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·甘肃靖远县第一中学·期中)若实验中,算出各点的时刻所对应的瞬时速度,计算加速度最合理的方法是( )
A. 根据实验数据画出图出图,量出倾斜角,由,求出加速度
B. 根据任意两点的速度用加速度公式算出加速度
C. 根据实验数据正确画出图,由图线上适当的两点对应的速度、时间,用加速度公式算出加速度
D. 依次算出通过连续两计数点的加速度,算出平均值作为小车的加速度
2.(2025-2026高一上·甘肃白银第一中学·期中)(多选)研究匀变速直线运动的实验中,打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上依次打下计数点1、2、3、4、5、6、7的间距如图所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出,测得s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.38cm,s4=2.88cm,s5=3.39cm,s6=3.87cm。
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是: (用字母填写)
(2)图中标出的相邻两点的时间间隔T= s;点4对应的瞬时速度大小为v4= m/s。(计算结果保留3位有效数字)
(3)图中纸带加速度大小为a= m/s2(计算结果保留3位有效数字)。
3.(2025-2026高一上·甘肃兰州西北中学·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的遮光条,如图所示,滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,两个光电门之间的距离是,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为。试计算:
(1)遮光条通过两个光电门的速度大小;
(2)滑块的加速度大小;
(3)滑块在两个光电门之间的平均速度大小。
4.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)某同学利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)电磁打点计时器是一种使用 (选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器,当电源的频率为50Hz时,它每隔 s打一次点;
(2)某同学实验中获得一条纸带,如图乙所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出,已知所用电源的频率为50Hz,则打B点时小车运动的速度大小 m/s,小车的加速度大小 ;(结果均保留两位有效数字)
(3)该同学通过纸带数据判断出小车做匀变速直线运动,做出该判断的理由是: 。
5.(2025-2026高一上·甘肃靖远县第一中学·期中)如图是某同学在做研究直线运动实验中获得的一条纸带。
①实验使用的是电磁打点计时器,则它使用的是低压 电源(填“交流”或“直流”)。当电源的频率是50Hz时,它每隔 s打一个点。
②下列实验操作正确的是( )
A、先接通电源,再释放纸带 B、先释放纸带,再接通电源
③ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s= ;C点对应的速度是 m/s (计算结果保留三位有效数字)。
6.(2025-2026高一上·甘肃酒泉·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。配套的数字计时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,遮光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔。
(1)滑块通过第一个光电门时的速度大小为 ,滑块的加速度大小为 。(结果均保留一位有效数字)
(2)为使速度的测量值更接近瞬时速度,正确的措施是_____。
A. 换用宽度更宽的遮光条
B. 换用宽度更窄的遮光条
C. 使滑块的释放点更靠近光电门
7.(2025-2026高一上·甘肃金昌某校·期中)某同学用如图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)释放被压缩的弹簧,弹出滑块,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的速度为 。
(2)从刻度尺上读出光电门1、2间的距离为。
(3)气垫导轨上滑块的加速度 (用含、、、的式子表示)。
8.(2025-2026高一上·甘肃金昌某校·期中)(多选)如图甲是某同学使用打点计时器研究匀变速直线运动的实验装置.请回答下面的问题:
(1)实验中有如下基本步骤,这些步骤正确的排列顺序为 ;
A.安装好纸带
B.把电磁打点计时器固定在桌子上
C.松开纸带让物体带着纸带运动
D.接通低压交流电源
E.取下纸带
F.断开开关
(2)根据所打的纸带可以不利用公式就能直接得到的物理量是 ;
A.平均速度 B.时间间隔
C.加速度 D.位移
(3)已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。如图乙所示为实验所打出的一段纸带,在顺次打出的点中,每5个打点间隔取1个计数点,分别记为A、B、C、D、E。相邻计数点间的距离已在图中标出,则打点计时器打下计数点C时,小车的瞬时速度v= m/s,小车的加速度a= m/s2。(保留两位小数)
9.(2025-2026高一上·甘肃西北师范大学附属中学·期中)(多选)在“研究匀变速直线运动”的实验中:
(1)本实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 。(填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
(2)实验过程中,下列做法正确的是 。
A.先释放小车带动纸带运动,再接通电源 B.先接通电源,再释放小车带动纸带运动
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)如图给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得:x11.40cm,x21.90cm,x32.38cm,x42.88cm,x53.39cm,x63.87cm。相邻两个计数点的时间间隔用t表示,那么:
①计数点3处的瞬时速度的大小是 m/s,加速度的大小是 m/s2(结果保留2位有效数字)
②在用打点计时器测定小车速度时,当使用电源频率低于50Hz时,若仍按50Hz来计算,则测得的加速度将比真实值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)
10.(2025-2026高一上·甘肃兰州多校·期中)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是( )
A. 先接通电源,后让纸带运动 B. 先让纸带运动,再接通电源
C. 让纸带运动的同时接通电源 D. 先让纸带运动或先接通电源都可以
(2)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动,下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。
①小车连接在纸带的 (选填:左端、右端);
②图中标出的相邻两计数点的时间间隔 s;
③计算在打下B点时小车的瞬时速度为 m/s(计算结果保留三位有效数字);
④如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从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、不变)。
⑤计算小车运动的加速度为 m/s2(计算结果保留三位有效数字)。
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·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
2.(2025-2026高一上·甘肃庆阳华池县第一中学-11月·期中)(多选)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20m/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5∶3∶1
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
3.(2025-2026高一上·甘肃兰州第五十八中学·期中)长为L的高速列车在平直轨道上正常行驶,速度为v0,要通过前方一长为2L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。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所用时间至少为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高一上·甘肃兰州第五十八中学·期中)2021年9月17日,神舟十二号圆满完成载人飞行任务后,返回舱顺利返回着陆。返回舱在距离地面10km时,速度大约为180m/s,先打开减速伞大约工作20s,让返回舱的速度减小到60m/s;再由主降落伞让返回舱速度继续减小,当距离地面只有lm时速度降到约3m/s;此时返回舱的4个着陆反推发动机点火工作,使返回舱再次减速,直到返回舱安全着陆。假设所有减速过程均可看作匀变速直线运动,则:
(1)减速伞工作20s的过程,返回舱的加速度约为多大?
(2)返回舱的速度由60m/s减小到3m/s过程中,下降的高度约为多少?
(3)若返回舱落地时的速度恰好为零,则最后1m的加速度约为多大?
5.(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。
6.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)某沿直线运动(东西方向)的小车其速度关于时间的表达式为(单位:t/s,),小车从零时刻开始计时后共运动了6s。以向东为正方向,试回答以下问题:
(1)小车在第3s末的速度大小和方向;
(2)小车在何时运动方向发生改变?
(3)描述小车在这6s内的运动方向(向东还是向西?)以及速度变化情况(两方面:①v增大还是减小?②v增大/减小得越来越快还是越来越慢?)。
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·甘肃金昌某校·期中)某质点的位移随时间变化的关系式为x = 4t − 2t2(m),则质点每秒内速度的变化量为( )
A. 2 m/s
B. −2 m/s
C. 4 m/s
D. −4 m/s
2.(2025-2026高一上·甘肃张掖民乐县第一中学·期中)假设某种战机从静止加速到最大速度720m/s所需的最短时间仅为90s,设该战机从静止开始做匀加速直线运动,则该战机从静止开始运动后100s内可以行进的最大距离为( )
A. 29km
B. 36km
C. 39.6km
D. 50.8km
3.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)质点做直线运动的位移与时间的关系为(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )
A. 第内的位移是
B. 前内的平均速度是
C. 任意相邻内的位移差都是
D. 任意内的速度增量都是
4.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)(多选)某物体初速度为4m/s,先做匀减速直线运动,减速至v=0后立即反向做匀加速直线运动,全程加速度大小为2m/s2,当物体位移大小为3m时,运动时间可能是( )
A. 1s
B. 3s
C. s
D. s
5.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)如图为港珠澳大桥上四段等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,则( )
A. 汽车通过ab的时间小于be的时间
B. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
D. 汽车通过b、c、d、e的速度大小之比为
6.(2025-2026高一上·甘肃酒泉·期中)(多选)关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A. 加速度大小不变的运动一定是匀变速直线运动
B. 匀变速直线运动是速度随时间均匀变化的运动
C. 若物体做匀变速直线运动,其运动方向可能发生改变
D. 若物体做初速度为零的匀加速直线运动,其位移与时间成正比
7.(2025-2026高一上·甘肃金昌某校·期中)(多选)如图所示,港珠澳大桥上四段110m的等跨钢箱连续梁桥,标记为a、b、c、d、e,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。则下列说法正确的是( )
A. 通过bc段的时间也为t
B. 通过ae段的时间为2t
C. 汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶2∶3∶4
D. 汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶∶∶2
8.(2025-2026高一上·甘肃·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,则( )
A.
B.
C.
D.
9.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻的速度为,经过t时间后速度变为,位移为x,则下列说法正确的是( )
A. 这段时间内的平均速度等于
B. 这段时间内中间时刻的瞬时速度等于
C. 这段位移内中间位置的瞬时速度小于
D. 这段位移内中间位置的瞬时速度大于
10.(2025-2026高一上·甘肃兰州第五十八中学·期中)航母阻拦索可将舰载机高速拦停,是舰载机名副其实的“生命线”。若我国一架歼-15舰载机在静止的辽宁号上着陆,在阻拦索的作用下做匀减速直线运动,速度从v减为0所用的时间为t,则该舰载机与阻拦索作用过程中速度从v减为0.5v通过的距离为( )
A.
B.
C.
D.
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·甘肃平凉·期中)中国第3艘航空母舰“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;在有电磁弹射系统时,系统给飞机一个弹射初速度v0之后,飞机匀加速到起飞速度v需要的距离为L,若;飞机两次匀加速的加速度相同。则弹射速度v0与起飞速度v之比为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)如图,若滑板运动员停止运动前的滑行可近似简化为匀变速直线运动,通过某一段距离AB的平均速度大小为9 m/s,最后停在 C点,已知: 则该运动员经过BC段的平均速度大小为( )
A. 5m/s
B. 4m/s
C. 3m/s
D. 2m/s
3.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)某实验小组为研究汽车的启动和制动性能,现用甲、乙两辆完全相同的汽车在同一平直的公路上分别进行实验。甲车从静止开始以加速度大小为加速到速度再以加速度大小为制动,直到停止;乙车从静止开始以加速度大小为加速到速度后立即以加速度大小为制动,直到停止。测得甲车与乙车全程的位移之比为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高一上·甘肃酒泉·期中)2025年3月,中国航天科工集团完成了全球首条超级高铁全尺寸测试。若推进器从静止开始做匀加速直线运动,第1个内速度的增加量为,第2个内速度的增加量为,则( )
A.
B.
C.
D. 2
5.(2025-2026高一上·甘肃张掖民乐县第一中学·期中)(多选)如图所示,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且刚好从木块C射出。已知子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,在木块中运动时加速度始终恒定。则下列说法正确的是( )
A. 子弹刚射出木块A时的速度大小为20m/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9∶4∶1
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A中
6.(2025-2026高一上·甘肃兰州第六十一中学·期中)酒后驾驶会导致许多安全隐患。酒后驾驶会使得驾驶员的反应时间变长,“反应时间”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间,表中“反应距离”是指“反应时间”内汽车行驶的距离;“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离。假设汽车以不同速度行驶时制动的加速度大小都相等。分析表中数据可知,下列说法中错误的是( )
速度
反应距离/m
制动距离/m
正常
酒后
正常
酒后
15
7.5
15.0
22.5
30.0
A. 驾驶员酒后反应时间比正常情况下慢0.5s
B. 若驾驶员酒后以25m/s的速度行驶时发现前方60m处有险情,则不能安全停车
C. 驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为
D. 若汽车的初速度翻倍,则制动距离也翻倍
7.(2025-2026高一上·甘肃兰州第六十一中学·期中)(多选)如图所示为港珠澳大桥上四段110m等跨钢箱连续梁桥。若汽车(可视为质点)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. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
B. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. 通过ce段的时间为
D. 汽车通过b、c、d、e的速度之比为
8.(2025-2026高一上·甘肃靖远县第一中学·期中)某游艇由静止开始运动,如图是其图线(为各点至起点的距离),游艇的加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
9.(2025-2026高一上·甘肃兰州兰州大学附属学校等多校·期中)物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点,所用时间为t,现在物体从A点由静止出发,先匀加速直线运动(加速度为a1)到某一最大速度vm后立即做匀减速直线运动(加速度大小为a2)至B点速度恰好减为0,所用时间仍为t。则物体的( )
A. vm只能为3v,与a1、a2的大小无关
B. vm可为许多值,与a1、a2的大小有关
C. a1、a2必须满足
D. a1、a2必须是一定的
10.(2025-2026高一上·甘肃·期中)甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,质点乙做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止,甲、乙两质点在运动过程中的位置x-v图像如图所示,虚线与对应的坐标轴垂直。下列说法正确的是( )
A. 图线a表示质点乙的运动
B. 质点甲的加速度大小为3m/s2
C. 质点乙的加速度大小为1m/s2
D. 开始运动后,两质点在x=6m处相遇
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·甘肃靖远县第一中学·期中)若实验中,算出各点的时刻所对应的瞬时速度,计算加速度最合理的方法是( )
A. 根据实验数据画出图出图,量出倾斜角,由,求出加速度
B. 根据任意两点的速度用加速度公式算出加速度
C. 根据实验数据正确画出图,由图线上适当的两点对应的速度、时间,用加速度公式算出加速度
D. 依次算出通过连续两计数点的加速度,算出平均值作为小车的加速度
【答案】C
【详解】A.由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一数据,可以画出倾角不同的许多图线,另外测量角度误差较大,A错误;B.在处理实验数据时,如果只使用其中两个数据,由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大,B错误;C.根据实验数据画出图象,考虑到误差,不可能是所有点都整齐的排成一条直线,连线时,应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧,这样图线上会舍弃误差较大的点,由图线上距离较大的两点所对应的速度及时间,用公式算出加速度,误差较小,C正确;D.依次算出通过连续两计数点的加速度,算出平均值;实际上平均值仅由始末两个速度决定,偶然误差也比较大,D错误。故选C。
2.(2025-2026高一上·甘肃白银第一中学·期中)(多选)研究匀变速直线运动的实验中,打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上依次打下计数点1、2、3、4、5、6、7的间距如图所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出,测得s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.38cm,s4=2.88cm,s5=3.39cm,s6=3.87cm。
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是: (用字母填写)
(2)图中标出的相邻两点的时间间隔T= s;点4对应的瞬时速度大小为v4= m/s。(计算结果保留3位有效数字)
(3)图中纸带加速度大小为a= m/s2(计算结果保留3位有效数字)。
【答案】① DCBA ② 0.100 ③ 0.263 ④ 0.496
【详解】
(1)[1]实验步骤如下:把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔;将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连;接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车;测量完毕,关闭电源,取出纸带.所以正确顺序是DCBA;
(2)[2][3]打点计时器的工作频率为50Hz,相邻两点之间还有4个记录点未画出,相邻两点的时间间隔点4对应的瞬时速度(3)[4]根据逐差法得纸带加速度
3.(2025-2026高一上·甘肃兰州西北中学·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的遮光条,如图所示,滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,两个光电门之间的距离是,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为。试计算:
(1)遮光条通过两个光电门的速度大小;
(2)滑块的加速度大小;
(3)滑块在两个光电门之间的平均速度大小。
【答案】(1)0.10m/s,0.30m/s (2) (3)0.20m/s
【讲解】(1) 遮光条通过第一个光电门速度遮光条通过第二个光电门速度(2) 滑块的加速度(3) 滑块在两个光电门之间的平均速度
4.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)某同学利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)电磁打点计时器是一种使用 (选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器,当电源的频率为50Hz时,它每隔 s打一次点;
(2)某同学实验中获得一条纸带,如图乙所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出,已知所用电源的频率为50Hz,则打B点时小车运动的速度大小 m/s,小车的加速度大小 ;(结果均保留两位有效数字)
(3)该同学通过纸带数据判断出小车做匀变速直线运动,做出该判断的理由是: 。
【答案】(1)① 交流 ② 0.02 (2)① 0.56 ② 2.0 (3)连续相等时间内位移之差近似相等(或者利用纸带数据作出图像,该图像为一条倾斜直线……类似答案都可以)
【讲解】(1) [1][2]电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,当电源的频率为50Hz时,有可知它每隔0.02 s打一次点。
(2) [1]相邻计数点间有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为打B点时小车运动的速度大小为[2]根据逐差法可得小车的加速度大小
(3) 该同学通过纸带数据判断出小车做匀变速直线运动,做出该判断的理由是连续相等时间内位移之差近似相等。
5.(2025-2026高一上·甘肃靖远县第一中学·期中)如图是某同学在做研究直线运动实验中获得的一条纸带。
①实验使用的是电磁打点计时器,则它使用的是低压 电源(填“交流”或“直流”)。当电源的频率是50Hz时,它每隔 s打一个点。
②下列实验操作正确的是( )
A、先接通电源,再释放纸带 B、先释放纸带,再接通电源
③ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s= ;C点对应的速度是 m/s (计算结果保留三位有效数字)。
【答案】① 交流 ② 0.02 ③ A ④ 0.68~0.72cm ⑤ 0.100
【详解】①[1][2]实验使用的是电磁打点计时器,则它使用的是低压交流电源。当电源的频率是50Hz时,它每隔0.02s打一个点。②[3]实验开始时要先接通电源,再释放纸带,以充分利用纸带,故选A。③[4]因每两个相邻计数点间有四个点没有画出,可知T=0.1s。从图中读出A、B两点间距s=0.70cm[5]C点对应的速度是
6.(2025-2026高一上·甘肃酒泉·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。配套的数字计时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,遮光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔。
(1)滑块通过第一个光电门时的速度大小为 ,滑块的加速度大小为 。(结果均保留一位有效数字)
(2)为使速度的测量值更接近瞬时速度,正确的措施是_____。
A. 换用宽度更宽的遮光条
B. 换用宽度更窄的遮光条
C. 使滑块的释放点更靠近光电门
【答案】(1)① 8 ② 5 (2)B
【讲解】(1) [1]根据光电门测速原理可知,滑块通过第一个光电门时的速度为滑块通过第二个光电门时的速度为[2]滑块的加速度为
(2) 根据时间越短,平均速度更接近该位置的瞬时速度可知,遮光条越窄越接近瞬时速度,滑块的释放点距离光电门越远,滑块经过光电门的时间越短,那么遮光条在挡光时间里的平均速度更接近该位置的瞬时速度。故选B。
7.(2025-2026高一上·甘肃金昌某校·期中)某同学用如图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)释放被压缩的弹簧,弹出滑块,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的速度为 。
(2)从刻度尺上读出光电门1、2间的距离为。
(3)气垫导轨上滑块的加速度 (用含、、、的式子表示)。
【答案】① ②
【详解】
(1)[1]由于遮光条的宽度较小,遮光条通过光电门的平均速度近似等于其通过光电门的瞬时速度,所以滑块通过光电门1的速度为(3)[2]同理,可得滑块通过光电门2的速度为光电门1、2间的距离为,则有联立求得滑块的加速度
8.(2025-2026高一上·甘肃金昌某校·期中)(多选)如图甲是某同学使用打点计时器研究匀变速直线运动的实验装置.请回答下面的问题:
(1)实验中有如下基本步骤,这些步骤正确的排列顺序为 ;
A.安装好纸带
B.把电磁打点计时器固定在桌子上
C.松开纸带让物体带着纸带运动
D.接通低压交流电源
E.取下纸带
F.断开开关
(2)根据所打的纸带可以不利用公式就能直接得到的物理量是 ;
A.平均速度 B.时间间隔
C.加速度 D.位移
(3)已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。如图乙所示为实验所打出的一段纸带,在顺次打出的点中,每5个打点间隔取1个计数点,分别记为A、B、C、D、E。相邻计数点间的距离已在图中标出,则打点计时器打下计数点C时,小车的瞬时速度v= m/s,小车的加速度a= m/s2。(保留两位小数)
【答案】① BADCFE ② BD ③ 0.30 ④ 0.40
【详解】
(1) [1]实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行,要符合事物发展规律,首先要固定打点计时器,安装纸带,接通电源按下脉冲输出开关,进行打点后再松开纸带,打点完成时一定要断开电源,取下纸带,故正确的操作步骤为BADCFE。
(2) [2]B.根据打点计时器打出的点数可以得出时间间隔,故B正确;D.利用刻度尺可以直接测量出位移,故D正确;AC.而加速度和平均速度不能直接得到,需要利用公式计算出,故AC错误。故选BD。
(3) [3][4]每5个打点间隔取1个计数点,可得计数点间的时间间隔为T=0.1s根据推论可知打下C点时小车的瞬时速度为根据公式△x=aT2可得
9.(2025-2026高一上·甘肃西北师范大学附属中学·期中)(多选)在“研究匀变速直线运动”的实验中:
(1)本实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 。(填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
(2)实验过程中,下列做法正确的是 。
A.先释放小车带动纸带运动,再接通电源 B.先接通电源,再释放小车带动纸带运动
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)如图给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得:x11.40cm,x21.90cm,x32.38cm,x42.88cm,x53.39cm,x63.87cm。相邻两个计数点的时间间隔用t表示,那么:
①计数点3处的瞬时速度的大小是 m/s,加速度的大小是 m/s2(结果保留2位有效数字)
②在用打点计时器测定小车速度时,当使用电源频率低于50Hz时,若仍按50Hz来计算,则测得的加速度将比真实值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)
【答案】① AC CA ② BD DB ③ 0.26 ④ 0.50 ⑤ 偏大
【详解】
(1)[1] 在“研究匀变速直线运动”的实验中,根据实验原理知,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,还必须使用的有电压合适的50Hz交流电源,用来计取每打一次点的时间间隔,读取时间,还需要刻度尺用来测量纸带长度。故选AC。
(2)[2] 实验过程中,应先将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,再接通电源,最后释放小车带动纸带运动。故选BD。
(3)[3] 计数点3处的瞬时速度的大小是[4] 由逐差法可算得加速度为 [5] 由推导公式周期和频率的关系可得故计算时,当使用电源频率低于50Hz时,若仍按50Hz来计算,f偏大,会导致加速度计算值偏大。
10.(2025-2026高一上·甘肃兰州多校·期中)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是( )
A. 先接通电源,后让纸带运动 B. 先让纸带运动,再接通电源
C. 让纸带运动的同时接通电源 D. 先让纸带运动或先接通电源都可以
(2)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动,下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。
①小车连接在纸带的 (选填:左端、右端);
②图中标出的相邻两计数点的时间间隔 s;
③计算在打下B点时小车的瞬时速度为 m/s(计算结果保留三位有效数字);
④如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从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、不变)。
⑤计算小车运动的加速度为 m/s2(计算结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)A (2)① 左端 ② 0.1 ③ 0.376 ④ 偏小 ⑤ 0.393
【讲解】(1) 为充分利用纸带,应先接通电源,后让纸带运动。故选A。
(2) ①[1]纸带做加速运动,在相等时间内通过的位移逐渐增大,故小车连接在纸带的左端;②[2]打点计时器的工作频率为f=50Hz每相邻两计数点之间还有4个点未画出,会有5个时间间隔,故相邻两计数点的时间间隔为③[3]打下B点时小车的瞬时速度为④[4]根据可知若频率从50Hz变成了60Hz,但仍按50Hz处理,则时间偏大,速度计算出来偏小。⑤[5]根据逐差法,小车运动的加速度为
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·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。
2.(2025-2026高一上·甘肃庆阳华池县第一中学-11月·期中)(多选)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20m/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5∶3∶1
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】AC
【详解】A.由题意可知,子弹在木块中运动可逆向看作初速度是零从右向左的匀加速直线运动,子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,设子弹的加速度大小为a,在每个木块中运动时间为t,由速度时间公式,可得可得子弹刚射出木块A时的速度vA大小为联立可得A正确;B.子弹刚射出木块B时的速度vB大小为解得子弹在木块A中运动的平均速度是子弹在木块B中运动的平均速度是可得B错误;C.由初速度等于零的匀加速直线运动,在连续相等时间内运动位移的比例关系可知,木块A、B、C的长度之比为5∶3∶1,C正确;D.设木块A的长度为5L,木块B的长度为3L,木块C的长度为L,若子弹射入木块A的初速度为30m/s时,由速度位移关系公式可得可得则有可得若子弹射入木块A的初速度变为20m/s,则子弹将停留在木块A中,D错误。故选AC。
3.(2025-2026高一上·甘肃兰州第五十八中学·期中)长为L的高速列车在平直轨道上正常行驶,速度为v0,要通过前方一长为2L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。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所用时间至少为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】由题可知,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过,即列车进隧道前必须减速到,则在隧道内匀速运动,有列车尾部出隧道后立即加速到v0,有则列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为故选B。
4.(2025-2026高一上·甘肃兰州第五十八中学·期中)2021年9月17日,神舟十二号圆满完成载人飞行任务后,返回舱顺利返回着陆。返回舱在距离地面10km时,速度大约为180m/s,先打开减速伞大约工作20s,让返回舱的速度减小到60m/s;再由主降落伞让返回舱速度继续减小,当距离地面只有lm时速度降到约3m/s;此时返回舱的4个着陆反推发动机点火工作,使返回舱再次减速,直到返回舱安全着陆。假设所有减速过程均可看作匀变速直线运动,则:
(1)减速伞工作20s的过程,返回舱的加速度约为多大?
(2)返回舱的速度由60m/s减小到3m/s过程中,下降的高度约为多少?
(3)若返回舱落地时的速度恰好为零,则最后1m的加速度约为多大?
【答案】(1);(2)7599m;(3)4.5m/s2
【详解】
(1)减速伞工作20s的过程,返回舱的加速度大小为(2)返回舱的速度由180m/s减小到60m/s过程中,下降的高度为返回舱的速度由60m/s减小到3m/s过程中,下降的高度为(3)若返回舱落地时的速度恰好为零,则最后1m的加速度大小为
5.(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
6.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)某沿直线运动(东西方向)的小车其速度关于时间的表达式为(单位:t/s,),小车从零时刻开始计时后共运动了6s。以向东为正方向,试回答以下问题:
(1)小车在第3s末的速度大小和方向;
(2)小车在何时运动方向发生改变?
(3)描述小车在这6s内的运动方向(向东还是向西?)以及速度变化情况(两方面:①v增大还是减小?②v增大/减小得越来越快还是越来越慢?)。
【答案】(1)速度大小为1 m/s,方向向西。 (2)在t=2s和t=4s时运动方向改变。 (3)运动方向:0-2s向东,2-4s向西,4-6s向东。
速度变化:大小变化:0-2s:速度减小;2-3s:速度增大;3-4s:速度减小;4-6s:速度增大。
变化快慢:0-2s:减小得越来越慢;
2-3s:增大得越来越慢;
3-4s:减小得越来越快;
4-6s:增大得越来越快。
【讲解】(1) 根据可知,小车在第3s末的速度即速度大小为1m/s,方向向西。
(2) 根据,则当v=0时,即解得t=2s或t=4s 即在t=2s和t=4s时运动方向改变。
(3) 运动方向:0-2s时,v>0,则速度向东,2-4s时,v<0,则速度向西,4-6s时,v>0,则速度向东。速度变化:大小变化:0-2s:速度减小;2-3s:速度增大;3-4s:速度减小;4-6s:速度增大。根据二次函数可知变化快慢:0-2s:减小得越来越慢;2-3s:增大得越来越慢;3-4s:减小得越来越快;4-6s:增大得越来越快。
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·甘肃金昌某校·期中)某质点的位移随时间变化的关系式为x = 4t − 2t2(m),则质点每秒内速度的变化量为( )
A. 2 m/s
B. −2 m/s
C. 4 m/s
D. −4 m/s
【答案】D
【详解】根据匀变速直线运动的位移时间关系与题干中对比,可得解得故质点每秒内速度的变化量为−4 m/s。故选D。
2.(2025-2026高一上·甘肃张掖民乐县第一中学·期中)假设某种战机从静止加速到最大速度720m/s所需的最短时间仅为90s,设该战机从静止开始做匀加速直线运动,则该战机从静止开始运动后100s内可以行进的最大距离为( )
A. 29km
B. 36km
C. 39.6km
D. 50.8km
【答案】C
【详解】由题知,该战机从静止开始做匀加速直线运动,加速到最大速度行进的距离为战机达到最大速度后,做匀速直线运动,时间为t2=t﹣t1=100s﹣90s=10s战机做匀速直线运动行进的距离为x2=vmt2=720×10m=7200m=7.2km则战机行进的最大距离为x=x1+x2=32.4km+7.2km=39.6km故选C。
3.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)质点做直线运动的位移与时间的关系为(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )
A. 第内的位移是
B. 前内的平均速度是
C. 任意相邻内的位移差都是
D. 任意内的速度增量都是
【答案】D
【详解】A.t=0时x0=2m,t=1s时所以第1s内的位移是故A错误;B.t=2s时前2s内的位移前2s内的平均速度故B错误;C.根据结合得由匀变速直线运动规律得故C错误;D.任意1s内速度增量故D正确。故选D。
4.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)(多选)某物体初速度为4m/s,先做匀减速直线运动,减速至v=0后立即反向做匀加速直线运动,全程加速度大小为2m/s2,当物体位移大小为3m时,运动时间可能是( )
A. 1s
B. 3s
C. s
D. s
【答案】ABD
【详解】当物体的位移为3m时,根据得可以得到或3s当物体的位移为时,根据得可以得到或(舍去)故选ABD。
5.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)如图为港珠澳大桥上四段等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,则( )
A. 汽车通过ab的时间小于be的时间
B. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
D. 汽车通过b、c、d、e的速度大小之比为
【答案】B
【详解】AB.汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,则有,可得则汽车通过ab的时间等于be的时间;可知b点对应时刻为ae段的中间时刻,根据匀变速直线运动规律可知,汽车通过b点的瞬时速度等于ae段的平均速度,故A错误,B正确;C.因为b点对应时刻不是ac段的中间时刻,所以汽车通过b点的瞬时速度不等于ac段的平均速度,故C错误;D.根据匀变速直线运动可得可知汽车通过b、c、d、e的速度大小之比为,故D错误。故选B。
6.(2025-2026高一上·甘肃酒泉·期中)(多选)关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A. 加速度大小不变的运动一定是匀变速直线运动
B. 匀变速直线运动是速度随时间均匀变化的运动
C. 若物体做匀变速直线运动,其运动方向可能发生改变
D. 若物体做初速度为零的匀加速直线运动,其位移与时间成正比
【答案】BC
【详解】A.匀变速直线运动的加速度必须大小和方向均恒定,而选项仅说明大小不变,未明确方向是否变化。若加速度方向改变(如大小不变但方向反向),则加速度不恒定,运动不是匀变速直线运动。故A错误。B.匀变速直线运动是速度随时间均匀变化的运动,故B正确;C.匀变速直线运动中,若物体速度减小到零后反向加速(如竖直上抛运动),运动方向会发生改变。故C正确;D.若物体做初速度为零的匀加速直线运动,,其位移与时间的平方成正比,故D错误。故选BC。
7.(2025-2026高一上·甘肃金昌某校·期中)(多选)如图所示,港珠澳大桥上四段110m的等跨钢箱连续梁桥,标记为a、b、c、d、e,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。则下列说法正确的是( )
A. 通过bc段的时间也为t
B. 通过ae段的时间为2t
C. 汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶2∶3∶4
D. 汽车通过b、c、d、e的速度之比为1∶∶∶2
【答案】BD
【详解】AB.根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知,通过连续相同的位移所用的时间之比为通过ab段的时间为t,可得出通过bc段的时间为通过ae段的时间为故A错误,B正确;CD.根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知,通过连续相等位移末速度之比为则汽车通过b、c、d、e的速度之比为故C错误;D正确。故选BD。
8.(2025-2026高一上·甘肃·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,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【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,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联立解得再根据解得BCD错误,A正确。故选A。
9.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻的速度为,经过t时间后速度变为,位移为x,则下列说法正确的是( )
A. 这段时间内的平均速度等于
B. 这段时间内中间时刻的瞬时速度等于
C. 这段位移内中间位置的瞬时速度小于
D. 这段位移内中间位置的瞬时速度大于
【答案】ABD
【详解】A.在匀变速直线运动中,平均速度的推论为:平均速度等于初末速度的算术平均值,即所以这段时间内的平均速度等于,故A正确;B.根据平均速度的定义式有又因为在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,所以这段时间内中间时刻的瞬时速度等于,即,故B正确;CD.设中间位置的瞬时速度为,根据匀变速直线运动的速度与位移的关系式可得,联立解得由A、B选项可知所以有即这段位移内中间位置的瞬时速度大于,故C错误,D正确。故选ABD。
10.(2025-2026高一上·甘肃兰州第五十八中学·期中)航母阻拦索可将舰载机高速拦停,是舰载机名副其实的“生命线”。若我国一架歼-15舰载机在静止的辽宁号上着陆,在阻拦索的作用下做匀减速直线运动,速度从v减为0所用的时间为t,则该舰载机与阻拦索作用过程中速度从v减为0.5v通过的距离为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】根据题意,速度从v减为0的总位移为从v减速到0可以反过来看成加速,从v减速到0.5v可看成后一半时间,初速度为0的匀变速直线运动连续相等时间位移比为1:3,故所求位移为故选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·甘肃平凉·期中)中国第3艘航空母舰“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;在有电磁弹射系统时,系统给飞机一个弹射初速度v0之后,飞机匀加速到起飞速度v需要的距离为L,若;飞机两次匀加速的加速度相同。则弹射速度v0与起飞速度v之比为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】设飞机两次匀加速的加速度为a,依题意舰载飞机从静止加速到起飞速度v时位移为L0,由匀变速直线运动速度位移关系依题意舰载飞机从v0加速到起飞速度v时位移为L,由匀变速直线运动速度位移关系联立解得故选C。
2.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)如图,若滑板运动员停止运动前的滑行可近似简化为匀变速直线运动,通过某一段距离AB的平均速度大小为9 m/s,最后停在 C点,已知: 则该运动员经过BC段的平均速度大小为( )
A. 5m/s
B. 4m/s
C. 3m/s
D. 2m/s
【答案】C
【详解】末速度为0的匀减速直线运动,可逆向为初速度为0的匀加速直线运动,第1T内、第2T内运动的位移比例为1:3, 可知在AB、BC段运动时间相同,AB段平均速度则BC段平均速度 故选C。
3.(2025-2026高一上·甘肃兰州外国语高中学·期中)某实验小组为研究汽车的启动和制动性能,现用甲、乙两辆完全相同的汽车在同一平直的公路上分别进行实验。甲车从静止开始以加速度大小为加速到速度再以加速度大小为制动,直到停止;乙车从静止开始以加速度大小为加速到速度后立即以加速度大小为制动,直到停止。测得甲车与乙车全程的位移之比为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】对甲车分析,可得其全程的位移为对乙车分析,可得其全程的位移为故甲车与乙车全程的位移之比为故选D。
4.(2025-2026高一上·甘肃酒泉·期中)2025年3月,中国航天科工集团完成了全球首条超级高铁全尺寸测试。若推进器从静止开始做匀加速直线运动,第1个内速度的增加量为,第2个内速度的增加量为,则( )
A.
B.
C.
D. 2
【答案】B
【详解】匀加速直线运动中,根据速度位移关系式。设加速度为a,第一个2km末速度v1=第二个2km末速度v2=速度增量Δv1= v1-0 =Δv2=v2-v1 = = 比值k==故选B。
5.(2025-2026高一上·甘肃张掖民乐县第一中学·期中)(多选)如图所示,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且刚好从木块C射出。已知子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,在木块中运动时加速度始终恒定。则下列说法正确的是( )
A. 子弹刚射出木块A时的速度大小为20m/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9∶4∶1
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A中
【答案】AD
【详解】A.由题意可知,子弹在木块中的运动可逆向看作初速度为零从右向左的匀加速直线运动。子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,设子弹的加速度大小为a,在每个木块中运动时间为t,由题可知解得子弹刚射出木块A时的速度vA大小为联立可得,故A正确;B.同理可知子弹刚射出木块B时的速度vB大小为解得子弹在木块A中运动的平均速度是子弹在木块B中运动的平均速度是可得,故B错误;C.由初速度等于零的匀加速直线运动,在连续相等时间内运动位移的比例关系可知,木块A、B、C的长度之比为5∶3∶1,故C错误;D.设木块A的长度为5L,木块B的长度为3L,木块C的长度为L,若子弹射入木块A的初速度为30m/s时,由速度位移关系公式可得解得则有可得,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A中,故D正确。故选AD。
6.(2025-2026高一上·甘肃兰州第六十一中学·期中)酒后驾驶会导致许多安全隐患。酒后驾驶会使得驾驶员的反应时间变长,“反应时间”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间,表中“反应距离”是指“反应时间”内汽车行驶的距离;“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离。假设汽车以不同速度行驶时制动的加速度大小都相等。分析表中数据可知,下列说法中错误的是( )
速度
反应距离/m
制动距离/m
正常
酒后
正常
酒后
15
7.5
15.0
22.5
30.0
A. 驾驶员酒后反应时间比正常情况下慢0.5s
B. 若驾驶员酒后以25m/s的速度行驶时发现前方60m处有险情,则不能安全停车
C. 驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为
D. 若汽车的初速度翻倍,则制动距离也翻倍
【答案】D
【详解】A.驾驶员在“反应时间”内做匀速直线运动,则正常反应时间为酒后反应时间为所以即驾驶员酒后反应时间比正常情况下慢,故A正确,不符合题意;BC.由表格可知,汽车以15m/s的速度行驶时匀减速过程的位移为所以汽车刹车的加速度大小为驾驶员酒后若以的速度行驶,则反应距离为匀减速的距离为故制动距离为所以若驾驶员酒后以25m/s的速度行驶时发现前方60m处有险情,则不能安全停车,故BC正确,不符合题意;D.当汽车的初速度为时,其制动距离为当汽车的初速度为时,其制动距离为由于所以汽车的初速度翻倍时,制动距离不是正好翻倍,故D错误,符合题意。故选D。
7.(2025-2026高一上·甘肃兰州第六十一中学·期中)(多选)如图所示为港珠澳大桥上四段110m等跨钢箱连续梁桥。若汽车(可视为质点)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. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
B. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. 通过ce段的时间为
D. 汽车通过b、c、d、e的速度之比为
【答案】AC
【详解】A.汽车由静止开始做匀加速直线运动,四段位移相等,则通过、、、所用的时间之比为,可知,通过时间总为,点为的中间时刻,故通过点的速度等于ae段全程的平均速度,故A正确;B.b点速度为ac段中间位置的瞬时速度,则有ac段的平均速度等于ac段中间时刻的瞬时速度,则有可知,ac段的平均速度小于b点的瞬时速度,故B错误;C.通过ab段的时间为t,结合上述可知,通过时间为故C正确;D.令,则有,,,解得故D错误。故选AC。
8.(2025-2026高一上·甘肃靖远县第一中学·期中)某游艇由静止开始运动,如图是其图线(为各点至起点的距离),游艇的加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】根据匀变速直线运动的速度—位移公式有可得由此可知在图像中,纵轴截距表示初速度的平方,斜率表示加速度,因此有故选D。
9.(2025-2026高一上·甘肃兰州兰州大学附属学校等多校·期中)物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点,所用时间为t,现在物体从A点由静止出发,先匀加速直线运动(加速度为a1)到某一最大速度vm后立即做匀减速直线运动(加速度大小为a2)至B点速度恰好减为0,所用时间仍为t。则物体的( )
A. vm只能为3v,与a1、a2的大小无关
B. vm可为许多值,与a1、a2的大小有关
C. a1、a2必须满足
D. a1、a2必须是一定的
【答案】C
【详解】A.由推导得,与、无关,但选项A中,故A错误;B.唯一为,并非多值,故B错误;C.匀加速运动的时间和匀减速运动的时间之和为,可得,故C正确;D.只要、满足C中关系即可,无需固定值,故D错误。故选C。
10.(2025-2026高一上·甘肃·期中)甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,质点乙做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止,甲、乙两质点在运动过程中的位置x-v图像如图所示,虚线与对应的坐标轴垂直。下列说法正确的是( )
A. 图线a表示质点乙的运动
B. 质点甲的加速度大小为3m/s2
C. 质点乙的加速度大小为1m/s2
D. 开始运动后,两质点在x=6m处相遇
【答案】C
【详解】A.根据图象可知,图象的速度随位移增大而增大,图象的速度随位移增大而减小,所以图象表示质点甲的运动,故A错误;BC.当时,乙的速度为,即质点乙的初速度,设质点乙、甲先后通过处时的速度均为,对质点甲①对质点乙②联立① ② 解得③当质点甲的速度、质点乙的速度时,两质点通过相同的位移均为,对质点甲④对质点乙⑤联立④ ⑤ 解得⑥联立③ ⑥ 解得,故B错误,C正确;D.图线、的交点表示两质点在同一位置,但不是同时,故D错误;故选C。
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】c
2.【答案】①DCBA
②0.100
③0.263
④0.496
3.【答案】(1)0.10m/s,0.30n/s
(2)0.067m/s2
(3)0.20m/s
4.【答案】(1)①交流
②0.02
(2)①0.56
②2.0
(3)连续相
等时间内位移之差近似相等(或者利用纸带数据作出V-t图像,该图像为一条倾斜直线..…类似答案都可
以)
5.【答案】①交流
②0.02
③A
④0.68-0.72cm
⑤0.100
6.【答案】(1)①8
②5
(2)B
7.【答案】①d
d21-1
8.【答案】①BADCFE
②BD
③0.30
④0.40
9.【答案】①ACCA
②BDDB
③0.26
④0.50
⑤偏大
10.【答案】(1)A
(2)①左端
②0.1
③0.376
④偏
小
⑤0.393
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】AC
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3.【答案】B
4.【答案】(1)6m/s2;(2)7599m:(3)4.5ms2
5.【答案】(1)5m/s2,2m/s2
(2)2.5m/s
(3)2.1875m
6.【答案】(1)速度大小为1m/s,方向向西。
(2)在=2s和=4s时运动方向改变。
(3)运动方向:0-2s向东,24s向西,4-6s向东。
速度变化:大小变化:0-2s:速度减小:2-3s:速度增大:3-4s:速度减小;4-6s:速度增大。
变化快慢:0-2s:减小得越来越慢;
2-3s:增大得越来越慢;
3-4s:减小得越来越快;
4-6s:增大得越来越快。
》
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】C
3.【答案】D
4.【答案】ABD
5.【答案】B
6.【答案】BC
7.【答案】BD
8.【答案】A
9.【答案】ABD
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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】C
2.【答案】c
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】AD
6.【答案】D
7.【答案】AC
8.【答案】D
9.【答案】c
10.【答案】C
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