内容正文:
第2节 位移变化规律 (时间:40分钟 总分:81分)
(单选题每小题4分,多选题每小题6分)
◆ 知识点一 匀变速直线运动的位移—时间关系
1.一物体由静止开始做匀变速直线运动,在时间t内通过的位移为s,则它从出发开始经过4s的位移所用的时间为 ( )
A. B. C.2t D.4t
2.一个物体由静止开始做匀加速直线运动,第1 s末的速度达到4 m/s,则物体在第2 s内的位移是 ( )
A.6 m B.8 m
C.4 m D.1.6 m
3.一辆汽车以大小为2 m/s2的加速度做匀减速直线运动,经过2 s(汽车未停下),汽车行驶了36 m,则汽车开始减速时的速度是 ( )
A.9 m/s B.18 m/s
C.20 m/s D.12 m/s
4.[2023·福州五中高一月考] 汽车以6 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,突然遇到紧急情况而刹车,加速度大小为2 m/s2,则该汽车在4 s内的位移是 ( )
A.8 m B.40 m C.9 m D.27 m
5.做匀变速直线运动的物体的位移与时间的关系式为s=t+t2,则它的速度达到3 m/s所用的时间为 ( )
A.2.5 s B.1.25 s
C.3 s D.2.4 s
◆ 知识点二 匀变速直线运动的位移—速度关系
6.两小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动,若它们的初速度之比为1∶2,则它们运动的最大位移之比为 ( )
A.1∶2 B.1∶4
C.4∶1 D.2∶1
7.在交通事故分析中,刹车线的长度是很重要的依据.刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹.在某次交通事故中,汽车刹车线的长度是14 m,假设汽车刹车时的速度大小为14 m/s,则汽车刹车时的加速度大小为 ( )
A.7 m/s2 B.17 m/s2
C.14 m/s2 D.3.5 m/s2
8.一滑雪运动员由静止开始沿足够长的斜坡匀加速下滑.当下滑距离为l时,速度为v,则当他的速度为时,下滑的距离是 ( )
A. B. C. D.
9.[2023·龙岩一中高一月考] 由静止开始沿直线做匀加速运动的物体在最初3 s内的位移为45 m,则它在第4 s内的位移为 ( )
A.35 m B.63 m
C.15 m D.80 m
10.(多选)[2024·厦门三中高一月考] 2024年9月25日厦门市第三中学第56届田径运动会隆重开幕,在各班进行入场仪式表演时,摄影社李帅同学操控无人机进行拍摄,其前5 s内的v⁃t图像如图所示,下列对无人机在此段时间内运动的描述正确的是 ( )
A.无人机在1 s末到达最高点
B.0~1 s内无人机做匀速直线运动
C.无人机在3 s末速度最小
D.无人机上升的最大高度为6 m
11.[2024·三明一中高一月考] 已知汽车在高速公路上行驶的最大限速为120 km/h,由于雾霾的影响,某人开车在此段高速公路上行驶时,能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为50 m,该人的反应时间为0.5 s,汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5 m/s2,为安全行驶,汽车行驶的最大速度是 ( )
A.10 m/s B.15 m/s
C.20 m/s D.25 m/s
12.[2024·龙岩高一期末] 已知A、B、C为同一直线上的三点,A、B间的距离为l1,B、C间的距离为l2.一做匀加速直线运动的物体依次经过A、B、C三点,物体通过AB段的时间为t,通过BC段的时间为2t,则物体的加速度为 ( )
A. B.
C. D.
13.(3分)[2024·厦门三中高一月考] “空中轨道列车”(简称“空轨”)是缓解交通压力的重要举措.如图所示空轨从甲站沿直线到乙站,为了使旅客舒适,在加速和减速阶段,其加速度大小不能超过2.5 m/s2,行驶的最大速度为25 m/s.空轨从静止开始加速到最大速度的最短时间为 s,最短位移为 m.
14.(12分)[2024·泉州高一期末] 酒驾会导致安全隐患,因为人饮酒后反应时间(从发现情况到采取制动的时间)会变长,下表中“思考距离”是指驾驶员发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离,“制动距离”是指驾驶员发现情况到汽车停止时间内行驶的距离.假设汽车制动加速度恒定,分析表中的数据可知:
(1)(6分)驾驶员酒后反应时间比正常情况慢多少秒?
(2)(6分)汽车制动加速度的大小为多少?
速度(m/s)
思考距离(m)
制动距离(m)
正常
酒后
正常
酒后
15
7.5
15.0
22.5
30.0
15.(16分)[2024·沙县一中高一月考] 某中学举行了秋季田径运动会.如图所示,在高一年级4×100 m接力比赛中,甲、乙两同学在直跑道上完成交接棒(忽略交接棒时甲、乙间的距离),假设他们在奔跑时有相同的最大速度.乙从静止开始全力奔跑需跑出25 m才能达到最大速度,这一过程可看作匀变速直线运动,现在甲持棒以最大速度向乙奔来并在距离乙一定距离时向乙发出起跑指令(忽略指令传播时间),乙在接力区收到指令后由静止全力奔出.若要求乙接棒时奔跑速度达到最大速度的80%,则:
(1)(8分)乙在接力区需奔跑出多少距离?
(2)(8分)乙收到指令时距离甲多远?
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第2节 位移变化规律
1.C [解析] 由题意得s=at2,4s=at'2,解得t'=2t,故C正确.
2.A [解析] 根据速度公式有v1=at,解得a== m/s2=4 m/s2,第1 s末的速度等于第2 s初的速度,所以物体在第2 s内的位移s2=v1t+at2=4×1 m+×4×12 m=6 m,故A正确.
3.C [解析] 由位移公式s=v0t+at2,其中s=36 m,a=-2 m/s2,t=2 s,解得v0=20 m/s,C正确.
4.C [解析] 汽车减速为0所需的时间为t0==3 s<4 s,所以3 s末汽车的速度为0,汽车在4 s内运动的位移s=a=9 m,故C正确.
5.B [解析] 由公式s=t+t2与位移公式s=v0t+at2对比,可知v0=0.5 m/s,a=2 m/s2,所以t== s=1.25 s,故选B.
6.B [解析] 小车的末速度为0,由-=2as,可得==,选项B正确.
7.A [解析] 以汽车开始刹车时的速度方向为正方向,由0-=2as,解得a==-7 m/s2,A正确.
8.C [解析] 由v2=2al,解得l=;当速度为时,有=2al1,解得l1==,C正确.
9.A [解析] 根据位移公式得s=at2,解得a=10 m/s2,则第4 s内的位移s4=a-s3=×10×42 m-45 m=35 m,故A正确.
10.CD [解析] 由图可知,无人机在0~3 s内上升,3~5 s内下降,则无人机在3 s末到达最高点,由v⁃t图线的面积表示位移可知,上升的最大高度为h=×4×3 m=6 m,故A错误,D正确;由v⁃t图线的斜率表示加速度可知,0~1 s内无人机做匀加速直线运动,故B错误;t=3 s时,速度为零,此时最小,故C正确.
11.C [解析] 设汽车行驶的最大速度为v,反应时间为t0,汽车遇到紧急情况刹车时,安全位移为s=50 m,根据s=vt0+,可得v=20 m/s,故选C.
12.C [解析] 设通过A点时速度为v,则由位移公式可得l1=vt+at2,l1+l2=v(t+2t)+a(t+2t)2,联立解得a=,故C正确.
13.10 125
[解析] 由v=at可知,加速到最大速度所需要的最短时间为t1== s=10 s,由v2=2as可知空轨从静止开始加速到最大速度的最短位移为s== m=125 m.
14.(1)0.5 s (2)7.5 m/s2
[解析] (1)驾驶员酒后反应时间比正常情况慢Δt== s=0.5 s.
(2)汽车制动加速度的大小为a== m/s2=7.5 m/s2.
15.(1)16 m (2)24 m
[解析] (1)乙达到最大速度时,有=2asm
乙达到最大速度的80%时,有(0.8vm)2=2as乙
联立解得s乙=16 m
(2)设乙加速至交接棒所用时间为t,有
s乙=·t=16 m
则s甲=vmt=40 m
所以乙收到指令时距离甲Δs=s甲-s乙=24 m
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