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·浙江省五湖联盟-11月·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2.0cm的遮光条。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计数器记录了遮光条通过第一个光电门的时间,通过第二个光电门的时间,遮光条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t=2.50s。则滑块的加速度大小约为( )
A. 0.12m/s2
B. 12m/s2
C. 0.20m/s2
D. 0.24m/s2
【答案】A
【详解】滑块经过两个光电门时的速度分别为,则滑块的加速度大小约为故选A。
2.(2025-2026高一上·浙江省卓越高中联盟-11月·期中)某同学用如图1所示装置测量做直线运动的滑块的瞬时速度和加速度。
实验器材:气垫导轨、滑块、宽度为的遮光条、光电门(含数字计时器)、刻度尺。
回答下列问题:
(1)从图2刻度尺上读出遮光条的宽度 cm。
(2)数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、,则滑块通过光电门1时的速度为 。(结果保留两位有效数字)
(3)从刻度尺上读出光电门1、2间的距离。
(4)气垫导轨上滑块的加速度 。(结果保留两位有效数字)
【答案】① 2.00(1.97~2.03) ② 0.40 .39 .41 ③ 0.60(0.57~0.63)
【详解】
(1)[1]图中刻度尺的分度值为,由图2可知遮光条的宽度为
(2)[2]滑块通过光电门1时的速度为
(4)[3]滑块通过光电门2时的速度为根据运动学公式可得解得气垫导轨上滑块的加速度为
3.(2025-2026高一上·浙江省五湖联盟-11月·期中)(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,使用的打点计时器是一种( )
A. 测量位移的仪器 B. 记录运动时间的仪器
C. 测量速度的仪器 D. 测量加速度的仪器
(2)关于实验操作,下列说法正确的是( )
A. 应先释放小车,再启动打点计时器 B. 小车释放的位置离打点计时器越远越好
C. 释放小车和启动打点计时器的先后顺序对实验没有影响 D. 应先启动打点计时器,待打点稳定后再释放小车
(3)如图所示为一条实验打出的纸带,已知打点计时器频率为50Hz,每打5个点取一个计数点,图中A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点,用刻度尺测得x1=5.60cm,x2=6.60cm,x3=7.60cm,x4=8.60cm,x5=9.60cm,x6=10.60cm,则计数点B的速度为 m/s。(保留二位小数)
(4)根据数据可以判断小车做( )
A. 匀速直线运动 B. 匀减速直线运动
C. 匀加速直线运动 D. 无法确定
(5)若计时器实际频率为48Hz,则加速度的计算结果 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)B (2)D (3)0.61 (4)C (5)偏大
【讲解】(1) 打点计时器是一种记录运动时间的仪器。故选B。
(2) 为了充分利用纸带,小车释放的位置应靠近打点计时器,实验时,应先启动打点计时器,待打点稳定后再释放小车。故选D。
(3) 每打5个点取一个计数点,则相邻计数点的时间间隔为则计数点B的速度为
(4) 根据数据可得且相同时间内通过的位移逐渐增大,所以小车做匀加速直线运动。故选C。
(5) 若计时器实际频率为48Hz,实际打点周期大于0.02s;根据,由于代入计算的时间间隔偏小,则加速度的计算结果偏大。
4.(2025-2026高一上·浙江宁波六校-11月·期中)图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源采用的是 ;(填“交流”“交流”或“四节蓄电池”);
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是 ;
A.
B.
C.
(3)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
①试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,并填入下表中;(结果保留三位有效数字)
速度
数值
0.400
0.479
0.560
0.640
②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ;
③由速度—时间图像可得小车的加速度为 。(结果保留两位小数)
【答案】① 电火花计时器 ② 交流220V ③ B ④ 0.721 ⑤ ⑥ 0.80(0.75~0.85范围内均可)
【详解】
(1)[1]图乙中有墨粉纸盘,所以是电火花计时器。[2]电火花计时器电源采用的是交流220V。
(2)[3]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,为了使小车做匀变速直线运动,轨道末端滑轮高度应调节至使细线与轨道平行。故选B。
(3)①[4]相邻计数点间的时间间隔为小车在F点的瞬时速度等于在E、G两点间的平均速度,即②[5]如图所示。 ③[6]v-t图像的斜率表示加速度,所以小车的加速度为
5.(2025-2026高一上·浙江宁波镇海中学·期中)如图所示为实验室常用的两种计时器。
(1)其中图甲用的电源要求是( )
A. 交流220 V
B. 直流220 V
C. 交流4~6 V
D. 直流4~6 V
(2)使用打点计时器时,下列说法正确的是( )
A. 两种打点计时器使用时都必须用复写纸
B. 使用电磁打点计时器时必须把纸带压在复写纸的上面
C. 两种打点计时器使用时,都必须要先通电后释放纸带,纸带通过后立即关闭电源
【答案】(1)A (2)C
【讲解】(1) 图甲为电火花式打点计时器,其工作电压为交流220V。故选A。
(2) A.电磁打点计时器需要用复写纸,而电火花式打点计时器不需要用复写纸,而用墨粉纸盘,故A错误;B.使用电磁打点计时器时必须把纸带压在复写纸的下面,故B错误;C.两种打点计时器使用时,都必须要先通电后释放纸带,从而提高纸带的利用率,纸带通过后立即关闭电源,因为两种计时器都不能长时间的工作,故C正确。故选C。
6.(2025-2026高一上·浙江杭州钱塘区杭四吴山·期中)(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速运动,下图是经打点计时器打出纸带的一段,打点顺序是A、B、C、D、E,已知交流电频率为50Hz,纸带上每相邻两个计数点间还有4个打点未画出。现把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点A对齐。请回答以下问题:
(1)下列操作正确的有( );
A. 在释放小车前,小车要靠近打点计时器 B. 打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C. 应先接通电源,后释放小车 D. 电火花计时器应使用10V以下交流电源
(2)根据该同学打出的纸带我们可以判断小车与纸带的 (填“左”或“右”)端相连;
(3)打B这个计数点时纸带的瞬时速度vB= m/s。(结果保留两位有效数字);
(4)小车运动的加速度大小是 m/s2。
【答案】(1)AC (2)左 (3).19 (4).59 .61
【讲解】(1) A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器,以更好利用纸带,故A正确;B.打点计时器应放在长木板的远离滑轮一端,故B错误;C.先接通电源,后释放小车,以更好利用纸带,故C正确;D.电火花计时器应使用220V交流电源,故D错误。故选AC。
(2) 小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速运动,小车速度越来越快,可知相同时间内的位移会越来越大,可知小车与纸带的左端相连。
(3) 交流电频率为50Hz,纸带上每相邻两个计数点间还有4个打点未画出,可知相邻两个计数点间的时间为打B这个计数点时纸带的瞬时速度
(4) 根据逐差公式有得小车运动的加速度大小是可得
7.(2025-2026高一上·浙江宁波镇海中学·期中)在探究小车速度随时间变化的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点:
(1)B点的瞬时速度为 ;(结果保留两位有效数字)
(2)在A、B两点的时间间隔中,加速度是 ;(结果保留两位有效数字)
(3)若交流电的实际频率为52 Hz,则实验测得的加速度会 (填“偏大”或“偏小”),该误差 (填“能”或“不能”)通过多次测量来减小。
【答案】(1)0.25 (2)0.80 (3)① 偏小 ② 不能
【讲解】(1) 由题意可知,相邻两计数点时间间隔则B点的瞬时速度为
(2) A点的瞬时速度为则A、B两点的时间间隔中,加速度
(3) [1][2]若交流电的实际频率为52Hz,则实际打点周期偏小,计算用的周期偏大,根据逐差法可知加速度测量值偏小,该误差是系统误差(由仪器频率不准引起),不能通过多次测量来减小。
8.(2025-2026高一上·浙江衢州·期中)“探究小车速度随时间变化的规律”的实验(装置如图1),完成下列问题:
(1)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是______。
A. 电火花计时器使用的是8V交流电源 B. 纸带上打的点越密,说明小车运动得越快
C. 先释放小车,后接通打点计时器的电源 D. 打点计时器连续工作时间很短,应注意打点结束之后要立即关闭电源
(2)关于该实验,下列说法错误的是______。
A. 在释放小车前,小车要靠近打点计时器 B. 实验时,牵引小车的细绳必须平行于长木板
C. 打点计时器应固定在长木板有滑轮的一侧 D. 如果实际电源频率为55Hz,而计算时仍按50Hz计算,则速度的测量值偏小
(3)一位同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上选取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两计数点间均有4个计时点未画出,则计数点F对应的瞬时速度是 m/s(计算结果保留3位有效数字)。
(4)另一位同学打了一条纸带后,将纸带上各点瞬时速度计算好后,通过wps表格软件的“平滑散点图”描点并作出v-t图像如图3,根据图像计算该小车加速度是 (计算结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)D (2)C (3)0.315 .316 .317 .318 .319 .320 (4)0.810 .811 .812
【讲解】(1) A.电火花计时器使用的是220V的交流电源,故A错误;B.纸带上打的点越密,说明小车运动得越慢,故B错误;C.先接通打点计时器的电源,再释放小车,故C错误;D.打点计时器连续工作时间很短,应注意打点结束之后要立即关闭电源,故D正确;故选D。
(2) A.为充分利用纸带,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,故A正确;B.实验时,牵引小车的细绳必须平行于长木板,B正确;C.打点计时器应固定在不带有滑轮的一端,C错误;D.如果实际电源频率为55Hz,而计算时仍按50Hz计算,那么计算使用的打点周期就会偏大,则速度的测量值偏小,D正确。本题选错误的,故选C。
(3) 由题意得由于读取有一定的误差,故均可以。
(4) v-t图像的斜率表示该小车加速度,即存在估读问题,故加速度可以为
9.(2025-2026高一上·浙江杭州高中学·期中)实验题;如图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置,图乙是实验中使用的打点计时器。
(1)如图乙所示的打点计时器应使用电压为 V的 (选填“直流”或“交流”)电源;
(2)该实验过程中操作正确的是( )
A. 纸带应从墨粉纸盘的上方穿过 B. 实验开始时先接通打点计时器电源,后释放小车
C. 实验结束后先取下纸带,后关闭打点计时器电源
(3)将小车从靠近打点计时器处释放,经正确操作后获得一条如图丙所示的纸带,建立以计数点0为坐标原点的轴,各计数点的位置坐标分别为0、、、,则计数点 (选填“0”或“6”)更靠近小车与纸带的连接处;已知打点计时器的打点周期为,则相邻计数点的时间间隔为 ,写出小车经过计数点5时瞬时速度的表达式 ;小车加速度的表达式是下列选项中的 。
A. B. C.
【答案】(1)① 220 ② 交流 (2)B (3)① 0 ② 5T ③ ④ A
【讲解】(1) [1][2]乙所示的打点计时器为电火花打点计时器,应使用电压为220V交流电源;
(2) A.纸带应从墨粉纸盘的下方穿过,故A错误;B.实验开始时先接通打点计时器电源,后释放小车,故B正确;C.实验结束后先关闭打点计时器电源,后取下纸带,故C错误。故选B。
(3) [1]小车做加速运动,根据纸带上的点可得从0到6纸带打点时间间隔逐渐增大,故计数点0更靠近小车与纸带的连接处;[2]相邻计数点的时间间隔为[3] 打计数点5时小车速度的表达式为[4] 根据逐差法可得小车加速度的表达式是故选A。
10.(2025-2026高一上·浙江省温州市浙南名校联盟·期中)某同学利用如图甲所示装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)实验所用器材除电火花计时器、纸带、小车、一端带滑轮的长木板、细线、槽码外,还必须使用的器材是_____;
A. 学生电源 B. 刻度尺
C. 天平 D. 秒表
(2)该同学得到一条表示小车运动过程的纸带如图乙所示,发现纸带上的计时点偏离纸带中心位置,可能的原因是_____;
A. 长木板一端未垫高,小车在不挂槽码的情况下无法做匀速直线运动 B. 小车释放时未靠近打点计时器
C. 细线与长木板未保持平行 D. 电火花计时器没有固定好
(3)该同学正确调整实验装置后重新实验,获得如图丙所示的纸带。A、B、C、D、E纸带上选取的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出。打点计时器所用交流电源频率为,则小车的加速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
(4)实际上电源的频率为,那么(3)中计算的加速度大小将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2)CD (3)0.40 .38 .39 .41 .42 (4)偏小
【讲解】(1) A.电火花计时器使用的是的交流电,而学生电源的输出电压通常为低压交流电,故A错误;B.实验中需要用刻度尺测量纸带的点间距来计算速度和加速度,所以必须用刻度尺,故B正确;C.实验中不用天平测质量,故C错误;D.打点计时器本身可以计时,所以不需要秒表,故D错误。故选B。
(2) 计时点偏离纸带中心,可能是细线与长木板未保持平行,纸带受力偏移;或电火花计时器没有固定好,导致打点位置偏移。故选CD。
(3) 打点计时器所用交流电源频率为,故打点周期为相邻两计数点间还有4个点未画出,则相邻两计数点间的时间间隔为由图丙可知两点间的距离为两点间的距离为则用逐差法可得小车的加速度大小为
(4) 若实际上电源的频率为,而我们计算时是按照频率为来计算时间间隔的,会导致即我们计算用的时间间隔比实际的大。所以根据逐差法公式计算的加速度会比真实值偏小。
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·浙江省嘉兴八校联盟·期中)猎豹由静止开始匀加速起跑,经过2s速度达到72km/h,则猎豹的加速度是( )
A. 36m/s2
B. 3.6m/s2
C. 10m/s2
D. 20m/s2
【答案】C
【详解】猎豹由静止开始匀加速起跑,经过2s速度达到72km/h,可知末速度为则猎豹的加速度为故选C。
2.(2025-2026高一上·浙江宁波镇海中学·期中)如图所示,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。t=0时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。若第2 s末和第6 s末速度大小均为8 m/s,第4 s末速度大小为12 m/s,则( )
A. 运动员在第4 s末恰好经过B点
B. 运动员在第8 s末恰好停在C点
C. 运动员从A到B的距离大于从B到C的距离
D. 运动员在A到B的过程中平均速度大小为
【答案】D
【详解】A.运动员在AB段做匀加速直线运动,BC段做匀减速直线运动:0~2 s运动员在AB段,由得AB段加速度若4 s末仍在AB段,速度应为大于题目给出的,说明4 s末已在BC段。由4 s末、6 s末,得BC段加速度,减速加速度大小为设运动员经过时间到达B点,B点速度4 s末速度满足代入得即运动员末到达B点,故A错误;B.由A分析可得B点速度从A点减速到0的总时间为即10 s末才停在C点,故B错误;C.AB段位移BC段位移则运动员从A到B的距离小于从B到C的距离,故C错误;D.AB段为匀加速直线运动,平均速度等于初末速度的平均值,故D正确。故选D。
3.(2025-2026高一上·浙江浙江省丽水五校·期中)冰壶(Curling),是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,被大家喻为冰上的“国际象棋”,为冬奥会比赛项目,它考验参赛者的体能与脑力,展现动静之美、取舍之智慧。在某次比赛中,冰壶以2m/s的速度被运动员水平推出后在冰面上做匀减速直线运动,1s末速度为1.8m/s,求:
(1)冰壶的加速度大小;
(2)冰壶的滑行时间;
(3)推出后11s内位移大小。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 根据匀变速直线运动中速度-时间关系可得冰壶的加速度为则冰壶的加速度大小为。
(2) 冰壶的滑行时间为
(3) 由(2)问可知冰壶被推出后停下来,则推出后11s内位移大小等于推出后10s内位移大小,即
4.(2025-2026高一上·浙江宁波镇海中学·期中)宁波中心是当前浙江第一高楼,地下3层,地上80层,建筑高度409米,安装了浙江省最快的电梯。某游客从一楼电梯大厅乘电梯上升330 m到达某酒店客房,电梯启动时匀加速上升,加速度大小为,达到最大速度10 m/s后匀速运动,最后制动时匀减速上升,加速度大小为,g取,求:
(1)电梯加速到最大速度所用时间;
(2)从一楼到达酒店客房过程中,电梯在匀速运行阶段上升的高度;
(3)从一楼到达酒店客房过程中,电梯在整个运动过程的平均速度。
【答案】(1)5s (2)285m (3)8.8m/s,方向竖直向上。
【讲解】(1) 电梯加速到最大速度所用时间
(2) 电梯匀加速阶段上升高度电梯匀减速阶段上升高度则电梯在匀速运行阶段上升的高度
(3) 电梯匀减速阶段用时电梯在匀速运行阶段用时则电梯在整个运动过程的平均速度方向竖直向上。
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·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器.假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为v时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间t,上浮到海面,速度恰好减为零.则“蚊龙号”在时刻距离海平面的深度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】蛟龙号上浮时的加速度大小为根据逆向思维,可知蛟龙号在t0时刻距离海平面的深度为故选D。
2.(2025-2026高一上·浙江杭州余二高·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a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10x,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】由题意可知,设匀加速直线运动时间为,匀速运动的速度为v,匀加速直线运动阶段,由位移公式根据逆向思维,匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移,则匀速直线运动阶段有又因为联立解得故选D。
3.(2025-2026高一上·浙江舟山·期中联考)(多选)某电动车刹车制动的位移x与时间t的关系为(各物理量均采用国际单位制单位),则该电动车( )
A. 加速度大小为
B. 前2s的位移是2m
C. 在第3s末停下来
D. 第2s内的位移是0.25m
【答案】AD
【详解】A.根据匀变速直线运动结合可知,该电动车做匀变速直线运动,初速度为加速度为即加速度大小为,故A正确;BC.该电动车速度减为0时,所用时间为所以,该电动车前2s的位移是,故BC错误;D.该电动车在第1s内的位移为所以第2s内的位移是,故D正确。故选AD。
4.(2025-2026高一上·浙江杭州·期中)(多选)推导匀变速直线运动的位移与时间的关系,我们会经历如下图从甲至丁的过程,最终得知匀变速直线运动位移大小可用灰色部分梯形面积来表示。该过程运用的思想方法有( )
A. 控制变量法
B. 微元思想
C. 极限思想
D. 比值定义法
【答案】BC
【详解】在推导匀变速直线运动的位移与时间关系时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里用了微元思想和极限思想。故选BC。
5.(2025-2026高一上·浙江杭州及周边重点中学·期中)如图所示,记录了车辆制动后10s内的运动情况,每2s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m,若汽车的运动可以看作匀变速直线运动,则下列说法正确的是( )
A. 车辆10s末的速度为零
B. 车辆的加速度大小为
C. 车辆第4s末的瞬时速度大小为8m/s
D. 车辆全程的平均速度等于第4s末的瞬时速度
【答案】A
【详解】AB.根据逐差法可得加速度大小为根据位移-时间公式,有解得初速度为速度减为零的时间为,故A正确,B错误;C.车辆第4s末的瞬时速度大小为,故C错误;D.全程共用10s,根据推论可知车辆全程的平均速度等于第5s末的瞬时速度,故D错误。故选A。
6.(2025-2026高一上·浙江省台州市六校联盟-11月·期中)如图所示为台州某游乐场内的一条由倾斜直轨道与水平直轨道顺滑连接组成的滑草轨道,一位游客坐上滑板从斜轨上端出发,经7s到达斜轨底端,再经4s停在水平直轨末端。此倾斜直轨与水平直轨的长度之比( )
A. 7∶4
B. 4∶7
C. 49∶16
D. 16∶49
【答案】A
【详解】由题意可知,游客先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,设匀加速直线运动的末速度为,则匀加速直线运动的平均速度为,匀减速直线运动的平均速度也为根据位移公式可得匀加速直线运动的位移匀减速直线运动的位移所以倾斜直轨与水平直轨的长度之比为故选A。
7.(2025-2026高一上·浙江杭州钱塘区杭四吴山·期中)2025年10月在杭四中下沙校区的学生运动会上,首次有机器狗参加表演假设机器狗做了一次直线运动的表演,距离是60m,先由静止做匀加速直线运动,达到最大速度后立即做匀减速直线运动,最后停止,用时共12s,匀加速的加速度大小是匀减速的加速度大小的2倍。则在此次运动过程中,以下说法中正确的是( )
A. 匀加速的加速度大小为1.25m/s2
B. 匀加速的时间是8s
C. 最大速度是10m/s
D. 全程的平均速度是1.0m/s
【答案】C
【详解】C.设匀加速直线运动时的加速度大小为,时间为;匀减速直线运动时的加速度大小为,时间为;最大速度为。 由题意可知,总位移,总时间,且。根据匀变速直线运动的平均速度公式,全程位移可以表示为 解得最大速度 ,故C正确;AB.根据速度公式有, 因为,即, 又因为联立解得,匀加速的加速度大小,故AB错误;D.全程的平均速度,故D错误。故选C。
8.(2025-2026高一上·浙江省温州市浙南名校联盟·期中)测速仪B装有超声波发射和接收装置,A汽车从静止开始做匀加速直线运动并远离B。B发出超声波时,A、B相距,当B接收到反射波时,A、B相距。已知声速为,则汽车在这段时间内的平均速度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】设汽车运动的加速度为a,时间为t,则汽车运动的位移超声波来回的时间也为t,超声波做匀速直线运动,所以单程的时间为,汽车做初速度为零的匀加速运动,所以在单程时间内,汽车运动的位移为则超声波追上汽车时,经过的位移所以,得汽车的平均速度故选B。
9.(2025-2026高一上·浙江省台州市六校联盟-11月·期中)(多选)2025年10月17日15时08分,我国使用长征六号运载火箭,成功将千帆极轨18组卫星发射升空。某同学获取了该火箭点火瞬间与发射后t秒的照片,并测算出各点的实际距离,如图所示。假设火箭发射后t秒内沿竖直方向做匀加速直线运动,下列估算正确的是( )
A. 秒时,火箭的速度约为
B. t秒时,火箭的速度约为
C. 0~t秒内火箭的平均速度约为
D. 0~t秒内火箭的加速度约为
【答案】AD
【详解】C.由图可知,t秒内火箭上升的高度为,则0~t秒内火箭的平均速度约为,故C错误;A.由于匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故,故A正确;B.根据可知t秒时,火箭的速度为秒时的2倍,即,故B错误;D.根据,可得0~t秒内火箭的加速度约为,故D正确。故选AD。
10.(2025-2026高一上·浙江宁波六校-11月·期中)陕西省青少年陆地冰壶比赛中,运动员将冰壶投出后,冰壶在轨道上做匀减速直线运动,用时10s停止,最后1s内的位移大小为0.2m,则下列说法正确的是( )
A. 冰壶的初速度大小为6m/s
B. 冰壶第1s内的位移大小为4m
C. 冰壶全程的平均速度大小为2m/s
D. 冰壶的加速度大小为0.2m/s²
【答案】C
【详解】D.把冰壶匀减速到停止的过程,逆向看成初速度为0的匀加速直线运动,且最后1s内的位移大小为0.2m,根据匀加速直线运动位移公式,代入得,D错误;A.设运动初速度,逆向看是匀加速10s后的末速度,由,A错误;B.第1s内的位移用原运动公式,B错误;C.匀变速直线运动平均速度,C正确。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·浙江省嘉兴八校联盟·期中)如图所示,一物块以一定初速度沿固定斜面向上做匀变速直线运动,依次经过a、b、c到d点停止。已知,,在b点的速度为,物块从a到b和从b到c的时间相同。下列说法正确的是( )
A.
B. 滑块的加速度大小为
C. 滑块从c到d所用时间为
D. 滑块在a点速度大小为
【答案】D
【详解】B.因b点的速度等于ac的平均速度,即解得T=2s根据逐差法解得故B错误;D.从a到b,有解得故D正确;A.根据速度-位移时间公式,有则可知故A错误;C.根据位移-时间公式解得故C错误。故选D。
2.(2025-2026高一上·浙江杭州余二高·期中)子弹以初速度垂直射入叠在一起的20块相同木板,穿过第20块木板后速度变为0。如果子弹在木板中运动的总时间为t,可以把子弹视为质点,子弹在各块木板中运动的加速度都相同。下列说法正确的是( )
A. 子弹穿过第19块木板与第20块所用时间之比为1:2
B. 子弹穿过第20块木板所用的时间为
C. 子弹穿过第10块木板时速度为
D. 子弹穿过前 15块木板的平均速度
【答案】D
【详解】A.由题可知,子弹在各木板中运动的加速度都相同,且穿过第20块木板后速度变为0,所以子弹做的是匀减速运动,加速度的大小为。整个运动逆向思维可以看成是初速度为0的匀加速直线运动,加速度大小为。每块木板长度相同,将运动逆向后,第20和19块木板通过相同位移所用的时间之比为,故A错误;B.根据可知,通过木板宽度d,2d,3d...,20d,所用的时间之比为所以解得,故B错误;C.根据可知,通过木板宽度d,2d,3d...,20d前的速度之比为所以解得,故C错误;D.由C选项分析可知解得所以,子弹穿过前 15块木板的平均速度为,故D正确。故选D。
3.(2025-2026高一上·浙江绍兴第一中学龙山书院·期中)一辆小汽车在长为20m的平直桥面上提速,如图为小汽车在该段桥面上车速的平方(v2)与位移(x)的关系图,如小汽车视为质点,则小汽车通过该段桥面的加速度大小和时间分别为( )
A. 10m/s2,1s
B. 10m/s2,4s
C. 5m/s2,2s
D. 5m/s2,
【答案】C
【详解】根据解得根据图像得解得小车的运动时间为解得故选C。
4.(2025-2026高一上·浙江省五湖联盟-11月·期中)一升降机从静止开始以大小为a的加速度匀加速上升一段时间,接着匀速运动一段时间,再以大小为a的加速度做匀减速运动,直至速度为零,上升的总高度为H,在此过程中的最大速度为。关于升降机的运动下列说法正确的是( )
A. 加速上升的高度为
B. 匀速运动的时间为
C. 减速运动的时间为
D. 上升过程的总时间为
【答案】C
【详解】A.由匀加速直线运动速度与位移的关系式可得升降机加速上升的高度为,故A错误;B.由对称性可知升降机匀减速运动的位移和匀加速运动的位移相等,即故匀速运动的位移为所以升降机匀速运动的时间为,故B错误;C.由运动学公式可得匀加速运动的时间为由对称性可知升降机匀减速运动的时间和匀加速运动的时间相等,即,故C正确;D.上升过程的总时间为,故D错误。故选C。
5.(2025-2026高一上·浙江省嘉兴八校联盟·期中)一辆汽车以5m/s的初速度开始在平直公路上匀加速行驶,行驶75m后速度达到10m/s,求:
(1)汽车匀加速行驶中加速度的大小?
(2)汽车匀加速行驶所用的时间?
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 根据速度位移公式有代入数据解得
(2) 根据速度时间公式有代入数据解得
6.(2025-2026高一上·浙江杭州钱塘区杭四吴山·期中)2025年10月,由我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰“福建舰”进行了实战化电磁弹射起飞和降落训练。假设航空母舰的起飞跑道总长l=270m,电磁弹射区的长度l1=60m,若弹射装置可以辅助飞机在弹射区做加速度为30m/s2的匀加速直线运动,飞机离开电磁弹射区后继续在喷气式发动机推力作用下做匀加速直线运动,如图所示,从边沿离舰的起飞速度为80m/s,航空母舰始终处于静止状态,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)飞机经电磁弹射后获得的速度大小;
(2)飞机从静止到起飞所需时间;
(3)飞机在航母上降落时,需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80m/s,飞机钩住阻拦索后经2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动,此过程中飞机的加速度的大小及滑行的距离各是多少?
【答案】(1) (2) (3),
【讲解】(1) 弹射阶段,初速度为0,根据速度位移关系解得
(2) 弹射阶段时间为加速阶段,有,联立解得可得飞机从静止到起飞所需时间
(3) 飞机着舰时的速度为80m/s,根据速度时间关系可得可得飞机的加速度的大小为根据位移时间关系可得滑行的距离
7.(2025-2026高一上·浙江省台州市六校联盟-11月·期中)新能源汽车常用的智驾系统众多,如特斯拉的Autopilot与FSD、比亚迪“天神之眼”系列、华为ADS、吉利“千里浩瀚”等。这些智驾系统利用先进技术实现智能化驾驶,涵盖自动驾驶、智能停车等功能。新能源汽车的智驾系统能够自主决策紧急制动。某新能源汽车在初速度为v0=30m/s自主决策紧急制动测试中,制动距离为x=30m。如下图所示该车又在进行自主决策紧急制动测试,待测车以v1=10m/s沿直线CO匀速行驶,车上智驾系统突然探测到“儿童”以v2=2m/s恒定速度从前方停靠车辆车头A处窜出沿直线AB运动,智驾系统感知分析后实施紧急制动。已知LAO=4m,LBO=1.5m,LCO=20m,汽车制动过程视为匀减速直线运动,“儿童”视为质点。
(1)求紧急制动过程中的加速度大小;
(2)已知该车智驾系统反应时间(从探测到“儿童”到实施紧急制动)=0.3s,求该车停下时车头离O的距离;
(3)若系统经过=0.3s,出现系统故障未实施紧急制动,而是人为采取制动(人的反应时间=0.45s),汽车在“儿童”到达路边B处时,车头到达O点,则此次制动过程加速度为多大?
【答案】(1)15m/s2 (2)13.67m (3)3.75m/s2
【讲解】(1) 紧急制动过程中的加速度大小
(2) 该车停下时车头离O的距离
(3) “儿童”到达路边B处时用时间为汽车减速运动的位移为减速的时间为根据可知制动过程的加速度
8.(2025-2026高一上·浙江宁波六校-11月·期中)据悉,中国正在研发“不停站高铁”,方案之一是在高铁顶部设立吊舱,称为吊舱方案。如图所示,高铁列车在平直的铁轨上以288km/h的速度匀速行驶,在离站台3km处开始做匀减速运动,到达站台时刚好减到72km/h,进站吊舱B与高铁车分离,并在减速区停下,高铁车则与已在吊舱加速区加速到72km/h的出站吊舱A对接,并以进站时相同大小的加速度匀加速到288km/h。车厢、吊舱、站台均可看成质点,求
(1)高铁列车进站的加速度大小;
(2)目前,高铁列车仍采用停车方案进站。其以288km/h做匀减速运动,经100s后停下,停留5min供乘客上下车,之后以相同大小的加速度匀加速至288km/h。
①列车从开始减速到恢复正常行驶所通过的位移大小;
②对比停车方案,吊舱方案节省的时间。
【答案】(1)1m/s2 (2)①8000m;②355s
【讲解】(1) 高铁列车匀减速直线运动,,,由运动学公式解得
(2) 采用停车方案,列车进站用时,停靠用时。[1]采用停车方案,列车匀减速运动的位移停车方案中列车运动的总位移解得[2]停车方案中,列车进站、停靠、出站共用时吊舱方案中,列车至恢复正常行驶,运动的总位移要和停车方案运动相同位移,还需运动还需用时列车减速进站时间为,由运动学公式列车从开始减速到恢复正常行驶共用时节省时间为
9.(2025-2026高一上·浙江宁波北仑中学·期中)图甲为某建筑的自动感应门,门框上沿中央安装有传感器。当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移;当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭。图乙为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围。已知每扇门的宽度为,最大移动速度为;若门开启时先匀加速运动,而后立即做匀减速运动,且匀加速运动加速度大小和匀减速运动加速度大小相同,每扇门完全开启时速度刚好为零;移动的最大距离为1.0m,不计门及门框的厚度。
(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小;
(2)若小孩以的速度沿图中虚线S奔向感应门,要求小孩到达门框时左右门同时各自移动的距离,那么设定的传感器水平感应距离应为多少?
(3)若以(2)问中的感应距离设计感应门,欲搬运宽为的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线S垂直地匀速通过该门(如图丙),物体的移动速度不能超过多少?
【答案】(1);(2)3m;(3)2m/s
【详解】
(1)由题意可知,门先加速后减速,减速的时间与加速的时间是相等的,减速与加速的位移也是相等的,均为,由联立解得(2)要使单扇门打开均为匀加速直线运动过程,需要的时间为,则得人要在时间内到达门框处即可安全通过,所以人到门的距离联立解得(3)由题意,宽b的物体到达门框的过程中,每扇门至少要移动(大于)的距离,结合运动的特点可知,每扇门的运动都需要经过两个阶段:先匀加速运动位移为,而后又做匀减速运动,设减速的时间为,则该过程中门移动物体的宽度为1.75m,要通过感应门,即到达感应门处时,每扇门应打开门在匀减速阶段运动了此时感应门的速度满足计算得感应门在匀减速阶段运动的时间感应门运动的总时间因此,物体的移动速度应不超过
10.(2025-2026高一上·浙江省温州市浙南名校联盟·期中)目前,我国高铁列车进站采用停车进站方式,某高铁列车在平直的铁轨上以80m/s的速度做匀减速运动,经100s后停靠站点,停留供乘客上下车,之后以相同大小的加速度匀加速至。求:
(1)列车做匀减速运动的加速度大小;
(2)列车匀减速运动所通过的位移大小;
(3)据悉,中国正在研发“不停站高铁”,方案之一是在高铁顶部设立吊舱,称为吊舱方案。如图所示,高铁列车与吊舱B在平直的铁轨上以的速度匀速行驶,在离站台处开始做匀减速运动,到达站台时刚好减到,进站吊舱B与高铁车分离,并在减速区停下,高铁车则与已在吊舱加速区加速到20m/s的出站吊舱A对接,并以进站时相同大小的加速度匀加速到。车厢、吊舱、站台均可看成质点,求
①高铁列车与吊舱B进站的加速度大小;
②列车匀减速运动所需要的时间;
③对比停车进站方式,吊舱方案节省的时间。
【答案】(1) (2) (3)①;②;③
【讲解】(1) 列车采用停车方案匀减速直线运动,,列车进站用时,根据
(2) 列车匀减速运动的位移可得
(3) ① 列车采用吊舱方案匀减速直线运动,,,由运动学公式解得② 据可知③ 在停车方案中,列车进站、停靠、出站运动的总位移为,用时为停车方案中共用时间在吊舱方案中,列车有一段匀速距离匀速运动时间为总用时,所以节省时间为
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·浙江省五湖联盟-11月·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2.0cm的遮光条。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计数器记录了遮光条通过第一个光电门的时间,通过第二个光电门的时间,遮光条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t=2.50s。则滑块的加速度大小约为( )
A. 0.12m/s2
B. 12m/s2
C. 0.20m/s2
D. 0.24m/s2
2.(2025-2026高一上·浙江省卓越高中联盟-11月·期中)某同学用如图1所示装置测量做直线运动的滑块的瞬时速度和加速度。
实验器材:气垫导轨、滑块、宽度为的遮光条、光电门(含数字计时器)、刻度尺。
回答下列问题:
(1)从图2刻度尺上读出遮光条的宽度 cm。
(2)数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、,则滑块通过光电门1时的速度为 。(结果保留两位有效数字)
(3)从刻度尺上读出光电门1、2间的距离。
(4)气垫导轨上滑块的加速度 。(结果保留两位有效数字)
3.(2025-2026高一上·浙江省五湖联盟-11月·期中)(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,使用的打点计时器是一种( )
A. 测量位移的仪器 B. 记录运动时间的仪器
C. 测量速度的仪器 D. 测量加速度的仪器
(2)关于实验操作,下列说法正确的是( )
A. 应先释放小车,再启动打点计时器 B. 小车释放的位置离打点计时器越远越好
C. 释放小车和启动打点计时器的先后顺序对实验没有影响 D. 应先启动打点计时器,待打点稳定后再释放小车
(3)如图所示为一条实验打出的纸带,已知打点计时器频率为50Hz,每打5个点取一个计数点,图中A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点,用刻度尺测得x1=5.60cm,x2=6.60cm,x3=7.60cm,x4=8.60cm,x5=9.60cm,x6=10.60cm,则计数点B的速度为 m/s。(保留二位小数)
(4)根据数据可以判断小车做( )
A. 匀速直线运动 B. 匀减速直线运动
C. 匀加速直线运动 D. 无法确定
(5)若计时器实际频率为48Hz,则加速度的计算结果 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
4.(2025-2026高一上·浙江宁波六校-11月·期中)图中的甲、乙是高中物理实验中常用的两种打点计时器,请回答下面的问题:
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),电源采用的是 ;(填“交流”“交流”或“四节蓄电池”);
(2)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是 ;
A.
B.
C.
(3)该同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两点间的距离如图丙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
①试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,并填入下表中;(结果保留三位有效数字)
速度
数值
0.400
0.479
0.560
0.640
②将B、C、D、E、F对应的瞬时速度标在图丁所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ;
③由速度—时间图像可得小车的加速度为 。(结果保留两位小数)
5.(2025-2026高一上·浙江宁波镇海中学·期中)如图所示为实验室常用的两种计时器。
(1)其中图甲用的电源要求是( )
A. 交流220 V
B. 直流220 V
C. 交流4~6 V
D. 直流4~6 V
(2)使用打点计时器时,下列说法正确的是( )
A. 两种打点计时器使用时都必须用复写纸
B. 使用电磁打点计时器时必须把纸带压在复写纸的上面
C. 两种打点计时器使用时,都必须要先通电后释放纸带,纸带通过后立即关闭电源
6.(2025-2026高一上·浙江杭州钱塘区杭四吴山·期中)(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速运动,下图是经打点计时器打出纸带的一段,打点顺序是A、B、C、D、E,已知交流电频率为50Hz,纸带上每相邻两个计数点间还有4个打点未画出。现把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点A对齐。请回答以下问题:
(1)下列操作正确的有( );
A. 在释放小车前,小车要靠近打点计时器 B. 打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C. 应先接通电源,后释放小车 D. 电火花计时器应使用10V以下交流电源
(2)根据该同学打出的纸带我们可以判断小车与纸带的 (填“左”或“右”)端相连;
(3)打B这个计数点时纸带的瞬时速度vB= m/s。(结果保留两位有效数字);
(4)小车运动的加速度大小是 m/s2。
7.(2025-2026高一上·浙江宁波镇海中学·期中)在探究小车速度随时间变化的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点:
(1)B点的瞬时速度为 ;(结果保留两位有效数字)
(2)在A、B两点的时间间隔中,加速度是 ;(结果保留两位有效数字)
(3)若交流电的实际频率为52 Hz,则实验测得的加速度会 (填“偏大”或“偏小”),该误差 (填“能”或“不能”)通过多次测量来减小。
8.(2025-2026高一上·浙江衢州·期中)“探究小车速度随时间变化的规律”的实验(装置如图1),完成下列问题:
(1)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是______。
A. 电火花计时器使用的是8V交流电源 B. 纸带上打的点越密,说明小车运动得越快
C. 先释放小车,后接通打点计时器的电源 D. 打点计时器连续工作时间很短,应注意打点结束之后要立即关闭电源
(2)关于该实验,下列说法错误的是______。
A. 在释放小车前,小车要靠近打点计时器 B. 实验时,牵引小车的细绳必须平行于长木板
C. 打点计时器应固定在长木板有滑轮的一侧 D. 如果实际电源频率为55Hz,而计算时仍按50Hz计算,则速度的测量值偏小
(3)一位同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上选取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻两计数点间均有4个计时点未画出,则计数点F对应的瞬时速度是 m/s(计算结果保留3位有效数字)。
(4)另一位同学打了一条纸带后,将纸带上各点瞬时速度计算好后,通过wps表格软件的“平滑散点图”描点并作出v-t图像如图3,根据图像计算该小车加速度是 (计算结果保留3位有效数字)。
9.(2025-2026高一上·浙江杭州高中学·期中)实验题;如图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置,图乙是实验中使用的打点计时器。
(1)如图乙所示的打点计时器应使用电压为 V的 (选填“直流”或“交流”)电源;
(2)该实验过程中操作正确的是( )
A. 纸带应从墨粉纸盘的上方穿过 B. 实验开始时先接通打点计时器电源,后释放小车
C. 实验结束后先取下纸带,后关闭打点计时器电源
(3)将小车从靠近打点计时器处释放,经正确操作后获得一条如图丙所示的纸带,建立以计数点0为坐标原点的轴,各计数点的位置坐标分别为0、、、,则计数点 (选填“0”或“6”)更靠近小车与纸带的连接处;已知打点计时器的打点周期为,则相邻计数点的时间间隔为 ,写出小车经过计数点5时瞬时速度的表达式 ;小车加速度的表达式是下列选项中的 。
A. B. C.
10.(2025-2026高一上·浙江省温州市浙南名校联盟·期中)某同学利用如图甲所示装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)实验所用器材除电火花计时器、纸带、小车、一端带滑轮的长木板、细线、槽码外,还必须使用的器材是_____;
A. 学生电源 B. 刻度尺
C. 天平 D. 秒表
(2)该同学得到一条表示小车运动过程的纸带如图乙所示,发现纸带上的计时点偏离纸带中心位置,可能的原因是_____;
A. 长木板一端未垫高,小车在不挂槽码的情况下无法做匀速直线运动 B. 小车释放时未靠近打点计时器
C. 细线与长木板未保持平行 D. 电火花计时器没有固定好
(3)该同学正确调整实验装置后重新实验,获得如图丙所示的纸带。A、B、C、D、E纸带上选取的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出。打点计时器所用交流电源频率为,则小车的加速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
(4)实际上电源的频率为,那么(3)中计算的加速度大小将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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·浙江省嘉兴八校联盟·期中)猎豹由静止开始匀加速起跑,经过2s速度达到72km/h,则猎豹的加速度是( )
A. 36m/s2
B. 3.6m/s2
C. 10m/s2
D. 20m/s2
2.(2025-2026高一上·浙江宁波镇海中学·期中)如图所示,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。t=0时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。若第2 s末和第6 s末速度大小均为8 m/s,第4 s末速度大小为12 m/s,则( )
A. 运动员在第4 s末恰好经过B点
B. 运动员在第8 s末恰好停在C点
C. 运动员从A到B的距离大于从B到C的距离
D. 运动员在A到B的过程中平均速度大小为
3.(2025-2026高一上·浙江浙江省丽水五校·期中)冰壶(Curling),是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,被大家喻为冰上的“国际象棋”,为冬奥会比赛项目,它考验参赛者的体能与脑力,展现动静之美、取舍之智慧。在某次比赛中,冰壶以2m/s的速度被运动员水平推出后在冰面上做匀减速直线运动,1s末速度为1.8m/s,求:
(1)冰壶的加速度大小;
(2)冰壶的滑行时间;
(3)推出后11s内位移大小。
4.(2025-2026高一上·浙江宁波镇海中学·期中)宁波中心是当前浙江第一高楼,地下3层,地上80层,建筑高度409米,安装了浙江省最快的电梯。某游客从一楼电梯大厅乘电梯上升330 m到达某酒店客房,电梯启动时匀加速上升,加速度大小为,达到最大速度10 m/s后匀速运动,最后制动时匀减速上升,加速度大小为,g取,求:
(1)电梯加速到最大速度所用时间;
(2)从一楼到达酒店客房过程中,电梯在匀速运行阶段上升的高度;
(3)从一楼到达酒店客房过程中,电梯在整个运动过程的平均速度。
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·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器.假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为v时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间t,上浮到海面,速度恰好减为零.则“蚊龙号”在时刻距离海平面的深度为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2025-2026高一上·浙江杭州余二高·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a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10x,则( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025-2026高一上·浙江舟山·期中联考)(多选)某电动车刹车制动的位移x与时间t的关系为(各物理量均采用国际单位制单位),则该电动车( )
A. 加速度大小为
B. 前2s的位移是2m
C. 在第3s末停下来
D. 第2s内的位移是0.25m
4.(2025-2026高一上·浙江杭州·期中)(多选)推导匀变速直线运动的位移与时间的关系,我们会经历如下图从甲至丁的过程,最终得知匀变速直线运动位移大小可用灰色部分梯形面积来表示。该过程运用的思想方法有( )
A. 控制变量法
B. 微元思想
C. 极限思想
D. 比值定义法
5.(2025-2026高一上·浙江杭州及周边重点中学·期中)如图所示,记录了车辆制动后10s内的运动情况,每2s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m,若汽车的运动可以看作匀变速直线运动,则下列说法正确的是( )
A. 车辆10s末的速度为零
B. 车辆的加速度大小为
C. 车辆第4s末的瞬时速度大小为8m/s
D. 车辆全程的平均速度等于第4s末的瞬时速度
6.(2025-2026高一上·浙江省台州市六校联盟-11月·期中)如图所示为台州某游乐场内的一条由倾斜直轨道与水平直轨道顺滑连接组成的滑草轨道,一位游客坐上滑板从斜轨上端出发,经7s到达斜轨底端,再经4s停在水平直轨末端。此倾斜直轨与水平直轨的长度之比( )
A. 7∶4
B. 4∶7
C. 49∶16
D. 16∶49
7.(2025-2026高一上·浙江杭州钱塘区杭四吴山·期中)2025年10月在杭四中下沙校区的学生运动会上,首次有机器狗参加表演假设机器狗做了一次直线运动的表演,距离是60m,先由静止做匀加速直线运动,达到最大速度后立即做匀减速直线运动,最后停止,用时共12s,匀加速的加速度大小是匀减速的加速度大小的2倍。则在此次运动过程中,以下说法中正确的是( )
A. 匀加速的加速度大小为1.25m/s2
B. 匀加速的时间是8s
C. 最大速度是10m/s
D. 全程的平均速度是1.0m/s
8.(2025-2026高一上·浙江省温州市浙南名校联盟·期中)测速仪B装有超声波发射和接收装置,A汽车从静止开始做匀加速直线运动并远离B。B发出超声波时,A、B相距,当B接收到反射波时,A、B相距。已知声速为,则汽车在这段时间内的平均速度为( )
A.
B.
C.
D.
9.(2025-2026高一上·浙江省台州市六校联盟-11月·期中)(多选)2025年10月17日15时08分,我国使用长征六号运载火箭,成功将千帆极轨18组卫星发射升空。某同学获取了该火箭点火瞬间与发射后t秒的照片,并测算出各点的实际距离,如图所示。假设火箭发射后t秒内沿竖直方向做匀加速直线运动,下列估算正确的是( )
A. 秒时,火箭的速度约为
B. t秒时,火箭的速度约为
C. 0~t秒内火箭的平均速度约为
D. 0~t秒内火箭的加速度约为
10.(2025-2026高一上·浙江宁波六校-11月·期中)陕西省青少年陆地冰壶比赛中,运动员将冰壶投出后,冰壶在轨道上做匀减速直线运动,用时10s停止,最后1s内的位移大小为0.2m,则下列说法正确的是( )
A. 冰壶的初速度大小为6m/s
B. 冰壶第1s内的位移大小为4m
C. 冰壶全程的平均速度大小为2m/s
D. 冰壶的加速度大小为0.2m/s²
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·浙江省嘉兴八校联盟·期中)如图所示,一物块以一定初速度沿固定斜面向上做匀变速直线运动,依次经过a、b、c到d点停止。已知,,在b点的速度为,物块从a到b和从b到c的时间相同。下列说法正确的是( )
A.
B. 滑块的加速度大小为
C. 滑块从c到d所用时间为
D. 滑块在a点速度大小为
2.(2025-2026高一上·浙江杭州余二高·期中)子弹以初速度垂直射入叠在一起的20块相同木板,穿过第20块木板后速度变为0。如果子弹在木板中运动的总时间为t,可以把子弹视为质点,子弹在各块木板中运动的加速度都相同。下列说法正确的是( )
A. 子弹穿过第19块木板与第20块所用时间之比为1:2
B. 子弹穿过第20块木板所用的时间为
C. 子弹穿过第10块木板时速度为
D. 子弹穿过前 15块木板的平均速度
3.(2025-2026高一上·浙江绍兴第一中学龙山书院·期中)一辆小汽车在长为20m的平直桥面上提速,如图为小汽车在该段桥面上车速的平方(v2)与位移(x)的关系图,如小汽车视为质点,则小汽车通过该段桥面的加速度大小和时间分别为( )
A. 10m/s2,1s
B. 10m/s2,4s
C. 5m/s2,2s
D. 5m/s2,
4.(2025-2026高一上·浙江省五湖联盟-11月·期中)一升降机从静止开始以大小为a的加速度匀加速上升一段时间,接着匀速运动一段时间,再以大小为a的加速度做匀减速运动,直至速度为零,上升的总高度为H,在此过程中的最大速度为。关于升降机的运动下列说法正确的是( )
A. 加速上升的高度为
B. 匀速运动的时间为
C. 减速运动的时间为
D. 上升过程的总时间为
5.(2025-2026高一上·浙江省嘉兴八校联盟·期中)一辆汽车以5m/s的初速度开始在平直公路上匀加速行驶,行驶75m后速度达到10m/s,求:
(1)汽车匀加速行驶中加速度的大小?
(2)汽车匀加速行驶所用的时间?
6.(2025-2026高一上·浙江杭州钱塘区杭四吴山·期中)2025年10月,由我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰“福建舰”进行了实战化电磁弹射起飞和降落训练。假设航空母舰的起飞跑道总长l=270m,电磁弹射区的长度l1=60m,若弹射装置可以辅助飞机在弹射区做加速度为30m/s2的匀加速直线运动,飞机离开电磁弹射区后继续在喷气式发动机推力作用下做匀加速直线运动,如图所示,从边沿离舰的起飞速度为80m/s,航空母舰始终处于静止状态,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)飞机经电磁弹射后获得的速度大小;
(2)飞机从静止到起飞所需时间;
(3)飞机在航母上降落时,需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80m/s,飞机钩住阻拦索后经2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动,此过程中飞机的加速度的大小及滑行的距离各是多少?
7.(2025-2026高一上·浙江省台州市六校联盟-11月·期中)新能源汽车常用的智驾系统众多,如特斯拉的Autopilot与FSD、比亚迪“天神之眼”系列、华为ADS、吉利“千里浩瀚”等。这些智驾系统利用先进技术实现智能化驾驶,涵盖自动驾驶、智能停车等功能。新能源汽车的智驾系统能够自主决策紧急制动。某新能源汽车在初速度为v0=30m/s自主决策紧急制动测试中,制动距离为x=30m。如下图所示该车又在进行自主决策紧急制动测试,待测车以v1=10m/s沿直线CO匀速行驶,车上智驾系统突然探测到“儿童”以v2=2m/s恒定速度从前方停靠车辆车头A处窜出沿直线AB运动,智驾系统感知分析后实施紧急制动。已知LAO=4m,LBO=1.5m,LCO=20m,汽车制动过程视为匀减速直线运动,“儿童”视为质点。
(1)求紧急制动过程中的加速度大小;
(2)已知该车智驾系统反应时间(从探测到“儿童”到实施紧急制动)=0.3s,求该车停下时车头离O的距离;
(3)若系统经过=0.3s,出现系统故障未实施紧急制动,而是人为采取制动(人的反应时间=0.45s),汽车在“儿童”到达路边B处时,车头到达O点,则此次制动过程加速度为多大?
8.(2025-2026高一上·浙江宁波六校-11月·期中)据悉,中国正在研发“不停站高铁”,方案之一是在高铁顶部设立吊舱,称为吊舱方案。如图所示,高铁列车在平直的铁轨上以288km/h的速度匀速行驶,在离站台3km处开始做匀减速运动,到达站台时刚好减到72km/h,进站吊舱B与高铁车分离,并在减速区停下,高铁车则与已在吊舱加速区加速到72km/h的出站吊舱A对接,并以进站时相同大小的加速度匀加速到288km/h。车厢、吊舱、站台均可看成质点,求
(1)高铁列车进站的加速度大小;
(2)目前,高铁列车仍采用停车方案进站。其以288km/h做匀减速运动,经100s后停下,停留5min供乘客上下车,之后以相同大小的加速度匀加速至288km/h。
①列车从开始减速到恢复正常行驶所通过的位移大小;
②对比停车方案,吊舱方案节省的时间。
9.(2025-2026高一上·浙江宁波北仑中学·期中)图甲为某建筑的自动感应门,门框上沿中央安装有传感器。当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移;当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭。图乙为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围。已知每扇门的宽度为,最大移动速度为;若门开启时先匀加速运动,而后立即做匀减速运动,且匀加速运动加速度大小和匀减速运动加速度大小相同,每扇门完全开启时速度刚好为零;移动的最大距离为1.0m,不计门及门框的厚度。
(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小;
(2)若小孩以的速度沿图中虚线S奔向感应门,要求小孩到达门框时左右门同时各自移动的距离,那么设定的传感器水平感应距离应为多少?
(3)若以(2)问中的感应距离设计感应门,欲搬运宽为的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线S垂直地匀速通过该门(如图丙),物体的移动速度不能超过多少?
10.(2025-2026高一上·浙江省温州市浙南名校联盟·期中)目前,我国高铁列车进站采用停车进站方式,某高铁列车在平直的铁轨上以80m/s的速度做匀减速运动,经100s后停靠站点,停留供乘客上下车,之后以相同大小的加速度匀加速至。求:
(1)列车做匀减速运动的加速度大小;
(2)列车匀减速运动所通过的位移大小;
(3)据悉,中国正在研发“不停站高铁”,方案之一是在高铁顶部设立吊舱,称为吊舱方案。如图所示,高铁列车与吊舱B在平直的铁轨上以的速度匀速行驶,在离站台处开始做匀减速运动,到达站台时刚好减到,进站吊舱B与高铁车分离,并在减速区停下,高铁车则与已在吊舱加速区加速到20m/s的出站吊舱A对接,并以进站时相同大小的加速度匀加速到。车厢、吊舱、站台均可看成质点,求
①高铁列车与吊舱B进站的加速度大小;
②列车匀减速运动所需要的时间;
③对比停车进站方式,吊舱方案节省的时间。
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】A
2.【答案】①2.00(1.97~2.03)
②0.40.39.41
③0.60(0.57-0.63)
3.【答案】(1)B
(2)D
(3)0.61
(4)C
(5)偏大
4.【答案】①电火花计时器
②交流220V
③B
④0.721
⑤
↑v/(msl)
0.8
0.1
0.6
0.5
0.4
0.
00.10.20.30.40.50.6
⑥0.80(0.750.85范围内均可)
5.【答案】(1)A
(2)C
6.【答案】(1)AC
(2)左
(3)0.18.19
(4)0.60.59.61
7.【答案】(1)0.25
(2)0.80
(3)①偏小
②不能
8.【答案】(1)D
(2)C
(3)0.315.316.317.318.319.320
(4)0.810
811.812
9.【答案】(1)①220
②交流
(2)B
(3)①0
②
113
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X6-X4
5T
10T
④A
10.【答案】(1)B
(2)CD
(3)0.40.38.39.41.42
(4)偏
小
》
考点2匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】(1)0.2m/s2
(2)10s
(3)10m
4.【答案】(1)5s
(2)285m
(3)8.8m/s,方向竖直向上。
》
考点3匀变速直线运动的位移与时间的关系
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】AD
4.【答案】BC
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】c
8.【答案】B
9.【答案】AD
213
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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】D
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】(1)0.5m/s2
(2)10s
6.【答案】(1)60m/s
(2)5s
(3)32m/s2,100m
7.【答案】(1)15ms
(2)13.67m
(3)3.75m/s2
8.【答案】(1)1m/s2
(2)①8000m;②355s
9.【答案】(1)1m/s2;(2)3m;(3)2m/s
10.【答案】(1)0.8m/s2
(2)4000m
(3)①1m/s2:②60s:③355s
313