2021～2022学年新教材高中物理课后落实8匀变速直线运动与汽车安全行驶【含答案】

匀变速直线运动与汽车安全行驶(建议用时：40分钟)题组一汽车行驶安全问题1．(多选)某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时，其车速与时间的变化关系分别如图中的①、②图线所示．由图可知，启用ABS后()A．t1时刻车速更小B．0～t1的时间内加速度更小C．加速度总比不启用ABS时大D．刹车后运行的距离比不启用ABS更短BD[v­t图像斜率表示加速度大小，B正确，C错误；启用ABS后t1时刻速度大，A错误；v­t图像与坐标轴所围图形的面积表示位移，D正确．]2．空军特级飞行员李峰驾驶歼十战机执行战术机动任务，在距机场54km、离地1750m高度时飞机发动机停车失去动力．在地面指挥员的果断引领下，安全迫降机场，成为成功处置国产单发新型战机空中发动机停车故障、安全返航第一人．若飞机着陆后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动，若其着陆速度为60m/s，则它着陆后12s内滑行的距离是()A．288m B．300mC．150m D．144mB[先求出飞机着陆后到停止所用时间t，由v＝v0＋at，得t＝eq\f(v－v0,a)＝eq\f(0－60,－6)s＝10s，由此可知飞机在12s内不是始终做匀减速运动，它在最后2s内是静止的，故它着陆后12s内滑行的距离为s＝v0t＋eq\f(1,2)at2＝60×10m＋eq\f(－6×102,2)m＝300m，故B正确．]3．在中国，每年由于交通造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害极大．驾驶员从视觉感知到前方危险，到汽车开始制动的时间称为反应时间，酒后驾驶将明显增加反应时间，对比某驾驶员正常驾驶和酒后驾驶过程，记录感知到前方危险后汽车运动的v­t图线如图甲、乙所示．则()A．图乙对应于正常驾车B．全过程酒后驾车的时间比较短C．全过程酒后驾车的位移比较小D．全过程酒后驾车的平均速率比较大D[在反应时间内汽车做匀速直线运动，因酒后驾驶反应时间增加，故图乙对应于酒后驾驶，A错误；由题图知，全过程酒后驾车的时间比较长，B错误；根据v­t图线与坐标轴所围的面积表示位移，可得正常驾车的停车位移为x1＝eq\f(0.5＋4.5,2)×30m＝75m，全过程酒后驾车的停车位移x2＝eq\f(1.5＋5.5,2)×30m＝105m，知全过程酒后驾车的位移比较大，C错误；全过程中，正常驾车的平均速度eq\x\to(v1)＝eq\f(x1,t1)＝eq\f(75,4.5)m/s≈16.7m/s，酒后驾车的平均速度eq\x\to(v2)＝eq\f(x2,t2)＝eq\f(105,5.5)m/s≈19.1m/s，即全过程酒后驾车的平均速度比较大，D正确．]4．两辆完全相同的汽车，沿水平道路一前一后匀速行驶，速度均为v0．若前车突然以恒定的加速度a刹车，在它刚停住时，后车以加速度2a开始刹车．已知前车在刹车过程中所行驶的路程为xA．xB．eq\f(3,2)xC．2xD．eq\f(5,2)xB[因后车以加速度2a开始刹车，刹车后滑行的距离为eq\f(1,2)x；在前车刹车滑行的时间内，后车匀速运动的距离为2x，所以，两车在匀速行驶时保持的距离至少应为2x＋eq\f(1,2)x－x＝eq\f(3,2)x，故B正确．]5．(多选)如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m．该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2，此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s．下列说法中正确的有()A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线D．如果距停车线5m处减速，汽车能停在停车线处AC[若汽车立即做匀加速运动，则2s后的速度v＝v0＋a1t1＝8m/s＋2×2m/s＝12m/s，故汽车在2s内一定不会超速，在2s内的位移x1＝eq\f(v0＋v,2)t＝eq\f(8＋12,2)×2m＝20m，则在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线，A正确，B错误；若汽车立即做匀减速运动，减速到0所用时间为t2＝eq\f(v0,a2)＝1.6s，在此时间内行驶的位移为x2＝eq\f(v\o\al(2,0),2a2)＝eq\f(82,2×5)m＝6.4m，C正确，D错误．]题组二追及、相遇问题6．如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的位移—时间图像，由图像可知()A．乙开始运动时，两物体相距20mB．甲、乙两物体间的距离逐渐变大C．两物体在10s时相距最远，在25s时相遇D．甲比乙运动得快C[开始时，乙的位置坐标为零，甲从离坐标原点20m处开始运动，当乙开始运动时，甲已经运动了10s，因此二者之间的距离大于20m，故A错误；图像的斜率表示速度，由图可知乙的速度大于甲的速度，因此二者之间的距离在乙没有运动时增大，当乙开始运动时减小，在25s时相遇，故B错误；由于乙的速度大于甲的速度，因此当乙开始运动时两者相距最远，从图像可知25s时，两者位置坐标相同，即相遇，故C正确；乙运动得比甲快，故D错误．]7．如图所示，A、B两物体相距x＝7m，物体A以vA＝4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度vB＝10m/s，此物体在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度a＝－2m/s2．那么物体A追上物体B所用的时间为()A．7s B．8sC．9s D．10sB[物体B做匀减速运动到速度为0所需时间t1＝eq\f(10,2)s＝5s，这段时间内，物体B运动的位移sB＝eq\f(0－v\o\al(2,B),2a)＝eq\f(102,2×2)m＝25m，物体A运动的位移sA＝vAt1＝4×5m＝20m，显然还没有追上，此后物体B静止．设物体A追上物体B所用时间为t，则有vAt＝x＋25m，所以t＝8s，故选项B正确，选项A、C、D错误．]8．(多选)某时刻，两车从同一地点、沿同一方向做直线运动，下列关于两车的位移s、速度v随时间t变化的图像，能反映t1时刻两车相遇的是()BD[s­t图像能表示物体所在不同时刻的位置，t1时刻两图线相交，两物体相遇，故A错误，B正确；v­t图像表示物体的速度随时间变化的规律，图线与坐标轴围成的面积表示物体通过的位移，两物体在t1时间内位移相同，两物体相遇，故C错误，D正确．]9．(新情境题)汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌(如图所示)，以提醒后面驾车司机，减速安全通过．在夜间，有一货车因故障停驶，后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体，并且他的反应时间为0.6s，制动后最大加速度为5m/s2．求：(1)小轿车从刹车到停止所用的最短时间；(2)三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞．[解析](1)从刹车到停止时间为t2，则t2＝eq\f(0－v0,a)＝6s．(2)小轿车在反应时间内做匀速运动，则x1＝v0t1＝18m从刹车到停止的位移为x2，则x2＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a)＝90m小轿车从发现物体到停止的全部距离为x＝x1＋x2＝108mΔx＝x－50m＝58m．(1)6s(2)58m10．甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t＝0时刻同时经过公路旁的同一个路标．在描述两车运动的v­t图线中(如图)，直线a、b分别描述了甲、乙两车在0～20s的运动情况．关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是()A．在0～10s内两车逐渐靠近B．在10～20s内两车逐渐远离C．在5～15s内两车的位移相等D．在t＝10s时两车在公路上相遇C[在0～10s内，乙车的速度一直比甲车大，两车应逐渐远离，A错误；在10～20s内，甲车的速度一直比乙车大，两车逐渐靠近，B错误；在5～15s内，两图像与坐标轴的面积相等，则两车的位移相等，C正确；在t＝10s时两车速度相等，相距最远，D错误．]11．酒后驾驶会导致许多安全隐患，是因为驾驶员的反应时间变长，反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间．下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离，“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小都相同)．速度(m·s－1)思考距离/m制动距离/m正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.72512.525.054.266.7分析上表可知，下列说法不正确的是()A．驾驶员正常情况下反应时间为0.5sB．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5sC．驾驶员采取制动措施后汽车的加速度大小为3.75m/s2D．若汽车以25m/s的速度行驶时，发现前方60m处有险情，酒后驾驶不能安全停车C[驾驶员正常反应时间t1＝eq\f(7.5,15)s＝0.5s，A正确；酒后驾驶员的反应时间t2＝eq\f(15.0,15)s＝1.0s，故此时反应时间比正常情况下多0.5s，B正确；制动后汽车的加速度a＝eq\f(v2－v\o\al(2,0),2s)＝eq\f(0－152,2×15.0)m/s2＝－7.5m/s2，C错误；汽车以25m/s的速度行驶时的制动距离66.7m＞60m，故若前方60m处有险情，酒后驾驶不能安全停车，D正确，C符合题意．]12．(新情境题)高速公路上，一辆大货车以20m/s的速度违规行驶在快速道上，另有一辆SUV小客车以32m/s的速度随其后并逐渐接近．大货车的制动性能较差，刹车时的加速度保持在4m/s2，而SUV小客车配备有ABS防抱死刹车系统，刹车时能使汽车的加速度保持在8m/s2．若前方大货车突然紧急刹车，SUV小客车司机的反应时间是0.50s，为了避免发生追尾事故，小客车和卡车之间至少应保留多大的距离？[解析]反应时间里SUV的行驶距离：x0＝v1t0若恰好发生追尾，则两车速度相等，有：v＝v1＋a1(t－0.5s)，v＝v2＋a2t代入数据，得两车发生追尾所用时间：t＝4s此段时间内，两车行驶距离：x1＝x0＋v1(t－0.5)＋eq\f(1,2)a1(t－0.5)x2＝v2t＋eq\f(1,2)a2t2则有两车之间不发生追尾的最小距离：Δx＝x1－x2两车刹车时的加速度分别是：a1＝－8m/s2，a2＝－4m/s2代入数据，得：Δx＝31m．31m13．刑法修正案将醉酒驾驶定为犯罪，极大地遏制了酒后驾驶，降低了道路交通事故的发生率．酒后驾驶会导致许多安全隐患，因为酒精会使驾驶员的“反应时间”变长、“思考距离”变大，从而使“制动距离”变大．“反应时间”是指从驾驶员发现情况到采取制动经历的时间，“思考距离”是指从驾驶员发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离，“制动距离”是指从驾驶员发现情况到汽车停止运动的时间内汽车行驶的距离．已知某汽车以v＝40m/s的速度行驶时，驾驶员的正常思考距离为s1＝16m，酒后的思考距离为s2＝35m，正常的制动距离为s3＝66m，假设该驾驶员正常和酒后制动时的加速度大小相同．(1)求该驾驶员酒后反应时间比正常情况下长多少？(2)求该汽车制动时的加速度大小为多少？(3)若该驾驶