章末卷1 运动的描述 匀变速直线运动-【高考领航】2025年高考物理总复习四测通关卷

章末卷1　运动的描述　匀变速直线运动 (满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求) 1.一场跑步比赛中，第三跑道的运动员跑到30 m处时，秒表计时为3.29 s。根据以上信息，能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度(　　) A.可以算得平均速度，可以算得瞬时速度 B.无法算得平均速度，可以算得瞬时速度 C.可以算得平均速度，无法算得瞬时速度 D.无法算得平均速度，无法算得瞬时速度 2.在现代的国防军工领域，无人机被广泛运用于侦测、预警和通信等各个方面。在某军区举行的一次军事演习中，甲、乙两架无人机以相同的速度沿同一条水平直线匀速前进，甲在前，乙在后，发现对方后，两架无人机的自动发射系统瞄准对方，同时相对自身以大小为v的速度水平射击对方，忽略发射子弹过程无人机速度的变化，不计空气阻力和子弹的竖直下落，则(　　) A.甲先被击中　　　　 B.乙先被击中 C.甲不会被击中 D.甲、乙同时被击中 3.如图，在子弹穿透力试验中，将相同的多块厚木板相互靠近固定在水平面上，试验员将子弹水平射向木板，通过观察子弹停下的位置获得相应数据。若子弹与木板间的阻力大小恒定，且子弹沿直线运动，某次射击后发现刚好击穿2层木板。下列分析正确的是(　　) A.若仅将子弹的质量增加1倍，刚好打穿4层木板 B.若仅将子弹的射入速度提升1倍，刚好打穿4层木板 C.若仅改变子弹形状使相互间阻力减小，可以增加打穿木板的数量，同时减少发热量 D.子弹击穿第一块木板时速率降为初速率的一半 4.一个质点做初速度为v0的匀减速直线运动至速度为0，其速度随运动位移关系如图所示。图像上纵坐标为v0的P点的斜率为k，已知图像上某点斜率等于该点加速度与速度比值。则粒子做匀减速运动的时间为(　　) A.k B.2k C.－ D.－ 5.汽车从发现情况到开始减速到停止运动的情景过程如图所示，已知减速过程的加速度大小为a，减速过程的平均速度大小为，减速过程时间是反应过程时间的5倍，反应过程可视为匀速，下列说法正确的是(　　) A.汽车正常行驶的速度大小为2 B.反应过程的时间为 C.减速过程位移是反应过程位移的倍 D.从发现情况到汽车停止整个过程的平均速度大小为 6.足球比赛中，足球以v0＝4 m/s从球员身边直线滚过，在运动方向上离边界还有7.5 m，该球员立即由静止开始同向直线追赶，球员和足球的速度时间图像如图所示，则(　　) A.球员的加速度小于足球的加速度 B.0～1 s内，球员的平均速度大于足球的平均速度 C.1 s时，球员刚好追上足球 D.若球员不追赶足球，足球会滚出边界 7.列车在平直轨道上从刹车到停止的过程可简化为匀变速运动。某列车以初速度v0开始刹车，前4 s内位移大小为l，停止前4 s内位移大小为，则(　　) A.若已知l＝12 m，则v0＝4 m/s B.若已知l＝12 m，则v0＝5 m/s C.刹车所用时间为6 s D.刹车所用时间与l大小有关 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.有一种速度叫中国速度，有一种骄傲叫中国高铁。2022年9月20日，中国中车股份有限公司面向全球发布时速600公里高速磁浮交通系统。据了解，该磁悬浮列车可以在3.5 min内达到最大速度600 km/h。假设在某次试运行时起始站到终点站间距离为60 km，加速过程、减速过程都以3.5 min变化600 km/h的加速度变速，请你根据已有数据分析以下试运行方案的v­t图像，不可能实现的有(　　) 9.无人机空中配送的技术已渐渐应用于快速发展的物流行业。某科技小组在测试无人机的工作性能时，绘制出无人机运动的v­t图像如图所示，取竖直向下为正方向，由图像信息可知(　　) A.无人机在BC段一定停在地面上 B.无人机在AB段和CD段加速度相同 C.无人机在这100 s内的平均速度为 m/s D.无人机在这100 s内的平均速度为－0.6 m/s 10.如图所示的自由落锤式强夯机将8～30 t的重锤从6～30 m高处自由落下，对土进行强力夯实。某次重锤从某一高度自由落下，已知重锤在空中运动的时间为t1、从自由下落到运动至最低点经历的时间为t2，重锤从地面运动至最低点的过程可视为做匀减速直线运动，当地重力加速度为g，则该次夯土作业(　　) A.重锤下落时离地高度为gt12 B.重锤接触地面后下降的距离为gt1t2 C.重锤接触地面后的加速度大小为 D.重锤在空中运动的平均速度大于接触地面后的平均速度 三、非选择题(本题共5小题，共54分) 11. (7分)某物理活动小组利用光电计时器探究滑块在斜面上速度变化的规律，实验装置如图(a)所示。光电计时器固定在斜面底端，把宽度为d的遮光条固定在滑块上。让滑块从距离光电计时器x处由静止释放，遮光条经过光电计时器的遮光时间为t。改变滑块释放位置，记录不同位置释放时，遮光条距离光电计时器的距离x及经过光电计时器的遮光时间t。 图(a)　　　　　　　　　　图(b) 图(c)　　 (1)遮光条经过光电计时器的速度v＝　　　；(用题中所给字母表示) (2)用游标卡尺测出遮光条的宽度如图(b)所示，遮光条的宽度d＝　　　　mm； (3)图(c)是根据实验数据描绘的x­图线，它近似为一条直线，则可知滑块做匀变速直线运动。由图中数据及已测数据可得，滑块加速度a＝　　　　m/s2。(结果保留两位有效数字) 12. (9分)某实验小组用图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验步骤如下： 甲　 　　　　　乙　　　　　　　　　　丙　　　 ①在斜面上靠近底端的适当位置A处安装光电门，连接数字毫秒计，并确保小球在斜面上运动时球心可以通过光电门发射孔与接收孔的连线； ②用游标卡尺测量小球的直径d； ③将小球从斜面上适当位置B处，由静止开始释放，从数字毫秒计中读出小球通过光电门的挡光时间Δt； ④通过固定在斜面上的刻度尺测出A、B之间的距离l； ⑤改变小球释放位置B，重复步骤③④，完成多次测量并记录数据。 (1)用游标卡尺测量小球的直径d时，游标卡尺的读数如图乙所示，则d＝　　　　 mm；某次实验中，测得Δt＝11.60 ms，则小球通过光电门的瞬时速度v＝　　　　 m/s。(结果保留两位有效数字) (2)若采用如图丙所示的图像法求小球的加速度，可以选用　　　　。(填正确答案标号) A.l­Δt图像 B.l­图像 C.l­图像 D.l­(Δt)2图像 (3)根据上述图像得到直线的斜率为k，则小球的加速度为　　　 　。(用题中出现的字母表示) 13.(10分)如图所示，将一小球竖直向上抛出，不计空气阻力，在小球经过路径上的A、B两点各安装一个光电门，测两次通过A点的时间差为Δt1，两次通过B点的时间差为Δt2，求： (1)A、B两点的高度差h； (2)小球在上升过程中从A运动到B阶段的平均速度的大小。 14. (13分)如图1所示，OB为接力赛跑道，AB为长L＝20 m的接力区，两名运动员未在接力区内完成交接棒视为犯规。某次训练中，甲匀速跑至接力区前x0＝15 m处时，向乙发出起跑口令。乙听到口令从A处开始起跑，当加速到与甲速度相等时恰好被甲追上，完成交接棒。甲、乙v­t图像如图2所示，忽略口令传播与乙的反应时间，求： 图1 图2 (1)接棒前，乙的加速时间t和加速度a的大小； (2)通过计算推断两人交接棒过程中是否犯规。 15. (15分)近期，一段特殊的“高铁飙车”视频红遍网络。小明乘坐的和谐号动车t0＝0时由静止开始做匀加速直线运动，t2＝130 s时达到最大速度v1＝78 m/s，之后匀速行驶。t1＝100 s时，和谐号动车与做匀速直线运动的复兴号动车速度相同且车头并排行驶。一段时间后，复兴号动车开始做匀加速直线运动，t2时速度也达到78 m/s，t3＝140 s时达到最大速度v2＝87 m/s，之后匀速行驶。假设和谐号动车和复兴号动车一直沿着平行直线行驶，求： (1)和谐号动车和复兴号动车在加速过程中的加速度大小a1、a2； (2)复兴号动车再次追上和谐号动车之前，沿运动方向两车头的最大距离Δx； (3)两车头再一次并排行驶的时刻t4。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 答案与精析 章末卷1　运动的描述　匀变速直线运动 1.C　运动员跑步比赛过程中，运动过程中的加速度不一定恒定，跑到30 m处时，秒表计时为3.29 s，故可计算出这段时间内的平均速度，但无法算出这段时间的瞬时速度，故选C。 2.D　若选择其中一架无人机为参考系，则另一架无人机为静止状态，则两颗子弹相对甲、乙两架无人机速度都是v，则甲、乙同时被击中，故选D。 3.A　设子弹与木板间的阻力为f，每层木板的厚度为d，刚好击穿2层木板时由牛顿第二定律可知a＝，v2＝4ad，当子弹的质量增加1倍时a′＝，子弹运动的位移为v2＝2a′x，即x＝＝4d，所以刚好击穿4层木板，故A正确；仅将子弹的射入速度提升1倍后，由x＝可知刚好打穿8层木板，故B错误；仅改变子弹形状使相互间阻力减小，子弹的加速度减小，从而得出打穿木板的数量，根据动能定理mv2＝Q，可知产生的热量不变，故C错误；根据v12－v2＝－2ad得v1＝v，故D错误。 4.D　设加速度为a，根据数学方法可知k＝＝，得到a＝kv0，则粒子做匀减速运动的时间为t＝＝－，故选D。 5.A　设汽车正常行驶的速度为v0，由匀变速直线运动的平均速度与瞬时速度的关系可得＝，可得v0＝2，A正确；减速过程时间为t0＝＝，反应过程的时间为t反＝＝，B错误；减速过程的位移为x0＝ t0＝，反应过程的位移为x反＝v0t反＝，则有＝，C错误；发现情况到汽车停止整个过程的平均速度为v＝＝，D错误。 6.D　由题图可知，球员和足球的加速度大小分别为a1＝＝ m/s2＝3 m/s2，a2＝＝ m/s2＝1 m/s2，球员的加速度大于足球的加速度，A错误；0～1 s内，球员的平均速度和足球的平均速度大小分别为1＝ m/s＝1.5 m/s，2＝ m/s＝3.5 m/s，0～1 s内，球员的平均速度小于足球的平均速度，B错误；1 s时，球员和足球的位移差为Δx＝2t－1t＝(3.5－1.5)×1 m≠0，球员没有追上足球，C错误；若球员不追赶足球，足球运动最大位移x＝v2t2＝×4.0×4 m＝8 m>7.5 m，所以若球员不追赶足球，足球会滚出边界，D正确。 7.B　若已知l＝12 m，有l＝a×42，解得加速度为a＝1 m/s2，根据l＝v0t－at2，解得列车的初速度v0＝5 m/s，故A错误，B正确；设列车经历t秒后静止，根据动力学公式有l＝at2－a(t－4)2，l＝a×42联立解得t＝5 s，故C、D错误。 8.AD　根据v­t图像与t轴围成的面积表示位移，可知A项图中，加速和减速过程中行驶的距离均为x1A＝t＝17.5 km，匀速过程前进的距离为x2A＝vmΔtA＝15 km，行驶的总路程为xA＝2x1A＋x2A＝50 km，A项方案不可能实现，故A错误；同理，B项图中，加速和减速过程中行驶的距离均为x1B＝t＝17.5 km，匀速过程前进的距离为x2B>vmΔtB＝20 km，行驶的总路程为xB>2x1B＋x2B＝55 km，B项方案有可能实现，故B正确；C项图中，加速和减速过程中行驶的距离均为x1C＝t＝17.5 km，匀速过程前进的距离为x2C>v′ΔtC＝20 km，行驶的总路程为xC>2x1C＋x2C＝55 km，C项方案有可能实现，故C正确；D项图中，加速和减速过程中行驶的距离均为x1D＝t＝17.5 km，匀速过程前进的距离为x2D>v′ΔtD＋vmΔtD′＝26.7 km，行驶的总路程为xD>2x1D＋x2D＝61.7 km，D项方案不可能实现，故D错误。本题选试运行方案不可能实现的，故选AD。 9.BD　由v­t图像与坐标轴所围图形的面积表示位移可知，0～30 s时间内无人机向下运动的位移为x1＝×30×4 m＝60 m，若无人机起始高度大于60 m，则无人机在BC段将在空中悬停，故A错误；由v­t图像的斜率表示加速度可知，无人机在AB段的加速度为a1＝ m/s2＝－0.2 m/s2，在CD段的加速度为a2＝ m/s2＝－0.2 m/s2，则有a1＝a2，故B正确；无人机在100 s内的位移为x总＝×30×4 m－×40 ×6 m＝－60 m，则无人机在这100 s内的平均速度为＝＝ m/s＝－0.6 m/s，故C错误，D正确。 10.AC　由题意可知，重锤在运动过程中受到的空气阻力可以忽略不计。作出v­t图像，如图所示，根据自由落体公式可知，重锤下落时离地高度为h1＝gt12，根据匀变速直线运动中平均速度＝可知，重锤在空中运动的平均速度等于接触地面后的平均速度，A正确，D错误；根据s＝t，可知重锤下落时离地高度h1和重锤接触地面后下降距离h2之比为＝，故重锤接触地面后下降的距离为h2＝gt1(t2－t1)，B错误；根据v＝at可知，重锤接触地面后的加速度大小为a＝＝，C正确。 11.解析：(1)遮光条经过光电计时器的速度为v＝。 (2)游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以d＝1 mm＋15×0.05 mm＝1.75 mm。 (3)由运动学公式v2＝2ax，v＝，得x＝·，结合图线可得＝，解得a＝3.1 m/s2。 答案：(1)　(2)1.75　(3)3.1 12.解析：(1)游标卡尺读数为d＝5 mm＋0.05×0 mm＝5.00 mm，小球通过光电门的瞬时速度v＝＝ m/s≈0.43 m/s。 (2)小球由B处运动到A处的过程中做匀加速运动，由运动学公式得v2＝2al，即()2＝2al，解得l＝×，l∞，故选C。 (3)根据l＝×可知，斜率k＝，故小球的加速度a＝。 答案：(1)5.00　 0.43　(2)C　(3) 13.解析：(1)分析可得小球两次经过A点和两次经过B点所用的时间分别是从最高点自由下落到A和从最高点自由下落到B所用时间t1和t2的两倍，即 2t1＝Δt1，2t2＝Δt2 A、B两点的高度差h为 h＝h1－h2＝gt12－gt22＝g()2－g()2＝g(Δt12－Δt22)。 (2)设小球通过A、B点的速度分别为vA、vB，则 vA＝gt1＝g·＝gΔt1 vB＝gt2＝g·＝gΔt2 由于小球在AB段做匀变速直线运动，故其平均速度为 ＝＝g(Δt1＋Δt2)。 答案：(1)g(Δt12－Δt22)　(2)g(Δt1＋Δt2) 14.解析：(1)乙接棒前加速过程，甲的位移s1＝vt 乙的位移s2＝vt 根据题意有x0＝s1－s2，v＝at 联立得t＝3 s ，a＝ m/s2。 (2)乙接棒前加速过程，乙的位移 s2＝at2＝ 15 m < L 因此甲乙在交接棒过程中没有犯规。 答案：(1)3 s　 m/s2 (2)交接棒过程中没有犯规 15.解析：(1)由速度时间公式和题意可知，和谐号动车的加速度 a1＝＝0.6 m/s2 复兴号动车的加速度a2＝＝0.9 m/s2。 (2)t1＝100 s时，和谐号动车与复兴号动车的速度 v＝a1t1＝60 m/s 假设复兴号动车t2′开始做匀加速直线运动，则有 v1＝v＋a2(t2－t2′) 分析运动过程可知，t2时速度相同，两车头沿运动方向相距最远，则在t1～t2的过程中，和谐号动车的位移 x1＝(t2－t1) 复兴号动车的位移x2＝v(t2′－t1)＋(t2－t2′) 两车头沿运动方向相距最大距离Δx＝x1－x2 可得Δx＝90 m。 (3)在t2～t4的过程中，和谐号动车的位移 x1′＝v1(t4－t2) 复兴号动车的位移x2′＝(t3－t2)＋v2(t4－t3) 两车头再一次并排行驶时Δx＝x2′－x1′ 解得t4＝145 s。 答案：(1)0.6 m/s2　0.9 m/s2　(2)90 m　(3)145 s 学科网（北京）股份有限公司 $$