高中物理单元测试——第二章匀变速直线运动（较难版02）

高中物理单元测试 —— 第二章 匀变速直线运动（较难版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）物体做匀加速直线运动，加速度为3m/s2，那么（    ） A．物体的末速度一定比初速度大3m/s B．每秒钟物体的速度增大3m/s C．第4s初的速度比第3s末的速度大3m/s D．第4s末的速度比第3s初的速度大3m/s 2．（本题4分）关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A．自由落体运动是物体在空气中从静止开始下落的运动 B．自由落体运动是初速度为0，加速度为重力加速度的匀加速直线运动 C．自由落体运动过程中，速度变化与时间成正比，位移与时间也成正比 D．在同一地点，轻重不同的物体做自由落体运动的加速度不同 3．（本题4分）加工某工件时，要求准确到0.001cm，根据这个要求，应该选用的工具是（　　） A．最小刻度是厘米的刻度尺 B．最小刻度是毫米的刻度尺 C．准确度可以达到0.1mm的游标卡尺 D．准确度可以达到0.01mm的螺旋测微器 4．（本题4分）具身智能机器人应用到精密制造生产线时，需要避免其加速度突变，以显著降低机械冲击。为实现这一目的，关于机器人图像的设计，下列选项最符合要求的是（     ） A． B． C． D． 5．（本题4分）某质点在t=0时刻从静止开始沿直线运动，运动的加速度a随时间t变化的规律如图所示，则在0~3t0时间内，下列说法正确的是（　　） A．质点做往复运动 B．质点做单向直线运动 C．t=t0时刻质点速度最大 D．t=3t0时刻质点速度最大 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）12月2日是全国交通安全日。拒绝强行超车，别让危险“超”前。让我们携手同行，共创文明交通，让路更畅，心更安。如图所示，B车以的速度匀速向右行驶，A车在B车后方处以相同的速度同向行驶，此时A车司机准备借对向车道匀加速超越B车，但A车司机发现对向车道与A车相距处的C车正迎面匀速驶来。已知A车加速度大小为，不计车身的长度及变道过程中车速的变化和位移的侧向变化。若A车司机依然选择超越B车，为避免与C车相撞，C车匀速的速度最大为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）随着无人驾驶汽车领域关键技术的不断突破，其应用在生产和生活中不断扩展。某次无人驾驶汽车在平直的封闭测试道路上进行测试时，车载计算机记录了汽车运动过程中的位置随时间变化的图像如图所示（其中段为直线）。下列说法正确的是（     ） A．时间内，汽车的加速度为0 B．时间内，汽车做匀加速运动 C．汽车在时间内的平均速度小于在时间内的平均速度 D．时间内，汽车做减速运动 9．（本题6分）如图所示，自来水管通过调节阀门每隔相同的时间T滴下一滴水，当第4滴水刚要滴下时。第1滴水刚好到达地面。已知管口到水平地面的高度为H，水滴均可视为质点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．图示状态第1滴水和第2滴水的间距为 B．图示状态第3滴水和第4滴水的间距为 C．当地的重力加速度大小为 D．图示状态第1滴水的速度大小为 10．（本题6分）质点在某段时间内运动的图像是一段抛物线，如图所示，关于0-t1和t1-t2两段时间内的运动，下列说法正确的是（　　） A．两段时间内的位移相同 B．两段时间内的加速度方向相同 C．两段时间内的平均速度大小相等 D．两段时间内的速度方向不同 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）据统计，开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍。一辆小轿车在平直公路上以某一速度匀速行驶时，司机低头看手机3s，相当于盲开60m，该车遇见紧急情况，紧急刹车的距离（从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离）至少是20m，根据以上提供的信息： (1)求汽车匀速行驶的速度和刹车的最大加速度大小； (2)若该车以108km/h的速度在高速公路上行驶时，前方120m处道路塌方，该司机因用手机微信抢红包3s后才发现危险，司机的反应时间为0.4s，刹车的加速度与（1）问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故？ 15．（本题16分）某救护车最佳状态为：加速时可以在40s内速度由0匀加速到，减速时可以在20s内速度由匀减速到0。假设某次为抢救病人，救护车以最佳状态不超速的前提下尽快救助病人，病人发病点至医院的道路笔直，距离为，限速，运动过程中救护车可以看成质点。求： (1)该救护车最佳状态下做匀加速直线运动的加速度大小； (2)救护车从静止开始运动将病人送达医院的最短时间； (3)若，救护车从静止开始运动将病人送达医院的最短时间。 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02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）物体做匀加速直线运动，加速度为3m/s2，那么（    ） A．物体的末速度一定比初速度大3m/s B．每秒钟物体的速度增大3m/s C．第4s初的速度比第3s末的速度大3m/s D．第4s末的速度比第3s初的速度大3m/s 【答案】B 【详解】A．据匀加速直线运动规律任意1s的末速度一定比这1秒的初速度大3m/s，但题目没有讲到时间，故A错误； B．因为物体做匀加速直线运动，椐速度变化规律可知每秒钟速度增大3m/s，故B正确； C．第3s末与第4s初是同一时刻，速度相等，故C错误； D．第3秒初到第4秒末的时间间隔为2s，所以第4秒末的速度比第3秒初的速度大6m/s，故D错误。 故选B。 2．（本题4分）关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A．自由落体运动是物体在空气中从静止开始下落的运动 B．自由落体运动是初速度为0，加速度为重力加速度的匀加速直线运动 C．自由落体运动过程中，速度变化与时间成正比，位移与时间也成正比 D．在同一地点，轻重不同的物体做自由落体运动的加速度不同 【答案】B 【详解】A．自由落体运动要求物体仅受重力作用，无空气阻力或其他外力干扰；在空气中下落时，空气阻力可能影响运动，故该描述不准确，故A错误； B．自由落体运动是初速度为0、加速度恒为的匀加速直线运动，符合定义和运动学特征，故B正确； C．自由落体运动中，速度变化，与时间成正比；但位移，与时间的平方成正比，而非与时间成正比，故C错误； D．在同一地点，重力加速度为常量，与物体质量无关（忽略空气阻力），故轻重不同的物体加速度相同，故D错误。 故选B。 3．（本题4分）加工某工件时，要求准确到0.001cm，根据这个要求，应该选用的工具是（　　） A．最小刻度是厘米的刻度尺 B．最小刻度是毫米的刻度尺 C．准确度可以达到0.1mm的游标卡尺 D．准确度可以达到0.01mm的螺旋测微器 【答案】D 【详解】因为0.001cm=0.01mm，所以最小刻度（准确度）应为0.01mm 故选D。 4．（本题4分）具身智能机器人应用到精密制造生产线时，需要避免其加速度突变，以显著降低机械冲击。为实现这一目的，关于机器人图像的设计，下列选项最符合要求的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】图像的斜率代表加速度。要求避免加速度突变，也就是要求图像的斜率不能出现突然的跳变，全程加速度要连续平缓变化 A．加速、减速阶段都是直线，斜率恒定，在速度从0开始加速、以及从匀速阶段切入减速的拐点处，斜率会发生突变，对应加速度突变，不符合要求，故A错误； B．全程图像是光滑的连续曲线，斜率（加速度）始终是连续平缓变化的，不存在加速度的突然跳变，完全符合避免加速度突变的要求，故B正确； C．加速段的后半段是倾斜直线、减速段的前半段也是倾斜直线，在直线和曲线衔接的位置，斜率会发生突变，对应加速度突变，不符合要求，故C错误； D．加速段是上凸的曲线，斜率（加速度）在加速过程持续减小到0，减速段是下凸的曲线，斜率（加速度的绝对值）持续增大再减小，在加速和匀速的衔接处、匀速和减速的衔接处，斜率会出现突变，对应加速度突变，不符合要求，故D错误。 故选B。 5．（本题4分）某质点在t=0时刻从静止开始沿直线运动，运动的加速度a随时间t变化的规律如图所示，则在0~3t0时间内，下列说法正确的是（　　） A．质点做往复运动 B．质点做单向直线运动 C．t=t0时刻质点速度最大 D．t=3t0时刻质点速度最大 【答案】B 【详解】AB．0~t0时间内，质点沿正方向做加速度增大的加速直线运动，t0~2t0时间内，质点沿正方向做加速度减小的加速直线运动，2t0~3t0时间内，质点沿正方向做加速度增大的减速直线运动，所以质点做单向直线运动，而不是往复运动，故A错误，B正确； CD．当质点的加速度为零时，速度达到最大，即t=2t0时刻质点速度最大，故CD错误。 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）12月2日是全国交通安全日。拒绝强行超车，别让危险“超”前。让我们携手同行，共创文明交通，让路更畅，心更安。如图所示，B车以的速度匀速向右行驶，A车在B车后方处以相同的速度同向行驶，此时A车司机准备借对向车道匀加速超越B车，但A车司机发现对向车道与A车相距处的C车正迎面匀速驶来。已知A车加速度大小为，不计车身的长度及变道过程中车速的变化和位移的侧向变化。若A车司机依然选择超越B车，为避免与C车相撞，C车匀速的速度最大为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A车超越B车过程，根据位移关系 解得 此时A、C两车相遇，则C的速度最大，根据位移关系 解得C车匀速的速度最大为 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）随着无人驾驶汽车领域关键技术的不断突破，其应用在生产和生活中不断扩展。某次无人驾驶汽车在平直的封闭测试道路上进行测试时，车载计算机记录了汽车运动过程中的位置随时间变化的图像如图所示（其中段为直线）。下列说法正确的是（     ） A．时间内，汽车的加速度为0 B．时间内，汽车做匀加速运动 C．汽车在时间内的平均速度小于在时间内的平均速度 D．时间内，汽车做减速运动 【答案】AD 【详解】AB．题目说明 OA 段为直线，在图像中，直线代表匀速直线运动，速度是恒定的，因此加速度为 0，故A正确，B错误； C．平均速度，两段时间都是 由图可知，位移，位移，且 因此，即平均速度更大，C错误； D．内，曲线逐渐平缓，斜率逐渐减小，说明速度逐渐减小，因此汽车做减速运动，D正确。 故选AD 。 9．（本题6分）如图所示，自来水管通过调节阀门每隔相同的时间T滴下一滴水，当第4滴水刚要滴下时。第1滴水刚好到达地面。已知管口到水平地面的高度为H，水滴均可视为质点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．图示状态第1滴水和第2滴水的间距为 B．图示状态第3滴水和第4滴水的间距为 C．当地的重力加速度大小为 D．图示状态第1滴水的速度大小为 【答案】AC 【详解】AB．相邻两滴水的时间间隔相等，根据自由落体相邻相等时间内的位移比为1:3:5可知，图示状态第1滴水和第2滴水的间距为 图示状态第3滴水和第4滴水的间距为 故A正确，B错误； C．由题意可知，每滴水落地所需时间为3T，则有 解得 故C正确； D．图示状态第1滴水的速度大小为 故D错误。 故选AC。 10．（本题6分）质点在某段时间内运动的图像是一段抛物线，如图所示，关于0-t1和t1-t2两段时间内的运动，下列说法正确的是（　　） A．两段时间内的位移相同 B．两段时间内的加速度方向相同 C．两段时间内的平均速度大小相等 D．两段时间内的速度方向不同 【答案】BD 【详解】A．v−t图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由题图可知，两段时间内面积大小不相等，故位移不相等，故A错误； B．v−t图像切线斜率表示加速度，由题图可知，两段时间图像上各点的切线斜率均为负，故加速度方向一致沿负向，加速度方向相同，故B正确； C．若质点做匀变速直线运动则0-t1时间内的平均速度大小为 由题图可知，时间内质点实际位移比做匀变速直线运动位移大，故平均速度 同理，在t1-t2时间内，若质点做匀变速直线运动，则平均速度大小为 由题图可知，在t1-t2时间内质点实际位移比做匀变速直线运动位移小，故平均速度大小为 所以两段时间内的平均速度大小不相等，故C错误； D．图像中v的正负表示运动方向，由题图可知，0-t1时间内，质点沿正向运动，t1-t2时间内，质点沿负向运动，故两段时间内的速度方向不同，故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）据统计，开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍。一辆小轿车在平直公路上以某一速度匀速行驶时，司机低头看手机3s，相当于盲开60m，该车遇见紧急情况，紧急刹车的距离（从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离）至少是20m，根据以上提供的信息： (1)求汽车匀速行驶的速度和刹车的最大加速度大小； (2)若该车以108km/h的速度在高速公路上行驶时，前方120m处道路塌方，该司机因用手机微信抢红包3s后才发现危险，司机的反应时间为0.4s，刹车的加速度与（1）问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故？ 【答案】(1)20m/s，10m/s2 (2)会 【详解】（1）汽车匀速行驶的速度大小为 根据速度位移关系可得 （2）汽车行驶的速度大小为 汽车停止运动的位移大小为 说明汽车是会发生交通事故。 15．（本题16分）某救护车最佳状态为：加速时可以在40s内速度由0匀加速到，减速时可以在20s内速度由匀减速到0。假设某次为抢救病人，救护车以最佳状态不超速的前提下尽快救助病人，病人发病点至医院的道路笔直，距离为，限速，运动过程中救护车可以看成质点。求： (1)该救护车最佳状态下做匀加速直线运动的加速度大小； (2)救护车从静止开始运动将病人送达医院的最短时间； (3)若，救护车从静止开始运动将病人送达医院的最短时间。 【答案】(1) (2)56s (3)30s 【详解】（1）该救护车加速时可以在40s内速度由0匀加速到，则该救护车最佳状态下做匀加速直线运动的加速度大小 （2）救护车以最佳状态不超速的前提下，加速至速度所需时间 该加速过程的位移 该救护车加速时可以在20s内速度由匀减速到0，则该救护车最佳状态下做匀减速直线运动的加速度大小 救护车速度由减至0所需时间 该减速过程的位移 所以救护车匀速阶段的位移 救护车匀速阶段的时间 所以救护车从静止开始运动将病人送达医院的最短时间 （3）若，则救护车先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，所需时间最短，根据位移关系有 又， 所需最短时间 解得 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 $