内容正文:
章末综合检测(二) 匀变速直线运动的研究
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题3分;第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.某次电影拍摄中,特技演员从桥上跳下,落在河面上匀速前进的竹筏上。在演员(视为质点)跳下的瞬间,长为6 m的竹筏的前端恰好位于演员的正下方,演员跳下的瞬间距竹筏的高度为20 m。重力加速度g取10 m/s2,认为演员在空中做自由落体运动,不计竹筏的宽度。要使演员落在竹筏上,竹筏的最大行驶速度为( )
A.1 m/s B.2 m/s C.3 m/s D.4 m/s
C 解析:演员在空中运动的时间t==2 s,竹筏的最大行驶速度vmax==3 m/s,C正确。
2.设某高铁进站时做匀减速直线运动,从开始减速到停下所用时间为9t,则该高铁依次在t、3t、5t时间内通过的位移之比x1∶x2∶x3为( )
A.5∶3∶1 B.1∶4∶9
C.65∶15∶1 D.17∶39∶25
D 解析:可以将高铁进站时的匀减速直线运动等效成反向的初速度为零的匀加速直线运动,根据初速度为零的匀加速直线运动中通过连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9∶11∶13∶15∶17∶…,可得题中依次在t、3t、5t时间内通过的位移之比x1∶x2∶x3=17∶(15+13+11)∶(9+7+5+3+1)=17∶39∶25,A、B、C错误,D正确。
3.某物体做直线运动,位置x(m)随时间t(s)变化的关系为x=2t2-6t+3(m),下列说法正确的是( )
A.物体做变速运动,加速度随时间逐渐增大
B.t=0时,物体的速度为零
C.t=1.5 s时,物体的速度为零
D.物体始终朝一个方向运动
C 解析:物体的位置x随时间t变化的关系为x=2t2-6t+3(m),与匀变速直线运动的位移时间公式对比可知物体的初速度为v0=-6 m/s、加速度为a=4 m/s2、出发点的位置为x0=3 m,显然物体做匀变速直线运动,A错误;t=0时物体的速度为v0=-6 m/s,B错误;由于开始时物体的初速度与加速度方向相反,因此物体先做匀减速直线运动,经时间t==1.5 s,物体的速度减为零,C正确;t=1.5 s时物体的运动方向发生改变,D错误。
4.第24届北京“冬奥会”于2022年2月4日由北京市和张家口市联合举办。在“冬奥会”冰上项目中冰壶比赛是极具观赏性的一个项目。如图所示,在一次训练中,冰壶(可视为质点)以某一速度沿虚线做匀减速直线运动,垂直进入四个完全相同的矩形区域,离开第四个矩形区域边缘的E点时速度恰好为零。冰壶从A点运动到D点和从B点运动到E点的时间分别为t1和t2,则t1与t2之比为( )
A.1∶ B.∶1
C.(-1)∶1 D.(-1)∶1
A 解析:从E到A可以将冰壶视为做初速度为零的匀加速直线运动,则有sEB=3s0=at22,sEA=4s0=at32,sED=s0=at42,解得t2∶t3∶t4=∶∶=∶2∶1,t1=t3-t4,所以t1∶t2=(t3-t4)∶t2=1∶,B、C、D错误,A正确。
5.如图,装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车,当车速v满足3.6 km/h≤v≤36 km/h、且与前方行人之间的距离接近安全距离时,如果司机未采取制动措施,系统就会立即启动“全力自动刹车”,使汽车避免与行人相撞。若该车在不同路况下“全力自动刹车”的加速度取值范围是4~6 m/s2,则该系统设置的安全距离约为( )
A.0.08 m B.1.25 m C.8.33 m D.12.5 m
D 解析:由题意知,车速3.6 km/h≤v≤36 km/h,即1 m/s≤v≤10 m/s,系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为4~6 m/s2,最后末速度减为0,由推导公式v2=2ax可得,x≤= m=12.5 m,A、B、C错误,D正确。
6.(2023·辽宁沈阳高一月考)a、b两质点在同一直线上运动,它们运动的位移s随时间t变化的关系如图所示,其中a质点的st图线为抛物线的一部分,第7 s末图线处于最高点;b质点的st图线为直线。下列说法正确的是( )
A.a质点的初速度大小为7 m/s
B.a质点的加速度大小为4 m/s2
C.a质点减速过程运动的位移大小为50 m
D.两质点相遇时,b质点的速度大小小于a质点的速度大小
D 解析:由题意,a质点的st图线为抛物线的一部分,根据匀变速直线运动规律s=v0t+at2,可知a质点做匀变速直线运动,在第7 s末速度为零,则有v7=v0-at7=0,由题图可知a