统考版高考物理一轮复习课时分层作业（二）匀变速直线运动的规律含答案

这是一份统考版高考物理一轮复习课时分层作业（二）匀变速直线运动的规律含答案，共9页。试卷主要包含了高铁被誉为中国新四大发明之一，解析等内容，欢迎下载使用。
基础题组
1．自有霾预警以来，中央气象台发布了多个橙色预警，部分高速公路封道．如果某人正开车在高速公路上行驶，设能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为30 m，该人的反应时间为0.5 s，汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5 m/s2，为安全行驶，汽车行驶的最大速度是( )
A．10 m/s B．15 m/s
C．10 eq \r(3) m/s D．20 m/s
2．如图为甲同学制作的反应时间测量尺，用来测量其他同学的反应时间．乙同学先把手放在直尺0 cm的位置做捏住直尺的准备，但手不能碰直尺，看到甲同学放开直尺时，乙同学立即捏住下落的直尺，已知乙同学捏住10 cm的位置，反应时间为0.14 s．若丙同学进行同样的实验，捏住了20 cm 的位置，则丙同学的反应时间为( )
A．0.28 s B．0.24 s
C．0.20 s D．0.16 s
3．位于瑞士的世界上最大的人工喷泉——日内瓦喷泉如图所示．已知该喷泉竖直向上喷出，喷出时水的速度为53 m/s，喷嘴的出水量为0.5 m3/s，不计空气阻力，则空中水的体积应为(g取10 m/s2)( )
A．2.65 m3 B．5.3 m3
C．10.6 m3 D．15.9 m3
4．如图所示，光滑斜面上有A、B、C、D四点，其中CD＝10AB.一可看成质点的物体从A点由静止释放，通过AB和CD段所用时间均为t，则物体通过BC段所用时间为( )
A．1.5t B．2.5t
C．3.5t D．4.5t
5.
(多选)为了保障春运的行车安全，多地交警部门于春节前在新开通的高速公路上安装了固定雷达测速仪(如图所示)，可以准确抓拍超速车辆并测量车辆的运动情况，假设一辆汽车(向着测速仪行驶)与固定雷达测速仪相距x(单位：m)时紧急刹车(刹车后可视为做匀减速直线运动)，汽车刹车的同时固定雷达测速仪发出超声波，当测速仪接收到反射回来的超声波信号时该汽车恰好停下，此时该汽车与固定雷达测速仪相距x0(单位：m)，已知超声波速度为v0(单位：m/s)，则根据以上信息能求得( )
A．汽车刹车后的位移
B．汽车刹车后受到的阻力
C．汽车刹车后的运动时间
D．汽车刹车后的加速度
6．[2022·河北石家庄检测]高速公路的ETC通道长度是指从识别区起点到自动栏杆的水平距离．如图所示，某汽车以18 km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆．已知该ETC通道的长度为9 m，车载电子标签到汽车前车牌的水平距离约为1 m，刹车加速度大小为5 m/s2，由此可知司机的反应时间约为( )
A．0.6 s B．0.8 s
C．1.0 s D．1.2 s
7.
汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌(如图所示)，以提醒后面驾车司机，减速安全通过．在夜间，有一货车因故障停驶，后面有一小轿车以30 m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，小轿车驾驶员只能看清前方60 m的物体，并且他的反应时间为0.6 s，制动后最大加速度为5 m/s2.求：
(1)小轿车从刹车到停止所用的最短时间；
(2)三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞．
综合题组
8．(多选)如图所示，某驾驶员开着汽车正以v0＝72.0 km/h的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现前方路面上45.0 m处出现一只小猫，出于关爱生命的考虑，驾驶员采取了紧急制动措施，若刹车过程中车轮与路面之间只有滑动摩擦力，汽车做匀减速直线运动，滑行x＝36.0 m后停下来．取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是( )
A．汽车与路面间的动摩擦因数为μ＝0.3
B．汽车在减速过程中通过前24.0 m与后12.0 m的时间之比为( eq \r(3) －1)∶1
C．若驾驶员看到小猫后的反应时间小于0.4 s，则紧急制动后小猫没有危险
D．汽车在刹车过程中的平均速度为12.0 m/s
9．高铁被誉为中国新四大发明之一．因高铁的运行速度快，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v0＝288 km/h 的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x0＝5 km处道路出现异常，需要减速停车．列车长接到通知后，经过t1＝2.5 s将制动风翼打开，高铁列车获得a1＝0.5 m/s2的平均制动加速度减速，减速t2＝40 s后，列车长再将电磁制动系统打开，结果列车在距离异常处500 m的地方停下来．
(1)求列车长打开电磁制动系统时，列车的速度多大？
(2)求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动加速度a2是多大？
10．[2022·山西大同高三联考]高速公路应急车道是为工程抢险、医疗救护等应急车辆设置的专用通道，是一条“生命通道”．节日期间，某高速公路拥堵，一救护车执行急救任务，沿应急车道行驶，从A处以72 km/h的初速度匀加速行驶10 s达到速度108 km/h，之后以此速度匀速行驶了50 s，因前方有车辆违规占用应急车道，救护车被迫刹车，匀减速运动6 s后停在B处．经交警疏通引导，救护车在等待5 min 后重新启动，匀加速至108 km/h的速度后匀速行驶25 s到达C处．设A、C之间路面平直，救护车从B处重新启动的加速度与从A处加速的加速度相同．
(1)求救护车从A处至B处的行驶距离；
(2)如果应急车道畅通，求救护车在A、C之间行驶(最高行驶速度108 km/h)可比上述过程缩短的时间．
课时分层作业（二） 匀变速直线运动的规律
1．解析：反应时间内的位移x1＝vmt，汽车刹车位移x2＝ eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ,2a) ，由题意得x1＋x2＝30 m，解得vm＝15 m/s，B正确．
答案：B
2．解析：根据x1＝ eq \f(1,2) gt eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) ，x2＝ eq \f(1,2) gt eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(2)) ，得 eq \f(t2,t1) ＝ eq \r(\f(x2,x1)) ＝ eq \r(\f(2,1)) ＝ eq \r(2) ，则有t2＝ eq \r(2) t1＝ eq \r(2) ×0.14 s≈0.20 s，故C正确．
答案：C
3．解析：喷出的水做竖直上抛运动，水的流速v0＝53 m/s，水在空中停留的时间t＝ eq \f(2v0,g) ＝ eq \f(2×53,10) s＝10.6 s，即水在空中停留时间为10.6 s，处于空中的水的体积为V＝Qt＝0.5×10.6 m3＝5.3 m3，故选项B正确．
答案：B
4．解析：设AB＝x，由运动学规律可知，物体通过AB段时间中点的瞬时速度v1＝ eq \f(x,t) ，物体通过CD段时间中点的瞬时速度v2＝ eq \f(10x,t) ，则物体由AB段时间中点到CD段时间中点所用时间t1＝ eq \f(v2－v1,a) ，又因为x＝ eq \f(1,2) at2，联立解得t1＝4.5t，因此物体通过BC段所用时间t2＝t1－t，代入数据解得t2＝3.5t，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
5．解析：汽车刹车后的位移为（x－x0），选项A正确；由匀变速直线运动规律得，超声波和汽车相遇位置与测速仪相距x0＋ eq \f(1,4) （x－x0），故根据超声波的速度和位移，可求得从发出到接收超声波所需的时间，也就是汽车刹车后的运动时间，选项C正确；知道汽车刹车后的运动时间和位移，根据运动学公式就可以求出汽车刹车后的加速度，选项D正确；不知道汽车的质量，无法求出汽车受到的阻力，选项B错误．
答案：ACD
6．解析：ETC通道的长度为9 m，车载电子标签到汽车前车牌的水平距离约为1 m，汽车实际行驶的位移为x＝9 m－1 m＝8 m，汽车的初速度v0＝18 km/h＝5 m/s，汽车做匀减速直线运动，减速到零的时间为t1＝ eq \f(v0,a) ＝1 s，减速过程运动的位移为x1＝ eq \f(v0,2) t1＝2.5 m，则匀速运动的位移为x2＝x－x1＝5.5 m，设司机的反应时间为t0，则汽车做匀速直线运动的时间为t＝0.3 s＋t0，由x2＝v0t，解得t0＝0.8 s，选项B正确．
答案：B
7．解析：（1）设从刹车到停止所用时间为t2，则：
t2＝ eq \f(0－v0,a) ＝6 s
（2）反应时间内做匀速运动，则：
x1＝v0t1＝18 m
从刹车到停止，汽车做匀减速运动直到速度为0，则：
x2＝ eq \f(0－v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,2a) ＝90 m
小轿车驾驶员从发现警示牌到停止的全部距离为：
x＝x1＋x2＝108 m
三角警示牌距车的最小距离为：
Δx＝x－d＝48 m
答案：（1）6 s （2）48 m
8．解析：v0＝72 km/h＝20 m/s.汽车的加速度大小记为a，则a＝ eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) －0,2x) ，又μmg＝ma，联立可得μ＝ eq \f(a,g) ≈0.56，选项A错误；利用逆向思维法把汽车的匀减速运动过程视为初速度为零的匀加速直线运动，则汽车通过连续相等的位移所用的时间之比为1∶（ eq \r(2) －1）∶（ eq \r(3) － eq \r(2) ）∶…，所以汽车在减速过程中通过前24.0 m与后12.0 m的时间之比为（ eq \r(3) －1）∶1，选项B正确；若驾驶员看到小猫后的反应时间小于0.4 s，则汽车在反应时间内的位移小于x0＝v0t＝8.0 m，总位移小于44.0 m，选项C正确；汽车在刹车过程中做匀减速直线运动的平均速度 eq \(v,\s\up6(－)) ＝ eq \f(v0＋0,2) ＝10.0 m/s，选项D错误．
答案：BC
9．解析：（1）v0＝288 km/h＝80 m/s
打开制动风翼时，
列车的加速度大小为
a1＝0.5 m/s2，
设经过t2＝40 s时，列车的速度为v1，
则v1＝v0－a1t2＝60 m/s.
（2）列车长接到通知后，经过t1＝2.5 s，
列车行驶的距离
x1＝v0t1＝200 m
打开制动风翼到打开电磁制动系统的过程中，列车行驶的距离x2＝ eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) －v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,2a1) ＝2 800 m
打开电磁制动后，行驶的距离
x3＝x0－x1－x2－500 m＝1 500 m；
a2＝ eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,2x3) ＝1.2 m/s2
答案：（1）60 m/s （2）1.2 m/s2
10．解析：（1）救护车从A点运动至B点的过程中，设初速度为v0，做匀加速直线运动的加速度为a，时间为t1，行驶距离为s1；接着做匀速直线运动所用的时间为t2，行驶距离为s2，速度为v；然后做匀减速直线运动所用的时间为t3，行驶距离为s3；A、B间的距离为s.则a＝ eq \f(v－v0,t1)
s1＝v0t1＋ eq \f(1,2) at eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1))
s2＝vt2
s3＝ eq \f(1,2) vt3
s＝s1＋s2＋s3
联立以上各式并代入数据得s＝1 840 m
（2）设救护车在B处停车等待时间为t′，重新启动匀加速至速度为v所用时间为t4，行驶距离为s4；如果应急车道畅通，救护车将不在B处停车等候，走完s3和s4对应路段所用时间为t，在A、C之间行驶的时间比应急车道不畅通时所用的时间缩短Δt.则
s4＝ eq \f(v2,2a) t4＝ eq \f(v,a) s3＋s4＝vt
Δt＝t3＋t′＋t4－t
代入数据得Δt＝318 s
答案：（1）1 840 m （2）318 s