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1、章末綜合測評(二) 勻變速直線運動的研究
(時間:90分鐘 分值:100分)
一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,第1~6題只有一項符合題目要求,第7~10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.下列四幅圖中,能大致反映自由落體運動圖像的是( )
A B C D
D [自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,故它的v-t圖像是一過原點的傾斜直線,a-t圖像是一平行時間軸的直線,故D對,A、C錯;B圖中的圖像表示物體勻速下落.故選D.]
2.做勻加速直線運動的質(zhì)點在第一個
2、7 s內(nèi)的平均速度比它在第一個3 s內(nèi)的平均速度大6 m/s,則質(zhì)點的加速度大小為( )
A.1 m/s2 B.1.5 m/s2
C.3 m/s2 D.4 m/s2
C [根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可知,第一個3 s內(nèi)的平均速度為第1.5 s末的速度;第一個7 s內(nèi)的平均速度為第3.5 s末的速度;則有:a== m/s=3 m/s2,故選C.]
3.一個質(zhì)點沿x軸做勻加速直線運動,其位移—時間圖像如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.該質(zhì)點的加速度大小為2 m/s2
B.該質(zhì)點在t=1 s時的速度大小為2 m/s
C.該質(zhì)點在t=0到t=2 s時間內(nèi)的位移大
3、小為6 m
D.該質(zhì)點在t=0時速度為零
D [質(zhì)點做勻加速直線運動,設(shè)t=0時質(zhì)點的速度為v0,加速度為a,由題圖知t1=1 s時,x1=2 m,t2=2 s時,x2=8 m,利用公式x=v0t+at2得x1=v0t1+at,x2=v0t2+at,代入數(shù)據(jù)解得a=4 m/s2,v0=0,t=1 s時的速度大小為4 m/s,故只有D正確.]
4.甲、乙兩車從同一地點沿同一方向出發(fā),如圖所示是甲、乙兩車的速度—時間圖像,由圖可知( )
A.甲車的加速度大于乙車的加速度
B.t1時刻甲、乙兩車的加速度相等
C.t1時刻甲、乙兩車相遇
D.0~t1時間內(nèi),甲車的平均速度大于乙車的
4、平均速度
D [由所給甲、乙兩車的速度—時間圖像的斜率知,甲車的加速度小于乙車的加速度,A、B錯誤;t1時刻甲、乙兩車速度相等,由于之前甲車的速度一直大于乙車的速度,故此時甲車位于乙車的前方,C錯誤;由甲、乙兩車的速度—時間圖像與時間軸所圍圖形的面積知,0~t1時間內(nèi),甲車比乙車的位移大,故該段時間內(nèi)甲車的平均速度大于乙車的平均速度,D正確.]
5.a(chǎn)、b兩物體從同一位置沿同一直線運動,它們的v-t圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)、b加速時,物體a的加速度大于物體b的加速度
B.20 s時,a、b兩物體相距最遠(yuǎn)
C.60 s時,物體a在物體b的前方
D.40 s時
5、,a、b兩物體速度相等,相距200 m
C [由圖像可知a、b加速時,a的加速度大小為 m/s2=1.5 m/s2,b的加速度大小為 m/s2=2 m/s2,A錯誤;t=20 s時,a的速度為40 m/s,而b的速度為0,在繼續(xù)運動的過程中,兩者距離繼續(xù)增大,B錯誤;t=40 s時,a、b兩物體速度相同,a、b兩物體相距最遠(yuǎn);v-t圖像中,圖線與t軸所圍的面積表示位移,故面積之差表示位移之差,所以最大間距為×20 m+×20 m=900 m,故D錯誤;t=60 s時,圖線a與t軸圍成的面積大于圖線b與t軸圍成的面積,故a物體的位移大于b物體的位移,C正確.]
6.如圖所示,光滑斜面被分成四
6、個長度相等的部分AB、BC、CD、DE,一個物體由A點靜止釋放,下面結(jié)論中不正確的是( )
A.物體到達(dá)各點的速度vB∶vC∶vD∶vE=1∶∶∶2
B.物體到達(dá)各點所經(jīng)歷的時間tB∶tC∶tD∶tE=1∶∶∶2
C.物體從A到E的平均速度=vB
D.通過每一部分時,其速度增量均相等
D [設(shè)每一部分的長度為x,根據(jù)v2-v=2ax得v=2ax,v=2a·2x,v=2a·3x,v=2a·4x,所以vB∶vC∶vD∶vE=1∶∶∶2,A正確;根據(jù)x=at2得tB=,tC=,tD=,tE=,所以tB∶tC∶tD∶tE=1∶∶∶2,B正確;從A到E的平均速度等于中間時刻的速度,從A到
7、E的時間為tE=,中間時刻為tE===tB,所以=vB,C正確;由vB、vC、vD、vE之比可知每一部分的速度增量不相等,D錯誤.故本題應(yīng)選D.]
7.一物體從一行星表面的某高度處自由下落(不計表層大氣阻力).自開始下落計時,得到物體離行星表面的高度h隨時間t變化的圖像如圖所示,則( )
A.行星表面的重力加速度大小為8 m/s2
B.行星表面的重力加速度大小為10 m/s2
C.物體落到行星表面時的速度大小為20 m/s
D.物體落到行星表面時的速度大小為25 m/s
AC [設(shè)物體下落的加速度為a,物體做初速度為零的勻加速直線運動,從圖中可以看出下落高度h=25 m,所用
8、的時間t=2.5 s,由位移時間關(guān)系式:h=at2,解得:a=8 m/s2,故A正確;物體做初速度為零的勻加速直線運動,由速度時間關(guān)系式得:v=at=20 m/s,故C正確,故選A、C.]
8.如圖所示,放在水平地面上相距9 m的兩個物體A、B,分別以大小vA=6 m/s和vB=2 m/s的初速度同時相向減速滑行,若兩物體因受地面阻力而產(chǎn)生的加速度大小均為2 m/s2,且不計兩物體的大小,取g=10 m/s2.則( )
A.它們經(jīng)過2 s相遇
B.它們經(jīng)過4 s相遇
C.它們在距離物體A出發(fā)點8 m處相遇
D.它們在距離物體A出發(fā)點5 m處相遇
AC [設(shè)B速度減為0時的位移
9、為xB,則0-v=-2axB,得xB=1 m.設(shè)B的運動時間為tB,則0=vB-atB,得tB=1 s.在1 s內(nèi),A的位移為xA=vAtB-at=5 m,顯然當(dāng)B停止時兩者相距3 m.設(shè)經(jīng)過時間t,兩者相遇,則s-xB=vAt-at2,解得t=2 s(t=4 s不符合實際,舍去).故經(jīng)過2 s相遇,相遇處在距離物體A出發(fā)點8 m處,選項A、C正確.]
9.如圖所示,汽車以10 m/s的速度勻速駛向路口,當(dāng)行駛至距路口停車線20 m處時,綠燈還有3 s熄滅.而該汽車在綠燈熄滅時剛好停在停車線處,則汽車運動的v-t圖像可能是( )
A B C D
BC [v-t
10、圖線與時間坐標(biāo)軸所圍“面積”表示位移,A、D選項中v-t圖像的“面積”不等于20 m,A、D錯誤;B中v-t圖像的“面積”可能等于20 m,B正確;C中v-t圖像的“面積”正好等于20 m,C正確.]
10.將甲、乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋出,拋出時間間隔2 s,它們運動的v-t圖像分別如圖中直線甲、乙所示.則( )
A.t=2 s時,兩球高度相差一定為40 m
B.t=4 s時,兩球相對于各自拋出點的位移相等
C.兩球從拋出至落到地面所用的時間相等
D.甲球與乙球從拋出至到達(dá)最高點的時間相等
BD [t=2 s時,兩球運動的位移相差40 m,但兩小
11、球是從距地面不同高度處豎直向上拋出,故無法判斷兩小球的高度差,A錯;根據(jù)v-t圖像中圖線與t軸包圍的面積表示位移知,t=4 s時兩球的位移都是40 m,B對;兩小球是從距地面不同高度處豎直向上拋出的,落地的時間不確定,C錯;兩小球豎直向上的初速度相同,由v=v0+at,其中a=-g,解得t=,用時相等,D對.]
二、非選擇題(本題共6小題,共60分)
11.(6分)某學(xué)生利用“研究勻變速直線運動”的實驗裝置來測量一個質(zhì)量為m=50 g的重錘下落時的加速度值,該學(xué)生將重錘固定在紙帶下端,讓紙帶穿過打點計時器,實驗裝置如圖甲所示.
甲
(1)以下是該同學(xué)正確的實驗操作和計算過程,請?zhí)顚?/p>
12、其中的空白部分:
①實驗操作:________,釋放紙帶,讓重錘自由落下,
_______________________________________________________
______________________________________________________.
②取下紙帶,取其中的一段標(biāo)出計數(shù)點如圖乙所示,測出相鄰計數(shù)點間的距離分別為x1=2.60 cm,x2=4.14 cm,x3=5.69 cm,x4=7.22 cm,x5=8.75 cm,x6=10.29 cm,已知打點計時器的打點間隔T=0.02 s,則重錘運動的加速度計算表達(dá)式為a=____
13、____,代入數(shù)據(jù),可得加速度a=________m/s2.(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
乙
(2)該同學(xué)從實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),重錘下落時的加速度比實際的重力加速度小,為了有效地縮小這個實驗測得的加速度與實際的重力加速度之差,請你提出一個有效的改進(jìn)方法:
_______________________________________________________
_______________________________________________________
______________________________________________________.
14、
[答案] (1)①接通電源 實驗結(jié)束關(guān)閉電源
② 9.60 (2)將重錘換成較大質(zhì)量的重錘(或者采用頻閃照相法)
12.(6分)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中,用打點計時器打出一條紙帶.A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計數(shù)點.相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s,各點間的距離如圖所示,則打D點時,小車的速度為________m/s.小車的加速度大小為________m/s2.若當(dāng)交流電的實際頻率小于50 Hz時,仍按50 Hz計算,則測量的加速度值比真實的加速度值________(選填“偏大”“偏小”或“不變”).
[解析] T=0.1 s,vD== m/s=0.34
15、 m/s,vB==0.26 m/s,a==0.4 m/s2.交流電實際頻率變小時,T較真實值偏小,則測量的加速度較真實值偏大.
[答案] 0.34 0.4 偏大
13.(12分)雨后,屋檐上還在不斷滴著水滴,如圖所示.小紅認(rèn)真觀察后發(fā)現(xiàn),這些水滴都是在質(zhì)量積累到足夠大時才由靜止開始下落.她測得屋檐到窗臺的距離H=3.2 m,窗戶的高度為h=1.4 m.g取10 m/s2,試計算:
(1)水滴下落到窗臺時的速度大??;
(2)水滴經(jīng)過窗戶的時間.
[解析] (1)水滴下落至窗臺通過的距離為H=3.2 m
由v2=2gH得v== m/s=8 m/s.
(2)水滴下落至窗戶上邊緣的時
16、間為
t1== s=0.6 s
水滴下落至窗臺的時間為
t2== s=0.8 s
水滴經(jīng)過窗戶的時間為
Δt=t2-t1=0.8 s-0.6 s=0.2 s.
[答案] (1)8 m/s (2)0.2 s
14.(12分)飛機(jī)起飛過程可分為兩個勻加速運動階段,其中第一階段飛機(jī)的加速度為a1,運動時間為t1.當(dāng)?shù)诙A段結(jié)束時,飛機(jī)剛好達(dá)到規(guī)定的起飛速度v0.飛機(jī)起飛過程中,在水平直跑道上通過的路程為s.求第二階段飛機(jī)運動的加速度a2和時間t2.
[解析] 第一、二階段結(jié)束時飛機(jī)運動速度分別為:
v1=a1t1,v0=v1+a2t2
運動距離分別為:s1=a1t,s2=v1t2
17、+a2t
總距離為s=s1+s2
解得:a2= t2=.
[答案]
15.(12分)一電梯啟動時勻加速上升,加速度為2 m/s2;制動時勻減速上升,加速度為-1 m/s2,樓高52 m.
(1)若上升的最大速度為6 m/s,電梯上升到樓頂?shù)淖疃虝r間是多少?
(2)如果電梯先加速上升,然后勻速上升,最后減速上升,全程共用時間為16 s,則上升的最大速度是多少?
[解析] (1)要使時間最短,就要使電梯以v=6 m/s的速度上升的時間盡量多.啟動加速的時間t1==3 s,制動減速的時間t3==6 s,勻速運動的時間為t2,因為x=t1+vt2+t3,解得t2= s,故tmin=t
18、1+t2+t3= s≈13.17 s.
(2)因t′2=t′-t′1-t′3=t′--,又x=+v′t′2+,整理可得3v′2-64v′+208=0,解得v′=4 m/s
.
[答案] (1)13.17 s (2)4 m/s
16.(12分)近年來隧道交通事故成為道路交通事故的熱點之一.某日,一轎車A因故障恰停在某隧道內(nèi)離隧道入口50 m的位置.此時另一轎車B正以v0=90 km/h的速度勻速向隧道口駛來,轎車B到達(dá)隧道口時駕駛員才發(fā)現(xiàn)停在前方的轎車A并立即采取制動措施.假設(shè)該駕駛員的反應(yīng)時間t1=0.57 s,轎車制動系統(tǒng)響應(yīng)時間(開始踏下制動踏板到實際制動)t2=0.03 s,轎車
19、制動時加速度大小a=7.5 m/s.問:
(1)轎車B是否會與停在前方的轎車A相撞?
(2)若會相撞,撞前轎車B的速度大小為多少?若不會相撞,停止時轎車B與轎車A的距離是多少?
[解析] (1)轎車B在實際制動前做勻速直線運動,設(shè)其發(fā)生的位移為x1,由題意可知:x1=v0(t1+t2)=15 m
實際制動后,轎車B做勻減速運動,位移為x2,有v=2ax2,則x2=41.7 m,
轎車A離隧道口的距離為d=50 m,因x1+x2>d,故轎車B會與停在前方的轎車A相撞.
(2)設(shè)撞前轎車B的速度為v,由運動學(xué)公式得v-v2=2a(d-x1),
解得v=10 m/s.
[答案] (1)會,理由見解析 (2)10 m/s
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