第二章 匀变速直线运动的研究单元检测1-2024-2025学年高一物理精剖细解讲义（人教版2019必修第一册）

第二章 匀变速直线运动的研究单元检测（基础卷） 一、单选题 1．一辆汽车以的速度行驶在城市道路上，当车头距离路口停车线30m时，绿灯时间还剩余3s（从该时刻开始计时），立即刹车做匀减速运动，结果车头与停车线相齐时刚好停下，下列能正确反映该车速度随时间变化的图像是（　　） A． B． C． D． 2．2021年9月17日30分许，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。返回舱在距离地面十公里左右的高处，开始经过多次的减速，当返回舱距地面高约时，四台反推发动机会同时点火，以极强的推力帮助返回舱进一步减速至，实现软着陆。现假设返回舱软着陆过程可视为竖直下落，着陆过程中其速度随时间的规律变化，由此可知，在软着陆的这个过程中（　　）    A．返回舱做变加速直线运动 B．返回舱的初速度为 C．返回舱的加速度在不断减小 D．相同时间内，返回舱速度变化量不变 3．如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电计时装置A、B，A、B间距离为L=30 cm，为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一个宽度为d=1 cm的遮光条，现让滑块以某一加速度通过A、B，记录遮光条通过A、B的时间分别为0.010s、0.005 s，滑块从A到B所用时间为0.200 s。则下列说法正确的是（　　） A．滑块通过A的速度为1cm/s B．滑块通过B的速度为2cm/s C．滑块在A、B间运动的平均速度大小为3m/s D．滑块在A、B间运动的平均加速度大小为5m/s2 4．如图为消防队员正在进行滑杆训练的示意图，若某次下滑过程中，消防队员先做初速度为零的匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到地面时速度恰好为零，下滑过程中最大速度为，下滑所用的总时间为3s，则消防队员下滑的总高度为（　　） A．15m B．10m C．7.5m D．5m 5．一次校运会上，小明以2.00m的成绩夺得男子跳高冠军。另一位同学想估算一下小明起跳时的竖直速度：他根据人体比例，认为小明起跳时重心离地约1m，越过横杆时，重心比横杆高约0.25 m，重力加速度g取10m/s2。由此可估算出小明起跳时的竖直速度约为（    ） A．7 m/s B．6 m/s C．5m /s D．4 m/s 6．张勇同学以初速度v0竖直上抛一个足球，在足球运动的过程中（　 　） A．上升阶段，位移方向与初速度方向相同 B．上升阶段，速度方向与初速度方向相反 C．下落阶段，位移方向与初速度方向相反 D．下落阶段，速度方向与初速度方向相同 7．甲、乙两汽车在两条平行且平直的车道上行驶，运动的图象如图所示，已知t=0时刻甲、乙第一次并排，则（　　） A．t=4s时刻两车第二次并排 B．t=6s时刻两车第二次并排 C．t=10s时刻两车第三次并排 D．前10s内两车间距离的最大值为12m 二、多选题 8．甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动，甲、乙运动的v­t图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．0~6s内甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动 B．乙在2s末改变运动方向 C．甲、乙两次速度相同的时刻分别在1s末和4s末 D．乙在1s末的加速度大于在4s末的加速度 9．歼-20是我国自主研制的新一代隐身战斗机。具有隐身好、机动性强、战斗力强等优点。在某次模拟演习中，歼-20巡航时发现前方处有一敌机正在匀速飞行。歼-20立即加速追击，在追击的过程中两飞机的图像如图所示。下面说法正确的是（    ） A．时，歼-20追上敌机 B．时间内，歼-20与敌机的距离先增大后减小 C．在追上敌机前，歼-20与敌机的最大距离为 D．在追击的过程中，歼-20的最大速度为 10．某小区一栋居民楼有33层，每层高度都一样，某天，一只小鸟在空中拉了一颗鸟粪，不计空气阻力，鸟粪直接做自由落体运动，在两个连续相等时间间隔经过的楼层数目分别为和，则与可能为（　　） A．2和5 B．3和10 C．4和15 D．15和17 三、实验题 11．某同学在研究被重物牵引的小车速度随时间变化的关系的实验中得到一条纸带，如图所示O、A、B、C、D、E、F是纸带上的七个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，用、、、、、表示相邻两个计数点间的距离，用T表示相邻两个计数点间的时间间隔，在纸带的下方用毫米刻度尺测量计数点间的距离（零刻度线与O点对齐）。已知打点计时器电源频率为50Hz，那么，T为 s，B点读数为 cm；可计算出C、D两点间距离 cm；B点对应的速度大小的表达式为 ，OF的平均速度大小的表达式为 ，小车运动的加速度a为 。（表达式用题中字母表示，加速度计算结果保留两位有效数字）。 12．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中， (1)下列说法正确的是 A．使用电磁打点计时器应选用220V的交流电源 B．实验时应该先接通电源打点，后释放纸带运动 C．实验时应该先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动速度越小 (2)如图1是实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个点没有画出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上； ①打点计时器打C点时，小车的速度为 m/s；(结果保留两位有效数字) ②t=0.10s时，打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在图2所示坐标系中(其他点已标出)，并做出小车运动的v-t图线； ③利用图线可知，小车做加速直线运动，其加速度a= m/s2。(结果保留两位有效数字) 四、解答题 13．2023年9月21日，中国航天员首次在梦天实验舱内进行投课，为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。在奇妙“乒乓球”实验中，神舟十六号航天员朱杨柱用“特制”乒乓球拍将静止的水球拍出，若将该直线运动过程看成水球先做匀加速运动后匀速运动，其中加速时间t1=2s，加速位移为s1=0.3m，匀速阶段用时t2=2.5s。求： （1）水球匀速运动时的速度v的大小； （2）加速过程中加速度大小； （3）全过程的总位移的大小。 14．2023年10月3日，杭州亚运会田径4×100m接力比赛中，中国队男女双双夺冠。成绩的取得与运动员平时的刻苦训练密不可分，某次训练中，甲、乙两位运动员在直线跑道上前后接力，甲是前一棒，乙是后一棒。甲的速度保持10m/s。乙选择适当时机在接力区某处开始从静止加速起跑，需跑出12.5m才能达到最大速度10m/s，这一过程可看做匀加速直线运动。当甲追到乙的身边交棒时，乙的速度为8m/s，接到棒后乙继续加速到最大速度。不计交棒时间，交棒不影响运动员的速度，交接棒都在有效接力区内，运动员视为质点。 （1）乙的加速度是多大？ （2）乙开始跑动时与甲相距多远？ （3）为了提高成绩，乙重新选择起跑时与甲的距离，使得当乙的速度刚达到最大速度时，甲恰好追到乙的身边及时交棒。求甲、乙这个改进可以节省多少时间？ 15．如图所示，A、B两球在空中同一位置做自由落体运动，当A球下落了距离L时B球开始下落。当A球落地时，两球相距5L。忽略空气阻力，重力加速度为g，求： （1）B球开始下落时A的速度； （2）两球开始下落点离地面的高度； （3）A球落地后立即以落地速率反弹，此后经过多长的时间两球在空中相遇？相遇点距地面多高。 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4．如图为消防队员正在进行滑杆训练的示意图，若某次下滑过程中，消防队员先做初速度为零的匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到地面时速度恰好为零，下滑过程中最大速度为，下滑所用的总时间为3s，则消防队员下滑的总高度为（　　） A．15m B．10m C．7.5m D．5m 【答案】C 【详解】下滑的总高度 故选C。 5．一次校运会上，小明以2.00m的成绩夺得男子跳高冠军。另一位同学想估算一下小明起跳时的竖直速度：他根据人体比例，认为小明起跳时重心离地约1m，越过横杆时，重心比横杆高约0.25 m，重力加速度g取10m/s2。由此可估算出小明起跳时的竖直速度约为（    ） A．7 m/s B．6 m/s C．5m /s D．4 m/s 【答案】C 【详解】小明在竖直方向可视作竖直上抛运动，其重心上升高度 h=（2-1+0.25）m=1.25m 运用逆向思维，从起跳到最高点在竖直方向的运动可视为自由落体运动，由 v2=2gh 可得 v=5 m/s 故选C。 6．张勇同学以初速度v0竖直上抛一个足球，在足球运动的过程中（　 　） A．上升阶段，位移方向与初速度方向相同 B．上升阶段，速度方向与初速度方向相反 C．下落阶段，位移方向与初速度方向相反 D．下落阶段，速度方向与初速度方向相同 【答案】A 【详解】足球上升阶段，位移方向与初速度方向相同，都向上；速度方向与初速度方向相同，都向上；下落阶段，开始阶段位移方向与初速度方向相同，都向上，越过抛出点后位移向下，方向与初速度方向相反；下降阶段的速度方向与初速度方向相反，速度向下，初速度向上。故选项A正确，BCD错误。 故选A。 7．甲、乙两汽车在两条平行且平直的车道上行驶，运动的图象如图所示，已知t=0时刻甲、乙第一次并排，则（　　） A．t=4s时刻两车第二次并排 B．t=6s时刻两车第二次并排 C．t=10s时刻两车第三次并排 D．前10s内两车间距离的最大值为12m 【答案】C 【详解】AB．由图像围成面积表示位移可知，在前8s内，甲的位移 乙的位移 说明t=8s时刻，两车第二次并排，故AB错误； C．两车第二次并排后，设经过时间两车第三次并排，由图线斜率表示加速度可得乙减速阶段加速度大小为 有 即 解得 两车恰好在乙速度为零时第三次并排，第三次两车并排的时刻为t=10s，故C正确； D．由图像可知，前10s内两车在t=4s时刻两车距离最大（图像上左侧的梯形面积）， 故D错误。 故选C。 二、多选题 8．甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动，甲、乙运动的v­t图像如图所示，下列判断正确的是（　　） A．0~6s内甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动 B．乙在2s末改变运动方向 C．甲、乙两次速度相同的时刻分别在1s末和4s末 D．乙在1s末的加速度大于在4s末的加速度 【答案】CD 【详解】ABD．由题图知，甲以2m/s的速度做匀速直线运动，乙在0~2s内沿正方向做匀加速直线运动，加速度为 2~6s内沿正方向做匀减速直线运动，加速度为 故AB错误，D正确； C．t1=1s和t2=4s时甲、乙速度相同，故C正确。 故选CD。 9．歼-20是我国自主研制的新一代隐身战斗机。具有隐身好、机动性强、战斗力强等优点。在某次模拟演习中，歼-20巡航时发现前方处有一敌机正在匀速飞行。歼-20立即加速追击，在追击的过程中两飞机的图像如图所示。下面说法正确的是（    ） A．时，歼-20追上敌机 B．时间内，歼-20与敌机的距离先增大后减小 C．在追上敌机前，歼-20与敌机的最大距离为 D．在追击的过程中，歼-20的最大速度为 【答案】BC 【详解】ABC．由图像可知，歼-20的加速度为 由题图可知，当时，歼-20与敌机速度相等，此时两者间距离相遇前最大，最大距离为 当时，敌机的位移为 歼-20的位移为 由于 可知当时，歼-20没追上敌机，所以时间内，歼-20与敌机的距离先增大后减小，故A错误，BC正确； D．在追击的过程中，歼-20的最大速度为 故D错误。 故选BC。 10．某小区一栋居民楼有33层，每层高度都一样，某天，一只小鸟在空中拉了一颗鸟粪，不计空气阻力，鸟粪直接做自由落体运动，在两个连续相等时间间隔经过的楼层数目分别为和，则与可能为（　　） A．2和5 B．3和10 C．4和15 D．15和17 【答案】AD 【详解】若鸟粪做初速度为零的匀加速直线运动，则有 所以 故选AD。 三、实验题 11．某同学在研究被重物牵引的小车速度随时间变化的关系的实验中得到一条纸带，如图所示O、A、B、C、D、E、F是纸带上的七个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，用、、、、、表示相邻两个计数点间的距离，用T表示相邻两个计数点间的时间间隔，在纸带的下方用毫米刻度尺测量计数点间的距离（零刻度线与O点对齐）。已知打点计时器电源频率为50Hz，那么，T为 s，B点读数为 cm；可计算出C、D两点间距离 cm；B点对应的速度大小的表达式为 ，OF的平均速度大小的表达式为 ，小车运动的加速度a为 。（表达式用题中字母表示，加速度计算结果保留两位有效数字）。 【答案】 0.10或0.1 0.80 0.90 0.20 【详解】[1]打点计时器的打点周期为0.02s，相邻计数点间有四个点未画出，则A、B两点的时间间隔 [2]B点的读数为 [3]C、D两点间距离 [4]B点的速度 [5]OF段的平均速度 [6]根据 运用逐差法得 12．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中， (1)下列说法正确的是 A．使用电磁打点计时器应选用220V的交流电源 B．实验时应该先接通电源打点，后释放纸带运动 C．实验时应该先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动速度越小 (2)如图1是实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个点没有画出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上； ①打点计时器打C点时，小车的速度为 m/s；(结果保留两位有效数字) ②t=0.10s时，打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在图2所示坐标系中(其他点已标出)，并做出小车运动的v-t图线； ③利用图线可知，小车做加速直线运动，其加速度a= m/s2。(结果保留两位有效数字) 【答案】 BD 0.44 1.1 【详解】（1）[1]A．使用电磁打点计时器应选用8V的交流电源，A错误； BC．实验时应该先接通电源打点，后释放纸带运动，C错误B正确； D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动速度越小，D正确。 故选BD。 （2）[2]两个相邻计数点的时间间隔 中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度 [3] 小车运动的v-t图线如图所示 （3）[4] 图像的斜率表示加速度 四、解答题 13．2023年9月21日，中国航天员首次在梦天实验舱内进行投课，为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。在奇妙“乒乓球”实验中，神舟十六号航天员朱杨柱用“特制”乒乓球拍将静止的水球拍出，若将该直线运动过程看成水球先做匀加速运动后匀速运动，其中加速时间t1=2s，加速位移为s1=0.3m，匀速阶段用时t2=2.5s。求： （1）水球匀速运动时的速度v的大小； （2）加速过程中加速度大小； （3）全过程的总位移的大小。 【答案】（1）0.3m/s；（2）0.15m/s2；（3）1.05m 【详解】（1）根据题意水球从静止开始做匀加速直线运动可得 代入数据解得2s末的速度为 之后水球做匀速直线运动，速度大小等于2s末的速度大小为0.3m/s； （2）由匀加速直线运动规律得 代入数据解得加速过程中加速度大小为 （3）匀速阶段用时2.5s，位移大小为 水球运动全过程的总位移的大小为 14．2023年10月3日，杭州亚运会田径4×100m接力比赛中，中国队男女双双夺冠。成绩的取得与运动员平时的刻苦训练密不可分，某次训练中，甲、乙两位运动员在直线跑道上前后接力，甲是前一棒，乙是后一棒。甲的速度保持10m/s。乙选择适当时机在接力区某处开始从静止加速起跑，需跑出12.5m才能达到最大速度10m/s，这一过程可看做匀加速直线运动。当甲追到乙的身边交棒时，乙的速度为8m/s，接到棒后乙继续加速到最大速度。不计交棒时间，交棒不影响运动员的速度，交接棒都在有效接力区内，运动员视为质点。 （1）乙的加速度是多大？ （2）乙开始跑动时与甲相距多远？ （3）为了提高成绩，乙重新选择起跑时与甲的距离，使得当乙的速度刚达到最大速度时，甲恰好追到乙的身边及时交棒。求甲、乙这个改进可以节省多少时间？ 【答案】（1）4m/s2；（2）12m；（3）0.05s 【详解】（1）设乙的加速度大小为a乙，从静止加速12.5m达到最大速度10m/s，则 =4m/s2 （2）乙运动员加速到v1=8m/s所用时间为t，则 在这段时间内乙运动的位移为 在t时间内甲运动的位移为 则 解得 即乙开始跑动时与甲相距12m； （3）乙运动员接棒后，速度由8m/s加速到10m/s的位移为，所用时间为，乙运动员以10m/s的速度接棒，跑这段位移时间为t2 为节省时间，由运动学公式得 解得 由平均速度公式得 解得 如果以最大速度运动，得 解得 所以 得 所以节省了0.05s时间。 15．如图所示，A、B两球在空中同一位置做自由落体运动，当A球下落了距离L时B球开始下落。当A球落地时，两球相距5L。忽略空气阻力，重力加速度为g，求： （1）B球开始下落时A的速度； （2）两球开始下落点离地面的高度； （3）A球落地后立即以落地速率反弹，此后经过多长的时间两球在空中相遇？相遇点距地面多高。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【详解】（1）由自由落体运动规律 解得B球开始下落时A的速度 （2）A球下落L的位移 解得 设A经过时间t落地，则有 解得 所以A球开始下落点离地面的高度 （3）A球落地时 解得 A球落地时B球 解得A球落地时B球的速度 设A球落地后经过时间t2两球相遇，则有 解得 相遇点离地面的高度 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$