高中物理人教版第二章勻變速直線運動的研究 2023年第二章單元測試卷及答案

衡陽縣一中高一物理第二章《勻變速直線運動的研究》測試卷本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘．學號________姓名________分數(shù)________第Ⅰ卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本大題共14小題，每題4分，滿分56分．在每小題給出的選項中，第1題和第10題有多個選項正確．全部選對的得4分，選不全的得2分，有錯選或不選的得0分，其余的題只有一個選項正確。)1．在物理學的重大發(fā)現(xiàn)中，科學家總結出了許多物理學方法，如理想實驗法、控制變量法、極限思維法、類比法、科學假說法和建立物理模型法等，以下關于物理學研究方法的敘述中正確的是（）ABDA．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質點來代替物體的方法叫建立物理模型法B．根據(jù)速度的定義式，當Δt非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義運用了極限思維法C．伽利略為了探究自由落體的規(guī)律，將落體實驗轉化為著名的“斜面實驗”，這運用了類比法D．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程等分成很多小段，每小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里運用了微元法2．某同學在實驗室做了如圖所示的實驗，鐵質小球被電磁鐵吸附，斷開電磁鐵的電源，小球自由下落，已知小球的直徑為0.5cm，該同學從計時器上讀出小球通過光電門的時間為×10－3s，g取10m/s2，則小球開始下落的位置距光電門的距離為（）BA．1m B．1.25mC．0.4m D．1.5m【解析】小球通過光電門的時間很短，這段時間內的平均速度可看成瞬時速度，v＝eq\f(x,t)＝5m/s，由自由落體運動規(guī)律可知h＝eq\f(v2,2g)＝1.25m，B正確．【答案】B3．一物體以初速度v0＝20m/s沿光滑斜面勻減速向上滑動，當上滑距離x0＝30m時，速度減為10mA．40mB．50mC．32【答案】A【解析】根據(jù)v2－veq\o\al(2,0)＝2ax求出物體的加速度為a＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,2)))2－v\o\al(2,0),2x0)＝eq\f(102－202,2×30)m/s2＝－5m/s2，物體到達斜面頂部時速度為0，則斜面長度L＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a)＝40m，選項A正確，選項BCD錯誤．4．一個質點做方向不變的直線運動，加速度的方向始終與速度方向相同，但加速度大小逐漸減小直至為零，則在此過程中（）BA．速度逐漸減小，當加速度減小到零時，速度達到最小值B．速度逐漸增大，當加速度減小到零時，速度達到最大值C．位移逐漸增大，當加速度減小到零時，位移將不再增大D．位移逐漸減小，當加速度減小到零時，位移達到最小值5．一物體從靜止開始運動，其速度—時間圖象如圖所示，那么物體在0～t0和t0～2t0兩段時間內（）BA．加速度大小之比為1∶1B．位移大小之比為1∶1C．平均速度大小之比為2∶1D．平均速度大小之比為1∶2【答案】B【解析】由圖象可得，a1＝eq\f(v0,t0)，a2＝eq\f(－2v0－v0,t0)＝－eq\f(3v0,t0)，eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(a1,a2)))＝eq\f(1,3)，選項A錯誤.eq\f(x1,x2)＝eq\f(\f(v0,2)t0,\f(2v0,2)×\f(2,3)t0－\f(v0,2)×\f(1,3)t0)＝eq\f(1,1)，選項B正確．根據(jù)勻變速直線運動推論可知：eq\o(v,\s\up6(－))1＝eq\o(v,\s\up6(－))2＝eq\f(v0,2)，選項CD錯誤．6．一質點從t＝0開始沿x軸做直線運動，其位置坐標與時間的關系式為x＝2t3－8t＋1(x和t的單位分別為m和s)，則下列說法中正確的是（）DA．質點一直向x軸正方向運動B．質點做勻變速直線運動C．質點在第2s內的平均速度的大小為3m/sD．質點在前2s內的位移為零【解析】利用位置坐標與時間的關系得出各個時刻的位置坐標，可知A錯誤．由勻變速直線運動的位移與時間的關系式可知B錯誤．根據(jù)平均速度的定義式結合題目所給關系式可知，質點在第2s內的平均速度的大小不是3m/s，C錯誤．t＝0時x0＝1m；t1＝1s時x1＝－5m；t2＝2s時x2＝1m；故D正確．【答案】D7．從同一高度處同時將a、b兩個完全相同的小球分別豎直上拋和豎直下拋，它們的初速度大小也相同，下列說法正確的是(不計空氣阻力)（）AA．在空中運動過程中，兩小球的加速度相同B．兩小球觸地瞬時的速度不同C．兩小球運動的位移不同D．兩小球運動的路程相同8．汽車以20m/s的速度做勻速直線運動，剎車后的加速度大小為5m/s2。那么開始剎車后2s與開始剎車后6s汽車通過的位移之比為（A．1:1 B．3:1 C．3:4 D．4:39．做勻加速直線運動的質點，通過某一段距離x的時間為t1，通過下一段同樣長距離x的時間為t2，求質點的加速度（）AA．B．C．D．10．某一時刻a、b兩物體以不同的速度經過某一點，并沿同一方向做勻加速直線運動，已知兩物體的加速度相同，則在運動過程中（）ACA．a、b兩物體速度之差保持不變B．a、b兩物體速度之差與時間成正比C．a、b兩物體位移之差與時間成正比D．a、b兩物體位移之差與時間的平方成正比11．某動車組列車以平均速度v從甲地開到乙地所需的時間為t，該列車以速度v0從甲地出發(fā)勻速前進，途中接到緊急停車命令緊急剎車，列車停車后又立即勻加速到v0繼續(xù)勻速前進，從開始剎車至加速到v0的時間是t0(列車剎車過程與加速過程中的加速度大小相等)，若列車仍要在t時間內到達乙地，則動車組列車勻速運動的速度v0應為（）\f(vt,t－t0)\f(vt,t＋t0)\f(vt,t－\f(1,2)t0)\f(vt,t＋\f(1,2)t0)【答案】C【解析】從開始剎車至加速到v0的過程中，列車做勻變速直線運動，總位移大小為eq\f(1,2)v0t0，根據(jù)題意有vt＝eq\f(1,2)v0t0＋v0(t－t0)，解得：v0＝eq\f(vt,t－\f(1,2)t0)，選項C正確．12．如圖所示為一質點從t＝0時刻開始，做初速度為零的勻加速直線運動的位移—時間圖象，圖中斜虛線為t＝4s時對應圖象中的點的切線，交時間軸于t＝2s處，由此可知該質點做勻加速運動的加速度為（）A．2m/s2\f(1,2)m/s2C．eq\f(3,2)m/s2\f(2,3)m/s2【答案】B【解析】由題圖可知，t＝4s時圖象的切線斜率為該時刻的速度，則v＝2m/s，故加速度a＝eq\f(v,t)＝eq\f(1,2)m/s2，B正確．13．一根輕質細線將2個薄鐵墊片A、B連接起來，一同學用手固定B，此時A、B間距為3L，A距地面為L，如圖所示．由靜止釋放A、B，不計空氣阻力，且A、B落地后均不再彈起．從開始釋放到A落地歷時t1，A落地前的瞬時速率為v1，從A落地到B落在A上歷時t2，B落在A上前的瞬時速率為v2，則（）A．t1>t2B．t1<t2C．v1∶v2＝1∶2D．v1∶v2＝1∶3【答案】C【解析】A墊片下落用時t1等于B墊片開始下落L用時，B墊片再下落3L用時t2，由于t1、t2時間內B下落的位移滿足1∶3的關系，故t1＝t2，v1∶v2＝1∶2，所以只有C正確14．A、B兩輛汽車在平直公路上朝同一方向運動，如圖所示為兩車運動的v－t圖象，下面對陰影部分的說法正確的是（）A．若兩車從同一點出發(fā)，它表示兩車再次相遇前的最大距離B．若兩車從同一點出發(fā)，它表示兩車再次相遇前的最小距離C．若兩車從同一點出發(fā)，它表示兩車再次相遇時離出發(fā)點的距離D．表示兩車出發(fā)時相隔的距離【答案】A【解析】在v—t圖象中，圖象與時間軸所包圍的圖形的“面積”表示位移，兩條線的交點為二者速度相等的時刻，若兩車從同一點出發(fā)，則題圖中陰影部分的“面積”就表示兩車再次相遇前的最大距離，故A正確．第Ⅱ卷(非選擇題，共44分)二、非選擇題(本題共6小題，共44分，15題6分、16題7分、17題6分、18題7分、19、20題各9分，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位。)15．(6分)如圖為接在50Hz低壓交流電源上的打點計時器，在紙帶做勻加速直線運動時打出的一條紙帶，圖中所示的是每打5個點所取的計數(shù)點，但第3個計數(shù)點沒有畫出．由圖中數(shù)據(jù)可求得：(1)該物體的加速度為________m/s2.(2)第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點的距離約為________cm.(3)打第2個計數(shù)點時該物體的速度為________m/s.【解析】(1)設1、2間的位移為x1，2、3間的位移為x2，3、4間的位移為x3，4、5間的位移為x4；因為周期為s，且每打5個點取一個計數(shù)點，所以每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T＝s；由勻變速直線運動的推論xm－xn＝(m－n)aT2得：x4－x1＝3aT2，代入數(shù)據(jù)得：－×10－2＝a×3×，解得a＝0.74m/s2.(2)第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點的距離為x2，x2－x1＝aT2，x2＝x1＋aT2，代入數(shù)據(jù)解得x2＝0.0436m＝4.36cm.(3)由中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度可知：v2＝eq\f(x1＋x2,2T)＝0.399m/s.【答案】(1)(2)(3)16．（7分）某學生利用“研究勻變速直線運動”的實驗裝置來測量一個質量為m＝50g的重錘下落時的加速度值，該學生將重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點計時器，(1)以下是該同學正確的實驗操作和計算過程，請?zhí)顚懫渲械目瞻撞糠郑孩賹嶒灢僮鳎篲_______，釋放紙帶，讓重錘自由落下，________________________________________________________________________.②取下紙帶，取其中的一段標出計數(shù)點如圖乙所示，測出相鄰計數(shù)點間的距離分別為x1＝2.60cm，x2＝4.14cm，x3＝5.69cm，x4＝7.22cm，x5＝8.75cm，x6＝10.29cm，已知打點計時器的打點間隔T＝s，則重錘運動的加速度計算表達式為a＝(2)該同學從實驗結果發(fā)現(xiàn)，重錘下落時的加速度比實際的重力加速度小，為了有效地縮小這個實驗測得的加速度與實際的重力加速度之差，請你提出一個有效的改進方法：________________________________________________________________________【答案】(1)①接通電源實驗結束關閉電源②eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,36T2)(2)將重錘換成較大質量的重錘(或者采用頻閃照相法)【解析】(1)①實驗時，應先接通打點計時器的電源，再釋放紙帶，實驗結束，應立即關閉電源．②由逐差法求解重錘下落的加速度：a＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9×4T2)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,36T2)＝9.60m/s2.(2)重錘下落時的加速度比實際的重力加速度小，是因為重錘下落時所受空氣阻力過大或者紙帶與打點計時器限位孔之間的摩擦阻力過大．為了有效地縮小這個實驗測得的加速度與實際的重力加速度之差，可以將重錘換成較大質量的重錘(或者采用頻閃照相法)．17．（6分）如圖所示，小球以6m/s的速度由足夠長的斜面中部沿著斜面向上滑．已知小球在斜面上運動的加速度大小為2m/s2，則小球的速度大小何時達到3m/s？(小球在光滑斜面上運動時【答案】s或s【解析】小球先沿斜面向上做勻減速直線運動，速度由6m/s逐漸減小為零，然后又反向做勻加速直線運動，取沿斜面向上的方向為正方向，則v0＝6m/s，a＝－2m/s2，小球的速度大小為3m/s有兩種情況：向上滑時v1＝3m/s，向下滑時v2＝－3m/s.由公式v＝v0＋at得t＝eq\f(v－v0,a)，所以t1＝eq\f(v1－v0,a)＝eq\f(3－6,－2)s＝s，t2＝eq\f(v2－v0,a)＝eq\f(－3－6,－2)s＝s.18．（7分）飛機起飛過程可分為兩個勻加速運動階段，其中第一階段飛機的加速度為a1，運動時間為t1.當?shù)诙A段結束時，飛機剛好達到規(guī)定的起飛速度v0.飛機起飛過程中，在水平直跑道上通過的路程為s.求第二階段飛機運動的加速度a2和時間t2.【解】第一、二階段結束時飛機運動速度分別為：v1＝a1t1，v0＝v1＋a2t2運動距離分別為：s1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)，s2＝v1t2＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)總距離為s＝s1＋s2解得：a2＝eq\f(v\o\al(2,0)－a\o\al(2,1)t\o\al(2,1),2s－a1t\o\al(2,1))，t2＝eq\f(2s－a1t\o\al(2,1),v0＋a1t1)19．（9分）人類為了探測距離地球大約×105km的月球，發(fā)射了月球探測器（即月球車）．它能夠在自動導航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10s向地球發(fā)射一次信號．探測器上還裝著兩個相同的減速器(其中一個是備用的)，這種減速器可提供的最大加速度為5m／s2．在某次探測實驗中探測器的自動導航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測器只能勻速前進而不能自動避開障礙物．此時地球上的科學家必須對探測器進行人工遙控操作．下表為控制中心的顯示屏上顯示的數(shù)據(jù)（無線電信號在地月之間傳播的時間可以忽略不計）已知控制中心的信號發(fā)射與接收設備工作速度極快．科學家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令最少需要（1）探測器勻速運動時的速度（2）經過數(shù)據(jù)分析，你認為減速器是否執(zhí)行了減速命令

（3）假如你是控制中心的工作人員，應采取怎樣的措施？加速度需滿足什么條件？請計算說明收到信號時間與前方障礙物距離(單位：m)9：10分20秒529：10分30秒32發(fā)射信號時間給減速器設定的加速度(單位：m／s2)9：10分33秒2收到信號時間與前方障礙物距離(單位：m)9：10分40秒12【解析】（1）9：10分20秒到9：10分30秒勻速運動位移x=52﹣32=20m，運動時間t=10s，則由x=vt得：v=2m／s；……（2分）（2）9：10分30秒到9：10分40秒月球探測器的位移為x=20m，說