内容正文:
达标测试卷(一) 运动的描述 匀变速
直线运动的研究
1.C 令AB的距离为x0,则BC的距离2x0,则有vAB=,vBC=,解得tAB=tBC。匀速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则有vB==30 m/s,结合上述可知vBC=,解得vC=50 m/s,故选C。
2.D 根据运动学公式x=v0t+at2,整理可得=v0+at,结合题图可得v0=0,a= m/s2,解得a=10 m/s2,故选项A错误;由运动学公式v=v0+at可得,t=2 s时,甲车的速度大小为v2=at=20 m/s,故选项B错误;由运动学公式x=v0t+at2可得,0~2 s内甲车的位移大小为x2=×10×22 m=20 m,故选项C错误,D正确。
3.B 物块向上运动的过程可以反向看成自由落体,物块上升过程h=gt2=20 m,物块刚抛出时的速度大小为v=gt=20 m/s,物块下落的高度h′=gt′2=45 m,物块抛出点距地面的高度h0=h′-h=25 m,故A、C错误;物块下落的过程为自由落体,故物块落地时的速度大小为v=gt′=30 m/s,故B正确;物块运动的第3秒是物块下落过程的第1秒,故物块在第3秒内的位移大小为h=gt″2=5 m,故D错误。
4.D 由题图可知,甲做匀速运动,乙开始时做匀加速运动,在x0处速度相等,则当甲、乙运动相等的位移为x0时,运动时间不相等,即两物体不在同一时刻到达x0处,则两物体不在x0处相遇,选项A错误;设甲的速度为v0,在0~x0位移内乙的加速度为a,由匀加速直线运动规律可得v=2ax0,v0=,选项B错误;由v0=at,解得甲、乙速度相等的时刻为t=,选项C错误;由题意和上述分析可知甲、乙速度相等之后均做匀速直线运动,当甲、乙的速度相等时,相距最远,最远的距离为Δx=x0,选项D正确。
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=,v0=2,选项A正确;减速过程时间为t0==,反应过程的时间t反==,选项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=,选项C错误;发现情况到停止运动的整个过程,汽车的平均速度为v==,选项D错误。
6.D 作出列车的v-t图像如图所示,由图可知t0== s=25 s,故减速阶段的时间也是25 s,根据图线的物理意义可知,加速和减速的位移x1=2××20×25 m=500 m,所以匀速运动的位移x2=x-x1=(1700-500) m=1200 m,故匀速运动的时间t0′== s=60 s,列车运动的总时间t=2t0+t0′=110 s,故选D。
7.D 前车减速到零所需时间为t1=,减速通过的位移为x1=,后车在Δt时间内通过的位移为x′=v0Δt,后车减速到零经历的时间为t2=,减速通过的位移为x2=,由于两车同时停下且没有发生碰撞,故t1-Δt=t2,x′+x2=x1+s0,则在前车熄火前,两车正常行驶时之间距离至少是s0=或,故选项D正确,A、B、C错误。
8.B 若汽车做匀减速直线运动,则有v2-v=-2ax,整理有x=-v2+,由上述表达式可发现其符合题中x-v图像,所以汽车做匀减速直线运动,即汽车在刹车过程中加速度不变,故A项错误;由题意可知,当x=0时,v=30 m/s;当x=90 m时,v=0,代入上述的表达式,解得v0=30 m/s,a=5 m/s2,故B项正确;设刹车经过t秒静止,有0=v0-at,t=6 s<8 s,所以8 s时汽车已经停止,则汽车的位移为0-v=-2ax,x=90 m,故C、D错误。
9.BC 由题意可得如图所示,设AB=x,则AC=x,选A到B方向为正方向,则
从A到B则有x=a1t2,vB=a1t。若C点在A点右侧,从B到C,则有-x=vBt-a2t2,解得=;若C点在A点左侧,从B到C,则有-x=vBt-a2t2,解得=;选项A、D错误,B、C正确。
10.BCD 由xt图像的斜率等于速度大小可知,在t1时刻两车xt图像的斜率不相等,两车速度不相等,故选项A错误;由题图可知,在t1和t2时刻,两车的位置坐标都相同,因此从t1到t2时间内,两车的位移相等,时间相等,所以两车的平均速度相等,故选项B正确;在两次相遇间,即t1到t2时间内,当甲乙两车的速度相等时,甲乙相距最远。根据匀变速直线运动的规律可知,某段时间中点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,可知在t=时刻甲的速度等于乙的速度,所以在该时刻,甲乙相距最远,故选项C、D正确。
11.ABD 由v-t图像的斜率表示加速度,可求出
a甲==- m/s2=-1 m/s2
a乙==- m/s2=-0.5 m/s2,选项A正确;由题图可知,t=20 s时,两车速度相等,相距最近,两车一定是在刹车后的20 s之内的某时刻相撞,即在乙车停止前相撞,选项B正确,C错误;在t=20 s内,甲的位移x甲=v0甲t+a甲t2= m=300 m,乙的位移x乙=v0乙t+a乙t2=15×20-×0.5×202 m=200 m,可得Δx=x甲-x乙=100 m,由题意知两车相撞,两车刹车时距离一定小于100 m,选项D正确。
12.BC 对题图甲有x=v0t+a1t2+x0,将、、三个点代入上式解得v0=0,a1=4 m/s2,x0=-2 m,选项A错误,B正确;对题图乙有v2-v=2a2x,变形为x=v2-,结合图像可知v0乙=10 m/s,a2=-4 m/s2,由运动学公式x甲=x乙+,a1t2=+,代入数据解得,甲追上乙的时间为t= s,选项C正确,D错误。
13.解析 (1)为减小空气阻力对实验造成的误差,需要选择密度较大的小钢球来做实验,质量相同的情况下体积相对较小,故选C。
(2)由题可得每块砖的厚度为h′= m=0.048 m,则g== m/s2=9.80 m/s2
小钢球到达位置3时的速度v3== m/s=3.09 m/s
小钢球到达位置4时的速度v4=v3+gt=(3.09+9.8×0.07) m/s=3.78 m/s。
(3)4个小球间竖直距离之比为3∶4∶5,故照片中位置1不是小球自由下落的初始位置。由于空气阻力影响,小球加速度偏小,测出的重力加速度值比实际值偏小。
答案 (1)C (2)9.80 3.78 (3)不是 偏小
14.解析 (1)由题图读出A到F的距离为s2=12.00 cm。
(2)打下B点时小车的速度
vB=AC= m/s=0.21 m/s。
·61·(3)取A点为计时零点,t1=0.10 s时小车的瞬时速度为v1=vB=0.21 m/s,又t2=0.25 s时小车的瞬时速度等于A到F段距离的平均速度,即v2= m/s=0.24 m/s
则小车的加速度为
a== m/s2=0.20 m/s2。
答案 (1)12.00 (2)0.21 (3)0.20
15.解析 vB=54 km/h=15 m/s;vA=90 km/h=25 m/s;vC=72 km/h=20 m/s。
(1)设经过时间t1超车成功,则xA=vAt1+aAt ,xB=vBt1,xA=xB+LA+LB+L1
解得t1=2 s(另一值舍掉)。
(2)A车超车成功,设此过程C车前进的距离为xC,则有xC=vCt1-aCt,xA+xC=L2
解得aC=2 m/s2。
答案 (1)2 s (2)2 m/s2
16.解析 (1)由v=at得加速时间t1== s=16 s,因加速和减速的加速度大小相等,所以时间相等
t1=t2=16 s
总时间t=t1+t2+t0=16 s+16 s+30 s=62 s
由v2=2ax得x== m=128 m
由对称性(加速和减速的位移相等)可知
x总=256 m。
(2)乙车通过这段距离用时t乙== s=16 s
甲车需要t=62 s
故甲车比乙车通过这段路程多用的时间
Δt=t-t乙=62 s-16 s=46 s
两车安全距离至少为
Δx=vΔt=16×46 m=736 m。
答案 (1)256 m 62 s (2)736 m
17.解析 (1)设足球场长为b,宽为a,前锋2截获足球时,足球恰好运动到虚线处,此过程中足球运动的位移为x1==50 m
由速度位移公式v1′2-v=-2a1x1
解得前锋2截获足球时足球的速度大小为v1′=4 m/s。
(2)前锋2截获足球时运动的位移为
x2=x1sin 37°=30 m
前锋2匀加速的时间为t2==2 s
加速过程中的位移为x2′=t2=8 m
匀速阶段位移为x2″=x2-x2′=22 m
匀速运动的时间为t2′== s
前锋2追上足球时所用总时间(包括反应时间)为
t==5 s
则前锋2的反应时间为t0=t-t2′-t2=0.25 s。
(3)设后卫距底线距离为x0′,后卫截停足球时,运动员带足球运动的距离为
x3=-x2-x0′=25 m,所用时间为t3==5 s
设后卫加速度为a3,则有=x加+x匀,
x加=,x匀=vmt匀,t3=t加+t匀,t匀=
联立解得a3=5 m/s2。
答案 (1)4 m/s (2)0.25 s (3)5 m/s2
18.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
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=
复兴号动车的位移x2=v+
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
复兴号动车的位移x2′=+v2
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
$$
达标测试卷(一) 运动的描述 匀变速直线运动的研究
(满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(2024·四川攀枝花期末)某质点做匀加速直线运动,途中连续经过A、B、C三点,已知BC的距离是AB的两倍,AB段的平均速度是20 m/s,BC段的平均速度是40 m/s,则该质点通过C点时的速度大小为( )
A.40 m/s B.45 m/s C.50 m/s D.55 m/s
2.(2024·三亚统考模拟)如图所示为甲车沿平直公路行驶过程中,位移x与时间t的比值与时间t的关系图像。下列说法正确的是( )
A.甲车的加速度大小为5 m/s2
B.t=2 s时,甲车的速度大小为10 m/s
C.0~2 s内甲车的位移大小为10 m
D.0~2 s内甲车的位移大小为20 m
3.(2024·吉林延边期中)某同学在高台边将一物块以某一速度竖直向上抛出,抛出后经2 s物块上升到最高点,再经过3 s物块落到地面。不计空气阻力的影响,g取10 m/s2,则以下说法正确的是( )
A.物块抛出点距地面的高度为20 m
B.物块落地时的速度大小为30 m/s
C.物块刚抛出时的速度大小为10 m/s
D.物块在第3秒内的位移大小为10 m
4.甲、乙两物体做同向直线运动,计时开始时都位于坐标原点处,从计时开始两物体运动的v2-x图像(速度的平方与位移关系图像)如图所示。已知乙做匀加速运动的加速度为a,根据图像所提供的信息,下列说法正确的是( )
A.两物体在x0处相遇 B.甲的速度为
C.甲、乙速度相等的时刻为 D.甲与乙的最大距离为x0
5.(2024·黑龙江齐齐哈尔统考)汽车从发现情况到开始减速到停止运动的情境过程如下,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.(2024·陕西安康模拟)地铁以其快速、准时、运量大等特点成为大城市人们出行的首选交通工具。某条线路上的地铁列车的最高运行时速为72 km/h,地铁在加速阶段和减速阶段的最大加速度均为0.8 m/s2,在该条线路上,站点A、B间的距离约为1.7 km,A、B间的轨道可视为直线,则列车由站点A运动至站点B的最短时间为( )
A.80 s B.90 s C.100 s D.110 s
7.两辆汽车在同一直道上以相等的速度v0做同向直线运动,某时刻前车突然熄火做加速度大小为a1的匀减速运动,后车司机经Δt时间后刹车,以大小为a2的加速度做匀减速运动,结果两车同时停下且没有发生碰撞,则在前车熄火前,两车正常行驶时之间距离至少是( )
A. B.v0Δt
C. D.
8.(2024·江西宜春模拟)为研究某汽车沿直线刹车的运动情况,通过传感器采集数据,得到汽车位移x与速度v之间的关系图线为抛物线,如图所示。下列说法正确的是( )
A.汽车在刹车过程加速度逐渐增大
B.汽车加速度大小为5 m/s2
C.从刹车开始计时,经过8 s汽车位移为80 m
D.刹车全程用时10 s
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.(2024·湖南衡阳高三校考)一质点从A点做初速度为零、加速度a1的匀加速直线运动,经过一段时间后到达B点,此时加速度突然反向,大小变为a2,又经过同样的时间到达C点。已知A、C的距离为A、B的距离的一半,则可能为( )
A. B.
C. D.
10.甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.在t1时刻两车速度相等
B.从t1到t2时间内,两车的平均速度相等
C.在两次相遇间t=时刻,甲乙相距最远
D.从t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
11.在遇到暴雨、雾霾等恶劣天气时,高速公路上能见度不足100 m。在这样的恶劣天气时,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,乙在前、甲在后同向行驶。某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车,结果两辆车发生了碰撞。图示为两辆车刹车后若不相撞的v-t图像,由此可知( )
A.刹车过程中甲车的加速度是乙车加速度的2倍
B.两辆车一定是在刹车后的20 s之内的某时刻发生相撞的
C.两车相撞可能发生在乙车停止后
D.两车刹车时相距的距离一定小于100 m
12.甲、乙两质点在同一直线上运动,从t=0时刻起同时出发,甲做匀加速直线运动,x-t图像如图甲所示,已知甲图像过、、三个点。乙做匀减速直线运动,整个运动过程的x-v2图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.t=0时刻,甲的速度2 m/s B.甲的加速度大小4 m/s2
C.经过 s,甲追上乙 D.经过2.5 s,甲追上乙
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(8分)某同学以墙面为背景,使用频闪照相机拍摄小球自由下落过程,通过对频闪照片的研究,粗略测定当地的重力加速度。回答下列问题:
(1)该同学要从下列物体中选择做自由落体的小球,最为合理的是________。(填字母)
A.小塑料球 B.小木球
C.小钢球 D.小泡沫球
(2)如图为该同学拍得的频闪照片的一部分,测得图中部分墙的高度h=0.72 m,手机曝光时间间隔为0.07 s,则当地重力加速度g=________ m/s2,小球到达位置4时的速度大小为________ m/s。(结果保留3位有效数字)
(3)照片中位置1________(选填“是”“不是”或“不确定”)小球自由下落的初始位置,由于空气阻力影响,测出的重力加速度值比实际值________(选填“偏大”或“偏小”)。
14.(6分)(2024·湖南岳阳一中校联考)在“练习使用打点计时器”的实验中,小明同学通过重物牵引小车运动,他在实验操作之后选出了一条清晰的纸带,如下图所示。他从A点开始每隔四个点选取一个计数点,依次标为B、C、D、E、F(D、E两点图中未标出),他已经测量出A到C的距离为s1=4.20 cm,所使用的交流电源的频率f=50 Hz。回答下列问题:
(1)由上图读出A到F的距离为s2=________ cm。
(2)打下B点时小车的速度vB=________ m/s。
(3)确定重物做匀加速运动后,通过两段长度s1、s2可以计算出小车运动的加速度,小车的加速度为a=________ m/s2。
15.(8分)(2024·江西南昌高三校考)下图为车辆行驶过程中在平直道路上变道超车的情境。B为长度LB=12 m的大货车,正以vB=54 km/h的速度匀速向右行驶,A是在B后方同向行驶的小汽车,长度LA=5 m,A车以vA=90 km/h的速度行驶,当两车相距L1=7 m时,A车司机准备借对向车道超越B车,但A车司机发现对向车道与A车相距L2=90 m处有另一小汽车C正迎面驶来,vC=72 km/h。已知A车加速时加速度aA=2 m/s2,A车刹车的加速度大小aA′=6 m/s2。
(1)若A车司机想安全超越B车,则至少需要多长时间?
(2)若A车司机选择超越B车,为避免与C车相碰,C车司机至少以多大加速度刹车才能让A车司机超车成功?
16.(8分)(2024·重庆模拟)如图所示,甲车进站前,以v=16 m/s的初速度从减速线处开始减速,到站台停车线处时速度刚好减为0,停车t0=30 s后再加速至v=16 m/s驶离,已知甲车加速和减速的加速度大小均为a=1 m/s2,将甲车视为质点。
(1)求甲车从到达减速线到再次加速至v,总共通过的路程和所需的时间;
(2)为了提高运动的效率,乙车到此站时没有停车,而是以v=16 m/s的速度匀速通过,为了保证安全,乙车与甲车在正常匀速行驶的安全距离至少为多少?(假设正常匀速行驶时的速度均为16 m/s,两站台距离足够远,且轨道是直的)
17.(14分)(2024·昆明一中校考)某次足球训练中,攻方前锋1、2和守方后卫队员在场中位置如图所示,前锋1控球。某时刻前锋1将足球踢出,足球在草地以v1=16 m/s的初速度沿偏离中线37°的方向做匀减速直线运动,加速度大小为a1=2.4 m/s2;前锋2看到球被踢出后经过t0(反应时间)后沿图中虚线从静止开始向对方球门做匀加速直线运动,加速度大小为a2=4 m/s2,他能达到的最大速度为v2=8 m/s,足球场长为120 m,宽为80 m。。
(1)求前锋2截获足球时足球的速度大小;
(2)求前锋2能截获足球的最长反应时间t0;
(3)前锋2接球后与球一起以5 m/s的速度沿虚线匀速冲向对方球门,同时处于边线的守方后卫从静止开始沿平行于中线的方向先做匀加速运动,能达到最大速度10 m/s。守方后卫要想截获足球,加速阶段的加速度至少多大?
18.(16分)(2024·山东日照高三统考期中)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
$$