利用x t2替代v t解决了问题D. 利用斜面上小球的运动替代自由落体运动，同时利用滴水法测定时间解决了问题2. 如图所示，是一质点做直线运动的位移S和时间平方t2的关系图象，则该质点( )A. 质点的加速度大小为1m/s2B. 02S内的位移为2mC. 物体做匀速直线运动，其速度大小为1m/sD. 2s末的速度是4m/s3. 某汽车以10m/s的速度沿平直公路行驶，因前方有障碍物，刹车后获得大小为4 m/s2的加速度，刹车后3 s内，汽车走过的路程为( )A. 0.5 mB. 12m C. 12.5 mD. 15 m4. 一辆汽车在平直公路上做刹车实验，汽车的运动可看作匀变速直线运动，从0时刻起汽车运动过程中的位移与速度的关系式为x(100.1 )m，则下列分析正确的是（ ）A. 上述过程的加速度大小为10 m/s2B. 刹车过程持续的时间为5 sC. 0时刻的初速度为10 m/sD. 刹车全过程的位移为5 m5. A，B，C三点在同一直线上，一个物体自A点从静止开始作匀加速直线运动，经过B点时的速度为v，到C点时的速度为2v，则AB与BC两段平均速度大小之比是( ).A. 1:4B. 1:3C. 1:2D. 1:16. 一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中自由下落了3s，如果不考虑空气阻力，则悬崖的高度约是（g取10m/s2）（）A. 30mB. 45mC. 60mD. 90m7. 一同学将一小石子从二楼墙边释放，在地面上的另一同学用一架单反照相机正对墙面拍下了小石子落地前的照片，由于小石子的运动，它在照片上留下一条模糊的径迹AC，如图所示已知照相机使用的光圈（控制进光量的多少）是16，快门（曝光时间）是s，每块砖的平均厚度约为5cm，g取10m/s2由这些信息可以估算小石子落到B点附近的速度约为（）A. 9m/sB. 8m/sC. 6m/sD. 3m/s8. 某同学用手表估测火车的加速度，他先观测60s，发现火车前进了300m；隔60s后又观测20s，发现火车前进了400m，如果火车在这140s内做匀加速直线运动，则火车的加速度为（）A. 0.25m/s2B. 0.17m/s2C. 0.15m/s2D. 0.03m/s29. 某物体自斜面顶端从静止开始匀加速下滑，经过1秒到达斜面中点，从斜面中点到达斜面底端的时间是（）A. 秒B. -1秒C. 秒D. 秒10. 在同一水平面上有A、B两物体，相距s=7m，A在后B在前，A以vA=4m/s向右作匀速直线运动，此时B的瞬时速度为vB=10m/s，方向也向右，且以加速度a=2m/s2作匀减速直线运动到停止运动从此位置开始计时，A追上B所需时间为（）A. 7sB. 8sC. 9sD. 10s二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）11. 甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后，甲车在后，乙车在前，初始时刻两车相距s=6m，两车运动的过程如图所示,则下列表述正确的是A. 当t=2s时甲车已经超过乙车一次B. 当t=4s时甲车在乙车前方2m处C. 两车有两次相遇D. 两车有三次相遇12. 如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别为h1h2h3321.若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则() A. 三者到达桌面时的速度大小之比是1B. 三者运动时间之比为321C. b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差D. 三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比13. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第三个T内的位移是3 m，第三个T终了时的瞬时速度是3 m/s，则（）A. 物体的加速度是3 m/s2 B. 物体在第一个T终了时的瞬时速度为1 m/sC. 时间间隔为1 sD. 物体在第一个T时间内的位移为0.6 m14. 做匀减速直线运动的质点，它的加速度大小为a，初速度大小为v0，经过时间t速度减小到零，则它在这段时间内的位移大小下列式子表示正确的是()A. at2B. v0tC. D. v0tat215. 一辆汽车从静止开始由甲地出发，沿平直公路开往乙地.汽车先做匀加速运动.接着做匀减速运动，开到乙地刚好停止。其速度图像如图所示，那么在03和3t4两段时间内（）A. 位移大小之比为31B. 加速度大小比为31C. 平均速度大小之比为31D. 平均速度大小之比为11三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）16. 研究匀变速直线运动的实验中，打点计时器采用的是_（选“交流”或“直流”）电源；如图示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，两个计数点间还有四个点未画出，则C点的瞬时速度为_m/s，小车运动的加速度为_m/s2（结果均保留两位有效数字）四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）17. 从离地500m的空中静止自由落下一个小球，取g=10m/s2，求：（1）经过多少时间落到地面；（2）小球落地前最后1s内的位移18. 某地出现雾霾天气，能见度只有200m，即看不到200m以外的情况，A、B两辆汽车沿同一公路同向行驶，A车在前，速度vA=10m/s，B车在后，速度vB=30m/sB车在距A车200m处才发现前方的A车，这时B车立即以最大加速度a=0.8m/s2刹车问：（1）如果B车以最大加速度减速，能见度至少达到多少米才能保证两车不相撞？（2）如果B车以最大加速度减速，同时开始按喇叭，10s后，A车发现后，立即加速前进则A车的加速度至少多大时才能避免与B车相撞？19. 在平直公路上，一汽车的速度为15m/s从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车做匀减速运动的加速度大小为3m/s2求：（1）刹车后3s末汽车的速度； （2）汽车速度减为零所经历的时间； （3）刹车后8s内汽车的位移答案和解析1.【答案】D【解析】【分析】了解其研究过程、采用的方法以及其科学的思维即可正确解答本题。本题考查了伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法，要注意明确伽利略对自由落体规律的研究为我们提供正确的研究物理的方法、思路、理论，他创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法。【解答】AB.在伽利略时代，没有先进的计时仪器，因此伽利略让小球从斜面上滚下来用米“冲淡”重力，即利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题，故AB错误；CD.在伽利略时代，技术不够发达，无法直接测定瞬时速度，所以不可能直接得到速度的变化规律，但是伽利略利用滴水法测定时间，通过数学运算得出结论：如果物体的初速度为零，而且x与t平方的成正比，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化，小球是否做匀变速运动，故C错误，D正确。故选D。2.【答案】D【解析】【分析】根据x和时间平方t2的关系图象写出函数关系式，进而求出加速度，位移等，注意平均速度等于位移除以时间。本题关键是能根据图象写出函数表达式，从而求出加速度，再根据运动学公式进行分析求解即可。【解答】A.根据位移公式可得：，对比关系图象可知，v0=0；，解得a=2m/s2，故A错误；B.由图可知，s内的位移为2m，故B错误；C.根据图像可知，物体做匀加速直线运动，故C错误；D.由v=at可知，2s末的速度v=at=22m/s=4m/s，故D正确。故选D。3.【答案】C【解析】【分析】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出速度减为零的时间，采用逆向思维，结合运动学公式求出刹车后第3s内的汽车的路程。本题考查了运动学中的刹车问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动。【解答】由匀变速直线运动规律解得汽车速度减为零的时间为：，则刹车后3s内的位移等于2.5s内的位移，采用逆向思维，有：，故C正确，ABD错误。故选C。4.【答案】C【解析】【分析】由位移与速度的关系式为x(100.1v2) m可知刹车时初速度和加速度，就可判断刹车时间，从而可求刹车位移。 解决本题的关键知道汽车刹车停止后不再运动，以及掌握匀变速直线运动的速度时间公式t和速度位移公式。【解答】AC.根据公式可得：，对比位移与速度的关系式为x(100.1v2) m可得 刹车初速度和加速度为，故A错误，C正确； 由公式v=v0+at可得： B.刹车时间，故B错误； D.刹车位移为，故D错误。故选C。5.【答案】B【解析】对AB过程，由匀变速直线运动的速度与位移的关系式可得，解得；对BC过程，由匀变速直线运动的速度与位移的关系式可得，解得，所以AB与BC的位移大小之比为1：3，由，则AB与BC两段平均速度大小之比是1:3故选B6.【答案】B【解析】解：如果不考虑空气阻力，则人做自由落体运动，悬崖的高度：h=45m，故B正确，A、C、D错误。故选：B。自由落体运动做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，结合位移时间公式估算悬崖的高度。解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合位移时间公式进行求解，基础题。7.【答案】A【解析】解：由图可以看出，在曝光的时间内，物体下降了大约有三层砖的厚度，即：x=3d=30.05m=0.15m，曝光时间为：t=， B点的速度等于AC段的平均速度：，故A正确，BCD错误； 故选：A 根据照片上痕迹的长度，可以估测在曝光时间内物体下落的距离，由此可以估算出AC段的平均速度的大小，得到B点的瞬时速度大小 由于AC的运动时间很短，我们可以用AC段的平均速度来代替B点的瞬时速度，由此再来计算下降的高度就很容易了，通过本题一定要掌握这种近似的方法8.【答案】C【解析】解：第一个60s内中间时刻的瞬时速度：v1=5m/s， 20s内中间时刻的瞬时速度：v2=20m/s， 两个时刻之间的时间间隔为：t=30+60+10=100s， 加速度为：a=0.15m/s2； 故选：C 某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可以求出第一个3分钟内中间时刻的瞬时速度，再求出1分钟内中间时刻的瞬时速度，根据加速度定义式求出加速度 解决本题的关键掌握掌握匀变速直线运动的推论：某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度9.【答案】B【解析】解：令物体下的加速度为a，斜面长度为L，滑到中点的时间t1=1s，则由题意有： 由得： 故选：B 初速度为零的匀加速直线运动，根据位移比得时间比，求得下滑全程的时间与下滑半程的时间比，由此可得 正确掌握初速度为0的匀加速直线运动的位移时间关系，注意位移与时间的二次方成正比10.【答案】B【解析】解：B速度减为0后停在那边等A， 则B运动的位移为s=25m 所以A运动的时间为t=s=8s 故选：B B速度减为0后停在那边等A，根据运动学基本公式算出B的位移，则A运动的位移为B的位移加7m，即可求出A运动的时间； 本题主要考查了匀变速直线运动位移速度公式的直接应用，难度不大，属于基础题11.【答案】BD【解析】【分析】 根据速度的关系分析两车之间距离的变化，确定何时间距最大；根据图象与时间轴围成的面积可求出两车的位移，则可确定何时两车相遇。 能够根据两车的运动过程，了解两车在过程中的相对位置。 速度-时间图象中要注意观察三点：一点，注意横纵坐标的含义；二线，注意斜率的意义；三面，速度-时间图象中图形与时间轴围成的面积为这段时间内物体通过的位移。 【解答】A.根据图像可知，开始时乙车在前，甲车在后，0-2s，甲的位移为，乙的位移为,初始时刻甲车在后，乙车在前，初始时刻两车相距s=6m，故t=2s时，甲车刚好追上乙车，故A错误。 B.由前面分析48m-40m-6m=2m即甲车在乙车前方2m处，B正确； C.由前面分析t=4s之前相遇一次，之后当t=6s时，甲的位移为，乙的位移为 而开始出发时，甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距S=6m，所以当t=6s时两车相遇一次; t=6s后，由于乙的速度大于甲的速度，乙又跑到前面，8s后，由于甲的速度大于乙的速度，两车还会发生第三次相遇，故C错误，D正确。 故选BD。 12.【答案】AC【解析】【分析】三个小球均做自由落体运动，则由自由落体的运动规律得出通式，则可求得各项比值。自由落体运动由于是初速度为零的匀加速直线运动，在公式应用中有一定的便利，故一般会在过程上有些复杂，解题时要注意过程的分析。【解答】A.设h3=h，则由v2=2gh，得,得到达桌面时的速度之比：，故A正确；B.由得三者运动时间之比：，故B错误；C.b与a开始下落时间差c与b开始下落时间差，b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差，故C正确；D.三个小球的加速度与重力和质量无关，等于重力加速度，故D错误。故选AC。13.【答案】BD【解析】【分析】第三个T内的位移等于3T内的位移减去2T内的位移，根据位移公式写出第三个T内的位移表达式，再根据速度时间公式写出第三个T末的速度表达式v=a3T，联立方程求出加速度和时间间隔T根据速度公式v=aT求出第一个T末的速度，以及根据位移公式求出第一个T内的位移。解决本题的关键掌握速度时间公式v=v0+at，以及位移时间公式。【解答】AC.第三个T内的位移，第三个T末的瞬时速度v=a3T=3aT=3m/s，联立两个方程求解得：T=1.2s，加速度，故AC错误；B.第一个T末的速度v=aT=1m/s，故B正确；D.第一个T内的位移，故D正确； 故选BD。14.【答案】ACD【解析】【分析】物体做匀减速直线运动，结合运动学公式和推论求出物体的位移。解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，基础题。【解答】物体做匀减速直线运动，根据位移时间公式有，或采用逆向思维，;根据匀变速直线的速度位移公式得，；根据匀变速直线运动的平均速度推论，故ACD正确，B错误。故选ACD。15.【答案】AD【解析】【分析】根据速度图象的斜率等于加速度求解加速度之比速度图象与坐标轴所围“面积”等于位移大小，由几何知识求解位移大小之比根据匀变速直线运动的平均速度公式求解平均速度之比。本题只要抓住速度图象的两个数学意义就能正解作答：斜率等于加速度，“面积”等于位移大小。【解答】A.根据“面积”等于位移大小，则有位移之比为，故A正确；B.根据速度图象的斜率等于加速度大小，则有在03t0和3t04t0两段时间内加速度大小之比为：，故B错误；CD.匀变速运动的平均速度大小之比为.，故C错误，D正确。故选AD。16.【答案】交流 0.20 0.50【解析】【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出C点的速度，即C点的速度等于BD段得平均速度；根据连续相等时间内位移之差是一恒量，求出加速度对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用，较简单。【解答】 电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器，工作电压4V6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点；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0.1s；据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得C点速度为：，匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数即，则有：。故填：交流；0.20；0.50。17.【答案】解（1）由h=得：t=10 s（2）从开始运动起前9 s内的位移为：x9=1092m =405 m所以最后1 s内的位移为：x10=x-x9=500m-405m=95 m答：（1）经过10s小球落地（2）最后一秒内的位移为95m【解析】（1）根据h=求出小球落地的时间（2）最后一秒内的位移等于高度减去前（t-1）s内的位移解决本题的关键掌握自由落体运动的规律，灵活运用运动学公式进行求解18.【答案】解：（1）设经过t时间两车速度相等，根据vA=vB-at，解得：t=，则两车相距的最近距离为：，代入数据解得：s=250m（2）10s后，B车的速度为：vB1=30-0.810m/s=22m/s，此时两车的距离为：=m=40m，设A车的加速度大小至少为a，10s后速度相等需经历的时间t，有：vB1-at=vA+at，代入数据联立两式解得：a=1m/s2 答：（1）如果B车以最大加速度减速，能见度至少达到250米才能保证两车不相撞；（2）A车的加速度至少1m/s2时才能避免与B车相撞【解析】（1）根据速度时间公式求出两车速度相等经历的时间，根据速度相等时两车的位移关系求出两车恰好不相撞应保持的距离 （2）当B车在刹车的同时发出信号后，B车做匀减速运动，A车做匀速，10s后收到信号才加速前进由速度公式表示出相遇但不相撞的速度关系，由两车的位移表示出两车的位移关系，最终确定A车的加速度多大时才能避免事故 本题考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，结合临界状态，运用运动学公式进行求解，难度中等19.【答案】解：（1）刹车后3s末的速度v3=v0+at3=15-33m/s=6m/s（2）汽车速度减为零的时间（3）刹车后8s内的位移等于5s内的位移，则x=答：（1）刹车后3s末汽车的速度为6m/s（2）汽车速度减为零所经历的时间为5s（3）刹车后8s内汽车的位移为37.5m【解析】（1）根据速度时间公式求出刹车后3s末的速度 （2）根据速度时间公式求出汽车速度减为零的时间 （3）判断汽车是否停止，结合位移公式求出刹车的位移 本题考查了运动学中的刹车问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动，结合平均速度推论进行求解，基础题