(浙江專用)2022-2023高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究章末檢測試卷 新人教版必修1
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(浙江專用)2022-2023高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究章末檢測試卷 新人教版必修1
(浙江專用)2022-2023高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究章末檢測試卷 新人教版必修1
一、選擇題Ⅰ(本題共10小題,每小題4分,共40分,每小題給出的選項(xiàng)中只有一個(gè)符合題目要求)
1. 最早對自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行科學(xué)的研究,否定了亞里士多德錯(cuò)誤論斷的科學(xué)家是( )
A.伽利略 B.牛頓
C.開普勒 D.胡克
答案 A
解析 最早對自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行科學(xué)研究的是伽利略,A正確.
2.如圖1所示為某物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,t2=2t1,t3=3t1.若將該物體的運(yùn)動(dòng)過程用x-t圖象表示出來,下列四幅圖象中正確的是( )
圖1
答案 C
解析 根據(jù)v-t圖象可知,在0~t1時(shí)間內(nèi)物體以速度v1沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則其運(yùn)動(dòng)位移滿足x1=v1t,是一條過原點(diǎn)的傾斜直線;在t1~t2時(shí)間內(nèi),物體靜止,位移不隨時(shí)間變化,靜止在正方向離原點(diǎn)x1處;在t2~t3時(shí)間內(nèi),速度大小等于v1,但方向與v1反向,物體返回出發(fā)點(diǎn).因此,選項(xiàng)C正確.
3.以20 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車,制動(dòng)后能在2 m內(nèi)停下來,如果該汽車以40 m/s的速度行駛,則它的制動(dòng)距離應(yīng)該是( )
A.2 m B.4 m C.8 m D.16 m
答案 C
解析 由于0-v02=2ax,x=-,位移x∝v02,初速度是原來的兩倍,位移應(yīng)是原來的4倍,即8 m,C正確.
4.某同學(xué)在井口釋放一石塊,經(jīng)過2.05 s聽到石塊落水的聲音,由此可估算出井口到水面的距離約為(g取9.8 m/s2)( )
A.20 m B.40 m C.45 m D.60 m
答案 A
解析 由于井口到水面的距離較小,聲速較大,忽略聲音傳播的時(shí)間,近似認(rèn)為石塊下落到水面的時(shí)間為2.05 s,則井口到水面的距離:h=gt2=×9.8×2.052 m≈20.59 m.
5.(2018·溫州市十五校聯(lián)考)汽車進(jìn)行直線剎車試驗(yàn),若速率從8 m/s勻減速至零,需用時(shí)間1 s,按規(guī)定速率為8 m/s的汽車剎車后拖行路程不得超過5.9 m,那么上述剎車試驗(yàn)的拖行路程是否符合規(guī)定( )
A.拖行路程為4 m,符合規(guī)定
B.拖行路程為8 m,不符合規(guī)定
C.拖行路程為5 m,符合規(guī)定
D.拖行路程為7 m,不符合規(guī)定
答案 A
解析 汽車剎車做勻減速運(yùn)動(dòng),其位移為x=t=4 m<5.9 m,故符合規(guī)定.
6.跳傘運(yùn)動(dòng)員以5 m/s的速度豎直勻速降落,在離地面h=10 m的地方掉了一顆扣子,跳傘運(yùn)動(dòng)員比扣子晚著陸的時(shí)間為(扣子所受的空氣阻力可忽略,g取10 m/s2)( )
A.2 s B. s
C.1 s D.(2-) s
答案 C
解析 設(shè)扣子著陸的時(shí)間為t1,則由h=v0t1+gt12可得t1=1 s.設(shè)運(yùn)動(dòng)員著陸的時(shí)間為t2,則由h=v0t2,可得t2=2 s,所以t2-t1=1 s,選項(xiàng)C正確.
7.圖2是某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,由圖象可得到的正確結(jié)果是( )
圖2
A.物體在前2 s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.t=5 s時(shí)物體的加速度大小為0.75 m/s2
C.第3 s內(nèi)物體的位移為1.5 m
D.物體在加速過程的位移比減速過程的位移大
答案 B
解析 由速度—時(shí)間圖象知,物體在前2 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a1===1.5 m/s2,第3 s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),最后4 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度a3===-0.75 m/s2;前2 s內(nèi)的位移x1=a1t12=×1.5×22 m=3 m,第3 s內(nèi)物體的位移x3=v1t2=3×1 m=3 m,最后4 s內(nèi)的位移x4=·t3=×4 m=6 m,因此只有選項(xiàng)B正確.
8.一可視為質(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速度為零,則斜面長度為( )
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,則斜面長度L==40 m,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤.
9.一輛公共汽車進(jìn)站后開始剎車,做勻減速直線運(yùn)動(dòng).開始剎車后的第1 s內(nèi)和第2 s內(nèi)位移大小依次為9 m和7 m.則剎車后6 s內(nèi)的位移是( )
A.25 m B.24 m C.20 m D.36 m
答案 A
解析 根據(jù)Δx=aT2解得a=-2 m/s2,設(shè)汽車的初速度為v0,第1 s末的速度為v1,則v1==8 m/s,根據(jù)v1=v0+aT,代入數(shù)據(jù)解得v0=10 m/s,故剎車時(shí)間為t==5 s,所以剎車后6 s內(nèi)的位移x==25 m,A正確,B、C、D錯(cuò)誤.
10.兩個(gè)物體用長為9.8 m的細(xì)繩連接在一起,從同一高度以1 s的時(shí)間差先后自由下落,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)細(xì)繩被拉緊時(shí),第二個(gè)物體下落的時(shí)間為(g取9.8 m/s2)( )
A.0.1 s B.0.5 s
C.0.9 s D.1.5 s
答案 B
解析 設(shè)第二個(gè)物體下落時(shí)間為t時(shí),細(xì)繩被拉緊,則g(t+1)2-gt2=L,代入數(shù)據(jù)解得t=0.5 s,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.
二、選擇題Ⅱ(本題共4小題,每小題4分,共16分,每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)
11.(2018·寧波市諾丁漢大學(xué)附中期中)四個(gè)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),它們的速度-時(shí)間圖象分別如圖所示,在2 s末能回到原點(diǎn)的是( )
答案 AD
12.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)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.
13.甲石塊重力是乙石塊的5倍,在忽略空氣阻力的情況下,讓兩塊石塊從同一高度同時(shí)自由下落,則關(guān)于兩石塊的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是( )
A.甲落得快,先著地
B.乙落得快,先著地
C.在著地前的任一時(shí)刻,兩石塊具有相同的加速度
D.在著地前的任一時(shí)刻,兩石塊具有相同的速度、相同的位移
答案 CD
14.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;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),v==2 m/s,a=0,C對,D錯(cuò).
三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共8分)
15.(4分)在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50 Hz,記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖3所示,在紙帶上選擇6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.
圖3
(1)根據(jù)學(xué)過的知識可以求出小車在B點(diǎn)的速度為vB= m/s,CE間的平均速度為 m/s;
(2)以打A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),建立v-t坐標(biāo)系如圖4所示.請?jiān)趫D中作出小車運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖線;
圖4
(3)根據(jù)圖線可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度為 m/s2.
答案 (1)0.25 0.45 (2)見解析圖 (3)1
解析 (1)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s,
所以vB== m/s=0.25 m/s,
CE== m/s=0.45 m/s.
(2)v-t圖象如圖所示
(3)在v-t圖象中,圖線的斜率表示加速度,即a= m/s2=1 m/s2.
16.(4分)如圖5所示,
圖5
為測量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車的加速度,將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上,測得兩者間距為d.
(1)當(dāng)小車勻加速經(jīng)過光電門時(shí),測得兩擋光片A、B先后經(jīng)過光電門的時(shí)間為Δt1和Δt2,則小車的加速度a= .
(2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采用的方法有 .
A.增大兩擋光片寬度b
B.減小兩擋光片寬度b
C.增大兩擋光片間距d
D.減小兩擋光片間距d
答案 (1)[-] (2)BC
解析 (1)兩擋光片通過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)測速度的原理是用擋光片通過光電門時(shí)的平均速度代替瞬時(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,兩擋光片間距越大,誤差越小.
四、計(jì)算題(本題共4小題,共36分.要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
17.(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.
18.(8分)如圖6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6
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+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.
19.(10分)如圖7所示,跳傘運(yùn)動(dòng)員離開飛機(jī)后先做4 s的自由落體運(yùn)動(dòng),后張開降落傘勻速下降4 s,最后再做19 s勻減速運(yùn)動(dòng),著地時(shí)速度是2 m/s,g取10 m/s2.
圖7
(1)試通過計(jì)算作出運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,要求標(biāo)出t=4 s時(shí)的速度值;
(2)求減速下降時(shí)的加速度(大小和方向);
(3)求運(yùn)動(dòng)員離開直升飛機(jī)時(shí)距地面的高度.
答案 見解析
解析 (1)由v=gt得4 s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度為40 m/s.
v-t圖象如圖所示
(2)由a=得a=-2 m/s2,方向豎直向上.
(3)自由落體h1=gt12=80 m
勻速下降h2=vt2=160 m
勻減速下降h3=t3=399 m
總高度為H=h1+h2+h3=639 m.
20.(10分)汽車先以a1=0.5 m/s2的加速度由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在20 s末改做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)持續(xù)10 s后,因遇到障礙汽車便緊急剎車,不考慮人的反應(yīng)時(shí)間.已知汽車剎車的加速度為a2=-2 m/s2,求:
(1)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小;
(2)汽車剎車后6 s內(nèi)所通過的位移大??;
(3)在坐標(biāo)圖8上畫出該汽車運(yùn)動(dòng)全過程的速度—時(shí)間圖象.
圖8
答案 (1)10 m/s (2)25 m (3)見解析圖
解析 (1)由于汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則根據(jù)v1=v0+a1t1可得汽車在20 s末的速度v1=a1t1=0.5×20 m/s=10 m/s.
(2)汽車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則根據(jù)v=v1+a2t3可得汽車剎車的時(shí)間t==5 s,即汽車經(jīng)5 s停下,則說明汽車剎車后6 s內(nèi)發(fā)生的位移與5 s內(nèi)發(fā)生的位移相等,即x== m=25 m.
(3)0~20 s做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),末速度為10 m/s,20~30 s做速度為10 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng);30~35 s做初速度為10 m/s、末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng),全過程v-t圖象如圖所示.