高中物理必修1【单元测试】2024-2025学年分层训练AB卷第二章匀变速直线运动的研究A含解析答案

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匀变速直线运动的研究A学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法不正确的是（　　）A．我们有时会用比值法定义一些物理量，如平均速度、密度及加速度等B．根据速度定义式，当∆t极短时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法D．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并未直接用实验进行验证，而是在斜面实验的基础上进行理想化推理2．如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别为h1∶h2∶h3=3∶2∶1。若先后顺序次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则（　　）A．三者到达桌面时的速度大小之比是3∶2∶1B．三者运动时间之比为3∶2∶1C．b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差D．b与a开始下落的时间差等于c与b开始下落的时间差3．甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，它们的v－t图象如图所示．两图象在t=t1时相交于P点，P在横轴上的投影为Q，△OPQ的面积为S．在t=0时刻，乙车在甲车前面，相距为d．已知此后两车相遇两次，且第一次相遇的时刻为t′，第二次相遇时间为t"，则下面四组t'，d和t"的组合可能的是（   ）A．t′=t1，d=S，t"=2t1 B．t′=t1，d=S，t"=t1C．t′=t1，d=S，t"=t1 D．t′=t1，d=S，t"=t14．某物体运动的图像如图所示，根据图像可知，该物体（　　）A．第末与第时的速度方向相反B．在0到末的时间内，位移为C．第内与第内加速度方向相同D．在0到末的时间内，加速度为5．在平直公路上行驶的车和车，其图像分别为图中直线和曲线，由图可知（　　）A．到时间内车与车的平均速率相等 B．在时刻车与车速度相同C．车运动过程中运动方向发生改变 D．车做初速度为零的匀加速直线运动6．如图所示,物体从O点由静止开始做匀加速直线运动,途经A、B、C三点，其中AB=2 m，BC=4 m．若物体通过AB和BC这两段位移的时间相等，则O、A两点之间的距离等于A．m B．m C．2 m D．4 m7．可视为质点的甲、乙两车在同一条直道上行驶，它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示。已知乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10s处。则下列说法正确的是（　　）A．甲车的初速度为零B．乙车的初位置在x0＝75m处C．乙车的初速度大小为20m/sD．5s时两车相遇，此时两车速度大小相等二、多选题8．关于初速度为零的匀加速运动，下面说法中正确的是（　　）A．在开始的连续三个1s内通过的位移之比是1:3:5B．在任意相等的时间内，速度的增量都相等C．在任意连续相等的时间内的平均速度之比是1:4:9D．物体在某段时间平均速度等于它在这段时间内通过中间位置的速度9．a、b两车沿同一平直公路同向匀速行驶，b车在前，a车在后，t=0时刻两车相距∆x，此时两车司机同时发现前方较远处突发交通事故，经过1s的反应时间，同时开始刹车，其v-t图像如图所示。下列判断正确的是（　　）A．只要∆x>50m，两车即可避免相撞B．只要∆x>60m，两车即可避免相撞C．若两车在停止运动前不相撞，两车停止运动时的最小距离为35mD．若两车在停止运动前不相撞，两车停止运动时的最小距离为25m10．某质点做匀变速直线运动，运动的时间为t，位移为x，该质点的－t图象如图所示，下列说法正确的是（　　）A．质点的加速度大小为B．质点做匀减速直线运动，b时刻速度减到零C．质点在0到b时间内的路程为D．t＝时刻质点的速度大小为三、实验题11．某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验。装置如图甲所示，在调整好仪器后，正确操作得到点迹清晰的纸带。（1）关于该实验，下列说法正确的是 。A．打点时先释放纸带再接通电源B．应使重物的质量远小于小车的质量C．应消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响D．应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板平行（2）图乙是某同学一次实验得到小车运动情况的纸带，他进行如下数据处理：在纸带上连续选取六个计时点A、B、C、D、E、F，并测得A、C两点间的距离为x1，B、D两点间的距离为x2，已知打点计时器所用的交流电源的频率为f，则打点计时器在纸带上打下B点时小车运动的瞬时速度大小vB= ；小车运动的加速度a= 。（3）如图丙、丁所示，这是两位同学用同一组实验数据，分别作出的小车运动v-t图像，你认为作图正确的是 。（4）如果交变电流频率f>50Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。12．某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量学校所在地的重力加速度。某同学打出一条较为理想的纸带如图乙所示，把开始打的模糊不清的点去掉，把清晰的第一个点标记为1，随后连续的几个点依次标记为2、3、4，量出的各点间的距离已经标在纸滑上，已知打点计时器的打点周期为。（1）为完成此实验，除了图甲中已有的器材外，还需要的实验器材有 ；（填选项字母）A．刻度尺　　B．停表　　C．的交流电源　　D．的交流电源（2）打点2时重物的瞬时速度为 ，学校所在地的重力加速度约为 （计算结果均保留3位有效数字）；（3）若该同学通过实验测得的重力加速度值比公认值偏小，则可能的原因是 。A．电源电压变低了B．电源电压变高了C．该同学用了先打点后让纸带下落的操作D．纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦四、解答题13．法国人劳伦特•菲舍尔在澳大利亚的冒险世界进行高空特技表演，他从h1=20m高的塔上直接落入水池中（可视为自由落体运动），落入水中可视为匀减速直线运动，加速度大小为a=8m/s2，求：（1）落入水面时的速度v；（2）需要准备一个至少深度h2多少米的水池（g取10m/s2）14．台风“利奇马”的出现引起多地的暴风雨，严重影响道路交通安全。在某高速公路的某一段直线车道上，有同向匀速行驶的货车A和轿车B，其速度大小分别vA=10m/s，vB=30m/s轿车在货车后距离为s0=220m时才发现前方有货车，若此时轿车立即刹车，由于道路湿滑，刹车时加速度的大小仅为0.8m/s2。两车可视为质点。(1)若轿车刹车时货车仍以速度vA匀速行驶，通过计算分析两车是否会相撞； (2)若轿车在刹车的同时给货车发信号，货车司机经10s收到信号并立即加速行驶（忽略货车司机反应时间），则货车的加速度至少多大时才能避免与轿车相撞。15．中国高铁发展速度快，技术含量高，已成为世界高铁行业的领头羊。因高铁速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安装有多套制动装置—制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等。在一段直线轨道上，某高铁列车正以的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方处道路出现异常，需要减速停车。列车长接到通知后，经过才将制动风翼打开，高铁列车获得的平均加速度制动减速，减速后，列车长再将电磁制动系统打开，列车又以的平均加速度制动再减速。（1）求从接到通知到列车停下来，列车行驶的距离是多少？根据计算结果判断列车是否安全？（2）若列车长将电磁制动系统打开的同时，打开了所有的制动系统，结果列车在距离道路异常处安全停下，则打开所有制动系统运行时，列车制动的平均加速度是多大？参考答案：1．C【详解】A．比值法定义就是用两个物理量的比值来定量研究第三个物理量，如速度、密度及加速度等都是用比值法定义的物理量，故A正确，不符合题意；B．为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取非常小的时间∆t，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限思维法，故B正确，不符合题意；C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想化的物理模型法，故C错误，符合题意；D．伽利略在对自由落体运动的研究中，猜想运动速度与下落时间成正比，为了“冲淡”重力的影响，首先在斜面上进行实验验证，在斜面实验的基础上进行理想化推理，故D正确，不符合题意。故选C。2．C【详解】A．设，则由得得到达桌面时的速度之比选项A错误；B．由得三者运动时间之比选项B错误；CD．b与a开始下落时间差为c与b开始下落时间差为故选项C正确，D错误。故选C。3．D【详解】A．若第一次相遇的时刻t′=t1，据速度时间图象知，在0～t1时间内，甲车比乙车多运动的位移为S；在t=0时刻，乙车在甲车前面，相距为d，所以d=S；t1后，乙车速度大于甲车，即甲刚追上乙，乙又领先，不会出现第二次相遇．故A项错误．BD．若第一次相遇的时刻t′=t1，据速度时间图象知，在0～t1时间内，甲车比乙车多运动的位移为S；在t=0时刻，乙车在甲车前面，相距为d，所以d=S；在t1～t1时间内，甲车速度仍大于乙车，甲车领先；t1后，乙车速度始终大于甲车，乙车追赶甲车；在t1～t1时间内，两车位移相等，则第二次相遇时刻t"=t1．故B项错误，D项正确．C．若第一次相遇的时刻t′=t1，据速度时间图象知，在0～t1时间内，甲车比乙车多运动的位移为S；在t=0时刻，乙车在甲车前面，相距为d，所以d=S；在t1～t1时间内，两车位移相等，则第二次相遇时刻t"=t1．故C项错误．4．B【详解】A．第1s末图象在时间轴上方，速度为正，第末速度图象也在时间轴上方，速度也为正，故方向相同，A错误；B ．0-5s内物体的位移为B正确；C．第1s内图线的斜率为正值，加速度沿正方向，而第5s内图线的斜率为负值，加速度方向沿负方向，则第1s内与第5s内物体的加速度方向相反，C错误；D．在0到2s末的时间内物体物体的加速度为D错误。故选B。5．C【详解】A．到时间内车与车的路程不同，根据平均速率公式，有两车平均速率不相等，故A错误；B．该图像中，某点切线斜率代表速度，t2时刻两图线切线斜率不同，故两车速度不同。故B错误；C．根据B项分析可知，代表b车速度的切线斜率先减小到零在增大，故其运动方向发生改变。故C正确；D．根据图像可知，a车做匀速直线运动。故D错误；故选C。6．A【详解】设物体通过AB、BC所用时间分别为T，则B点的速度为：，根据△x=aT2得：，则；则.故选A．【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的公式以及推论，并能进行灵活的运用．7．C【详解】A．由图可知甲车做匀速直线运动，速度故A错误；BC．由图可知乙车做匀减速直线运动，可看作是反方向的匀加速直线运动，则有，由图可知，当其反向运动5s时，位移为25m。则有得加速度大小a＝2m/s2因其共运动了10s，可得，故C正确，B错误；D．t＝5s时，两车相遇，乙车速度大小为但甲车速度v甲＝5m/s，小于乙车速度v乙＝10m/s，故D错误。故选C。8．AB【详解】A．由匀变速直线运动的位移公式为第1s内的位移为第2s内的位移为第3s内的位移为在开始的连续三个1s内通过的位移之比是所以A正确；B．匀加速直线运动的加速度是不变的，由加速度的定义式得，在任意相等的时间内，速度的增量都相等，所以B正确；C．由匀变速直线运动的位移公式为得第一个时间t内的位移为第二个时间t内的位移为第三个时间t内的位移为则在任意连续相等的时间内的平均速度之比是即此时的比值随时间会变，所以C错误；D．物体在某段时间平均速度为又得物体在某段时间的平均速度为物体在某段时间平均速度等于它在这段时间内中间时刻的瞬时速度，所以D错误。故选AB。9．BD【详解】AB．t=11s时两车速度相等，0~11s内a车的位移x1=×（10+30）×10m+30m=230mb车的位移x2=×（10+20）×10m+20m=170m则只要两车的初始距离大于∆x=x1–x2=60m，便不会相撞，选项A错误，B正确；CD．两车速度相等时刚好不相撞，a车至停下的位移xa=×（16–11）×10m=25mb车的位移xb=×（21–11）×10m=50m两车都停下时的最小距离为x=25m选项C错误，D正确。故选BD。10．ACD【详解】A．根据匀变速运动位移与时间规律变形有则图像的斜率表示，则有解得所以A正确；B．由图像可知，质点的初速度为质点做匀减速直线运动，速度减到零所用时间为t，有联立解得所以B错误；C ．质点做匀减速直线运动，速度减到零的位移为则质点在0到b时间内的路程为所以C正确；D． t＝时刻质点的速度大小为所以D正确；故选ACD。11． D 丙 偏小【详解】（1）[1]A．实验时，不能先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故A错误；B．该实验不需要知道小车的合力，即不需要应使钩码质量远小于小车质量，故B错误；C．该实验不需要调节木板的倾斜度以平衡摩擦力，因研究测量小车做匀变速直线运动的加速度，只要小车受到作用力恒定即可，故C错误；D．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，保证小车运动过程中受到的合力不变，故D正确。故选D；（2）[2]根据匀变速直线运动规律可知B点的瞬时速度等于A点到C点的平均速度，所以B点的瞬时速度为[3]根据逐差法可得加速度为（3）[4]作图正确的应该是丙图，原因是符合作图要求：点尽量分居在图像两侧，若相差较远，应舍去；（4）[5]实际的交流电频率更大，代入计算时用的f则偏小，则根据[3]中得到加速度式子可知，计算出的加速度会偏小。12． AC/CA 0.385 9.50 D【详解】（1）[1]A．实验中需要测量计数点之间的距离，即需要刻度尺，故A正确；B．实验的过程中打点计时器可记录重物运动的时间，所以不需要停表，故B错误；CD．电磁打点计时器使用的交流电源，故C正确，D错误。故选AC。（2）[2]根据某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得打点2时重物的瞬时速度[3]根据逐差法，可得重力加速度（3）[4]由于纸带与打点计时器限位孔之间存在摩擦、重物受到空气阻力等，使重力加速度的测量值小于真实值，与电压无关。故选D。13．（1）20m/s；（2）25m【详解】（1）由速度位移公式得解得 （2）落入水中以后 解得14．(1)两车会相撞；(2)【详解】(1)当两车速度相等时，轿车B刹车距离为当两车的速度相同时，用时为该时间内货车运动的距离为则，故两车会相撞                              (2)经过时间两车的距离为代入数据解得轿车的速度为当两车的速度达到相同时恰好相遇，设此时两车的速度为，货车的加速度为，根据运学公式可得又 解得货车的加速度至少为15．（1）5680m，有危险；（2）【详解】（1）由题意可得列车长接到通知后，经过，列车匀速行驶的距离打开制动风翼时，列车的加速度为设经过时，列车的速度为，则则在此过程中行驶的距离打开电磁制动后，行驶的距离则高铁列车从开始到制动到停车行驶的总距离因故列车有危险。（2）列车长从打开所有制动系统到停下来的过程中，列车的位移此时列车减速的加速度大小为，则解得