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让教与学更高效
专题02匀变速直线运动的研究
考点1实验:探究小车速度随时间变化的规律
1.【答案】(1)甲
(2)ABC
2.【答案】(1)0.5
(2)加速
(3)8.26×102
3.【答案】(1)220
(2)C
(3)B
(4)偏大
4.【答案】(1)0.04
(2)2.78
(3)0.32
(4)0.575
(5)
2
5.【答案】①B
②丙
③交流电220V
④C
⑤0.51
⑥2.0
6.【答案】(1)①约8
②交流
③0.02
(2)①接通电源
②拉动
纸带
(3)加速
/(ms)
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
7.【答案】(1)E
(2)0.640
(3)
0
0.10.20.30.40.50.6t
(4)0.803
(5)偏小
1/4
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Av/(m's)
0.8
0.
0.
0.5
0.4
0.3
0
0.10.20.30.40.50.6ts
(④)该图像斜率表示加速度,故
a=4y=0.721-0.400
m/s2≈0.803m/s2
△t
0.4
(⑤)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,实际打点周期变小,代入数据偏大,
则速度测量值与实际值相比偏小。
8.【答案】(1)先接通电源
(2)①0.02
②3+x4)-(x1+x2)
③
(4T2
9.59
(3)1.61
9.【答案】①交流
②计时
③8-66
④0.02
⑤大于
⑥
0.23
⑦0.25
⑧0.20
10.【答案】(1)D
(2)右端
(3)S1-S2
(4)S1+S2
3T2
2T
2》
考点2匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】AC
214
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5.【答案】(1)5m/s2;(2)22.5m:(3)7.5m/s
6.【答案】(1)5m/s2,2m/s2
(2)2.5m/s
(3)2.1875m
7.【答案】(1)
-5
(2)20m/s
(3)200m
考点3匀变速直线运动的位移与时间的关系
1.【答案】c
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】AD
5.【答案】AC
6.【答案】A
7.【答案】C
8.【答案】A
9.【答案】(1)a=9m/s2
(2)X1=42m
10.【答案】(1)30m/s
(2)10m/s2
(3)汽车超速
》
考点4匀变速直线运动的速度与位移的关系
1.【答案】B
2.【答案】C
314
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3.【答案】A
4.【答案】AD
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】AD
8.【答案】D
9.【答案】(1)12s,360m
(2)30m/s
414
专题02 匀变速直线运动的研究
4大高频考点
1. 实验:探究小车速度随时间变化的规律
2. 匀变速直线运动的速度与时间的关系
3. 匀变速直线运动的位移与时间的关系
4. 匀变速直线运动的速度与位移的关系
考点1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
1.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)(多选)用打点计时器、平板、小车等器材做研究匀变速直线运动的实验。
(1)穿入打点计时器限位孔的纸带,正确的是 (填“甲”或“乙”)
(2)如图是学生即将释放小车之前的装置图及操作,以下存在错误的是( )
A. 细线与木板不平行
B. 打点计时器接的是直流电源
C. 小车释放的位置离计时器较远
D. 无论什么计时器,使用时均要先接通电源,后释放纸带
2.(2025-2026高一上·陕西宝鸡·期中)某实验小组利用矿泉水瓶自制了滴水计时器如图甲所示,然后利用水写布(滴水后可在一定时间内保留水的痕迹)研究物体运动的规律。
(1)该小组成员利用秒表记录1分钟有120滴水滴下,则滴水时间间隔为 s;
(2)用手拉动矿泉水瓶,水写布上的水滴分布如图乙所示,则矿泉水瓶做 (填“加速”或“减速”)运动;
(3)矿泉水瓶运动留下水滴的痕迹如图丙所示,滴点时矿泉水瓶运动的速度 m/s。(计算结果保留三位有效数字)
3.(2025-2026高一上·陕西宝鸡·期中)(1)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学使用的是如图所示的电火花打点计时器,则该打点计时器应接 的交流电;
(2)用(1)中的打点计时器测速度时,下列图中的仪器或器材一定要用到的有________。
A. 学生电源 B. 电磁打点计时器
C. 刻度尺
(3)用如图所示的实验装置研究“打点计时器求解瞬时速度”,下列说法正确的是________。
A. 使用打点计时器时,要先释放小车再接通电源
B. 释放小车时应尽量靠近打点计时器 C. 用刻度尺测量纸带上两点间的距离时,应移动刻度尺分别测量每段长度
(4)电火花计时器使用交流电源工作,它工作电源的频率是,如果用它测量速度时,实验者不知道工作电源的频率已变为,而仍按进行计算,这样算出的速度值与物体速度的真实值相比 (填“偏大”或“偏小”)。
4.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)小聪同学利用打点计时器对小车在恒定拉力作用下的运动进行了探究,获得一条点迹清楚的纸带,如图所示。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,选择了A、B、C、D、E、F六个计数点,测量数据如图中所示,单位是cm。
(1)首先小聪计算出相邻两计数点间的时间间隔T = s。(结果保留1位有效数字)
(2)然后小聪计算出相邻两计数点间的距离:xAB=1.50cm,xBC=1.82cm,xCD=2.14cm,xDE=2.46cm,xEF= cm。(结果保留3位有效数字)
(3)小聪计算出xBC- xAB= xCD- xBC= xDE- xCD= xEF- xDE= cm,发现相邻的位移差Δx为一常数,猜想认为小车做匀加速直线运动。(计算结果保留2位有效数字)
(4)小聪继续对纸带进行研究,以某一计数点为中心,取两边时间间隔相等的最短两点,求出这个区间的平均速度。又猜想:某段区间的平均速度,等于该区间中间时刻的瞬时速度。随后分别求出瞬时速度:vB = 0.415 m/s ,vC= 0.495 m/s ,vD = m/s ,vE = 0.655 m/s。(计算结果保留3位有效数字)
(5)小聪为了进一步验证小车的运动是否为匀变速直线运动,对上述数据采用了两种方案进行分析,得到小车运动的加速度。
方案一:获得数据后,取任意两个点,用它们的速度差∆v = v2- v1除以相应的时间差∆t=t2-t1,求得加速度。小聪发现取不同的两个点,求得的加速度都相等,均为a = m/s2,小聪认为小车的运动是匀变速直线运动。(计算结果保留1位有效数字)
方案二:通过计算机软件对数据进行处理,利用软件的图像分析中的“线性拟合”功能,得到v -t图像,发现是一条倾斜的直线,其图像的斜率就等于加速度。小聪认为小车的运动是匀变速直线运动。
5.(2025-2026高一上·宁夏吴忠滨河中学·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”,请你根据题图回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要 。
A.弹簧测力计 B.刻度尺 C.天平 D.秒表
(2)本次实验选择的是电火花打点计时器是图 (选填“乙”或“丙”)中的计时器,该计时器的工作电压是 (选填“直流电”、“交流电8V”、 “交流电220V”)。
(3)实验中,正确的做法是 。
A.打点计时器应接到干电池上
B.先释放小车再接通电源
C.先接通电源再释放小车
D.小车释放前应远离打点计时器
(4)某同学用装置测定匀加速直线运动的加速度,打出的一条纸带如图丁所示,A、B、C、D、E、F为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1s:
①打点计时器打下C点时小车的速度大小为 m/s;(结果保留两位有效数字)
②由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为 m/s2。
6.(2025-2026高一上·陕西汉中·期中)某同学用如图甲所示装置练习使用打点计时器,用得到的纸带上的信息来判断纸带运动的大致情况。
(1)电磁打点计时器应该接工作电压为 (选填“约8”或“220”)V的 (选填“直流”或“交流”)电源;若电源频率为50Hz,则相邻点迹之间的时间间隔为 s;
(2)在使用打点计时器测速度时,应该先 后 (以上均选填“拉动纸带”或“接通电源”);
(3)某次得到了如图乙所示的纸带,根据纸带上的信息,可知纸带做 运动(选填“减速”“加速”或“匀速”)。
7.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)某同学利用如图1所示的装置探究“小车速度随时间变化的规律”,按如下步骤进行实验。
A.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;
B.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路;
C.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
D.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当重的钩码,放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动;
E.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源;
F.断开电源,取下纸带;
G.换上新纸带,重复操作两次。
(1)其中有一处错误的步骤是 (填步骤前字母)。
(2)如图所示是一条打点计时器打出的纸带,电源频率为50Hz,0、1、2、3、4、5、6是七个计数点。每相邻两个计数点之间还有四个点未画出,各计数点到0的距离如图所示。求出计数点4的瞬时速度并填入表格。(结果保留三位有效数字)
v1
v2
v3
v4
v5
数值/(m·s-1)
0.400
0.479
0.560
0.721
(3)以计数点0为计时起点,将各个时刻的瞬时速度标在下面直角坐标系中,并做出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ;
(4)根据图像求出小车的加速度大小 m/s2。(计算结果保留3位有效数字)
(5)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
8.(2025-2026高一上·陕西·期中)某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为的重锤下落时的加速度值,该学生将重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器,实验装置如图甲所示。
以下是该同学正确的实验操作和计算过程,请填写其中的空白部分:
(1)实验操作:器材安装完毕, ,再释放纸带,让重锤自由落下,待纸带全部通过打点计时器后,关闭电源。
(2)取下纸带,取其中一段清晰的点,每隔一个点标出计数点如图乙所示,测出相邻计数点间的距离分别为,已知实验所用交流电的频率为,打点计时器的打点间隔 s,则重锤运动的加速度的代数表达式为 (含和T的代数表达式),代入数据,得加速度 (结果保留3位有效数字)。
(3)打点计时器打下C点时纸带的速度 (结果保留3位有效数字)。
9.(2025-2026高一上·宁夏银川永宁中学·期中)(1)电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用 电源的 仪器,电磁打点计时器的工作电压是 ,当电源频率是时,它每隔 打一次点,现在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于时,如果仍按频率为的时间间隔打一次点计算,则测出的速度数值 (填“大于”、“小于”或“等于”)频率为时测出的速度的值。
(2)在“研究匀变速直线运动”的实验中,小车拖着纸带运动,打点计时器打出的纸带如图所示,、、、、5个计数点,每相邻两点间还有4个试验点(图中未画),并测量出点与其它各计数点的间距如图所示,已知打点计时器每打两个点的时间为。求:(以下空格都保留2个有效数字)
①在这段时间内小车的平均速度 。
②打下点时小车的瞬时速度 。
③小车的加速度 。
10.(2025-2026高一上·陕西安康-11月·期中)某实验小组的同学利用图甲所示的装置探究匀变速直线运动的规律,图乙是小车做匀加速运动时打出的一条纸带,、、、、是连续5个计数点,、的长度分别为、,相邻计数点间的时间间隔为。请回答下面的问题:
(1)关于本实验,下列说法正确的是_____(填正确答案标号)。
A. 连接小车的细线不一定与长木板平行
B. 实验开始前,小车和打点计时器之间保持较远距离,便于小车下滑
C. 将打点计时器接到电源的直流输出端上
D. 先接通电源开关,然后释放小车,打出一条纸带
(2)由图乙纸带的点迹可知,纸带的 (填“左端”或“右端”)与小车相连。
(3)小车的加速度大小为 (用题目给的符号表示)。
(4)打计数点时小车的速度大小为 (用题目给的符号表示)。
考点2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 相同的时间内速度变化相同
B. 相同的时间内位置变化相同
C. 相同的时间内加速度变化相同
D. 是速度恒定不变的运动
2.(2025-2026高一上·陕西西安西光中学教育集团·期中)做匀加速直线运动的质点,在第5s内和前5 s内的平均速度之差是4 m/s,则此质点运动的加速度大小为( )
A. 1 m/s2
B. 2 m/s2
C. 3 m/s2
D. 6 m/s2
3.(2025-2026高一上·陕西汉中·期中)如图是某型号飞机在跑道上加速准备起飞,飞机在跑道上的加速运动可看成初速度为零、加速度大小为的匀加速运动,整个加速过程经历25s,则飞机在跑道上加速的末速度为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高一上·陕西安康-11月·期中)(多选)高铁在平直的铁轨上以速度靠近某高铁站,为了上下乘客,开始以的加速度减速进站,在高铁站停留,上下完乘客后;立刻以的加速度加速运动,当速度达到时恰好完成出站,最后以速度在平直的铁轨上匀速行驶,下列说法正确的是( )
A. 高铁出站用时
B. 高铁从开始减速到恢复原速的总用时为
C. 高铁进出站行驶的位移为
D. 高铁进出站过程的平均速度为
5.(2025-2026高一上·宁夏吴忠滨河中学·期中)加速性能是汽车的一项重要技术指标.某辆汽车从静止开始加速,经过t=3 s时间速度达到v=15 m/s.在这一加速过程中,汽车的运动可视为匀加速直线运动.求:
(1)该汽车的加速度大小;
(2)3s内汽车加速运动的位移大小;
(3)3s内汽车的平均速度的大小.
6.(2025-2026高一上·甘肃兰州多校·期中)一辆电动玩具车由A点静止开始以加速度在地面上做匀加速直线运动,经过一段时间后立即做匀减速直线运动,最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。求:
(s)
0.2
0.4
…
1.2
1.4
…
(m/s)
1.0
2.0
…
1.1
0.7
…
(1)小车加速阶段的加速度大小和减速阶段加速度大小;
(2)小车运动过程中的最大速度。
(3)小车整个运动过程中的位移大小。
7.(2025-2026高一上·陕西宝鸡·期中)某品牌汽车在一次测试过程中,时,汽车从静止开始以的加速度做加速运动,时汽车刚好到达最大速度,然后保持匀速运动,此时在汽车前方有一固定的测速仪向汽车发射超声波脉冲,时刻测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲,时刻测速仪再次发出一超声波脉冲,时刻测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲,汽车在时开始制动,制动过程中汽车的加速度为,经过后汽车停止运动,假设超声波的速度为,根据以上测量数据,求:
(1)和的大小之比;
(2)被测汽车的速度大小;
(3)汽车行驶的位移大小。
考点3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
1.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)对于一个初速度为零的匀加速直线运动的物体,从零时刻开始,以下说法正确的是( )
A. 第1s内、第2s内、第3s内通过的位移之比为1∶ 4∶ 9
B. 第1s内、第2s内、第3s内通过的位移之比为1∶ 2∶ 3
C. 1s末、2s末、3s末的速度大小之比为1∶ 2∶ 3
D. 前1s内、前2s内、前3s内通过的位移之比为1∶ 3∶ 5
2.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)某同学骑自行车以6m/s的初速度沿足够长的斜坡向下做匀加速直线运动,加速度大小是2m/s2,经过5s,他在斜坡上通过的路程是( )
A. 30m
B. 25m
C. 50m
D. 55m
3.(2025-2026高一上·宁夏银川永宁中学·期中)一颗子弹以大小为v的速度射进一墙壁但未穿出,射入深度为x,如果子弹在墙内穿行为匀变速运动,则子弹在墙内运动的时间为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高一上·陕西安康-11月·期中)(多选)陕北安塞腰鼓以其磅礴气势和击鼓时的跳跃动作而闻名。如图所示,一名鼓手用力蹬地后,竖直向上跳起击鼓,鼓手起跳后,重心上升的高度与时间的关系为。下列说法正确的是( )
A. 该鼓手起跳的初速度为
B. 该鼓手上升过程的加速度大小为
C. 该鼓手重心在最高点时速度为零,加速度为零
D. 该鼓手重心上升的最大高度为
5.(2025-2026高一上·陕西汉中·期中)(多选)一物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系式为,x的单位为m,t的单位为s,则( )
A. 物体的初速度大小为12m/s
B. 物体的加速度大小为
C. 物体在第2s内的位移大小为6m
D. 物体在时的速度大小为8m/s
6.(2025-2026高一上·甘肃西北师范大学附属中学·期中)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x,接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为2a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为7.5x,则( )
A.
B.
C.
D.
7.(2025-2026高一上·宁夏银川一中·期中)某斜面固定在水平地面上,一小球沿斜面向上做匀减速运动,运动过程中小球依次经过、、三点,最后恰好能到达最高点D,其中,,从点运动到点,从点运动到点两个过程运动时间均为2s,下列说法正确的是( )
A. 小球的加速度大小为
B. 小球到达点速度大小为
C. 、两点间的距离为
D. 小球从点运动到点的时间为
8.(2025-2026高一上·宁夏银川一中·期中)我们假想一下有这么一个情景,一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动,公路边每隔=60m有一棵树,如图所示,汽车通过A、B两相邻的树用了t1=10s,通过B、C两相邻的树用了t2=6s,请你求汽车的加速度大小和通过C树后又经过t3=6s内车位移为( )
A. 0.5m/s²;78m
B. 1m/s²;78m
C. 0.5m/s²;96m
D. 1m/s²;96m
9.(2025-2026高一上·陕西西安高新第一中学-11月·期中)在某次舰载机起飞的测试中,采用弹射装置使舰载机获得的初速度后,舰载机经过了4s滑行了120m,舰载机滑行的过程可视为匀加速直线运动,求:
(1)舰载机的加速度大小;
(2)当舰载机的速度等于这4s内的平均速度时,舰载机已经滑行的距离。
10.(2025-2026高一上·宁夏吴忠滨河中学·期中)在处理某高速公路交通事故时,交警借助监控测量仪对汽车的三次抓拍进行分析。设定监控抓拍点正下方为坐标原点O,沿汽车前进方向建立坐标系,连续三次抓拍汽车的位置分别为、、,如图所示。已知相邻两次抓拍的时间间隔均为,整个过程汽车做匀减速直线运动。
(1)求第一次抓拍到第三次抓拍过程中汽车的平均速度大小;
(2)求汽车运动的加速度大小;
(3)若该路段限速,通过计算判断第一次抓拍时汽车是否超速。
考点4 匀变速直线运动的速度与位移的关系
1.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)一物体做匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,B为AC的中点,已知物体在AB段的平均速度为,在BC段的平均速度为,物体在A点速度为,在C点速度为,则下列说法正确的是( )
A. 物体在B点的速度为
B. 物体通过AB段和BC段所用时间之比为
C. 物体在AC段的平均速度为
D. 可能等于
2.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)如图所示,在水平面上固定着三个材料完全相同的木块,长度分别是L、2L、3L。一子弹(可视为质点)以水平初速度v射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第3个木块时速度恰好为0,则( )
A. 子弹穿出第2个木块时速度为
B. 子弹通过所有木块的平均速度大于通过第3个木块正中间位置的速度
C. 子弹通过第2个木块和第3个木块所用时间之比为
D. 通过所有木块和第3个木块所用时间的比值等于2
3.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)2025年6月6日,无人驾驶快递车“炫酷”来袭,开启长沙物流配送新生态。若无人驾驶快递车车头离正前方停车线时,立即做匀减速直线运动,该车减速时的最大加速度为,要使车头刚好停在停车线上,行驶速度不能超过( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高一上·陕西汉中·期中)(多选)田径运动会上正进行接力比赛。如图所示,静止在O处等待接棒的运动员甲,观察到乙以大小为v的速度运动到P处时,甲从静止开始以大小为a的加速度匀加速直线运动,当甲速度达到v时,运动员乙恰好追上甲。在此过程中运动员乙做匀速直线运动,则( )
A. 运动员甲的运动时间为
B. 运动员甲的运动距离为
C. 运动员乙的运动距离为
D. OP距离为
5.(2025-2026高一上·陕西西安高新第一中学-11月·期中)如图所示,在水平面上固定着四个完全相同的木块,一颗子弹以某一水平速度射入。若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第四个木块(即到达D位置)时速度恰好为零,子弹在全程的平均速度为,在第二、三个木块(即AC段)中的平均速度为,则( )
A.
B.
C.
D.
6.(2025-2026高一上·甘肃兰州多校·期中)如图所示,用极薄的塑料膜片制成三个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹可视为在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第三个水球,则可以判定(忽略薄塑料膜片对子弹的作用)( )
A. 子弹在每个水球中运动的时间之比为t1∶t2∶t3=1∶1∶1
B. 子弹在每个水球中运动的时间之比为t1∶t2∶t3=1∶∶
C. 子弹在穿入每个水球时的速度之比为v1∶v2∶v3=3∶2∶1
D. 子弹在穿入每个水球时的速度之比为v1∶v2∶v3=∶∶1
7.(2025-2026高一上·陕西·期中)(多选)如图所示,两光滑斜面在B处平滑连接,小球由A 处静止释放,经过B、C两点时速度大小分别为3m /s和4m /s,AB =BC。设小球经过B点前后的速度大小不变。则( )
A. 小球在AB、BC段的加速度大小之比为9:7
B. 小球在AB、BC段的时间之比为3:7
C. 小球在AB、BC段的平均速率之比为7:3
D. 小球由 A到C的过程中平均速率为2.1m/s
8.(2025-2026高一上·青海西宁二中教育集团·期中)部分光滑滑雪轨道可看作斜面,如图所示。将其分成四个长度相等的部分即,滑雪运动员(可看作质点)由点以的速度冲上斜面,沿斜面做匀减速直线运动,至A点时速度恰好为0,下列结论正确的是( )
A. 物体到达各点的速率
B. 物体从运动到A全过程的平均速度等于点的瞬时速度
C. 物体通过每一段过程中,其速度减少量
D. 物体到达各点所经历的时间关系:
9.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)某型号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某型号的飞机在平直跑道上加速时能产生的最大加速度为,当飞机的速度达到时才能离开航空母舰起飞。问:
(1)若舰上不装弹射系统,要求该型号飞机仍能在此静止的航空母舰上正常起飞,飞机在跑道上需要加速多长时间?航空母舰上飞机跑道长L至少为多长?
(2)若要求该飞机在静止的航空母舰上滑行后能起飞,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?
试卷第1页,共3页
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专题02 匀变速直线运动的研究
4大高频考点
1. 实验:探究小车速度随时间变化的规律
2. 匀变速直线运动的速度与时间的关系
3. 匀变速直线运动的位移与时间的关系
4. 匀变速直线运动的速度与位移的关系
考点1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
1.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)(多选)用打点计时器、平板、小车等器材做研究匀变速直线运动的实验。
(1)穿入打点计时器限位孔的纸带,正确的是 (填“甲”或“乙”)
(2)如图是学生即将释放小车之前的装置图及操作,以下存在错误的是( )
A. 细线与木板不平行
B. 打点计时器接的是直流电源
C. 小车释放的位置离计时器较远
D. 无论什么计时器,使用时均要先接通电源,后释放纸带
【答案】(1)甲 (2)ABC
【讲解】(1) 穿入打点计时器限位孔的纸带,对于电火花计时器,应该墨粉纸盘在上,纸带在下,对于电磁打点计时器,应该复写纸在上,纸带在下。故选甲。
(2) A.为给小车提供一个恒定的拉力,细线应与木板平行,故A错误;B.打点计时器应使用交流电源,故B错误;C.小车释放前应靠近打点计时器,故C错误;D.无论什么计时器,使用时均要先接通电源,后释放纸带,故D正确。故选ABC。
2.(2025-2026高一上·陕西宝鸡·期中)某实验小组利用矿泉水瓶自制了滴水计时器如图甲所示,然后利用水写布(滴水后可在一定时间内保留水的痕迹)研究物体运动的规律。
(1)该小组成员利用秒表记录1分钟有120滴水滴下,则滴水时间间隔为 s;
(2)用手拉动矿泉水瓶,水写布上的水滴分布如图乙所示,则矿泉水瓶做 (填“加速”或“减速”)运动;
(3)矿泉水瓶运动留下水滴的痕迹如图丙所示,滴点时矿泉水瓶运动的速度 m/s。(计算结果保留三位有效数字)
【答案】(1)0.5 (2)加速 (3)
【讲解】(1) 滴水时间间隔为
(2) 两滴水之间的间距增大,时间相同,故矿泉水瓶做的是加速运动。
(3) 滴点时矿泉水瓶运动的速度
3.(2025-2026高一上·陕西宝鸡·期中)(1)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学使用的是如图所示的电火花打点计时器,则该打点计时器应接 的交流电;
(2)用(1)中的打点计时器测速度时,下列图中的仪器或器材一定要用到的有________。
A. 学生电源 B. 电磁打点计时器
C. 刻度尺
(3)用如图所示的实验装置研究“打点计时器求解瞬时速度”,下列说法正确的是________。
A. 使用打点计时器时,要先释放小车再接通电源
B. 释放小车时应尽量靠近打点计时器 C. 用刻度尺测量纸带上两点间的距离时,应移动刻度尺分别测量每段长度
(4)电火花计时器使用交流电源工作,它工作电源的频率是,如果用它测量速度时,实验者不知道工作电源的频率已变为,而仍按进行计算,这样算出的速度值与物体速度的真实值相比 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)220 (2)C (3)B (4)偏大
【讲解】(1) 电火花打点计时器工作电压是。
(2) 一定要用到刻度尺测量纸带上计数点间的距离。故选C。
(3) A.使用打点计时器时,为了充分利用纸带,应先接通电源再释放小车,故A错误;B.释放小车时应尽量靠近打点计时器,以便于记录更多的数据,故B正确;C.用刻度尺测量纸带上两点间的距离时,应使刻度尺的零刻度线对准纸带上的第一个计数点,依次记录下纸带上其他计数点的刻度再计算每段长度,故C错误。故选B。
(4) 打点周期与交流电的周期相同,则有当电源频率低于时,实际打点周期将变大,而进行计算时,仍然用,故测出的运动时间偏短,根据可知,算出的速度值与物体速度的真实值相比偏大。
4.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)小聪同学利用打点计时器对小车在恒定拉力作用下的运动进行了探究,获得一条点迹清楚的纸带,如图所示。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,选择了A、B、C、D、E、F六个计数点,测量数据如图中所示,单位是cm。
(1)首先小聪计算出相邻两计数点间的时间间隔T = s。(结果保留1位有效数字)
(2)然后小聪计算出相邻两计数点间的距离:xAB=1.50cm,xBC=1.82cm,xCD=2.14cm,xDE=2.46cm,xEF= cm。(结果保留3位有效数字)
(3)小聪计算出xBC- xAB= xCD- xBC= xDE- xCD= xEF- xDE= cm,发现相邻的位移差Δx为一常数,猜想认为小车做匀加速直线运动。(计算结果保留2位有效数字)
(4)小聪继续对纸带进行研究,以某一计数点为中心,取两边时间间隔相等的最短两点,求出这个区间的平均速度。又猜想:某段区间的平均速度,等于该区间中间时刻的瞬时速度。随后分别求出瞬时速度:vB = 0.415 m/s ,vC= 0.495 m/s ,vD = m/s ,vE = 0.655 m/s。(计算结果保留3位有效数字)
(5)小聪为了进一步验证小车的运动是否为匀变速直线运动,对上述数据采用了两种方案进行分析,得到小车运动的加速度。
方案一:获得数据后,取任意两个点,用它们的速度差∆v = v2- v1除以相应的时间差∆t=t2-t1,求得加速度。小聪发现取不同的两个点,求得的加速度都相等,均为a = m/s2,小聪认为小车的运动是匀变速直线运动。(计算结果保留1位有效数字)
方案二:通过计算机软件对数据进行处理,利用软件的图像分析中的“线性拟合”功能,得到v -t图像,发现是一条倾斜的直线,其图像的斜率就等于加速度。小聪认为小车的运动是匀变速直线运动。
【答案】(1)0.04 (2)2.78 (3)0.32 (4)0.575 (5)2
【讲解】(1) 由图可知,相邻两计数点间的时间间隔
(2) 由图可知,
(3) 由题意,可计算得(4) 由题意,可计算得
(5) 由题意,可计算得则加速度为
5.(2025-2026高一上·宁夏吴忠滨河中学·期中)某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”,请你根据题图回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要 。
A.弹簧测力计 B.刻度尺 C.天平 D.秒表
(2)本次实验选择的是电火花打点计时器是图 (选填“乙”或“丙”)中的计时器,该计时器的工作电压是 (选填“直流电”、“交流电8V”、 “交流电220V”)。
(3)实验中,正确的做法是 。
A.打点计时器应接到干电池上
B.先释放小车再接通电源
C.先接通电源再释放小车
D.小车释放前应远离打点计时器
(4)某同学用装置测定匀加速直线运动的加速度,打出的一条纸带如图丁所示,A、B、C、D、E、F为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1s:
①打点计时器打下C点时小车的速度大小为 m/s;(结果保留两位有效数字)
②由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为 m/s2。
【答案】① B ② 丙 ③ 交流电220V ④ C ⑤ 0.51 ⑥ 2.0
【详解】
(1)[1]小车受到的拉力是钩码通过细绳对小车作用,不需要弹簧测力计和天平;纸带上点迹间记录时间由打点计时器测得,不需要秒表;距离需要刻度尺测量,故B正确,ACD错误。故选B。
(2)[2][3]本次实验选择的打点计时器是图丙,该计时器的工作电压是交流电源,工作电压220V;
(3)[4]A.电火花打点计时器应该接在220V交流电源上,故A错误;BCD.为了充分地利用纸带,应将小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,故B、D错误,C正确;故选C。
(4)[5]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于平均速度,可得[6]根据逐差法可得加速度为
6.(2025-2026高一上·陕西汉中·期中)某同学用如图甲所示装置练习使用打点计时器,用得到的纸带上的信息来判断纸带运动的大致情况。
(1)电磁打点计时器应该接工作电压为 (选填“约8”或“220”)V的 (选填“直流”或“交流”)电源;若电源频率为50Hz,则相邻点迹之间的时间间隔为 s;
(2)在使用打点计时器测速度时,应该先 后 (以上均选填“拉动纸带”或“接通电源”);
(3)某次得到了如图乙所示的纸带,根据纸带上的信息,可知纸带做 运动(选填“减速”“加速”或“匀速”)。
【答案】(1)① 约8 ② 交流 ③ 0.02 (2)① 接通电源 ② 拉动纸带 (3)加速
【讲解】(1) [1][2][3]电磁打点计时器应该接工作电压为约8V的交流电源;若电源频率为50Hz,则相邻点迹之间的时间间隔为0.02s;
(2) [1][2]在使用打点计时器测速度时,应该先接通电源后拉动纸带;
(3) 某次得到了如图乙所示的纸带,根据纸带上的信息,可知沿运动方向相邻点间距逐渐增加,可知纸带做加速运动。
7.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)某同学利用如图1所示的装置探究“小车速度随时间变化的规律”,按如下步骤进行实验。
A.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;
B.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路;
C.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
D.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当重的钩码,放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动;
E.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源;
F.断开电源,取下纸带;
G.换上新纸带,重复操作两次。
(1)其中有一处错误的步骤是 (填步骤前字母)。
(2)如图所示是一条打点计时器打出的纸带,电源频率为50Hz,0、1、2、3、4、5、6是七个计数点。每相邻两个计数点之间还有四个点未画出,各计数点到0的距离如图所示。求出计数点4的瞬时速度并填入表格。(结果保留三位有效数字)
v1
v2
v3
v4
v5
数值/(m·s-1)
0.400
0.479
0.560
0.721
(3)以计数点0为计时起点,将各个时刻的瞬时速度标在下面直角坐标系中,并做出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ;
(4)根据图像求出小车的加速度大小 m/s2。(计算结果保留3位有效数字)
(5)如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)E (2)0.640 (3) (4)0.803 (5)偏小
【讲解】(1) E步骤有错误,应先接通电源再释放纸带,可以充分利用纸带。
(2) 每相邻两个计数点之间还有四个点未画出,则时间间隔根据中间时刻瞬时速度等于全程平均速度可知,打下4点时小车的瞬时速度大小为
(3) 根据表中数据得图像
(4) 该图像斜率表示加速度,故
(5) 如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,从50Hz变成了60Hz,实际打点周期变小,代入数据偏大,则速度测量值与实际值相比偏小。
8.(2025-2026高一上·陕西·期中)某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为的重锤下落时的加速度值,该学生将重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器,实验装置如图甲所示。
以下是该同学正确的实验操作和计算过程,请填写其中的空白部分:
(1)实验操作:器材安装完毕, ,再释放纸带,让重锤自由落下,待纸带全部通过打点计时器后,关闭电源。
(2)取下纸带,取其中一段清晰的点,每隔一个点标出计数点如图乙所示,测出相邻计数点间的距离分别为,已知实验所用交流电的频率为,打点计时器的打点间隔 s,则重锤运动的加速度的代数表达式为 (含和T的代数表达式),代入数据,得加速度 (结果保留3位有效数字)。
(3)打点计时器打下C点时纸带的速度 (结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)先接通电源 (2)① 0.02 ② ③ 9.59 (3)1.61
【讲解】(1) [1]实验中为了充分利用纸带,应先接通电源再释放纸带。
(2) [2]打点周期为 [3]根据逐差法公式 可得加速度 [4]利用加速度的数学表达式,代入数据可解得(3) [5]匀变速直线运动某段位移的平均速度等于该段位移所用时间中间时刻的瞬时速度,由此可得
9.(2025-2026高一上·宁夏银川永宁中学·期中)(1)电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用 电源的 仪器,电磁打点计时器的工作电压是 ,当电源频率是时,它每隔 打一次点,现在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于时,如果仍按频率为的时间间隔打一次点计算,则测出的速度数值 (填“大于”、“小于”或“等于”)频率为时测出的速度的值。
(2)在“研究匀变速直线运动”的实验中,小车拖着纸带运动,打点计时器打出的纸带如图所示,、、、、5个计数点,每相邻两点间还有4个试验点(图中未画),并测量出点与其它各计数点的间距如图所示,已知打点计时器每打两个点的时间为。求:(以下空格都保留2个有效数字)
①在这段时间内小车的平均速度 。
②打下点时小车的瞬时速度 。
③小车的加速度 。
【答案】① 交流 ② 计时 ③ 8 -6 ~6 ④ 0.02 ⑤ 大于 ⑥ 0.23 ⑦ 0.25 ⑧ 0.20
【分析】【详解】
(1)[1][2][3][4]电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器的工作电压是8V(4-6也正确),当电源频率是时,它每隔0.02打一次点;[5]现在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于时,则打点周期大于0.02s,如果仍按频率为的时间间隔打一次点计算,则测出的速度数值大于频率为时测出的速度的值。
(1)①[6]在这段时间内小车的平均速度②[7]打下点时小车的瞬时速度③[8]根据可得小车的加速度
10.(2025-2026高一上·陕西安康-11月·期中)某实验小组的同学利用图甲所示的装置探究匀变速直线运动的规律,图乙是小车做匀加速运动时打出的一条纸带,、、、、是连续5个计数点,、的长度分别为、,相邻计数点间的时间间隔为。请回答下面的问题:
(1)关于本实验,下列说法正确的是_____(填正确答案标号)。
A. 连接小车的细线不一定与长木板平行
B. 实验开始前,小车和打点计时器之间保持较远距离,便于小车下滑
C. 将打点计时器接到电源的直流输出端上
D. 先接通电源开关,然后释放小车,打出一条纸带
(2)由图乙纸带的点迹可知,纸带的 (填“左端”或“右端”)与小车相连。
(3)小车的加速度大小为 (用题目给的符号表示)。
(4)打计数点时小车的速度大小为 (用题目给的符号表示)。
【答案】(1)D (2)右端 (3) (4)
【讲解】(1) A.为了使小车做匀变速直线运动,连接小车的细线要与长木板平行,故A错误;B.实验开始前,小车紧靠打点计时器,以便打出更多的点,故B错误;C.打点计时器使用交流电,故C错误;D.实验操作顺序是先接通电源,后释放小车,故D正确。故选D。
(2) 由实验装置和实验方案可知,纸带上靠近小车的一端先打点,小车做匀加速直线运动,相等的时间内位移逐渐增大,由图乙可知,故纸带的右端与小车相连。
(3) 设小车在点的速度大小为,在点的速度大小为,根据匀变速直线运动速度与时间的关系,得设小车从E点到D点的位移大小为,从B点到A点的位移大小为,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,得,则解得
(4) 小车做匀加速运动,在相等的时间内位移的增加量是相等的,则整理得点是的中间时刻,有解得
考点2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 相同的时间内速度变化相同
B. 相同的时间内位置变化相同
C. 相同的时间内加速度变化相同
D. 是速度恒定不变的运动
【答案】A
【详解】AD.由,知不变,则相同的时间内速度变化相同,故A正确,D错误;B.任意相同时间内发生的位移不相同,所以任意相同时间内位置变化不相同,故B错误;C.匀变速直线运动的加速度是不变的,故C错误。故选A。
2.(2025-2026高一上·陕西西安西光中学教育集团·期中)做匀加速直线运动的质点,在第5s内和前5 s内的平均速度之差是4 m/s,则此质点运动的加速度大小为( )
A. 1 m/s2
B. 2 m/s2
C. 3 m/s2
D. 6 m/s2
【答案】B
【详解】匀变速直线运动中,某段时间的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度, 前5秒内的平均速度对应中间时刻2.5秒的瞬时速度,即 第5秒内的平均速度对应中间时刻4.5秒的瞬时速度,即联立代入数据解得故选B。
3.(2025-2026高一上·陕西汉中·期中)如图是某型号飞机在跑道上加速准备起飞,飞机在跑道上的加速运动可看成初速度为零、加速度大小为的匀加速运动,整个加速过程经历25s,则飞机在跑道上加速的末速度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】根据v=at,可知飞机在跑道上加速的末速度为v=4×25m/s=100m/s=360km/h故选C。
4.(2025-2026高一上·陕西安康-11月·期中)(多选)高铁在平直的铁轨上以速度靠近某高铁站,为了上下乘客,开始以的加速度减速进站,在高铁站停留,上下完乘客后;立刻以的加速度加速运动,当速度达到时恰好完成出站,最后以速度在平直的铁轨上匀速行驶,下列说法正确的是( )
A. 高铁出站用时
B. 高铁从开始减速到恢复原速的总用时为
C. 高铁进出站行驶的位移为
D. 高铁进出站过程的平均速度为
【答案】AC
【详解】AB.高铁进站时间,高铁出站时间,总共用时,A项正确,B项错误;C.由题意可得,高铁进出站的总位移为,C项正确;D.高铁进出站过程的平均速度为,D项错误。故选AC。
5.(2025-2026高一上·宁夏吴忠滨河中学·期中)加速性能是汽车的一项重要技术指标.某辆汽车从静止开始加速,经过t=3 s时间速度达到v=15 m/s.在这一加速过程中,汽车的运动可视为匀加速直线运动.求:
(1)该汽车的加速度大小;
(2)3s内汽车加速运动的位移大小;
(3)3s内汽车的平均速度的大小.
【答案】(1)5m/s2;(2)22.5m;(3)7.5m/s
【详解】(1)汽车的加速度:
(2) (3)\bar{v}=\frac{{{v}_{0}}+v}{2}=\frac{0+15}{2}=7.5m/s【点睛】本题巧用中点时刻速度公式解题,能节约解题时间,简化解题步骤.
6.(2025-2026高一上·甘肃兰州多校·期中)一辆电动玩具车由A点静止开始以加速度在地面上做匀加速直线运动,经过一段时间后立即做匀减速直线运动,最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。求:
(s)
0.2
0.4
…
1.2
1.4
…
(m/s)
1.0
2.0
…
1.1
0.7
…
(1)小车加速阶段的加速度大小和减速阶段加速度大小;
(2)小车运动过程中的最大速度。
(3)小车整个运动过程中的位移大小。
【答案】(1), (2) (3)
【讲解】(1) 由表中数据数据得,加速阶段的加速度由表中数据数据得,减速阶段的加速度大小(2) 设经过车达到最大速度,对时间内从时刻到1.4s,根据速度时间关系可得联立得(3) 加速运动时间减速运动时间总时间小车整个运动过程中的位移大小解得
7.(2025-2026高一上·陕西宝鸡·期中)某品牌汽车在一次测试过程中,时,汽车从静止开始以的加速度做加速运动,时汽车刚好到达最大速度,然后保持匀速运动,此时在汽车前方有一固定的测速仪向汽车发射超声波脉冲,时刻测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲,时刻测速仪再次发出一超声波脉冲,时刻测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲,汽车在时开始制动,制动过程中汽车的加速度为,经过后汽车停止运动,假设超声波的速度为,根据以上测量数据,求:
(1)和的大小之比;
(2)被测汽车的速度大小;
(3)汽车行驶的位移大小。
【答案】(1) (2)20m/s (3)200m
【讲解】(1) 加速过程中的加速度大小为制动过程的加速度大小为即和的大小之比为
(2) 汽车第一次反射超声波脉冲时,超声波已传播的时间为则汽车第一次反射超声波脉冲时距测速仪的距离为汽车收到第二次超声波脉冲时,第二个超声波已传播的时间为汽车收到第二次超声波脉冲时距测速仪汽车收到两次超声波脉冲时距测速仪的距离差为汽车两次接收超声波脉冲的时间间隔则汽车的速度
(3) 汽车运动的图像如图所示 因为图像与横轴所围面积表示位移,则汽车运动的位移
考点3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
1.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)对于一个初速度为零的匀加速直线运动的物体,从零时刻开始,以下说法正确的是( )
A. 第1s内、第2s内、第3s内通过的位移之比为1∶ 4∶ 9
B. 第1s内、第2s内、第3s内通过的位移之比为1∶ 2∶ 3
C. 1s末、2s末、3s末的速度大小之比为1∶ 2∶ 3
D. 前1s内、前2s内、前3s内通过的位移之比为1∶ 3∶ 5
【答案】C
【详解】ABD.对于一个初速度为零的匀加速直线运动的物体,根据前1s内、前2s内、前3s内通过的位移之比与时间的平方成正比,所以比值为1:4:9,从零时刻开始,第1s内、第2s内、第3s内通过的位移之比为故ABD错误;C.对于一个初速度为零的匀加速直线运动的物体,根据推导可知,从零时刻开始,1s末、2s末、3s末的速度大小之比为,故C正确。故选C。
2.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)某同学骑自行车以6m/s的初速度沿足够长的斜坡向下做匀加速直线运动,加速度大小是2m/s2,经过5s,他在斜坡上通过的路程是( )
A. 30m
B. 25m
C. 50m
D. 55m
【答案】D
【详解】某同学骑自行车做匀加速直线运动,根据运动学公式可得代入数据解得该同学做单向直线运动,则他在斜坡上通过的路程为。故选D。
3.(2025-2026高一上·宁夏银川永宁中学·期中)一颗子弹以大小为v的速度射进一墙壁但未穿出,射入深度为x,如果子弹在墙内穿行为匀变速运动,则子弹在墙内运动的时间为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】试题分析:因为子弹在墙内做匀变速直线运动,初速度为v,末速度为0,故子弹的平均速度:所以可得子弹运动的时间为: ,故选B.考点:匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题的解法很多,但是巧用匀变速直线运动的平均速度公式可使本题求解更简便.
4.(2025-2026高一上·陕西安康-11月·期中)(多选)陕北安塞腰鼓以其磅礴气势和击鼓时的跳跃动作而闻名。如图所示,一名鼓手用力蹬地后,竖直向上跳起击鼓,鼓手起跳后,重心上升的高度与时间的关系为。下列说法正确的是( )
A. 该鼓手起跳的初速度为
B. 该鼓手上升过程的加速度大小为
C. 该鼓手重心在最高点时速度为零,加速度为零
D. 该鼓手重心上升的最大高度为
【答案】AD
【详解】AB.由匀变速直线运动公式与对比可得,,A正确,B错误;C.当鼓手在最高点时,速度为零,鼓手还会下降,则加速度不为零,C错误;D.该鼓手重心上升的最大高度为,D正确。故选AD。
5.(2025-2026高一上·陕西汉中·期中)(多选)一物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系式为,x的单位为m,t的单位为s,则( )
A. 物体的初速度大小为12m/s
B. 物体的加速度大小为
C. 物体在第2s内的位移大小为6m
D. 物体在时的速度大小为8m/s
【答案】AC
【详解】AB.根据对比可知,物体的初速度大小为v0=12m/s,物体的加速度为,A正确,B错误;. C.物体在第2s内的位移大小为,C正确;D.物体在时的速度大小为v2=v0+at2=(12-4×2)m/s=4m/s,D错误。故选AC。
6.(2025-2026高一上·甘肃西北师范大学附属中学·期中)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x,接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为2a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为7.5x,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】设汽车加速阶段的最大速度为v,则有接下来汽车做匀速运动的位移为最后做减速运动,所走位移为根据题干可知,代入所有数据后,可解得故选A。
7.(2025-2026高一上·宁夏银川一中·期中)某斜面固定在水平地面上,一小球沿斜面向上做匀减速运动,运动过程中小球依次经过、、三点,最后恰好能到达最高点D,其中,,从点运动到点,从点运动到点两个过程运动时间均为2s,下列说法正确的是( )
A. 小球的加速度大小为
B. 小球到达点速度大小为
C. 、两点间的距离为
D. 小球从点运动到点的时间为
【答案】C
【详解】A.根据匀变速直线运动推论可得,小球的加速度大小为,故A错误;B.小球到达点速度大小为,故B错误;C.、两点间的距离为则、两点间的距离为,故C正确;D.、两点间所用时间为则小球从点运动到点的时间为,故D错误。故选C。
8.(2025-2026高一上·宁夏银川一中·期中)我们假想一下有这么一个情景,一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动,公路边每隔=60m有一棵树,如图所示,汽车通过A、B两相邻的树用了t1=10s,通过B、C两相邻的树用了t2=6s,请你求汽车的加速度大小和通过C树后又经过t3=6s内车位移为( )
A. 0.5m/s²;78m
B. 1m/s²;78m
C. 0.5m/s²;96m
D. 1m/s²;96m
【答案】A
【详解】设汽车加速度大小为a,经过树B时速度大小为,汽车经过A和B的中间时刻的瞬时速度等于汽车经过A、B间的平均速度,故同理经过B和C的中间时刻的瞬时速度由速度公式可得解得汽车在和的时间内,运动的时间相等,则根据逐差法可得则时间内,汽车通过的位移为故选A。
9.(2025-2026高一上·陕西西安高新第一中学-11月·期中)在某次舰载机起飞的测试中,采用弹射装置使舰载机获得的初速度后,舰载机经过了4s滑行了120m,舰载机滑行的过程可视为匀加速直线运动,求:
(1)舰载机的加速度大小;
(2)当舰载机的速度等于这4s内的平均速度时,舰载机已经滑行的距离。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 由,其中,,得舰载机的加速度大小
(2) 这4s内的平均速度从滑行开始到此时得舰载机已经滑行的距离
10.(2025-2026高一上·宁夏吴忠滨河中学·期中)在处理某高速公路交通事故时,交警借助监控测量仪对汽车的三次抓拍进行分析。设定监控抓拍点正下方为坐标原点O,沿汽车前进方向建立坐标系,连续三次抓拍汽车的位置分别为、、,如图所示。已知相邻两次抓拍的时间间隔均为,整个过程汽车做匀减速直线运动。
(1)求第一次抓拍到第三次抓拍过程中汽车的平均速度大小;
(2)求汽车运动的加速度大小;
(3)若该路段限速,通过计算判断第一次抓拍时汽车是否超速。
【答案】(1) (2) (3)汽车超速
【讲解】(1) 第一次抓拍到第三次抓拍过程中汽车的平均速度大小为(2) 根据匀变速直线运动推论,可得汽车运动的加速度大小为(3) 根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则第二次抓拍时汽车的速度大小为根据匀变速直线运动速度时间关系可得第一次抓拍时汽车的速度大小为可知第一次抓拍时汽车超速。
考点4 匀变速直线运动的速度与位移的关系
1.(2025-2026高一上·青海海东第二中学·期中)一物体做匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,B为AC的中点,已知物体在AB段的平均速度为,在BC段的平均速度为,物体在A点速度为,在C点速度为,则下列说法正确的是( )
A. 物体在B点的速度为
B. 物体通过AB段和BC段所用时间之比为
C. 物体在AC段的平均速度为
D. 可能等于
【答案】B
【详解】A.根据匀变速直线的运动规律可得,其中解得物体在B点速度为,故A错误;B.设AB段和BC段位移均为x,物体通过AB段时间为物体通过BC段时间为所以物体通过AB段和BC段所用时间之比为,故B正确;C.物体在段的平均速度为,故C错误;D.因为物体做匀加速直线运动,所以一定小于,故D错误。故选B。
2.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)如图所示,在水平面上固定着三个材料完全相同的木块,长度分别是L、2L、3L。一子弹(可视为质点)以水平初速度v射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第3个木块时速度恰好为0,则( )
A. 子弹穿出第2个木块时速度为
B. 子弹通过所有木块的平均速度大于通过第3个木块正中间位置的速度
C. 子弹通过第2个木块和第3个木块所用时间之比为
D. 通过所有木块和第3个木块所用时间的比值等于2
【答案】C
【详解】A.子弹穿出第2个木块时速度为,由,解得,故A错误;B.子弹通过所有木块的平均速度等于中间时刻的速度,而中间时刻恰好通过第3个木块正中间位置,故通过所有木块的平均速度等于通过第3个木块正中间位置的速度,B错误;D.子弹穿过所有木块的过程可以看成一个由第3个木块右端向左的初速度为零的匀加速运动的逆过程,根据,可得通过第3个木块和所有木块所用时间的比为,D错误;C.通过第3个木块和2、3两个木块所用时间的比为;故子弹通过第2个木块和第3个木块所用时间之比为,C正确。故选C。
3.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)2025年6月6日,无人驾驶快递车“炫酷”来袭,开启长沙物流配送新生态。若无人驾驶快递车车头离正前方停车线时,立即做匀减速直线运动,该车减速时的最大加速度为,要使车头刚好停在停车线上,行驶速度不能超过( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】快递车做匀减速直线运动至停止,末速度,位移,加速度。根据匀变速直线运动公式代入已知条件解得故选A。
4.(2025-2026高一上·陕西汉中·期中)(多选)田径运动会上正进行接力比赛。如图所示,静止在O处等待接棒的运动员甲,观察到乙以大小为v的速度运动到P处时,甲从静止开始以大小为a的加速度匀加速直线运动,当甲速度达到v时,运动员乙恰好追上甲。在此过程中运动员乙做匀速直线运动,则( )
A. 运动员甲的运动时间为
B. 运动员甲的运动距离为
C. 运动员乙的运动距离为
D. OP距离为
【答案】AD
【详解】A.运动员甲的运动时间为,A正确; B.运动员甲的运动距离为,B错误;C.运动员乙的运动距离为,C错误; D.OP距离为,D正确。故选AD。
5.(2025-2026高一上·陕西西安高新第一中学-11月·期中)如图所示,在水平面上固定着四个完全相同的木块,一颗子弹以某一水平速度射入。若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第四个木块(即到达D位置)时速度恰好为零,子弹在全程的平均速度为,在第二、三个木块(即AC段)中的平均速度为,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】全过程为匀减速直线运动,则逆向可看作初速度为零的匀加速直线运动,由v2=2ax可知,子弹到达各点的速率vO:vA:vB:vC=则子弹在全程的平均速度为,在第二、三个木块(即AC段)中的平均速度为,可得。故选C。
6.(2025-2026高一上·甘肃兰州多校·期中)如图所示,用极薄的塑料膜片制成三个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹可视为在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第三个水球,则可以判定(忽略薄塑料膜片对子弹的作用)( )
A. 子弹在每个水球中运动的时间之比为t1∶t2∶t3=1∶1∶1
B. 子弹在每个水球中运动的时间之比为t1∶t2∶t3=1∶∶
C. 子弹在穿入每个水球时的速度之比为v1∶v2∶v3=3∶2∶1
D. 子弹在穿入每个水球时的速度之比为v1∶v2∶v3=∶∶1
【答案】D
【详解】CD.把子弹的运动看作逆向的初速度为零的匀加速直线运动。子弹由右向左依次“穿出”3个水球的速度之比为1∶∶ ,则子弹实际运动从左到右依次穿入每个水球时的速度之比为v1∶v2∶v3=∶∶1故C错误,D正确。AB.子弹从右向左通过每个水球的时间之比为1∶(-1)∶(-),则子弹实际运动穿过每个水球的时间之比为t1∶t2∶t3=(-)∶(-1)∶1故AB错误。故选D。
7.(2025-2026高一上·陕西·期中)(多选)如图所示,两光滑斜面在B处平滑连接,小球由A 处静止释放,经过B、C两点时速度大小分别为3m /s和4m /s,AB =BC。设小球经过B点前后的速度大小不变。则( )
A. 小球在AB、BC段的加速度大小之比为9:7
B. 小球在AB、BC段的时间之比为3:7
C. 小球在AB、BC段的平均速率之比为7:3
D. 小球由 A到C的过程中平均速率为2.1m/s
【答案】AD
【详解】A.小球在AB段和BC 段均为匀加速直线运动, 根据,可得两段加速度分别为,可得加速度之比故 A 正确; BC.设两个阶段的路程均为x,则有由上两式可得位移大小相等,平均速率和时间成反比故 BC错误;D.由小球由A运动到C的过程中平均速率故D正确。故选AD。
8.(2025-2026高一上·青海西宁二中教育集团·期中)部分光滑滑雪轨道可看作斜面,如图所示。将其分成四个长度相等的部分即,滑雪运动员(可看作质点)由点以的速度冲上斜面,沿斜面做匀减速直线运动,至A点时速度恰好为0,下列结论正确的是( )
A. 物体到达各点的速率
B. 物体从运动到A全过程的平均速度等于点的瞬时速度
C. 物体通过每一段过程中,其速度减少量
D. 物体到达各点所经历的时间关系:
【答案】D
【详解】A.滑雪运动员由E点沿斜面做匀减速直线运动,至A点时速度恰好为0;逆向分析从A点向下做初速度为零的匀加速运动,设四个长度相等的部分的长度为l,加速度大小为a,则,,,所以故A错误;B.物体从运动到A全过程的平均速度点的瞬时速度则故B错误;C.通过每一部分所用时间之比为由可知物体通过每一段过程中,其速度减少量,,,所以故C错误;D.由可得滑雪运动员(可看作质点)由点以的速度冲上斜面,到达各点所经历的时间关系则故D正确。故选D。
9.(2025-2026高一上·青海西宁第十四中学·期中)某型号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某型号的飞机在平直跑道上加速时能产生的最大加速度为,当飞机的速度达到时才能离开航空母舰起飞。问:
(1)若舰上不装弹射系统,要求该型号飞机仍能在此静止的航空母舰上正常起飞,飞机在跑道上需要加速多长时间?航空母舰上飞机跑道长L至少为多长?
(2)若要求该飞机在静止的航空母舰上滑行后能起飞,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?
【答案】(1), (2)
【讲解】(1) 根据速度时间关系可知代入解得由根据速度位移关系可知解得
(2) 根据由代入数据得
试卷第1页,共3页
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