
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高中物理会考水平合格考备考知识清单《第二章 匀变速直线运动的研究》含解析答案
展开一、单选题
1.在真空中,将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放,下列频闪照片中符合事实的是( )
A.B.C.D.
2.汽车紧急刹车后,停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止,在地面上留下的痕迹称为刹车线。由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度。已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80,测得刹车线长25 m。汽车在刹车前的瞬间的速度大小为(重力加速度g取10m/s2)( )
A.10 m/sB.20 m/sC.30 m/sD.40 m/s
3.下列关于自由落体运动的说法正确的是( )
A.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动
B.物体只在重力作用下的运动叫作自由落体运动
C.从静止开始下落的小钢球,因受空气阻力作用,不能看成自由落体运动
D.从静止开始下落的小钢球,所受空气阻力对其运动的影响很小,可以忽略,可以看成自由落体运动
4.在2021年第十四届全运会100m决赛中,运动员奋力拼搏,取得了优异成绩。比赛时某运动员的起跑反应时间是0.170s,加速过程可以看成匀加速直线运动,加速时间约为2.5s,最大速度约为12m/s,则该运动员在加速阶段的加速度与位移约为( )
A.4.8m/s2 16mB.4.8m/s2 15m
C.4.5m/s2 16mD.4.5m/s2 15m
5.从同一高度同时以的初速度抛出两个小球,一球竖直上抛,另一个球竖直下抛,重力加速度g=10m/s2,则它们落地的时间差为( )
A.3sB.4sC.5sD.6s
6.如图所示,某学习小组利用直尺估测反应时间。甲同学捏隹直尺上端,使直尺保持竖直,直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏住直尺,根据乙手指所在位置计算反应时间,为简化计算,某同学将直尺刻度进行了改进,先把直尺零刻度线朝向下,以相等时间间隔在直尺的反面标记相对应的反应时间(单位为s)刻度线,制作成了“反应时间测量仪”,下列四幅图中反应时间刻度线标度正确的是( )
A.B.
C.D.
7.宇航员在某星球将一物体竖直向上抛出,其运动的图像是如图所示的抛物线,已知该星球的半径是地球半径的2倍,地球表面重力加速度取,设地球质量为M,则该星球的质量为( )
A.B.C.D.
8.如图所示为甲、乙在同一直线上运动时的s-t图像,以甲的出发点为原点,出发时间即为计时的起点,则下列说法中不正确的是( )
A.甲、乙同时出发
B.0~t3这段时间内,甲、乙位移相同
C.甲开始运动时,乙在甲的前面s0处
D.甲在途中停止了一段时间,而乙没有停止
9.在一根轻绳的两端各拴一个小球,一人用手拿着绳上端的小球站在三层楼的阳台上,放手让小球自由下落,两个球相继落地的时间差为,如果站在四层楼的阳台上,同样放手让小球自由下落,则两球相继落地的时间差将会( )
A.不变B.变大C.变小D.由于层高不知,无法比较
10.如图所示为A、B两人在同一直线上运动的位移图像,图像表示( )
A.0~2 s内,A、B两人同向而行
B.0~2 s内,A的位移比B的位移大
C.整个6 s内,A走的路程比B走的路程多
D.整个6 s内,A走的位移比B走的位移大
11.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度时间图像如图所示,由图像可知( )
A.段火箭的加速度小于段的火箭加速度
B.段火箭是上升过程,在段火箭是下落过程
C.时刻火箭离地最远
D.时刻火箭回到地面
12.一质点做匀加速直线运动时,速度变化Δv时发生位移x1,紧接着速度变化同样的Δv时发生位移x2,则该质点的加速度为( )
A.B.
C.D.
13.质点做匀变速直线运动,经直线上的A、B、C三点,已知质点在AB、BC段运动的时间均为1s,在A、B间运动的平均速度为v1=6m/s,在B、C间运动的平均速度为v2=3m/s,则质点的加速度为( )
A.1.5m/s2B.3m/s2
C.-3m/s2D.-2m/s2
14.某人以一定的初速度从P点竖直向上抛出一个小球,后小球运动到最高点,若小球运动时受到的空气阻力大小不变(不为零),则又经过后( )
A.小球恰好经过点
B.小球的位置在点下方
C.小球的位置在点上方
D.阻力大小不确定,无法判断小球的位置是在点的上方还是下方
15.如图所示,一个物体由点出发分别沿三条光滑轨道到达、、,则( )
A.物体到达点时的速度最大
B.物体分别在三条轨道上的运动时间相同
C.在上运动的加速度最小
D.物体到达的时间最短
16.为了监控车辆是否超速,交通部门常用测速仪来检测。测速原理如图所示,测速仪前后两次发出并接收超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出被测车辆的速度。如果某次检测车速时,第一次从发出至收到超声波信号用了0.6 s,第二次从发出至收到超声波信号用了0.3 s,两次信号发出的时间间隔是2 s,则测得汽车的速度约为(假设超声波的速度为340 m/s,且保持不变)( )
A.25.5 m/sB.51.0 m/s
C.27.6 m/sD.75.0 m/s
17.如图所示,两汽车由同一地点出发做直线运动并同时到达目的地,其位移x与时间t的关系图像如图所示,由图可知( )
A.甲车比乙车先出发B.甲车比乙车用时短
C.甲车比乙车的位移大D.甲车比乙车的路程大
18.有一直升机停在200m高的空中静止不动,有一乘客从窗口每隔1s由静止释放一个钢球,则关于钢球在空中的排列情况,下列说法正确的是( )
A.相邻钢球间距离相等
B.越靠近地面,相邻钢球间的距离越大
C.在落地时,早释放的钢球速度总是比晚释放的钢球速度大
D.在落地时,早释放的钢球速度总是比晚释放的钢球速度小
19.一质量为的乘客乘坐竖直电梯上楼,其位移与时间的关系图像如图所示,其中时间内图像为直线。乘客所受支持力的大小用表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为。以下判断正确的是( )
A.时间内,v增大,B.时间内,v减小,
C.时间内,v减小,D.时间内,v减小,
20.如图所示,某高速列车在某段距离中做匀加速直线运动,速度由5m/s增加到10m/s时走过的位移为x。则当速度由10m/s增加到15m/s时,它走过的位移是( )
A.xB.x
C.2xD.3x
二、实验题
21.图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.
①已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为 .
②ABCD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、B两点间距s ;C点对应的速度是 (计算结果保留三位有效数字).
22.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点),相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s.
(1)根据 计算各点瞬时速度,则vD= m/s,vC= m/s,vB= m/s.
(2)在坐标系中画出小车的v-t图线,
( )
并根据图线求出a= .
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的物理意义是
三、解答题
23.从30m高的楼顶处,以5m/s的初速度竖直下抛一个小球,不计空气阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)经多长时间小球落地?
(2)小球落地时速度为多大?
24.如图所示,质点从A点开始以初速度向右做匀加速直线运动,途经B、C两点,已知质点从A点运动到B点用时,AB的长度,通过AB和BC两段过程所用时间相等,试求:
(1)质点运动的加速度大小a;
(2)质点运动到B点时的速度大小;
(3)BC和AB两段长度之差。
25.一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以的加速度开始行驶,恰在这一时刻一辆自行车以的速度匀速驶来,从旁边超过汽车。试求:
(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少?
(2)什么时候汽车能追上自行车?此时汽车的速度是多少?
参考答案:
1.C
【详解】在真空中,将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放,二者都做自由落体运动,在相同时间内下落高度相同,所以每次频闪时的位置相同,并且每两次频闪间隔内的位移逐渐增大。
故选C。
2.B
【详解】由题知,刹车后汽车的加速度大小为
末速度v=0,根据
解得
故选B。
3.D
【详解】AB.物体从静止开始下落,只在重力作用下的运动叫做自由落体运动,故AB错误;
CD.从静止开始下落的小钢球,所受空气的阻力远小于重力,影响很小,可以忽略,可以看成自由落体运动,故C错误,D正确。
故选D。
4.B
【详解】由v=at解得
则加速位移
=15m
故选B。
5.B
【详解】做竖直上抛运动的小球当速度大小再次变为20m/s,方向竖直向下需要的时间为
然后该小球做竖直下抛运动,与另一个做竖直下抛运动小球到达地面时间相同,所以从同一高度同时以的初速度抛出两个小球,一球竖直上抛,另一个球竖直下抛,它们落地的时间差为4s,B正确,ACD错误。
故选B。
6.C
【详解】由题可知,手的位置开始放在0刻度处,所以0刻度要在下边,物体做自由落体运动的位移
位移与时间的平方成正比,所以随着时间增大,在相同的时间间隔内,刻度尺上的间距增大。
故选C。
7.B
【详解】由图可知,5s时上升的最大位移为50m,可得
解得
在地球表面满足
在某星球表面满足
联立解得
故选B。
8.B
【详解】A.由图像知甲、乙的计时起点都是零,所以是同时出发的,故A不符合题意;
CD.乙开始运动时离坐标原点s0,甲从坐标原点开始运动,所以甲开始运动时,乙在甲的前面s0处, 从t1到t2这段时间内甲的位移没有变化,表示甲在途中停止了一段时间,而乙一直在运动,故CD不符合题意;
B.图上纵坐标表示的位移是以坐标原点为起点的,而某段时间内的位移是以这段时间的起、始时刻所在位置为起点的,0~t3这段时间内末位置相同,但起始位置不同,所以位移不同,故B符合题意。
故选B。
9.C
【详解】设细线的长度为L,第一个小球着地后,另一个小球运动的位移为L,在L内运行的时间,即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度。高度越高,落地的速度越大,则可知高度越高,另一个小球在位移L内的初速度越大,根据
初速度越大,时间越短。即如果站在四层楼的阳台上,同样放手让小球自由下落,则两球相继落地的时间差将会变小。
故选 C。
10.D
【详解】A.由图可知,0~2 s内A、B两人相向而行,则A错;
B.通过计算0~2 s内A的位移为
xA=(8-12) m=-4 m
大小为4m。
B的位移为
xB=(10-0)m=10 m
故B错;
C.全程A的路程为12 m,B的路程为20 m,则C错;
D.全程A的位移等于-12 m,B的位移为0,D正确。
故选D。
11.A
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度,可知段火箭的加速度小于段的火箭加速度,故A正确;
BCD.根据图像可知,段火箭都是上升过程,则时刻火箭离地最远,故BCD错误。
故选A。
12.D
【详解】由于质点做匀加速直线运动,可知其通过两段位移的时间一定相等,设时间为t,由运动学公式得
解得
故选D。
13.C
【详解】在A、B间运动的平均速度为v1=6m/s,可知A、B中间时刻的速度为v1=6m/s;在B、C间运动的平均速度为v2=3m/s,可知在B、C中间时刻的速度为v2=3m/s,根据加速度的定义可知
故选C。
14.C
【详解】设空气阻力大小为,由牛顿第二定律得,上升过程有
下落过程有
可得
即上升的加速度比下落的加速度大。根据位移公式
则知下落的位移小于上升的位移,所以又经过后小球的位置在点上方。
故选C。
15.D
【详解】AC.对物体受力分析,由牛顿第二定律
可得,物体在斜面上的加速度为
因为
所以
物体到达点时的加速度最大。由运动学公式
其中
可得
所以物体到、、时速度大小相等,故AC错误;
BD.由运动学公式
其中
,
可得
因为
所以
所以物体到达的时间最短,故B错误,D正确。
故选D。
16.C
【详解】由于第一次从发出至接受到超声波信号用了0.6 s,测速仪第一次发出的超声波到达汽车处所用的时间
s=0.3 s
测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪
x1=v声t1=340×0.3 m =102 m
由于第二次从发出至接受到超声波信号用了0.3 s,测速仪第二次发出超声波到达汽车处所用的时间为
s=0.15s
第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪
x2=v声t2=340×0.15 m =51 m
因此汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶了
x=x1-x2=102 m -51 m =51 m
这51 m共用了
t′=Δt+t2-t1=2 s+0.15 s -0.3 s =1.85 s
所以汽车的车速为
≈27.6 m/s
故选C。
17.A
【详解】A.由图读出,甲车从0时刻出发,乙车在之后出发,故A正确;
B.由图知,t1时刻两车同时到达目的地,由于甲先出发,所以甲车比乙车用时长,故B错误;
C.两车的起点和终点位置相等,则位移相同,故C错误;
D.因两车均做单向直线运动,路程与位移大小相等,故甲车与乙车的路程相等,故D错误。
故选A。
18.B
【详解】AB.初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间间隔内,位移之比为1:3:5:…,故越靠近地面,相邻球间的距离越大,故A错误,B正确;
CD.根据位移时间关系
可得
钢球从同样高度释放,故落地时的速度相同,故CD错误。
故选B。
19.D
【详解】A.由于图象的斜率表示速度,由图可知在时间内速度增加,该时间段内乘客加速上升,加速度方向向上,处于超重状态,乘客所受支持力大于重力,即
故A错误;
B.在时间内,图象的斜率保持不变,乘客的速度不变,乘客向上做匀速直线运动,处于平衡状态,则
故B错误;
CD.在时间内,图象的斜率变小,乘客的速度v减小,乘客向上做减速运动,乘客处于失重状态,乘客所受支持力小于重力,即
故C错误,D正确。
故选D。
20.B
【详解】由
可得
则当速度由10m/s增加到15m/s时,它走过的位移是
故选B。
21. 0.02s 0.68~0.72cm 0.100m/s
【详解】①纸上打相邻两点的时间间隔s,
②根据刻度尺的读数原理可知A、B间的距离S=0.70cm.B、D间的时间间隔s,根据匀变速直线运动的推论,可得C点对应的速度m/s.
22. 若时间较短,平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度 3.90 2.64 1.38 13.0m/s2(12.0~14.0 m/s2均可) 小车经过A点的速度大小
【详解】(1)[1].若时间较短,平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度.
[2].D点的瞬时速度
vD===390 cm/s=3.90 m/s.
[3].C点的瞬时速度
vC===264 cm/s=2.64 m/s.
[4].B点的瞬时速度
vB===138 cm/s=1.38 m/s.
(2)[5][6].画出小车的v-t图象如图所示,由图线的斜率可求得它的加速度
a===13.0 m/s2.(12.0~14.0均可)
(3)[7].图线延长与纵轴相交,交点指的是零时刻的速度,即小车经过A点时的速度大小.
23.(1)2s;(2)25m/s
【详解】(1)由解得
t2=2s
(2)由vt=v0+gt得
vt=5m/s+10×2 m/s=25m/s
24.(1)4m/s2;(2)6m/s;(3)4m
【详解】(1)物体从A点运动到B点,由
解得
(2)从A点运动到B点,由
解得
(3)由
解得
25.(1)2 s,6 m;(2)4 s,12 m/s
【详解】(1)解法一
汽车与自行车的速度相等时相距最远,设此时经过的时间为,汽车和自行车间的距离为,则有
可得
汽车和自行车间的距离为
解法二
以自行车为参考系,则从开始到相距最远的这段时间内,汽车相对这个参考系的各个物理量
初速度
末速度
加速度
所以汽车和自行车相距最远时经历的时间为
最大相对位移
负号表示汽车在后
(2)当汽车和自行车位移相等时,汽车追上自行车,设此时经过的时间为,则有
解得
此时汽车的速度
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