高中物理单元测试——第二章匀变速直线运动的研究（较难版02）

**基本信息** 本卷为高中物理第二章匀变速直线运动单元复习较难卷，以航天发射、电磁弹射等科技情境和反应时间测量等生活实例为载体，全面考查匀变速直线运动规律及应用，适配单元重难点巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|加速度概念、自由落体、v-t图像|结合2025航天发射考查图像分析，体现科学态度与责任| |多选题|3/18|x-t图像、刹车问题、追及相遇|雾天行车v-t图像综合题，强化科学推理| |实验题|2/15|打点计时器操作、自由落体加速度测量|注重实验步骤排序与误差分析，落实科学探究| |解答题|3/39|竖直上抛与自由落体综合、5G自动驾驶追及、ETC收费场景|5G自动驾驶追及问题融合运动学公式与实际应用，突出模型建构与科学思维|

高中物理单元测试 —— 第二章 匀变速直线运动的研究（较难版02） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）物体做匀加速直线运动，加速度为3m/s2，那么（    ） A．物体的末速度一定比初速度大3m/s B．每秒钟物体的速度增大3m/s C．第4s初的速度比第3s末的速度大3m/s D．第4s末的速度比第3s初的速度大3m/s 【答案】B 【详解】A．据匀加速直线运动规律任意1s的末速度一定比这1秒的初速度大3m/s，但题目没有讲到时间，故A错误； B．因为物体做匀加速直线运动，椐速度变化规律可知每秒钟速度增大3m/s，故B正确； C．第3s末与第4s初是同一时刻，速度相等，故C错误； D．第3秒初到第4秒末的时间间隔为2s，所以第4秒末的速度比第3秒初的速度大6m/s，故D错误。 故选B。 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）2025年中国航天全年发射次数达到92次，创历史新高。假设一枚从地面竖直起飞运载飞船的火箭，其起飞后某段时间内竖直向上的速度v随时间t变化的图像如图所示。则在时间内，下列说法正确的是（　　） A．时刻火箭离地面最远 B．时刻火箭返回到地面 C．在时间内火箭上升，时间内火箭下落 D．时间内火箭的加速度大于时间内火箭的加速度 【答案】D 【详解】ABC．时间内火箭的速度一直为正，可知火箭一直向上运动，则时刻火箭离地面最远，ABC错误； D．因图像的斜率等于加速度，可知时间内火箭的加速度大于时间内火箭的加速度，D正确。 故选D。 4．（本题4分）航母电磁弹射系统将舰载机在水平轨道上由静止开始加速。某次测试中，舰载机的加速度随时间的变化关系如图所示，轨道长度足够长，以表示舰载机的速度，以表示舰载机相对于出发点的位移，下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．图像斜率表示速度，时间内斜率应逐渐增大，时间内斜率继续增加，以后斜率恒定，AB错误； CD．时间内，加速度恒定且为正，速度随时间均匀增大，图像为倾斜向上的直线，时间内，加速度减小，图像斜率减小，以后加速度保持不变，图像为水平直线，C错误，D正确。 故选D。 5．（本题4分）在实验台桌面上有均匀刻度，两木块沿同一方向运动，用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录每次曝光时木块的位置如图所示（连续两次曝光的时间间隔是相等的）。由图可知两木块（    ） A．在时间内的某时刻速度相同 B．在时刻速度相同 C．在时间内的某时刻速度相同 D．在时刻速度相同 【答案】C 【详解】设一小格为，连续两次曝光的时间间隔是，由图可得下面一个木块间隔均匀，则为匀速运动，速度 上面一个木块相同时间位移增量相同，则为匀加速运动，时刻为的中间时刻，则速度为 时刻为的中间时刻，则速度为 因为，可得两木块在时间内的某时刻速度相同。 故选C。 6．（本题4分）如图所示，用直尺制作一把“反应时间测量尺”，标上等时间间隔的刻度。A同学用两个手指捏住一把长50cm的直尺的上端，B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在A同学放开手指让直尺下落时，B同学立刻捏住直尺，读出B同学捏住直尺的刻度，可以算出B同学的反应时间，取g=10m/s²，则（　　） A．B同学捏住直尺时的位置越靠近上端说明“反应时间”越短 B．若B同学捏住直尺20cm处，则反应时间约为0.02s C．该“反应时间测量尺”刻度均匀 D．该“反应时间测量尺”刻度下密上疏 【答案】D 【详解】CD．根据 可得 t-h图像为如图的越来越平缓的抛物线即h越大,斜率减小 即该“反应时间测量尺”刻度下密上疏 可知t与h不是线性关系，则若将该直尺的刻度改造成“反应时间”，则其刻度是不均匀的，故C错误，D正确； A．B同学捏住直尺时的位置越靠近上端说明直尺在“反应时间”内下降的高度h越大，则由前面分析知，“反应时间”t越长，故A错误； B．当时，则反应时间为，故B错误。 故选D。 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）如图，A、B两人骑自行车在同一直线上运动的位移一时间图像，则（　　） A．前5s内，A的速度大小为6m/s B．A、B两人在第5s末相遇 C．前5s内，A的路程比B的路程大 D．前5s内，A的位移比B的位移大 【答案】AD 【详解】A．根据图像的斜率表示速度可知，前5s内，A的速度为 则速度大小为6m/s，故A正确； B．由图可知，A、B两人在第5s末位置不相同，故不能相遇，故B错误； C．由图可知，前5s内，A从30m位置运动到原点，其运动路程为30m，B从原点运动到25m位置，静止2s后向负方向运动12.5m位置，其运动的路程为37.5m，因此前5s内，A的路程比B的路程小，故C错误； D．由位移的定义可知，前5s内，A的位移大小为30m，B的位移大小为12.5m，因此前5s内，A的位移比B的位移大，故D正确。 故选AD。 9．（本题6分）司机驾驶一辆汽车正在平直的公路上以某一速度匀速运动，突然发现前方处有一障碍物，司机反应时间后立即刹车，汽车刹车后做匀减速直线运动。已知汽车刹车后第1个内的位移是，第3个内的位移是。则下列说法正确的是（   ） A．汽车刹车后的加速度大小为 B．汽车刹车后第2个内的位移为 C．汽车刹车后第末的速度大小为 D．汽车可能与障碍物相撞 【答案】AB 【详解】A．根据匀变速直线运动的推论 得 A正确 B．同理 得 B正确； C．根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度可得汽车刹车后第末的速度大小 C错误； D．汽车初速度 可得汽车运动的位移为 所以汽车不会撞上障碍物，D错误。 故选AB。 10．（本题6分）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其图像如图所示。已知两车在时并排行驶，则（　　）    A．在时，甲车在乙车后 B．在时，甲车在乙车前7.5 m C．两车另一次并排行驶的时刻是 D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m 【答案】BD 【详解】B．由题中图像得 两车在时并排行驶，此时 所以时甲车在前，距乙车的距离为 故B正确。 AC．时 此时 所以另一次并排行驶的时刻为 故A、C错误； D．两次并排行驶的位置沿公路方向相距 故D正确。 故选BD。 三、实验题 11．（本题6分）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速滑下。下图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （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）计算打下D点和E点时，小车的速度分别为vD=___________m/s，vE=___________m/s。 【答案】 DCBA 0.9m/s 1.1m/s 【详解】（1）[1]实验中应先安装固定打点计时器，让纸带穿过限位孔，再将小车靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连，然后接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车，最后测量完毕，关闭电源，取出纸带。 故正确的顺序应为：DCBA （2）[2]相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则周期为 打下D点时，小车的速度为 [3]打下E点时，小车的速度为 12．（本题9分）利用图甲所示的装置可以研究自由落体运动，实验中，需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器纸带上打出一系列的点。 (1)本实验采用电磁打点计时器，所接的电源应为______。 A．约8V的直流电 B．约8V的交流电 C．220V的直流电 D．220V的交流电 (2)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有______。 A．天平 B．停表 C．刻度尺 (3)查知当地的重力加速度。将上面实验中所得到的重物的加速度值与当地的重力加速度值比较，发现有误差，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你以为可能引起此误差的原因：______。 (4)如图乙，某同学利用光电门计时器测自由落体运动的加速度，小球的直径为d。小球被电磁铁吸住时，球心到光电门的距离为h，小球通过光电门的时间为，画出如图丙所示的图像，若图像中直线斜率为k，则重力加速度______。 【答案】(1)B (2)C (3)见解析 (4) 【详解】（1）本实验采用电磁打点计时器，所接电源应为约8V的交流电。 故选B。 （2）要测得重物下落的加速度，需要测量纸带上各点之间的距离，所以需要刻度尺。天平用于测量质量，本实验不需要测量质量；打点计时器本身可以记录时间，不需要秒表，故C正确，AB错误。 故选C。 （3）实验中重物下落时，受到空气阻力以及纸带与打点计时器之间的摩擦阻力，这些阻力会使重物下落的加速度小于当地的重力加速度。 （4）小球通过光电门的速度 小球自由落体运动到光电门 解得 图像的直线斜率为k，则 解得重力加速度为 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，某物理兴趣小组进行了一次自由落体和竖直上抛的演示实验，一顶端固定有一根长为的木棒，某时刻木棒从静止开始自由下落，与此同时地面上有一个小球（可看成质点）以初速度竖直上抛，观察到在时，小球和木棒的下端处于同一高度（，且不考虑空气阻力）。 (1)小球经过多长时间落地？ (2)求初始时刻木棒顶端离地面的高度？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对小球分析，小球上升过程中的时间为 由对称性可知小球落地时间 （2）木棒做自由落体运动，对木棒 对小球 位移关系满足 联立解得 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）ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示，汽车以的速度行驶，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至0，经过缴费后，再加速至行驶；如果过ETC通道，需要在中心线前方处减速至，匀速到达中心线后，再加速至行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为。 (1)汽车过人工收费通道，从收费前减速开始，到收费后加速结束，总共通过的路程为多少？ (2)如果过ETC通道，汽车通过第（1）问路程所需时间是多少？ (3)汽车通过ETC通道比人工收费通道节约多长时间？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车通过人工收费通道时，速度减速为零的位移 速度从零加速到原来速度经历的位移 从减速到恢复正常行驶过程的位移大小 （2）设汽车通过通道时，从速度减速到行驶的位移为，时间为，从速度加速到行驶的位移为，时间为根据速度—位移公式得 运动时间满足 匀速直线运动的时间 通过剩余位移用时间为 汽车通过第（1）问路程所需要的时间 （3）汽车通过人工收费通道时，经过的时间 加速的时间 从收费前减速开始到收费后加速结束，所需的时间是 汽车通过ETC通道第（1）问路程所需要的时间是 汽车通过ETC通道比人工收费通道节约时间为 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02） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）物体做匀加速直线运动，加速度为3m/s2，那么（    ） A．物体的末速度一定比初速度大3m/s B．每秒钟物体的速度增大3m/s C．第4s初的速度比第3s末的速度大3m/s D．第4s末的速度比第3s初的速度大3m/s 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）2025年中国航天全年发射次数达到92次，创历史新高。假设一枚从地面竖直起飞运载飞船的火箭，其起飞后某段时间内竖直向上的速度v随时间t变化的图像如图所示。则在时间内，下列说法正确的是（　　） A．时刻火箭离地面最远 B．时刻火箭返回到地面 C．在时间内火箭上升，时间内火箭下落 D．时间内火箭的加速度大于时间内火箭的加速度 4．（本题4分）航母电磁弹射系统将舰载机在水平轨道上由静止开始加速。某次测试中，舰载机的加速度随时间的变化关系如图所示，轨道长度足够长，以表示舰载机的速度，以表示舰载机相对于出发点的位移，下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（本题4分）在实验台桌面上有均匀刻度，两木块沿同一方向运动，用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录每次曝光时木块的位置如图所示（连续两次曝光的时间间隔是相等的）。由图可知两木块（    ） A．在时间内的某时刻速度相同 B．在时刻速度相同 C．在时间内的某时刻速度相同 D．在时刻速度相同 6．（本题4分）如图所示，用直尺制作一把“反应时间测量尺”，标上等时间间隔的刻度。A同学用两个手指捏住一把长50cm的直尺的上端，B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在A同学放开手指让直尺下落时，B同学立刻捏住直尺，读出B同学捏住直尺的刻度，可以算出B同学的反应时间，取g=10m/s²，则（　　） A．B同学捏住直尺时的位置越靠近上端说明“反应时间”越短 B．若B同学捏住直尺20cm处，则反应时间约为0.02s C．该“反应时间测量尺”刻度均匀 D．该“反应时间测量尺”刻度下密上疏 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）如图，A、B两人骑自行车在同一直线上运动的位移一时间图像，则（　　） A．前5s内，A的速度大小为6m/s B．A、B两人在第5s末相遇 C．前5s内，A的路程比B的路程大 D．前5s内，A的位移比B的位移大 9．（本题6分）司机驾驶一辆汽车正在平直的公路上以某一速度匀速运动，突然发现前方处有一障碍物，司机反应时间后立即刹车，汽车刹车后做匀减速直线运动。已知汽车刹车后第1个内的位移是，第3个内的位移是。则下列说法正确的是（   ） A．汽车刹车后的加速度大小为 B．汽车刹车后第2个内的位移为 C．汽车刹车后第末的速度大小为 D．汽车可能与障碍物相撞 10．（本题6分）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其图像如图所示。已知两车在时并排行驶，则（　　）    A．在时，甲车在乙车后 B．在时，甲车在乙车前7.5 m C．两车另一次并排行驶的时刻是 D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m 三、实验题 11．（本题6分）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速滑下。下图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （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）计算打下D点和E点时，小车的速度分别为vD=___________m/s，vE=___________m/s。 12．（本题9分）利用图甲所示的装置可以研究自由落体运动，实验中，需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器纸带上打出一系列的点。 (1)本实验采用电磁打点计时器，所接的电源应为______。 A．约8V的直流电 B．约8V的交流电 C．220V的直流电 D．220V的交流电 (2)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有______。 A．天平 B．停表 C．刻度尺 (3)查知当地的重力加速度。将上面实验中所得到的重物的加速度值与当地的重力加速度值比较，发现有误差，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你以为可能引起此误差的原因：______。 (4)如图乙，某同学利用光电门计时器测自由落体运动的加速度，小球的直径为d。小球被电磁铁吸住时，球心到光电门的距离为h，小球通过光电门的时间为，画出如图丙所示的图像，若图像中直线斜率为k，则重力加速度______。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，某物理兴趣小组进行了一次自由落体和竖直上抛的演示实验，一顶端固定有一根长为的木棒，某时刻木棒从静止开始自由下落，与此同时地面上有一个小球（可看成质点）以初速度竖直上抛，观察到在时，小球和木棒的下端处于同一高度（，且不考虑空气阻力）。 (1)小球经过多长时间落地？ (2)求初始时刻木棒顶端离地面的高度？ 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）ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示，汽车以的速度行驶，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至0，经过缴费后，再加速至行驶；如果过ETC通道，需要在中心线前方处减速至，匀速到达中心线后，再加速至行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为。 (1)汽车过人工收费通道，从收费前减速开始，到收费后加速结束，总共通过的路程为多少？ (2)如果过ETC通道，汽车通过第（1）问路程所需时间是多少？ (3)汽车通过ETC通道比人工收费通道节约多长时间？ 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 $