高考物理二轮测试一 运动的描述 匀变速直线运动的研究（解析版）

这是一份高考物理二轮测试一 运动的描述 匀变速直线运动的研究（解析版），共14页。试卷主要包含了答题前，考生先将自己的姓名，考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
本试卷分第Ι卷（选择题）和第Ⅱ（非选择题）两部分。满分：100分；考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名．班级．座号．准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁．完整。
3．考试结束后，将答题卡交回（试题卷自己保存，以备评讲）。
第I卷（选择题，共43分）
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）
1．骑行是当代年轻人喜欢的一种户外运动，某同学用手机软件记录了某次户外骑行的情况，如图所示，由图可知（ ）
A．该同学此次户外骑行的位移是51.01公里
B．图中“03：29：38”指的是时刻
C．图中的“平均速度”指的是骑行路程与所用时间之比
D．该同学此次户外骑行的最快速度为29.88m/s
【答案】C
【详解】A．该同学此次户外骑行的路程是51.01公里，故A错误；
B．图中“03：29：38”指的是时间间隔，故B错误；
C．图中的“平均速度”指的物理学中的平均速率，是骑行路程与所用时间之比，故C正确；
D．该同学此次户外骑行的最快速度为29.88km/h，故D错误。
故选C。
2．为满足旅客乘坐高铁出行的不同需要，城际高铁开通了“一站直达”列车和“站站停”列车两种班次。假设两城高铁站之间均匀分布了4个车站，若列车在进站和出站过程中做匀变速直线运动，加速度大小均为2m/s2，其余行驶时间内保持最高时速288km/h匀速运动，“站站停”列车在每个车站停车时间均为t0=2min，则一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为（ ）
A．10min40sB．11min20s
C．13min20sD．14min40s
【答案】A
【详解】由题可知，列车加速到速度最大所用的时间为
列车进站加速与出站减速时的加速度相等，故
设一站直达列车匀速行驶用时为t，“站站停”列车匀速行驶用时t′，根据题意可知
一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为
联立解得
故选A。
3．一质点由静止开始做加速度为的匀加速直线运动，经时间t后加速度变为，又经过时间t后加速度再次变为，再经时间t后回到出发点，、的之比为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】其运动过程的图像如图所示
由于图像的斜率表示物体加速度，图像的面积表示物体的位移，则加速度大小分别为
，
整理有
故选B。
【点睛】本题主要考查了图像的理解及应用，解决本题的关键是能够根据题中信息做出质点运动的图像，知道图像的斜率表示加速度。
4．甲、乙两物体从同一地点出发且在同一条直线上运动，它们的位移－时间（x-t）图像如图所示，由图像可以看出在0-5s内（ ）
A．甲、乙两物体始终同向运动
B．4s时甲、乙两物体间的距离最大
C．甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度
D．甲物体的速率始终大于乙物体的速率
【答案】D
【详解】A．位移时间图像斜率表示速度，由图像可知乙物体始终沿正方向运动，甲物体沿正向运动，沿负向运动，故甲乙两物体不是始终同向运动，A错误；
B．位移时间图像交点代表相遇，故4s时甲、乙两物体相遇，B错误；
C．图像可以看出在内乙的位移大于甲的位移，故乙的平均速度大于甲的平均速度，C错误；
D．甲物体速度为
速度为
乙物体速度为
故甲物体的速率始终大于乙物体的速率，D正确。
故选D。
5．在非洲的干旱草原和半沙漠地带有一种猫科动物狞猫，狞猫跳跃能力极强，奔跑速度快，能捉降落或起飞时的鸟类。某次狞猫在捕食树上的鸟时，先慢慢趴低身体，使身体贴近地面，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，狞猫在离开地面前，其加速度a与重心上升高度h的关系如图所示，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则狞猫离地后重心上升的最大高度为（ ）
A．1.5mB．3mC．4.5mD．6m
【答案】B
【详解】根据题意，设狞猫离地时速度为，根据动力学公式
整理得
可知图像与坐标轴围成的面积表示，则
解得
狞猫离地后，根据动力学公式
解得狞猫离地后重心上升的最大高度为
故选B。
6．如图所示，一辆汽车从点由静止开始做匀加速直线运动，连续经过A、B、C三点，已知段的平均速度为1m/s，段平均速度为7m/s，间距是间距离的7倍，则段的平均速度为（ ）
A．2m/sB．3m/sC．4m/sD．5m/s
【答案】C
【详解】由题意，段的平均速度为1m/s，段平均速度为7m/s，间距是间距离的7倍，根据平均速度公式，可得
根据初速度为0的匀加速运动的结论，相邻的相同时间段内的位移之比一定是，可知
根据，可得
根据，可得
所以段的平均速度为
故选C。
7．一杂技演员用4个相同的小球做单手抛接球表演，他从同一位置依次将各球略微偏离竖直方向向上抛出，当小球回到抛出点时，用手将小球接住，然后将小球从抛出点再抛出，小球间不发生碰撞，不计空气阻力。已知相邻两球之间的时间间隔相等，刚抛出第4个小球时，第1个小球和第3个小球在空中同一高度，则第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为（ ）
A．4B．3C．2D．1
【答案】B
【详解】设抛出相邻两球之间的时间间隔为T，小球上升的最大高度相等为h，由自由落体运动位移公式可得
当抛出第4个小球后，经相等时间，第1个小球落回手里再抛出，则有
解得
根据上升与下降过程的对称性，可知第4个小球离开手的瞬间，第1个小球和第3个小球在空中同一高度，第2个小球运动到最高点，速度是零。则第1个小球与第2个小球间的距离为
此时第1个小球距抛出点的高度为
此时第1个小球和第3个小球在空中同一高度，则第3、4个小球间的距离为
则有第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为
故选B。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．我国2023年新能源车出口120多万辆，稳居全球首位。一辆新能源车在某次直线测试中，速度从0加速到所用时间为，且加速度随速度的增加而逐渐减小，该车在这段时间内（ ）
A．加速到时，用时大于
B．平均加速度大小为
C．位移大于
D．运动到总位移一半时，速度小于
【答案】BC
【详解】ABD．平均加速度大小为
因加速度随速度的增加而逐渐减小，可知开始阶段的加速度大于2.5m/s2，加速到时，用时小于；运动到总位移一半时，速度大于，选项AD错误，B正确；
C．若做匀加速运动，则位移为
因做加速度减小的加速运动，结合v-t图像，则汽车的位移大于做匀加速运动时的位移，可知位移大于，选项C正确；
故选BC。
9．一物体做直线运动，0时刻位于坐标原点，运动过程中的图像如图所示，一段过程中纵坐标的变化量为m，对应的横坐标变化量为n，且这个过程对应的时间间隔为，这段过程的末时刻与0时刻的时间间隔为，则（ ）
A．物体做匀加速直线运动，加速度等于
B．从零时刻开始，第一个内位移大于
C．零时刻速度为
D．内位移为
【答案】BCD
【详解】A．根据匀变速直线运动的规律
可知，在图像中，其斜率为加速度的2倍，即有
可得
A错误；
B．若物体做初速为零的匀加速直线运动，根据题意可知，物体运动的时间间隔为，而第三个内的位移为，由初速为零的匀加速直线运动规律可知
解得，第一个内的位移
根据图像纵截距可知物体初速度并不为零，故第一个内的位移大于，B正确；
C．由题意可知这一段过程的位移为n，对应的时间为，则这段过程的平均速度为
根据匀变速直线运动的规律可知，中点时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则这段过程中点时刻的瞬时速度为
解得
C正确；
D．内的位移
联立上述各式可得
D正确。
故选BCD。
10．2023年4月17日，AITO问界M5华为高阶智能驾驶版首发，可以实现无人驾驶。如图所示，车道宽为2.7m，长为12m的货车以v1=10m/s的速度匀速直线行驶，距离斑马线20m时，一自行车以v3=2m/s的速度匀速直线行驶，恰好垂直越过货车右侧分界线，此时无人驾驶轿车车头恰好和货车车尾齐平，轿车以v2=15m/s速度匀速直线行驶，轿车紧急制动的加速度大小a=10m/s2。当货车在侧面遮挡轿车雷达波时，自行车需完全越过货车左侧分界线，轿车雷达才能准确探测到前方自行车。则下列判断正确的是（ ）
A．货车不减速也不会与自行车相撞B．轿车不减速也不会与自行车相撞
C．轿车探测到自行车立即制动不会与自行车相撞D．轿车探测到自行车立即制动会与自行车相撞
【答案】AC
【详解】AB．人过路口的时间
在这段时间内，货车的位移
轿车的位移
A正确，B错误；
CD．自行车过路口时，轿车雷达可探测到障碍物的时间
此时轿车距路口的距离
轿车开始制动到停下来的时间
所需要的制动距离
二者不会相撞，C正确，D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题，共57分）
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11．（6分）某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。
(1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A、B、C、D、E、F如下图所示，纸带中BC段的平均速度为vBC= m/s。（保留两位有效数字）
(2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如下图所示，若用图中曲线描述人运动的速度一时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为 s，请根据下图估算该同学的步幅为 m。（保留两位有效数字）
【答案】(1)1.1
(2) 0.10 0.53
【详解】（1）[1]相邻两个计数点间的时间间隔T=0.1s，纸带中BC段的平均速度为
（2）[1][2]纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为
T=0.10s
可把图像看成图像，同学的步幅为图像一个周期内每段纸带面积之和，该同学的步幅为
12．（10分）如图所示是某种打点计时器的示意图。
（1）该打点计时器是 （选填“电火花”或“电磁”）打点计时器，工作时使用 （选填“”、“”）交流电源。如下图是某同学用该打点计时器（电源频率是）在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带，是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、D两点间距 ， 段的平均速度是 ，如果电源频率变为而同学不知道，则该平均速度测量值与实际值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。
（2）如图是根据实验数据绘出的图线为各计数点至同一起点的距离），斜率表示 ，加速度大小为 m/s2（保留3位有效数字）。
（3）若打点计时器额定电压为，而实际使用的电源电压为，则（1）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会 （填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。
【答案】 电火花 220V 2.70 0.09 偏大 加速度的一半 0.933 没有影响
【详解】（1）[1][2]该打点计时器是电火花打点计时器，工作时使用220V交流电源。
[3]毫米刻度尺的精确度为1mm，图中AD间的距离为
[4]相邻计数点的时间间隔
AD段的平均速度为
[5]由于交流电的频率减小，周期变大，位移测量值偏大，因此平均速度测量值与实际值相比偏大。
（2）[6]根据匀变速直线运动位移与时间关系，可知x-t2图像的斜率为加速度的一半。
[7] x-t2图像的斜率
解得
（3）[8]电压对打点计时器的打点时间间隔没有影响，则（1）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会没有影响。
四、解答题（本大题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．(10分)一辆卡车正以的速度匀速行驶，司机突然发现前方两车发生碰撞，立即以大小为的加速度刹车，若从刚刹车开始计时，求：
（1）卡车在末的速度大小；
（2）卡车内的位移与内的位移之比。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）卡车的速度
取运动方向为正，则
由公式
代入数据求得末的速度为
（2）设车在时刻停止，由
得刹车时间为
故内的位移等于内的位移，由
得前内位移为
前内位移为
所以位移大小之比为3∶4。
14.（14分）2024年，东北地区：哈尔滨、长春、沈阳、大连四座城市将有新的地铁线路开通，新线路将会大大减轻交通压力，加快城市的发展。沈阳地铁一号线从S站到T站是一段直线线路，全程1.6km，列车运行最大速度为72km/h。为了便于分析，我们用图乙来描述这个模型，列车在S站从静止开始做匀加速直线运动，达到最大速度后立即做匀速直线运动，进站前从最大速度开始做匀减速直线运动，直至到T站停车，且加速的加速度大小为减速加速度大小的倍。现匀加速运动过程中连续经过A、B、C三点，S→A用时2s，B→C用时4s，且SA长2m，BC长24m。求：
（1）列车在C点的速度大小；
（2）列车匀速行驶的时间。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由可知
根据
可知段平均速度
（2）由得
匀加速阶段
匀减速阶段
由得
匀加速阶段
匀减速阶段
匀速运动时间
15．(17分)如图所示为测试某流线状物体的入水运动情景，模型（可视为质点）从10m高台上O自由落下，在A点落水后减速下降5m，到B点减停，之后上浮的加速度大小为2.5m/s2。若将下沉和上浮过程均可视为匀变速直线运动，且忽略空气阻力的作用。求该测试中（g取10m/s2，计算结果可保留根号）
（1）模型落水速度的大小；
（2）模型落水后减速下降的加速度大小；
（3）求从释放模型开始到模型刚浮出水面的全过程时间。
【答案】（1）；（2）20m/s2；（3）
【详解】（1）O→A的过程，模型自由下落，有
解得模型落水速度为
（2）A→B的过程模型做匀减速运动，有
解得
（3）O→A的过程，模型自由下落时间
A→B的过程，模型落入水后减速时间(视为反方向匀加速直线运动)
B→A的过程，模型上浮的时间为
则总时间为