第二章 匀变速直线运动的研究(综合检测卷)
(考试时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.一物体做直线运动的v-t图像如图所示,则( )
A.前6 s内物体做匀变速直线运动 B.第3 s末物体回到出发点
C.第3 s末物体的速度为零,此时加速度也为零 D.前6 s内物体的最大加速度大小为4 m/s2
2.“嫦娥五号”探测器在月球表面着陆时,先如图中所示悬停在月球表面上方1.8 m处,之后以1.6 m/s2的加速度由静止开始自由下落,则探测器自由下落到月球表面的时间为( )
A.0.5 s B.1.5 s C.2.5 s D.3.5 s
3.为了测定气垫导轨上滑块的速度,在滑块上安装了宽度为5.0 mm的遮光条,如图所示.滑块在牵引力作用下通过光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门的时间为0.010 s,则遮光条通过光电门时滑块的速度约为( )
A.0.50 m/s B.1.0 m/s C.5.0 m/s D.50 m/s
4.如图,一小朋友从光滑的直道滑梯上由静止开始下滑,下列位移—时间图像或速度—时间图像中能反映小朋友下滑情况的是( )
5.我国自主研发的某款红旗牌轿车在加速性能测试中,从静止开始匀加速到100 km/h用时7 s,此过程中该轿车加速度的大小约为( )
A.2 m/s2 B.4 m/s2
C.10 m/s2 D.14 m/s2
6.(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是( )
A.通过调节滑轮的高度,使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条水平线上
B.坐标轴的单位长度越小越好
C.开始打点前要先接通电源后释放小车,打完点后要先断开电源后取纸带
D.槽码的质量越大越好
7.关于匀变速直线运动的定义,下列说法正确的是( )
A.只有速度随时间均匀增加的直线运动,才称为匀变速直线运动
B.只有速度随时间均匀减小的直线运动,才称为匀变速直线运动
C.它是加速度恒定,速度随时间均匀变化的直线运动
D.它是位移随时间均匀变化的直线运动
8.物体做匀变速直线运动,初速度为10 m/s,加速度为-10 m/s2,则2 s末的速度为 ( )
A.10 m/s B.0
C.-10 m/s D.5 m/s
9.一质点做直线运动,其速度随时间变化的函数关系为v=kt,其中k=0.3 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.质点做匀速直线运动 B.质点速度的变化量大小是0.3 m/s
C.质点做匀加速直线运动 D.质点的初速度为0.3 m/s
10.在交警处理某次交通事故时,通过监控仪器扫描,输入计算机后得到该汽车在水平面上刹车过程中的位移随时间变化的规律为x=20t-2t2(x的单位是m,t的单位是s).则该汽车在路面上留下的刹车痕迹长度为( )
A.25 m B.50 m C.100 m D.200 m
11.如图所示,木块A、B并排且固定在水平桌面上,A的长度是L,B的长度是2L.一颗子弹沿水平方向以速度v1射入A,以速度v2穿出B.子弹可视为质点,其运动视为匀变速直线运动.则子弹穿出A时的速度为( )
A. B. C. D.v1
12.假设某次深海探测活动中,“蛟龙号”完成海底科考任务后匀减速竖直上浮,开始上浮时的速度为v,经过时间t,“蛟龙号”上浮到海面,速度恰好减为零,则开始上浮时“蛟龙号”距离海面的深度为( )
A.vt B.2vt C. D.
13.一个物体从某一高度做自由落体运动.已知它在第1 s内的位移恰为它在最后1 s内位移的三分之一,则它开始下落时距地面的高度为(g取10 m/s2)( )
A.15 m B.20 m
C.11.25 m D.31.25 m
14.一杂技演员,用一只手抛球.他每隔0.40 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个小球,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,g取10 m/s2)( )
A.1.6 m B.2.4 m C.3.2 m D.4.0 m
15.甲、乙两物体受水平力的作用,在光滑水平面上沿一直线运动,其v-t图像如图所示,关于两物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体运动方向相反
B.甲的加速度大小是乙的加速度大小的2倍,方向相同
C.若t=0时甲、乙在同一点,则t=4 s时二者再次相遇
D.若t=4 s时甲、乙相遇,则t=8 s时两物体间距离与t=0时相等
16.如图所示,某“闯关游戏”的直线通道上每隔8 m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s和2 s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s2由静止加速到2 m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是 ( )
A.关卡2 B.关卡3 C.关卡4 D.关卡5
二、非选择题:本题共4小题,共52分
17.(12分)某同学用如图所示装置做“探究小车速度随时间变化规律”的实验.
(1)图中仪器A叫作__________计时器,使用220 V________(填“交流”或“直流”)电源,释放小车前,小车应停在__________(填“靠近”或“远离”)仪器A的位置.
(2)下列是该实验中的一部分基本步骤:
A.释放小车,让小车牵引纸带运动. B.安装纸带.
C.把计时器固定好. D.接通电源,进行打点.
以上步骤的正确顺序是________________
18.(12分)某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从高80 m的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从60 m远处由静止向楼底先匀加速运动3 s,再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上.(不计空气阻力,人和汽车看作质点,g取10 m/s2)求:
(1)汽车开到楼底的时间;(2)汽车匀加速运动时的加速度和匀速行驶的速度.
19.(14分)长100 m的列车通过长1 000 m的隧道时做匀加速直线运动,列车刚进隧道时的速度是10 m/s,完全出隧道时的速度是12 m/s,求:
(1)列车过隧道时的加速度;(2)通过隧道所用的时间.
20.(14分)小李利用假日游学,他乘坐的公共汽车从车站开出,以大小为v=8 m/s的速度沿平直公路匀速行驶,由于有东西忘了带,汽车开出t0=5 s后他爸爸骑一辆摩托车从同一车站由静止开始以大小a=1 m/s2的加速度匀加速直线追赶,求:
(1)摩托车出发后,追上汽车的时间t及其追赶过程中通过的距离x;
(2)摩托车追上汽车前两车间的最大距离xm
参考答案及解析:
一、选择题
1.D 解析:根据速度—时间图像的斜率等于物体运动的加速度,由图像可知,前6 s内物体的加速度是变化的,做的是非匀变速直线运动,故A错误;根据速度图像与时间轴所围的面积表示位移大小,可知0~3 s内物体的位移为最大,离出发点最远,故B错误;第3 s末物体的速度为零,但加速度不为零,故C错误;前6 s内,在2~4 s物体的加速度最大,最大加速度大小为4 m/s2,故D正确.
2.B 解析:探测器自由下落到月球表面的时间为t==1.5 s.
3.A 解析:遮光条通过光电门时滑块的速度约为v== m/s=0.50 m/s .
4.C 解析:小朋友从光滑的直道滑梯上由静止开始下滑,做匀加速直线运动,位移为x=at2,位移与时间的平方成正比,A、B错误;由速度公式v=at,可知速度与时间成正比,C正确,D错误.
5.B 解析:轿车做初速度为零的匀加速直线运动,末速度v=100 km/h= m/s= m/s,加速时间7 s,加速度为a==≈4 m/s2 .
6.AC 解析:实验中调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条水平线上,可以减小误差,A正确;要适当地选取坐标轴的单位长度,使图像尽量分布在坐标平面中央,B错误;开始打点前要先接通电源后释放小车,打完点后要先断开电源后取纸带,C正确;槽码的质量要适中,不要太大也不要太小,D错误.
7.C 解析:由匀变速直线运动的定义可知,它是加速度恒定,速度随时间均匀变化的直线运动,故A、B错误,C正确;位移随时间均匀变化的直线运动是匀速直线运动,故D错误.
8.C 解析:由速度时间公式v=v0+at得v=(10-10×2) m/s=-10 m/s,负号表示方向,故C正确.
9.C 解析:由v=0.3t可知速度与时间成一次函数关系,质点做的是初速度为零的匀加速直线运动,A、D错误,C正确;结合v=at可知加速度为0.3 m/s2,每秒速度增大0.3 m/s,B错误.
10.B 解析:根据x=20t-2t2可知,该汽车初速度v0=20 m/s,加速度a=-4 m/s2.刹车时间t==s=5 s.刹车后做匀减速运动的位移大小为刹车痕迹长度,将t代入得x=20×5 m-2×52 m=50 m.B正确.
11.C 解析:设子弹的加速度为a,则v-v=2a·3L,v-v=2a·L,由两式解得子弹穿出A时的速度vA=,C正确.
12.C 解析:“蛟龙号”上浮时的加速度大小为a=,根据逆向思维,可知“蛟龙号”开始上浮时距离海面的深度为h=at2=vt,C正确.
13.B 解析:设物体下落时间为t,第1 s内下落高度为h1=gt=5 m,最后1 s内下落高度为h1′=gt2-g(t-1)2=3h1=15 m,解得t=2 s.则物体开始下落时距地面的高度为h=gt2=×10×22 m=20 m.故B正确.
14.C
15.D 解析:由v-t图像可知,甲物体做匀减速运动,乙物体做匀加速运动,运动方向相同.A错误;由图像的斜率得二者加速度大小分别为a甲=0.5 m/s2,a乙=0.25 m/s2,方向相反.B错误;若t=0时两物体在同一点,则t=4 s时甲运动位移为12 m,乙运动位移为6 m,甲、乙不能再次相遇.C错误;若t=4 s时两物体相遇,则两物体在t=0时的距离为6 m,当t=8 s时,二者间的距离为x乙-x甲=10 m-4 m=6 m,与t=0时的距离相等,D正确.
16.C 解析:关卡刚放行时,该同学加速的时间t==1 s,运动的距离为x1=at2=1 m,然后以2 m/s的速度匀速运动,经4 s运动的距离为8 m,因此第1个5 s内运动距离为9 m,过了第2关,到第3关时再用时3.5 s,大于2 s,因此能过第3关,运动到第4关前共用时12.5 s,而运动到第12 s时,关卡关闭,因此被挡在第4关卡前,C正确.
二、非选择题
17.答案:(1)电火花打点 交流 靠近 (2)CBDA
解析:(1)图中仪器A叫作电火花打点计时器,使用220 V交流电源,实验过程中,释放小车前,小车要靠近打点计时器.
(2)步骤的正确顺序为CBDA.
18.解:(1)人做自由落体运动,所以h=gt2,解得t==s=4 s,
所以汽车运动的时间也为4 s.
(2)因为汽车匀加速时间为t1=3 s,所以汽车匀速运动的时间为t2=t-t1=1 s,
匀加速位移为s1=at,匀速运动速度为v=at1,
匀速运动位移为s2=vt2,s1+s2=60 m,解得a=8 m/s2,v=24 m/s.
19.解:(1)列车的位移x=1 000 m+100 m=1 100 m.
初速度v1=10 m/s,末速度v2=12 m/s,
由v2-v=2ax得 加速度a==0.02 m/s2.
(2)由v=v0+at得 ,所用时间为t== s=100 s.
20.解:(1)小李匀速运动的位移x1=v(t+t0),爸爸做匀加速直线运动的位移x2=at2,追上时二者位移相等,x1=x2,解得t=20 s,x2=200 m.
(2)当摩托车与汽车的速度相等时,两车相距最远,设从摩托车出发到两车相距最远的时间为t′,有v=at′,最大距离为xm=v(t′+t0)-at′2,解得xm=72 m.
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