人教版高中物理必修第一册第二章匀变速直线运动的研究测评含答案

这是一份人教版高中物理必修第一册第二章匀变速直线运动的研究测评含答案，共10页。
第二章测评(时间:75分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.一个小球自由下落,碰到桌面立即反弹,碰撞前后速度大小不变,取竖直向上为速度的正方向,其速度—时间图像是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2.(2021山东高一期末)在离地一定高度处把4个水果以不同的速度竖直向上抛,不计空气阻力,1 s后,4个水果均没着地,则下列4个水果1 s后速率最大的是(　　)3.一辆汽车沿平直的公路行驶,已知汽车的位置坐标随时间变化的规律为x=4+2tn(位移单位为m,时间单位为s)。则下列说法正确的是(　　)A.若n=1,则汽车做速度大小为4 m/s的匀速直线运动B.若n=1,则汽车做初速度大小为4 m/s、加速度大小为2 m/s2的匀加速直线运动C.若n=2,则汽车做初速度为0、加速度大小为4 m/s2的匀加速直线运动D.若n=2,则汽车做初速度大小为4 m/s、加速度大小为4 m/s2的匀加速直线运动4.(2021四川成都高一期末)某客车正以25 m/s的速度在平直公路上行驶,发现前方发生交通事故时紧急刹车,最终安全停下。若刹车过程可看为加速度大小恒为5 m/s2的匀减速直线运动,则从驾驶员急踩刹车开始,汽车前2 s与前6 s的位移之比为(　　)A.1∶3 B.5∶9C.16∶25 D.9∶145.做直线运动的物体,其v-t图像如图所示,下列判断正确的是(　　)A.物体在1 s末改变运动方向B.物体在1~3 s和3~4 s加速度大小相等、方向相反C.物体在前3 s内与后2 s内的位移大小之比为3∶1D.物体在最初1 s与最后1 s的平均速度之比为1∶16.如图所示,t=0时刻,一个物体以v0=8 m/s的初速度沿光滑斜面向上滑动,加速度的大小为2 m/s2,运动到最高点之后,又以相同的加速度往回运动,斜面足够长,则物体(　　)A.第2 s末的速度大小为4 m/s B.前3 s内的位移是9 mC.第4 s末的加速度为零 D.前5 s内的路程是15 m7.行驶中的汽车遇到红灯刹车后做匀减速直线运动直到停止,等到绿灯时汽车又重新开始做匀加速直线运动直到恢复原来的速度匀速行驶。关于汽车从刹车到恢复原速度的过程,以下位移随速度变化的关系图像正确的是(　　)二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.观察水龙头,在水龙头出水口处水的流量(单位时间内通过任一横截面的水的体积)稳定时,发现水流如果不太大,则从水龙头中连续流出的水会形成一水柱,现测得高为H的水柱上端横截面积为S1,下端横截面积为S2,重力加速度为g,以下说法正确的是(　　)A.水柱上粗下细B.水柱上下均匀C.该水龙头的流量是S1S2D.该水龙头的流量是9.在如图所示的位移—时间(x-t)图像和速度—时间(v-t)图像中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是(　　)A.t1时刻,乙车追上甲车B.0~t1时间内,甲、乙两车的平均速度不相等C.丙、丁两车在t2时刻相遇D.0~t2时间内,丙车的平均速度小于丁车的平均速度10.某物理兴趣小组研究自由落体运动,从临近两条竖直线上分别由静止释放P、Q两金属小球。释放P球的位置距水平地面为h,释放Q球的位置距水平地面0.2 m,P比Q提前0.2 s释放,不计空气阻力,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)A.若h<0.8 m,则P先落地B.若h<0.8 m,则Q先落地C.若h>0.8 m,则P、Q落地前会同时经过同一高度D.若h>0.8 m,则P、Q落地前不会同时经过同一高度三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(8分)在探究小车速度随时间变化规律的实验中,得到的记录纸带如图所示。(1)电火花计时器应接在　　　　　(选填“直流”或“交变”)电源上,工作电压为　　　　　　　 V。 (2)图中显示读取或记录的数据中有误的是　　　　(选填“AB”“BC”“CD”“DE”或“EF”)段。 (3)图中的点为记数点,在每两个相邻的记数点间还有4个点没有画出,则从打下A点到打下E点共历时　　　　　 s,打下C点时小车的瞬时速度为　　　　　 m/s,小车的加速度大小为　　　　　 m/s2。(计算结果保留2位有效数字) (4)纸带的　　　　　　　　(选填“左”或“右”)端与小车相连做加速运动。 12.(8分)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示。打点计时器的工作频率为50 Hz,得到的部分纸带如图乙所示,纸带上计数点的间距s1=3.59 cm、s2=4.41 cm、s3=5.19 cm、s4=5.97 cm、s5=6.78 cm、s6=7.58 cm,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。甲乙(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)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=　　　　 s。 (3)计数点5对应的瞬时速度大小为v5=　　　　 m/s。(结果保留2位有效数字) (4)充分利用记录数据,减小误差,可计算出小车加速度大小为a=　　　　 m/s2。(结果保留2位有效数字) 13.(10分)驾车打盹极其危险。某轿车在平直公路上以大小为v1=30 m/s的速度匀速行驶,轿车司机疲劳驾驶开始打盹时,轿车与前方正以大小为v2=18 m/s的速度匀速行驶的大货车间的距离为L=100 m。若司机打盹的时间t1=6 s,醒来时发现险情紧急刹车,从司机醒来到轿车开始减速行驶所用的时间t0=1 s,轿车减速行驶过程视为匀减速运动,加速度的大小为6 m/s2。请通过计算判断轿车是否会撞上货车。若会相撞,求出相撞的时间,若不会相撞,求出两车的最小距离。         14.(12分)“跳楼机”游戏惊险刺激,深受年轻人的欢迎。它的基本原理是将巨型娱乐器械用升降机送到离地面139 m的高处,然后让座舱自由落下,落到离地面59 m高时,制动系统开始启动,使座舱均匀减速,到达离地面9 m时速度为零,g取10 m/s2。求:(1)此过程中最大速度的大小;(2)座舱落到离地面39 m的位置时的加速度;(3)从开始下落到静止的总时间。      15.(16分)(2021山东烟台高一期末)如图所示,我国高速公路出入口的收费站都设有ETC通道和人工收费通道,ETC为电子不停车收费系统。现有甲、乙两车都以v1=20 m/s的速度沿直线朝着收费站正常行驶,两车与收费站距离相同时都开始刹车做匀减速运动。甲车减速后到达ETC通道口时速度v2=2 m/s,然后匀速通过总长度为d的通道,接着再匀加速到速度v3=10 m/s,开始正常行驶,已知甲车从开始减速到最后正常行驶过程中的位移为145 m,甲车减速和加速过程中的加速度大小均为2 m/s2。乙车过人工收费通道,匀减速后恰好在中心线处停止,经25 s缴费成功,再以2 m/s2的加速度匀加速运动至速度为v3,开始正常行驶。求:(1)收费站通道总长度d;(2)乙车匀减速运动过程中的加速度大小;(3)两车从开始刹车到最后开始正常行驶所用时间之差。
第二章测评1.D　小球做自由落体过程中速度方向竖直向下,故速度为负,速度大小均匀增大,碰撞后瞬间速度大小不变,速度方向竖直向上,做匀减速直线运动,速度大小均匀减小,故D正确。2.A　规定竖直上抛运动的初速度方向为正方向,由速度公式得1 s后苹果的速度为v1=v01-gt=3 m/s-10×1 m/s=-7 m/s,1 s后桃子的速度为v2=v02-gt=5 m/s-10×1 m/s=-5 m/s,1 s后草莓的速度为v3=v03-gt=8 m/s-10×1 m/s=-2 m/s,1 s后樱桃的速度为v4=v04-gt=10 m/s-10×1 m/s=0,则1 s后速率最大的是苹果,故选A。3.C　当n=1时,x=4+2t,此时汽车的初位置在4 m处,做速度大小为2 m/s的匀速直线运动,故A、B错误;当n=2时,x=4+2t2,结合x=v0t+at2可知,汽车的初速度为0,加速度为4 m/s2,初位置为4 m,故C正确,D错误。4.C　刹车时间为t0= s=5 s,汽车前2 s的位移为x1=v0t1-=40 m,汽车前6 s的位移为x2==62.5 m,汽车前2 s与前6 s的位移之比为,故选C。5.C　由题图可知,物体在前3 s内速度都为正,运动方向没有发生改变,所以在第1 s末运动方向没有发生变化,A错误;物体在1~3 s和3~4 s图像的斜率相同,所以加速度是相同的,B错误;物体在前3 s内的位移大小x1=×4×3 m=6 m,后2 s内的位移大小x2=×2×2 m=2 m,即位移大小之比为3∶1,C正确;物体在最初1 s的平均速度v1= m/s=2 m/s,最后1 s的平均速度v2= m/s=1 m/s,平均速度之比为2∶1,D错误。6.A　由题意可知,物体加速度沿斜面向下,第2 s末的速度大小v=v0-at=8 m/s-2×2 m/s=4 m/s,故A正确;前3 s内的位移x3=v0t1-=8×3 m-×2×32 m=15 m,故B错误;由题意可知,物体加速度恒定不变,为2 m/s2,故C错误;物体运动到最高点时速度为零,所用时间为t0==4 s,物体前4 s的路程为s4=v0t0-=8×4 m-×2×42 m=16 m,第5 s内的路程为s5=×2×12 m=1 m,前5 s内的路程是s=s4+s5=16 m+1 m=17 m,故D错误。7.C　在减速过程中,由速度和位移关系可知v2-=2ax,可得x=,a为负值,故图像应为开口向下的二次函数图像;加速过程中,v2=2a(x-x0),其中x0是停止时的位置坐标,x=+x0,a为正值,故图像为开口向上的二次函数图像;故C正确,A、B、D错误。8.AC　设水在水柱上端处速度大小为v1,水流到水柱下端处的速度为v2,则有=2gH,设极短时间为Δt,在水柱上端处流出的水的体积V1=v1Δt·S1,水流到水柱下端处的体积V2=v2Δt·S2,由题意知,V1=V2,即v1Δt·S1=v2Δt·S2,解得v1S1=v2S2,因为v1<v2,所以S1>S2,水柱上粗下细,故A正确,B错误;联立两式可解得v1=,则该水龙头的流量Q=v1S1=S1=S1S2,故C正确,D错误。9.AD　由位移—时间图像可知,在t1时刻甲、乙两车位移相同,故两车相遇,由于相遇前乙车在后,故在t1时刻乙车追上甲车,A正确;在0~t1时间内甲、乙两车运动的位移相等,由v=可知,0~t1时间内甲、乙两车的平均速度相等,故B错误;由速度—时间图像可知,丙、丁两车在t2时刻的速度相等,此时丙、丁两车相距最远,故C错误;根据速度—时间图像与时间轴所围面积表示位移,可知0~t2时间内,丁车的位移大于丙车的位移,故丁车的平均速度大于丙车的平均速度,故D正确。10.AD　Q的下落时间为tQ==0.2 s,假设P、Q同时落地,则hP=g(tQ+0.2 s)2=0.8 m;若h<0.8 m,则P先落地;若h>0.8 m,则Q先落地,且P、Q不可能在空中相遇,即P、Q落地前不会同时经过同一高度,故A、D正确,B、C错误。11.解析 (1)电火花计时器应接在交变电源上,工作电压为220 V。(2)由题图可知,刻度尺的读数到小数点后两位,所以记录数据有误的是第一个数据,即AB段。(3)在每两个相邻的记数点间还有4个点没有画出,则相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s,从打下A点到打下E点共历时0.4 s。C点的瞬时速度vC==0.51 m/s,根据Δx=aT2,得小车的加速度大小a= m/s2=2.0 m/s2。(4)因为小车的速度越来越大,相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与小车相连。答案 (1)交变　220　(2)AB　(3)0.4　0.51　2.0　(4)左12.解析 (1)在实验过程中应先固定打点计时器,再放置小车,然后打开电源,释放小车,最后实验完毕关闭电源,所以正确的顺序是DCBA。(2)每相邻两点之间还有4个记录点未画出,相邻计数点的时间间隔均为T=5×0.02 s=0.1 s。(3)计数点5对应的瞬时速度v5==0.64 m/s。(4)小车加速度a==0.79 m/s2。答案 (1)DCBA　(2)0.1　(3)0.64　(4)0.7913.解析 轿车匀速行驶通过的距离为x1=v1(t1+t0)=30×(6+1) m=210 m设轿车开始减速行驶到轿车与货车速度相同时所用的时间为t2,由匀变速直线运动的规律有v2=v1-at2解得t2= s=2 s轿车减速行驶的距离为x2=t2=×2 m=48 m货车通过的距离为x=v2(t1+t0+t2)=18×(6+1+2) m=162 m由于x1+x2-x=96 m<L,故轿车不会撞上货车两车的最小距离为Δx=L+x-x1-x2=4 m。答案 轿车不会撞上货车,两车的最小距离为4 m。14.解析 (1)前80 m做自由落体运动,则落到离地面59 m高时,速度达到最大,vm= m/s=40 m/s。(2)制动系统启动后,座舱匀减速运动,根据=2ax解得a=16 m/s2所以加速度大小为16 m/s2,方向竖直向上。(3)自由落体的时间t1==4 s减速的时间t2= s=2.5 st=t1+t2=6.5 s。答案 (1)40 m/s　(2)16 m/s2,方向竖直向上　(3)6.5 s15.解析 (1)甲车减速运动的距离x甲1==99 m甲车通过ETC通道后至开始正常行驶运动的距离x甲3==24 m甲车从开始减速到最后正常行驶过程中的位移为x0=145 m收费站通道总长度d=x0-x甲1-x甲3=22 m。(2)乙车匀减速运动过程中的位移x乙1=x甲1+=110 m乙车匀减速运动过程中的加速度大小a乙1==1.8 m/s2。(3)甲车匀减速运动用时t甲1==9 s甲车匀速通过ETC通道用时t甲2==11 s甲车通过ETC通道后至开始正常行驶用时t甲3==4 s甲车从开始刹车到最后开始正常行驶所用总时间t甲总=t甲1+t甲2+t甲3=24 s乙车匀减速运动时,由x乙1=t乙1得t乙1==11 s乙车缴费时间t乙2=25 s乙车开始加速至正常行驶用时t乙3==5 s乙车从开始刹车到最后开始正常行驶所用总时间t乙总=t乙1+t乙2+t乙3=41 s两车从开始刹车到最后开始正常行驶所用时间之差Δt=t乙总-t甲总=17 s。答案 (1)22 m　(2)1.8 m/s2　(3)17 s