2024-2025學(xué)年新教材高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律單元素養(yǎng)評價二含解析教科版必修1

PAGE15-單元素養(yǎng)評價(二)(60分鐘·60分)一、選擇題(本題共9小題,每小題3分,共27分)1.某一做勻加速直線運(yùn)動的物體,加速度是2m/s2,A.每經(jīng)過1秒,物體的速度增加1倍B.每經(jīng)過1秒,物體的速度增加2C.物體運(yùn)動的最小速度是2D.物體運(yùn)動的最大速度是2【解析】選B。物體做勻加速直線運(yùn)動,加速度是2m/s2,故每經(jīng)過1s,速度增加2m/s,故A錯誤,B正確;物體做勻加速直線運(yùn)動,初速度最小,不知初始條件,無法求解,末速度最大,不知道初速度和時間,也無法求解,故2.(2024·泰州高一檢測)如圖所示,質(zhì)量不同的兩個小球從同一高度由靜止同時釋放,不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是 ()A.質(zhì)量大的小球加速度大B.質(zhì)量大的小球先落地C.兩球下落過程中速度變更一樣快D.質(zhì)量大的小球落地前瞬間的速度大【解析】選C。兩小球做自由落體運(yùn)動,下降過程中的加速度都為g,速度變更一樣快,依據(jù)公式h=gt2可得,兩者同時落地,故A、B錯誤,C正確;據(jù)v2=2gh可得,落地時兩者的速度相同,故D錯誤。3.2019年7月16日,在韓國光州世界游泳錦標(biāo)賽跳水項(xiàng)目男女混合團(tuán)體決賽中,中國組合林珊/楊健獲得該項(xiàng)目金牌。將林珊進(jìn)入水中后向下的運(yùn)動視為勻減速直線運(yùn)動,該運(yùn)動過程的總時間為t。林珊入水后前時間內(nèi)的位移為x1,后時間內(nèi)的位移為x2,則A.1∶16B.1∶7C.1∶5D.1∶3【解析】選D。將運(yùn)動員入水后的運(yùn)動逆過來看,可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,依據(jù)其運(yùn)動規(guī)律可知,連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶7…,可知:=,故A、B、C錯誤,D正確。4.(科學(xué)推理——逆向思維法)汽車剎車過程可以看成勻減速直線運(yùn)動,已知剎車3s后停下,下列說法正確的有 ()A.前1s內(nèi)、前2s內(nèi)、前3s內(nèi)的位移之比為1∶4∶9B.第1s末、第2s末、第3s末的速度之比為3∶2∶1C.第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均速度之比為9∶4∶1D.這連續(xù)三個1s內(nèi)的速度變更量之比為1∶1∶1【解析】選D。由逆向思維可知,前1s內(nèi)、前2s內(nèi)、前3s內(nèi)的位移之比為9∶4∶1,故A錯誤;由于第3s末的速度為零,所以第1s末、第2s末的速度之比為2∶1,故B錯誤;依據(jù)=且第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比為5∶3∶1,則知第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的平均速度之比為5∶3∶1,故C錯誤;依據(jù)Δv=aΔt可知,這連續(xù)三個1s內(nèi)的速度變更量之比為1∶1∶1,故D正確。5.(2024·保定高一檢測)一質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動,依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn),AB=x1,BC=x2,已知質(zhì)點(diǎn)加速度為a,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過AB和BC段所用時間相等,則質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過AC段的平均速度為 ()A.B.C.x1+x2D.【解析】選D。AC段的位移為:x=x1+x2質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過AB和BC段所用時間相等,設(shè)為t,則:x2-x1=at2解得:t=,平均速度:==,D正確。6.如圖是上海中心大廈,小明乘坐大廈快速電梯,從底層到達(dá)第119層觀光平臺,觀光平臺高度為549m。若電梯從靜止起先以加速度a1做勻加速運(yùn)動,達(dá)到最大速度18m/s,然后以最大速度勻速運(yùn)動6s,最終以加速度A.30.5sB.36.5sC.55sD.61s【解析】選C。加、減速過程的平均速度相等為:==m/s=9m/s,加速時間為t1,減速時間為t2,則有:×(t1+t2)=549m-18×6m=441m,解得:t1+t2=49s,總時間為:t=t1+t2+6s=55s,故C正確,A7.如圖,“探究自由落體運(yùn)動規(guī)律”試驗(yàn)過程中拍攝的頻閃照片的一部分(照片中的數(shù)字是小球下落的距離,單位是cm),為了依據(jù)照片測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?則肯定要記錄的是 ()A.小球的直徑B.小球的質(zhì)量C.小球初速度為零的位置D.頻閃光源的周期【解析】選D。依據(jù)Δx=gT2得重力加速度為:g=,可知須要測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?須要測量頻閃光源的周期或頻率大小,故D正確,A、B、C錯誤。8.(2024·揚(yáng)州高一檢測)一個質(zhì)點(diǎn)由靜止起先沿直線運(yùn)動,速度隨位移變更的圖像如圖所示,關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動,下列說法中正確的是 ()A.質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動B.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動C.質(zhì)點(diǎn)做加速度漸漸減小的加速運(yùn)動D.質(zhì)點(diǎn)做加速度漸漸增大的加速運(yùn)動【解析】選D。從圖可知,s與v成正比,即s=kv,k是比例系數(shù)(常量k=),又v===ka,明顯加速度與速度成正比,所以質(zhì)點(diǎn)做加速度漸漸增大的加速運(yùn)動,故D正確,A、B、C錯誤。【加固訓(xùn)練】在一平直馬路上,甲、乙兩車由相同起點(diǎn)朝同一方向做直線運(yùn)動,它們的v-t圖像如圖所示。則 ()A.乙追上甲后兩車間距離起先漸漸增大B.乙追上甲的時刻為25s末C.乙動身時,甲車在其前方150D.兩車加速階段加速度大小之比為3∶1【解析】選A。依據(jù)速度圖像與時間軸所圍的面積表示位移,則知乙動身時,甲車在其前方的位移為:x=×20×5m=50m;設(shè)乙運(yùn)動t時間,兩車相遇,相遇時兩車的位移相等,則有:20t+50=×2t2,解得:t=(10+5)s,則乙追上甲的時刻為(15+5)s末;乙追上甲后乙的速度比甲大,所以兩車間距離起先漸漸增大,故A正確,B、C錯誤。依據(jù)速度圖像的斜率表示加速度,可知,甲加速階段的加速度為:a1=m/s2=4m/s2,乙的加速度為:a2=m/s2=2m/s2,則加速度大小之比為2∶1,故9.甲、乙兩物體做自由落體運(yùn)動,已知甲物體的質(zhì)量是乙物體的一半,而甲距地面的高度是乙距地面高度的兩倍,下列說法正確的是 ()A.甲物體的加速度是乙物體加速度的倍B.甲物體著地速度是乙物體著地速度的2倍C.甲物體下落時間是乙物體下落時間的倍D.甲、乙兩物體的末速度相同【解析】選C。甲、乙兩物體做自由落體運(yùn)動,加速度都為重力加速度,相同,故A錯誤;依據(jù)v2=2gh,末速度為v=,故甲物體著地速度是乙物體著地速度的倍,故B、D錯誤;依據(jù)h=gt2,t=,故甲物體下落時間是乙物體下落時間的倍,故C正確。二、試驗(yàn)題(共5分)10.(2024·全國卷Ⅰ)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運(yùn)動進(jìn)行探討。物塊拖動紙帶下滑,打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時器所用溝通電的頻率為50Hz,紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點(diǎn)之間還有4個打出的點(diǎn)未畫出。在A、B、C、D、E五個點(diǎn)中,打點(diǎn)計(jì)時器最先打出的是______點(diǎn),在打出C點(diǎn)時物塊的速度大小為______m/s(保留3位有效數(shù)字);物塊下滑的加速度大小為______m/s2(保留2位有效數(shù)字)。

【解析】物塊沿傾斜的長木板加速下滑,相等時間內(nèi)的間距越來越大,所以在A、B、C、D、E五個點(diǎn)中,打點(diǎn)計(jì)時器最先打出的是A點(diǎn)。依據(jù)紙帶可知xAB=12.0mm、xBC=19.5mm、xCD=27.0mm、xDE=34.5mm,則v=0.233mxDE-xCD=xCD-xBC=xBC-xAB=7.5mma===750mm/s2=0.75m/s答案:A0.2330.75三、計(jì)算題(本題共3小題,共28分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11.(9分)在某高鐵站旁邊的某段平直的鐵路上,一列以90m/s高速行駛的列車某時刻起先勻減速行駛,5min后恰好停下,并在該車站停留2min;隨后勻加速駛離車站,經(jīng)8.1km(1)求列車減速過程中的位移大小。(2)求列車駛離車站過程中加速到90m【解析】(1)列車減速過程中的位移為:x=×t=×300m=13500m(3(2)在加速階段,依據(jù)2a2x′=v2-0可得:a2=0.5m/s2 (3依據(jù)v=a2t′可得:t′==s=180s(3分)答案:(1)13500m(2)180【加固訓(xùn)練】如圖所示,某同學(xué)測出一棵蘋果樹樹干部分的高度約為1.6m,一個蘋果從樹冠頂端的樹梢上由于受到擾動而自由下落,該同學(xué)測出蘋果經(jīng)過樹干所用的時間為0.2s,重力加速度取10m/s(1)蘋果樹樹冠部分的高度約為多少?(2)蘋果落地時的速度為多大?【解析】(1)設(shè)起先下落到達(dá)樹干的上沿的時間為t,有:Δh=g(t+0.2)2-gt2代入數(shù)據(jù)解得:t=0.7s則:H=gt2=2.45(2)蘋果落地的速度為:v=g(t+0.2)=9答案:(1)2.45m(2)12.(9分)(2024·揚(yáng)州高一檢測)跳傘運(yùn)動員從懸停在距地面404m高處的直升飛機(jī)上由靜止跳下,先做自由落體運(yùn)動,當(dāng)下落180m時打開著陸傘,著陸傘打開后做勻減速直線運(yùn)動,跳傘運(yùn)動員到達(dá)地面時的速度為4m/s。g(1)跳傘運(yùn)動員打開著陸傘時速度是多少?(2)跳傘運(yùn)動員運(yùn)動的總時間是多少?【解析】(1)運(yùn)動員打開著陸傘前做自由落體運(yùn)動,豎直位移為h1=180依據(jù)=2gh1可知打開著陸傘時的速度為v1=60m/s(3(2)打開著陸傘后做勻減速直線運(yùn)動,已知v2=4位移h2=404m-180m由速度與位移關(guān)系-=-2ah2解得:a=8m/s2 (2打開著陸傘前的自由落體時間為t1==6s(1分)勻減速直線運(yùn)動的時間t2==7s(1分)故運(yùn)動員運(yùn)動的總時間為t=t1+t2=13s(1分)答案:(1)60m/s(2)1313.(10分)遼寧號航空母艦,簡稱“遼寧艦”,是中國人民解放軍海軍第一艘可以搭載固定翼飛機(jī)的航空母艦。艦長304m,艦寬70.5m,艦首運(yùn)用滑躍式起飛甲板。航空母艦上的戰(zhàn)斗機(jī),起飛過程中最大加速度a=4.5m/s2,飛機(jī)要達(dá)到速度v0=60m/s才能起飛,航空母艦甲板長L=289m,為使飛機(jī)平安起飛,【解析】航空母艦勻速運(yùn)動,若以地面為參考系,設(shè)在時間t內(nèi)航空母艦和飛機(jī)的位移分別為x1和x2,航空母艦的最小速度為v,由運(yùn)動學(xué)學(xué)問得x1=vt, (2分)x2=vt+at2 (2分)x2-x1=L, (2分)v0=v+at (2分)聯(lián)立解得:v=9m/s(2答案:9(30分鐘·40分)14.(5分)(多選)一個質(zhì)點(diǎn)沿x軸做直線運(yùn)動,它的位置坐標(biāo)隨時間變更規(guī)律是x=3t2-4t,其中x與t的單位分別為m和s,則下列說法中正確的是 ()A.t=0時,質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)是x=0B.在最初的1s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的位移大小為1m,方向沿C.質(zhì)點(diǎn)的速度隨時間的變更規(guī)律是v=(6t-4)m/sD.質(zhì)點(diǎn)先做勻減速直線運(yùn)動,然后做勻加速直線運(yùn)動【解析】選A、C、D。依據(jù)x=3t2-4t知,當(dāng)t=0時,質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)x=0,故A正確;質(zhì)點(diǎn)在最初1s內(nèi)的位移x1=3×1m-4×1m=-1m,方向沿x軸負(fù)方向,故B錯誤;依據(jù)x=v0t+at2=3t2-4t得,質(zhì)點(diǎn)的初速度v0=-4m/s,加速度a=6m/s2,則速度隨時間的變更規(guī)律v=v0+at=(6t-4)m/s,故C正確;15.(5分)(多選)物體的位移—時間圖像和速度—時間圖像,對探討問題會很便利,某同學(xué)在一次試驗(yàn)中,得到運(yùn)動小車的速度時間圖像如圖所示,由此圖像可知 ()A.小車最大速度為1.8mB.16s時的加速度大于13s時的加速度C.大約13s末小車距離動身點(diǎn)最遠(yuǎn)D.小車后10s內(nèi)的平均速度比前10s內(nèi)的小【解析】選A、B。小車先變加速運(yùn)動,最大速度為1.8m/s,后做變減速運(yùn)動,速度減為零,所以小車做變速運(yùn)動,故A正確;速度—時間圖像的斜率表示加速度,由圖像可知,16s時的斜率比13s時的斜率大,16s時的加速度大于13s時的加速度,故B正確;圖像中曲線與t軸所圍的面積表示小車的位移,所以20s末小車距離動身點(diǎn)最遠(yuǎn),故C錯誤;圖像中曲線與t軸所圍的面積表示小車的位移,由圖像可知,前10s的位移比后10s的位移小,所以小車前10s內(nèi)的平均速度比后10s內(nèi)的小,故【加固訓(xùn)練】(多選)甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同始終線上做勻加速直線運(yùn)動,v-t圖像如圖,在3秒末兩質(zhì)點(diǎn)相遇,由圖像可知 ()A.甲的加速度等于乙的加速度B.0時刻甲在乙之前6C.0時刻乙在甲之前6D.相遇前甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為6【解析】選B、D。圖像的斜率表示物體的加速度,則甲的加速度a甲=m/s2=1.5m/s2,乙的加速度a乙=m/s2=2m/s2,故A錯誤;3s末甲、乙通過的位移分別為:x甲=×3×2m=3m,x乙=×6×3m=9m,由題,3秒末兩質(zhì)點(diǎn)在途中相遇,則說明0時刻甲在乙之前6m處,故B正確,C錯誤;因?yàn)閯由砬凹自谝抑?16.(5分)(多選)交警大隊(duì)的交警處理某次交通事故時,通過監(jiān)控儀器掃描,輸入計(jì)算機(jī)后得到該汽車在水平面上剎車過程中的位移隨時間變更的規(guī)律為x=20t-2t2(x的單位是m,t的單位是s)。則下列說法正確的是 ()A.該汽車剎車的初速度為20B.該汽車剎車的加速度為4mC.該汽車在地面上留下的痕跡長為50D.剎車后6s內(nèi)的位移為48【解析】選A、C。依據(jù)x=v0t+at2得汽車剎車的初速度為:v0=20m/s,加速度為:a=-4m/s2,故A正確,B錯誤;則汽車剎車速度減為零的時間為:t==s=5s,則剎車后6s內(nèi)的位移等于5s內(nèi)的位移,即為:x=t=×5m=50m,故C【加固訓(xùn)練】(多選)如圖所示,水平地面上固定有兩塊木板AB、BC,兩塊木板緊挨在一起,木板AB的長度是BC的3倍。一顆子彈以初速度v0從A端水平射入木板,并恰能從C端射出,經(jīng)驗(yàn)的時間為t,子彈在木板中的運(yùn)動可以看成是勻減速運(yùn)動,則下列說法中正確的是()A.子彈到B點(diǎn)的速度為B.子彈到B點(diǎn)的速度為C.子彈從A到B的時間為D.子彈從A到B的時間為【解析】選B、D。依據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的推論,末速度為零的勻減速過程可以看作逆向的初速度為零的勻加速過程。對于初速度為零的勻加速過程,第一個時間T和其次個時間T內(nèi)的位移之比為1∶3,據(jù)此可以證明子彈從A到B的時間等于從B到C的時間,所以子彈從A到B的時間為,子彈到B點(diǎn)的速度等于從A到C的平均速度,即。故選項(xiàng)B、D正確。17.(10分)(2024·泰州高一檢測)自由落體儀如圖所示,其主體是一個有刻度尺的立柱,其上裝有磁式吸球器、光電門1、光電門2、捕球器、小鋼球。利用自由落體儀測量重力加速度試驗(yàn)步驟如下:①將自由落體儀立于水平地面上,調(diào)整水平底座使立柱豎直,固定好磁式吸球器;②適當(dāng)調(diào)整兩光電門1、2的位置,由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h1,用磁式吸球器限制使小球自由下落,由光電計(jì)時器讀出小球由光電門1到光電門2的時間,重復(fù)數(shù)次,求出時間的平均值為t1;③光電門1不動,光電門2的位置下移,再用刻度尺讀出兩光電門的高度差為h2,用磁式吸球器限制使小球自由下落,由光電計(jì)時器讀出小球由光電門1到光電門2的時間,重復(fù)數(shù)次,求出時間的平均值為t2;④計(jì)算重力加速度值g。請回答下列問題:(1)在步驟③中光電門1的位置保持不動的目的是

________________________________。

(2)若小球到達(dá)光電門1時的速度為v1,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則小球通過兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為__________。(用v1、g和t1表示)

(3)用測得的物理量表示重力加速度值g=__________。(用h1、h2和t1、t2表示)

【解析】(1)由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h1,由光電計(jì)時器讀出小球從光電門1到光電門2的時間,重復(fù)數(shù)次,求出時間的平均值為t1。依據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移時間公式得:h1=v0t1+g,光電門1不動,變更光電門2的位置,由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h2,依據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移時間公式得:h2=v0t2+g所以光電門1的位置保持不動的目的是保證小球初速度相同,即每次通過光電門1時的速度相同。(2)依據(jù)勻變速直線運(yùn)動的平均速度公式有:v==v1+;(3)依據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移時間公式得:h1=v0t1+gh2=v0t2+g解得:g=;答案:(1)保證每次通過光電門1時的速度相同(2)v1+(3)【加固訓(xùn)練】在進(jìn)行“探究小車速度隨時間變更的規(guī)律”試驗(yàn)中:(1)該試驗(yàn)已供應(yīng)了小車、一端附有滑輪的長木板、紙帶、細(xì)繩、刻度尺、導(dǎo)線。為了完成試驗(yàn),還需從圖1中選取試驗(yàn)器材________(此項(xiàng)為多選,請?zhí)顚懴鄳?yīng)的字母符號)。其中試驗(yàn)器材A的名稱是________。

(2)該試驗(yàn)得到一條清楚的紙帶,圖2所示是截取了其中某一段紙帶用刻度尺(單位:cm)測量時的情景,其中A、B、C、D、E、F為6個計(jì)數(shù)點(diǎn)(兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個點(diǎn)未畫出)。已知打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50Hz。其中計(jì)數(shù)點(diǎn)E所在位置的刻度尺讀數(shù)為______cm,小車加速過程中E點(diǎn)瞬時速度大小為________m/s,小車加速過程中的加速度是______m/s2(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

【解析】(1)已供應(yīng)了小車、一端附有滑輪的長木板、紙帶、細(xì)繩