2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第一单元 匀变速直线运动 作业3 Word版含答案

这是一份2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第一单元 匀变速直线运动 作业3 Word版含答案，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1. (2016·山西四校联考)伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，对于这个研究过程，下列说法正确的是( )
A．斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程
B．斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于小球运动时间的测量
C．通过对斜面实验的观察与计算，直接得到自由落体的运动规律
D．根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体的运动规律
答案 BD
解析 “斜面实验”中小球运动的加速度较小，便于运动时间的测量，A项错误、B项正确；斜面倾角增大到90°时，斜面运动外推为自由落体运动，C项错误、D项正确．
2．竖直向上抛出一只小球，3 s落回抛出点，则小球在第2 s内的位移(不计空气阻力)是( )
A．10 m B．0 m
C．－5 m D．－0.25 m
答案 B
解析 根据竖直上抛运动的对称性可知，当t＝1.5 s时物体上升到最高点．小球在第2 s内的位移包括上升过程中的最后0.5 s和下降过程中开始的0.5 s，所以小球在第2 s内的位移为0 m.
3．蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动．为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力，并在计算机上作出压力—时间图像，假如作出的图像如图所示．设运动员在空中运动时可视为质点，则运动员跃起的最大高度是(g取10 m/s2)( )
A．1.8 m B．3.6 m
C．5.0 m D．7.2 m
答案 C
解析 由题图可知运动员在空中的时间t＝2.0 s，故运动员跃起的最大高度Hm＝eq \f(1,2)g(eq \f(t,2))2＝5.0 m，C项正确．
4．(2016·江西南昌模拟)一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则( )
A．小球在2 s末的速度是20 m/s
B．小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C．小球在5 s内的位移是50 m
D．小球在第2 s内的位移是20 m
答案 C
解析 第5 s内小球的位移是18 m，有eq \f(1,2)gt12－eq \f(1,2)gt22＝18 m，t1＝5 s，t2＝4 s，解得g＝4 m/s2，所以小球在2 s末的速度v＝gt＝8 m/s，故A项错误．第5 s内的平均速度eq \(v,\s\up6(－))＝eq \f(18,1) m/s＝18 m/s，故B项错误．小球在5 s内的位移x＝eq \f(1,2)gt12＝eq \f(1,2)×4×25 m＝50 m，故C项正确．小球在第2 s内的位移x′＝eq \f(1,2)×4×(22－12) m＝6 m，故D项错误．
5．四个小球在离地面不同高度同时从静止释放，不计空气阻力，从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔，小球依次碰到地面．下列各图中，能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是( )
答案 C
解析 假设小球落地时间分别是t1、t2、t3，t4，要满足题目要求，需要使t2＝2t1、t3＝3t1、t4＝4t1，再根据h＝eq \f(1,2)gt2，四个小球释放点距离地面的高度应满足h1∶h2∶h3∶h4＝1∶4∶9∶16，观察可知，C项正确．
6．某物体以30 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10 m/s2，5 s内物体的( )
A．位移大小为25 m，方向向下B．平均速度大小为6 m/s，方向向上
C．速度改变量的大小为10 m/sD．路程为65 m
答案 D
解析 根据h＝v0t－eq \f(1,2)gt2＝25 m，5 s内物体的位移大小应为25 m，方向竖直向上．A项错误．v＝eq \f(h,t)＝5 m/s，平均速度应为5 m/s，方向竖直向上，B项错误．速度改变量Δv＝－gt＝－50 m/s，C项错误．H＝eq \f(v02,2g)＝45 m，路程为2H－h＝90－25＝65 m，D项正确．
7．(2016·淮南模拟)如图所示，一杂技演员用一只手抛球、接球，他每隔0.4 s抛出一球，接到球便立即把球抛出．已知除抛、接球的时刻外，空中总有4个球，将球的运动近似看作是竖直方向的运动，球到达的最大高度是(高度从抛球点算起，取g＝10 m/s2)( )
A．1.6 m B．2.4 m
C．3.2 m D．4.0 m
答案 C
解析 由题图所示的情形可以看出，四个小球在空中的位置与一个小球抛出后每隔0.4 s对应的位置是相同的，因此可知小球抛出后到达最高点和从最高点落回抛出点的时间均为t＝0.8 s，故有Hm＝eq \f(1,2)gt2＝3.2 m，C项正确．
8．小球A从地面竖直上抛，初速度是5 m/s，同时另一小球B从A球的正上方自由下落，在距地面0.8 m处相遇，g＝10 m/s2，则B球开始下落时距地面的高度可能是( )
A．1 m B．2 m
C．3 m D．4 m
答案 AD
解析 设相遇时间是t，则5t－eq \f(1,2)gt2＝0.8，解得：t＝0.8 s或0.2 s，小球B下落h＝eq \f(1,2)gt2，h＝3.2 m或0.2 m，则B球开始下落时距地面的高度可能是1 m或4 m.
9．从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出一个皮球，经过时间t皮球落回地面，落地时皮球的速度大小为v2.已知皮球在运动过程中受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，重力加速度大小为g.下面给出时间t的四个表达式中只有一个是合理的．你可能不会求解t，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，你认为t的合理表达式应为( )
A．t＝eq \f(v1＋v2,g) B．t＝eq \f(v1－v2,g)
C．t＝eq \f(v1v2,g) D．t＝eq \r(\f(v1v2,g))
答案 A
解析 让求运动时间，而时间的单位是s，如果t＝eq \f(v1v2,g)，则单位为eq \f(m2/s2,m/s2)＝m，C项错误；如果t＝eq \r(\f(v1v2,g))，则单位为eq \r(m)，D项错误；如果不考虑空气的阻力，则v1＝v2，t上＝t下＝eq \f(v1,g)，故运动的总时间t＝eq \f(2v1,g).由于空气阻力的存在，v210．东东同学看到远处燃放的烟花，每颗烟花从地面竖直发射到最高点时瞬间爆炸．最高点与五楼顶部平齐，且前一颗烟花爆炸时后一颗烟花恰好从地面发射，他看到烟花爆炸闪光同时还听到了爆炸的声音，而在最后一颗烟花爆炸闪光之后还能听到一次爆炸的声音．请你根据这些现象估算他离烟花燃放点的距离约为(每层楼高约3 m，空气中声音传播速度为340 m/s)( )
A．34 m B．58 m
C．340 m D．580 m
答案 D
解析 每颗烟花从地面竖直发射到最高点时瞬间爆炸，均可视为竖直上抛运动．地面到五楼顶部的高度约为h＝15 m，则烟花上升到最高点的时间t＝eq \r(\f(2h,g))＝eq \r(\f(2×15,10)) s＝eq \r(3) s．由题意知，离烟花燃放点的距离约为x＝vt＝340eq \r(3) m，约为580 m.
二、非选择题
11.(2016·湖北省高三联考)如图所示木杆长5 m，上端固定在某一点，由静止放开后让它自由落下(不计空气阻力)，木杆通过悬点正下方20 m处圆筒AB，圆筒AB长为5 m，取g＝10 m/s2，求：
(1)木杆经过圆筒的上端A所用的时间t1是多少？
(2)木杆通过圆筒AB所用的时间t2是多少？
答案 (1)(2－eq \r(3))s (2)(eq \r(5)－eq \r(3))s
解析 (1)木杆由静止开始做自由落体运动，木杆的下端到达圆筒上端A用时
t下A＝eq \r(\f(2h下A,g))＝eq \r(\f(2×15,10))s＝eq \r(3) s
木杆的上端到达圆筒上端A用时
t上A＝eq \r(\f(2h上A,g))＝eq \r(\f(2×20,10))s＝2 s
则木杆通过圆筒上端A所用的时间
t1＝t上A－t下A＝(2－eq \r(3))s.
(2)木杆的下端到达圆筒上端A用时t下A＝eq \r(\f(2h下A,g))＝eq \r(\f(2×15,10))s＝eq \r(3) s
木杆的上端离开圆筒下端B用时t上B＝eq \r(\f(2h上B,g))＝eq \r(\f(2×25,10)) s＝eq \r(5) s
则木杆通过圆筒所用的时间t2＝t上B－t下A＝(eq \r(5)－eq \r(3))s.
12．某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动．火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：
(1)燃料恰好用完时火箭的速度；
(2)火箭上升离地面的最大高度；
(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间．
答案 (1)20 m/s (2)60 m (3)(6＋2eq \r(3)) s
解析 设燃料用完时火箭的速度为v1，加速度为a，所用时间为t1.火箭的运动分为两个过程，第一个为做匀加速上升运动，第二个过程为做竖直上抛运动．
(1)对第一个过程有h1＝eq \f(v1,2)t1，
代入数据解得v1＝20 m/s.
(2)对第二个过程有h2＝eq \f(v12,2g)，
代入数据解得h2＝20 m
所以火箭上升离地面的最大高度
h＝h1＋h2＝40 m＋20 m＝60 m.
(3)方法一：分段法
从燃料用完到运动至最高点的过程中，由v1＝gt2
得t2＝eq \f(v1,g)＝2 s
从最高点到落回地面的过程中由h＝eq \f(1,2)gt32，
而h＝60 m，代入得t3＝2eq \r(3) s，
故总时间t总＝t1＋t2＋t3＝(6＋2eq \r(3))s.
方法二：整体分析法
考虑火箭从燃料用完到落回地面的全过程，以竖直向上为正方向，全过程为初速度v1＝20 m/s，加速度g＝－10 m/s2，位移h＝－40 m的匀变速直线运动，即有h＝v1t＋eq \f(1,2)gt2，
代入数据解得t＝(2＋2eq \r(3)) s或t＝(2－2eq \r(3)) s(舍去)，
故t总＝t1＋t＝(6＋2eq \r(3)) s.