教科版高中物理必修第一册第二章匀变速直线运动的规律综合拔高练含答案

综合拔高练五年高考练考点1匀变速直线运动的规律1.(2023山东,6)如图所示,电动公交车做匀减速直线运动进站,连续经过R、S、T三点,已知ST间的距离是RS的两倍,RS段的平均速度是10m/s,ST段的平均速度是5m/s,则公交车经过T点时的瞬时速度为()A.3m/sB.2m/sC.1m/sD.0.5m/s2.(2022全国甲,15)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,要通过前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v<v0)。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为()A.vC.3(3.(2022湖北,6)我国高铁技术全球领先,乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080km,W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发,经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108km/h,高铁列车的最高速度为324km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中,加速度大小均为0.5m/s2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动,两种列车在每个车站停车时间相同,则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为()A.6小时25分钟B.6小时30分钟C.6小时35分钟D.6小时40分钟考点2自由落体运动与竖直上抛运动4.(2023广东,3)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是()5.(2021湖北,2)2019年,我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中,陈芋汐在跳台上倒立静止,然后下落,前5m完成技术动作,随后5m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10m/s2,则她用于姿态调整的时间约为()A.0.2sB.0.4sC.1.0sD.1.4s6.(2019课标Ⅰ,18)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个H4所用的时间为t1,第四个H4所用的时间为t2。不计空气阻力,则t2t1A.1<t2C.3<t2考点3运动图像7.(2023江苏,1)电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。电梯加速上升的时段是()A.从20.0s到30.0sB.从30.0s到40.0sC.从40.0s到50.0sD.从50.0s到60.0s8.(2023全国甲,16)一小车沿直线运动,从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻,此后做匀减速运动,到t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是()9.(多选题)(2023湖北,8)t=0时刻,质点P从原点由静止开始做直线运动,其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化,周期为2t0。在0~3t0时间内,下列说法正确的是()A.t=2t0时,P回到原点B.t=2t0时,P的运动速度最小C.t=t0时,P到原点的距离最远D.t=32t0时,P的运动速度与t=12t10.(多选题)(2021海南,10)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,t=0时经过路边的同一路标,下列位移-时间(x-t)图像和速度-时间(v-t)图像对应的运动中,甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是()11.(多选题)(2021广东,8)赛龙舟是端午节的传统活动。下列v-t和s-t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有()考点4探究匀变速直线运动12.(2023全国甲,23)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车的位置为初始位置,将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中,小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt和v。表中ΔxAD=cm,vAD=cm/s。位移区间ABACADAEAFΔx(cm)6.6014.60ΔxAD34.9047.30v(cm/s)66.073.0v87.394.6(2)根据表中数据,得到小车平均速度v随时间Δt的变化关系,如图(c)所示。请在图中补全实验点。(3)从实验结果可知,小车运动的v-Δt图线可视为一条直线,此直线用方程v=kΔt+b表示,其中k=cm/s2,b=cm/s。(结果均保留3位有效数字)

(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,得到打出A点时小车的速度大小vA=,小车的加速度大小a=。(结果用字母k、b表示)

考点5测重力加速度13.(2022辽宁,12)某同学利用如图所示的装置测量重力加速度,其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带(宽度用d表示)。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度,令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔Δt。(1)除图中所用的实验器材外,该实验还需要(填“天平”或“刻度尺”);

(2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为4.50cm,记录时间间隔的数据如表所示:编号1遮光带2透光带3遮光带…Δt/(10-3s)73.0438.6730.00…根据上述实验数据,可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小v3=m/s(结果保留两位有效数字);

(3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔分别为Δt1、Δt2,则重力加速度g=(用d、Δt1、Δt2表示);

(4)该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度,请写出一条可能的原因:。

三年模拟练应用实践1.(多选题)(2023四川达州模拟)甲、乙两同学相约去参观博物馆。两人同时从各自家中出发,沿同一直线相向而行,经过一段时间后两人会合。身上携带的运动传感器分别记录了他们在这段时间内的速度大小随时间的变化关系,如图所示。其中,甲的速度随时间变化的图线为两段四分之一圆弧,则()A.在t1时刻,甲、乙两人速度相同B.0~t2时间内,乙所走路程大于甲C.在t3时刻,甲、乙两人加速度大小相等D.0~t4时间内,甲、乙两人平均速率相等2.(2022福建莆田二中期中)如图所示,完全相同的两木块并排固定在水平地面上,一颗子弹以速度v1水平射入。若子弹在木块中做匀减速运动且穿过第二块木块后速度恰好为零,则()A.子弹依次射入每块木块时的速度比为v1∶v2=2∶1B.子弹依次射入每块木块时的速度比为v1∶v2=2∶1C.穿过每块木块所用时间之比为t1∶t2=2∶1D.穿过每块木块所用时间之比为t1∶t2=1∶13.(2023四川射洪中学月考)一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶,当驾驶员发现前方有险情时,立即刹车,刹车后的速度v随刹车位移x的变化关系如图所示,若汽车刹车后做匀减速直线运动,则当汽车刹车后的速度减小为12m/s时,刹车的距离x1为()A.12mB.12.8mC.14mD.14.8m4.(2024陕西西安城关中学期末)取一根长2m左右的细线、5个铁垫圈和一个金属盘,在线下端系上第一个垫圈,隔12cm再系一个,以后相邻垫圈之间的距离分别是36cm、60cm、84cm,如图所示。站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘,松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈()A.落到盘上的声音时间间隔越来越大B.落到盘上的声音时间间隔相等C.依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3D.依次落到盘上的时间关系为1∶(2-1)∶(3-2)∶(2-5.(2024辽宁沈阳期末)某探究小组利用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,图(a)是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G是选取的计数点,两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器的打点时间间隔T0=0.02s。将纸带分别从点A、B、C、D、E、F、G处剪开,得到六段纸带,将这六段纸带由短到长按图(b)那样贴在直角坐标系的平面上,彼此不留间隙,也不要重叠,纸带下端都要准确地与横轴重合。(1)若用横轴表示时间t,纸带宽度表示相邻计数点时间间隔T,纵轴表示相邻计数点间的距离xn(n=1、2、3、4、5、6),设打A点时为t=0时刻,则x2T为A.t=0.10s时的速度B.t=0.15s时的速度C.t=0.20s时的速度(2)若测得x1=22.5mm,x4=45.0mm,则小车的加速度约为m/s2。(结果保留三位有效数字)

(3)若实际电源的频率大于50Hz,则测得小车的加速度(填“偏大”或“偏小”)。

(4)某同学若以xnT为纵轴,将各段纸带上端中心点连接起来,得到一条直线,则该图线的斜率表示6.(2024安徽合肥三中调研)如图所示,小球从水平面上的A点以12m/s的初速度向左做匀减速运动,加速度大小为2m/s2,经过2s从P点滑上斜面,之后从斜面滑回,进入水平面后又以大小为2m/s2的加速度匀减速,并最终停在距出发点16m处的B点,求:(1)小球向左运动到P点时的速度大小;(2)小球从斜面滑回时运动到P点的速度大小;(3)已知小球在斜面上做匀变速直线运动,则上滑时的加速度大小a1和下滑时的加速度大小a2之比。7.(2023北京陈经纶中学月考)小明是摄影爱好者,某天他在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外由静止从高处竖直落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间为0.02s,测得照片中石子模糊径迹的长度为1.6cm。实际高度为100cm的窗户在照片中的长度为4cm。凭以上数据,你知道这个石子闯入镜头时已经运动了约多长时间吗?(不计空气阻力,g=10m/s2)8.(2024山东联考)随着人工智能技术的发展,无人驾驶汽车已经成为智能科技的焦点。普通驾驶员的正常反应时间为0.7~1.0s,而基于5G技术的无人驾驶汽车在感知到紧急情况下的反应时间为0.2s。某封闭测试公路上某辆装有无人驾驶系统的汽车由驾驶员驾驶,做匀速直线运动时驾驶员发现紧急情况,经0.8s的反应时间后刹车,汽车刹车时可视为做加速度大小a=8m/s2的匀减速直线运动。从驾驶员发现紧急情况到汽车最终静止,汽车行驶的距离x=41m。(1)求汽车匀速行驶时的速度大小;(2)若更换为反应时间为0.2s的无人驾驶系统驾驶,汽车匀速行驶时的速度大小和刹车时的加速度大小不变,求无人驾驶时汽车从发现紧急情况到最终静止行驶的距离。9.(2024湖南株洲二中检测)哈三中社团活动进行了一次打击侦察无人机的模拟活动,如图AB为竖直方向的发射器,“炮弹”P可以视为质点,调节发射器设置参数使P在AB段做匀加速直线运动,加速度大小为40m/s2,有一无人机距离地面高度H=3.95m,长度d=0.2m,不考虑无人机自身的高度,当无人机以4m/s向左做匀速直线运动到C时,质点P从A点立即开始加速,离开AB后做竖直上抛运动,不计空气阻力,AB段高度h=0.8m,AB与CD水平距离为L=4m。重力加速度g取10m/s2。(1)求P距地面上升的最大高度。(2)求P从开始加速到与无人机达到相同高度所用时间。(3)问P与无人机是否能在空中相遇?说明理由。迁移创新10.嫦娥四号探测器的成功发射,开启了人类登陆月球背面的探月新征程,距离实现载人登月更近了一步。若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为我国的登月第一人,你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验:在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落,测出下落高度h=20m时,下落的时间正好为t=5s,则(1)月球表面的重力加速度g月为多大?(2)小球下落过程中,最初2s内和最后2s内的位移之比为多大?答案与分层梯度式解析综合拔高练五年高考练1.C2.C3.B4.D5.B6.C7.A8.D9.BD10.BC11.BD1.C在匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于该段时间初末速度之和的一半,则有vRS=vR+vS2,vST=vS+vT2,由此知vS=10m/s-vT,vR=10m/s+vT,又有vS2-vR2=2axRS2.C列车车头到达隧道前减速时间t1=v0-v2a,在隧道中匀速行驶时间t2=L+lv,车尾离开隧道后,加速时间t3=v0-va,总时间t=t1+3.BW和G间的铁路里程L=1080km=1.08×106m,普通列车的最高速度v1=108km/h=30m/s,高铁列车的最高速度v2=324km/h=90m/s,设两列车在每个车站的停车时间均为t,则普通列车从W到G所用时间t1=2×v1a×5+L-v12×v1a×2×5v1+4t=36300s+4t,高铁列车从W到G所用时间t2=2×v2a×5+L-v224.D铯原子团仅在重力的作用,加速度g方向竖直向下,大小恒定,在v-t图像中,斜率表示加速度,故斜率不变,所以v-t图像应该是一条倾斜的直线,故A、B错误;因为加速度恒定,且方向竖直向下,故a为负值,故C错误,D正确。5.B陈芋汐下落的整个过程所用的时间为t=2Hg=2×1010s≈1.4s;前5m的下落过程所用的时间为t1=2hg=2×510s=1s;则陈芋汐用于姿态调整的时间约为t2=t-6.C运动员起跳后,到达最高点的瞬时速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动。根据初速度为零的匀加速直线运动,相邻相等位移内的时间之比可知T1∶T2∶T3∶T4=1∶(2-1)∶(3-2)∶(2-3)故t2t1=12-3方法技巧很多物理过程具有可逆性,在沿着正向过程或思维(由前到后或由因到果)分析受阻时,有时“反其道而行之”,沿着逆向过程或逆向思维(由后到前或由果到因)来思考,常常可以化难为易、出奇制胜。物体做匀减速直线运动的问题,可以理解为逆向的匀加速直线运动,这样更符合思维习惯,容易理解。7.A由v-t图像可知,电梯加速上升的时段为20.0s到30.0s,故选A。8.Dx-t图像的斜率表示速度,小车先做匀加速运动,因此速度变大即0~t1时间内图像斜率变大,t1~t2时间内做匀减速运动则图像的斜率变小,在t2时刻停止即图像的斜率变为零,D正确。9.BD质点在0~t0时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动在做加速度减小的加速运动,此过程一直向前加速运动,t0~2t0时间内加速度和速度反向,先做加速度增加的减速运动在做加速度减小的减速运动,到2t0时刻速度为零,此过程中质点一直向前做减速运动,2t0~4t0重复上述过程的运动,即质点一直向前运动,A、C错误,B正确;a~t图线与坐标轴围成的面积表示速度变化量,t02~32t0内速度的变化量为零,因此t0210.BC选项A的图中,甲、乙在t0时刻之前位移没有相等的时刻,即两人在t0时刻之前不能相遇,A错误;选项B的图中,甲、乙在t0时刻之前图像有交点,即此时位移相等,即两人在t0时刻之前能再次相遇,B正确;因v-t图像的面积表示位移,选项C的图中,甲、乙在t0时刻之前位移有相等的时刻,即两人能再次相遇,C正确;由选项D中的图像可知,甲、乙在t0时刻之前,甲的位移始终大于乙的位移,则两人不能相遇,D错误。11.BD根据题意可知,五条龙舟同时、同地、沿同一方向做直线运动,出现船头并齐,即两条龙舟在同一时刻位移相等。速度-时间图线与横轴围成的面积表示位移,可知选项A错误,选项B正确;位移-时间图像中,图线的交点表示位置相同,可知C错误,D正确。故选B、D项。12.答案(1)24.0080.0(2)图见解析(3)70.6(70.0~71.2均正确)59.0(4)b2k解析(1)由纸带上的数据可得ΔxAD=6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm,平均速度vAD=Δ(2)描点连线,作出的图像如图所示。(3)v=k·Δt+b中k表示图线斜率,b表示图线纵截距,由v-Δt图线可得k≈70.6cm/s2,b=59.0cm/s。(4)由v=ΔxΔt=k·Δt+b得Δx=k(Δt)2+b·Δt,对比x=12at2+v0t,可得初速度vA=b13.答案(1)刻度尺(2)1.5(3)2(4)见解析解析(1)该实验通过匀变速直线运动规律测量重力加速度,不需要用天平测质量,需要用刻度尺测量遮光带(透光带)的宽度。(2)根据平均速度的计算公式可知v3=dΔt3(3)根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的速度,有v1=dΔt1,v2=dΔt2,且v2=v1+gΔ(4)因光栅板下落过程中受到空气阻力的影响,所以竖直向下的加速度小于当地的重力加速度。三年模拟练1.BCD2.B3.B4.B1.BCD因两者相向而行,在t1时刻两者速度等大反向,速度为矢量,故选项A错误;题中图线与时间轴所围成的面积大小表示路程,故选项B正确;0~t4时间内,甲、乙路程相等,平均速率相等,选项D正确;在v-t图像中,图线斜率的绝对值表示加速度的大小,据数学知识可知,t3时刻甲、乙图线斜率的绝对值相等,故C正确。2.B设木块厚度为d,子弹的加速度大小为a,将子弹在木块中的匀减速运动逆向看作是初速度为零的匀加速直线运动,根据v=2ax可得,子弹依次射入每块木块时的速度比为v1∶v2=4ad∶2ad=2∶1;根据x=12at2可得,穿过每块木块所用时间之比为t1∶t2=4da-3.B由题意可知,汽车做匀减速直线运动,设加速度大小为a,则有vt2-v02=-2ax,其中vt=0,v0=20m/s,x=20m,代入解得a=10m/s2。当v=12m/s时,汽车刹车的位移为x1=v2-4.B将多物体的运动转换为单个物体的运动,即把多个铁垫圈的运动转换为一个铁垫圈的自由落体运动。根据题意可知每两个相邻垫圈之间的距离差都为24cm,由Δx=aT2可知垫圈落到盘上的声音时间间隔相等,选项A、D错误,B正确;由v=gt可知垫圈依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4,选项C错误。5.答案(1)B(2)0.750(3)偏小(4)加速度解析(1)打点计时器的打点时间间隔T0=0.02s,两相邻计数点间还有四个点没有画出,则相邻计数点时间间隔T=5T0=0.1s,x2为B、C间距离,则x2T为BC段的平均速度,即BC段中间时刻的瞬时速度,且中间时刻为t=0.1s+12×0.1s=0.15s,(2)小车的加速度为a=ΔxnT2=x4-x(3)若实际所接交流电的频率大于50Hz,则测量时的打点周期偏大,测得小车的加速度偏小。(4)若用横轴表示时间t,纸带宽度表示相邻计数点时间间隔T,纸带长度依次表示xnT,则纸带长度表示瞬时速度vn,则斜率为k=ΔvΔ6.答案(1)8m/s(2)4m/s(3)4∶1解析(1)小球在A→P的过程中做匀减速直线运动,有vP1=v0-(2)小球在A→P的过程中有xAP=vt=20m小球在P→B的过程中,做匀减速直线运动,有xPB=v且xPB=xAP-16m=4m,解得vP(3)设小球沿斜面向上运动时位移大小为L,则在上滑时有L=v在下滑时有L=v解得a7.答案2s解析实际高