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(全國(guó)通用版)2022-2023高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究章末檢測(cè)試卷 新人教版必修1

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1、(全國(guó)通用版)2022-2023高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究章末檢測(cè)試卷 新人教版必修1 一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分.其中1~8題為單項(xiàng)選擇題,9~12題為多項(xiàng)選擇題.全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,錯(cuò)選和不選的得0分) 1.物體在做勻減速直線運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)方向不變),下面結(jié)論正確的是(  ) A.加速度越來越小 B.加速度方向總與運(yùn)動(dòng)方向相反 C.位移隨時(shí)間均勻減小 D.速率隨時(shí)間有可能增大 答案 B 解析 勻減速直線運(yùn)動(dòng)加速度不變,A錯(cuò);加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向同向時(shí)加速,反向時(shí)減速,B對(duì);單方向減速的過程中位移越來越大,C錯(cuò);單方向勻減速到零

2、之前速率越來越小,D錯(cuò). 【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 【題點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 2.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=24t-1.5t2 (m),根據(jù)這一關(guān)系式可以知道,物體速度為零的時(shí)刻是(  ) A.1.5 s B.8 s C.16 s D.24 s 答案 B 【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 【題點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的應(yīng)用 3.如圖1所示,甲、乙兩物體從地面上某點(diǎn)正上方不同高度處,同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng).已知甲的質(zhì)量比乙的質(zhì)量大,下列說法正確的是(  ) 圖1 A.甲、乙可能在空中相撞 B.甲、乙落地時(shí)的速度相等 C.下落過程中,甲、乙速度

3、變化的快慢相同 D.從開始下落到落地,甲、乙的平均速度相等 答案 C 解析 物體做自由落體運(yùn)動(dòng),加速度為g,與物體的質(zhì)量無關(guān),下落過程中,甲、乙速度變化的快慢相同,甲、乙不可能在空中相撞,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;根據(jù)v2=2gh,物體落地時(shí)的速度v=,故兩物體到達(dá)地面時(shí)速度不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由平均速度==知兩物體平均速度也不相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 【題點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)公式的應(yīng)用 4.汽車從靜止開始以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度達(dá)到v后立即以大小為a的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到靜止.在整個(gè)加速階段和整個(gè)減速過程中,下列物理量不相同的是(  ) A.位移

4、 B.時(shí)間 C.加速度 D.平均速度 答案 C 解析 汽車加速階段加速度為a,減速階段加速度為-a,故加速度不同;加速階段1=,減速階段2=,故兩段平均速度相同;由v=at1=at2得t1=t2;由x=t得x1=x2,故選C. 【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 【題點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 5.若一物體從火星表面豎直向上拋出(不計(jì)空氣阻力,物體只受重力時(shí)的加速度為重力加速度)時(shí)的位移—時(shí)間(x-t)圖象如圖2所示,則有(  ) 圖2 A.該物體上升的時(shí)間為10 s B.火星表面的重力加速度為1.6 m/s2 C.該物體被拋出時(shí)的初速度為50 m/s D.該物體落到火星

5、表面時(shí)的速度為16 m/s 答案 B 解析 由題圖讀出,物體上升的最大高度為h=20 m,上升的時(shí)間為t=5 s. 根據(jù)上升和下落的對(duì)稱性知,對(duì)于下落過程,由h=gt2得:g== m/s2=1.6 m/s2; 該物體被拋出時(shí)的初速度為v0=gt=8 m/s,故A、C錯(cuò)誤,B正確.根據(jù)對(duì)稱性可知,該物體落到火星表面時(shí)的速度大小與初速度大小相等,也為8 m/s,故D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)圖象的意義及應(yīng)用 【題點(diǎn)】x-t圖象的意義及應(yīng)用 6.一可視為質(zhì)點(diǎn)的物體以初速度v0=20 m/s從斜面底部沿光滑斜面勻減速向上滑動(dòng),當(dāng)上滑距離x0=30 m時(shí),速度減為10 m/s,物體恰滑到斜面頂部

6、速度為零,則斜面長(zhǎng)度為(  ) A.40 m B.50 m C.32 m D.60 m 答案 A 解析 根據(jù)v2-v02=2ax,得加速度為a== m/s2=-5 m/s2,物體到達(dá)斜面頂部時(shí)速度為0,則斜面長(zhǎng)度L==40 m,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】速度與位移關(guān)系的理解與應(yīng)用 【題點(diǎn)】速度與位移關(guān)系的應(yīng)用 7.一可視為質(zhì)點(diǎn)的物體以一定的初速度v0從斜面底端A點(diǎn)沖上固定的光滑斜面,到達(dá)斜面最高點(diǎn)C時(shí)速度恰為零,如圖3所示.已知物體第一次運(yùn)動(dòng)到距斜面底端為斜面長(zhǎng)度處的B點(diǎn)時(shí),所用時(shí)間為t,求物體從B滑到C所用的時(shí)間為(  ) 圖3 A.2t B.0.

7、5t C.t D.4t 答案 C 解析 方法一 逆向思維法 物體向上勻減速?zèng)_上斜面,相當(dāng)于向下勻加速滑下斜面. 故xBC=at,xAC=a(t+tBC)2 又xBC=xAC 解得tBC=t. 方法二 比例法 對(duì)于初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),在連續(xù)相等的時(shí)間里通過的位移之比為: x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1) 因xBC∶xBA=∶=1∶3 通過xBA的時(shí)間為t,故通過xBC的時(shí)間tBC=t. 方法三 平均速度法 利用教材中的推論:中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度. AC== 又v02=2axAC vB2=2axBC xBC=

8、xAC 聯(lián)立得vB=. 可以看出vB正好等于AC段的平均速度,因此B點(diǎn)是中間時(shí)刻的位置,因此有tBC=t, 方法四 圖象面積法 利用相似三角形面積之比等于對(duì)應(yīng)高的平方比的方法,作出v-t圖象,如圖甲所示. = 且S△AOC=4S△BDC,xBD=atBC, xAO=a(t+tBC) 所以= 解得tBC=t. 方法五 利用有關(guān)推論 對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),通過連續(xù)相等的各段位移所用的時(shí)間之比 t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶(2-)∶…∶(-) 現(xiàn)將整個(gè)斜面分成相等的四段,如圖乙所示. 設(shè)通過BC段的時(shí)間為tx,那么通過BD、DE、

9、EA的時(shí)間分別為 tBD=(-1)tx,tDE=(-)tx,tEA=(2-)tx, 又tBD+tDE+tEA=t, 解得tx=t. 【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 【題點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 8.甲、乙兩個(gè)物體在同一時(shí)刻沿同一直線運(yùn)動(dòng),它們的速度—時(shí)間圖象如圖4所示,下列有關(guān)說法正確的是(  ) 圖4 A.在4~6 s內(nèi),甲、乙兩物體的加速度大小相等、方向相反 B.前6 s內(nèi)甲通過的路程更大 C.前4 s內(nèi)甲、乙兩物體的平均速度相等 D.甲、乙兩物體一定在2 s末相遇 答案 B 解析 由題中圖線可知在4~6 s內(nèi),甲、乙兩物體的加速度大小相等、方向

10、相同,A錯(cuò)誤;由速度-時(shí)間圖線與時(shí)間軸所圍圖形的面積表示位移可知,前6 s內(nèi)甲通過的路程大于乙,B正確;前4 s內(nèi)甲= m/s,乙= m/s,甲≠乙,C錯(cuò)誤;因?yàn)槌跷恢脹]有告知,所以甲、乙兩物體不一定在2 s末相遇,若在同一位置出發(fā),則相遇,D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)圖象的意義及應(yīng)用 【題點(diǎn)】v-t圖象的意義及應(yīng)用 9.物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).已知第4 s內(nèi)與第2 s內(nèi)的位移之差是12 m.則可知(  ) A.第1 s內(nèi)的位移為3 m B.第2 s末的速度為8 m/s C.物體運(yùn)動(dòng)的加速度為2 m/s2 D.物體在第5 s內(nèi)的平均速度為27 m/s 答案 AD 解析 根據(jù)

11、x4-x2=2aT2得,物體運(yùn)動(dòng)的加速度a== m/s2=6 m/s2,則第1 s內(nèi)的位移x1=at12=×6×12 m=3 m,故A正確,C錯(cuò)誤;第2 s末的速度v2=at2=6×2 m/s=12 m/s,故B錯(cuò)誤;物體在第5 s內(nèi)的位移x5=at52-at42=×6×25 m-×6×16 m=27 m,則物體在第5 s內(nèi)的平均速度== m/s=27 m/s,故D正確. 【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 【題點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 10.如圖5所示,將一小球從豎直磚墻的某位置由靜止釋放,用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光,得到了圖中1、2、3、4、5所示的小球運(yùn)動(dòng)過程中

12、每次曝光時(shí)的位置.已知連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為T,每塊磚的厚度均為d.根據(jù)圖中的信息,下列判斷正確的是(  ) 圖5 A.位置1是小球釋放的初始位置 B.位置1不是小球釋放的初始位置 C.小球下落的加速度為 D.小球在位置3的速度為 答案 BCD 解析 小球做自由落體運(yùn)動(dòng),從靜止開始運(yùn)動(dòng)的連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶7∶…,而題圖中位移之比為2∶3∶4∶5,故位置1不是小球釋放的初始位置,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由Δx=aT2知a=,選項(xiàng)C正確;v3==,選項(xiàng)D正確. 【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 【題點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推論 11.一個(gè)物體以初速度1 m/

13、s做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后速度增大為7 m/s,則(  ) A.該加速過程中物體平均速度為4 m/s B.物體在該運(yùn)動(dòng)過程位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度為4 m/s C.將該過程分為兩段相等時(shí)間,則物體先后兩段相等時(shí)間內(nèi)的位移之比是5∶11 D.將該過程分為兩段相等位移,則物體先后兩段位移所用時(shí)間之比是1∶(-1) 答案 AC 解析 該加速過程的平均速度== m/s=4 m/s,故A正確;物體在該運(yùn)動(dòng)過程位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度== m/s=5 m/s,故B錯(cuò)誤;將該過程分為兩段相等時(shí)間,前一半時(shí)間的位移x1=·=·=·,后一半時(shí)間的位移x2=·=·=·,則物體先后兩段相等時(shí)間內(nèi)的位移之比=

14、,故C正確;前一半位移平均速度1== m/s=3 m/s,后一半位移的平均速度2== m/s=6 m/s,根據(jù)t=,得時(shí)間與平均速度成反比,==,故D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 【題點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 12.下列給出的四組圖象中,能夠反映同一直線運(yùn)動(dòng)的是(  ) 答案 BC 解析 A、B選項(xiàng)中左圖表明0~3 s內(nèi)物體勻速運(yùn)動(dòng),位移應(yīng)正比于時(shí)間,加速度為零,3~5 s內(nèi)物體勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小a==2 m/s2,A錯(cuò),B對(duì);C、D選項(xiàng)中左圖0~3 s位移不變,表示物體靜止(速度為零,加速度為零),3~5 s內(nèi)位移與時(shí)間成正比,表示物體勻速運(yùn)動(dòng),

15、v==2 m/s,a=0,C對(duì),D錯(cuò). 【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)圖象的意義及應(yīng)用 【題點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)圖象的綜合應(yīng)用 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共14分) 13.(8分)某學(xué)生利用“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)量一個(gè)質(zhì)量為m=50 g的重錘下落時(shí)的加速度值,該學(xué)生將重錘固定在紙帶下端,讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示. 圖6 (1)以下是該同學(xué)正確的實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算過程,請(qǐng)?zhí)顚懫渲械目瞻撞糠郑? ①實(shí)驗(yàn)操作:________,釋放紙帶,讓重錘自由落下,_________________________ ________________________________________

16、_________________________________. ②取下紙帶,取其中的一段標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖7所示,測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為x1=2.60 cm,x2=4.14 cm,x3=5.69 cm,x4=7.22 cm,x5=8.75 cm,x6=10.29 cm,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)間隔T=0.02 s,則重錘運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為a=________,代入數(shù)據(jù),可得加速度a=________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字). 圖7 (2)該同學(xué)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),重錘下落時(shí)的加速度比實(shí)際的重力加速度小,為了有效地縮小這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的加速度與實(shí)際的重力加速度之差,請(qǐng)你提

17、出一個(gè)有效的改進(jìn)方法:_______. 答案 (1)①接通電源 實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源 ② 9.60 (2)將重錘換成較大質(zhì)量的重錘(或者采用頻閃照相法) 解析 (1)①實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再釋放紙帶,實(shí)驗(yàn)結(jié)束,應(yīng)立即關(guān)閉電源. ②由逐差法求解重錘下落的加速度: a==≈9.60 m/s2. (2)重錘下落時(shí)的加速度比實(shí)際的重力加速度小,是因?yàn)橹劐N下落時(shí)所受空氣阻力過大或者紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦阻力過大.為了有效地縮小這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的加速度與實(shí)際的重力加速度之差,可以將重錘換成較大質(zhì)量的重錘(或者采用頻閃照相法). 【考點(diǎn)】實(shí)驗(yàn):研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 【題點(diǎn)】用逐

18、差法求加速度 14.(6分)如圖8所示,為測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)小車的加速度,將寬度為b的擋光片A和B固定在小車上,測(cè)得二者間距為d. 圖8 (1)當(dāng)小車勻加速經(jīng)過光電門時(shí),測(cè)得擋光片A、B先后經(jīng)過光電門的時(shí)間分別為Δt1、Δt2,則小車的加速度a=________. (2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采取的方法是________. A.增大寬度b B.減小寬度b C.增大間距d D.減小間距d 答案 (1)[-] (2)BC 解析 (1)小車通過兩光電門的速度分別為vA=,vB=,根據(jù)vB2-vA2=2ad,得a=[-]. (2)本實(shí)驗(yàn)測(cè)速度的原理是用擋光片通過光電門時(shí)的平

19、均速度代替瞬時(shí)速度,所以擋光片通過光電門的時(shí)間越短,即寬度越小,誤差越??;另外兩擋光片間的距離越大,誤差越小,B、C正確. 【考點(diǎn)】實(shí)驗(yàn):研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 【題點(diǎn)】創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 三、計(jì)算題(本題共4小題,共38分) 15.(8分)一做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,落地時(shí)速度為50 m/s,不計(jì)空氣阻力(g取10 m/s2),求: (1)物體是從多高的地方開始下落的? (2)物體下落過程所用的時(shí)間. (3)物體落地前最后1 s的初速度大小. 答案 (1)125 m (2)5 s (3)40 m/s 解析 (1)由v2=2gh得:h== m=125 m (2)由v=gt

20、得:t== s=5 s (3)最后1 s的初速度即開始下落4 s后的末速度 v′=gt′=10×4 m/s=40 m/s. 【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 【題點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的應(yīng)用 16.(8分)如圖9所示,自屋檐自由落下的一個(gè)小球在Δt=0.25 s內(nèi)通過高度為Δh=2 m的窗口,求窗口的上沿距屋檐的高度?(g取10 m/s2) 圖9 答案 2.28 m 解析 設(shè)窗口上沿離屋檐的距離為x,球落到窗口上沿處的速度為v1,落到窗口下沿處的速度為v2,根據(jù)v=gt得v1=gt1,v2=g(t1+Δt) 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v22-v12=2gΔh 代入得g2(t1+

21、Δt)2-g2t12=2g·Δh 代入數(shù)據(jù):Δt=0.25 s,Δh=2 m,g=10 m/s2,解得t1=0.675 s. 所以x=gt12=×10 m/s2×(0.675 s)2≈2.28 m. 【考點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 【題點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)公式的應(yīng)用 17.(10分)甲、乙兩車從同一地點(diǎn)出發(fā)同向運(yùn)動(dòng),其v-t圖象如圖10所示.試計(jì)算: 圖10 (1)從乙車開始運(yùn)動(dòng)多少時(shí)間后兩車相遇? (2)相遇處距出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)? (3)相遇前兩車的最大距離是多少? 答案 (1)4.83 s (2)17.5 m (3)3 m 解析 從題圖知兩車初速度是v0=0,甲、乙兩車的加

22、速度分別為a1== m/s2,a2== m/s2,做勻加速運(yùn)動(dòng). (1)兩車相遇時(shí)位移相等,設(shè)乙車運(yùn)動(dòng)t時(shí)間后兩車相遇, 則甲、乙的位移分別為x1=a1(t+2 s)2,x2=a2t2, 由于x1=x2,所以a1(t+2 s)2=a2t2, 代入數(shù)據(jù)解得t′=(2-2) s(舍去),t=(2+2) s≈4.83 s. (2)相遇點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的距離x2=a2t2=××4.832 m≈17.5 m. (3)由題圖可知甲車行駛t4=4 s時(shí)兩車速度相等,此時(shí)兩車距離最大,Δx=x甲-x乙=××42 m-××22 m=3 m. 【考點(diǎn)】v-t圖象的進(jìn)一步理解 【題點(diǎn)】v-t圖象的進(jìn)一步理

23、解(用v-t圖象分析追及相遇問題) 18.(12分)一輛值勤的警車停在平直的公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以10 m/s的速度勻速行駛的貨車嚴(yán)重超載時(shí),決定前去追趕,經(jīng)過5.5 s后警車發(fā)動(dòng)起來,并以2.5 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),但警車的行駛速度必須控制在90 km/h以內(nèi).問: (1)警車在追趕貨車的過程中,兩車間的最大距離是多少? (2)判斷警車在加速階段能否追上貨車?(要求通過計(jì)算說明) (3)警車發(fā)動(dòng)后要多長(zhǎng)時(shí)間才能追上貨車? 答案 (1)75 m (2)不能 (3)12 s 解析 (1)警車在追趕貨車的過程中,當(dāng)兩車速度相等時(shí),它們間的距離最大,設(shè)警車發(fā)動(dòng)后經(jīng)過t

24、1時(shí)間兩車的速度相等,則 t1= s=4 s x貨=(5.5+4)×10 m=95 m x警=at12=×2.5×42 m=20 m 所以兩車間的最大距離為Δx=x貨-x警=75 m. (2)v0=90 km/h=25 m/s,當(dāng)警車剛達(dá)到最大速度時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2= s=10 s x貨′=(5.5+10)×10 m=155 m x警′=at22=×2.5×102 m=125 m. 因?yàn)閤貨′>x警′,故警車在加速階段不能追上貨車. (3)警車剛達(dá)到最大速度時(shí)兩車距離 Δx′=x貨′-x警′=30 m 警車達(dá)到最大速度后做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)再經(jīng)過Δt時(shí)間追趕上貨車,則: Δt==2 s, 所以警車發(fā)動(dòng)后要經(jīng)過t=t2+Δt=12 s才能追上貨車. 【考點(diǎn)】追及相遇問題 【題點(diǎn)】能否追上及“最值距離”分析

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