内容正文:
章末检测试卷(二)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,其中1~8题为单项选择题,9~12题为多项选择题。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选和不选的得0分)
1.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
B.根据速度定义式v=,当Δt非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
D.定义加速度a=用到比值法,加速度与Δv和Δt无关
【答案】 C
2.两个物体从同一地点同时出发,向同一方向做匀变速直线运动,若它们的初速度不同而加速度相同,则在运动过程中( )
A.它们的速度之差保持不变
B.它们的速度之差与时间成正比
C.它们的位移之差与时间的二次方成正比
D.它们的位移之差与时间成反比
【解析】 两物体从同一地点同时出发,沿同一方向做匀变速直线运动,初速度不同,加速度相同。根据匀变速直线运动规律,有v1=v01+at,v2=v02+at,得v2-v1=v02-v01,选项A正确,B错误;又x1=v01t+at2,x2=v02t+at2,得x2-x1=(v02-v01)t,选项C、D错误。
【答案】 A
3.滑雪者从斜面顶端由静止开始匀加速下滑,已知他通过斜面中点时的速度为v,则其到达斜面底端的速度为( )
A.v B.(+1)v
C.v D.v
【答案】 C
4.一个物体做匀变速直线运动,它的位移与时间的关系式为x=t+0.5t2(各物理量单位均采用国际单位制),从t=0时刻开始,运动了t1时间时,它的速度大小为3 m/s,则有( )
A.t1=1 s B.t1=2 s
C.t1=4 s D.t1=8 s
【解析】 根据x=t+0.5t2(各物理量单位均采用国际单位制)得,物体的初速度为v0=1 m/s,加速度为a=1 m/s2,根据速度与时间的关系有v1=v0+at1,代入数据,可得3 m/s=1 m/s+1 m/s2×t1,解得t1=2 s,选项ACD错误,B正确。
【答案】 B
5.一辆汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8 s,由于前方突然有巨石滚在路中央,所以又紧急刹车,经4 s停在巨石前。则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2=1∶2
B.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2=2∶1
C.加速、减速中的平均速度之比v1∶v2=2∶1
D.加速、减速中的位移之比x1∶x2=1∶1
【解析】 由a=可得a1∶a2=1∶2,选项A正确,B错误。由=可得1∶2=1∶1,选项C错误。又根据x= t,x1∶x2=2∶1,选项D错误。
【答案】 A
6.一辆汽车从甲地开往乙地,由静止开始先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,最后到达乙地。从汽车启动时开始计时,下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度。下列说法正确的是( )
时刻/s
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
速度/(m/s)
3.0
6.0
9.0
12.0
12.0
A.汽车匀加速直线运动经历的时间为3.0 s
B.汽车匀加速直线运动经历的时间为5.0 s
C.汽车在4.0 s时刻的速度大小为10.5 m/s
D.汽车在4.0 s时刻的速度大小为12 m/s
【解析】 根据表格中数据,汽车匀加速直线运动的加速度大小为a==3 m/s2,加速到最大速度后匀速运动的速度大小为v=12.0 m/s,汽车匀加速直线运动经历的时间为t==4.0 s,选项ABC错误,D正确。
【答案】 D
7.如图所示,在水平面上有一个质量为m的小物块(可视为质点),在某时刻给它一个初速度,它开始做匀减速直线运动,依次经过A、B、C三点,最终停在O点。A、B、C三点到O点的距离分别为L1、L2、L3,小物块由A、B、C三点运动到O点所用的时间分别为t1、t2、t3。则下列结论中正确的是 ( )
A.== B.==
C.>> D.<<
【解析】 研究小物块做匀减速直线运动的逆过程,可知物块是从O点开始做初速度为零的匀加速直线运动,由运动学公式可知,x=at2,则a=,故位移与时间平方的比值为定值,所以==,B正确。
【答案】 B
8.物体甲的xt图像和物体乙的vt图像分别如图1、图2所示,则这两个物体的运动情况是( )
A.甲做匀变速直线运动
B.甲在0~3 s的时间内通过的总位移为2 m
C.乙在0~3 s的时间内通过的总位移为0
D.乙在0~6 s的时间内运动方向一直不变,它通过的总位移为4 m
【解析】 xt图线是直线,表示甲做匀速直线运动;xt图线是直线,表示乙做匀变速直线运动。甲在0~3 s内从-2 m位置沿正方向做匀速直线运动到O位置,通过的总位移为2 m。乙在0~3 s内沿负方向做匀减速直线运动,3~6 s内沿正方向做匀加速直线运动,vt图线与时间轴所围的面积表示位移大小,0~3 s内通过的位移为-3 m,0~6 s内通过的位移为0。综上可知,ACD错误,B正确。
【答案】 B
9.在军事演习中,某空降兵从飞机上跳下,先做自由落体运动,在t1时刻,速度达到最大值v1时打开降落伞,做减速运动,在t2时刻以较小速度v2着地。他的vt图像如图所示,下列关于该空降兵在0~t1或t1~t2时间内的平均速度的结论正确的是( )
A.0~t1,= B.t1~t2,=
C.t1~t2,> D.t1~t2,<
【解析】 0~t1时间内,空降兵做匀加速直线运动,==,A正确;t1~t2时间内,空降兵做加速度逐渐变小的减速运动,≠,B错误;由=和vt图线与t轴所围面积等于t时间内的位移x可知,<,C错误,D正确。
【答案】 AD
10.汽车A在红绿灯前停住,绿灯亮起时启动,以0.4 m/s2的加速度做匀加速直线运动,30 s后以该时刻的速度做匀速直线运动;设在绿灯亮的同时,汽车B以8 m/s的速度从A车旁边驶过,且一直以此速度做匀速直线运动,运动方向与A车相同,则从绿灯亮时开始( )
A.A车在加速过程中与B车相遇
B.A、B两车相遇时速度相同
C.相遇时A车做匀速运动
D.A车追上B车后,两车不可能再次相遇
【解析】 A车在匀加速直线运动过程中的位移xA1=aAt=180 m,此过程中B车的位移xB1=vBt1=240 m>xA1,故A车在加速过程中没有与B车相遇,选项A错误,C正确;之后因vA=aAt1=12 m/s>vB,故A车一定能追上B车,相遇之后不能再相遇,A、B相遇时的速度一定不相同,选项B错误,D正确。
【答案】 CD
11.现让一小球从某一高度自由下落(不计空气阻力),经5 s落地,g取10 m/s2。则下列说法正确的是( )
A.前4 s内的平均速度大小为20 m/s
B.前3 s内的平均速度大小为15 m/s
C.下落过程中最后1 s与第1 s内的位移之差是40 m
D.第4 s内的位移大小为25 m
【解析】 根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知前4 s内的平均速度大小等于2 s时的速度,即4=v2=gt2=20 m/s,故A正确;根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知第3 s内的平均速度大小等于第2.5 s时的速度,即3=v2.5=gt2.5=25 m/s,故B错误;根据匀变速直线运动中连续相等的时间内位移之差为一恒量可知,下落过程中最后1 s内与第1 s内的位移之差Δx=x5-x1=4gT2=40 m,故C正确;根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知第4 s内的平均速度大小等于第3.5 s时的速度,即=v3.5=gt3.5=35 m/s,则第4 s内的位移为x4=t4=35×1 m=35 m,故D错误。
【答案】 AC
12.入冬以来,某市雾霾天气频发,发生交通事故的概率比平常高出许多,保证雾霾中行车安全显得尤为重要。在雾天的平直公路上,甲、乙两汽车同向匀速行驶,乙在前,甲在后。某时刻两车司机听到警笛提示,同时开始刹车,结果两车刚好没有发生碰撞。图示为两车刹车后匀减速运动的vt图像,以下分析不正确的是( )
A.甲刹车的加速度大小为0.5 m/s2
B.两车刹车后间距一直在减小
C.两车开始刹车时的距离为100 m
D.两车都停下来后相距25 m
【解析】 由图像知,甲刹车的加速度大小a==1 m/s2,故A错误;两车刹车后,在前20 s内两车间距一直在减小,20 s时两车速度相等,距离最小,20 s后间距增大,故B错误;两车刚好没有发生碰撞,说明20 s末两车的速度相等时,两车所处位置相同,20 s末两车的速度v=5 m/s,开始刹车时两车间的距离为Δx=x甲-x乙=(×20-×20) m=100 m,故C正确;两车都停下来后,两车相距Δx′=×(30-20)×5 m-(25-20)×5 m=12.5 m,故D错误。
【答案】 ABD
二、实验题(本题共2小题,共14分)
13.(6分)如图甲所示是小格同学测定当地重力加速度的装置图,他进行了如下操作:先安装好电磁打点计时器,打点计时器两个接线头与“8 V 50 Hz”交变电源相连,给纸带下端固定一重锤,并穿过打点计时器的限位孔,用夹子夹住纸带上端使重锤稳定于图示位置。松开夹子后迅速接通电源打点,之后将打好点的纸带取下准备处理数据。
(1)上述操作中不当之处有________(填正确答案标号)。
A.打点计时器接在低压电源上了
B.打点计时器安装位置过高,使重锤初始位置离打点计时器太远
C.先放纸带后接通电源
甲
(2)小格同学按照正确的操作得到了一条较为理想的纸带,选择某一点为0,依次每隔四个点取一个计数点,编号为1、2、3、4、5、…,由于不小心,纸带被撕断了,如图乙所示,请在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段:__________(填正确答案标号)。
乙
(3)依据小格打出的纸带求得当地重力加速度大小为________ m/s2(结果保留三位有效数字)。
【答案】 (1)BC(2分) (2)D(2分)
(3)9.74(2分)
【解析】 (1)电磁打点计时器应使用低压交变电源,故A不符合题意;重锤的初始位置应靠近打点计时器,以使纸带得到充分利用,故B符合题意;实验时应先接通电源,后释放纸带,以使纸带得到充分利用,故C符合题意。故选B、C。
(2)由纸带A知,相邻相等时间间隔内的位移之差Δx=16.48 cm-6.74 cm=9.74 cm,则4、5点间的距离x45=x12+3Δx=16.48 cm+3×9.74 cm=45.70 cm,故D正确。
(3)根据Δx=aT2得,a==9.74 m/s2。
14.(8分)某同学选用如图所示的装置做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验,电源的频率为50 Hz。
(1)他做完实验后,写出了如下的操作步骤:
A.把打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端,并连接在低压直流电源上
B.把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的槽码
D.把附有滑轮的长铝板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
E.把小车停在靠近打点计时器处,放开小车,启动计时器,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复三次
F.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点,并把每打五个点的时间作为时间单位。在选好的开始点下面记作0,每隔4个点取一个计数点,依此标出计数点1、2、3、4、5、6,并测算出相邻两点间的距离
G.根据公式a1=,a2=,a3=及=,求出
其中,把你认为有错的步骤序号选出________,可改正为_____________________
(2)该同学根据打出的纸带认为不用计算就能直接得到的物理量有两个,请帮他选出________。
A.时间间隔 B.位移
C.加速度 D.平均速度
(3)该同学选出了一条清晰的纸带,并根据纸带上的点,标出了如图所示的计数点,其中两相邻计数点间还有4个点未画出,测得计数点之间的距离x1=7.05 cm,x2=7.68 cm,x3=8.33 cm,x4=8.95 cm,x5=9.61 cm,x6=10.26 cm。求出小车的加速度大小为________m/s2。
【答案】 (1)AE(2分) 把A中的“直流电源”改为“交流电源”(1分);把E中的“放开小车,启动计时器”改为“启动计时器,放开小车”(1分) (2)AB(2分)
(3)0.64(2分)
三、计算题(本题共4小题,共38分)
15.(8分)物体由静止开始在水平面上运动,在0~6 s内其加速度随时间变化的图线如图甲所示。
(1)在图乙中画出物体在0~6 s内的vt图线(写出必要的分析过程);
(2)求在0~6 s内物体的位移。
【答案】 (1)如解析图所示 (2)18 m
【解析】 (1)第1 s内为初速度为0的匀加速直线运动,末速度v1=at=4 m/s
第1 s内的vt图像是倾斜的直线
1~4 s内,物体的加速度为0,速度不变,做匀速直线运动
4~6 s内的初速度即第1 s末的速度v1=4 m/s
加速度a′=-2 m/s2
末速度v6=v1+a′t′=0
第1 s内和最后2 s内的vt图像是倾斜的直线,如下图所示。
(2)vt图像与坐标轴所围成的面积代表位移,
即x= m=18 m。
16.(10分)一辆汽车由静止开始在水平路面上做匀加速直线运动,加速度a=2 m/s2。求:
(1)汽车在第5 s末的速度大小v;
(2)汽车在前5 s内的位移大小x。
【答案】 (1)10 m/s (2)25 m
【解析】 (1)根据匀变速直线运动速度公式有v=at(2分)
汽车在第5 s末的速度大小v=10 m/s(2分)
(2)根据匀变速直线运动位移公式有
x=at2(4分)
汽车在前5 s内的位移大小x=25 m(2分)
17.(10分)某高速公路同一直线车道上有同向匀速行驶的轿车(超速行驶)和货车,其速度大小分别为v1=40 m/s、v2=25 m/s,轿车在与货车之间的距离为x0=22 m时才发现前方有货车,若此时轿车立即刹车,则轿车要经过s=160 m才停下来。两车可视为质点。
(1)求轿车刹车后减速运动的加速度大小;
(2)若轿车刹车时货车仍以v2匀速行驶,通过计算分析两车是否会相撞。
【答案】 (1)5 m/s2 (2)会相撞
【解析】 (1)轿车经过s=160 m才停下来,由v=2a1s 得轿车刹车过程的加速度大小a1=5 m/s2(2分)
(2)恰好不相撞时两车的速度相等,即
v1-a1t1=v2(2分)
得t1==3 s(1分)
轿车前进的距离s1=t1=97.5 m(2分)
货车前进的距离s2=v2t1=75 m(2分)
因为s1-s2=22.5 m>x0,故两车会相撞(1分)
18.(10分)高速公路应急车道是为工程抢险、医疗救护等应急车辆设置的专用通道,是一条“生命通道”。然而随意占用应急车道的违法行为时有发生,由此酿成了许多严重的后果。国庆期间,成渝高速公路拥堵,一救护车执行急救任务,沿应急车道行驶,在某收费站停车缴费后以2 m/s2的加速度匀加速到108 km/h,之后以此速度匀速行驶了2分钟,发现前方100 m处有车辆违规占用应急车道,该违规车辆匀速行驶,速度大小为36 km/h,为了避免和该违规车辆相撞,救护车被迫开始刹车。(设高速路面平直)
(1)求救护车从收费站由静止匀加速到速度为108 km/h所行驶的距离以及此匀加速过程的时间;
(2)为了避免和该违规车辆相撞,救护车刹车的加速度至少是多大;
(3)假设救护车以(2)中所求的加速度匀减速刹车,恰在两车速度相等时,违规车辆变道离开了应急车道,之后救护车继续匀加速至108 km/h的速度后匀速行驶5分钟到达目的地,救护车匀加速过程的加速度始终为2 m/s2,如果应急车道畅通,求救护车在收费站和目的地之间行驶(最高行驶速度108 km/h)可比上述过程缩短的时间是多少。
【答案】 (1)225 m 15 s (2)10 s (3) s
【解析】 (1)由题意知v1=108 km/h=30 m/s
救护车从静止加速到v1通过的位移x1==225 m
救护车从静止加速到v1所用的时间 t1==15 s
(2)设救护车的刹车时间为t2时两车速度恰好相等且相遇,刹车的加速度大小为a2,则v1-a2t2=v2,v1t2-a2t=v2t2+s
联立解得a2=2 m/s2,t2=10 s
(3)救护车刹车过程的位移为x2=t2=200 m
若应急车道畅通,救护车行驶2x2所用时间t3== s
可缩短的时间Δt=2t2-t3= s
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