第二章 匀变速直线运动的规律 模拟测试卷-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

第二章　匀变速直线运动的规律 (时间:75分钟　满分:100分) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求) 1.伽利略为了研究自由落体运动的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,从而创造了一种科学研究的方法。利用斜面实验主要是考虑到(　　) A.实验时便于测量小球运动的速度 B.实验时便于测量小球运动的时间 C.实验时便于测量小球运动的路程 D.斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律 2.一物体做匀加速直线运动,经过第一个6 m用时2 s,经过第二个6 m用时1 s,则物体的加速度大小为(　　) A.0.5 m/s2 B.1 m/s2 C.1.5 m/s2 D.2 m/s2 3.一辆汽车沿平直的公路行驶,已知汽车的位置坐标随时间变化的规律为x=4+2tn(位移单位为m,时间单位为s)。则下列说法正确的是(　　) A.若n=1,则汽车做速度大小为4 m/s的匀速直线运动 B.若n=1,则汽车做初速度大小为4 m/s、加速度大小为2 m/s2的匀加速直线运动 C.若n=2,则汽车做初速度为0、加速度大小为4 m/s2的匀加速直线运动 D.若n=2,则汽车做初速度大小为4 m/s、加速度大小为4 m/s2的匀加速直线运动 4.用频闪周期为Δt的相机拍摄一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片如图所示。关于提供的信息及相关数据处理,下列说法正确的是(　　) A.苹果下落的加速度大小为 B.羽毛下落到C点时的速度大小为 C.一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶3∶5 D.一段时间后苹果会在羽毛下方 5.某客车正以25 m/s的速度在平直公路上行驶,发现前方发生交通事故时紧急刹车,最终安全停下。若刹车过程可看作加速度大小恒为5 m/s2的匀减速直线运动,则从驾驶员急踩刹车开始,汽车前2 s与前6 s的位移之比为(　　) A.1∶3 B.5∶9 C.16∶25 D.9∶14 6.如图所示,t=0时刻,一个物体以v0=8 m/s的初速度沿光滑斜面向上滑动,加速度的大小为2 m/s2,运动到最高点之后,又以相同的加速度往回运动,斜面足够长,则物体(　　) A.第2 s末的速度大小为4 m/s B.前3 s内的位移是9 m C.第4 s末的加速度为零 D.前5 s内的路程是15 m 7.行驶中的汽车遇到红灯刹车后做匀减速直线运动直到停止,等到绿灯时汽车又重新开始做匀加速直线运动直到恢复原来的速度匀速行驶。关于汽车从刹车到恢复原速度的过程,以下位移随速度变化的关系图像正确的是(　　) 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 8.汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了6 s时间经过A、B两根电线杆,已知A、B间的距离为60 m,汽车经过B电线杆时的速度为15 m/s,则(　　) A.汽车从出发到B电线杆所用时间为9 s B.汽车的加速度大小为15 m/s2 C.汽车经过A电线杆时的速度大小为3 m/s D.出发点到A电线杆的距离为7.5 m 9.甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,在t=0时刻恰好相遇,随后二者的v-t图像如图所示。关于在这段时间内两汽车的运动情况,下列说法正确的是(　　) A.两汽车运动方向相同 B.t1时刻两汽车再次相遇 C.t1~t2时间内乙汽车在甲汽车前方 D.两汽车t2时刻前不会再次相遇 10.某物理兴趣小组研究自由落体运动,从临近两条竖直线上分别由静止释放P、Q两金属小球。释放P球的位置距水平地面为h,释放Q球的位置距水平地面0.2 m,P比Q提前0.2 s释放,不计空气阻力,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　) A.若h<0.8 m,则P先落地 B.若h<0.8 m,则Q先落地 C.若h>0.8 m,则P、Q落地前会同时经过同一高度 D.若h>0.8 m,则P、Q落地前不会同时经过同一高度 三、非选择题(本题共5小题,共54分) 11.(8分)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示。打点计时器的工作频率为50 Hz,得到的部分纸带如图乙所示,纸带上计数点的间距s1=3.59 cm、s2=4.41 cm、s3=5.19 cm、s4=5.97 cm、s5=6.78 cm、s6=7.58 cm,其中每相邻两点之间还有4个计时点未画出。 (1)部分实验步骤如下: A.测量完毕,关闭电源,取出纸带 B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车 C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连 D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是　　　　　　(用字母填写)。   (2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=　　　　 s。   (3)计数点5对应的瞬时速度大小为v5=　　　　 m/s。(结果保留2位有效数字)   (4)充分利用记录数据,减小误差,可计算出小车加速度大小为a=　　　　 m/s2。(结果保留2位有效数字)  12.(8分)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下: (1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺。 (2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为　　　　。(用L、L1和g表示)  (3)已知当地的重力加速度大小g取9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm。乙的反应时间为　　　 s。(结果保留2位有效数字)  (4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:  　。  13.(10分)驾车打盹极其危险。某轿车在平直公路上以大小为v1=30 m/s的速度匀速行驶,轿车司机疲劳驾驶开始打盹时,轿车与前方正以大小为v2=18 m/s的速度匀速行驶的大货车间的距离为L=100 m。若司机打盹的时间t1=6 s,醒来时发现险情紧急刹车,从司机醒来到轿车开始减速行驶所用的时间t0=1 s,轿车减速行驶过程视为匀减速运动,加速度的大小为6 m/s2。请通过计算判断轿车是否会撞上货车。若会相撞,求出相撞的时间;若不会相撞,求出两车的最小距离。 14.(12分)某“跳楼机”游戏的基本原理是将巨型娱乐器械用升降机送到离地面139 m的高处,然后让座舱自由落下,落到离地面59 m高时,制动系统开始启动,使座舱均匀减速,到达离地面9 m高时速度为零,g取10 m/s2。求: (1)此过程中最大速度的大小; (2)座舱落到离地面39 m高的位置时的加速度; (3)从开始下落到速度减为0的总时间。 15.(16分)汽车前方120 m处有一自行车正以大小为6 m/s的速度匀速前进,汽车以大小为18 m/s的速度追赶自行车,两车在同一条公路不同车道上做同方向的直线运动。 (1)求经多长时间,两车第一次相遇。 (2)若汽车追上自行车后立即刹车,汽车刹车过程中的加速度大小为2 m/s2,求: ①汽车停止前,与自行车之间的最大距离; ②汽车停止时,自行车是否追上汽车? ③从汽车追上自行车开始计时,经多长时间两车第二次相遇? 参考答案 1.B 2.D　物体经过第一个6 m的平均速度大小为=3 m/s,经过第二个6 m的平均速度大小为=6 m/s,两个中间时刻的时间间隔为Δt=1 s+0.5 s=1.5 s,根据匀加速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得物体的加速度大小为a==2 m/s2,故选D。 3.C　当n=1时,x=4+2t,此时汽车的初位置在4 m处,做速度大小为2 m/s的匀速直线运动,故A、B错误;当n=2时,x=4+2t2,结合x=v0t+at2可知,汽车的初速度为0,加速度为4 m/s2,初位置为4 m,故C正确,D错误。 4.B　根据题意,由逐差法Δx=aT2,有x3-x1=2a(Δt)2,解得a=,故A错误;根据题意,两物体做匀加速直线运动,由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,可得羽毛下落到C点时的速度大小vC=,故B正确;羽毛与苹果在真空中做自由落体运动,A点并不一定是下落起点,故A点速度不一定等于零,则羽毛与苹果的位移不一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶3∶5,故C错误;真空中苹果和羽毛只受重力,同时释放,做自由落体运动的下落快慢相同,故D错误。 5.C　刹车时间为t0= s=5 s,汽车前2 s的位移为x1=v0t1-=40 m,汽车前6 s的位移为x2==62.5 m,汽车前2 s与前6 s的位移之比为,故选C。 6.A　由题意可知,物体加速度沿斜面向下,第2 s末的速度大小v=v0-at=8 m/s-2×2 m/s=4 m/s,故A正确;前3 s内的位移x3=v0t1-=8×3 m-×2×32 m=15 m,故B错误;由题意可知,物体加速度恒定不变,为2 m/s2,故C错误;物体运动到最高点时速度为零,所用时间为t0==4 s,物体前4 s的路程为s4=v0t0-=8×4 m-×2×42 m=16 m,第5 s内的路程为s5=×2×12 m=1 m,前5 s内的路程是s=s4+s5=16 m+1 m=17 m,故D错误。 7.C　在减速过程中,由速度和位移关系可知v2-=2ax,可得x=,a为负值,故图像应为开口向下的二次函数图像;加速过程中,v2=2a(x-x0),其中x0是停止时的位置坐标,x=+x0,a为正值,故图像为开口向上的二次函数图像。综上所述,C正确,A、B、D错误。 8.AD　据位移公式xAB=t,解得vA=5 m/s,故C错误;汽车的加速度大小为a= m/s2,故B错误;汽车从出发到B电线杆所用时间为t'==9 s,故A正确;出发点到A电线杆的距离为xA==7.5 m,故D正确。 9.AD　v-t图像中,甲、乙两汽车都向正方向运动,运动方向相同,故A正确;v-t图像中,图线与坐标轴围成的面积表示位移,由图可知,t1时刻,甲、乙与坐标轴围城的面积不相等,故t1时刻两汽车没有相遇,故B错误;0~t2时间内,乙的图线与坐标轴围成的面积始终小于甲的图线与坐标轴围成的面积,即乙汽车的位移始终小于甲汽车的位移,故乙汽车始终在甲汽车的后方,t2时刻前两汽车不会再次相遇,故C错误,D正确。 10.AD　Q的下落时间为tQ==0.2 s,假设P、Q同时落地,则hP=g(tQ+0.2 s)2=0.8 m;若h<0.8 m,则P先落地;若h>0.8 m,则Q先落地,且P、Q不可能在空中相遇,即P、Q落地前不会同时经过同一高度,故A、D正确,B、C错误。 11.解析 (1)在实验过程中应先固定打点计时器,再放置小车,然后打开电源,释放小车,最后实验完毕关闭电源,所以正确的顺序是DCBA。 (2)每相邻两计数点之间还有4个计时点未画出,相邻计数点的时间间隔均为T=5×0.02 s=0.1 s。 (3)计数点5对应的瞬时速度v5==0.64 m/s。 (4)小车加速度 a==0.79 m/s2。 答案 (1)DCBA (2)0.1 (3)0.64 (4)0.79 12.解析 (2)在乙同学反应时间t内,尺子下落的高度h=L-L1,根据自由落体的位移公式h=gt2,得t=。 (3)t=代入数据可得反应时间t=0.20 s。 (4)可采用多次测量取平均值的方法来减小实验误差;另外,初始时乙的手指尽可能接近尺子,也可以提高测量结果准确度。 答案 (2)　(3)0.20　(4)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近尺子 13.解析 轿车匀速行驶通过的距离为x1=v1(t1+t0)=30×(6+1) m=210 m 设轿车开始减速行驶到轿车与货车速度相同时所用的时间为t2,由匀变速直线运动的规律有v2=v1-at2 解得t2= s=2 s 轿车减速行驶的距离为x2=t2=×2 m=48 m 货车通过的距离为x=v2(t1+t0+t2)=18×(6+1+2) m=162 m 由于x1+x2-x=96 m<L,故轿车不会撞上货车 两车的最小距离为Δx=L+x-x1-x2=4 m。 答案 轿车不会撞上货车　4 m 14.解析 (1)前80 m做自由落体运动,则落到离地面59 m高时,速度达到最大,vm= m/s=40 m/s。 (2)制动系统启动后,座舱匀减速运动,根据=2ax 解得a=16 m/s2 所以加速度大小为16 m/s2,方向竖直向上。 (3)自由落体的时间t1==4 s 减速的时间t2= s=2.5 s t=t1+t2=6.5 s。 答案 (1)40 m/s (2)16 m/s2,方向竖直向上 (3)6.5 s 15.解析 (1)设经时间t1,汽车追上自行车,有v0t1=v自t1+x,解得t1=10 s。 (2)①当汽车与自行车的速度相等时,二者之间的距离最大。有v0-at=v自,得t=6 s 汽车、自行车在t秒内的位移分别为x1=v0t-at2,x2=v自t 汽车、自行车之间的最大距离Δx=x1-x2 解得Δx=36 m。 ②设汽车刹车到停止用时间t2,v0-at2=0,得t2=9 s 位移x3==81 m 在t2内自行车的位移x4=v自t2=54 m<x3,故汽车停止前,自行车未追上汽车。 ③设汽车停止后自行车再经时间t5追上汽车,有v自t5=x3-x4,得t5=4.5 s 从汽车追上自行车开始计时,两车第二次相遇所用时间为t'=t2+t5=13.5 s。 答案 (1)10 s (2)①36 m　②否　③13.5 s 学科网（北京）股份有限公司 $