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1、2020新課標(biāo)同步導(dǎo)學(xué)高一物理練習(xí):2.4(滬科版必修1)
(本欄目?jī)?nèi)容,在學(xué)生用書中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂!)
一、選擇題
1.2020年3月29日,中國(guó)女子冰壺隊(duì)首次奪得世界冠軍,如右圖所
示一冰壺以速度v垂直進(jìn)入三個(gè)矩形區(qū)域做勻減速運(yùn)動(dòng),且剛要離開第三個(gè)距形區(qū)域時(shí)速度恰好為零,則冰壺依次進(jìn)入每個(gè)矩形區(qū)域時(shí)的速度之比和穿過(guò)每個(gè)矩形區(qū)域所用的時(shí)間之比分別是( )
A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B.v1∶v2∶v3=∶∶1
C.t1∶t2∶t3=1∶∶
D.t1∶t2∶t3=(-)∶(-1)∶1
【解析】 因?yàn)楸鶋刈鰟驕p速運(yùn)動(dòng),且末速度為零,故可以看做反向勻加速直線運(yùn)
2、動(dòng)來(lái)研究.初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中連續(xù)三段相等位移的時(shí)間之比為1∶(-1)∶(-),故所求時(shí)間之比為(-)∶(-1)∶1,所以選項(xiàng)C錯(cuò),D正確;由v=at可得初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中的速度之比為1∶∶,則所求的速度之比為∶∶1,故選項(xiàng)A錯(cuò),B正確,所以正確選項(xiàng)為B、D.
【答案】 BD
2.某同學(xué)在學(xué)習(xí)了動(dòng)力學(xué)知識(shí)后,繪出了一個(gè)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度a、速度v、位移s隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,若該物體在t=0時(shí)刻,初速度均為零,則下列圖象中表示該物體沿單一方向運(yùn)動(dòng)的圖象是( )
【解析】 A項(xiàng)位移正負(fù)交替,說(shuō)明物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng);B項(xiàng)物體先做勻加速運(yùn)動(dòng),再做勻減速運(yùn)動(dòng),然后做
3、反向勻加速運(yùn)動(dòng),再做反向勻減速運(yùn)動(dòng),周而復(fù)始;C項(xiàng)表示物體先做勻加速運(yùn)動(dòng),再做勻減速運(yùn)動(dòng),循環(huán)下去,物體始終單向運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)正確,D項(xiàng)從面積判斷物體速度有負(fù)值出現(xiàn),不是單向運(yùn)動(dòng).
【答案】 C
3.2020年06月02日18時(shí)18分,一輛無(wú)牌照柳州五十鈴雙排座汽車在長(zhǎng)荊鐵路湖北京山至天門間,違章?lián)屝幸唤箼C(jī)動(dòng)車通過(guò)的人行道口時(shí),與正在通過(guò)的宜昌至武昌的K 8086次火車相撞,造成9人死亡、4人重傷、5人輕傷的重大交通事故.已知汽車長(zhǎng)為L(zhǎng)1=5 m,車速為v1=15 m/s,離鐵路與公路的交叉點(diǎn)s1=175 m處.長(zhǎng)為L(zhǎng)2=300 m的火車離交叉點(diǎn)s2=200 m,車速為v2=20 m/s,若
4、汽車司機(jī)立刻使汽車減速,讓火車先通過(guò)交叉點(diǎn)而有可能避免此次事故的發(fā)生,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.火車駛過(guò)交叉點(diǎn)所用時(shí)間為10 s
B.要避免事故的發(fā)生,汽車減速的加速度至少為0.64 m/s2
C.要避免事故的發(fā)生,汽車減速的加速度至少為0.643 m/s2
D.已知死亡加速度為500 m/s2,若汽車司機(jī)未采取剎車措施,相撞時(shí)間為0.01 s,則會(huì)出現(xiàn)死亡事故
【解析】 火車駛過(guò)交叉點(diǎn)所用時(shí)間:t==25 s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若汽車在25 s內(nèi)的位移為s1=175 m,則:v1t-at2=s1,解得a=0.64 m/s2,此時(shí)由v=v1-at,得v=-1 m/s,因此汽車已經(jīng)在2
5、5 s前沖過(guò)了交叉點(diǎn),發(fā)生了事故,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;要使汽車安全減速,必須在小于25 s的時(shí)間內(nèi)汽車速度減小為零,這樣才能使它的位移小于175 m.由v=2as1得:a= m/s2,汽車減速的加速度至少為0.643 m/s2,選項(xiàng)C正確;由a==-1 500 m/s2,可知選項(xiàng)D正確.
【答案】 CD
4.下列所給的質(zhì)點(diǎn)位移圖象和速度圖象中能反映運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)回到初始位置是( )
【解析】 在位移圖象中,初、末位置的坐標(biāo)相同表示質(zhì)點(diǎn)能回到初始位置,故A對(duì)、C錯(cuò).在速度圖象中,正向位移和負(fù)向位移的大小相等表示質(zhì)點(diǎn)能回到初始位置,故B錯(cuò)、D對(duì).
【答案】 AD
5.城市汽車劇增,為了安全,行
6、駛的車與車之間必須保持一定的距離,這是因?yàn)閺鸟{駛員看見(jiàn)某一情況到采取制動(dòng)動(dòng)作的反應(yīng)時(shí)間里,汽車仍然要通過(guò)一段距離,這個(gè)距離稱為反應(yīng)距離,而從采取制動(dòng)動(dòng)作到汽車停止運(yùn)動(dòng)通過(guò)的距離稱為制動(dòng)距離。表中是在不同速度下的反應(yīng)距離和制動(dòng)距離的部分?jǐn)?shù)據(jù),根據(jù)分析計(jì)算,表中未給出的數(shù)據(jù)X、Y應(yīng)是( )
速度m/s
反應(yīng)距離m
制動(dòng)距離m
10
12
20
15
18
X
20
Y
80
25
30
125
A.X=40,Y=24 B.X=45,Y=24
C.X=50,Y=22 D.X=60,Y=22
【解析】 由已知條件可知,其反應(yīng)時(shí)間為1.2 s,加速度為-2.
7、5 m/s2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求得X=45 m,Y=24 m,故B正確,其余錯(cuò)誤.
【答案】 B
6.a(chǎn)、b兩個(gè)物體從同一地點(diǎn)同時(shí)出發(fā),沿同一方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng),若初速度不同,加速度相同,則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中( )
①a、b的速度之差保持不變?、赼、b的速度之差與時(shí)間成正比
③a、b的位移之差與時(shí)間成正比?、躠、b的位移之差與時(shí)間的平方成正比
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【答案】 C
7.一輛摩托車行駛時(shí)能達(dá)到的最大速度是30 m/s,現(xiàn)從靜止出發(fā),并要求3 min內(nèi)追上前面100 m處以20 m/s速度行駛的汽車,對(duì)于摩托車的加速度值的大小,下列符合題設(shè)要求的
8、有( )
A.0.10 m/s2 B.0.20 m/s2
C.0.30 m/s2 D.0.40 m/s2
【答案】 CD
8.兩輛游戲賽車a、b在兩條平行的直車道上行駛.t=0時(shí)兩車都在同一計(jì)時(shí)線處,此時(shí)比賽開始.它們?cè)谒拇伪荣愔械膙-t圖如圖所示.哪些圖對(duì)應(yīng)的比賽中,有一輛賽車追上了另一輛( )
【答案】 AC
二、非選擇題
9.物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第2 s內(nèi)的位移是6 m,則其加速度是________m/s2,前5 s內(nèi)的位移是________m,它運(yùn)動(dòng)最初18 m的時(shí)間是______s,速度從6 m/s增大到10 m/s所發(fā)生的位移是____
9、m.
【答案】 4 50 3 8
10.國(guó)家規(guī)定某型號(hào)汽車運(yùn)動(dòng)的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下:
汽車載重標(biāo)準(zhǔn)為4.5 t≤質(zhì)量≤12 t
空載檢測(cè)的制動(dòng)距離(車速20 km/h)≤3.8 m
滿載檢測(cè)的制動(dòng)距離(車速30 km/h)≤8.0 m
試問(wèn):該型號(hào)的汽車空載和滿載時(shí)的加速度應(yīng)該滿足什么要求?
【解析】 根據(jù)題目中給予信息,空載時(shí)初速度為20 km/h
減速到零時(shí)不得超過(guò)3.8 m
由運(yùn)動(dòng)公式vt=v0+at,s=v0t+at2,
求得空載時(shí)加速度a≥4.06 m/s2
同理,滿載時(shí)初速30 km/h時(shí),制動(dòng)不得超過(guò)8 m
得:a≥4.34 m/s2.
【答案】 空載a≥
10、4.06 m/s2,滿載a≥4.34 m/s2
11.甲、乙兩個(gè)同學(xué)在直跑道上練習(xí)4×100 m接力,他們?cè)诒寂軙r(shí)有相同的最大速度.乙從靜止開始全力奔跑需跑出25 m才能達(dá)到最大速度,這一過(guò)程可看做勻變速直線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)在甲持棒以最大速度向乙奔來(lái),乙在接力區(qū)伺機(jī)全力奔出.若要求乙接棒時(shí)奔跑的速度達(dá)到最大速度的80%,則
(1)乙在接力區(qū)需跑出多少距離?
(2)乙應(yīng)在距離甲多遠(yuǎn)時(shí)起跑?
【解析】 (1)設(shè)兩人奔跑的最大速度為v,則v2=2as,(0.8v)2=2as′,s′=0.82s=0.82×25=16 m.
(2)設(shè)乙在距甲為s0處開始起跑,到乙接棒時(shí)乙跑過(guò)的距離為s′,甲、乙運(yùn)動(dòng)的
11、時(shí)間均為t,對(duì)甲有
v·t=s0+s′=s0+16①
對(duì)乙有s′==t=0.4vt②
由①②解得s0=24 m.
【答案】 (1)16 m (2)24 m
12.經(jīng)檢測(cè)汽車A的制動(dòng)性能:以標(biāo)準(zhǔn)速度20 m/s在平直公路上行駛時(shí),制動(dòng)后40 s 停下來(lái).現(xiàn)A在平直公路上以20 m/s的速度行駛發(fā)現(xiàn)前方180 m處有一貨車B以6 m/s的速度同向勻速行駛,司機(jī)立即制動(dòng),則能否發(fā)生撞車事故?
【解析】 設(shè)汽車A制動(dòng)后40 s的位移為s1,貨車B在這段時(shí)間內(nèi)的位移為s2.據(jù)a=得A車的加速度a=-0.5 m/s2,s1=v0t+at2.
s1=20×40 m-×0.5×402 m=400
12、 m,
s2=v2t=6×40 m=240 m,
兩車位移差為Δs1=s1-s2=400 m-240 m=160 m,
因?yàn)閮绍噭傞_始相距180 m>160 m,
所以兩車不相撞.
請(qǐng)你判斷上述解答的正誤,并說(shuō)明理由.
上述解答不正確,這是典型的追及問(wèn)題.關(guān)鍵是要弄清不相撞的條件.汽車A與貨車B同速時(shí),兩車行駛的位移差和初始時(shí)刻兩車距離關(guān)系是判斷兩車能否相撞的依據(jù).當(dāng)兩車同速,兩車位移差大于初始時(shí)刻的距離時(shí),兩車相撞;小于、等于時(shí),不相撞.而錯(cuò)解中的判斷條件錯(cuò)誤導(dǎo)致錯(cuò)解.
如右圖所示,汽車A以v0=20 m/s的初速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)40 s 停下來(lái).據(jù)加速度公式可求出a=-0.5 m/s2.當(dāng)A車減為與B車同速時(shí)是A車逼近B車距離最多的時(shí)刻,這時(shí)若能超過(guò)B車則相撞,反之則不能相撞.
據(jù)v-v=2as可求出A車減為與B車同速時(shí)的位移
s1=× m=364 m,
此時(shí)間內(nèi)B車位移為
s2=v2t=6×28 m=168 m,
Δs=364 m-168 m=196 m>180 m,
所以兩車相撞.
【答案】 見(jiàn)解析