高中物理单元测试——第二章匀变速直线运动的规律（较难版02）

高中物理单元测试 —— 第二章 匀变速直线运动的规律（较难版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）某汽车在起步阶段可简化为匀加速直线运动，做匀加速直线运动的物体，其加速度（　　） A．等于零 B．不等于零，且保持不变 C．逐渐增大 D．逐渐减小 2．（本题4分）现实生活中，若空气阻力较小时，可近似将物体只在重力作用下从静止开始下落的运动看作自由落体运动，则下列可看作自由落体运动的是（     ） A．挂在天花板上的灯泡因接口松动掉下 B．运动员击落空中飞行的飞碟 C．跳水运动员从跳板跃起下落 D．挂在屋檐的风铃被风吹落 3．（本题4分）2025年4月，全球首场人形机器人半程马拉松在亦庄成功举办。如图甲所示，时刻，a、b两个机器人并排在同一起跑线上，之后它们沿直道运动的图像如图乙所示，下列说法正确的是（     ） A．两个机器人同时开始运动 B．前内a机器人的平均速度大小为 C．末a机器人拉开b机器人的距离最远 D．内b机器人的加速度大小为 4．（本题4分）某同学把手机固定在身上蹦极，蹦极开始的瞬间打开手机中的加速度传感器。运动过程中，加速度传感器记录了该同学的加速度a随时间t变化的部分关系图像如图所示。忽略空气阻力，则该同学处在最低点的时刻是（　　） A． B． C． D． 5．（本题4分）在实验台桌面上有均匀刻度，两木块沿同一方向运动，用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录每次曝光时木块的位置如图所示（连续两次曝光的时间间隔是相等的）。由图可知两木块（    ） A．在时间内的某时刻速度相同 B．在时刻速度相同 C．在时间内的某时刻速度相同 D．在时刻速度相同 6．（本题4分）如图所示，用长为1.8m的轻绳的上下两端各拴一个小球A、B（均可视为质点），站在一定高处，用手捏住小球A、B，竖直悬挂，某时刻由静止释放小球A，测得两球先后落地的时间差为0.2s，不计空气阻力，重力加速度。则小球A的释放点到地面的高度为（　　） A．4.8m B．5m C．5.6m D．6m 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）甲、乙两质点运动的位移—时间图像如图中、所示，不考虑甲、乙碰撞，则下列说法中正确的是（     ） A．甲做曲线运动，乙做直线运动 B．乙质点在时间内做匀速直线运动 C．时间内，甲、乙两质点的位移相同 D．时间内，甲运动得快，在追赶乙 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）ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。汽车在进入ETC通道感应识别区前需要减速至5m/s，然后匀速通过感应识别区。甲、乙两车均以15m/s的速度行驶且均在进入ETC通道感应识别区前恰好减速至5m/s，减速过程的v—t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．t1时刻甲车的速度大于乙车的速度 B．0~t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同 C．t1时刻甲车的加速度小于乙车的加速度 D．0~t1时间内甲车的位移大于乙车的位移 三、实验题 11．（本题6分）某同学用图甲所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规律。 (1)在图乙打点计时器中安装纸带操作正确的是________； A．从向装入纸带 B．从向装入纸带 (2)实验过程中，下列实验操作正确的是________； A．先打开打点计时器电源，再释放小车 B．先释放小车，再打开打点计时器电源 C．先取下小车尾部的纸带，再断开电源开关 D．先断开电源开关，再取下小车尾部的纸带 (3)实验得到纸带和相关数据如图丙所示，图中相邻两个计数点的时间间隔均为。求打下点时小车的速度，填入下表________，并在图丁中作出小车的速度随时间变化的图像_______； 位置 A B C D E / 0.20 ________ 0.61 0.81 1.00 (4)某同学认为，测量图像中图线与时间轴的夹角，则的数值即为小车运动加速度大小，你是否认同该方法？请简要说明理由________________。 12．（本题9分）图甲是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图，他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。 (1)本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是（　　） A．等效替代法 B．理想实验法 C．极限思维法 (2)若测得遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为∆t，遮光条到光电门的距离为x，则滑块经过光电门时的速度v=______________（选用上述物理量的符号表示）。 (3)读出遮光条的长度d为____________cm。 (4)重复操作5次得到数据如下表（表中数据单位为m/s），求得滑块的平均速度v=_____________m/s（计算结果保留3位有效数字）。 v₁ v₂ v₃ v₄ v5 0.340 0.330 0.318 0.352 0.310 四、解答题 13．（本题10分）节日夜晚，礼花弹从35m高的楼顶边缘以某一初速度竖直向上飞出，到达最高点距楼顶45m处时未炸开，最后落在地面上，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求： (1)礼花弹初速度大小为多少？ (2)礼花弹在空中运动时间为多少秒？ 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）近年来无人机的应用领域日趋多样化，应用场景日趋多元化。某次运动会开幕式，学校利用无人机进行航拍。无人机从地面由静止开始先以加速度沿竖直方向匀加速上升，2s后达到最大速度，再以最大速度沿竖直方向匀速上升7.5s，然后以加速度沿竖直方向匀减速上升，3s后速度减为0，最后悬停于离地60m的高度进行航拍，重力加速度大小取，求： (1)无人机上升阶段的最大速度的大小； (2)某时刻正在悬停拍摄的无人机突然信号完全丢失，丢失信号后无人机开始做自由落体运动，恢复信号后在竖直方向匀减速运动能产生的最大加速度仍为a2，要使无人机能安全着地（着地速度近似为0），则无人机必须在信号丢失后多长时间以内恢复信号。 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 匀变速直线运动的规律（较难版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）某汽车在起步阶段可简化为匀加速直线运动，做匀加速直线运动的物体，其加速度（　　） A．等于零 B．不等于零，且保持不变 C．逐渐增大 D．逐渐减小 【答案】B 【详解】ABCD．汽车在起步阶段做匀加速直线运动，速度均匀增大，其加速度不等于零，且保持不变。故ACD错误，B正确。 故选B。 2．（本题4分）现实生活中，若空气阻力较小时，可近似将物体只在重力作用下从静止开始下落的运动看作自由落体运动，则下列可看作自由落体运动的是（     ） A．挂在天花板上的灯泡因接口松动掉下 B．运动员击落空中飞行的飞碟 C．跳水运动员从跳板跃起下落 D．挂在屋檐的风铃被风吹落 【答案】A 【详解】自由落体运动需满足两个核心条件：①初速度；②运动过程中仅受重力（空气阻力远小于重力时可忽略，合力近似等于重力）。 A．灯泡原本静止，接口松动掉下时初速度为0，下落过程中空气阻力远小于灯泡重力，可近似认为只受重力，符合自由落体运动条件，故A正确； B．空中飞行的飞碟本身具有不为零的初速度，被击落时初速度不为0，不符合自由落体初速度为0的条件，故B错误； C．运动员从跳板跃起时具有向上的初速度，不符合自由落体条件，故C错误； D．风铃被风吹落时受到风力作用，合力不只有重力，不符合仅受重力的条件，故D错误。 故选A。 3．（本题4分）2025年4月，全球首场人形机器人半程马拉松在亦庄成功举办。如图甲所示，时刻，a、b两个机器人并排在同一起跑线上，之后它们沿直道运动的图像如图乙所示，下列说法正确的是（     ） A．两个机器人同时开始运动 B．前内a机器人的平均速度大小为 C．末a机器人拉开b机器人的距离最远 D．内b机器人的加速度大小为 【答案】C 【详解】A．由图乙可知， a机器人先开始运动， b机器人时开始运动，故A错误； B．根据图像面积代表位移可知，前内a机器人的位移 则前内a 机器人的平均速度大小 故B错误； C． a、b两个机器人并排在同一起跑线上开始运动，由图可知，前内a机器人的速度大于b机器人的速度，两者之间的距离逐渐变大，直至末b机器人追上a机器人的速度，所以末a机器人拉开b机器人的距离最远，故C正确； D．根据图像斜率的物理意义，内b机器人的加速度大小为 故D错误。   故选C。 4．（本题4分）某同学把手机固定在身上蹦极，蹦极开始的瞬间打开手机中的加速度传感器。运动过程中，加速度传感器记录了该同学的加速度a随时间t变化的部分关系图像如图所示。忽略空气阻力，则该同学处在最低点的时刻是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由a-t图像可知，内，该同学向下加速运动，速度逐渐增大；时刻，速度达到最大值；内，继续向下运动，速度逐渐减小；时刻，速度减为零；内，反向加速，向上运动。因此，时刻该同学处于最低点。 故选B。 5．（本题4分）在实验台桌面上有均匀刻度，两木块沿同一方向运动，用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录每次曝光时木块的位置如图所示（连续两次曝光的时间间隔是相等的）。由图可知两木块（    ） A．在时间内的某时刻速度相同 B．在时刻速度相同 C．在时间内的某时刻速度相同 D．在时刻速度相同 【答案】C 【详解】设一小格为，连续两次曝光的时间间隔是，由图可得下面一个木块间隔均匀，则为匀速运动，速度 上面一个木块相同时间位移增量相同，则为匀加速运动，时刻为的中间时刻，则速度为 时刻为的中间时刻，则速度为 因为，可得两木块在时间内的某时刻速度相同。 故选C。 6．（本题4分）如图所示，用长为1.8m的轻绳的上下两端各拴一个小球A、B（均可视为质点），站在一定高处，用手捏住小球A、B，竖直悬挂，某时刻由静止释放小球A，测得两球先后落地的时间差为0.2s，不计空气阻力，重力加速度。则小球A的释放点到地面的高度为（　　） A．4.8m B．5m C．5.6m D．6m 【答案】B 【详解】设小球A的释放点到地面的高度为h，释放后两球都做自由落体运动，则有， 根据题意可知， 联立上式解得，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）甲、乙两质点运动的位移—时间图像如图中、所示，不考虑甲、乙碰撞，则下列说法中正确的是（     ） A．甲做曲线运动，乙做直线运动 B．乙质点在时间内做匀速直线运动 C．时间内，甲、乙两质点的位移相同 D．时间内，甲运动得快，在追赶乙 【答案】CD 【详解】A．位移—时间图像只能用于描述直线运动，所以甲、乙都做直线运动，故A错误； B．由题图可知乙质点在时间内位移不随时间变化，处于静止状态，故B错误； C．由题图可知甲、乙两质点在、时所处位置均相同，因此时间内，甲、乙两质点的位移相同，故C正确； D．根据图像的切线斜率绝对值表示速度大小，由题图可知时间内，甲运动得快，在追赶乙，故D正确。 故选CD。 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）ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。汽车在进入ETC通道感应识别区前需要减速至5m/s，然后匀速通过感应识别区。甲、乙两车均以15m/s的速度行驶且均在进入ETC通道感应识别区前恰好减速至5m/s，减速过程的v—t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．t1时刻甲车的速度大于乙车的速度 B．0~t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同 C．t1时刻甲车的加速度小于乙车的加速度 D．0~t1时间内甲车的位移大于乙车的位移 【答案】BD 【详解】AB．根据题图可知，t1时刻甲车的速度等于乙车的速度，0~t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同，故A错误，B正确； C．根据v-t图像切线的斜率表示加速度可知，t1时刻甲车的加速度大于乙车的加速度，故C错误； D．根据v-t图像与时间轴围成的面积表示位移可知，0~t1时间内甲车的位移大于乙车的位移，故D正确。 故选BD。 三、实验题 11．（本题6分）某同学用图甲所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规律。 (1)在图乙打点计时器中安装纸带操作正确的是________； A．从向装入纸带 B．从向装入纸带 (2)实验过程中，下列实验操作正确的是________； A．先打开打点计时器电源，再释放小车 B．先释放小车，再打开打点计时器电源 C．先取下小车尾部的纸带，再断开电源开关 D．先断开电源开关，再取下小车尾部的纸带 (3)实验得到纸带和相关数据如图丙所示，图中相邻两个计数点的时间间隔均为。求打下点时小车的速度，填入下表________，并在图丁中作出小车的速度随时间变化的图像_______； 位置 A B C D E / 0.20 ________ 0.61 0.81 1.00 (4)某同学认为，测量图像中图线与时间轴的夹角，则的数值即为小车运动加速度大小，你是否认同该方法？请简要说明理由________________。 【答案】(1)A (2)AD (3) 0.40 (4)图像横、纵坐标轴的标度（单位长度代表的物理量数值）不相同，图像直线与横轴夹角的正切值不等于图像斜率，不能用来计算加速度 【详解】（1）电火花打点计时器的纸带需要从限位孔中穿过，应从a向b装入纸带，让纸带位于墨粉纸盘下方，保证打点清晰。 故选A。 （2）使用打点计时器的规范操作是：先接通电源，待打点稳定后再释放小车，充分利用纸带打出足够多的点；实验结束后必须先断开电源，再取下纸带，避免计时器长时间空转损坏。 故选AD。 （3）[1]根据匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，B点的速度等于AC段的平均速度，即 [2]根据描点法可得小车的速度随时间变化的图像如图所示 （4）图像横、纵坐标轴的标度（单位长度代表的物理量数值）不相同，图像直线与横轴夹角的正切值不等于图像斜率，不能用来计算加速度。 12．（本题9分）图甲是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图，他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。 (1)本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是（　　） A．等效替代法 B．理想实验法 C．极限思维法 (2)若测得遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为∆t，遮光条到光电门的距离为x，则滑块经过光电门时的速度v=______________（选用上述物理量的符号表示）。 (3)读出遮光条的长度d为____________cm。 (4)重复操作5次得到数据如下表（表中数据单位为m/s），求得滑块的平均速度v=_____________m/s（计算结果保留3位有效数字）。 v₁ v₂ v₃ v₄ v5 0.340 0.330 0.318 0.352 0.310 【答案】(1)C (2) (3)1.50 (4)0.330 【详解】（1）在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度，采用的方法为极限思维法。 故选C。 （2）滑块经过光电门时的速度为 （3）刻度尺一小格为0.1cm，所以遮光条长度为1.50cm。 （4）滑块的平均速度为五次测量速度的平均值，即 四、解答题 13．（本题10分）节日夜晚，礼花弹从35m高的楼顶边缘以某一初速度竖直向上飞出，到达最高点距楼顶45m处时未炸开，最后落在地面上，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求： (1)礼花弹初速度大小为多少？ (2)礼花弹在空中运动时间为多少秒？ 【答案】(1) 30 m/s (2) 7 s 【详解】（1）设礼花弹飞出时速度为，竖直上抛最大高度为 解得 （2）设礼花弹在空中运动时间为，规定向上为正，则 其中，解得 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）近年来无人机的应用领域日趋多样化，应用场景日趋多元化。某次运动会开幕式，学校利用无人机进行航拍。无人机从地面由静止开始先以加速度沿竖直方向匀加速上升，2s后达到最大速度，再以最大速度沿竖直方向匀速上升7.5s，然后以加速度沿竖直方向匀减速上升，3s后速度减为0，最后悬停于离地60m的高度进行航拍，重力加速度大小取，求： (1)无人机上升阶段的最大速度的大小； (2)某时刻正在悬停拍摄的无人机突然信号完全丢失，丢失信号后无人机开始做自由落体运动，恢复信号后在竖直方向匀减速运动能产生的最大加速度仍为a2，要使无人机能安全着地（着地速度近似为0），则无人机必须在信号丢失后多长时间以内恢复信号。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设最大速度为v，匀加速阶段运动时间为t1，上升高度为h1，匀速阶段运动时间为t2，上升高度为h2，匀减速阶段运动时间为t3，上升高度为h3，则有，，， 联立解得 （2）根据加速度公式则有加速时的加速度大小为 减速时的加速度大小为 负号代表方向竖直向下，与运动方向相反。设自由落体下降时间为t4，匀减速下降时间为t5，落到地面时速度恰好减为0，则下落位移则有 下落时速度则有 解得，故必须在以内恢复信号。 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 $