第2章 匀变速直线运动的研究 水平测评-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第一册作业与测评全书Word（人教版）

物理　必修·第一册[人教版]作业与测评 第二章　水平测评 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷(选择题，共50分) 一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．国产ARJ21新支线飞机的某款机型的起飞速度为70 m/s，在跑道上起飞过程的加速度为4 m/s2，机场要确保该型号飞机从静止到起飞成功，跑道的长度至少为(　　) A．312.5 m B．412.5 m C．512.5 m D．612.5 m 答案：D 解析：飞机从静止到起飞做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度与位移关系有v2＝2ax，可得跑道的长度至少为x＝＝612.5 m，故选D。 2．一潜水器从海平面竖直下潜，某段下潜过程中，其下潜深度h(单位：m)随时间t(单位：s)的变化关系为h＝10＋0.5t＋0.4t2，则该下潜过程中(　　) A．t＝0时刻，潜水器所在的深度为5 m B．t＝0时刻，潜水器的速度大小为10 m/s C．潜水器的加速度大小为0.4 m/s2 D．t＝2 s时刻，潜水器的速度大小为2.1 m/s 答案：D 解析：设潜水器的初始深度为h0，由匀变速直线运动的位移与时间关系，有h－h0＝v0t＋at2，结合h＝10＋0.5t＋0.4t2可知，h0＝10 m，潜水器的初速度v0＝0.5 m/s，加速度大小a＝0.8 m/s2，A、B、C错误；根据v＝v0＋at，可得t＝2 s时刻，潜水器的速度大小为v＝0.5 m/s＋0.8 m/s2×2 s＝2.1 m/s，故D正确。 3．随着城市高层建筑的增多，高空坠物不时发生，威胁着人们的安全，因此《中华人民共和国刑法修正案(十一)》新增高空抛物罪。假设某小区25楼楼外某处(距离地面80 m)挂着的一花盆突然由静止掉落，忽略花盆下落时受到的一切阻力，重力加速度g＝10 m/s2，关于花盆下落过程的描述，正确的是(　　) A．花盆开始下落第二秒末的速度为10 m/s B．花盆开始下落第一秒的位移为10 m C．花盆下落至地面的速度为20 m/s D．花盆下落至地面全程的平均速度为20 m/s 答案：D 解析：花盆由静止掉落开始做自由落体运动，由v＝gt可知，花盆开始下落第二秒末的速度为v＝gt＝20 m/s，A错误；花盆开始下落第一秒的位移为h1＝gt＝×10 m/s2×(1 s)2＝5 m，B错误；由v2＝2gh可得花盆下落至地面时的瞬时速度v＝＝＝40 m/s，则全程的平均速度为＝＝20 m/s，C错误，D正确。 4．在“车让人”交通安全活动中，交警部门要求汽车在斑马线前停车让人。以8 m/s匀速行驶的汽车，当车头离斑马线8 m时司机看到斑马线上有行人通过，已知该车刹车时最大加速度为5 m/s2，驾驶员反应时间为0.2 s。若驾驶员看到斑马线上有行人后立即紧急刹车，则(　　) A．汽车能保证车让人 B．驾驶员发现情况后汽车通过的距离是6.4 m C．驾驶员发现情况后汽车运动的时间是1.6 s D．在驾驶员反应时间内汽车通过的距离是1 m 答案：A 解析：汽车在驾驶员反应时间内做匀速直线运动，则反应时间内汽车行驶的距离为x0＝v0t0＝8 m/s×0.2 s＝1.6 m，故D错误。刹车后汽车做匀减速直线运动，运动时间t＝＝1.6 s，汽车运动的总时间为t总＝t0＋t＝1.8 s；匀减速直线运动的位移为x＝＝6.4 m，汽车通过的总位移为x总＝x0＋x＝8 m，到达斑马线时刚好停下，行人可以安全通过，即该汽车能保证车让人，故A正确，B、C错误。 5．“奋斗者”号载人潜水器完成科考任务后返回水面的某一阶段可视为匀加速直线运动，在此过程中测得潜水器上升连续两段12 m的高度分别用时4 s和2 s，则该过程的加速度大小为(　　) A．0.5 m/s2 B．0.75 m/s2 C．1 m/s2 D．1.5 m/s2 答案：C 解析：第一段的平均速度为1＝＝3 m/s，第二段的平均速度为2＝＝6 m/s，根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度，且两段时间的中间时刻的时间间隔为Δt＝2 s＋1 s＝3 s，可知该过程潜水器的加速度大小为a＝＝＝1 m/s2，故选C。 6．从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度—时间图像如图所示。在0～t0时间内，下列说法中正确的是(　　) A．Ⅱ物体的位移在不断减小 B．Ⅰ物体的加速度不断增大 C．Ⅰ物体的平均速度大于 D．Ⅱ物体的平均速度大于 答案：C 解析：v­t图线与时间轴围成的面积表示位移，两个物体的位移都在不断增大，故A错误；0～t0时间内，Ⅰ物体的图线与时间轴所围面积大于(v1＋v2)t0，Ⅱ物体的图线与时间轴所围面积小于(v1＋v2)t0，由＝可知，Ⅰ物体的平均速度大小大于，Ⅱ物体的平均速度大小小于，故C正确，D错误；v­t图像的斜率的绝对值表示加速度的大小，Ⅰ物体的加速度不断减小，故B错误。 7．如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足(　　) A．1<<2 B．2<<3 C．3<<4 D．4<<5 答案：C 解析：空气阻力不计，运动员竖直上升过程做匀减速直线运动，位移为H时的速度为0。逆向观察，运动员做初速度为0的匀加速直线运动，则连续相等位移所用时间之比为1∶(－1)∶(－)∶…∶(－)。由题意知，＝＝2＋，故3<<4，C正确。 8．在光滑斜面上的某位置有一滑块，现使滑块以5 m/s的初速度沿斜面向上运动，以后的运动中加速度恒定，大小恒为2 m/s2，方向沿斜面向下，斜面足够长，以向上为正。则当滑块的位移为6 m时，所经历的时间可能是(　　) A．1 s B．2 s C．3 s D．6 s 答案：BC 解析：位移x＝6 m，由运动学公式有x＝v0t－at2，可得t1＝2 s，t2＝3 s，故B、C正确，A、D错误。 9．观光缆车以其安全、快捷、省时、省力等优势备受游客喜爱。如图所示，一缆车索道全长2800 m，若缆车的最大速度为5 m/s，启动和刹车过程中缆车的加速度大小均为0.5 m/s2，将缆车的运动看成直线运动，缆车由静止出发到最终停下的运动分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段，则(　　) A．缆车匀加速运动的位移大小为25 m B．缆车运动的时间为560 s C．缆车全程的平均速度大小为4.9 m/s D．缆车前12 s内通过的位移大小为36 m 答案：AC 解析：缆车匀加速运动的位移大小为x1＝＝＝25 m，故A正确；缆车运动的时间为t＝＋＝＋＝570 s，故B错误；缆车全程的平均速度大小为＝＝＝4.9 m/s，故C正确；缆车的加速时间为t1＝＝＝10 s，则缆车前12 s内通过的位移大小为x12＝at＋vm(t2－t1)＝35 m，故D错误。 10．甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向做直线运动，它们的v­t图像如图所示。下列判断正确的是(　　) A．乙车启动时，甲车在其前方100 m处 B．运动过程中，乙车落后甲车的最大距离为75 m C．乙车启动10 s后正好追上甲车 D．乙车超过甲车后，两车不会再相遇 答案：BD 解析：根据v­t图线与时间轴所围的面积表示位移，可知乙车启动时，甲车的位移为x＝×10 m/s×10 s＝50 m，即乙车启动时，甲车在乙车前方50 m处，故A错误；当两车的速度相等时，乙车落后甲车的距离最大，最大距离为smax＝×(5 s＋15 s)×10 m/s－×10 m/s×5 s＝75 m，故B正确；由于两车从同一地点沿同一方向做直线运动，当位移相等时两车相遇，由题图可知，乙车启动10 s后位移小于甲车的位移，还没有追上甲车，故C错误；乙车超过甲车后，由于乙车的速度大于甲车的速度，所以两车不会再相遇，故D正确。 第Ⅱ卷(非选择题，共50分) 二、实验题(本题共2小题，共12分) 11．(6分)某同学在探究小车速度随时间变化的规律时，对打出的一条纸带进行研究，从O点开始每5个点取一个计数点(中间有4个点未画出，电源频率为50 Hz)，计数点分别为A、B、C、D、E，该同学已求出部分计数点对应的速度和CE间的距离为26 cm，其数值见下表： 计数点 A B C D E 速度/(m·s－1) 0.70 0.91 1.10 1.49 (1)计数点D的速度大小为________ m/s。 (2)根据以上数据在所给的坐标纸中作出小车的v­t图像。(适当标出横纵坐标刻度) (3)由图像可得小车的加速度为__________ m/s2。(以上结果均保留三位有效数字) 答案：(1)1.30　(2)图见解析 (3)2.00(1.98～2.02均可) 解析：(1)由题知相邻两个计数点间的时间间隔为t＝5T＝＝0.1 s，则D点的速度大小为vD＝＝1.30 m/s。 (2)根据表格数据在所给的坐标纸中描点，作出小车的v­t图像如图所示。 (3)v­t图像的斜率表示加速度，则加速度a＝＝2.00 m/s2。 12．(6分)某物理兴趣小组用如图所示装置探究自由落体运动的规律。 (1)下面是该小组实验时的操作步骤，正确的顺序为________。 A．将铁架台放在水平桌面上，把打点计时器固定在铁架台上 B．安放纸带 C．松开纸带让重物带着纸带下落 D．接通电源 (2)该小组按上述步骤打出一条纸带，他们在纸带上取连续的7个点进行研究，并用刻度尺测出相邻两点之间的距离，x1＝0.58 cm，x2＝0.96 cm，x3＝1.35 cm，x4＝1.74 cm，x5＝2.11 cm，x6＝2.50 cm，电磁打点计时器的电源频率为50 Hz。 ①根据实验数据计算，该重物自由下落的加速度是________ m/s2。(结果保留三位有效数字) ②已知当地的重力加速度为9.80 m/s2，请列出测量值与当地重力加速度值有差异的一个原因：________________________________________________。 答案：(1)ABDC (2)①9.61　②重物下落过程受到空气阻力作用、纸带与限位孔间存在摩擦力等(任写出一条即可) 解析：(1)将铁架台放在水平桌面上，把打点计时器固定在铁架台上，然后安放纸带，为充分利用纸带应先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再松开纸带让重物带着纸带下落，因此合理的实验步骤是ABDC。 (2)①电磁打点计时器的电源频率为50 Hz，打点时间间隔T＝0.02 s，由匀变速直线运动的推论xm－xn＝(m－n)·aT2(m>n)，有x4－x1＝3aT2、x5－x2＝3aT2、x6－x3＝3aT2，可得，重物自由下落的加速度是 a＝ ＝ ≈9.61 m/s2。 ②测量值与当地重力加速度值有差异，是因为重物下落过程受到空气阻力作用、纸带与限位孔间存在摩擦力，阻碍重物下落，因此所测加速度值偏小。 三、计算题(本题共3小题，共38分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13．(10分)滑雪运动员以2 m/s的初速度沿足够长的山坡匀加速滑下，在5 s内滑下的位移为60 m。求： (1)运动员的加速度； (2)运动员从开始下滑4 m时的速度大小。 答案：(1)4 m/s2　(2)6 m/s 解析：(1)由匀变速直线运动的位移与时间的关系式x＝v0t＋at2 代入数据解得a＝4 m/s2。 (2)设运动员从开始下滑4 m时的速度大小为v，有v2－v＝2ax′ 解得v＝6 m/s。 14．(12分)广州塔是我国最高的跳楼机，比拉斯维加斯游乐场的直冲云霄还要高出150米。跳楼机工作时，将游客送到塔顶后让其做自由落体运动，当其下落的高度为跳楼机总高度的时，让跳楼机开始匀减速运动，到达地面时跳楼机的速度刚好减为零。已知整个过程跳楼机运动的总时间为t＝11.36 s，重力加速度取g＝10 m/s2。则： (1)跳楼机做减速运动的加速度为多少？ (2)跳楼机做匀减速运动的时间为多少？ 答案：(1)30 m/s2　(2)2.84 s 解析：(1)以竖直向下为运动的正方向，设跳楼机自由下落的时间为t1，匀减速的时间为t2，自由下落的高度为h1，匀减速的位移为h2，匀减速的加速度大小为a，最大速度为v。 则由自由落体运动的规律得v2＝2gh1 跳楼机减速运动过程有0－v2＝－2ah2 由题意知h1＝3h2 解得a＝3g＝30 m/s2。 (2)由匀变速直线运动位移与时间的关系得 h1＝gt h2＝at 再根据h1＝3h2，a＝3g， 可得＝ 又由题意可知t1＋t2＝11.36 s 解得t2＝2.84 s。 15．(16分)A、B两车沿同一直线同方向运动，A车的速度vA＝4 m/s，B车的速度vB＝10 m/s。当B车运动至A车前方7 m处时，B车刹车并以大小为a＝2 m/s2的加速度做匀减速运动，从该时刻开始计时，求： (1)A车追上B车之前，两车间的最大距离； (2)经多长时间A车追上B车？ 答案：(1)16 m　(2)8 s 解析：(1)设经时间t1两车速度相等，此时两车间距最大，有vB′＝vB－at1，vB′＝vA 解得t1＝3 s B的位移：xB＝vBt1－at＝21 m A的位移：xA＝vAt1＝12 m 则两车间的最大距离Δxm＝xB＋7 m－xA 解得Δxm＝16 m。 (2)假设A车追上B车前B车未停止，经时间t2，A车追上B车，有 vBt2－at＋7 m＝vAt2 解得t2＝－1 s(舍去)或t2＝7 s 当t2＝7 s时，vB″＝vB－at2＝－4 m/s 故A车追上B车前B车早已停止运动。 根据v2－v＝2ax 可得B车的位移xB′＝＝25 m 故A车追上B车时A车的位移 xA′＝xB′＋7 m＝vAt 解得A车追上B车所用的时间t＝8 s。 10 学科网（北京）股份有限公司 $