高中物理第二章 匀变速直线运动的研究综合与测试课后练习题

这是一份高中物理第二章 匀变速直线运动的研究综合与测试课后练习题，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．做直线运动的物体，在下列图像所示的整个过程中，表示物体做匀变速直线运动的是（ ）
A．B．C．D．
2．物体从A向B做匀减速直线运动，通过A点时速度为10m/s,通过B点时速度为4m/s，C点为AB的中点，AB的距离为14m，则（ ）
A．物体的加速度大小为6 m/s2
B．AB段的平均速度大小为14 m/s
C．物体从A到B所用的时间为4s
D．物体通过C点的瞬时速度为
3．从地面上将一个小球竖直上抛，经t时间小球经过空中的某点A，再经过t时间小球又经过A点。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球上升的最大高度为gt2
B．A点离抛出点的距离为gt2
C．小球抛出时的速率为2gt
D．小球抛出时的速率为3gt
4．在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测得，近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g转变为测长度和时间，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点上抛的小球又落回原处的时间为，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点到又回到P点所用的时间为，测得和H，可求得g等于( )
A．B．C．D．
5．在同一水平面上，甲乙两物体同时同地出发，它们的v-t图象如图所示，由图象可知
A．在t0时刻，甲乙相遇
B．在t0时刻，甲乙速度相等
C．运动过程中乙的速度始终比甲的速度大
D．运动过程中甲的加速度始终比乙的加速度大
6．竖直升空的火箭，其v−t图象如图所示，由图可知以下说法中正确的是（ ）
A．火箭经过120s落回地面
B．火箭上升过程中的加速度始终是20m/s2
C．火箭上升的最大高度为16000m
D．火箭上升的最大高度为48000m
7．如图所示，t=0时，质量为0.5kg的物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔2s物体的瞬时速度记录在下表中，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（ ）
A．t=3s的时刻物体恰好经过B点
B．t=8s的时刻物体恰好停在C点
C．物体运动过程中的最大速度为
D．A、B间的距离大于B、C间的距离
8．一家从事创新设计的公司打造了一台飞行汽车，既可以在公路上行驶，也可以在天空飞行。已知该飞行汽车在跑道上的加速度大小为2m/s2，速度达到40m/s后离开地面。离开跑道后的加速度为5m/s2，最大速度为200m/s。该飞行汽车沿直线从静止加速到最大速度所用的时间为（ ）
A．40sB．52sC．88sD．100s
9．从斜面上某一位置，每隔0.1s释放一个小球，在连续释放几颗小球后，对在斜面上滚动的小球拍下照片，如图所示，测得xAB=15cm，xCD=20cm，则下列说法正确的是（ ）
A．小球的加速度为5m/s2
B．拍摄时B球的速度为1.75m/s
C．拍摄时xBC=20cm
D．A球上方滚动的小球还有5颗
10．某物体运动的v－t图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．物体在第2s 末运动方向发生改变
B．物体在第2 s内和第3 s内的加速度是不相同的
C．物体在第6 s末返回出发点
D．物体在第5 s末离出发点最远，且最大位移为0．5 m
二、多选题
11．关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A．在高出下落运动是自由落体运动
B．自由落体运动是初速度为零的加速直线运动
C．质量大的物体，所受重力大，因而落地要快，时间短
D．自由落体运动要忽略空气阻力，它只受重力
12．一物体做匀变速直线运动，当t=0时，物体的速度大小为16m/s，方向向东；t=4s时，物体的速度大小为8m/s，方向仍向东。当物体的速度大小为4m/s时，t为（ ）
A．10sB．8sC．6sD．4s
13．做匀加速直线运动的质点，在第5 s末的速度为10 m/s，则 （ ）
A．前10 s内位移一定是100 m
B．前10 s内位移不一定是100 m
C．加速度一定是2 m/s2
D．加速度不一定是2 m/s2
14．如图所示，水平面上固定一倾角为的光滑斜面，跨过定滑轮的轻绳两端各系一物块a和b，a、b的质量分别为2m和m。用手托住a，使b静止在斜面上，此时a离地高度为h，拉b的轻绳平行斜面。不计滑轮质量和一切摩擦，重力加速度为g，现自由释放a，则（ ）
A．a落地前，轻绳张力为2mgB．a落地前，轻绳张力为mg
C．a落地时，a的速度为D．a下落过程的机械能减少了mgh
三、实验题
15．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,利用了打点计时器打出的一条纸带。A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点.相邻计数点间的时间间隔为0.1,各点间的距离如图所示,则在打B点时,小车的速度为________m/s;在打D点时,小车的速度为________m/s可求得小车的加速度大小为________m/s2。
16．利用如图所示的实验装置研究小车速度随时间变化规律
(1)电火花打点计时器所接的电源电压为_______V、频率为________Hz的________电源（选填“交流”或“直流”）；它是一种________仪器；
(2)有关该实验操作和实验条件的说法中，正确的是___________
A．用小木块把长木板右端垫高，是为了平衡摩擦力
B．调整定滑轮的高度使细绳平行于木板
C．释放小车后，再接通电火花计时器
D．钩码质量应远小于小车的质量
(3)某同学在一次实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻计数点间还有4个点未画出。其中x1=14.10cm、x2=15.34cm、x3=16.58cm、x4=17.82cm、x5=19.06cm、x6=20.30cm。从纸带可以看出小车做_________直线运动（选填“匀速”或“变速”）。纸带中A、B两计数点的时间间隔为_______s
(4)小车在F点的瞬时速度为_______m/s，小车的加速度为__________m/s2。（保留三位有效数字）
17．（1）用打点计时器测定物体的速度，当使用的电源频率高于50Hz时，如果仍按50Hz来计算，则测得的速度将比真实值______（偏大、偏小、无影响）．
（2）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学得到一条较为理想的纸带．他已在每条纸带上．按每5个点取好一个计数点，依打点先后编为0，1，2，3，4，5．由于不小心，纸带被撕断了，如图所示．在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是_____；
四、解答题
18．一辆儿童电动汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动，为研究该车的运动而记下它在各时刻的位置和速度，见下表：
求：
（1）汽车在第内的位移；
（2）汽车在前内的加速度；
（3）汽车在第内的平均速度。
19．A、B两物体在同一直线上同时出发同方向运动，A物体以的速度做匀速运动，B物体在A的后面距离A物体处，从静止开始做匀加速运动，加速度的大小。求：
(1)经过多长时间B物体才能追上A物体？这时B物体运动了多少位移？
(2)在B物体追上A物体前，何时两物体相距最远？最远距离为多少？
20．小宇在去某超市的途中沿平直的公路向公交站台以的速度前进，当距离站台时，小宇发现公交车以的速度并行超过自己，他立即以的加速度追赶公交车，假设小宇奔跑的最大速度为，公交车在距离站台时立即刹车，做匀减速运动，恰好停在站台。已知公交车停留的时间不超过. 通过计算分析小宇能否在公交车再次启动前追上？
t/s
0
2
4
6
v/（m·s-1）
0
8
12
8
时刻
0
1
2
3
4
5
6
7
位置的坐标
0
0.5
2
4.5
8
12
16
20
瞬时速度
1
2
3
4
4
4
4
4
参考答案
1．D
【详解】
A．物体做匀变速直线运动是指加速度恒定不变的运动，由位移公式可知，位移随时间成二次函数变化，x−t图像是一条抛物线，A错误；
B．由运动学公式v=v0+at可知，速度随时间均匀变化，即均匀增大或均匀减小，在整个运动中，物体的速度先均匀减小后均匀增大，即加速度方向相反，所以在整个运动中不是做匀变速直线运动，B错误；
C．由v−t图像的斜率表示加速度可知，物体在整个运动中的加速度不是恒定不变的，所以不是做匀变速直线运动；C错误；
D．由a−t图像可知，图像是一条平行于时间轴的直线，即加速度不随时间变化，是恒定不变的，物体做匀变速直线运动，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
根据匀变速直线运动的推论，平均速度为
物体通过C点的瞬时速度为：
根据可得物体的加速度大小为
a=3 m/s2
根据可得时间为2s，故D正确，A 、B、C错误；
故选D。
3．A
【详解】
CD．根据竖直上抛运动的对称性，知小球竖直上抛运动到最高点的时间为t+t=t．则竖直上抛的初速度
v0=gt
故C错误，D正确；
A．小球上升的最大高度
故A正确；
B．从A点上升到最高点的时间为t，则A点距离最高点的高度
h1=g(t)2=gt2
则A点距地面的高度
h2=h-h1=gt2
故B错误。
故选A。
4．A
【详解】
将小球的运动分解为竖直向上的匀减速直线运动和竖直向下的自由落体运动，
根据则从最高点下落到O点所用时间为，则：
从最高点下落到P点所用时间为，
则：
则从P点下落到O点的过程中的平均速度为：
从P点下落到O点的时间为：
根据
得：
解得：
故A正确，BCD错误．
5．B
【详解】
A.v-t图象中图线与时间轴围成的面积等于物体运动的位移，由图可知，t0时刻乙的位移大于甲的位移，故A 错误；
B.v-t图象中图线的交点代表两者速度相等，故B正确；
C.t0时刻后，甲的速度比乙大，C错误；
D.v-t图象中图线的斜率代表加速度，由图可知，开始的时候乙的加速度比甲的加速度大，故D错误。
6．D
【分析】
在v-t图象中，速度的正负表示物体的运动方向，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度，倾斜角越大表示加速度越大，图象与坐标轴围成的面积表示位移．结合这些知识分析即可．
【详解】
A、由图象可知，0-120s内，火箭速度方向没变，一直上升，没有回到地面，A错误；；
B、在0-40s内火箭向上加速度，加速度；在40-120s内火箭向上匀减速，加速度，故B错误；
CD、从v-t图象的面积可知，火箭上升的最大高度为，故C错误，D正确．
故本题选D．
【点睛】
本题考查对速度-时间图象的理解，要明确图象的斜率表示加速度，知道在速度-时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义．
7．C
【分析】
根据表格中的数据求出匀加速和匀减速直线运动的加速度，结合速度时间公式，根据4s末的速度求出物体2s后在斜面上还需滑行的时间，从而得出AB段的时间，根据速度时间公式求出最大速度；根据6s末的速度求出速度减为零还需要的时间，从而得出物体恰好停止的时刻，再根据速度位移公式分别求出AB和BC段的距离，从而比较大小。
【详解】
AC．根据图表中的数据，可以求出物体下滑的加速度
在水平面上的加速度
根据运动学公式
解出
故物体恰好经过B点对应的时刻为
物体运动过程中的最大速度
故A错误，C正确；
B．从8m/s开始，速度减为零还需的时间
可以知道，物体恰好停在C点对应的时刻为
故B错误；
D．根据得，AB段的长度为
BC段的长度
则有A、B间的距离小于B、C的距离，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】
根据v=v0＋at，飞行汽车在跑道上运动时有
v1=a1t1
则该飞行汽车在跑道上加速的时间
t1=s=20s
飞行汽车离开地面后有
v2=v1＋a2t2
则该飞行汽车在空中加速的时间
t2=s=32s
则
t=t1＋t2=52s
故选B。
9．D
【解析】
【详解】
由△x=aT2得：小球下滑的加速度a＝xCD−xAB2T2=0.2−0.152×(0.1)2m/s2=2.5m/s2，故A错误；由△x=aT2得，xCD- xBC＝xBC –xAB，解得xBC =17.5cm，故C错误；B球的速度vB等于AC段上的平均速度，即有vB=xAB+xBC2T=0.15+0.1752×0.1m/s=1.625m/s，故B错误； 由vB=at得，则B球运动的时间为tB=0.65s，因为T=0.1s，故B球上面还有6颗小球，则A球上方有5颗小球，故D正确。故选D。
【点睛】
本题是闪光照相问题，处理方式类似于纸带处理，运用匀变速运动的两个推论和运动学公式结合求解是关键．
10．A
【解析】在速度时间图像中，速度的正负表示运动方向，从图中可知在2s末前后，速度由正变为负，所以运动方向发生变化，A正确；图像的斜率表示加速度，所以1~3s内的加速度恒定，B错误；图线与坐标轴围成图形的“面积”表示位移，可知在0-2s内，物体一直沿正向运动，2-4s内沿负向运动，在第4s末返回出发点，所以物体在第2s末离出发点最远，且最大位移为： ，根据周期性知，物体在第5s时离出发点不是最远，在第6s时离出发点最远，最大位移为1m，CD错误．
【点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移
11．BD
【解析】
【分析】
自由落体运动：物体只在重力作用下由静止开始的下落运动。
【详解】
自由落体运动初速度为零，加速度为g，方向竖直向下的匀加速直线运动，在高处下落运动，初速度不一定为零，故A错误，B正确；忽略空气阻力时，自由下落的物体中重的物体和比轻的物体下落的一样快，故C错误；自由落体运动要忽略空气阻力，它只受重力，故D正确。所以BD正确，AC错误。
【点睛】
自由落体运动的条件是这类概念选择题判断的主要依据，所以不但要记准概念，还要充分理解。
12．AC
【详解】
设向东为正方向，则物体的加速度
当物体的速度大小为4m/s时，根据
v=v0+at
即
±4=16-2t
解得
t1=6s
t2=10s
故选AC。
13．AD
【详解】
AB．根据推论可知，做匀加速直线运动的质点，第末的速度等于前内的平均速度，则前内的位移为
故A正确、B错误；
CD．若初速度为零，由得
若初速度不等于零，则加速度不等于，故C错误、D正确．
故选AD。
14．BD
【详解】
AB．在a下落过程中，设绳的张力为，对a根据牛顿第二定律有
对b根据牛顿第二定律有
联立上式解得
，
故A错误，B正确；
C．根据可得，a落地时的速度为
故C错误；
D．根据功能关系，a下落过程机械能的减少量等于绳子拉力做的负功的大小，即
故D正确。
故选BD。
15．2.6m/s 3.4m/s 4m/s2
【解析】
【详解】
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可得:
vB=sAC2T=0.522×0.1=2.6m/s
vD=sCE2T=1.20−0.522×0.1=3.4m/s
根据Δs=aT2 可知加速度为a=sCE−sAC4T2=1.20−0.52−0.524×0.12=4m/s2
故本题答案是：(1). 2.6m/s (2). 3.4m/s (3). 4m/s2
【点睛】
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小,在根据逐差法可以求出加速度的大小。
16．220 50 交流电 计时 B 变速 0.1 1.97 1.24
【详解】
(1)[1][2][3][4]电火花打点计时器是使用交流电源的计时仪器，电压为220V，频率为50Hz
(2)[5]A．研究小车速度随时间变化规律，只要保证加速度恒定，是否受到摩擦力，对本实验没有影响，因此不需要平衡摩擦力，故A错误；
B．调整定滑轮的高度使细绳平行于木板，才能保证小车在运动过程中，合力恒定，故B正确；
C．先接通电火花计时器后，再释放小车，使纸带能充分利用，故C错误；
D．由于本实验不需要知道小车的拉力，因此不需要钩码质量远小于小车的质量的条件，故D错误。
故选B
(3)[6]由纸带数据可知，相邻两计数点间的距离越来越大，说明小车做变速直线运动
[7]相邻计数点间还有4个点未画出，故每两个计数点的时间间隔为0.1s
(4)[8]物体做匀变速直线运动，则时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小
[9]根据题意，由逐差法得
17．（1）偏小 （2）C
【解析】
（1）打点周期与交流电周期相同，即，当电源的周期高于50Hz时，实际打点周期将变小，在进行计算时，仍然用0.02s，因此测出的速度数值将比物体的真实值偏小．
（2）根据匀变速直线运动特点（相邻的时间间隔位移之差相等）得出：，故45点间的距离等于54mm，所以属于纸带A的是C图．
18．（1）4m，方向指向x轴正方向；（2）1m/s2，方向指向x轴正方向；（3）3.5m/s，方向指向x轴正方向
【详解】
（1）汽车在第内的位移为
方向指向x轴正方向
（2）汽车在前内的加速度为
方向指向x轴正方向
（3）汽车在第内的平均速度
方向指向x轴正方向
19．(1)10s；100m；(2)3s；49m
【详解】
(1)设经过t1，B物体追上A物体， A的位移
B的位移
两物体相遇时
代入数据解得
xB=100m
t1=10s
(2)设经过时间t，A、B速度相等，两者距离最大
v1 = at
解得
这段过程中，A的位移
B的位移为
A、B间的最远距离
20．能
【详解】
公交车刹车时的加速度为：
a′==4.5m/s2
公交车从小宇旁边经过到开始刹车时用时:
公交车刹车过程中用时：
小宇加速到最大速度用时：
小宇加速过程中的位移：
以最大速度跑到车站的时间：
因
t3+t4＜t1+t2+t0
所以小宇可以在公交车还未再次启动前追上。