高中物理单元测试——第二章匀变速直线运动的研究（较难版01）

**基本信息** 本卷聚焦匀变速直线运动单元，通过基础概念辨析、科技情境应用（如ETC、5G自动驾驶）及实验探究，全面考查物理观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|匀变速直线运动概念、自由落体、v-t图像分析|结合ETC通道v-t图像等科技情境，考查运动观念| |多选题|3/18|x-t图像、匀加速运动规律、v-t图像对称性|通过列车运动数据，训练科学推理与质疑创新| |实验题|2/15|打点计时器应用、重力加速度测量|设计光电门测g实验，培养科学探究与证据分析能力| |解答题|3/39|竖直上抛、追及问题、高铁减速加速运动|以5G自动驾驶、高铁新方式为背景，强化模型建构与社会责任|

高中物理单元测试 —— 第二章 匀变速直线运动的研究（较难版01） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于匀变速直线运动下列说法正确的是（　　） A．匀变速直线运动加速度大小保持不变方向可以变化 B．匀变速直线运动中，速度是不变化的 C．匀变速直线运动在任意相等时间内，速度变化一定相等 D．匀变速直线运动在任意相等时间内，位置变化一定相等 【答案】C 【详解】A．匀变速直线运动的加速度大小和方向均保持不变，A错误； B．匀变速直线运动中，速度随时间均匀变化，B错误； C．根据 可知匀变速直线运动在任意相等时间内，速度变化一定相等，C正确； D．根据 匀变速直线运动在任意相等时间内，由于初速度不相同，可知通过的位移不相等，即位置变化不相等，D错误。 故选C。 2．（本题4分）关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A．自由落体运动是物体在空气中从静止开始下落的运动 B．自由落体运动是初速度为0，加速度为的匀加速直线运动 C．自由落体运动过程中，速度变化与时间成正比，位移与时间也成正比 D．在同一地点，轻重不同的物体做自由落体运动的加速度不同 【答案】B 【详解】A．自由落体运动要求物体仅受重力作用，无空气阻力或其他外力干扰；在空气中下落时，空气阻力可能影响运动，故该描述不准确，故A错误； B．自由落体运动是初速度为0、加速度恒为的匀加速直线运动，符合定义和运动学特征，故B正确； C．自由落体运动中，速度变化，与时间成正比；但位移，与时间的平方成正比，而非与时间成正比，故C错误； D．在同一地点，重力加速度为常量，与物体质量无关（忽略空气阻力），故轻重不同的物体加速度相同，故D错误。 故选B。 3．（本题4分）是高速公路上不停车电子收费系统的简称。由于快捷高效，从而得到广泛应用。下图为某汽车经过通道过程中的图像，下列说法正确的是（   ） A．时间内，汽车做匀速直线运动 B．时间内，汽车静止 C．时间内和时间内，汽车加速度方向相反 D．时间内和时间内，汽车速度方向相反 【答案】C 【详解】A．时间内，汽车做匀减速直线运动，故A错误； B．时间内，汽车做匀速直线运动，故B错误； C．图线的斜率表示加速度，时间内，汽车加速度为负值，时间内，汽车加速度为正值，则时间内和时间内，汽车加速度方向相反，故C正确； D．时间内和时间内，汽车速度均为正值，汽车速度方向相同，故D错误。 故选C。 4．（本题4分）在攀爬训练中，某消防员沿竖直绳索以大小为0.1m/s的初速度往上爬，以竖直向上为正方向，其加速度随时间变化的规律如图所示。该消防员（　　） A．在0~8s内做匀变速直线运动 B．在s时的速度大小为0.2m/s C．在0~4s内上升的高度为0.4m D．在0~8s内上升的高度为2.8m 【答案】D 【详解】A．在0~8s内加速度不是恒定不变的，不是做匀变速直线运动，A错误；     B．在s时的速度大小为，B错误； C．在0~4s内上升的高度为，C错误； D．在4~8s内上升的高度为 则在0~8s内上升的高度为0.8m+2m=2.8m，D正确。 故选D。 5．（本题4分）如图所示，一辆汽车（视为质点）在平直公路上做匀加速直线运动，依次经过甲、乙、丙三棵树，甲、乙两树之间的距离和乙、丙两树之间的距离相同，汽车通过甲、乙两树间的平均速度是，通过乙、丙两树间的平均速度是，则（　　） A．可以求出汽车从甲树到丙树的时间 B．可以求出汽车的加速度大小 C．汽车通过乙树时的速度大小为 D．汽车通过丙树时的速度大小为 【答案】D 【详解】CD．设汽车经过甲树时的速度为，汽车的加速度大小为，甲、乙两树和乙、丙两树的间距均为，汽车通过甲、乙两树间的时间与通过乙、丙两树间的时间之比 令，则 根据匀变速直线运动的推论中间时刻的速度等于平均速度有， 解得 根据匀变速直线运动的规律可知，汽车通过乙树时的速度大小 汽车通过丙树时的速度大小 选项D正确、C错误； AB．因为不知道和，所以无法求出汽车的加速度以及汽车从甲树到丙树的时间，选项AB错误。 故选D。 6．（本题4分）如图所示，一根长L=1.4 m的细线两端分别拴小球A、B，某人将两小球提起至某一高度后由静止释放两小球，测得两小球落地的时间差Δt=0.2s。取重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力，则释放时小球B离地面的高度为（　　） A．1.8 m B．2.4 m C．3.2 m D．4.6 m 【答案】A 【详解】对小球A，有h=gt2 对小球B，有 代入数据解得h=3.2 m 则小球B离地面的高度hB=h-L=1.8m。 故选A。 7．（本题4分）大雾天发生交通事故的概率比平常要高出几倍甚至几十倍，保证雾天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，如图为两车刹车后匀减速运动的v-t图像。以下分析正确的是（    ） A．甲车刹车的加速度的大小为 B．两车开始刹车时的间距为300m C．两车刹车后间距一直在减小 D．两车都停下来后相距12.5m 【答案】D 【详解】AB.两车恰好不发生碰撞，速度相等时两车相遇且不发生碰撞。由题图可知，两车刹车后直到速度相等，经历的时间为20s，甲车的加速度 乙车的加速度 此时甲车的位移 乙车的位移 两车刚好没有发生碰撞，则两车开始刹车时的间距，AB错误； C.两车刹车后甲的速度先大于乙的速度，两者间距减小，后来甲的速度小于乙的速度，两者间距增大，C错误； D.当时，甲车的速度 根据图像与坐标轴围成的面积表示位移可知，两车都停下来后相距，D正确。 故选D。 二、多选题 8．（本题6分）甲、乙两车在同一平直公路上同时开始运动，两车的位置随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻，甲车在前，乙车在后 B．时刻，甲车的速度大于乙车的速度 C．在内，两车的平均速度相同 D．在、时刻，两车分别两次同向相遇 【答案】BC 【详解】A．由图像可知，在甲车的位置坐标为，乙车的位置坐标为，所以可得乙车在前，甲车在后，故A错误； B．在图像中，图像的斜率表示速度，时刻明显甲车图像的斜率大于乙车图像的斜率，所以甲车速度大于乙车速度，故B正确； C．在内，由图像可知，两车初、末位置相同，即位移相同，运动时间也相同，由可知，甲乙两车平均速度相同，故C正确； D．在、时刻，甲乙两车的位置坐标相同，即甲乙两车在同一时刻运动到了同一位置，甲乙两车相遇了两次，在图像中，图像的斜率表示速度，在时刻，甲乙两车图像斜率为正，同向相遇，在时刻，甲车斜率为负，乙车斜率为正，甲乙两车相向运动相遇，故D错误。 故选BC。 9．（本题6分）一乘客携带具有导航功能的手机乘坐G115次高速列车，列车从静止开始做匀加速直线运动，某时刻乘客开始计时，该乘客利用手机软件测出了列车第2s和第6s内的位移分别为2m、4m，则下列说法正确的是（    ） A．该列车的加速度大小为 B．该列车第5s内的位移大小为3.5m C．时该列车的速度大小为1.25m/s D．时该列车的速度大小为8.5m/s 【答案】BC 【详解】A．由逐差公式 可得，该列车的加速度大小为 故A错误了； B．同理可得 解得该列车在第5s内的位移 故B正确； C．第5s内和第6s内的总位移为 则 则时该列车的速度大小为 故C正确； D．时该列车的速度大小为 故D错误。 故选BC。 10．（本题6分）如图所示为某质点做直线运动的v-t图像。已知时刻的速度为，时刻的速度为，图中OA与AB是关于A点中心对称的曲线，由图可得（    ） A．质点的加速度先减小后增大 B．的加速度为 C．的平均速度为 D．的位移为 【答案】AD 【详解】A．图像切线的斜率表示加速度，则质点的加速度先减小后增大，故A正确； B．2t0时刻图像切线的斜率未知，因此无法求得2t0时刻质点的加速度，故B错误； C．若0~t0时间内质点做匀加速直线运动，则可知其平均速度为 而根据图像可知，在0~t0时间内的任意时刻该质点的速度大小均大于做匀加速直线运动时的速度大小，则该质点在0~t0时间内的平均速度大于，故C错误； D．速度—时间图像与时间轴围成的面积表示位移，根据图像，显然0~t0时间内的位移大于，而根据图像的对称性，利用割补法可知，0~2t0时间内的位移为，故D正确。 故选BC。 三、实验题 11．（本题6分）用图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律． （1）在下列仪器和器材中，还需要使用的两个是_________（填选项前的字母）． A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．秒表 D．刻度尺 E.天平（含砝码） （2）下图是打出纸带的一段．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，选A、B、C、…等7个点为计数点，各计数点间有一个点没有画出，纸带却不小心被弄上了墨迹，D点看不清楚，如图中所示，则小车运动的加速度a=______（计算结果保留2位有效数字）． （3）可以推断出CD间的距离约为_______cm. 【答案】 AD 3.0 7.24 【详解】（1）在给定的仪器和器材中，还需要使用的有刻度尺和电压合适的50Hz交流电源，故选AD； （2）交流电频率为50Hz，各计数点间有一个点没有画出，故相邻两计数点的时间间隔T=0.04s，根据可得， 则有： （3）根据 代入数据得：7.24cm 12．（本题9分）某实验小组用图甲所示器材测量重力加速度的大小。实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电门A和B、小球和网兜组成。通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度，求重力加速度。 (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用 。 A．钢球 B．乒乓球 C．橡胶球 D．塑料球 (2)实验时，应先________（选填“释放小球”或“接通光电计时器”）； (3)实验中保持A不动，沿杆向下移动B，测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t，经多次实验绘出与t关系图像如图乙所示。由图乙可知重力加速度g=_________m/s2； (4)若另一实验小组用同样的实验装置，保持B不动，沿杆向上移动A，则_________（选填“能”或“不能”）通过上述方法测得重力加速度的大小； (5)小明同学认为做本实验时必需每次在同一位置由静止释放小球，你是否认同他的观点，说明理由。________ 【答案】(1)A (2)接通光电计时器 (3)9.68 (4)能 (5)同意，因为图像的纵截距代表小球每次经过其中一个光电门的瞬时速度，需要保持一定，就需要控制释放高度一定 【详解】（1）实验应尽量减小空气阻力的影响，所以应该选用质量大体积小的球，因此选A。 （2）实验时，应先接通光电计时器，再释放小球。若先释放小球，再接通光电计时器，小球可能已穿过计时器。 （3）根据 可得 可知图线的斜率表示，即 则有。 （4）若另一小组用同样的实验装置，保持B不动，沿杆向上移动A，采用逆向思维，也可以通过上述方法能求出重力加速度。 （5）因为图像的纵截距代表小球每次经过其中一个光电门的瞬时速度，需要保持一定，就需要控制释放高度一定。 四、解答题 13．（本题10分）节日夜晚，礼花弹从35m高的楼顶边缘以某一初速度竖直向上飞出，到达最高点距楼顶45m处时未炸开，最后落在地面上，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求： (1)礼花弹初速度大小为多少？ (2)礼花弹在空中运动时间为多少秒？ 【答案】(1) 30 m/s (2) 7 s 【详解】（1）设礼花弹飞出时速度为，竖直上抛最大高度为 解得 （2）设礼花弹在空中运动时间为，规定向上为正，则 其中，解得 14．（本题13分）5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相当于有了“千里眼”的感知能力，同时，5G网络超低延时的特性，让“汽车大脑”可以实时接收指令，极大提高了汽车运行的安全性。如图所示：A、B两辆5G自动驾驶测试车，在同一平直公路上向右匀速直线运动，B车在A车前，A车的速度大小为10m/s，B车的速度大小为20m/s。当A、B两车相距时，B车因前方突发情况紧急刹车，已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动，加速度a大小为，从此时开始计时，求： (1)A车追上B车之前，两者相距的最远距离； (2)A车追上B车所用的时间t。 【答案】(1)45m (2)12s 【详解】（1）A车追上B车之前，两车相距最远时速度大小相等，设经过的时间为，根据速度时间公式，有 解得 过程中A运动的位移为 B车运动的位移为 所以两者相距的最远距离为 （2）B车减速到0时，所用的时间为，有 此时B车运动的位移为 在时间内A车运动的位移为 此时A车还没有追上B车，所以接下来A车会继续做匀速运动，直到追上B车为止，还需要的时间为 解得 所以A车追上B车所用的时间为 15．（本题16分）我国正在研发高铁到站上下列车新方式，现行方式为减速到站，停车上下客，再加速驶离。在某一段平直的铁路上，一列以324km/h高速行驶的列车某时刻开始匀减速行驶，5min后恰好停在某车站，并在该车站停留4min；随后匀加速驶离车站，经过8.1km后恢复到原速324km/h。求： (1)列车减速和加速阶段时的加速度大小； (2)列车从开始刹车到恢复原速过程中的平均速度大小； (3)如果列车不减速，而以匀速通过该路段，可以节约多少时间？ 【答案】(1)0.3m/s2， (2)30m/s (3)480s 【详解】（1）减速的加速度大小 加速过程 可得加速的加速度 （2）加速的时间 停留的时间 减速的位移 整个过程的平均速度 （3）若不减速，匀速通过的时间 节约时间 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第二章 匀变速直线运动的研究（较难版01） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于匀变速直线运动下列说法正确的是（　　） A．匀变速直线运动加速度大小保持不变方向可以变化 B．匀变速直线运动中，速度是不变化的 C．匀变速直线运动在任意相等时间内，速度变化一定相等 D．匀变速直线运动在任意相等时间内，位置变化一定相等 2．（本题4分）关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A．自由落体运动是物体在空气中从静止开始下落的运动 B．自由落体运动是初速度为0，加速度为的匀加速直线运动 C．自由落体运动过程中，速度变化与时间成正比，位移与时间也成正比 D．在同一地点，轻重不同的物体做自由落体运动的加速度不同 3．（本题4分）是高速公路上不停车电子收费系统的简称。由于快捷高效，从而得到广泛应用。下图为某汽车经过通道过程中的图像，下列说法正确的是（   ） A．时间内，汽车做匀速直线运动 B．时间内，汽车静止 C．时间内和时间内，汽车加速度方向相反 D．时间内和时间内，汽车速度方向相反 4．（本题4分）在攀爬训练中，某消防员沿竖直绳索以大小为0.1m/s的初速度往上爬，以竖直向上为正方向，其加速度随时间变化的规律如图所示。该消防员（　　） A．在0~8s内做匀变速直线运动 B．在s时的速度大小为0.2m/s C．在0~4s内上升的高度为0.4m D．在0~8s内上升的高度为2.8m 5．（本题4分）如图所示，一辆汽车（视为质点）在平直公路上做匀加速直线运动，依次经过甲、乙、丙三棵树，甲、乙两树之间的距离和乙、丙两树之间的距离相同，汽车通过甲、乙两树间的平均速度是，通过乙、丙两树间的平均速度是，则（　　） A．可以求出汽车从甲树到丙树的时间 B．可以求出汽车的加速度大小 C．汽车通过乙树时的速度大小为 D．汽车通过丙树时的速度大小为 6．（本题4分）如图所示，一根长L=1.4 m的细线两端分别拴小球A、B，某人将两小球提起至某一高度后由静止释放两小球，测得两小球落地的时间差Δt=0.2s。取重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力，则释放时小球B离地面的高度为（　　） A．1.8 m B．2.4 m C．3.2 m D．4.6 m 7．（本题4分）大雾天发生交通事故的概率比平常要高出几倍甚至几十倍，保证雾天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，如图为两车刹车后匀减速运动的v-t图像。以下分析正确的是（    ） A．甲车刹车的加速度的大小为 B．两车开始刹车时的间距为300m C．两车刹车后间距一直在减小 D．两车都停下来后相距12.5m 二、多选题 8．（本题6分）甲、乙两车在同一平直公路上同时开始运动，两车的位置随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻，甲车在前，乙车在后 B．时刻，甲车的速度大于乙车的速度 C．在内，两车的平均速度相同 D．在、时刻，两车分别两次同向相遇 9．（本题6分）一乘客携带具有导航功能的手机乘坐G115次高速列车，列车从静止开始做匀加速直线运动，某时刻乘客开始计时，该乘客利用手机软件测出了列车第2s和第6s内的位移分别为2m、4m，则下列说法正确的是（    ） A．该列车的加速度大小为 B．该列车第5s内的位移大小为3.5m C．时该列车的速度大小为1.25m/s D．时该列车的速度大小为8.5m/s 10．（本题6分）如图所示为某质点做直线运动的v-t图像。已知时刻的速度为，时刻的速度为，图中OA与AB是关于A点中心对称的曲线，由图可得（    ） A．质点的加速度先减小后增大 B．的加速度为 C．的平均速度为 D．的位移为 三、实验题 11．（本题6分）用图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律． （1）在下列仪器和器材中，还需要使用的两个是_________（填选项前的字母）． A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．秒表 D．刻度尺 E.天平（含砝码） （2）下图是打出纸带的一段．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，选A、B、C、…等7个点为计数点，各计数点间有一个点没有画出，纸带却不小心被弄上了墨迹，D点看不清楚，如图中所示，则小车运动的加速度a=______（计算结果保留2位有效数字）． （3）可以推断出CD间的距离约为_______cm. 12．（本题9分）某实验小组用图甲所示器材测量重力加速度的大小。实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电门A和B、小球和网兜组成。通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度，求重力加速度。 (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用 。 A．钢球 B．乒乓球 C．橡胶球 D．塑料球 (2)实验时，应先________（选填“释放小球”或“接通光电计时器”）； (3)实验中保持A不动，沿杆向下移动B，测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t，经多次实验绘出与t关系图像如图乙所示。由图乙可知重力加速度g=_________m/s2； (4)若另一实验小组用同样的实验装置，保持B不动，沿杆向上移动A，则_________（选填“能”或“不能”）通过上述方法测得重力加速度的大小； (5)小明同学认为做本实验时必需每次在同一位置由静止释放小球，你是否认同他的观点，说明理由。________ 四、解答题 13．（本题10分）节日夜晚，礼花弹从35m高的楼顶边缘以某一初速度竖直向上飞出，到达最高点距楼顶45m处时未炸开，最后落在地面上，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求： (1)礼花弹初速度大小为多少？ (2)礼花弹在空中运动时间为多少秒？ 14．（本题13分）5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相当于有了“千里眼”的感知能力，同时，5G网络超低延时的特性，让“汽车大脑”可以实时接收指令，极大提高了汽车运行的安全性。如图所示：A、B两辆5G自动驾驶测试车，在同一平直公路上向右匀速直线运动，B车在A车前，A车的速度大小为10m/s，B车的速度大小为20m/s。当A、B两车相距时，B车因前方突发情况紧急刹车，已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动，加速度a大小为，从此时开始计时，求： (1)A车追上B车之前，两者相距的最远距离； (2)A车追上B车所用的时间t。 15．（本题16分）我国正在研发高铁到站上下列车新方式，现行方式为减速到站，停车上下客，再加速驶离。在某一段平直的铁路上，一列以324km/h高速行驶的列车某时刻开始匀减速行驶，5min后恰好停在某车站，并在该车站停留4min；随后匀加速驶离车站，经过8.1km后恢复到原速324km/h。求： (1)列车减速和加速阶段时的加速度大小； (2)列车从开始刹车到恢复原速过程中的平均速度大小； (3)如果列车不减速，而以匀速通过该路段，可以节约多少时间？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $