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1、第二章 水平測試卷
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,滿分100分,考試時間90分鐘。
第Ⅰ卷(選擇題,共48分)
一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分。在每小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.關于勻變速直線運動,下列說法正確的是( )
A.勻變速直線運動的速度隨時間均勻變化
B.勻減速直線運動就是加速度為負值的運動
C.勻加速直線運動的速度一定與時間成正比
D.速度先減小再增大的運動一定不是勻變速直線運動
答案 A
解析 勻變速直線
2、運動是加速度不變的直線運動,速度隨時間均勻變化,故A正確;勻減速直線運動中速度方向和加速度方向相反,因所取的正方向不確定,加速度并不一定為負值,故B錯誤;勻加速直線運動的速度不一定與時間成正比,如果有初速度,則v=v0+at,故C錯誤;速度先減小再增大的運動可能是勻變速直線運動,如先做勻減速直線運動減速到零,然后再反向做勻加速直線運動的運動,故D錯誤。
2.在足夠長的光滑斜面上,有一物體以10 m/s的初速度沿斜面向上運動,如果物體的加速度始終為5 m/s2,方向沿斜面向下。那么經過3 s時的速度大小和方向是( )
A.5 m/s,沿斜面向下 B.25 m/s,沿斜面向上
C.5 m
3、/s,沿斜面向上 D.25 m/s,沿斜面向下
答案 A
解析 物體上滑和下滑的加速度相同,整個過程做勻變速直線運動,取初速度方向為正方向,則v0=10 m/s,a=-5 m/s2,由v=v0+at可得,當t=3 s時,v=-5 m/s,“-”表示物體在t=3 s時速度方向沿斜面向下,故A正確。
3.物體做勻加速直線運動,已知第2 s末的速度為5 m/s,第3 s末的速度為7 m/s,則下列結論中正確的是( )
A.物體的初速度為2 m/s
B.物體的加速度為2 m/s2
C.第2 s內物體的平均速度為6 m/s
D.前3 s內物體的平均速度為3.5 m/s
答案 B
解
4、析 物體做勻加速直線運動,對第3 s過程,初速度為5 m/s,末速度為7 m/s,時間為1 s,根據(jù)速度時間關系式,有a== m/s2=2 m/s2,對前2 s過程,運用速度時間關系式,有v0=v-at2=(5-2×2) m/s=1 m/s,故A錯誤,B正確;第2 s的初速度為v1=v0+at1=(1+2×1) m/s=3 m/s,由勻變速直線運動的平均速度=知,第2 s內物體的平均速度為2== m/s=4 m/s,故C錯誤;前3 s內物體的平均速度為3== m/s=4 m/s,故D錯誤。
4.騎自行車的人沿著直線做勻加速運動,在第1 s、第2 s、第3 s、第4 s內,通過的位移分別為1
5、m、2 m、3 m、4 m,下列有關其運動的描述正確的是( )
A.他的初速度為零
B.4 s內的平均速度是1 m/s
C.第2 s末的速度是2 m/s
D.整個過程中加速度是1 m/s2
答案 D
解析 根據(jù)Δx=aT2得加速度為a==1 m/s2。由第一秒內的位移x1=v0t1+at,解得初速度為v0=0.5 m/s,故A錯誤,D正確;4 s內的平均速度為v==2.5 m/s,故B錯誤;第2 s末的速度等于第2 s和第3 s兩秒內的平均速度,則有v2==2.5 m/s,故C錯誤。
5.沿直線運動的汽車剎車后勻減速行駛,經3 s恰好停止,在剎車開始后的第1 s、第2 s、第3
6、 s內汽車通過的位移之比為( )
A.5∶3∶1 B.(-)∶(-1)∶1
C.9∶4∶1 D.5∶8∶9
答案 A
解析 汽車制動后勻減速運動到零,采用逆向思維,看作汽車做初速度為零的勻加速直線運動,因為初速度為零的勻加速直線運動在連續(xù)相等時間內的位移之比為1∶3∶5,則制動開始的第1 s內、第2 s內、第3 s內通過的位移之比為5∶3∶1,故A正確。
6.做勻加速直線運動的列車出站后,車頭經過某標牌時的速度為1 m/s,車尾經過該標牌時的速度為7 m/s,則車身的中部經過該標牌時的速度大小為( )
A.4 m/s B.5 m/s
C.3.5 m/s D.5
7、.5 m/s
答案 B
解析 列車經過標牌做勻加速直線運動。車頭經過標牌的速度為v0=1 m/s,車尾經過標牌的速度為v=7 m/s,設列車中間位置經過標牌時的速度為v中,根據(jù)位移中點速度公式v中= = m/s=5 m/s,故B正確。
7.一物體做直線運動的v-t圖像如圖所示,則( )
A.前6 s內物體做勻變速直線運動
B.第3 s末物體回到出發(fā)點
C.第3 s末物體的速度為零,此時加速度也為零
D.前6 s內物體的最大加速度大小為4 m/s2
答案 D
解析 根據(jù)速度—時間圖像的斜率等于物體運動的加速度,由圖像可知,前6 s內物體的加速度是變化的,做的是非勻變速直
8、線運動,故A錯誤;根據(jù)速度圖像與時間軸所圍的面積表示位移,可知0~3 s內物體的位移為最大,離出發(fā)點最遠,故B錯誤;第3 s末物體的速度為零,但加速度不為零,故C錯誤;前6 s內,在2~4 s物體的加速度最大,最大加速度大小為4 m/s2,故D正確。
8.汽車給人們生活帶來極大便利,但隨著車輛的增多,交通事故也相應增加。為了安全,在行駛途中,車與車之間必須保持一定的距離,因為從駕駛員看見某一情況,到采取制動動作的時間里,汽車仍然要通過一段距離(稱為思考距離),而從采取制動動作到車完全靜止的時間里,汽車又要通過一段距離(稱為制動距離)。下表給出了駕駛員駕駛的汽車在不同速度下的思考距離和制動距離
9、等部分數(shù)據(jù)。某同學分析這些數(shù)據(jù),算出了表格中未給出的數(shù)據(jù)X、Y,該同學計算正確的是( )
速度(m/s)
思考距離(m)
制動距離(m)
10
12
20
15
18
X
20
Y
80
25
30
125
A.X=40,Y=24 B.X=45,Y=24
C.X=60,Y=22 D.X=40,Y=21
答案 B
解析 思考距離,汽車做勻速運動,由x=vt知,思考時間t==1.2 s,所以Y=v1t=20×1.2 m=24 m。制動距離是汽車做勻減速運動的位移,由v2=2ax知,a== m/s2=2.5 m/s2。由v=2aX得X== m=45 m。B
10、正確。
9.物體甲的x-t圖像和物體乙的v-t圖像如圖所示,則這兩個物體的運動情況是( )
A.甲在整個t=6 s時間內來回運動,它通過的總位移為零
B.甲在整個t=6 s時間內運動方向一直不變,它通過的總位移大小為4 m
C.乙在整個t=6 s時間內來回運動,它通過的總位移為零
D.乙在整個t=6 s時間內運動方向一直不變,它通過的總位移大小為4 m
答案 BC
解析 根據(jù)位移—時間圖線的斜率表示速度,可知甲在整個t=6 s時間內一直沿正向運動,總位移為Δx=2 m-(-2 m)=4 m,故A錯誤,B正確;速度—時間圖像中,速度的正負表示速度的方向,即表示物體的運動方向,
11、速度先負后正,說明物體乙先沿負向運動,后沿正向運動,根據(jù)圖線與時間軸圍成的面積表示位移,圖線在t軸上方時位移為正值,在t軸下方時位移為負值,得知總位移為0,故C正確,D錯誤。
10.如圖所示,小球從豎直磚墻某位置靜止釋放,用頻閃照相機在同一底片上多次曝光,得到了圖中1、2、3、4、5…所示小球運動過程中每次曝光的位置。連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為T,每塊磚的厚度均為d。根據(jù)圖中的信息,下列判斷正確的是( )
A.位置“1”是小球釋放的初始位置
B.小球做勻加速直線運動
C.小球下落的加速度為
D.小球在位置“3”的速度為
答案 BCD
解析 因為連續(xù)相等時間間隔內位移之差Δx
12、=d=aT2,a=,所以小球做勻加速直線運動,小球在位置“3”的速度為v3==,B、C、D正確;從位置“1”開始連續(xù)相等時間內的位移之比為2∶3∶4∶5∶…,所以位置“1”不是小球釋放的初始位置,A錯誤。
11.在物理學的重大發(fā)現(xiàn)中科學家們創(chuàng)造出了許多物理學方法,如比值法、理想實驗法、控制變量法、極限思想法、類比法和科學假說法、建立物理模型法等。以下關于所用物理學研究方法的敘述正確的是( )
A.在推導勻變速運動位移公式時,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
B.根據(jù)速度定義式v=,當Δt非常非常小時,就可以表示物體在t
13、時刻的瞬時速度,該定義應用了極限思想方法
C.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時,用質點來代替物體的方法叫假設法
D.定義加速度a=用到比值法,加速度與Δv和Δt無關
答案 ABD
解析 在推導勻變速運動位移公式時,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,故A正確;根據(jù)速度定義式v=,當Δt非常非常小時,就可以表示物體在t時刻的瞬時速度,該定義應用了極限思想法,故B正確;用質點來替代物體采用的科學方法為建立理想化的物理模型的方法,故C錯誤;加速度定義式a=用到比值法,加速度與Δv和Δt無關,故D正確。
12.如圖所示是甲、
14、乙兩質點的v-t圖像,由圖可知( )
A.t=0時,甲的速度比乙的速度小
B.甲一定在乙的后面
C.相等時間內,甲的速度改變較大
D.在5 s末以前,甲質點速度較大
答案 AC
解析 由圖可知,t=0時刻,甲的速度小于乙的速度,故A正確;由于不知道兩個質點初始位置的關系,所以不能確定它們的位置關系,故B錯誤;甲的斜率大于乙的斜率,所以甲的加速度大于乙的加速度,由Δv=at知相等時間內甲的速度改變量大,故C正確;由圖可直接讀出在5 s末以前質點乙速度較大,故D錯誤。
第Ⅱ卷(非選擇題,共52分)
二、實驗題(本題共2小題,共12分)
13.(4分)(1)在做探究勻變速直線
15、運動的實驗中,給你以下器材:打點計時器與紙帶(包括低壓交流電)、復寫紙、秒表、小車、鉤碼、細繩、一端帶有定滑輪的長木板。其中不需要的器材是________,還需要增加的測量器材是________。
(2)如圖所示為實驗室常用的兩種計時器,其中甲裝置用的電源是( )
A.交流220 V B.直流220 V
C.交流4~6 V D.直流4~6 V
答案 (1)秒表'刻度尺'(2)C
解析 (1)打點計時器記錄了小車運動時間,因此不需要秒表;為了得到小車的運動規(guī)律,還需要刻度尺來測量計數(shù)點之間的距離,用來計算速度和加速度,所以需要刻度尺。
(2)電火花打點計時器使用的是22
16、0 V的交流電源,而電磁打點計時器使用的是4~6 V的交流電源,而甲裝置是電磁打點計時器,故C正確,A、B、D錯誤。
14.(8分)(1)在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中,實驗室提供了以下器材:電火花計時器、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、交流電源、秒表、彈簧測力計。其中在本實驗中不需要的器材是________________________。
(2)如圖所示,是某同學用電火花計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶,電火花計時器打點的時間間隔T=0.02 s,將紙帶上一點標記為A點,然后按打點順序每隔四個點(圖上沒畫出)依次標為B、C、……,其中x1=7
17、.05 cm,x2=7.68 cm,x3=8.33 cm,x4=8.95 cm,x5=9.61 cm,x6=10.26 cm。
下表列出了打點計時器打下B、C、E、F時小車的瞬時速度,請在表中填入打點計時器打下D點時小車的瞬時速度。
位置
B
C
D
E
F
速度/(m/s)
0.737
0.801
0.928
0.994
(3)以A點為計時起點,在坐標圖中畫出小車的速度—時間關系圖線。
(4)根據(jù)你畫出的小車的速度—時間關系圖線計算出的小車的加速度a=________ m/s2。
答案 (1)彈簧測力計、秒表 (2)0.864
(3)圖見解析 (4
18、)0.64(0.63~0.65均可)
解析 (1)本實驗測量的是位移等運動學量,與力無關,故不需要彈簧測力計;時間可以由紙帶上的點數(shù)和打點頻率算出,故不需要秒表。
(2)vD===0.864 m/s。
(3)小車的速度—時間關系圖線如圖所示。
(4)在v -t圖像中,圖線的斜率表示加速度,則a==0.64 m/s2。
三、計算題(本題共4小題,共40分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
15.(9分)長100 m的列車通過長1000 m的隧道時做勻加速直線運動,列車剛進隧道時的速度是10 m/s,完全出隧道時的速度是12 m/s,求:
(1)列車過隧道時
19、的加速度是多大?
(2)通過隧道所用的時間是多少?
答案 (1)0.02 m/s2 (2)100 s
解析 (1)列車的位移x=1000 m+100 m=1100 m,
初速度v1=10 m/s,末速度v2=12 m/s,
由v2-v=2ax得,
加速度a==0.02 m/s2。
(2)由v=v0+at得
所用時間為t== s=100 s。
16.(9分)一個長2 m的桿豎直放置,桿的底端距離窗頂5 m,窗高1.5 m,桿在此處自由下落,求桿通過窗戶所用的時間。(g取10 m/s2)
答案 0.3 s
解析 根據(jù)題意畫出運動過程如圖所示,桿做自由落體運動,以桿的底端為研究
20、對象,當桿的底端到達窗頂時,桿已經運動的時間為
t= = s=1 s。
當桿的頂端離開窗底時,桿完全通過了窗,這時桿已經運動的時間為
t′= = s= s≈1.3 s。
這兩個時間之差就是桿通過窗戶所用的時間
Δt=t′-t=0.3 s。
17.(10分)短跑運動員完成100 m賽跑的過程可簡化為勻加速運動和勻速運動兩個階段。一次比賽中,某運動員用11.00 s跑完全程。已知運動員在加速階段的第2 s內通過的距離為7.5 m,求該運動員的加速度及在加速階段通過的距離。
答案 5 m/s2 10 m
解析 根據(jù)題意,在第1 s和第2 s內運動員都做勻加速直線運動,設運動員
21、在勻加速階段的加速度為a,在第1 s和第2 s內通過的位移分別為s1和s2,
由運動學規(guī)律得s1=at,s1+s2=a(2t0)2,
t0=1 s,s2=7.5 m,求得a=5 m/s2。
設運動員做勻加速運動的時間為t1,勻速運動的時間為t2,勻速運動的速度為v,跑完全程的時間為t,全程的距離為s,依題意及運動學規(guī)律,得
t=t1+t2,v=at1,s=at+vt2,
代入數(shù)據(jù)解得t1=2 s。
設勻加速階段通過的距離為s′,則
s′=at,求得s′=10 m。
18.(12分)A、B兩車沿同一直線同方向運動,A車的速度vA=4 m/s,B車的速度vB=10 m/s。當B車運
22、動至A車前方7 m處時,B車剎車并以大小為a=2 m/s2的加速度做勻減速運動,從該時刻開始計時,求:
(1)A車追上B車之前,兩車間的最大距離;
(2)經多長時間A車追上B車;
(3)為避免兩車相撞,A車在B車剎車的同時也應剎車的最小加速度大小。
答案 (1)16 m (2)8 s (3)0.25 m/s2
解析 (1)設經時間t1兩車速度相等,當B車速度等于A車速度時,兩車間距最大。
有vB′=vB-at1,vB′=vA,
解得t1=3 s,
B的位移:xB=vBt1-at,解得xB=21 m,
A的位移:xA=vAt1=12 m,
則兩車間的最大距離Δxm=xB+7 m-xA,
解得Δxm=16 m。
(2)假設A車追上B車前B車未停止,經時間t2,A車追上B車,
即vBt2-at+7=vAt2,
解得t2=-1 s(舍去)或t2=7 s,
當t2=7 s時,vB′=vB-at2=-4 m/s,
故A車追上B車前B車早已停止運動。
根據(jù)v2-v=2ax,可得B車停止前的位移xB′=,
故A車追上B車時A車位移xA′=+7=vAt,
解得t=8 s。
(3)當A車剎車減速至0時剛好追上已停止的B車,加速度最小。
則有+7=,解得aA=0.25 m/s2。
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