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1、第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究
章末過關檢測(一)
(時間:45分鐘 分值:100分)
一、單項選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分.在每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確)
1.(2019·南京模擬)如圖所示為南京到上海虹橋的和諧號動車車廂內(nèi)可實時顯示相關信息的顯示屏示意圖,圖中甲、乙兩處的數(shù)據(jù)分別表示了兩個物理量.下列說法中正確的是( )
A.甲處表示時間,乙處表示平均速度
B.甲處表示時間,乙處表示瞬時速度
C.甲處表示時刻,乙處表示平均速度
D.甲處表示時刻,乙處表示瞬時速度
解析:選D.甲處顯示時刻,乙處顯示動車行進過程中的瞬時速度,答案
2、為D.
2.一個物體從某一高度做自由落體運動.已知它在第1 s內(nèi)的位移恰為它在最后1 s內(nèi)位移的三分之一.則它開始下落時距地面的高度為(g=10 m/s2)( )
A.15 m B.20 m
C.11.25 m D.31.25 m
解析:選B.物體在第1 s內(nèi)的位移h=gt2=5 m,則物體在最后1 s內(nèi)的位移為15 m,對最后1 s可得gt-g(t總-1)2=15 m,可得t總=2 s,則物體下落時距地面的高度為H=gt=20 m,B正確.
3.我國已經(jīng)成功實現(xiàn)艦載機在航母上的起飛和降落.若艦載機在航母上從靜止開始做勻加速直線運動然后起飛.起飛過程的平均速度為
3、v,起飛過程的時間為t,則下列說法中正確的是 ( )
A.艦載機離開航母起飛時的速度為v
B.起飛過程的加速度為
C.在航母上供艦載機起飛所需要的跑道的最短長度為2vt
D.艦載機起飛過程的加速度始終與速度的方向相反
解析:選B.由==v得vt=2v,故A錯;由a=得a=,故B對;由x=t得x=vt,C錯;由于艦載機做勻加速直線運動,故a與v同向,D錯.
4.兩輛游戲賽車a、b在兩條平行的直車道上行駛.t=0時兩車都在同一計時線處,此時比賽開始,它們在四次比賽中的v-t 圖象如圖所示,則下列圖象對應的比賽中,有一輛賽車能夠追上另一輛的是( )
解析:選C.v-t圖線與橫軸
4、所圍的面積表示該段時間內(nèi)的位移大小,題圖A中a賽車的位移一直大于b賽車的位移,A不符合題意;題圖B和題圖D中a賽車的位移一直小于b賽車的位移,B、D不符合題意;題圖C中b賽車在20 s時追上a賽車,C符合題意.
5.一旅客在站臺8號車廂候車線處候車,若動車一節(jié)車廂長25 m,動車進站時可以看做勻減速直線運動.他發(fā)現(xiàn)第6節(jié)車廂經(jīng)過他時用了4 s,動車停下時旅客剛好在8號車廂門口(8號車廂最前端),則該動車的加速度大小約為( )
A.2 m/s2 B.1 m/s2
C.0.5 m/s2 D.0.2 m/s2
解析:選C.設第6節(jié)車廂剛到達旅客處時,車的速度為v0,加速
5、度為a,則有L=v0t+at2,從第6節(jié)車廂剛到達旅客處到動車停下來,有0-v=2a·2L,解得a≈-0.5 m/s2或a≈-18 m/s2(舍去),則加速度大小約為0.5 m/s2.
二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多個選項符合題目要求,全選對的得6分,選對但不全的得3分,有錯選或不答的得0分)
6.(2019·江陰模擬)在一次救災活動中,一輛救災汽車由靜止開始做勻變速直線運動,剛運動了8 s,由于前方突然有巨石滾下,堵在路中央,所以又緊急剎車,勻減速運動經(jīng)4 s停在巨石前.則關于汽車的運動情況,下列說法正確的是( )
A.加速、減速
6、中的加速度大小之比a1∶a2等于1∶2
B.加速、減速中的平均速度大小之比1∶2等于1∶1
C.加速、減速中的位移之比x1∶x2等于2∶1
D.加速、減速中的平均速度大小之比1∶2等于1∶2
解析:選ABC.由=知,1=2,故B對,D錯;由a=得a1∶a2=1∶2,故A對;由x=·t知x1∶x2=2∶1,故C對.
7.(2019·常熟模擬)
如圖所示,小球從豎直磚墻某位置由靜止釋放,用頻閃照相機在同一底片上多次曝光,得到了圖中1、2、3、4、5所示小球在運動過程中每次曝光的位置.連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為T,每塊磚的厚度為d,根據(jù)圖中的信息,下列判斷正確的是( )
A.位置
7、1是小球釋放的初始位置
B.小球做勻加速直線運動
C.小球下落的加速度為
D.小球在位置3的速度為
解析:選BCD.由Δx=d為恒量判斷,小球做勻加速直線運動,故B正確;由Δx=aT2得a=,故C正確;v3=24=,故D正確;v1=v3-a·2T=-×2T=>0,故A錯誤.
8.隨著空氣質(zhì)量的惡化,霧霾天氣現(xiàn)象增多,危害加重.霧和霾相同之處都是視程障礙物,會使有效水平能見度減小從而帶來行車安全隱患.在一大霧天,一輛小汽車以30 m/s的速度勻速行駛在高速公路上,突然發(fā)現(xiàn)正前方30 m處有一輛大卡車以10 m/s的速度同方向勻速行駛,小汽車緊急剎車,剎車過程中剎車失靈.如圖所示,圖線a
8、、b分別為小汽車和大卡車的v-t圖象(忽略剎車反應時間),以下說法不正確的是( )
A.因剎車失靈前小汽車已減速,故不會發(fā)生追尾事故
B.在t=3 s時發(fā)生追尾事故
C.在t=5 s時發(fā)生追尾事故
D.若緊急剎車時兩車相距40米,則不會發(fā)生追尾事故且兩車最近時相距10米
解析:選ACD.根據(jù)速度-時間圖線與時間軸所圍“面積”大小等于位移大小,由題圖知,t=3 s時,b車的位移為sb=vbt=10×3 m=30 m;a車的位移為sa=×(30+20)×1 m+×(20+15)×2 m=60 m.則sa-sb=30 m,所以在t=3 s時追尾,故B正確,A、C錯誤;由圖線可知在t=
9、5 s時兩車速度相等,小汽車相對于大卡車的位移Δx=×(20+10)×1 m+×10×4 m=35 m<40 m,則不會發(fā)生追尾事故且兩車最近時相距5米,故D錯誤.
三、非選擇題(本題共3小題,共52分.按題目要求作答,計算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
9.(12分)研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示,其中斜面傾角θ可調(diào).打點計時器的工作頻率為50 Hz.紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示,其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出.
(1)部分實驗步驟如下:
A.測量完畢,關閉電源,取出紙帶.
B.接通電源,待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車.
C.將小
10、車停靠在打點計時器附近,小車尾部與紙帶相連.
D.把打點計時器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔.
上述實驗步驟的正確順序是:________(用字母填寫).
(2)圖乙中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=________s.
(3)計數(shù)點5對應的瞬時速度大小的計算式為v5=________.
(4)為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式應為a=________________________.
解析:(1)按常規(guī)實驗步驟,先安裝再操作后整理,再根據(jù)打點計時器的使用方法可知正確步驟為D、C、B、A.
(2)T打= s=0.02 s,因為相鄰兩計數(shù)點間有4個記錄點未畫出,
11、故計數(shù)點的時間間隔T=5T打=0.1 s.
(3)由v==得,v5=.
(4)為了充分利用數(shù)據(jù),應采用逐差法:
a=
=.
答案:(1)DCBA (2)0.1 (3)
(4)
10.(20分)(2019·江蘇重點中學聯(lián)考)在某次“動物運動會”上,小白兔和小灰兔進行跑步比賽,兩只小兔子都由靜止從同一地點出發(fā)做加速直線運動,加速度方向一直不變,在第一個t0時間內(nèi),小白兔的加速度大小為a,小灰兔的加速度大小是小白兔的兩倍;在接下來的t0時間內(nèi),小白兔的加速度大小增加為原來的兩倍,小灰兔的加速度大小減小為原來的一半,求:
(1)小白兔在第一個t0末的速度大小和第一個t0內(nèi)的位移大小;
12、
(2)在2t0時間內(nèi)小白兔與小灰兔跑過的總位移之比.
解析:(1)設小白兔在第一個t0末的速度為v,第一個t0內(nèi)跑過的位移為x1,在第二個t0內(nèi)跑過的位移為x2,
由運動學公式得到第一個t0末小白兔的速度大小為v=at0
第一個t0內(nèi)小白兔的位移大小為:x1=at;
(2)小白兔在第二個t0內(nèi)的位移大小為
x2=vt0+(2a)t=2at
設小灰兔在第一個t0末的速度為v′,在第一、二個t0內(nèi)跑過的位移分別為x′1、x′2
同理有:v′=(2a)t0,x′1=(2a)t
x′2=v′t0+at=at
設兩只兔子跑過的位移分別為x、x′,則有:
x=x1+x2=at,x′=
13、x′1+x′2=at
解得兩只兔子各自跑過的總位移之比為:=.
答案:(1)at0 at (2)5∶7
11.(20分)(2019·無錫模擬)春節(jié)放假期間,全國高速公路免費通行,小轎車可以不停車通過收費站,但要求小轎車通過收費站窗口前x0=9 m區(qū)間的速度不超過v0=6 m/s.現(xiàn)有甲、乙兩小轎車在收費站前平直公路上分別以v甲=20 m/s和v乙=34 m/s的速度勻速行駛,甲車在前,乙車在后.甲車司機發(fā)現(xiàn)正前方收費站,開始以大小為a甲=2 m/s2的加速度勻減速剎車.
(1)甲車司機需在離收費站窗口至少多遠處開始剎車才不違章.
(2)若甲車司機經(jīng)剎車到達離收費站窗口前9 m處的速度
14、恰好為6 m/s,乙車司機在發(fā)現(xiàn)甲車剎車時經(jīng)t0=0.5 s的反應時間后開始以大小為a乙=4 m/s2的加速度勻減速剎車.為避免兩車相撞,且乙車在收費站窗口前9 m區(qū)不超速,則在甲車司機開始剎車時,甲、乙兩車至少相距多遠?
解析:(1)對甲車,速度由20 m/s減至6 m/s過程中的位移x1==91 m
x2=x0+x1=100 m
即:甲車司機需在離收費站窗口至少100 m處開始剎車.
(2)設甲剎車后經(jīng)時間t,甲、乙兩車速度相同,由運動學公式得:v乙-a乙(t-t0)=v甲-a甲t,
解得t=8 s
相同速度v=v甲-a甲t=4 m/s<6 m/s,即v=6 m/s的共同速度為不相撞的臨界條件
乙車從34 m/s減速至6 m/s的過程中的位移為
x3=v乙t0+=157 m
所以要滿足條件甲、乙的距離至少為x=x3-x1=66 m.
答案:(1)100 m (2)66 m
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