新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第1单元1匀变速直线运动中的STSE问题(人教版)

这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第1单元1匀变速直线运动中的STSE问题(人教版)，共7页。

A.22 mB.20 m
C.18 mD.10 m
2.我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过收费站的时间。一辆汽车以20 m/s的速度驶向高速收费口,到达自动收费装置前开始做匀减速直线运动,经4 s的时间速度减为5 m/s且收费完成,司机立即加速,产生的加速度大小为2.5 m/s2,汽车可视为质点。则下列说法正确的是( )
A.汽车开始减速时距离自动收费装置110 m
B.汽车加速4 s后速度恢复到20 m/s
C.汽车从开始减速至速度恢复到20 m/s通过的总路程为125 m
D.汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为4 s
3.(多选)如图所示,某飞机着陆时的速度v0=216 km/h,随后沿直线匀减速滑行到静止。从飞机着陆开始计时,该飞机在倒数第4 s内的位移为7 m,下列说法正确的是( )
A.该飞机的加速度大小为2 m/s2
B.该飞机着陆后5 s时的速度大小为40 m/s
C.该飞机在跑道上滑行的时间为30 s
D.该飞机在跑道上滑行的距离为1 800 m
4.(2023浙江丽水期末)如图是物理课本封面上的沙漏照片,拍照时由于曝光,沙粒形成了条条短痕迹。若近似认为沙粒大小相同,沙粒下落的初速度为0,忽略空气阻力,不计沙粒间的相互影响,设沙粒随时间均匀漏下,则以下推断正确的是( )
A.出口下方10 cm处的痕迹长度约是5 cm处的2倍
B.出口下方10 cm处的痕迹长度约是5 cm处的4倍
C.出口下方0~2 cm范围内的沙粒数约与2~8 cm范围内的沙粒数相等
D.出口下方2~8 cm范围内的沙粒数约为0~2 cm范围内沙粒数的3倍
5.(2023浙江衢州期末)一辆汽车以10 m/s的速度匀速行驶,在车头距离停止线20 m处,司机观察到斑马线上的行人,立即刹车,汽车开始做匀减速直线运动,车头刚好停在停止线处。则下列说法正确的是( )
A.汽车刹车时的加速度大小为5 m/s2
B.汽车在最后1 s的位移大小为2.5 m
C.若经过0.5 s反应时间汽车开始减速,整个过程汽车的平均速度大小为5 m/s
D.若经过0.5 s反应时间汽车开始减速,减速过程汽车的加速度大小约为3.3 m/s2
6.(2023浙江富阳中学模拟)某次冰壶比赛中运动员用红壶正面撞击静止的黄壶,碰撞后两壶始终沿同一直线运动,其运动的速度随时间变化的v-t图像如图所示,则下列说法错误的是( )
A.碰后黄壶的运动距离为4 m
B.碰后黄壶的速度为0.8 m/s
C.碰后二者之间的最大距离为3 m
D.0~2 s内红壶的平均速度为0.48 m/s
7.(2023浙江杭州师大附中期中)某游乐园的神州塔太空梭让游客在急速升降中感受刺激,神州塔最大高度H=55 m,太空梭上升途中会骤然停止,它的基本原理是太空梭从地面由静止开始以10 m/s2的加速度匀加速上升,上升到离地面高度为h时即以45 m/s2的加速度匀减速直线运动,到达最大高度H时刚好停下,则( )
A.太空梭加速与减速阶段时间之比为2∶9
B.太空梭加速与减速阶段的平均速度大小之比为9∶2
C.太空梭的最大速度是30 m/s
D.太空梭开始减速时离开地面的高度为30 m
8.(多选)高山滑雪赛道由斜面与水平面两部分组成,其中斜面部分如图所示。某滑雪爱好者从赛道顶端以2 m/s2的加速度由静止匀加速下滑,滑雪板经过1、2两点所用时间分别为0.5 s和0.3 s。已知滑雪板长为1.5 m,则下列说法正确的是( )
A.滑雪板通过点2的平均速度为5 m/s
B.滑雪板前端从点1运动到点2经过的时间为1 s
C.滑雪板前端从点1运动到点2经过的时间为1.1 s
D.1、2两点间的距离为3.96 m
9.(2023浙江桐乡高级中学期中)蓝牙是一种无线技术,可实现固定设备、移动设备之间的短距离数据交换。某同学用安装有蓝牙设备的玩具汽车A、B(均视为质点,且在图中未画出)进行实验,在间距d=5 m的两条平直轨道上,A车自O1点从静止开始以大小a=2 m/s2的加速度匀加速向右运动,B车自O2点前方x0=10 m处的O3点以大小v0=4 m/s2的速度向右做匀速直线运动,O1、O2连线与轨道垂直,两车间的距离超过13 m时,两车无法实现通信,忽略信号传递的时间。求:
(1)当B车在A车前时,两车间的最大距离;
(2)当B车与A车并驾齐驱时经过的时间;
(3)两车并驾齐驱前能通信的总时间。
10.图甲为某大酒店自动感应门,门框上沿中央安装有传感器。当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移;当人或物体与传感器的水平距离大于设定值时,门将自动关闭。图乙为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围。已知每扇门的宽度为0.6 m,最大移动速度为0.8 m/s;若门开启时先匀加速运动,而后立即做匀减速运动,且匀加速运动加速度大小为匀减速运动加速度大小的2倍,每扇门完全开启时速度刚好为零;移动的最大距离为0.6 m,不计门及门框的厚度。
(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小。
(2)若人以1.5 m/s的速度沿图中虚线S走向感应门,要求人到达门框时左右门同时各自移动0.2 m的距离,那么设定的传感器水平感应距离应为多少?
(3)若以(2)问中的水平感应距离设计感应门,欲搬运宽为1.0 m的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线S垂直地匀速通过该门(如图丙),物体的移动速度不能超过多少?
参考答案
素养练1 匀变速直线运动中的STSE问题
(科学态度与责任)
1.A 解析 汽车刹车过程可以看成一段匀速运动和一段匀减速运动。匀速运动过程为人或车反应的时间内汽车走的过程,因是在同一条件下,可知汽车第二段匀减速过程是一样的。而第一段匀速运动的距离差Δx=vΔt=20×(0.5-0.1)m=8m,故无人驾驶汽车从发现情况到停下的运动距离为x'=x-Δx=(30-8)m=22m,故选A。
2.C 解析 汽车开始减速时到自动收费装置的距离为x1=(20+5)×4m=50m,故A错误;汽车加速4s后速度为v=5m/s+2.5×4m/s=15m/s,故B错误;汽车从5m/s加速到20m/s通过的路程为x2=m=75m,所以汽车从开始减速至速度恢复到20m/s通过的总路程为x1+x2=125m,故C正确;汽车从5m/s加速到20m/s的时间t2=s=6s,所以总时间t总=4s+t2=10s,汽车以20m/s的速度匀速通过125m需要的时间是6.25s,所以耽误了3.75s,故D错误。
3.AC 解析 把飞机的运动逆向看成由静止做加速度大小为a的匀加速直线运动,则在t1=3s内的位移为x1=,在t2=4s内的位移为x2=,根据题意有x2-x1=7m,联立解得加速度大小为a=2m/s2,A正确;该飞机着陆后5s时的速度大小为v5=v0-at=m/s-2×5m/s=50m/s,B错误;该飞机在跑道上滑行的时间为t=s=30s,C正确;该飞机在跑道上滑行的距离为x=t=×30m=900m,D错误。
4.C 解析 根据v2=2gh可知,沙粒在出口下方10cm处的速度约是5cm处的倍,所以出口下方10cm处的痕迹长度约是5cm处的倍,故A、B错误;根据初速度为零的匀变速运动在相邻相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶…,可知沙粒在出口下方0~2cm范围内与2~8cm范围内的时间是相等的,因沙粒随时间均匀漏下,可知出口下方0~2cm范围内的沙粒数约与2~8cm范围内的沙粒数相等,故C正确,D错误。
5.D 解析 由题意可得,汽车刹车时的加速度大小为a=m/s2=2.5m/s2,故A错误;根据逆向思维,可得汽车在最后1s的位移大小为x1=at2=×2.5×12m=1.25m,故B错误;若经过0.5s的反应时间,汽车运动的距离为x0=vt0=10×0.5m=5m,接着减速到停止所发生的位移为15m=,可得减速过程汽车的加速度大小为a'=m/s2=3.3m/s2,减速所用时间为t=s=3s,可得整个过程汽车的平均速度大小为m/s=5.7m/s,故C错误,D正确。
6.B 解析 由于红壶正面撞击黄壶,且两壶碰后运动方向相同,可知碰后红壶速度小于黄壶速度,所以碰后红壶的速度为0.8m/s,黄壶的速度为1.6m/s,故B错误;v-t图线与t轴围成的区域的面积表示位移,所以碰后黄壶的运动距离为x1=×1.6×5m=4m,故A正确;v-t图线与t轴围成的区域的面积表示位移,由图知二者所夹的面积差为3m,故C正确;由图可得,红壶的加速度大小为a=m/s2=0.32m/s2,根据速度时间关系可得,2s时红壶速度为v=v0-at=0.8m/s-0.32×2m/s=0.16m/s,根据匀变速直线运动的推论可得,0~2s内红壶的平均速度为m/s=0.48m/s,故D正确。
7.C 解析 设座舱加速时加速度大小为a1,开始启动制动系统时,座舱的加速度大小为a2,速度为v,则有h=,H-h=,联立代入相关数据求得v=30m/s,h=45m,故C正确,D错误;太空梭加速的时间t1==3s,太空梭减速的时间t2=s,太空梭加速与减速阶段时间之比,故A错误;太空梭加速与减速阶段的平均速度大小均为=15m/s,则太空梭加速与减速阶段的平均速度大小之比为1∶1,故B错误。
8.ACD 解析 滑雪板通过点2的时间为Δt2=0.3s,经历的位移为L=1.5m,则滑雪板通过点2的平均速度为=5m/s,故A正确;设滑雪板前端通过点1后时间的速度为v1,通过点2后时间的速度为v2,由匀变速运动平均速度的推论有v1==3m/s,v2==5m/s,则滑雪板前端从点1到点2所用时间为t==1.1s,故B错误,C正确;滑雪板前端经过点1的速度为v0=v1-a=2.5m/s,则1、2两点间的距离为x=v0t+at2=3.96m,故D正确。
9.答案 (1)m (2)(2+) s (3)(2+-2) s
解析 (1)当两车速度相等时,两车相距最远,此时vA=at1=v0
得t1=2s
则xA==4m,xB=v0t1=8m
最大距离满足s2=+d2
解得s=m。
(2)当两车并驾齐驱时,满足xA'-x0=xB'
又xA'=,xB'=v0t2
解得t2=(2+)s。
(3)两车保持正常通信的临界水平距离差Δx==12m
正常通信的临界时间满足
xB″-xA″+x0=Δx
v0t-at2+10m=12m
解得t=(2±)s
第一阶段,两车速度相等前,正常通信时间t3=(2-)s
第二阶段,两车速度相等后至并驾齐驱时,正常通信时间t4=t2-(2+)s=()s
所以能通信的总时间t=t3+t4=(2+-2)s。
10.答案 (1)1.6 m/s2 0.8 m/s2 (2)0.75 m (3)0.75 m/s
解析 (1)设门做匀加速直线运动的位移为s1,加速度为a1
做匀减速直线运动的位移为s2,加速度大小为a2
则2a1s1=,2a2s2=,a1=2a2,d=s1+s2=0.6m
联立解得门开启时做加速和减速运动的加速度大小分别为a1=1.6m/s2,a2=0.8m/s2。
(2)门加速移动0.2m正好达到最大速度,用时为t0==0.5s
则设定的水平感应距离为L=v人t0=0.75m。
(3)搬运物体到感应区后,门先匀加速移动0.2m,若搬运物体成功,门至少还要匀减速移动的距离为x=D-s1=0.3m
由x=vmt1-a2
可得门做匀减速运动用时t1=0.5s或t1=1.5s(舍去)
则开门用时t=t0+t1=1s
可得物体移动速度v物≤=0.75m/s
所以物体的移动速度v物不能超过0.75m/s。