人教必修一第二章匀变速直线运动的研究(含答案)

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人教必修一第二章匀变速直线运动的研究(含答案)

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人教必修一第二章匀变速直线运动的研究
(共21题)
一、选择题(共10题)
汽车以大小为 的速度做匀速直线运动,刹车后,获得的加速度的大小为 ,那么刹车后 内与刹车后 内汽车通过的路程之比为
A. B. C. D.
一质点做匀加速直线运动,第三秒内的位移 ,第四秒内的位移是 ,那么,下列选项中不正确的是
A.这两秒内的平均速度是 B.第三秒末的瞬时速度是
C.质点的加速度是 D.质点的加速度是
质点做直线运动的 图象如图所示,规定向右为正方向,则
A.该质点在前 内位移向右,后 内的位移向左, 内总位移向左
B.该质点在前 内平均速度的大小为 ,方向向左
C.该质点从第 末到第 末向左匀减速直线运动
D.该质点在 秒末有向右速度 ,在 秒末有向左速度
某工地上一卡车以速度 匀速行驶,刹车后第 个 内的位移与最后一个 内的位移之比为 ,设卡车做匀减速直线运动,则刹车后 内卡车通过的距离是
A. B. C. D.
伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图所示,可大致表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是
A.其中的甲图是实验现象,乙、丙、丁图是经过合理的外推得到的结论
B.伽利略认为自由落体运动的速度是均匀变化的,这是他用实验直接进行了验证的
C.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显
D.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显
大雾天气的时候高速公路经常封道,否则很容易造成严重的车祸。如果某人大雾天开车在高速上行驶,设能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为 ,该人的反应时间为 ,汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为 ,为安全行驶,汽车行驶的最大速度为
A. B. C. D.
一辆汽车由静止开始做匀加速运动,经 速度达到 ,立即刹车做匀减速运动,又经 停下,汽车在加速阶段与在减速阶段:①速度变化量相等,②加速度的大小相等,③位移的方向相同,④从启动到停下来的平均速度为 。这四种说法中正确的是
A.①② B.①③④ C.③ D.①④
一位同学的家住在一座高楼的顶层,他每天乘电梯上楼,电梯从第一层开始启动,经过不间断地运行,最后停在最高层,经过多次仔细观察和反复测量,他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律,根据这一规律,大致可以估算出这位同学家住的大楼高度为
A. 米 B. 米 C. 米 D. 米
北京地下铁道某电气列车以 的速度行驶。快进站时司机刹车使列车做匀减速直线运动直至停住,加速度大小为 。从刹车开始经 列车通过的位移大小是
A. B. C. D.
取一根长 左右的细绳, 个铁垫圈和一个金属盘,在线的一端系上第一个垫圈,隔 再系一个,以后垫圈之间的距离分别为 、 、 ,如图所示,站在椅子上,向上提起线的另一端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内,松手后开始计时,若不计空气阻力,则第 、 、 、 各垫圈
A.落到盘上的声音时间间隔越来越长
B.落到盘上的声音时间间隔相等
C.依次落到盘上的速率关系为
D.依次落到盘上的时间关系为
二、双选题(共2题)
一个物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为 , 后速度变 为 ,在这 秒内该物体
A.位移的大小可能小于 B.位移的大小可能大于
C.加速度的大小可能小于 D.加速度的大小可能大于
在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了 ,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经 停在巨石前。则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是
A.加速、减速中的加速度大小之比为 等于
B.加速、减速中的平均速度大小之比 等于
C.加速、减速中的位移之比 等于
D.加速、减速中的平均速度大小之比 等于
三、填空题(共4题)
质点做匀加速直线运动,初速度为 ,加速度是 ,那么在第 末的瞬时速度的大小是 ,第 内位移的大小是 。
海滨浴场的滑梯从顶端到入水处约 ,一人由滑梯顶端开始做初速度为零的匀加速直线运动,开始运动后的第 内通过的路程是 ,则人的加速度大小是 ,从顶端开始到入水所需要的时间是 ,入水时的速度大小是 。
某物体做直线运动,则通过图象可知,物体在前 内做 运动,加速度为 ;物体在第二个 做正向匀速直线运动,物体在第 内做 运动,加速度为 ;物体 内的位移是 。
如图,两光滑斜面在 处连接,小球由 处静止释放,经过 、 两点时速度大小分别为 和 ,,设球经过 点前后速度大小不变,则球在 、 段的加速度大小之比为 。球由 运动到 的过程中平均速率为 。
四、实验题(共1题)
在水平桌面上做“探究小车随时间变化规律”的实验中:
(1) 实验过程中,下列做法正确的是 。(可多选)
A.先接通电源,再使纸带运动
B.先使纸带运动,再接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(2) 若实验中,算出各点的时刻所对应的瞬时速度,计算加速度最合理的方法是 。
A.根据实验数据画出 图,量出倾斜角 ,由 ,求岀加速度
B.根据实验数据正确画出 图,由图线上的一点对应的坐标 ,
C.根据实验数据正确画出 图,由图线上距离较大的两点对应的坐标 ,按求斜率的方法计算出加速度
D.根据实验数据正确画出 图,由图线上距离较近的两点对应的坐标 ,按求斜率的方法计算出加速度
(3) 下图是实验中打点计时器打出的纸带,已知电源频率为 , 、 、 、 、 为计数点,每两个相邻计数点间还有四个计时点未画出,已知计数点之间的距离分别为:,,,,则计数点 对应的小车速度 ,小车运动的加速度 (此问要求保留三位有效数字)。
(4) 已知小车做匀加速直线运动,则上图中纸带的 端(选填“左”“右”)和小车相连。
五、解答题(共4题)
有时飞机需要在航空母舰的甲板上起飞,将飞机起飞的运动简为匀加速直线运动。已知某型号的战斗机的发动机起飞时能产生的最大加速度为 ,所需的起飞速度为 ,请分析:
(1) 若飞机仅依靠自身的发动机起飞,飞机需要的跑道至少在多长?
(2) 若航空母舰的跑道长 ,那么帮助起飞的弹射系统应使飞机至少具有多大的初速度?
上海磁悬浮列车是世界上第一条已经投入商业运行的磁浮列车,线路起于龙阳路站,止于浦东机场站,中间没有停靠,在某次试车时,磁浮列车从静止开始先加速行驶了 ,速度达到 ,然后匀速行驶了 ,最后再经过 的减速运动停在了站台。假设列车在加速和減速运动的过程中加速度大小不变,求:
(1) 磁浮列车在加速阶段的加速度大小。
(2) 请你根据以上数据定性画出磁浮列车运动的 图象,并根据图象计算磁浮线路的总长度。
(3) 若要进一步缩短磁浮列车在两站间的运行时间,请你提供一个可行的方法。
驾驶证考试中的路考,在即将结束时要进行目标停车,考官会在离停车点不远的地方发出指令,要求将车停在指定的标志杆附近,终点附近的道路是平直的,依次有编号为 、 、 、 、 的五根标志杆,相邻杆之间的距离 。一次路考中,学员甲驾驶汽车,学员乙坐在后排观察并记录时间。假设在考官发出目标停车的指令前,汽车是匀速运动的,当学员乙经过 点考官发出指令:“在 标志杆目标停车”,发出指令后,学员乙立即开始计时,学员甲需要经历 的反应时间才开始刹车,开始刹车后汽车做匀减速直线运动,直到停止。学员乙记录下自己经过 、 杆时的时刻 ,。已知 、 间的距离 。求:
(1) 刹车前汽车做匀速运动的速度大小 及汽车开始刹车后做匀减速直线运动的加速度大小 。
(2) 汽车停止运动时学员乙离 的距离。
如图所示,水平地面上 点正上方的装置 每隔相等的时间由静止释放一小球。当某小球离开 的同时, 点右侧一长为 的平板车以 的恒定加速度从静止开始向左运动,该小球恰好落在平板车的左端。已知平板车上表面距离 的竖直高度为 。忽略空气阻力,重力加速度 取 。
(1) 求小车左端离 点的水平距离 。
(2) 若至少有 个小球落到平板车上,则释放小球的时间间隔 应满足什么条件。
答案
一、选择题(共10题)
1. 【答案】D
【解析】战车速度减为零的时间

则刹车后 内的位移

刹车后 内的位移等于 内的位移,
则 ,
则 ,故D正确,A、B、C错误。
故选D。
2. 【答案】C
【解析】根据平均速度的定义:,故A正确;
匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度为该段时间中点的瞬时速度,故B正确;
根据匀变速直线运动的推论,
,解得 ,故C错误,D正确。
故选C。
3. 【答案】A
4. 【答案】C
【解析】设加速度为 ,则
第 个 内位移为 ,
最后一个 内的位移为 ,,则 ,车经过 停下,
故刹车后 内的位移 。
故选C。
5. 【答案】D
【解析】A.甲、乙、丙均为实验现象,丁是经过合理的外推得到的,故A错误
B.伽俐略通过合理外推,证明自由落体运动的速度是均匀变化的,故B错误
CD.通过甲图可冲淡重力的作用,使实验现象更明显,故C错误,D正确。
6. 【答案】B
【解析】由 可知最大速度 。
7. 【答案】C
8. 【答案】C
【解析】由图可知电梯通过的位移为:。
故选C。
9. 【答案】B
【解析】列车速度减为零的时间为:,
则 内的位移等于 内的位移,
所以有:,故B正确,ACD错误。
10. 【答案】B
【解析】 个铁垫圈同时做自由落体运动,下降的位移之比为 。可以看成一个铁垫圈自由下落,经过位移之比为 ,因为初速度为零的匀加速直线运动在相等时间内的位移之比为 ,知各垫圈落到盘中的时间间隔相等,故A错误,故B正确;
因为各垫圈落到盘中的时间间隔相等,则各垫圈依次落到盘中的时间比为 ,故CD错误。
故选B。
二、双选题(共2题)
11. 【答案】A;D
【解析】当末速度与初速度方向相同时,,,,则加速度 ,加速度的大小为 .位移 ;
当末速度与初速度方向相反时,,,,则加速度 ,加速度的大小为 ;位移 ,位移的大小为 .
12. 【答案】B;C
【解析】设汽车的最大速度为 ,则加速的加速度大小 ,减速的加速度大小 ,可知 :,故A错误。
根据平均速度推论知,匀加速和匀减速运动的平均速度均为 ,即平均速度大小之比为 ,故B正确,D错误。
根据 知,匀加速和匀减速运动的平均速度相等,时间之比为 ,则位移之比为 ,故C正确。
三、填空题(共4题)
13. 【答案】;
【解析】根据运动学公式 ,
即 末的瞬时速度 。
位移 。
14. 【答案】;;
【解析】由公式 得,,,。
15. 【答案】正向匀加速直线;;正向匀速直线;反向匀加速直线 ;
【解析】通过图象可知:物体在前 内做正向匀加速直线运动;
加速度为 ,
物体在第二个 做正向匀速直线运动,物体在第 内做反向匀加速直线运动,
加速度为:,
物体 内的位移是 。
16. 【答案】;
【解析】设 ,根据匀变速直线运动的规律, 段有:; 段有:,联立得 ;根据平均速率公式可知两段的平均速率分别为:,,所以全程的平均速度为 。
四、实验题(共1题)
17. 【答案】
(1) AD
(2) C
(3) ;
(4) 左
【解析】
(1) AB.开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动,如果先放开纸带开始运动,再接通打点计时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,同时先打点再释放纸带,可以使打点稳定,提高纸带利用率,可以使纸带上打满点,故A正确,故B错误;
CD.在实验时要将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,这样可以在纸带上打出较多的点,故C错误,故D正确。
故选AD。
(2) A.根据实验数据画出 图象,当纵坐标取不同的标度时,图象的倾角就会不同,所以量岀其倾角,用公式 算出的数值并不是加速度,故A错误;
BCD.在处理实验数据时,如果只使用其中两个数据,由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大,所以我们可以根据实验数据画出 图象,考虑到误差,不可能是所有点都整齐的排成一条直线,连线时,应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧,这样图线上会舍弃误差较大的点,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式 会算出加速度,这样误差最小,故BD错误,C正确。
故选C。
(3) 每两个相邻计数点间还有四个计时点末画出,,
打下 点时小车的瞬时速度等于 过程的平均速度,则

根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度的大小。
即小车运动的加速度计算表达式为:

(4) 由于小车做匀加速直线运动,故刚开始的点比较密集,之后的点比较稀疏,故纸带的左端与小车是相连的。
五、解答题(共4题)
18. 【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1) 根据速度位移关系知,飞机达到起飞速度所通过的位移 ,即飞机需要跑道至少应为 。
(2) 若飞机的跑道 ,根据速度位移关系知,飞机获得的初速度至少为:。
19. 【答案】
(1)
(2) ;
(3) 增大启动时的加速度或延长匀速运动的时间或増大制动时加速度。
【解析】
(1) 根据匀变速直线运动规律 。代入数据解得 。
(2) 列车的 图象如图所示,图线与 轴所围面积即为为磁浮线路的总长 。
(3) 增大启动时的加速度或延长匀速运动的时间或増大制动时加速度。
20. 【答案】
(1) ;
(2)
【解析】
(1) 汽车从 到标志杆 的过程中:

汽车从 到标志杆 的过程中:

解得:,。
(2) 汽车从开始到停下运动的距离为:,
解得:,
因此汽车停止运动时车头前端面在 之间距离为:。
21. 【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1) 设小球自由下落至平板车表面处用时 ,
对小球有 ,
代入得 ,
对平板车有 ,
代入得 。
(2) 从释放第 个小球至第 个小球下落到平板车上表面高度处用时 ,
设平板车在该时间内位移为 ,
则有 ,
假设第 个小球恰好落在平板车最右端,
则 ,
代入得 或 (舍去),
释放小球的时间间隔 。

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