第二章 匀变速直线运动的研究（单元测试）- 【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第一册）

第二章 匀变速直线运动的研究单元测试卷 班级 姓名 学号 分数 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。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，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．下列关于匀变速直线运动的说法正确的是（　　） A．匀变速直线运动是速度变化率恒定不变的运动 B．匀变速直线运动是位移随时间均匀变化的运动 C．匀变速直线运动是速度变化量恒定不变的运动 D．匀变速直线运动是速率恒定不变的运动 2．关于自由落体运动，下列说法正确的是（    ） A．树叶在空中的飘落是自由落体运动 B．物体刚下落时，速度和加速度都为零 C．自由落体运动（总时间大于1s）第1s内和最后1s的位移相同 D．自由落体运动的重力加速度随维度增大而增大 3．一物体做匀加速直线运动，第一个4秒内的位移为24米，第二个4秒内的位移为64米，则物体的初速度和加速度分别为（　　） A．0m/s  3m/s2 B．2m/s  3m/s2 C．1m/s  2.5m/s2 D．3m/s  2.5m/s2 4．我国的深海探测技术在国际上处于领先水平，“蛟龙号”载人潜水器是迄今为止我国自主设计的最复杂的海洋调查装备，具有世界第一的下潜深度。在某次试验时，“蛟龙号”从水面开始竖直下潜，其运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．40s末开始上浮 B．40s～60s内加速度方向向下 C．80s～100s内加速度大小为 D．下潜的最大深度为300m 5．时，将一小球从地面以某一初速度竖直向上抛出，时落回地面。不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．时小球处于上升过程中 B．小球上升的最大高度为 C．小球抛出时的初速度为 D．时小球离地面的高度为 6．如图所示，物体A在斜面上由静止开始匀加速滑行距离后，又在水平面上匀减速滑行距离后停下，测得，物体经过两平面交接处速率不变，则物体在斜面上的加速度与在水平面上的加速度的大小关系为（　　） A． B． C． D． 7．研究某公交车的刹车性能时，让公交车沿直线运行到最大速度后开始刹车，公交车开始刹车后位移与时间的关系满足x=16t-t2（物理量均采用国际制单位），下列正确的是（　　） A．公交车运行的最大速度为4 m/s B．公交车刹车的加速度大小为1 m/s2 C．公交车从刹车开始10 s内的位移为60 m D．公交车刹车后第1 s内的平均速度为15 m/s 8．长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（）。已知列车减速和加速时加速度的大小分别为0.5a和a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为（　　） A． B． C． D． 9．如图所示为港珠澳大桥上四段的等跨钢箱连续梁桥，若汽车（车头）从a点由静止开始做匀加速直线运动，汽车（车头）通过段的时间为t，则（　　） A．汽车（车头）通过cd段的时间为 B．汽车（车头）通过be段的时间为 C．汽车（车头）通过段的平均速度等于b点的瞬时速度 D．汽车（车头）通过段的平均速度小于b点的瞬时速度 10．如图所示是甲、乙两辆汽车在平直公路上从同一地点同时开始沿同一直线运动的图像，图线甲是一条倾斜的直线，图线乙是起点过原点、4s为顶点开口向下的抛物线，则（　　） A．甲的速度大小为 B．内乙的速度总比甲的速度大 C．内乙的平均速度大小为 D．内两汽车均作单向直线运动 11．2022年9月27日，“鲲龙”AG600M灭火机以全新消防涂装在湖北荆门漳河机场成功完成12吨投汲水试验。“鲲龙”AG600M灭火机在水面高速滑行15秒完成12吨汲水，随即腾空而起。假设“鲲龙”AG600M灭火机在水平面上汲水的过程中做初速度为10m/s、加速度为2m/s2的匀加速直线运动，则（　　） A．“鲲龙”AG600M灭火机在第10s末的速度大小为30m/s B．“鲲龙”AG600M灭火机前10s通过的总位移为110m C．“鲲龙”AG600M灭火机在15s内的平均速度为15m/s D．“鲲龙”AG600M灭火机在15s内的中间位置的瞬时速度为 12．A、B两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动，A车做刹车运动，它们速度的平方随位置x变化的图像如图所示，分别对应直线A和直线B，下列说法正确的是（　　）    A．汽车A的加速度大小为 B．汽车B的加速度大小为 C．汽车A、B分别经过处的时间差是2s D．汽车A、B在处相遇 第II卷（非选择题 共52分） 二、实验题（满分14分） 13．某物理兴趣小组用如图所示装置探究自由落体运动的规律。 (1)下面是该小组实验时的操作步骤，正确的顺序为 A 将铁架台放在水平桌面上，把打点计时器固定在铁架台上； B．安放纸带 C． 松开纸带让重锤带着纸带下落 D．接通电源 (2)该小组按上述步骤打出一条纸带，他们在纸带上取连续的7个点进行研究，并用刻度尺测出相邻两点之间的距离，，，，，，，电磁打点计时器的电源频率为。 ①根据实验数据计算，该重锤自由下落的加速度是 。（保留3位有效数字） ②已知当地的重力加速度为，请列出测量值与当地重力加速度值有差异的一个原因 。 14．如图所示是某种打点计时器的示意图。 （1）该打点计时器是 （选填“电火花”或“电磁”）打点计时器，工作时使用 （选填“”、“”）交流电源。如下图是某同学用该打点计时器（电源频率是）在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带，是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、D两点间距 ， 段的平均速度是 ，如果电源频率变为而同学不知道，则该平均速度测量值与实际值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。 （2）如图是根据实验数据绘出的图线为各计数点至同一起点的距离），斜率表示 ，加速度大小为 m/s2（保留3位有效数字）。 （3）若打点计时器额定电压为，而实际使用的电源电压为，则（1）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会 （填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。 三、计算题（满分38分） 15．以8m/s的速度行驶的汽车，零时刻以4m/s2的加速度做匀加速直线运动。求： （1） 汽车3s末的速度大小； （2）汽车在第4s内的位移大小； （3）若汽车在零时刻以4m/s2的加速度刹车，刹车过程看做匀减速直线运动，求3s后汽车速度与位移大小。 16．一个小球a从离地面高处由静止下落，忽略空气阻力，取重力加速度。求： （1）小球在空中运动的时间和落地前内的位移大小； （2）在小球a下落的同时，其正下方有另一个小球b以初速度v竖直上抛，若两个小球能在空中相遇，则v需要满足的条件。 17．在平直的公路上，一辆小汽车发现前方处有一辆大客车正以的速度匀速前进，这时小汽车从静止开始做匀加速直线运动，经过时速度为。试求： （1）小汽车的加速度大小； （2）小汽车何时追上大客车？追上时小汽车的速度有多大？ （3）追上前小汽车与大客车之间的最远距离是多少？ 18．在平直的公路上，一辆小汽车以v1=20m/s的速度行驶，某时刻小车司机发现前方L=15m处有一辆货车正以v2=10m/s的速度同向行驶，小汽车司机立即采取制动措施（刹车），使小汽车做匀减速直线运动，避免了追尾事故，已知该小汽车从制动到停止行驶的距离为x=40m。 （1）求小汽车制动后的加速度a的大小； （2）求小汽车和货车间的最小距离s； （3）实际上小汽车司机从发现货车到采取制动措施需要一定的时间，这个时间叫反应时间。则要想避免相撞，允许小汽车司机的反应时间最长为多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 匀变速直线运动的研究单元测试卷 班级 姓名 学号 分数 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。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，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．下列关于匀变速直线运动的说法正确的是（　　） A．匀变速直线运动是速度变化率恒定不变的运动 B．匀变速直线运动是位移随时间均匀变化的运动 C．匀变速直线运动是速度变化量恒定不变的运动 D．匀变速直线运动是速率恒定不变的运动 【答案】A 【详解】ACD．匀变速直线运动是加速度保持不变的运动，加速度表示速度变化的快慢，又称为速度变化率，故A正确；CD错误； B．由匀变速直线运动的位移随时间的关系可知位移随时间不是均匀变化的，故B错误。 故选A。 2．关于自由落体运动，下列说法正确的是（    ） A．树叶在空中的飘落是自由落体运动 B．物体刚下落时，速度和加速度都为零 C．自由落体运动（总时间大于1s）第1s内和最后1s的位移相同 D．自由落体运动的重力加速度随维度增大而增大 【答案】D 【详解】A．树叶在空中的飘落时受到阻力作用，不是自由落体运动，故A错误； B．物体刚下落时，速度为零，加速度为重力加速度，故B错误； C．自由落体运动（总时间大于1s）的质点速度越来越大，第1s内和最后1s的位移不相同，故C错误； D．自由落体运动的重力加速度与维度和海拔有关，随维度增大而增大，故D正确； 故选D。 3．一物体做匀加速直线运动，第一个4秒内的位移为24米，第二个4秒内的位移为64米，则物体的初速度和加速度分别为（　　） A．0m/s  3m/s2 B．2m/s  3m/s2 C．1m/s  2.5m/s2 D．3m/s  2.5m/s2 【答案】C 【详解】由题可知物体做匀加速直线运动，其中T=4s，x1=24m，x2=64m；根据推论解得2.5m/s2根据位移—时间给公式有解得v0=1m/s故选C。 4．我国的深海探测技术在国际上处于领先水平，“蛟龙号”载人潜水器是迄今为止我国自主设计的最复杂的海洋调查装备，具有世界第一的下潜深度。在某次试验时，“蛟龙号”从水面开始竖直下潜，其运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．40s末开始上浮 B．40s～60s内加速度方向向下 C．80s～100s内加速度大小为 D．下潜的最大深度为300m 【答案】C 【详解】A．40s末速度最大，“蛟龙号”继续下潜，A错误； B．40s～60s内“蛟龙号”速度减小，所以加速度方向向上，B错误； C．80s～100s内加速度大小为，C正确； D．下潜的最大深度为，D错误。故选C。 5．时，将一小球从地面以某一初速度竖直向上抛出，时落回地面。不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．时小球处于上升过程中 B．小球上升的最大高度为 C．小球抛出时的初速度为 D．时小球离地面的高度为 【答案】D 【详解】A．小球做竖直上抛运动，由于时落回地面，根据对称性可知，时小球运动至最高点，即在3s时间内，小球处于上升过程，之后小球处于下落过程，故A错误； B．结合上述，利用逆向思维，可知小球上升的最大高度为故B错误； C．利用逆向思维，根据速度公式，小球抛出时的初速度为故C错误； D．根据位移公式，时，小球距离地面的高度故D正确。故选D。 6．如图所示，物体A在斜面上由静止开始匀加速滑行距离后，又在水平面上匀减速滑行距离后停下，测得，物体经过两平面交接处速率不变，则物体在斜面上的加速度与在水平面上的加速度的大小关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设物体经过两平面交接处的速度大小为，则物体在斜面上运行时有物体在水平面上运行时有又联立可得故选D。 7．研究某公交车的刹车性能时，让公交车沿直线运行到最大速度后开始刹车，公交车开始刹车后位移与时间的关系满足x=16t-t2（物理量均采用国际制单位），下列正确的是（　　） A．公交车运行的最大速度为4 m/s B．公交车刹车的加速度大小为1 m/s2 C．公交车从刹车开始10 s内的位移为60 m D．公交车刹车后第1 s内的平均速度为15 m/s 【答案】D 【详解】AB．根据汽车刹车时的位移与时间的关系x=16t-t2可知公交车运行的最大速度为v0=16m/s公交车刹车的加速度大小为a=2m/s2选项AB错误； C． 公交车刹车停止的时间为从刹车开始10 s内的位移为选项C错误； D． 公交车刹车后第1 s内的位移x1=(16×1-12)m=15m第1 s内的平均速度为选项D正确。 故选D。 8．长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（）。已知列车减速和加速时加速度的大小分别为0.5a和a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过（），可知列车进入隧道前需减速至v，然后匀速通过隧道，全部出隧道后需加速到，则减速时间为匀速时间为加速时间为列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为解得。 故选B。 9．如图所示为港珠澳大桥上四段的等跨钢箱连续梁桥，若汽车（车头）从a点由静止开始做匀加速直线运动，汽车（车头）通过段的时间为t，则（　　） A．汽车（车头）通过cd段的时间为 B．汽车（车头）通过be段的时间为 C．汽车（车头）通过段的平均速度等于b点的瞬时速度 D．汽车（车头）通过段的平均速度小于b点的瞬时速度 【答案】CD 【详解】AB．初速度为零的匀加速直线运动，通过连续相等位移所用时间之比为汽车（车头）通过cd段的时间为,通过be段的时间为故AB错误； CD．根据可知汽车（车头）通过段的时间为所以b点是段中间时刻所处的位置，根据匀变速直线运动规律，汽车（车头）通过段的平均速度等于b点的瞬时速度。段的中间时刻在b点左侧，故汽车（车头）通过段的平均速度小于b点的瞬时速度。故CD正确。故选CD。 10．如图所示是甲、乙两辆汽车在平直公路上从同一地点同时开始沿同一直线运动的图像，图线甲是一条倾斜的直线，图线乙是起点过原点、4s为顶点开口向下的抛物线，则（　　） A．甲的速度大小为 B．内乙的速度总比甲的速度大 C．内乙的平均速度大小为 D．内两汽车均作单向直线运动 【答案】AC 【详解】ABD．根据图像中斜率表示速度，由图可知，甲做匀速直线运动，速度大小为 B．内，乙的斜率先大于甲的斜率，后小于甲的斜率，即内乙的速度先比甲的速度大，后比甲的速度小，时，乙的速度方向改变，故A正确，BD错误； C．由图可知，内乙的位移为，则乙的平均速度大小为故C正确。故选AC。 11．2022年9月27日，“鲲龙”AG600M灭火机以全新消防涂装在湖北荆门漳河机场成功完成12吨投汲水试验。“鲲龙”AG600M灭火机在水面高速滑行15秒完成12吨汲水，随即腾空而起。假设“鲲龙”AG600M灭火机在水平面上汲水的过程中做初速度为10m/s、加速度为2m/s2的匀加速直线运动，则（　　） A．“鲲龙”AG600M灭火机在第10s末的速度大小为30m/s B．“鲲龙”AG600M灭火机前10s通过的总位移为110m C．“鲲龙”AG600M灭火机在15s内的平均速度为15m/s D．“鲲龙”AG600M灭火机在15s内的中间位置的瞬时速度为 【答案】AD 【详解】A．“鲲龙”AG600M灭火机在第10s末的速度大小为故A正确； B．“鲲龙”AG600M灭火机前10s通过的总位移为故B错误； C．“鲲龙”AG600M灭火机在15s末的速度为“鲲龙”AG600M灭火机在15s内的平均速度为故C错误； D．根据匀变速直线运动的规律可得“鲲龙”AG600M灭火机在15s内的中间位置的瞬时速度为故D正确。故选AD。 12．A、B两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动，A车做刹车运动，它们速度的平方随位置x变化的图像如图所示，分别对应直线A和直线B，下列说法正确的是（　　）    A．汽车A的加速度大小为 B．汽车B的加速度大小为 C．汽车A、B分别经过处的时间差是2s D．汽车A、B在处相遇 【答案】AC 【详解】AB．由于图像均为倾斜直线，则满足即根据图像可知，对汽车A有，解得，对汽车B有，解得，故A正确，B错误； C．对于B车，根据公式当时，代入数据解得对于B车，根据公式当时，代入数据解得则汽车A、B分别经过处的时间差是2s，故C正确； D．时，对于A车，根据公式得对于B车，根据公式得故在时两车不能相遇，故D错误。故选AC。 第II卷（非选择题 共52分） 二、实验题（满分14分） 13．某物理兴趣小组用如图所示装置探究自由落体运动的规律。 (1)下面是该小组实验时的操作步骤，正确的顺序为 A 将铁架台放在水平桌面上，把打点计时器固定在铁架台上； B．安放纸带 C． 松开纸带让重锤带着纸带下落 D．接通电源 (2)该小组按上述步骤打出一条纸带，他们在纸带上取连续的7个点进行研究，并用刻度尺测出相邻两点之间的距离，，，，，，，电磁打点计时器的电源频率为。 ①根据实验数据计算，该重锤自由下落的加速度是 。（保留3位有效数字） ②已知当地的重力加速度为，请列出测量值与当地重力加速度值有差异的一个原因 。 【答案】(1)ABDC(2) 见解析 【详解】（1）将铁架台放在水平桌面上，把打点计时器固定在铁架台上，然后安放纸带，为充分利用纸带应先接通电源，再松开纸带让重锤带着纸带下落，因此合理的实验步骤是ABDC。 （2）[1]电磁打点计时器的电源频率为50Hz，打点时间间隔，由匀变速直线运动的推论 可得，重锤自由下落的加速度是 [2]重锤下落过程受到空气阻力作用、纸带与限位孔间存在摩擦力，重锤所受合力小于重力，因此所测加速度值偏小。 14．如图所示是某种打点计时器的示意图。 （1）该打点计时器是 （选填“电火花”或“电磁”）打点计时器，工作时使用 （选填“”、“”）交流电源。如下图是某同学用该打点计时器（电源频率是）在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带，是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、D两点间距 ， 段的平均速度是 ，如果电源频率变为而同学不知道，则该平均速度测量值与实际值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。 （2）如图是根据实验数据绘出的图线为各计数点至同一起点的距离），斜率表示 ，加速度大小为 m/s2（保留3位有效数字）。 （3）若打点计时器额定电压为，而实际使用的电源电压为，则（1）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会 （填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。 【答案】 电火花 220V 2.70 0.09 偏大 加速度的一半 0.933 没有影响 【详解】（1）[1][2]该打点计时器是电火花打点计时器，工作时使用220V交流电源。 [3]毫米刻度尺的精确度为1mm，图中AD间的距离为 [4]相邻计数点的时间间隔 AD段的平均速度为 [5]由于交流电的频率减小，周期变大，位移测量值偏大，因此平均速度测量值与实际值相比偏大。 （2）[6]根据匀变速直线运动位移与时间关系，可知x-t2图像的斜率为加速度的一半。 [7] x-t2图像的斜率解得 （3）[8]电压对打点计时器的打点时间间隔没有影响，则（1）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会没有影响。 三、计算题（满分38分） 15．以8m/s的速度行驶的汽车，零时刻以4m/s2的加速度做匀加速直线运动。求： （1） 汽车3s末的速度大小； （2）汽车在第4s内的位移大小； （3）若汽车在零时刻以4m/s2的加速度刹车，刹车过程看做匀减速直线运动，求3s后汽车速度与位移大小。 【答案】（1）20m/s；（2）22m；（3）0；8m 【详解】（1） 汽车3s末的速度大小 （2）汽车在第4s内的位移大小 （3）若汽车在零时刻以4m/s2的加速度刹车，则刹车的时间为则3s后汽车速度为零，位移大小 16．一个小球a从离地面高处由静止下落，忽略空气阻力，取重力加速度。求： （1）小球在空中运动的时间和落地前内的位移大小； （2）在小球a下落的同时，其正下方有另一个小球b以初速度v竖直上抛，若两个小球能在空中相遇，则v需要满足的条件。 【答案】（1）15m；（2） 【详解】（1）设小球在空中运动的时间为t，则解得第内的位移解得最后内的位移 （2）两个小球相遇的时间为t，a球的位移为,b球的位移空间关系满足时间关系满足解得 17．在平直的公路上，一辆小汽车发现前方处有一辆大客车正以的速度匀速前进，这时小汽车从静止开始做匀加速直线运动，经过时速度为。试求： （1）小汽车的加速度大小； （2）小汽车何时追上大客车？追上时小汽车的速度有多大？ （3）追上前小汽车与大客车之间的最远距离是多少？ 【答案】（1）；（2），；（3） 【详解】（1）根据匀变速直线运动规律可知小汽车的加速度为 （2）当小汽车追上大客车时，有解得。追上时小汽车的速度为 （3）追上前当两车速度相同时相距最远，当两车速度相同时所需时间为此时两车相距 18．在平直的公路上，一辆小汽车以v1=20m/s的速度行驶，某时刻小车司机发现前方L=15m处有一辆货车正以v2=10m/s的速度同向行驶，小汽车司机立即采取制动措施（刹车），使小汽车做匀减速直线运动，避免了追尾事故，已知该小汽车从制动到停止行驶的距离为x=40m。 （1）求小汽车制动后的加速度a的大小； （2）求小汽车和货车间的最小距离s； （3）实际上小汽车司机从发现货车到采取制动措施需要一定的时间，这个时间叫反应时间。则要想避免相撞，允许小汽车司机的反应时间最长为多少？ 【答案】（1）5m/s2；（2）5m；（3） 【详解】（1）由解得a=5m/s2 （2） 设经过时间t，两车速度相同，由解得t=2s小汽车的位移货车的位移小汽车与货车间的最小距离s=5m （3）当两车速度相等时小汽车的位移货车的位移若恰好不追尾解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$