2020-2021學(xué)年高中物理人教版必修1第二單元勻變速直線運動的研究測試卷二教師版

2021-2021學(xué)年高一上學(xué)期第二單元測試卷物理〔二〕考前須知：1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．選擇題的作答：每題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。一、選擇題(此題共12小題，每題4分。在每題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．某質(zhì)點以a＝2m/s2的恒定加速度做勻加速直線運動，以下說法正確的選項是()A．在任意1

s內(nèi)末速度是初速度的2倍B．第2

s末的速度比第1

s初的速度大2

m/sC．第n

s末的速度比第1

s末的速度大2(n－1)m/sD．2s內(nèi)的位移一定是1s內(nèi)的位移的2倍【答案】C【解析】根據(jù)a＝eq\f(Δv,Δt)，可知在任意1

s內(nèi)末速度比初速度增加了2m/s，A錯；第2

s末到第1

s初經(jīng)歷了2s時間，所以速度增加了4m/s，B錯；第n

s末到第1

s末經(jīng)歷了(n－1)s，所以第n

s末的速度比第1

s末的速度大2(n－1)m/s，C對；根據(jù)公式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2可知，2s內(nèi)的位移不是1s內(nèi)位移的2倍，D錯。2．小李同學(xué)從萬州長江大橋路過，他想估測橋面到水面的高度，于是他將一石子從橋面處無初速釋放，3秒后聽到擊水聲，那么橋面到水面的高度最接近(石子下落過程中阻力較小)()A．20mB．30mC．43mD．50m【答案】C【解析】根據(jù)自由落體運動規(guī)律可知h＝eq\f(1,2)gt2＝45m，但實際上石子的下落時間是略小于3s的，所以橋的高度略小于45m，故C對。3．一坐在火車上的同學(xué)在火車進站前發(fā)現(xiàn)鐵路邊有等距電線桿，于是從某根電線桿經(jīng)過他面前〔可視為該同學(xué)與電線桿相遇〕時開始計時，同時記為第1根電線桿，5s時第10根電線桿恰好經(jīng)過他面前，火車在25s時停下，此時恰好有1根電線桿在他面前。假設(shè)火車進站過程做勻減速直線運動，那么火車速度為0時，在地面前的電線桿的根數(shù)為()A．第18根B．第22根C．第25根D．第26根【答案】D【解析】設(shè)相鄰兩根電線桿之間的距離為l，根據(jù)逆向思維，將火車的運動看做初速度為零的勻加速直線運動，運動時間為25s，取5s為一個周期，那么每個周期內(nèi)所走位移之比為1∶3∶5∶7∶9，第5個周期內(nèi)的位移為9l，那么總位移為，即總共有26根電線桿，所以在地面前的電線桿的根數(shù)為第26根，D正確。4．一質(zhì)點做直線運動，其運動的位移x跟時間t的比值與時間t的關(guān)系圖線為一條傾斜直線，如下圖。由圖可知t＝1s時的速度大小為()A．0B．2m/sC．4m/sD．6m/s【答案】A【解析】假設(shè)質(zhì)點做勻變速直線運動，根據(jù)運動學(xué)公式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，兩邊同除以時間t，可得，對照圖象，可得v0＝4m/s，a＝－4m/s2，那么t＝1s時的速度v＝v0＋at＝0，應(yīng)選A。5．做勻加速直線運動的物體，途中依次經(jīng)過A、B、C三點。經(jīng)過A點的速度為1m/s，AB段的長度為4m，AB段和BC段的平均速度分別為3m/s和6m/s。那么以下說法錯誤的選項是()A．物體經(jīng)過B、C兩點的速度為5m/s和7m/sB．物體運動的加速度為3m/s2C．物體經(jīng)過AB段的時間為eq\f(4,3)sD．BC段的長度等于2倍AB段的長度【答案】D【解析】AB段的平均速度為3m/s，根據(jù)平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(1,2)(vA＋vB)，可得vB＝5m/s，同理可得vC＝7m/s，故A對；物體在AB段，根據(jù)v2－v02＝2ax，可得a＝3m/s2，故B對；根據(jù)eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)可知物體經(jīng)過AB段的時間為eq\f(4,3)s，故C對；物體在BC段，根據(jù)vC2－vB2＝2axBC，可得xBC＝xAB＝4m，故D錯。6．近來，我國大局部地區(qū)都出現(xiàn)了霧霾天氣，給人們的正常生活造成了極大的影響。在一霧霾天，某人駕駛一輛小汽車以30m/s的速度行駛在高速公路上，突然發(fā)現(xiàn)正前方30m處有一輛大卡車以10m/s的速度同方向勻速行駛，小汽車緊急剎車，但剎車過程中剎車失靈。如圖a、b分別為小汽車和大卡車的v－t圖象，以下說法正確的選項是()A．因剎車失靈前小汽車已減速，不會追尾B．在t＝3s時追尾C．由于初始距離太近，即使剎車不失靈也會追尾D．如果剎車不失靈，兩車最近距離為20m【答案】B【解析】根據(jù)速度－時間圖象與時間軸所圍“面積〞大小等于位移，由圖知，t＝3s時，b車的位移xb＝vbt＝30m，a車的位移xa＝60m，那么xa－xb＝30m，所以在t＝3s時追尾，故A錯誤，B正確；如果剎車不失靈，到t＝2s時，小汽車的速度減至與大卡車相同，兩者位移之差Δx＝eq\f(1,2)×20×2m＝20m＜30m，所以不會追尾，且此時兩者間距離最小為10m，故CD錯誤。7．一物體自某高度靜止釋放，忽略空氣阻力，落地之前瞬間的速度為v。在運動過程中()A．物體在前一半時間和后一半時間發(fā)生的位移之比為1∶2B．物體在位移中點的速度等于eq\f(1,2)vC．物體通過前一半位移和后一半位移所用時間之比為1∶(eq\r(2)－1)D．物體在中間時刻的速度等于eq\f(\r(2),2)v【答案】C【解析】物體某高度靜止釋放，做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)推論可知在相等的時間內(nèi)通過的位移之比為1∶3，故A錯誤；設(shè)總位移為h，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2可得v中＝eq\f(\r(2),2)v，故B錯誤；根據(jù)推論可知通過相等的位移所用時間之比為1∶(eq\r(2)－1)，故C正確；根據(jù)推論可知中間時刻的瞬時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度又等于初末速度之和的一半，故D錯誤。8．新冠疫情讓2021屆高三學(xué)生少了很多在校學(xué)習(xí)的時間，返校后為節(jié)約時間，小堯同學(xué)都是跑步去食堂吃飯。跑步過程中的圖象如下圖，為一條不過坐標(biāo)原點的直線，假定從小堯的教室門口到食堂的道路為一水平直線道路，以教室門口為坐標(biāo)原點，教室到食堂方向為x軸正方向，以下說法正確的選項是()A．小堯運動到x1的時間為B．小堯運動到x1的時間為C．小堯運動的速度與位移成線性規(guī)律變化D．小堯運動的速度隨位移的增加而增加，但不成線性規(guī)律【答案】A【解析】由運動公式，可知在圖象中圖象與橫坐標(biāo)圍成的面積為運動時間，故運動到x1的時間為圖中梯形的面積，即，故A正確，B錯誤；根據(jù)圖象可知斜率為定值，即，可見運動的速度與位移不成線性規(guī)律變化，且速度隨位移的增加而減小，故CD錯誤。9．在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，如理想實驗法、控制變量法、極限思想法、類比法和科學(xué)假說法、微元法、建立物理模型法等等。以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的表達(dá)正確的選項是()A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫假設(shè)法B．根據(jù)平均速度定義式，當(dāng)時間間隔非常非常小時，就可以用這一間隔內(nèi)的平均速度表示間隔內(nèi)某一時刻的瞬時速度，這應(yīng)用了極限思想法C．在用打點計時器研究自由落體運動時，把重物在空氣中的落體運動近似看做自由落體運動，這里采用了控制變量法D．在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法【答案】BD【解析】質(zhì)點是理想模型，采用了理想模型法，故A錯誤；平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)，當(dāng)Δt→0時可將平均速度表示為瞬時速度，故應(yīng)用了極限思想法，故B正確；在用打點計時器研究自由落體運動時，把重物在空氣中的落體運動近似看做自由落體運動，這里采用理想模型法，故C錯誤；在探究勻變速運動的位移公式時，采用了微元法將變速運動無限微分后變成了一段段的勻速運動，即采用了微元法，故D正確。10．某物體以30m/s初速度豎直上拋，不計空氣阻力，g取10m/s2，前5s內(nèi)物體的()A．路程為65mB．位移大小為25mC．速度變化量大小為10m/sD．平均速度大小為5m/s【答案】ABD【解析】物體上升的總時間s，上升的最大高度m；下落時間t2＝2s，下落2s通過的位移m，所以5s內(nèi)物體的路程為65m，位移為25m，速度的改變量Δv＝gt＝50m/s，平均速度大小為5m/s，所以ABD正確，C錯誤。11．一顆子彈沿水平方向垂直穿過三塊緊挨著的木板，穿出時子彈速度幾乎為零。設(shè)子彈在木板中做勻減速直線運動，那么()A．假設(shè)三塊木板厚度相等，那么子彈依次穿過三塊木板的時間之比t1∶t2∶t3＝eq\r(3)∶eq\r(2)∶1B．假設(shè)三塊木板厚度相等，那么子彈依次穿過三塊木板的平均速度之比為v1∶v2∶v3＝(eq\r(3)＋eq\r(2))∶(eq\r(2)＋1)∶1C．假設(shè)子彈穿過三塊木板的時間相等，那么三塊木板厚度之比d1∶d2∶d3＝5∶3∶1D．假設(shè)子彈穿過三塊木板的時間相等，那么子彈依次穿過三塊木板的平均速度之比為v1∶v2∶v3＝1∶1∶1【答案】BC【解析】假設(shè)三塊木板厚度相等，那么子彈依次穿過三塊木板的時間之比t1∶t2∶t3＝(eq\r(3)－eq\r(2))∶(eq\r(2)－1)∶1，故A錯；假設(shè)三塊木板厚度相等，根據(jù)eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)，可得子彈依次穿過三塊木板的平均速度之比為v1∶v2∶v3＝(eq\r(3)＋eq\r(2))∶(eq\r(2)＋1)∶1，故B對；根據(jù)初速度為零的勻加速相等時間內(nèi)運動走過的位移之比為1∶3∶5，可知假設(shè)子彈穿過三塊木板的時間相等，那么三塊木板厚度之比d1∶d2∶d3＝5∶3∶1，子彈依次穿過三塊木板的平均速度之比為v1∶v2∶v3＝5∶3∶1，故C對，D錯。12．甲、乙兩輛汽車同時同地出發(fā)，沿同方向做直線運動，兩車速度的平方v2隨位移x的變化圖象如下圖，以下說法正確的選項是()A．甲的初速度為36m/sB．甲的加速度為2m/s2C．兩車在9m處相遇D．甲停止前，兩車在2s時相距最遠(yuǎn)【答案】CD【解析】由v2–x圖象可知，甲、乙兩車做勻變速直線運動，兩車的初速度分別為v1＝6m/s、v2＝0，故A錯誤；由v2－v02＝2ax得v2＝2ax＋v02，可知圖象的斜率k＝2a，那么甲、乙兩車的加速度分別為a1＝eq\f(1,2)k1＝－2m/s2、a2＝eq\f(1,2)k2＝1m/s2，故B錯誤；甲車做減速運動的時間，甲、乙兩車的位移分別為x1＝v1t＋eq\f(1,2)a1t2、x2＝eq\f(1,2)a2t2，甲、乙兩車相遇，那么x1＝x2，解得t＝4s，因為t＞t1，所以兩車相遇時，甲車已經(jīng)靜止，即兩車在9m處相遇，故C正確；甲、乙兩車的速度與時間的關(guān)系分別為v1′＝v1＋a1t′，v2′＝v2＋a2t′，甲停止前，兩車速度相等時相距最遠(yuǎn)，那么v1′＝v2′，解得t′＝2s，故D正確。二、非選擇題(此題共6小題，共52分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(6分)某同學(xué)利用如圖甲所示裝置研究勻變速直線運動規(guī)律。某次實驗通過電磁打點計時器打出紙帶的一局部如圖乙所示，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有4個計時點沒有畫出，打點計時器所接交流電源頻率為50Hz。分別測出A點到B、C、D、E點之間的距離，x1、x2、x3、x4，以打A點作為計時起點，算出小車位移與對應(yīng)運動時間的比值eq\f(x,t)，并作出eq\f(x,t)－t圖象如圖丙所示。(1)實驗中以下措施必要的是_________(填正確答案標(biāo)號)A．打點計時器接220V交流電源B．細(xì)線必須與長木板平行(2)由圖內(nèi)中圖象求出小車加速度a＝_________m/s2，打A點時小車的速度vA＝_________m/s。(結(jié)果均伓留兩位有效數(shù)字)【答案】【解析】(1)電磁打點計時器接4～6V交流電源，A錯誤；細(xì)線必須與長木板平行，B正確。(2)根據(jù)x＝v0t＋eq\f(1,2)at2可得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at，由圖象可知：v0＝vA＝0.4m/s，。14．(6分)如圖甲所示，點光源位于S，右側(cè)為豎直放置屏幕的橫截面，P點位于S與屏幕之間中點，且SP連線垂直于屏幕。讓一個小球從P點靜止釋放，光照射小球在屏幕上形成影子，影子在屏幕上的移動情況被數(shù)碼相機連拍功能拍攝下來。圖乙為拍攝到影子下落過程中的局部圖象，該數(shù)碼相機每秒拍攝10次，空氣阻力忽略不計。(1)影子運動至位置C時的速度為___________m/s，此時小球的速度為_________m/s。(保存兩位有效數(shù)字)(2)假設(shè)影子的v－t圖象如圖丙所示，可求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝___________。(用字母表示)【答案】(1)3.61.8(2)(2)由圖象可知影子的加速度，那么小球的加速度也就是當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椤?5．(7分)汽車以v0＝16m/s的速度在水平路面上勻速運動，剎車后經(jīng)2s速度變?yōu)?0m/s，汽車在剎車過程中加速度大小不變。求：(1)剎車過程中汽車的加速度大??；(2)剎車4秒后汽車的速度大小?！窘馕觥?1)根據(jù)加速度的定義式a＝eq\f(v－v0,t)可得：a＝－3m/s2。(2)汽車停車所需時間：＞4s故4s末的速度v1＝v0＋at＝4m/s。16．(8分)一礦井深45m，在井口每隔一定時間自由落下一個小球，當(dāng)?shù)?個小球從井口下落時，第一個小球恰好落至井底，g＝10m/s2，問：(1)相鄰兩個小球下落的時間間隔是多少？(2)這時第3個小球和第5個小球相距多遠(yuǎn)？【解析】(1)所有小球在空中的排列與一個小球自由落體每隔一段時間留下的軌跡相同。第一個到底，第7個剛開始，說明之間共有6個時間間隔，從井口到井底有：h＝eq\f(1,2)gt2解得小球下落的總時間t＝3s那么相鄰兩個小球下落的時間間隔為0.5s。(2)第3個球下落時間為0.5s×4＝2s，第5個球下落時間為0.5s×2＝1s，那么位移之差Δh＝eq\f(1,2)g(22－12)＝15m即這時第3個小球和第5個小球相距15m遠(yuǎn)。17．(12分)A、B兩車在同一直線上向右勻速運動，B車在A車前，A車的速度大小為v1＝8m/s，B車的速度大小為v2＝20m/s，如下圖。當(dāng)A、B兩車相距x0＝28m時，B車因前方突發(fā)情況緊急剎車(剎車過程的運動可視為勻減速直線運動)，加速度大小為a＝2m/s2，從此時開始計時，求：(1)A車追上B車之前，兩者相距的最大距離；(2)A車追上B車所用的時間；(3)從平安行駛的角度考慮，為防止兩車相撞，在題設(shè)條件下，A車在B車剎車的同時也應(yīng)剎車的最小加速度。【解析】(1)當(dāng)A、B兩車速度相等時，相距最遠(yuǎn)，根據(jù)速度關(guān)系得：v1＝v2－at1代入數(shù)據(jù)解得：t1＝6s此時，根據(jù)位移公式得：xA1＝v1t1xB1＝v2t1－eq\f(1,2)at