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1、綜合測評(二) 勻變速直線運動的研究
(分值:100分 時間:60分鐘)
命題報告
知識點
簡單
中等
較難
勻變速直線運動的基本規(guī)律
2、5
12
勻變速直線運動的重要推論
1、3
x-t圖象和v-t圖象
4
6、8
追及相遇問題
7
11
實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律
9、10
一、選擇題(本大題共8個小題,每小題6分,共48分)
1.(多選)物體做勻變速直線運動,已知在時間t內通過的位移為x,則以下說法正確的是( )
A.可求出物體在時間t內的平均速度
B.可求出物體的加速度
C.可求出物體在這段時間內中
2、間時刻的瞬時速度
D.可求出物體通過時的速度
【解析】 已知在時間t內的位移為x,可求出平均速度=,但不能求出加速度,A正確,B錯誤;做勻變速直線運動的物體在一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度,C正確,D錯誤.
【答案】 AC
2.(多選)物體從靜止開始做勻加速直線運動,第3 s內通過的位移是3 m,則( )
A.第3 s內的平均速度是3 m/s
B.物體的加速度是1.2 m/s2
C.前3 s內的位移是6 m
D.3 s末的速度是3.6 m/s
【解析】 前2 s位移x1=at,前3 s內位移x2=at,則第3 s內位移x3=x2-x1=at-at,可得加
3、速度a=1.2 m/s2,B正確;則前3 s內的位移x2= at=5.4 m;C錯誤;3 s末的速度是v3=1.2×3 m/s=3.6 m/s,D正確;第3 s內的平均速度是 m/s=3 m/s,故A正確.
【答案】 ABD
3.物體做勻加速直線運動,在時間T內通過位移x1到達A點,接著在時間T內又通過位移x2到達B點,則物體( )
A.在A點的速度大小為
B.在B點的速度大小為
C.運動的加速度為
D.運動的加速度為
【解析】 A點對應2T時間的中間時刻,故vA=,A正確;由x2-x1=aT2,可得:a=,C、D均錯誤;由vB=vA+aT,可得:vB=,B錯誤.
【答案】
4、A
4.(2014·大綱全國卷)一質點沿x軸做直線運動,其v-t圖象如圖1所示.質點在t=0時位于x=5 m處,開始沿x軸正向運動.當t=8 s時,質點在x軸上的位置為( )
圖1
A.x=3 m B.x=8 m
C.x=9 m D.x=14 m
【解析】 圖中圖線與t軸所圍面積表示質點在8 s內運動的位移Δx,則Δx=×2×1+2×2+×2×1-=3 m.質點在t=8 s時在x軸上的位置x1=x+Δx=5 m+3 m=8 m.故B正確.
【答案】 B
5.(2014·泰州高一檢測)甲、乙兩物體做自由落體運動,已知甲物體重是乙物體重的2倍,而甲距地面的高度是乙
5、距地面高度的一半,下列說法正確的是
( )
A.甲物體的加速度是乙物體加速度的2倍
B.甲物體著地的速度是乙物體著地的速度的
C.甲物體下落的時間是乙物體下落的時間的
D.甲、乙兩物體的末速度相同
【解析】 甲、乙兩物體的加速度相同,A錯.由v2=2gh得v=,落地時甲、乙兩物體速度之比v1∶v2=1∶,B、D錯.由h=gt2得t=,甲、乙兩物體下落時間之比t1∶t2=1∶=∶2,C對.
【答案】 C
6.(多選)(2013·四川高考)甲、乙兩物體在t=0時刻經過同一位置沿x軸運動,其v-t圖象如圖2所示,則( )
圖2
A.甲、乙在t=0到t=1 s之間沿同一方向
6、運動
B.乙在t=0到t=7 s之間的位移為零
C.甲在t=0到t=4 s之間做往復運動
D.甲、乙在t=6 s時的加速度方向相同
【解析】 題目給出了v-t圖象,根據v-t圖象正、負的含義、斜率、面積的意義解決問題.
在0~1 s內甲沿x軸正方向運動,乙先沿x軸負方向運動后沿x軸正方向運動,選項A錯誤;在0~7 s內乙的位移x=-×0.5 s+×0.5 s+×3 s-×3 s=0,選項B正確;在0~4 s內甲的速度恒為正值,始終沿x軸正方向運動,選項C錯誤;在t=6 s時,甲、乙速度圖象的斜率均為負值,即甲、乙的加速度方向沿x軸負方向,選項D正確.
【答案】 BD
7.(201
7、4·武昌調研)兩個質點A、B放在同一水平面上,由靜止開始從同一位置沿相同方向同時開始做直線運動,其運動的v-t圖象如圖3所示.對A、B運動情況的分析,下列結論正確的是( )
圖3
A.A、B加速時的加速度大小之比為2∶1,A、B減速時的加速度大小之比為1∶1
B.在t=3t0時刻,A、B相距最遠
C.在t=5t0時刻,A、B相距最遠
D.在t=6t0時刻,A、B相遇
【解析】 由v-t圖象,通過斜率可計算加速度大小,加速時A、B的加速度大小之比10∶1,減速時A、B的加速度大小之比為1∶1,所以選項A錯誤;由A、B運動關系可知,當A、B速度相同時距離最遠,所以選項B、C錯誤;
8、由題意可知A、B是從同一位置同時開始運動的,由速度—時間圖象可以算出運動位移,可知6t0時刻,A、B位移相同,因此在此時刻A、B相遇,所以選項D正確.
【答案】 D
8.(2014·課標全國卷Ⅱ)甲乙兩汽車在一平直公路上同向行駛.在t=0到t=t1的時間內,它們的v-t圖象如圖4所示.在這段時間內( )
圖4
A.汽車甲的平均速度比乙大
B.汽車乙的平均速度等于
C.甲乙兩汽車的位移相同
D.汽車甲的加速度大小逐漸減小,汽車乙的加速度大小逐漸增大
【解析】 因為圖象與坐標軸所夾的面積表示物體的位移,因此在0~t1時間內,甲車的位移大于乙車的位移,根據=可知,甲車的平均速度
9、大于乙車的平均速度,選項A正確,C錯誤;因為乙車做非勻變速運動,故不能用計算平均速度,選項B錯誤;圖線切線的斜率表示物體運動的加速度,據圖知,甲乙兩車的加速度均逐漸減小,選項D錯誤.
【答案】 A
二、填空題(本大題共2個小題,共20分)
9.(10分)(2014·重慶一中高一期末)用接在50 Hz交流電源上的打點計時器測定小車做勻加速直線運動的加速度,得到如圖5所示的一條紙帶,從比較清晰的點開始起,取若干個計數點,分別標上0、1、2、3…(每相鄰的兩個計數點間有4個打印點未標出),量得0與1兩點間的距離x1=30 mm,3與4兩點間的距離x4=48 mm,則小車的加速度為_______
10、_ m/s2,2與3兩點間的距離約為________ mm,打計數點3時的瞬時速度為________ m/s.
圖5
【解析】 根據Δx=aT2,則x4-x1=3aT2,
a= m/s2=0.6 m/s2.
x3-x1=2aT2,所以x3=30 mm+2×0.6×0.12×1 000 mm=42 mm.
v3== m/s=0.45 m/s.
【答案】 0.6 42 0.45
10.(10分)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,電火花打點計時器使用的交流電源頻率為50 Hz,記錄小車運動的紙帶如圖6所示,在紙帶上選擇標為0~6的計數點,相鄰兩個計數點間還有四個計時點未畫
11、出,紙帶旁邊并排放著毫米刻度尺,零刻度點跟0計數點對齊.(1)請你根據放大的圖片計算出打2和4兩個計數點時的速度v2=________ m/s、v4=________ m/s(均保留2位有效數字),已知v1=0.1 5 m/s,v3=0.22 m/s,v5=0.39 m/s,請根據數據在圖乙上作v-t圖.
圖6
(2)電源頻率低于50 Hz時,若仍按照50 Hz計算,則測出的速度值將比真實值________.(選填“大”或者“小”)
【解析】 (1)v2== m/s=0.21 m/s
v4== m/s
=0.33 m/s;
根據各速度值作v-t圖如圖所示.
(2)當電源的
12、頻率為50 Hz時,打點計時器每隔0.02 s打一個點;當交流電源的頻率低于50 Hz時,打點的時間間隔將大于0.02 s,若計算速度時仍按0.02 s計算,由=可得,測出的速度值大于真實值.
【答案】 (1)0.21 0.33 v-t圖見解析 (2)大
三、計算題(本大題共2個小題,共32分)
11.(16分)(2014·濟南一中高一檢測)一自行車以6 m/s的速度沿平直的公路勻速運動,一小汽車從靜止開始與自行車同向做勻加速運動,加速度大小為3 m/s2;汽車開始運動時,自行車恰好與汽車車頭相齊.求:
(1)汽車追上自行車之前經多長時間兩者相距最遠?最遠距離是多少?
(2)汽車經過
13、多長時間追上自行車?此時汽車的速度是多少?
【解析】 (1)因汽車做勻加速運動,速度從0開始增加,但只要汽車的速度小于自行車的速度,兩者的距離便不斷增大,當兩者速度相等時,距離最大.
設相距最遠的時間為t1,有
t1== s=2 s,
由x=at2得x=×3×22 m=6 m,
自行車的位移x′=vt1=6×2 m=12 m,
兩者的最大距離xm=x′-x=6 m.
(2)設汽車經過時間t2追上自行車,由位移相等,得
at2=vt,即×3×t=6t2,
t2=4 s,
汽車速度v=at2=3×4 m/s=12 m/s.
【答案】 (1)2 s 6 m (2)4 s 12
14、m/s
12.(16分)一枚小火箭攜帶試驗炸彈豎直發(fā)射升空,小火箭的加速度a=10 m/s2,t1=20 s后小火箭與試驗炸彈分離,預定試驗炸彈在最高點爆炸,取g=10 m/s2,不計空氣阻力.
(1)試驗炸彈預定爆炸點的高度是多少?
(2)若試驗失敗,炸彈未爆炸,如果不采取措施,炸彈會在分離后多長時間落地?為了防止危險,在炸彈到達最高點10 s后,以v0=400 m/s豎直發(fā)射一枚炮彈攔截,攔截點的高度是多少?
【解析】 (1)試驗炸彈與小火箭分離時,
速度v1=at1=10×20 m/s=200 m/s,
高度h1=at=×10×202 m=2 000 m,
分離后炸彈以初速
15、度v1做豎直向上拋運動,上升高度
h2== m=2 000 m,
故預定爆炸點的高度
h=h1+h2=4 000 m.
(2)如果不采取措施,從分離到炸彈落地上升階段的時間t上== s=20 s,下降階段有h= gt,得
t下= =20 s,故從分離到落地所用時間t3=t上+t下=20(+1) s.
發(fā)射炮彈時,炸彈下落高度
h3=gt=×10×102 m=500 m,
此時離地高度h4=h-h(huán)3=3 500 m,
下落速度v3=gt2=10×10 s=100 m/s,
到兩者相遇時,其位移的大小之和等于h4,
故v3t+gt2+v0t-gt2=h4,
代入數據得t=7 s,
故攔截點高度h5=v0t-gt2=400×7 m-×10×72 m=2 555 m.
【答案】 (1)4 000 m (2)20(+1) s 2 555 m