内容正文:
课时作业(三) 解析
[A组 基础巩固练]
1.(2026·四川德阳一模)竖直上抛一个小球,不计空气阻力,以下描述小球在空中运动速度随时间变化的图像中,可能正确的是( )
2.(2026·北京门头沟一模)跳水运动员保持直立状态,双脚朝下由静止开始下落.开始时双脚距离水面5 m.下列说法正确的是( )
A.运动员在空中运动的时间约为2 s
B.运动员在空中运动的时间约为1 s
C.运动员入水时速度大小约为5 m/s
D.运动员入水时速度大小约为1 m/s
3.(2024·广西卷)让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落,P1在下落的第1 s末速度大小为v1,再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2,使P2从原高度自由下落,P2在下落的第1 s末速度大小为v2,g取10 m/s2,则( )
A.v1=5 m/s B.v1=10 m/s
C.v2=15 m/s D.v2=30 m/s
4.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
5.长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,要通过前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v< v0).已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用的时间至少为( )
A.+ B.+
C.+ D.+
[B组 能力提升练]
6.宇航员在某星球上做自由落体运动实验,让一个质量为2 kg的物体从足够高的高度自由下落,测得物体在第5 s内的位移是18 m,则( )
A.物体在2 s末的速度是20 m/s
B.物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C.物体自由下落的加速度是5 m/s2
D.物体在前5 s内的位移是50 m
7.(人教版必修第一册第二章第4节“练习与应用”改编)有一种“傻瓜”照相机,其光圈(进光孔径)随被摄物体的亮度自动调节,而快门(曝光时间)是固定不变的.为估测某架“傻瓜”照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知石子从地面以上2.5 m的高度下落,每块砖的平均厚度为6 cm,请估算这架照相机的曝光时间( )
A.0.01 s B.0.02 s
C.0.1 s D.0.2 s
解法二:估算法 石子做自由落体运动到A点的速度为v=≈6.3 m/s.因为0.12 m远小于1.99 m,故可以近似地将AB段的运动当作匀速直线运动,故曝光时间约为t=≈0.02 s,故B正确.]
8.如图所示,两个大小一样的金属小球用长为L的细线连接,a球在上,b球在下,用手拿着a球,测得a球释放时离地面的高度为h,某时刻静止释放a球,两球落地的时间差Δt,空气阻力忽略不计.下列判断正确的是( )
A.b球下落的时间大于
B.a球下落的时间小于
C.重力加速度g=(-)2
D.b球落地前a球的加速度比b球大
9.(多选)(2026·四川绵阳一模)在t=0时刻,从水平地面以初速度v0竖直上抛一小球a,同时在小球a正上方离地高H处的位置自由释放小球b,重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
A.若两球同时落地,则v0=
B.若两球同时落地,则v0=
C.若a、b能在空中相遇,则相遇的时刻t=
D.若a、b能在空中相遇,则相遇的时刻t=
10.(2026·山东菏泽高三联考)杭州亚运会田径铁饼赛场上,首次在体育赛事中使用机械狗来运输铁饼.某次掷出铁饼后,机械狗需要跑到49.5 m外的工作人员处,把铁饼运回.机械狗可视为经历了匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动三个过程.其中在匀加速过程中运动了7.5 m,匀速运动的时间为11 s,匀减速过程中的加速度大小为0.5 m/s2,求:
(1)机械狗的最大速度;
(2)机械狗加速过程中的加速度大小和加速时间;
(3)整个过程中机械狗的平均速度大小.
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课时作业(三)
[A组 基础巩固练]
1.(2026·四川德阳一模)竖直上抛一个小球,不计空气阻力,以下描述小球在空中运动速度随时间变化的图像中,可能正确的是( )
B [由于不计空气阻力,可知小球上升和下降过程的加速度相同,均为向下的g,上升过程速度减小,速度减到零后向下加速运动,则vt图像是一条倾斜的直线.故选B.]
2.(2026·北京门头沟一模)跳水运动员保持直立状态,双脚朝下由静止开始下落.开始时双脚距离水面5 m.下列说法正确的是( )
A.运动员在空中运动的时间约为2 s
B.运动员在空中运动的时间约为1 s
C.运动员入水时速度大小约为5 m/s
D.运动员入水时速度大小约为1 m/s
B [根据位移与时间关系h=gt2,代入数据解得运动员在空中运动的时间t=1 s,故B正确,A错误;运动员入水时速度大小v=gt,代入数据可得运动员入水时速度大小v=10 m/s,故C、D错误.]
3.(2024·广西卷)让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落,P1在下落的第1 s末速度大小为v1,再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2,使P2从原高度自由下落,P2在下落的第1 s末速度大小为v2,g取10 m/s2,则( )
A.v1=5 m/s B.v1=10 m/s
C.v2=15 m/s D.v2=30 m/s
B [重物自由下落做自由落体运动,与质量无关,则下落1 s后速度为v1=v2=gt=10 m/s2×1 s=10 m/s,故选B.]
4.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
C [由逆向思维和初速度为零的匀加速直线运动比例式可知==2+,即3<<4,选项C正确.]
5.长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,要通过前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v< v0).已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用的时间至少为( )
A.+ B.+
C.+ D.+
C [由题意知当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v<v0),则列车进隧道前必须减速到v,则有v=v0-2at1,解得t1=,在隧道内以最大速度匀速,有t2=,列车尾部出隧道后立即加速到v0,有v0=v+at3,解得t3=,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用的时间至少为t=t1+t2+t3=+,故选C.]
[B组 能力提升练]
6.宇航员在某星球上做自由落体运动实验,让一个质量为2 kg的物体从足够高的高度自由下落,测得物体在第5 s内的位移是18 m,则( )
A.物体在2 s末的速度是20 m/s
B.物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C.物体自由下落的加速度是5 m/s2
D.物体在前5 s内的位移是50 m
D [根据运动学公式Δx=at-at=18 m,代入t2=5 s,t1=4 s,解得a=4 m/s2,选项C错误;物体在2 s末的速度为v2=4×2 m/s=8 m/s,选项A错误;物体在第5 s内的位移为18 m,故物体在第5 s 内的平均速度为18 m/s,选项B错误;物体在5 s内的位移为x5=×4×52 m=50 m,选项D正确.]
7.(人教版必修第一册第二章第4节“练习与应用”改编)有一种“傻瓜”照相机,其光圈(进光孔径)随被摄物体的亮度自动调节,而快门(曝光时间)是固定不变的.为估测某架“傻瓜”照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知石子从地面以上2.5 m的高度下落,每块砖的平均厚度为6 cm,请估算这架照相机的曝光时间( )
A.0.01 s B.0.02 s
C.0.1 s D.0.2 s
B [解法一:公式法 图中AB的实际长度为AB=0.12 m,A到地面的高度h1=8.5×6 cm=0.51 m,B到地面的高度h2=6.5×6 cm=0.39 m,设开始下落点为O,则hOA=H-h1=1.99 m,hOB=H-h2=2.11 m.由hOA=gt得t1≈0.63 s,由hOB=gt得t2≈0.65 s.曝光时间约为Δt=t2-t1=0.02 s,故B正确.
解法二:估算法 石子做自由落体运动到A点的速度为v=≈6.3 m/s.因为0.12 m远小于1.99 m,故可以近似地将AB段的运动当作匀速直线运动,故曝光时间约为t=≈0.02 s,故B正确.]
8.如图所示,两个大小一样的金属小球用长为L的细线连接,a球在上,b球在下,用手拿着a球,测得a球释放时离地面的高度为h,某时刻静止释放a球,两球落地的时间差Δt,空气阻力忽略不计.下列判断正确的是( )
A.b球下落的时间大于
B.a球下落的时间小于
C.重力加速度g=(-)2
D.b球落地前a球的加速度比b球大
C [某时刻静止释放a球,a球下落高度为h,b球下落高度为h-L,则根据运动学公式可得h-L=gt2,则b球下落的时间为t=,A错误;a球下落的时间为t′=,B错误;两球落地的时间差为Δt,则Δt=t′-t=- ,故重力加速度为g=(-)2,C正确;b球落地前两球做自由落体运动,则a球的加速度与b球加速度相等,D错误.]
9.(多选)(2026·四川绵阳一模)在t=0时刻,从水平地面以初速度v0竖直上抛一小球a,同时在小球a正上方离地高H处的位置自由释放小球b,重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
A.若两球同时落地,则v0=
B.若两球同时落地,则v0=
C.若a、b能在空中相遇,则相遇的时刻t=
D.若a、b能在空中相遇,则相遇的时刻t=
AC [由题可知,根据自由落体运动规律可知,b球落地的时间H=gt,tb=,故a球在空中运动时间=tb=,解得v0=,A正确,B错误;根据竖直上抛运动和自由落体运动的规律可知,二者在空中相遇的位移大小之和等于H,即有v0t-gt2+gt2=H,解得t=,C正确,D错误.]
10.(2026·山东菏泽高三联考)杭州亚运会田径铁饼赛场上,首次在体育赛事中使用机械狗来运输铁饼.某次掷出铁饼后,机械狗需要跑到49.5 m外的工作人员处,把铁饼运回.机械狗可视为经历了匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动三个过程.其中在匀加速过程中运动了7.5 m,匀速运动的时间为11 s,匀减速过程中的加速度大小为0.5 m/s2,求:
(1)机械狗的最大速度;
(2)机械狗加速过程中的加速度大小和加速时间;
(3)整个过程中机械狗的平均速度大小.
[解析] (1)已知x1=7.5 m,匀速运动的位移为x2=vt2
匀减速运动的位移为x3=
总位移为x=x1+x2+x3
解得v=3 m/s.
(2)匀加速运动的位移x1=
解得a1=0.6 m/s2
匀加速阶段v=a1t1
解得t1=5 s.
(3)由题可知匀速阶段t2=11 s,匀减速阶段v=a3t3
总时间t=t1+t2+t3
平均速度为=
解得=2.25 m/s.
[答案] (1)3 m/s (2)0.6 m/s2 5 s (3)2.25 m/s
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