高中物理单元测试——第二章匀变速直线运动（较难版01）

高中物理单元测试 —— 第二章 匀变速直线运动（较难版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于匀变速直线运动下列说法正确的是（　　） A．匀变速直线运动加速度大小保持不变方向可以变化 B．匀变速直线运动中，速度是不变化的 C．匀变速直线运动在任意相等时间内，速度变化一定相等 D．匀变速直线运动在任意相等时间内，位置变化一定相等 2．（本题4分）关于物体做自由落体运动的描述，下列说法不正确的是（　　） A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B．物体下落的快慢与物体质量大小无关 C．在地球上同一地点，不同物体做自由落体运动的加速度相同 D．不同物体从空中同一高度处做自由落体运动，落地时的速度大小相同 3．（本题4分）下列情况会导致出现偶然误差的是（　　） A．刻度尺本身刻度不均匀 B．读数时视线与刻度线不垂直 C．用光电门测量瞬时速度时遮光片较宽 D．测量质量时天平底盘未调平 4．（本题4分）某探空火箭竖直起飞后不久发动机自动关闭，图为它起飞后一段时间内的图像，下列说法正确的是（　　） A．末火箭达到最高点 B．末火箭开始做减速运动 C．火箭在内的加速度大于在内的加速度 D．火箭在内的位移大于在内的位移 5．（本题4分）甲、乙两架无人机进行空中表演。甲起飞后，先以大小为的速度匀速竖直上升，时刻开始加速竖直上升，此后甲的图像如图所示，且时刻甲的速度大小为，在时间内甲上升的高度为；乙从时刻开始以大小为的初速度匀加速竖直上升，且时刻乙的速度大小也为，在时间内乙上升的高度为，则（　　） A． B． C． D．无法判断、的大小关系 6．（本题4分）为了制止高楼住户向窗外随意丢弃垃圾的陋习，某同学在自家（二楼）窗子上、下边框安装光电探测装置，利用自由落体运动规律推断丢弃垃圾的住户楼层。每层楼高3.2m，窗子上、下边框之间的距离为1.2m。某次光电探测装置检测到一下落物件经过该窗口的时间为0.03s。假设物件是从窗口静止下落的，重力加速度取，则估计丢弃物件的住户楼层是（　　） A．30楼 B．27楼 C．24楼 D．21楼 7．（本题4分）两辆完全相同的汽车，沿水平道路一前一后匀速行驶，速度均为。若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以加速度开始刹车。已知前车在刹车过程中所行驶的路程为，若要保证两辆车在上述情况中不发生碰撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）沿同一直线运动的A、B两物体，其位置x随时间t变化的图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．0-5s内，B物体的位移为5m B．两物体由同一位置开始运动，A比B早3s开始运动 C．5s末A、B相遇 D．从3s末开始，两物体运动方向相同，且B物体的速度较大 9．（本题6分）近日，武汉交通发展战略研究院发布了“武汉2035年市域轨道交通线路规划图”。根据规划，至2035年武汉将规划形成“环网交织、快线穿城、轴向放射”总规模1300公里的市域城市轨道交通网络，越来越多的市民选择地铁作为出行的交通工具。如图所示，时，列车由静止开始做匀加速直线运动，第一节车厢的前端恰好与站台边感应门的一根立柱对齐。时，第一节车厢末端恰好通过这根立柱所在位置，全部车厢通过立柱所用时间18s。设各节车厢的长度相等，不计车厢间距离。则（    ）    A．该列车共有9节车厢 B．第2个6s内有4节车厢通过这根立柱 C．最后一节车厢通过这根立柱的时间为 D．第4节车厢通过这根立柱的末速度大于整列车通过立柱的平均速度 10．（本题6分）甲、乙两车同时由静止从A点出发，沿直线AC运动。甲先以加速度做初速度为零的匀加速运动，到达B点后做加速度为的匀加速运动，到达C点时的速度为v；乙以加速度做初速度为零的匀加速运动，到达C点时的速度亦为v。若，则（    ） A．甲、乙有可能同时由A到达C B．甲、乙不可能同时由A到达C C．若，则甲先由A到达C D．若，则甲先由A到达C 三、实验题 11．（本题6分）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速滑下。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）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）计算打下D点和E点时，小车的速度分别为vD=___________m/s，vE=___________m/s。 12．（本题9分）在测量当地的重力加速度的实验中。A同学采用图甲所示的实验方案，直径为d的小铁球被电磁铁吸附在装置顶端处于静止状态，由于d较小，可以用小铁球通过光电门时的平均速度来表示瞬时速度。测出球心到光电门的高度为h，断开电磁铁电源，小铁球做自由落体运动，测得小铁球通过光电门的时间为Δt，多次改变h，重复上述实验。B同学采用图丙所示的实验方案，在同一竖直线上固定两个光电门，保持光电门1的位置及小球静止释放的位置O不变，移动光电门2改变两个光电门的距离，记录小球从光电门1运动到光电门2所经历的时间t及对应的两光电门的间距x。 (1)A同学的方案中小铁球通过光电门时的速度________（选用由题目所给物理量符号表示）； (2)A同学的方案中，A同学利用测量数据作出图像如图乙所示，并求得图像的斜率为k。则当地的重力加速度________（用k表示）； (3)B同学的方案中，B同学利用测量数据作出了图像如图丁所示，并求得图像的斜率为，纵轴截距为。当地的重力加速度________（用表示），小球自O点下落到光电门1的时间为________（用、表示）。 四、解答题 13．（本题10分）在2024年巴黎奥运会女子跳台跳水决赛中，中国选手陈芋汐、全红婵获得冠军。如图所示，跳台（不计厚度）离水面的高度为，跳水运动员（视为质点）竖直向上起跳的速度大小为，整个过程轨迹为一条竖直线。重力加速度大小为g，不计空气阻力，求 (1)运动员能上升的最大高度（相对水面）。 (2)运动员在空中的运动时间。 14．（本题13分）一辆汽车在平直公路上匀速行驶，司机突然发现前方有一辆静止的自行车，于是立即刹车。已知汽车在刹车后的第一个内的位移为，在第三个内位移为。求： (1)汽车刹车的初速度大小和加速度大小a； (2)汽车从刹车到完全停止所经过的总位移x； (3)假设刹车时，汽车与自行车的距离为。汽车刹车后，自行车开始以的加速度与汽车同向从静止开始做匀加速直线运动。请判断汽车是否会与自行车相撞，并给出理由．如果不会相撞，请计算两车之间的最小距离。 15．（本题16分）某快递公司使用无人机进行紧急药品配送。无人机到达目的地正上方后处于悬停状态，先竖直向下做匀加速运动，后速度达到，随即做匀速直线运动，距离地面时开始做匀减速运动，落地时恰好速度为零。求： (1)匀减速运动过程中加速度的大小； (2)做匀速直线运动的时间； (3)已知无人机加速和减速的最大加速度大小均为，要求落地时速度为零，求悬停到落地的最短时间。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第二章 匀变速直线运动（较难版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于匀变速直线运动下列说法正确的是（　　） A．匀变速直线运动加速度大小保持不变方向可以变化 B．匀变速直线运动中，速度是不变化的 C．匀变速直线运动在任意相等时间内，速度变化一定相等 D．匀变速直线运动在任意相等时间内，位置变化一定相等 【答案】C 【详解】A．匀变速直线运动的加速度大小和方向均保持不变，A错误； B．匀变速直线运动中，速度随时间均匀变化，B错误； C．根据 可知匀变速直线运动在任意相等时间内，速度变化一定相等，C正确； D．根据 匀变速直线运动在任意相等时间内，由于初速度不相同，可知通过的位移不相等，即位置变化不相等，D错误。 故选C。 2．（本题4分）关于物体做自由落体运动的描述，下列说法不正确的是（　　） A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B．物体下落的快慢与物体质量大小无关 C．在地球上同一地点，不同物体做自由落体运动的加速度相同 D．不同物体从空中同一高度处做自由落体运动，落地时的速度大小相同 【答案】A 【详解】A．自由落体运动需满足初速度为零且仅受重力，若物体竖直向下运动但存在初速度或空气阻力，则不是自由落体运动，故A错误，符合题意要求； B．自由落体运动的加速度与质量无关，下落快慢相同，故B正确，不符合题意要求； C．同一地点的重力加速度g相同，因此不同物体自由下落的加速度相同，故C正确，不符合题意要求； D．由公式可知，同一高度自由下落的物体，落地速度仅由高度和g决定，故D正确，不符合题意要求。 故选A。 3．（本题4分）下列情况会导致出现偶然误差的是（　　） A．刻度尺本身刻度不均匀 B．读数时视线与刻度线不垂直 C．用光电门测量瞬时速度时遮光片较宽 D．测量质量时天平底盘未调平 【答案】B 【详解】偶然误差是由于主观因素引起的误差，系统误差是由于客观因素引起的误差 A．刻度尺本身刻度不均匀,是系统误差，故A错误； B．读数时视线与刻度线不垂直，是偶然误差，故B正确； C．用光电门测量瞬时速度时遮光片较宽， 是系统误差，故C错误； D．测量质量时天平底盘未调平，是系统误差，故D错误。 故选B。 4．（本题4分）某探空火箭竖直起飞后不久发动机自动关闭，图为它起飞后一段时间内的图像，下列说法正确的是（　　） A．末火箭达到最高点 B．末火箭开始做减速运动 C．火箭在内的加速度大于在内的加速度 D．火箭在内的位移大于在内的位移 【答案】D 【详解】AB．火箭向上做匀加速运动，继续向上做匀减速运动，末火箭的速度为0，火箭达到最高点。故AB错误； C．图像的斜率表示物体的加速度，设火箭的最大速度为v，在内的加速度大小 在内的加速度大小 则火箭在内的加速度小于在内的加速度。故C错误。 D．火箭在内的位移 在内的位移 则火箭在内的位移大于在内的位移。故D正确。 故选D。 5．（本题4分）甲、乙两架无人机进行空中表演。甲起飞后，先以大小为的速度匀速竖直上升，时刻开始加速竖直上升，此后甲的图像如图所示，且时刻甲的速度大小为，在时间内甲上升的高度为；乙从时刻开始以大小为的初速度匀加速竖直上升，且时刻乙的速度大小也为，在时间内乙上升的高度为，则（　　） A． B． C． D．无法判断、的大小关系 【答案】B 【详解】对于乙无人机，从时刻开始以的初速度匀加速竖直上升，时刻速度为，根据匀变速直线运动平均速度公式，乙在时间内的位移 对于甲无人机，结合题意和图像，甲在时间内做变加速运动，初速度为，时刻速度为。由图像可知，加速度关于对称，即和时间内速度变化量相等，均为 故时刻甲的速度为。作出速度时间图像如下 由于加速度对称，速度关于点中心对称，结合图像面积代表位移可知，位移 综上所述，。 故选B。 6．（本题4分）为了制止高楼住户向窗外随意丢弃垃圾的陋习，某同学在自家（二楼）窗子上、下边框安装光电探测装置，利用自由落体运动规律推断丢弃垃圾的住户楼层。每层楼高3.2m，窗子上、下边框之间的距离为1.2m。某次光电探测装置检测到一下落物件经过该窗口的时间为0.03s。假设物件是从窗口静止下落的，重力加速度取，则估计丢弃物件的住户楼层是（　　） A．30楼 B．27楼 C．24楼 D．21楼 【答案】B 【详解】设下落物件经过窗子上边框时的速度为v，则窗子上、下边框之间的距离 其中， 解得 则下落物件开始下落时的位置到窗子上沿的高度为 则估计丢弃物件的住户楼层是 取整数为27。 故选 B。 7．（本题4分）两辆完全相同的汽车，沿水平道路一前一后匀速行驶，速度均为。若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以加速度开始刹车。已知前车在刹车过程中所行驶的路程为，若要保证两辆车在上述情况中不发生碰撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据运动学公式，前车以加速度刹车，行驶距离，刹车时间 后车在时间内匀速行驶距离 后车以加速度刹车，刹车距离 要保证两车不发生碰撞，初始距离需满足 代入得。 两车在匀速行驶时保持的距离至少应为。 故选A。 二、多选题 8．（本题6分）沿同一直线运动的A、B两物体，其位置x随时间t变化的图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．0-5s内，B物体的位移为5m B．两物体由同一位置开始运动，A比B早3s开始运动 C．5s末A、B相遇 D．从3s末开始，两物体运动方向相同，且B物体的速度较大 【答案】AC 【详解】A．由图像可知，0-5s内B物体由的位置移动到的位置，B物体的位移，故A正确； B．由图像可知，A比B晚3s开始运动，B物体由的位置开始运动，A物体由的位置开始运动， 两物体不是由同一位置开始运动，故B错误； C．由图像可知，5s末A、B在相同的位置，即5s末A、B相遇，故C正确； D．图像的斜率表示速度，斜率的正负代表运动方向，斜率绝对值代表速度大小。 由图像可知，从3s末开始，两直线斜率均为正值，则两物体运动方向相同，且B图像的斜率较小，则B物体的速度较小，故D错误。 故选AC。 9．（本题6分）近日，武汉交通发展战略研究院发布了“武汉2035年市域轨道交通线路规划图”。根据规划，至2035年武汉将规划形成“环网交织、快线穿城、轴向放射”总规模1300公里的市域城市轨道交通网络，越来越多的市民选择地铁作为出行的交通工具。如图所示，时，列车由静止开始做匀加速直线运动，第一节车厢的前端恰好与站台边感应门的一根立柱对齐。时，第一节车厢末端恰好通过这根立柱所在位置，全部车厢通过立柱所用时间18s。设各节车厢的长度相等，不计车厢间距离。则（    ）    A．该列车共有9节车厢 B．第2个6s内有4节车厢通过这根立柱 C．最后一节车厢通过这根立柱的时间为 D．第4节车厢通过这根立柱的末速度大于整列车通过立柱的平均速度 【答案】ACD 【详解】A．设这列火车共有n节，每节车厢长度为x，根据运动学公式 则 其中 ， 联立解得 该列车共有9节车厢，故A正确； B．根据初速度为零的匀加速直线运动规律，连续相等时间内位移的比例关系 可知第2个6s内有3节车厢通过这根立柱，故B错误； C．根据初速度为零的匀加速直线运动规律，连续相等位移内时间的比例关系 最后一节车厢通过这根立柱的时间为 故C正确； D．第4节车厢通过这根立柱的运动时间为12s，大于总时间的一半9s，则此时的速度大于中间时刻的瞬时速度，即大于整列车通过立柱的平均速度，故D正确。 故选ACD。 10．（本题6分）甲、乙两车同时由静止从A点出发，沿直线AC运动。甲先以加速度做初速度为零的匀加速运动，到达B点后做加速度为的匀加速运动，到达C点时的速度为v；乙以加速度做初速度为零的匀加速运动，到达C点时的速度亦为v。若，则（    ） A．甲、乙有可能同时由A到达C B．甲、乙不可能同时由A到达C C．若，则甲先由A到达C D．若，则甲先由A到达C 【答案】BD 【详解】作速度-时间图线分析。因为位移相等，末速度相等，所以：若a1>a3，则有a2<a3，其v-t图像如图1；若a1<a3，则有a2>a3，其v-t图像如图2。 AB．由图1、图2可知：无论a1>a3或a1<a3，t甲都不等于t乙，所以A错误、B正确； C．由图2可知：若a1<a3，则t甲>t乙，所以C错误； D．由图1可知：若a1>a3，则t甲<t乙，所以D正确。 故选BD。 三、实验题 11．（本题6分）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速滑下。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）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）计算打下D点和E点时，小车的速度分别为vD=___________m/s，vE=___________m/s。 【答案】 DCBA 0.9m/s 1.1m/s 【详解】（1）[1]实验中应先安装固定打点计时器，让纸带穿过限位孔，再将小车靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连，然后接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车，最后测量完毕，关闭电源，取出纸带。 故正确的顺序应为：DCBA （2）[2]相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则周期为 打下D点时，小车的速度为 [3]打下E点时，小车的速度为 12．（本题9分）在测量当地的重力加速度的实验中。A同学采用图甲所示的实验方案，直径为d的小铁球被电磁铁吸附在装置顶端处于静止状态，由于d较小，可以用小铁球通过光电门时的平均速度来表示瞬时速度。测出球心到光电门的高度为h，断开电磁铁电源，小铁球做自由落体运动，测得小铁球通过光电门的时间为Δt，多次改变h，重复上述实验。B同学采用图丙所示的实验方案，在同一竖直线上固定两个光电门，保持光电门1的位置及小球静止释放的位置O不变，移动光电门2改变两个光电门的距离，记录小球从光电门1运动到光电门2所经历的时间t及对应的两光电门的间距x。 (1)A同学的方案中小铁球通过光电门时的速度________（选用由题目所给物理量符号表示）； (2)A同学的方案中，A同学利用测量数据作出图像如图乙所示，并求得图像的斜率为k。则当地的重力加速度________（用k表示）； (3)B同学的方案中，B同学利用测量数据作出了图像如图丁所示，并求得图像的斜率为，纵轴截距为。当地的重力加速度________（用表示），小球自O点下落到光电门1的时间为________（用、表示）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由于小铁球直径d较小，经过光电门时的瞬时速度近似等于其平均速度，即 （2）小铁球自由下落，根据自由落体运动的规律可得 可知图像的斜率为 解得 （3）[1][2]设小球经过光电门1的速度为，根据匀变速直线运动规律可得 整理可得 因此在图像中，其纵截距 斜率为 联立解得， 四、解答题 13．（本题10分）在2024年巴黎奥运会女子跳台跳水决赛中，中国选手陈芋汐、全红婵获得冠军。如图所示，跳台（不计厚度）离水面的高度为，跳水运动员（视为质点）竖直向上起跳的速度大小为，整个过程轨迹为一条竖直线。重力加速度大小为g，不计空气阻力，求 (1)运动员能上升的最大高度（相对水面）。 (2)运动员在空中的运动时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）运动员从起跳至速度为零，上升的高度为h，则 运动员能上升的最大高度为 （2）运动员从起跳至最高点时间为 从最高点至水面时间为，有 解得 则运动员在空中的运动时间 14．（本题13分）一辆汽车在平直公路上匀速行驶，司机突然发现前方有一辆静止的自行车，于是立即刹车。已知汽车在刹车后的第一个内的位移为，在第三个内位移为。求： (1)汽车刹车的初速度大小和加速度大小a； (2)汽车从刹车到完全停止所经过的总位移x； (3)假设刹车时，汽车与自行车的距离为。汽车刹车后，自行车开始以的加速度与汽车同向从静止开始做匀加速直线运动。请判断汽车是否会与自行车相撞，并给出理由．如果不会相撞，请计算两车之间的最小距离。 【答案】(1)， (2) (3)不会相撞， 【详解】（1）假设汽车在第三个1.5s内停止运动，第一个1.5s内的位移 ① 汽车刹车到停止所用时间 第三个1.5s内的位移 ② 联立①②解得 ， 汽车刹车到停止所用时间 第三个1.5s末时刻为4.5s，刹车时间等于4.5s，说明假设成立。 （2）根据速度位移公式 汽车从刹车到完全停止，末速度 （3）汽车刹车1s后的速度 汽车刹车1s内的位移 自行车在后运动，设经过时间t'两者速度相等，自行车加速度，则有 解得 在内汽车的位移 自行车的位移 此时两者的距离 之后自行车的速度大于汽车的速度，两者距离会逐渐增大，所以汽车不会与自行车相撞，两车之间的最小距离为。 15．（本题16分）某快递公司使用无人机进行紧急药品配送。无人机到达目的地正上方后处于悬停状态，先竖直向下做匀加速运动，后速度达到，随即做匀速直线运动，距离地面时开始做匀减速运动，落地时恰好速度为零。求： (1)匀减速运动过程中加速度的大小； (2)做匀速直线运动的时间； (3)已知无人机加速和减速的最大加速度大小均为，要求落地时速度为零，求悬停到落地的最短时间。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）匀减速运动阶段有 代入数据，得 （2）匀加速运动阶段有 匀速运动阶段有， 代入数据，得 （3）无人机从悬停开始以最大加速度做匀加速直线运动至最大速度后再以最大加速度做匀减速直线运动至速度为零，恰好落到地面时运动时间最短。则有 代入数据，得 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $