内容正文:
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·云南曲靖宣威市第五中学·期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况(交流电频率是50Hz),在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。(以下计算结果保留3位有效数字)。
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,下列选项中:
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ,测量得到的物理量是 ,通过计算能得到的物理量是 (填选项前的字母)。
(2)根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,各个速度值如下表。计算出B点速度的大小 。
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s-1)
0.479
0.560
0.640
0.721
将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 。
(3)根据图像求出小车的加速度a= 。
2.(2025-2026高一上·云南玉溪江川区第一中学·期中)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d=1.0 cm的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.20 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt=2.0 s。试估算∶
(1)滑块通过第一个光电门的瞬时速度 m/s
(2)滑块的加速度a= m/s2。
(3)两个光电门之间的距离s= m
3.(2025-2026高一上·云南普洱镇沅县第一中学·期中)小明为了测定气垫导轨上滑块的加速度,在滑块上安装了宽度为的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为,则∶
(1)滑块通过光电门1时的速度 m/s,滑块通过光电门2时的速度= m/s。滑块的加速度a= m/s2(所有结果均保留两位有效数字)
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的 ,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将遮光片的 减小一些。
4.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)(多选)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器有两种: 和 ,它们使用的都是 电源(填“直流”或“交流”)。
(2)关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 释放纸带的同时,接通电源 B. 先接通电源打点,后释放纸带运动
C. 先释放纸带运动,后接通电源打点 D. 纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是 。
(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。
①每相邻两计数点的时间间隔为 s;
②如果测得C、D两点间距x4=2.70cm,D、E两点间距x5=2.90cm,则打D点时小车的速度vD= m/s(结果保留3位有效数字)
5.(2025-2026高一上·云南·期中)某小组同学用电火花计时器测量匀变速直线运动的加速度,得到的纸带如图所示,纸带上相邻的两个点之间还有4个点未标出。
(1)电火花计时器使用220V的 (填“交流”或“直流”)电源,若电源频率为50Hz,则打点周期为T= s。
(2)打点计时器打下B点时纸带的速度为 。纸带的加速度为 (两空均用图中字母与打点周期T表示)
(3)若实验时,接入的电源频率为51Hz,该小组仍按50Hz计算,得到的加速度 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
6.(2025-2026高一上·云南普洱-11月·期中)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)打点计时器,使用的电源是 电源。(填“交流”或“直流”)
(2)实验时应 。(填“先启动打点计时器,后放开小车“或”先放开小车,后启动打点计时器“)
(3)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的电源上,通过实验得到一条清晰的纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出),,,,,,,则小车的加速度 m/s2,打点计时器在打点时小车的速度 m/s。(结果均保留两位有效数字)
7.(2025-2026高一上·云南昆明第十四中学·期中)如图甲、乙所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的。光电计时器和打点计时器一样,也是一种研究物体运动情况的计时仪器。其结构如图丙所示,分别是光电门的激光发射和接收装置。当一辆带遮光片的小车从a、b间通过时,光电计时器就可以显示遮光片的遮光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,做了一个U形遮光板如图丁所示,两个遮光片宽度均为L=5mm,将此U形遮光板装在小车上,让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门。实验时测得两次遮光时间分别为,,从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间为t=1s。
(1)图乙是 (选填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是 (选填“交流4-6V”或“交流220V”);
(2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为 m/s,小车运动的加速度大小为 m/s2。
8.(2025-2026高一上·云南昆明第十四中学·期中)(多选)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验中必要的措施是 ;
A. 细线必须与长木板平行 B. 先接通电源再释放小车
C. 开始实验时小车距离打点计时器远一些 D. 可以用手拉动小车代替钩码拉动小车
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm。则打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s,小车的加速度a= m/s2(要求充分利用测量的数据)(结果均保留两位有效数字)。
(3)如果当时电网中交变电流的频率变成51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 。(填“偏大”、“偏小”、“不变”)
9.(2025-2026高一上·云南昆明第一中学·期中)(多选)小赵同学在用电火花打点计时器“测定匀变速直线运动的加速度”实验中:
(1)电火花打点计时器所用交流电的频率为50Hz时,所用实验器材除电火花打点计时器(含纸带)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码外,在下面的器材中,必须使用还有_________(填选项代号)。
A. 8V的交流电源
B. 220V的交流电源
C. 刻度尺
D. 停表
E. 天平
(2)小赵同学实验得到一条纸带,纸带上O、A、B、C、D为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。已知OA=5.49cm、AB=6.54cm、BC=7.58cm、CD=8.64cm,由纸带可知,打C点时小车的速度大小 m/s(结果保留三位有效数字),小车的加速度大小a= (结果保留三位有效数字)。
10.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)(1)“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示,长木板水平放置,细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分,以计数点O为位移测量起点和计时起点,则打计数点B时小车位移大小为 cm。
(2)某同学利用自由落体运动测量重力加速度,实验装置如图1所示,打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。使重锤自由下落,打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。(计算结果保留三位有效数字)
①打出的纸带如图2所示,实验时纸带的 端应和重物相连接。(选填“甲”或“乙”)
②纸带上取连续的0至4点为计数点,每相邻两计数点间还有四个计时点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示,打点3时,重锤下落的速度v3= m/s。
③由纸带上所给的数据可计算出实验时的加速度a= 。
④得到位移时,由于实验者读数产生的误差是 (选填“偶然”或“系统”)误差。
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·云南曲靖宣威市第五中学·期中)某质点做直线运动,其速度与时间的函数关系式为(式中时间的单位为s,速度的单位为m/s)。下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度为
B. 质点的初速度为
C. 质点的加速度为
D. 质点的加速度为
2.(2025-2026高一上·云南·期中)一质点做匀变速直线运动,它在0时刻的速度为6m/s,5s末的速度为4m/s,该质点的加速度为( )
A. 0.4m/s2
B. 0.4m/s2
C. 2m/s2
D. 2m/s2
3.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)新能源汽车在辅助驾驶系统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高一上·云南丽江华坪县第一中学·期中)航母舰载战斗机是重要的海上作战力量。某舰载战斗机先在航母甲板跑道上的加速度大小为,速度达到后离开跑道沿直线飞向天空,离开跑道后的加速度大小为,最大速度为,舰载战斗机从静止到加速至最大速度所用的时间为( )
A.
B.
C.
D.
5.(2025-2026高一上·云南玉溪第一中学·期中)小张驾驶一辆汽车在公路上做匀加速直线运动。该车经过路旁的两根电线杆用了5s时间,已知汽车的加速度为1m/s2,它经过第二根电线杆时的速度是10m/s,则汽车经过第一根电线杆时的速度为( )
A. 2m/s
B. 5m/s
C. 2.5m/s
D. 7.5m/s
6.(2025-2026高一上·云南昆明第三中学·期中)2021年8月1日,在东京奥运会男子100米半决赛中,苏炳添跑出9秒83,以半决赛第一的成绩闯入决赛并打破亚洲纪录,成为中国首位闯入奥运男子百米决赛的运动员。假设他百米跑可以简化为第一阶段的匀加速直线运动和第二阶段的匀速直线运动两个阶段,匀速阶段的速度为12m/s,则苏炳添加速阶段的加速度最接近于( )
A. 4.0m/s2
B. 3.0m/s2
C. 2.4m/s2
D. 2.0m/s2
7.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)(多选)如图所示,小球沿斜面向上运动,依次经a、b、c、d到达最高点e。已知, , 小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s,设小球经b、c时的速度分别为、,则( )
A.
B.
C.
D. 从d到e所用时间为4s
8.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)(多选)质点做匀变速直线运动的速度随时间变化规律是(各物理量均采用国际单位),则对于质点的运动,下列说法正确的是( )
A. 质点的加速度为8m/s2
B. 质点的初速度为2m/s
C. 第2s末质点的速度为10m/s
D. 任意1s时间内速度的改变量为4m/s
9.(2025-2026高一上·云南昆明第三中学·期中)(多选)某同学在一次观看跳水比赛时,想到了一些问题。他将运动员理想化为一个长度的细长圆柱体,以的初速度从跳台竖直向上起跳,向前的速度忽略不计,竖直起跳后没有做任何动作,始终保持竖直状态。运动员从脚接触水到身体全部入水的过程,其速度与入水深度的关系满足(其中为脚入水时的速度);运动员身体全部入水后做加速度大小为的匀减速直线运动,直到停止均未接触水池底部,重力加速度取。则下列说法正确的是( )
A. 起跳瞬间,运动员所受支持力大于跳台所受压力
B. 运动员身体全部入水时的速度大小为
C. 水池中的水至少深
D. 运动员从起跳至到达最低点的时间为
10.(2025-2026高一上·云南玉溪江川区第一中学·期中)滑雪运动员不借助雪杖,以加速度a1由静止从山坡顶匀加速滑下,测得其20 s后的速度为20m/s,50s后到达坡底,又以加速度a2沿水平面减速20s后停止.求:
(1)a1和a2的大小;
(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6s的速度大小.
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·云南玉溪第一中学·期中)(多选)做匀减速直线运动的质点,它的加速度大小为a,初速度大小为v0 ,经过时间t速度减小到零,则它在这段时间内的位移大小可用下列哪些式子表示( )
A.
B.
C.
D.
2.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)关于匀加速直线运动,下面说法正确的是( )
①位移与时间的平方成正比
②位移总是随时间增加而增加
③加速度、速度、位移三者方向一致
④加速度、速度、位移的方向并不是都相同
A. ①②
B. ②③
C. ③④
D. ②④
3.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)一质点沿x轴运动,其位置坐标x随时间t变化关系为(x的单位为m,t的单位为s).下列说法正确的是( )
A. 质点做变加速直线运动
B. 质点加速度大小为
C. 0~6s内质点平均速度大小为4m/s
D. 0~6s内质点位移为36m
4.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)一辆新能源汽车以20m/s的初速度在中原大道上做匀减速直线运动,经10s停了下来,则该汽车在第5s末至第8s初的位移大小是( )
A. 12m
B. 16m
C. 18m
D. 21m
5.(2025-2026高一上·云南石屏县第一中学·期中)公路上某汽车以的速度匀速行驶,司机发现前方路况不明需停车,并下车观察。司机刹车视为匀减速直线运动,其加速度大小为,以刹车开始计时,则下列说法正确的是( )
A. 汽车在内的位移为40m
B. 汽车在内的位移为30m
C. 汽车在停止前最后内的平均速度为
D. 汽车在内的平均速度为6.4m/s
6.(2025-2026高一上·云南石屏县第一中学·期中)一质点由静止开始做匀加速直线运动,它在第3s内的位移为10m,则其加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
7.(2025-2026高一上·云南石屏县第一中学·期中)(多选)如图所示,为港珠澳大桥上连续四段110m的等距跨钢箱梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A. 通过ac段的时间为
B. 通过cd段的时间为
C. ac段的平均速度小于b点的瞬时速度
D. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
8.(2025-2026高一上·云南昭通昭通一中教研联盟·期中)某动车进站时的速度为,制动后做匀减速直线运动,从制动开始计时,经停下。制动后第内的位移为( )
A.
B.
C.
D.
9.(2025-2026高一上·云南普洱镇沅县第一中学·期中)(多选)如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放做初速为零的匀加速直线运动,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A. 位置“1”是小球释放的初始位置
B. 小球在位置“3”的速度大小为
C. 小球下落的加速度大小为
D. 小球在位置5的速度大小为
10.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第五中学·期中)某质点做直线运动的位移与时间的关系式为,则下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度为2.5m/s
B. 任意1s内的速度增量都是2m/s
C. 质点第2s内的位移是14m
D. 任意相邻的1s内的位移差都是5m
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·云南玉溪江川区第一中学·期中)如图所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一子弹以水平速度v射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次射入每个木块时的速度比和穿过每个木块所用的时间比分别为( )
A. v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B. v1∶v2∶v3=∶∶1
C. t1∶t2∶t3=1∶∶
D. t1∶t2∶t3=(—):(—1):1
2.(2025-2026高一上·云南普洱-11月·期中)中国第3艘航空母舰一“福建舰”上的舰载飞机采用了最先进的电磁弹射系统,它能使飞机在更短的距离内加速起飞。设在静止的航母上,某舰载飞机在没有电磁弹射系统时,匀加速到起飞速度v需要的距离为L0,在有电磁弹射系统给飞机一个弹射初速度v0之后,匀加速到起飞速度v需要的距离为L。若,飞机两次起飞的加速度相同。则弹射速度v0与起飞速度v之比为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025-2026高一上·云南普洱-11月·期中)(多选)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏,如图所示,有一企鹅在倾斜冰面上,先以加速度a1=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,时,突然卧倒以加速度大小为a2=8m/s2肚皮贴着冰面匀减速向前滑行,最后以加速度大小为a3=4m/s2加速退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。以下正确的选项有( )
A. 企鹅“奔跑”的距离是16m
B. 企鹅距离出发点最远20m
C. 企鹅回到出发点速度大小为m/s
D. 企鹅完成一次游戏用时18s
4.(2025-2026高一上·云南·期中)公路上行驶的汽车,司机从发现前方异常情况到紧急刹车,汽车仍将前进一段距离才能停下,这段距离被称为安全距离。假设汽车在干燥路面、雨后路面、冰雪路面上刹车的加速度大小之比为5∶3∶1,不考虑司机的反应时间,为保证安全距离相等,汽车在三种路面上行驶的最大速度之比为( )
A. 5∶3∶1
B. 15∶5∶3
C.
D.
5.(2025-2026高一上·云南普洱-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,一颗子弹以水平速度v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,下列说法正确的是( )
A. 子弹在B点的瞬时速度大于
B. 子弹通过每个木块的速度的改变量都相同
C. 子弹通过每个木块的时间不变
D. 子弹到达各点的速率v:vA:vB:vC=4:3:2:1
6.(2025-2026高一上·云南昆明第一中学·期中)如图所示,一小物体沿光滑斜面做匀变速直线运动经过A、、B三点,其中点为的中点,若小物体经过A、两点时的速度大小分别为和,方向均沿斜面向上,则小物体从A点运动到点的时间与从点运动到B点的时间之比为( )
A.
B.
C.
D.
7.(2025-2026高一上·云南昆明第一中学·期中)木块A、B、C并排固定在水平地面上,子弹(可视为质点)以30m/s的速度射入木块A,子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,子弹在木块中运动时加速度恒定,子弹刚好射出木块C,下列说法正确的是( )
A. 子弹刚射出木块A时的速度大小为15m/s
B. 子弹在木块A中运动的平均速度是在木块B中运动的平均速度的2倍
C. 木块A、B、C的长度之比为
D. 若子弹射入木块A的初速度变为20m/s,则子弹将停留在木块B中
8.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第五中学·期中)A、B两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动,A车做刹车运动,它们速度的平方随位置x变化的图像如图所示,分别对应直线A和直线B,下列说法正确的是( )
A. 汽车A的初速度大小为8m/s
B. 汽车B的加速度大小为
C. 汽车A先到达处
D. 汽车A、B在处相遇
9.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)从t=0时刻开始,物块在外力作用下由静止开始沿x轴做匀变速直线运动,其位移和速率的二次方的关系图线如图所示。下列说法正确的是( )
A. t=2 s时物块位于x=-1 m处
B. 物块运动的加速度大小为a=1 m/s2
C. t=0时刻物块位于x=0处
D. 物块从2 s末至4 s末的平均速度大小为m/s
10.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第五中学·期中)2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上成功起降,标志着中国航母元年的到来。假设某航母的飞行跑道长L=160m,舰载机发动机产生的最大加速度a=5m/s2,舰载机所需的起飞速度为v=50m/s。舰载机在航母跑道上起飞的过程可以简化为匀加速直线运动。
(1)若航母静止,为了使舰载机安全起飞,弹射装置给舰载机的初速度至少为多大?
(2)若航母沿舰载机起飞的方向以某一速度匀速航行,为了使舰载机安全起飞,航母匀速运动的速度至少为多大?
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
考点1实验:探究小车速度随时间变化的规律
1.【答案】①A
②B
③CDDC
④0.400
⑤
↑v/ms')
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3H
00.10.20.30.40.5
t's
⑥0.803m/s2
2.【答案】(1)0.05
(2)0.025
(3)0.15
3.【答案】①0.10
②0.30
③0.067
④平均速度
⑤宽度
4.【答案】(1)①电磁打点计时器
②电火花打点计时器
③交流
(2)
BD
(3)刻度尺
(4)①0.1
②0.280
5.【答案】(1)①交流
②0.02
(2)①X2
②X6-2x3
10T
225T2
(3)小于
6.【答案】①交流
②先启动打点计时器,后放开小车
③0.80
④0.40
7.【答案】(1)①电火花
②交流220V
(2)①0.05
②0.05
8.【答案】(1)AB
(2)①0.40
②0.80
(3)偏小
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9.【答案】(1)BC
(2)①0.811
②1.05
10.【答案】①6.21
②乙
③3.38
④9.71
⑤偶然
2》
考点2匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】A
7.【答案】ABD
8.【答案】BCD
9.【答案】BD
10.【答案】(1)a1=1m/s2;a2=2.5m/s2(2)35m/s
考点3匀变速直线运动的位移与时间的关系
1.【答案】ACD
2.【答案】B
3.【答案】c
214
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4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】c
7.【答案】AC
8.【答案】B
9.【答案】BCD
10.【答案】C
》
考点4匀变速直线运动的速度与位移的关系
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】AC
4.【答案】c
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】C
8.【答案】C
9.【答案】A
10.【答案】(1)30m/s:(2)10n/s
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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·云南曲靖宣威市第五中学·期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况(交流电频率是50Hz),在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。(以下计算结果保留3位有效数字)。
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,下列选项中:
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ,测量得到的物理量是 ,通过计算能得到的物理量是 (填选项前的字母)。
(2)根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,各个速度值如下表。计算出B点速度的大小 。
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s-1)
0.479
0.560
0.640
0.721
将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 。
(3)根据图像求出小车的加速度a= 。
【答案】① A ② B ③ CD DC ④ 0.400 ⑤ ⑥ 0.803m/s2
【详解】
(1)[1]因为打点计时器的频率为50Hz ,则从纸带上直接得到的物理量是时间间隔,相邻的点迹(计时点)之间的时间间隔为0.02s ,故选A;[2]可以用刻度尺测量出小车的位移大小,故选B;[3]平均速度和瞬时速度的大小可以通过位移大小与对应的时间间隔计算出来。故选CD。
(2)[4]每两个相邻的计数点之间有四个点未画,则相邻的计数点之间的时间间隔为根据速度公式可知,B点的瞬时速度[5]根据计算的点速度及表中其他各点的速度在坐标系中描点连线,如图所示 (3)[6]选用图像中距离较远的两点求解加速度误差更小,根据图像可知小车的加速度
2.(2025-2026高一上·云南玉溪江川区第一中学·期中)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d=1.0 cm的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.20 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt=2.0 s。试估算∶
(1)滑块通过第一个光电门的瞬时速度 m/s
(2)滑块的加速度a= m/s2。
(3)两个光电门之间的距离s= m
【答案】(1)0.05 (2)0.025 (3)0.15
【讲解】(1) 遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动,则遮光板通过第一个光电门的速度
(2) 同理可知,遮光板通过第二个光电门的速度滑块的加速度
(3) 因为滑块做匀加速直线运动,两个光电门之间的距离
3.(2025-2026高一上·云南普洱镇沅县第一中学·期中)小明为了测定气垫导轨上滑块的加速度,在滑块上安装了宽度为的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为,则∶
(1)滑块通过光电门1时的速度 m/s,滑块通过光电门2时的速度= m/s。滑块的加速度a= m/s2(所有结果均保留两位有效数字)
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的 ,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将遮光片的 减小一些。
【答案】① 0.10 ② 0.30 ③ 0.067 ④ 平均速度 ⑤ 宽度
【详解】
(1)[1]在极短的时间内的平均速度可近似的认为等于瞬时速度,可得滑块通过光电门1时的速度[2]滑块通过光电门2时的速度[3]滑块的加速度为(2)[4][5]由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的平均速度,滑块的宽度越小,测量值越接近真实值;
4.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)(多选)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器有两种: 和 ,它们使用的都是 电源(填“直流”或“交流”)。
(2)关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 释放纸带的同时,接通电源 B. 先接通电源打点,后释放纸带运动
C. 先释放纸带运动,后接通电源打点 D. 纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是 。
(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。
①每相邻两计数点的时间间隔为 s;
②如果测得C、D两点间距x4=2.70cm,D、E两点间距x5=2.90cm,则打D点时小车的速度vD= m/s(结果保留3位有效数字)
【答案】(1)① 电磁打点计时器 ② 电火花打点计时器 ③ 交流 (2)BD (3)刻度尺 (4)① 0.1 ② 0.280
【讲解】(1) [1][2][3]常见的打点计时器有两种:电磁打点计时器和电火花打点计时器,它们使用的都是交流电源。
(2) ABC.实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先接通电源打点,然后释放小车,故AC错误,B正确;D.纸带上打点密集,说明相等时间内位移越小,纸带运动的速度较小,故D正确;故选BD。
(3) 要测量小车的速度,依据中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,而平均速度等于位移与时间的比值,因此除打点计时器外还必须使用的测量工具是刻度尺。
(4) ①[1]打点计时器所用电源的频率是50Hz,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,每相邻两计数点的时间间隔为②[2]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得D点时小车的速度大小
5.(2025-2026高一上·云南·期中)某小组同学用电火花计时器测量匀变速直线运动的加速度,得到的纸带如图所示,纸带上相邻的两个点之间还有4个点未标出。
(1)电火花计时器使用220V的 (填“交流”或“直流”)电源,若电源频率为50Hz,则打点周期为T= s。
(2)打点计时器打下B点时纸带的速度为 。纸带的加速度为 (两空均用图中字母与打点周期T表示)
(3)若实验时,接入的电源频率为51Hz,该小组仍按50Hz计算,得到的加速度 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)① 交流 ② 0.02 (2)① ② (3)小于
【讲解】(1) [1]打点计时器使用交流电。[2]打点周期
(2) [1][2]纸带上相邻两点对应的时间间隔t=5T打下B点时纸带的速度等于AC段对应的平均速度,即根据逐差法,纸带的加速度
(3) 若电源频率为51Hz,仍用50Hz计算,会使打点周期计算值偏大,加速度计算值偏小。
6.(2025-2026高一上·云南普洱-11月·期中)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)打点计时器,使用的电源是 电源。(填“交流”或“直流”)
(2)实验时应 。(填“先启动打点计时器,后放开小车“或”先放开小车,后启动打点计时器“)
(3)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的电源上,通过实验得到一条清晰的纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出),,,,,,,则小车的加速度 m/s2,打点计时器在打点时小车的速度 m/s。(结果均保留两位有效数字)
【答案】① 交流 ② 先启动打点计时器,后放开小车 ③ 0.80 ④ 0.40
【详解】
(1)[1]打点计时器使用的是交流电源。
(2)[2]为了充分利用纸带,减小实验误差,实验时先启动打点计时器,待打点计时器稳定工作后再放开小车。
(3)[3]交流电频率为,由于每相邻两个计数点间还有4个计时点,则相邻计数点间时间间隔为由逐差法有解得[4]由匀变速直线运动推论知,B点的瞬时速度等于A到C的平均速度,则有
7.(2025-2026高一上·云南昆明第十四中学·期中)如图甲、乙所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的。光电计时器和打点计时器一样,也是一种研究物体运动情况的计时仪器。其结构如图丙所示,分别是光电门的激光发射和接收装置。当一辆带遮光片的小车从a、b间通过时,光电计时器就可以显示遮光片的遮光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,做了一个U形遮光板如图丁所示,两个遮光片宽度均为L=5mm,将此U形遮光板装在小车上,让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门。实验时测得两次遮光时间分别为,,从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间为t=1s。
(1)图乙是 (选填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是 (选填“交流4-6V”或“交流220V”);
(2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为 m/s,小车运动的加速度大小为 m/s2。
【答案】(1)① 电火花 ② 交流 (2)① 0.05 ② 0.05
【讲解】(1) [1][2]图乙是电火花打点计时器,电源采用的是交流。
(2) [1]第一个遮光片通过光电门的速度大小为第二个遮光片通过光电门的速度大小为[2]由运动学公式可得,小车运动的加速度大小为
8.(2025-2026高一上·云南昆明第十四中学·期中)(多选)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验中必要的措施是 ;
A. 细线必须与长木板平行 B. 先接通电源再释放小车
C. 开始实验时小车距离打点计时器远一些 D. 可以用手拉动小车代替钩码拉动小车
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm。则打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s,小车的加速度a= m/s2(要求充分利用测量的数据)(结果均保留两位有效数字)。
(3)如果当时电网中交变电流的频率变成51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 。(填“偏大”、“偏小”、“不变”)
【答案】(1)AB (2)① 0.40 ② 0.80 (3)偏小
【讲解】(1) A.调节滑轮使细线必须与长木板平行,才能使小车匀变速运动,故A正确。B.使用打点计时器的实验都需要先接通电源再释放小车,故B正确;C.开始实验时小车距离打点计时器近一些可以充分利用纸带,故C错误;D.不可以用手拉动小车代替钩码拉动小车,因为手拉动不一定做匀变速运动,故D错误。故选AB。
(2) [1][2]每两个计数点间有四个点没有画出,故两计数点间的时间间隔为根据匀变速运动,中间时刻瞬时速度等于全程平均速度,B点的瞬时速度等于AC间的平均速度根据逐差法可知,物体的加速度
(3) 如果当时交变电流的频率是f=51Hz,则该同学用来计算的仍为50Hz,即计算所用的周期比实际的周期更大,则加速度的计算值与实际值相比偏小,即测量值与实际值相比偏小。
9.(2025-2026高一上·云南昆明第一中学·期中)(多选)小赵同学在用电火花打点计时器“测定匀变速直线运动的加速度”实验中:
(1)电火花打点计时器所用交流电的频率为50Hz时,所用实验器材除电火花打点计时器(含纸带)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码外,在下面的器材中,必须使用还有_________(填选项代号)。
A. 8V的交流电源
B. 220V的交流电源
C. 刻度尺
D. 停表
E. 天平
(2)小赵同学实验得到一条纸带,纸带上O、A、B、C、D为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。已知OA=5.49cm、AB=6.54cm、BC=7.58cm、CD=8.64cm,由纸带可知,打C点时小车的速度大小 m/s(结果保留三位有效数字),小车的加速度大小a= (结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)BC (2)① 0.811 ② 1.05
【讲解】(1) AB.电火花打点计时器使用的是220V的交流电源,故A错误,B正确;C.需要刻度尺来测量点迹间的距离,故C正确;D.由于打点计时器可以记录时间,所以不需要秒表,故D错误;E.该实验不需要测量钩码的质量,所以不需要天平,故E错误。故选BC。
(2) [1]由题知,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,则相邻计数点的时间为根据在匀变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,可得打C点时小车的速度大小[2]根据逐差法,可得加速度的大小为
10.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)(1)“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示,长木板水平放置,细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分,以计数点O为位移测量起点和计时起点,则打计数点B时小车位移大小为 cm。
(2)某同学利用自由落体运动测量重力加速度,实验装置如图1所示,打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。使重锤自由下落,打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。(计算结果保留三位有效数字)
①打出的纸带如图2所示,实验时纸带的 端应和重物相连接。(选填“甲”或“乙”)
②纸带上取连续的0至4点为计数点,每相邻两计数点间还有四个计时点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示,打点3时,重锤下落的速度v3= m/s。
③由纸带上所给的数据可计算出实验时的加速度a= 。
④得到位移时,由于实验者读数产生的误差是 (选填“偶然”或“系统”)误差。
【答案】① 6.21 ② 乙 ③ 3.38 ④ 9.71 ⑤ 偶然
【详解】
(1)[1]由图乙可知,打计数点B时小车位移大小为(2)[2]重物下落过程中随着速度的增加,相同时间内位移将越来越大,则可知纸带的乙端与重物相连。[3]频率为50Hz,则可知周期为0.02s,每两个点之间还有4个点没有画出来,则可知纸带上每两个点之间的时间间隔为0.1s,根据匀变速直线运动的规律可知,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,因此可得(3)[4]由逐差相等公式可得(4)[5]由实验者读数产生的误差为偶然误差。
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·云南曲靖宣威市第五中学·期中)某质点做直线运动,其速度与时间的函数关系式为(式中时间的单位为s,速度的单位为m/s)。下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度为
B. 质点的初速度为
C. 质点的加速度为
D. 质点的加速度为
【答案】D
【详解】某质点做直线运动,其速度与时间的函数关系式为对比匀变速直线运动的速度公式为可知质点的初速度为,加速度为。故选D。
2.(2025-2026高一上·云南·期中)一质点做匀变速直线运动,它在0时刻的速度为6m/s,5s末的速度为4m/s,该质点的加速度为( )
A. 0.4m/s2
B. 0.4m/s2
C. 2m/s2
D. 2m/s2
【答案】D
【详解】质点做匀变速直线运动,初速度,末速度,时间。根据匀变速直线运动的速度公式代入数据得解得加速度故加速度为 。故选D。
3.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)新能源汽车在辅助驾驶系统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】根据运动学公式,代入数值解得故加速度大小为。故选C。
4.(2025-2026高一上·云南丽江华坪县第一中学·期中)航母舰载战斗机是重要的海上作战力量。某舰载战斗机先在航母甲板跑道上的加速度大小为,速度达到后离开跑道沿直线飞向天空,离开跑道后的加速度大小为,最大速度为,舰载战斗机从静止到加速至最大速度所用的时间为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据匀变速直线运动的公式,可得战斗机在跑道上行驶的时间为战斗机从离开跑道到加速至最大速度的时间为则舰载战斗机从静止到加速至最大速度所用的时间为故选A。
5.(2025-2026高一上·云南玉溪第一中学·期中)小张驾驶一辆汽车在公路上做匀加速直线运动。该车经过路旁的两根电线杆用了5s时间,已知汽车的加速度为1m/s2,它经过第二根电线杆时的速度是10m/s,则汽车经过第一根电线杆时的速度为( )
A. 2m/s
B. 5m/s
C. 2.5m/s
D. 7.5m/s
【答案】B
【详解】汽车做匀加速直线运动,已知经过两电线杆的时间间隔t=5s,加速度a=1m/s2,经过第二根电线杆时的速度v=10m/s。根据匀变速直线运动的速度公式代入已知条件解得因此汽车经过第一根电线杆时的速度为5m/s。故选B。
6.(2025-2026高一上·云南昆明第三中学·期中)2021年8月1日,在东京奥运会男子100米半决赛中,苏炳添跑出9秒83,以半决赛第一的成绩闯入决赛并打破亚洲纪录,成为中国首位闯入奥运男子百米决赛的运动员。假设他百米跑可以简化为第一阶段的匀加速直线运动和第二阶段的匀速直线运动两个阶段,匀速阶段的速度为12m/s,则苏炳添加速阶段的加速度最接近于( )
A. 4.0m/s2
B. 3.0m/s2
C. 2.4m/s2
D. 2.0m/s2
【答案】A
【分析】【详解】由题意可知v=at1其中s=100m 解得t1≈3s a=4.0m/s2即加速阶段的加速度最接近于4.0m/s2。故选A。
7.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)(多选)如图所示,小球沿斜面向上运动,依次经a、b、c、d到达最高点e。已知, , 小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s,设小球经b、c时的速度分别为、,则( )
A.
B.
C.
D. 从d到e所用时间为4s
【答案】ABD
【详解】AB.小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s,根据可得加速度为小球经过c时的速度为对bc段运用速度位移公式可得联立解得,故AB正确;CD.对ce段由速度时间关系可得又故,故C错误,D正确。故选ABD。
8.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)(多选)质点做匀变速直线运动的速度随时间变化规律是(各物理量均采用国际单位),则对于质点的运动,下列说法正确的是( )
A. 质点的加速度为8m/s2
B. 质点的初速度为2m/s
C. 第2s末质点的速度为10m/s
D. 任意1s时间内速度的改变量为4m/s
【答案】BCD
【分析】【详解】AB.根据结合质点的加速度为4m/s2,质点的初速度为2m/s,A错误,B正确;C.第2s末质点的速度为C正确;D.任意1s时间内速度的改变量D正确。故选BCD。
9.(2025-2026高一上·云南昆明第三中学·期中)(多选)某同学在一次观看跳水比赛时,想到了一些问题。他将运动员理想化为一个长度的细长圆柱体,以的初速度从跳台竖直向上起跳,向前的速度忽略不计,竖直起跳后没有做任何动作,始终保持竖直状态。运动员从脚接触水到身体全部入水的过程,其速度与入水深度的关系满足(其中为脚入水时的速度);运动员身体全部入水后做加速度大小为的匀减速直线运动,直到停止均未接触水池底部,重力加速度取。则下列说法正确的是( )
A. 起跳瞬间,运动员所受支持力大于跳台所受压力
B. 运动员身体全部入水时的速度大小为
C. 水池中的水至少深
D. 运动员从起跳至到达最低点的时间为
【答案】BD
【详解】A.起跳瞬间,运动员所受支持力与跳台所受压力是相互作用力,大小相等,A错误;B.从起跳到脚接触水面所经历的时间为t,,得 脚入水时的速度为,根据 x=L时,全身入水,此时的速度,B正确;C.全身入水后做匀减速运动,再下降的深度水的最小深度,C错误;D.入水的过程中图像如图所示,图像与x轴围成的面积等于入水所用的时间 入水时间,入水后到停止所用的时间从起跳到达最低点的过程的总时间,D正确。故选BD。
10.(2025-2026高一上·云南玉溪江川区第一中学·期中)滑雪运动员不借助雪杖,以加速度a1由静止从山坡顶匀加速滑下,测得其20 s后的速度为20m/s,50s后到达坡底,又以加速度a2沿水平面减速20s后停止.求:
(1)a1和a2的大小;
(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6s的速度大小.
【答案】(1)a1=1m/s2 ;a2=2.5m/s2 (2) 35m/s
【分析】由匀变速运动的速度与时间公式:,可求得加速度,代入数据可得a1和a2;到达坡底后6s末的速度可由求出.【详解】(1) 运动员下滑过程中的加速度大小到达坡底时的速度大小在水平面上的加速度即a2的大小为2.5 m/s2
(2) 到达坡底后再经过6 s的速度大小为【点睛】本题主要考查了加速度的定义,速度与时间的关系,属于基础题.
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·云南玉溪第一中学·期中)(多选)做匀减速直线运动的质点,它的加速度大小为a,初速度大小为v0 ,经过时间t速度减小到零,则它在这段时间内的位移大小可用下列哪些式子表示( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【详解】AB.根据匀变速直线运动位移与时间的关系有,位移大小为,A正确,B错误;C.由平均速度公式有,位移大小为,C正确;D.将末速度为0的匀减速直线运动看作反向的匀加速直线运动,则位移大小为,D正确。故选ACD。
2.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)关于匀加速直线运动,下面说法正确的是( )
①位移与时间的平方成正比
②位移总是随时间增加而增加
③加速度、速度、位移三者方向一致
④加速度、速度、位移的方向并不是都相同
A. ①②
B. ②③
C. ③④
D. ②④
【答案】B
【详解】在匀加速直线运动中,当物体初速度为零时,则有可知位移与时间的平方成正比;当物体初速度不为零时,则有可知位移与时间是二次函数关系,不成正比;由分析的公式中可知,位移总是随时间增加而增加,且在匀加速直线运动中,加速度、速度、位移三者方向一致,故② ③ 正确,① ④ 错误。故选B。
3.(2025-2026高一上·云南凤庆第一中学·期中)一质点沿x轴运动,其位置坐标x随时间t变化关系为(x的单位为m,t的单位为s).下列说法正确的是( )
A. 质点做变加速直线运动
B. 质点加速度大小为
C. 0~6s内质点平均速度大小为4m/s
D. 0~6s内质点位移为36m
【答案】C
【详解】AB.由可得质点运动速度所以加速度恒定为,质点做匀减速直线运动,AB错误;CD.0~6s内初速度末速度所以平均速度位移C正确,D错误。故选C。
4.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)一辆新能源汽车以20m/s的初速度在中原大道上做匀减速直线运动,经10s停了下来,则该汽车在第5s末至第8s初的位移大小是( )
A. 12m
B. 16m
C. 18m
D. 21m
【答案】B
【详解】汽车做减速运动的加速度大小第5s末的速度第8s初即第7s末的速度该汽车在第5s末至第8s初的位移大小代入数据可得故选B。
5.(2025-2026高一上·云南石屏县第一中学·期中)公路上某汽车以的速度匀速行驶,司机发现前方路况不明需停车,并下车观察。司机刹车视为匀减速直线运动,其加速度大小为,以刹车开始计时,则下列说法正确的是( )
A. 汽车在内的位移为40m
B. 汽车在内的位移为30m
C. 汽车在停止前最后内的平均速度为
D. 汽车在内的平均速度为6.4m/s
【答案】D
【详解】A.设汽车刹车减速到零的时间为,则有因,则2s内汽车仍在运动,则汽车在内的位移为,故A错误;B.因,则5s内的位移等于4s内的位移,则有,故B错误; C.汽车1s末的速度为故汽车在停止前最后内的平均速度为,故C错误;D.汽车在内的平均速度为,故D正确。故选D。
6.(2025-2026高一上·云南石屏县第一中学·期中)一质点由静止开始做匀加速直线运动,它在第3s内的位移为10m,则其加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】第3秒内的位移等于前3秒内的位移减去前2秒内的位移,且质点由静止开始做匀加速直线运动,故有解得故选C。
7.(2025-2026高一上·云南石屏县第一中学·期中)(多选)如图所示,为港珠澳大桥上连续四段110m的等距跨钢箱梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A. 通过ac段的时间为
B. 通过cd段的时间为
C. ac段的平均速度小于b点的瞬时速度
D. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
【答案】AC
【详解】AB.汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,又通过ab段的时间为t,则同理通过ac段通过ac段的时间为通过ad段解得通过cd段的时间为故A正确,B错误;CD.汽车做匀加速直线运动,在一段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,b点不是ac中间时刻,所以ac段平均速度不等于b点的瞬时速度,且汽车做匀加速直线运动,ac段前一半时间走的位移小于后一半时间走的位移,所以ac段的平均速度小于b点的瞬时速度,故C正确,D错误。故选AC。
8.(2025-2026高一上·云南昭通昭通一中教研联盟·期中)某动车进站时的速度为,制动后做匀减速直线运动,从制动开始计时,经停下。制动后第内的位移为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】动车制动后做匀减速直线运动的初速度为末速度为,时间为,根据匀变速直线运动速度与时间的关系,得解得加速度为。制动后第内的位移指从到 的位移,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,得内的位移为 根据匀变速直线运动位移与时间的关系,得内的位移为 第内位移为故选B。
9.(2025-2026高一上·云南普洱镇沅县第一中学·期中)(多选)如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放做初速为零的匀加速直线运动,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A. 位置“1”是小球释放的初始位置
B. 小球在位置“3”的速度大小为
C. 小球下落的加速度大小为
D. 小球在位置5的速度大小为
【答案】BCD
【详解】C.根据图中小球运动过程中每次曝光的位置,可知相等时间内相邻位移差为且相等时间内通过的位移逐渐增大,可知小球做匀加速直线运动,根据解得小球下落的加速度为,故C正确;BD.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,则小球在位置“3”的速度为小球在位置5的速度大小为,故BD正确;A.设小球在位置“1”的速度为,则有解得可知位置“1”不是小球释放的初始位置,故A错误。故选BCD。
10.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第五中学·期中)某质点做直线运动的位移与时间的关系式为,则下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度为2.5m/s
B. 任意1s内的速度增量都是2m/s
C. 质点第2s内的位移是14m
D. 任意相邻的1s内的位移差都是5m
【答案】C
【详解】AB.根据匀变速直线运动的位移公式,与题目中的对比可得初速度,加速度任意1s内的速度增量为,故AB错误;C.质点前1s的位移为质点前2s的位移为可知质点第2s内的位移是,故C正确;D.根据逐差公式可得相邻内的位移差,故D错误。故选C。
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·云南玉溪江川区第一中学·期中)如图所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一子弹以水平速度v射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次射入每个木块时的速度比和穿过每个木块所用的时间比分别为( )
A. v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B. v1∶v2∶v3=∶∶1
C. t1∶t2∶t3=1∶∶
D. t1∶t2∶t3=(—):(—1):1
【答案】D
【详解】AB.子弹依次射入每块木块做匀减速直线运动到零,采取逆向思维,由公式可得故AB错误;CD.子弹依次射入每块木块做匀减速直线运动到零,采取逆向思维,子弹做初速度为零的匀加速直线运动,在通过相等位移内的时间比为,反过来,子弹依次射入每块木块的时间之比为故C错误,D正确。故选D。
2.(2025-2026高一上·云南普洱-11月·期中)中国第3艘航空母舰一“福建舰”上的舰载飞机采用了最先进的电磁弹射系统,它能使飞机在更短的距离内加速起飞。设在静止的航母上,某舰载飞机在没有电磁弹射系统时,匀加速到起飞速度v需要的距离为L0,在有电磁弹射系统给飞机一个弹射初速度v0之后,匀加速到起飞速度v需要的距离为L。若,飞机两次起飞的加速度相同。则弹射速度v0与起飞速度v之比为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】设飞机两次起飞的加速度为a,根据匀变速直线运动规律有,又联立解得故选A。
3.(2025-2026高一上·云南普洱-11月·期中)(多选)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏,如图所示,有一企鹅在倾斜冰面上,先以加速度a1=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,时,突然卧倒以加速度大小为a2=8m/s2肚皮贴着冰面匀减速向前滑行,最后以加速度大小为a3=4m/s2加速退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。以下正确的选项有( )
A. 企鹅“奔跑”的距离是16m
B. 企鹅距离出发点最远20m
C. 企鹅回到出发点速度大小为m/s
D. 企鹅完成一次游戏用时18s
【答案】AC
【详解】A.企鹅“奔跑”的距离为故A正确;B.t=8s时企鹅的速度大小为企鹅匀减速滑行的距离为企鹅距离出发点的最远距离为故B错误;C.企鹅回到出发点的速度大小为故C正确;D.企鹅向上匀减速滑行的时间为企鹅匀加速下滑的时间为企鹅完成一次游戏用时为故D错误。故选AC。
4.(2025-2026高一上·云南·期中)公路上行驶的汽车,司机从发现前方异常情况到紧急刹车,汽车仍将前进一段距离才能停下,这段距离被称为安全距离。假设汽车在干燥路面、雨后路面、冰雪路面上刹车的加速度大小之比为5∶3∶1,不考虑司机的反应时间,为保证安全距离相等,汽车在三种路面上行驶的最大速度之比为( )
A. 5∶3∶1
B. 15∶5∶3
C.
D.
【答案】C
【详解】汽车刹车至静止的位移公式为。要求三种路面的安全距离相等,则因此三种路面的加速度大小之比为 ,则速度平方之比为 由此可得速度之比为故选C。
5.(2025-2026高一上·云南普洱-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,一颗子弹以水平速度v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,下列说法正确的是( )
A. 子弹在B点的瞬时速度大于
B. 子弹通过每个木块的速度的改变量都相同
C. 子弹通过每个木块的时间不变
D. 子弹到达各点的速率v:vA:vB:vC=4:3:2:1
【答案】A
【详解】A.匀变速直线运动平均速度等于时间中点速度,由于从O到D为匀减速直线运动,则前半程所用时间更短,则可得B点的瞬时速度大于,故A正确;BC.每个木块厚度相同,通过时匀减速,则子弹通过每个木块得时间均不相同,则根据可知子弹通过每个木块的速度的改变量都不相同,故BC错误;D.全过程为匀减速直线运动,则倒过来可看作初速度为零得匀加速直线运动,由2ax=v2可得故D错误。故选A。
6.(2025-2026高一上·云南昆明第一中学·期中)如图所示,一小物体沿光滑斜面做匀变速直线运动经过A、、B三点,其中点为的中点,若小物体经过A、两点时的速度大小分别为和,方向均沿斜面向上,则小物体从A点运动到点的时间与从点运动到B点的时间之比为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】中点位移的瞬时速度大小则小物体从A点运动到点的时间与从点运动到B点的时间之比为故选A。
7.(2025-2026高一上·云南昆明第一中学·期中)木块A、B、C并排固定在水平地面上,子弹(可视为质点)以30m/s的速度射入木块A,子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,子弹在木块中运动时加速度恒定,子弹刚好射出木块C,下列说法正确的是( )
A. 子弹刚射出木块A时的速度大小为15m/s
B. 子弹在木块A中运动的平均速度是在木块B中运动的平均速度的2倍
C. 木块A、B、C的长度之比为
D. 若子弹射入木块A的初速度变为20m/s,则子弹将停留在木块B中
【答案】C
【详解】A.逆向思维,子弹做初速度为零的匀加速直线运动,根据连续相等时间内的运动比例规律,子弹在三个木块中的运动时间t相等,根据速度公式子弹射出木块A时的速度为解得故A错误;B.子弹射出木块B时的速度为解得子弹在木块A中的平均速度为子弹在木块B中平均速度为故B错误;C.根据初速度为零的匀加速直线运动,根据连续相等时间内的运动比例规律可知,木块A、B、C的长度之比为,故C正确;D.设木块A的长度为,B的长度为,C的长度为L,若,可得可得则可得故在A内静止,故D错误。故选C。
8.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第五中学·期中)A、B两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动,A车做刹车运动,它们速度的平方随位置x变化的图像如图所示,分别对应直线A和直线B,下列说法正确的是( )
A. 汽车A的初速度大小为8m/s
B. 汽车B的加速度大小为
C. 汽车A先到达处
D. 汽车A、B在处相遇
【答案】C
【详解】A B.由于图像均为倾斜直线,则满足根据图像可知,对汽车有,对汽车有,故AB错误;C.对于A车,根据公式当时,代入数据得对于汽车B,根据公式当时,代入数据得则故汽车A先到达处,故C正确;D.当时,对于A车,根据公式解得当时,对于B车,根据公式解得故汽车A、B在处不能相遇,故D错误。故选C。
9.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第三中学·期中)从t=0时刻开始,物块在外力作用下由静止开始沿x轴做匀变速直线运动,其位移和速率的二次方的关系图线如图所示。下列说法正确的是( )
A. t=2 s时物块位于x=-1 m处
B. 物块运动的加速度大小为a=1 m/s2
C. t=0时刻物块位于x=0处
D. 物块从2 s末至4 s末的平均速度大小为m/s
【答案】A
【详解】B.由题意可知物块运动的初速度为0,根据匀变速直线运动的规律有变形可得结合图像可知,图像斜率为即B错误;AC.t=0时,v=0,x0=-2 m,2 s内物块的位移为则t=2 s时物块位于x=-1 m处,A正确,C错误;D.物块从2 s末至4 s末的平均速度大小为\bar{v}=\frac{{{v}_{2}}+{{v}_{4}}}{2}={{v}_{3}}即为3 s末的速度,由匀变速直线运动速度与时间的关系式得D错误。故选A。
10.(2025-2026高一上·云南曲靖宣威市第五中学·期中)2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上成功起降,标志着中国航母元年的到来。假设某航母的飞行跑道长L=160m,舰载机发动机产生的最大加速度a=5m/s2,舰载机所需的起飞速度为v=50m/s。舰载机在航母跑道上起飞的过程可以简化为匀加速直线运动。
(1)若航母静止,为了使舰载机安全起飞,弹射装置给舰载机的初速度至少为多大?
(2)若航母沿舰载机起飞的方向以某一速度匀速航行,为了使舰载机安全起飞,航母匀速运动的速度至少为多大?
【答案】(1)30m/s;(2)10m/s
【分析】【详解】
(1)弹射装置给舰载机的初速度为v1,起飞速度为v,由运动学公式代入数据解得v1=30m/s
(2)设舰载机起飞所用的时间为t,位移为L2,航母的位移为L1,匀速航行的最小速度为v2,由运动学公式得又代入数据联立解得v2=10m/s
试卷第1页,共3页
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