第2章 匀变速直线运动的规律（拔高练）-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册(教科版2019)

进阶 突破 第二章匀变速直线运动的规律 第1节匀变速直线运动的研究 1.(2023·广东佛山质检)光电计时器是物理学中常用的一种研究物体运动情况的计时仪器， 其结构如图甲所示.a、b分别为光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光 电计时器就可以显示出物体的挡光时间，这样就可以将物体通过光电门的平均速度视为其通 过光电门的瞬时速度.如图乙所示，气垫导轨上安装有A、B两个光电门，导轨上放有一滑块， 滑块上装有宽度为d的遮光片，现使滑块从某一位置开始以恒定的加速度滑动，并依次通过 光电门A、B,光电计时器记录的时间分别为1、2，并测得遮光片从光电门A运动到光电门B 所用的时间△. 显示屏 光电 /光电计时器 (1)在实验中，为了更准确地测得滑块通过光电门的速度，应选用较 (填“宽”或 “窄”)的遮光片 (2)由题可知，遮光片通过光电门A时的速度表达式1= ,通过光电门B时的速度表 达式2= (3)滑块在气垫导轨上运动的加速度的表达式a= （用1、2及题千中记录的时间字 母表示)： 第2节匀变速直线运动速度与时间的关系 1.(2024·浙江嘉兴检测)小球A、B分别在两个倾角不同的斜面上自静止滚下后，进入光滑的 水平面.从静止释放时开始，每隔相同的时间间隔记录一次小球的位置，结果如图所示.则关 于A、B的运动判断正确的是 A.球B在斜面上的加速时间更长，所以到达斜面底端时球B的速度更大 B.球A从倾角更大的斜面上滑下，加速度更大，所以到达斜面底端时球A的速度更大 C.球B在斜面上的加速时间更长，可判断球B在斜面上的加速度更小 D.可判断出，球B在斜面上的加速度与球A在斜面上的加速度之比为4：3 2.(2024·天津一中期末)如图所示为某质点做直线运动时的-t图像，图像关于图中虚线对 称，则在0~t,时间内，关于质点的运动，下列说法正确的是 ( A.若质点能两次到达某一位置，则两次的速度都不可能为零 B.若质点能三次通过某一位置，则可能三次都是加速通过该位置 C.若质点能三次通过某一位置，则可能两次加速通过，一次减速通过 D.若质点能两次到达某一位置，则两次到达这一位置的速度大小一定相等 进阶突破·拔高练03 3.如图a所示的“滑板”是常见的娱乐休闲活动.在空旷的水平地面上，有一小孩从静止开始，连 续三次蹬地后，滑板沿直线继续滑行了24m后停下.某同学用-t图像描述了上述运动过程， 如图b所示.求： (1)滑板减速滑行时加速度的大小和运动中的最大速率（结果精确到小数点后第2位）： (2)小孩蹬地时滑板加速度的大小（结果精确到小数点后第2位）. 00820284048 12h 图A 图 第3节匀变速直线运动位移与时间的关系 1.在人工智能机器人跑步比赛中，t=0时两机器人位于同一起跑线上，机器人甲、乙运动的速 度一时间图像如图所示，则下列说法正确的是 ( A.机器人乙起跑时，机器人甲正好跑了2m +m·s B.机器人乙从起跑开始，经38后刚好追上机器人甲 C.机器人甲、乙相遇之前的最大距离为4m D.机器人乙超过机器人甲后，甲、乙可能再次相遇 12345/s 2.(2024·湖南名校联考)甲同学是滑雪运动的初学者，在足够长的水平直滑道上滑行，另一位 同学乙正停在滑道上休息.甲看见乙后，由于技术不佳，不敢采取其他操作，只能继续滑行，靠 摩擦减速，同时大声呼喊.若甲同学的速度低于4m/s时，其减速的加速度大小会由1m/s2突 变到2m/s2,其他时候加速度均可认为不变，为使问题简化，现认为甲同学发出喊声时，乙同 学能立即以大小为2m/s2的加速度开始沿滑道做匀加速直线运动.则： (1)若要甲、乙恰不发生碰撞时，甲的速度刚好为4/s,则甲发出喊声时速度多大？ (2)若甲同学在看见乙同学时，初速度为4m/s,则甲、乙之间距离为多大时甲发出喊声，两者 恰好不撞？ (3)为避免碰撞，试讨论，甲、乙间的最小距离L与甲发出喊声时的速度。的关系式？ O4黑白题物理|必修第一册·JK 第4节匀变速直线运动规律的应用 1.(2024·江苏苏州月考)初速度为，的子弹依次穿过两段长为5L和4L的固定木块，刚好能从 右端射出，已知子弹在木块中的加速度保持不变，则 A.子弹穿过两木块的时间之比为3：2 2vo B.子弹到达两木块交界处的速度为 C.子弹在两木块中的平均速度之比为5：4 D.若子弹初速度变为2。，则子弹穿出两木块后速度变为o 2.（2023·福建厦大附中质检)（多选）如图所示，A、B为弹性竖直挡板，相距L=2m,其间为水 平导轨，一小球（可视为质点）自A板处开始，以。=4m/s的速度沿导轨向B板运动，它与A、 B挡板碰撞后瞬间均以碰前瞬间的速率反弹回来，且在导轨上做减速运动的加速度大小不 变，为使小球恰好停在两挡板的中间，这个加速度的大小可能为 8 A.7 m/s C.1.6m/s3 D.1.8m/s3 3.(2024·江苏苏州月考)如图甲所示为哈尔滨冰雪大世界游客排队滑冰滑梯的场景，在工作 人员的引导下，每间隔相同时间从滑梯顶端从静止开始滑下一名游客，将某次拍到的滑梯上 同时有多名游客的照片简化为如图乙所示，已知AB和BC间的距离分别为2.5m和 3.5m,求： (1)CD间距离多远？ (2)此刻A的上端滑道上还有几人？ (3)此时A距滑道顶端多远？ 第5节 自由落体运动 第1课时》自由落体运动及其规律 1.(2023·湖南衡阳期末)从居民楼某楼层的窗台上掉下一苹果，目测落地前最后一秒的位移 约为10m,忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2.则苹果掉下时的楼层为（设每层楼高约 2.5m) () A.第三层 B.第四层 C.第五层 D.第六层 进阶突破·拔高练0⑤ 2.(2024·广东珠海期中)如图所示，两位同学在教学楼上做自由落体实验，甲同学 在四楼先将小球A释放，当下落距离为h时，乙同学在三楼将小球B释放，小球B 释放时间t后，两球恰好同时落地，小球A、B不在同一条竖直线上，每层楼高度相 等，不计空气阻力，重力加速度为g,则下列说法中正确的是 A.小球A经过每层楼的时间之比为1：3：5 B.甲同学释放点离地高度为)g+√2ghr+h C.若两位同学均各上一层楼重做以上实验，两小球仍能同时落地 D.若两位同学均各下一层楼重做以上实验，小球A先落地 3.(2023·浙江杭师大附中期中)如图是沙漏照片.若近似认为砂粒下落的初速度为0，不计砂 粒间下落时的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，忽略空气阻力，重力加速度g取10/s2. (1)求一颗砂粒下落第0.1s末时的速度大小： (2)求一颗砂粒下落过程第2个0.1s内的位移大小： (3)有同学发现用相机拍摄的照片中的砂粒在空中时都看不出砂粒本身的形状，而是成了条 形痕迹，请问这是什么原因造成的？请推导出口下方10cm处的痕迹长度约是5cm处长 度的倍数 第2课时》竖直上抛运动 1,如图，篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边，虚线“1”“2”“3”所在水 平面分别是地面、运动员的头顶、该水柱最高点所在的水平面.根据图中信息 和生活经验，可以估算出该水柱从地面喷出时的速度约为 ( A.2 m/s B.6 m/s C.12 m/s D.20 m/s 2.(多选)建筑工地，工人往往徒手抛砖块，地面上的工人以10m/s的速度竖直向上间隔1s连 续抛出两个砖块，每次抛砖时，楼上的工人在抛砖点正上方3.75m处接砖，重力加速度取 10m/s2,空气阻力不计，设地面上的人抛出第一块砖的时刻记为t=0时刻，则 () A.t=1s时刻楼上的工人可接到砖 B.楼上的工人在t=0.5(2n+1)s(n=0,1,2,3,…)时刻都能接到砖 C.楼上的工人两次接砖的最长时间为2s D.楼上工人不可能同时接到两块砖 06黑白题物理I必修第一册·JK进阶突破·拔高练 第一章描述运动的基本概念 第5节速度变化的快慢与方向一加速度 第1节参考系时间质点 1,D解析：ABD.质点在0-1。时间内从静止出发，速度方向一 1,A解析：A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猎的大 直为正，位移一直增大，。时到原点的距离最远：。~2时间 小可忽略不计，可将猫看作质点，选项A正确：B.研究乙图 速度反向，位移反向：图像的面积表示位移大小，可知此段时 中水珠形状形成的原因时，旋转球的大小和形状不能忽略， 间发生的位移大小等于0~。时间内的位移大小，在2。时回 旋转球不能看作质点，选项B错误：C.研究图丙中飞翔鸟儿 到原点，AB错误：C图像的斜率表示加速度1=之，时，斜 能否停在树桩上时，鸟儿的大小不能忽略，不能将鸟儿看作 质点，选项C错误：D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越 率为0，加速度为0，C错误D.图像的面积表示位移大小， 障碍物时，马的大小不能忽略不计，不能把马看作质点，选项 轴以上取正，轴以下取负，可知1= 2与= 2时，质点 D错误故选A 的位移相等，P运动到同一位置，D正确.故选D 2.C解析：由于旅客看到太阳从西边升起，因此必须是傍晚 2.D解析：AB.由-1图像斜率的绝对值表示加速度大小结合 选太阳为参考系，若飞机相对地球静止，则相对太阳的速度 几何关系可知1：时刻和1，时刻甲的加速度大小均等于乙的 向东，逐渐变成傍晚.若飞机以较大的速度相对地球向西飞 加速度大小，故AB错误：C.由-1图像与t轴围成的面积表 行，则可以相对太阳向西飞行，去追赶太阳，从而看到太阳从 示位移可知0~2时间内，甲的位移大小大于乙的位移大小， 西边升起，故C正确 第2节位置位移 根据=x可知甲的平均速度大小大于乙的平均速度大小。 1.C解析：把面AEFD和面CDFG展C 故C错误：D.由-图像与：轴围成的面积表示位移结合几 开如图所示连接A与G.AG的长度 何关系可知0-，时间内.甲的位移大小等于乙的位移大小。 就是最短路程s=√10+20m= 根据=可知甲的平均速度大小等于乙的平均速度大小， 105cm,故A错误，C正确.昆虫只 故D正确.故选D. 能沿木块表而从A点到G点，其运动轨迹可以有各种不同 的情况.但是，其起点和终点是相同的，即位移相同，为正方 第二章匀变速直线运动的规律 体对角线的长度x=/10+(102)2cm=103cm.故 第1节匀变速直线运动的研究 BD错误. 1.(1)窄(2)44(3) △r 第3节位置变化的快慢与方向一速度 解析：(1)用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，所以遮 1.B解析：A.根据r-t图像0~4s内.甲车的速度大于乙车的 光片选择较窄的 速度，故两者距离先逐渐缩小，故A错误：BC.0-4s,甲的位 (2)用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则有通过光电 移168x4m=48m,乙的位移=128 2 2 4m=40m, 门A时的速度，=，通过光电门B时的速度，= t 1=0时x=6m,所以=4s时，甲在乙前2m,期间两车相遇 一次=6：时，甲的位移，16m=60m.乙的位移为 (3)滑块的加速度a=A.5-马 △t△r 第2节匀变速直线运动速度与时间的关系 2=126x6m=54m,加上x=6m,甲乙在同-位置，第二次 1,C解析：由图可知，两球在水平而上运动的速度相同，即两 2 球滑到斜面底端时的速度大小相同.因球B从倾角较小的 相遇：1=8s时，甲的位移60m+2×4m=68m,乙的位移为 2+4 斜面上滑下，在斜面上的加速时间更长，加速度较小，球A从 8m=64m,加上x=6m,在6-8s内乙车一直在 2 倾角更大的斜面上滑下，加速度更大，选项AB错误，C正 甲车前面，所以6-8s内不会相遇，故B正确，C错误：D.通 确：由图可知B,4两球在斜面上运动时间之比为4：3，根据 过图像斜率可知，0-68内甲的加速度更大，6s以后乙的加 口=”可判断出，球B在斜面上的加速度与球A在斜面上的 速度更大，故D错误，故选B 加速度之比为3：4，选项D错误故选C 2.AD 2.C解析：分析质点运动过程可知.质点在 第4节实验：用打点计时器测量小车的速度 !速 0~时间内能两次到达的位置有两 1,AD解析：A.甲图中每个点的纵坐标对应纸带运动到该时 个，分别对应质点运动速度为零的两个位 刻的速度，A正确：BC.乙、丙图中点的纵坐标表示该时刻的 置，若质点能两次到达某一位置，则可能 速度，但是折线或者曲线上的每一点的纵坐标不表示对应纸 有一次的速度为零，因此AD错误：如图， 加递 带在该时刻的速度，BC错误：D.因纸带的速度不会发生突 画出质点运动的过程图，在质点沿负方向加速运动的过程 变，丙图速度没有明显的突变，丙图与纸带实际运动更加接 中，质点可三次通过某一位置，这时质点两次加速，一次减 近，D正确.故选AD. 速：在质点沿负方向减速运动的过程中，质点可三次通过某 参考答案与解析黑白题47 一位置，这时质点两次减速.一次加速，故B错误.C正确 3.(1)0.93m/s26.67m/s(2)3.72/s3 则从开始到共速，甲同学=。”马 解析：(1)第三次蹬地后滑板滑行的距离等于4.8-128之间 乙同学r=azt, -(图像中三角形面积，即.=24m,1=12-48=72 则两者间的最小距离为1-，2 2a 2a:2az.' 解得”=6.67m8,4.8~12s间的逆向运动为初速度为0的 解得L=2。-6. 匀加速运动，=al,解得a=0.93m/。. (2)加速过程中速度的增大量与滑行过程中速度的减小量 综上所述，当≤4m时，L=g:当4ms<,<6%时， 相等，加速的时间共计11=0.8s+(2.8-2.0)s+(4.8-4.0)5= 2.4*,减速的时间共计2=12%-2.48=9.6，根据414=2 L=2。-6:当≥6m时，L=6 可解得a,= a上=3.72m 第4节匀变速直线运动规律的应用 1.B解析：AB.子弹刚好能从右端射出，则子弹的运动可看作 第3节匀变速直线运动位移与时间的关系 反向初速度为0的匀加速直线运动，剩由运动学公式可得 1,B解析：A.根据-1图像与：轴所围而积表示位移.可知机 221 器人乙在t=2s时起跑，此时，机器人甲跑过的距离x= 2a"=m,5=分-r 4L 20w=+,解得=子左=2 m=1m,选项A错误：B,机器人乙起跑3s后，甲通过的 1×2 。故A错误，B正确：C子弹在两木块中的平均速度之 a=- 位移x=5+3 2x2m=4m,可 1+3 ×1m=4m,乙通过的位移x= 比为”：252，放C错误：D若子弹初速度变 知x2=xm,说明机器人乙追上甲，选项B正确；C.两机器人 为2o,设子弹穿出两木块后速度变为r,则(2)2-r2= 在速度相等（即1=3s)时相距最远，两者间的最大距离等于 2a(5L+4L),解得'=√3"n,故D错误.故选B. 1×21×1 0-3内的位移之差，则=之m+之m=15m,选项 2.AC解析：根据题意可把小球整个过程的运动看成是做匀 C错误：D.机器人乙超过机器人甲后，乙的速度总比甲的 诚速直线运动，设加速度大小为a,为使小球恰好停在两挡 L 大，则甲、乙不可能再次相遇，选项D错误.故选B. 板的中间，小球通过的路程应满足3=2+n(n=0,1,2…), 2.(1)6m/s(2)2m(3)见解析 t08 解析：(1)甲、乙恰不相撞时，甲，乙共速，对乙有，=az1, 根据运动学公式可得-2as=0-2,可得a= 1+2n m/s 得1=28， (n=0.1,2…),当n=0时，可得a,=8ms2,当n=1时.可得 甲在这段时间内一直以a,=1m/2进行减速，故有书，= .8 8 -0th: 4=3ms,当n=2时，可得a=5m。=16mg< 解得2=6m/s: (2)甲以，=4m/。开始减速，则其减速过程加速度大小为 1,8m82,当n=3时.可得a= 8 7mvs,故选AC a2=2m/s2,从开始到两者共速，有r=,-a,42=az2, 3.(1)4.5m(2)2人(3)2m 解得2=18， 解析：(1)游客在滑梯上做匀加速直线运动，根据匀加速直 ,+ 则两者恰好不相撞的距离为山，=2：2， 线运动的规律可知，在相邻相等时间内位移差相等，即CD- BC=BC-AB,解得CD=4.5m.(2)相邻两人的距离为1m,所 解得L-2m: 以此刻A的上端滑道上还有2人(3)设相邻两名乘客的时 (3)由(1)(2)问可知 间间隔为T,下滑的加速度为a,则有△s=CD-BC=aT,即 ①当。≤4ms时，甲一直以a2=2m:2的加速度减速，从 T=1m,A的此时速度为，=B+B-△.2 ,联立两式解 开始到两者共速时，有"=。-al=azk, 2T 解得1 4 得，=2aT,此时A距滑道顶端s-2a =2ar-2 m. 、则两者间的最小距离为上”-=发、 第5节自由落体运动 第1课时自由落体运动及其规律 ②当。≥6ms时，甲一直以a,=1m82进行减速，从开始 1.C解析：由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该时间 到两者共速时，有=w-a,=az, 段的平均速度可得，最后1s的平均速度是最后05s的初速 解得t= 3 度可得r=t=10, 7=Tm/s=10m,则苹果落地时的速度为r 则两者间的最小距离为L=o”-”,=后 2126 +g=10m/s+0.5×10m/s=15m/s.由2=2gh,可得h ③当4m/s<。<6mvs时，甲先以a,=1m/s2减速到，= ,1.25m=45,可得掉下时的楼层为第五层，故C正 11.25m,2.5m 4s,然后再以a2=2m/2的加速度减速到两者共速. 确，ABD错误.故选C 必修第一册·JK黑白题48 2.B解析：A.小球A做自由落体运动.初速度为0，经过相等 该线与0A的交点，如图所示，OO'=Ro%60°= R,故选D 位移的时间比为t1:42:4=1:(2-1):(5-√2)，A错 误：B设小球A下落6所用时间为，有=，解得，= 西，小球A下落的总时间为a=1+.下落的总商度 30° G 为ha==h+4V2,B正确：C由于题目中实 第2节弹力 1.D解析：上面的弹簧受到的拉力为两个物块的重力之和。 验时两球同时落地，但A球运动时间长，根据=g,可知落 劲度系数较小时形变量较大，故上面应是S,,下而的弹簧的 地时A球速度大，若两位同学均各上一层楼重做以上实验. 形变量由下面的物块的重力决定，为了让形变量最大，应把 假设两位同学不动，相当于地面下降了一层楼，两球同时到 重的放在下面，即将a物块放在下面，故D正确。 达原来的地面位置且A球速度大，所以可判断出A球先落 2.A解析：设大弹簧劲度系数为k,小弹簧劲度系数为k2,依 地，C错误：D.若两位同学均各下一层楼重做以上实验，假 据胡克定律F=4x可得，在0-0.2m范围内有20N=k,× 设两位同学不动，相当于二楼就是地面，由于两球加速度相 0.2m,在0.2-0,3m范围内（这个范围内小弹簧的压缩量比 同，原来落地时A球速度大，从二楼到一楼，根据2g△h=2- 大弹簧小0.2m)有50N=k,×0.3m+k×0.1m,联立解得片，= 片.可知，到二楼时A球速度大，根据△M:”"4,可知A球 100N/m.k,=200N/m,放选A. 第3节摩擦力 从二楼到地面所用时间短，义因为两球同时落地，所以B球 先落到二楼，D错误，故选B. 第1课时滑动摩擦力 3.(1)1m/%(2)0.15m(3)见解析 1.D 解析：(1)一颗砂粒下落第0.1s末时的速度大小为，=，= 2.C解析：对Q受力分析：Q受重力2mg,绳子拉力T,P对Q 1m/s(2)一颗砂粒下落过程第2个0.1s内的位移大小为 的支持力FP对Q的摩擦力fm,则T=fw=uFN,=2mg: 对P受力分析：P受重力mg绳子拉力T,向右的力F,Q对 4r==2码2对=015m(3)砂粒在空中时看不出 P的压力F,地面对P的支持力F、,Q对P的摩擦力for,地 砂粒本身的形状，而是成了条形痕迹，这是由于相机曝光时 面对P的摩擦力，则F、=F,+mg=3mg,f=uF、=3umg,F= 间过长，导致物体与相机相对运动，由题意可知，痕迹的长度 T+fom+fJm=∫w,解得F=7mg,放选C 由速度决定，则=2h,=2h,联立解得=k=2. 第2课时静摩擦力 7 1.C解析：AB.接触面的弹力方向垂直于接触面指向受力物 第2课时竖直上抛运动 体，故A点的弹力方向垂直于过A点的切线指向订书钉， 1.C解析：篮球运动员身高约为1,8m,由图可知水柱的高度 故AB错误；CD.摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反， 约为人身高的3倍，即5.4m,则0-6=-2gh,解得。= 故A点对订书钉的摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向上，故 10m/s,C项与10m/s最接近，故选C C正确，D错误，故选C 1 2.D解析：AB.若，<，则物块m相对传送带向左运动，其所 2.BC解析：研究第一块砖h=w+2(-8)2,代入数据解得 受滑动摩擦力方向向右，若，>”，，则物块m相对传送带向右 41=0.5s,42=1.5s,山1和2分别对应第一块砖的上升过程和 运动，其所受滑动摩擦力方向向左，两种情况下物块m所受 下降过程，根据题意可得第二块砖到达抛砖点正上方3.75m 滑动摩擦力大小均为f=umg,故AB错误：CD.若，=，且 处的时间为13=1.5s,4=2.5,以此类推，可得楼上的工人 物块m保持匀速运动，此时物块m所受细线拉力与传送带 在1=0.5(2n+1)s(n=0,1,2,3.…),都能接到砖，在1=1s时 对物块的静摩擦力二力平衡，即∫=mg,方向向左，故C错 刻楼上的工人不能接到砖，楼上的工人两次接砖的最长时间 误，D正确.故选D. 为4-4，=2。，当在，时刻，楼上工人可以同时接到第一块砖 3.B解析：第2张纸相对第3张纸向右运动，所以第2张纸受 和第二块砖，故BC正确，AD错误故选BC 到第3张纸的摩擦力方向向左，故A正确：工作时搓纸轮给 第三章相互作用 第1张纸压力大小为F,第1张纸对第2张纸的压力为 第1节力重力 F+mg,所以第2张以下的纸没有运动，只有运动趋势，所以 1,D解析：薄板质量分布均匀，由图可知当吊起B点时，沿着 第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力 均为静摩擦力，大小均为4(F+mg),故B错误，C正确：若 OB这条线，两边图形等底等高.面积相同.则质量相同，即中 心在沿OB直线上：同理，当吊起C点时，沿着OC这条线两 4,=2,搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为4，F,第1张纸受 边图像面积相同，质量相同，重心在沿OC直线上；所以可知 到第2张纸的滑动摩擦力为4(F+mg),则有4，F< 42(F+mg),搓纸轮与第1张纸之间会发生相对滑动，不会进 O点为该薄板的重心，细线的延长线一定通过图中的O点， 纸，打印机不会正常工作，故D正确.本题选错误的，故选B 故选D. 2.D解析：将球置于水平地面上，球受重力和支持力，二力平 第4节力的合成 衡，故重力的作用点在O4连线上：将球放在斜面上，以B为 1.C解析：因为O是等边三角形ABC的中心，现增加三个力： 接触点，根据共点力平衡，重心在过B的竖直线上，一定是 矢量AddC,如图所示 参考答案与解析黑白题49