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- 2021-05-24 发布
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《第一章 直线运动》单元测试卷——测
【满分:110分 时间:90分钟】
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1.在离地面足够高的地方以20m/s的初速度竖直上抛一小球,不计空气阻力,经过一段时间后,小球速度大小变为10m/s。此时( )
A. 小球的位移方向一定向上 B. 小球的位移方向一定向下
C. 小球的速度方向一定向上 D. 小球的速度方向一定向下
【答案】 A
点睛:要知道竖直上抛运动可以分成上升和下降两个过程分段研究,两个过程有对称性.也可以看成一种有往复的匀减速直线运动进行处理.
2.如图所示,在水平线OO′某竖直平面内,距地面高度为h,一条长为L(L<h)的轻绳两端分别系小球A和B,小球A在水平线OO′上,竖直向上的外力作用在A上,A和B都处于静止状态。现从OO′上另一点静止释放小球1,当小球1下落至与小球B等高位置时,从OO′上静止释放小球A和小球2,小球2在小球1的正上方。则下列说法正确的是( )
A. 小球1将与小球B同时落地
B. 在小球B下落过程中,轻绳对B的拉力竖直向上
C. h越大,小球A与小球B的落地时间差越大
D. 在小球1落地前,小球1与2之间的距离随时间的增大而增大
【答案】 D
【点睛】小球1、2以及AB两球均做自由落体运动,由位移公式列出它们的距离与时间关系的表达式即可正确解答.
3.古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢。比如说,十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来,人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。 直到16世纪,伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。并通过“比萨斜塔试验”,向世人阐述他的观点。对此进行了进一步的研究,通过实验来验证:伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落,伽利略手稿中记录的一组实验数据: 伽利略对上述的实验数据进行了分析,并得出了结论,下列是伽利略得出的结论是( )
A. vt=v0+at B.
C. vt2-v02=2ax D.
【答案】D
【解析】伽利略最初猜想沿斜面向心运动的物体的运动的速度与时间成正比,即:v=kt;由此伽利略推论位移的位移与时间的平方成正比,则:x=k′•t2,即: ,结合以上的分析,则比较即可: ; ; ; ; ; ; ;
;由以上的数据比较可知,各组数据中都约等于33,考虑到测量的误差等原因,可以认为是一个常数,即位移的位移与时间的平方成正比.所以四个选项中,ABC错误,D正确.故选D.
4.在一大雾天,一辆小汽车以30 m/s的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,刹车过程中刹车失灵。如图所示,a、b分别为小汽车和大卡车的v−t图线,以下说法正确的是( )
A. 因刹车失灵前小汽车已减速,不会追尾
B. 在t =5s时追尾
C. 在t =3s时追尾
D. 由于初始距离太近,即使刹车不失灵也会追尾
【答案】 C
点睛:解答本题关键要抓住速度图象的面积表示位移,搞清两车的位移关系,由几何知识和位移关系进行求解。
5.某质点做匀加速直线运动,在速度由v0变为kv0(k>1)的过程中,质点的位移大小为x,则在速度由v0变为(k+1) v0的过程中,质点的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】试题分析:题中不涉及时间,我们选用位移速度公式分析解题.
设质点的加速度为a,根据位移速度公式可得①,②,联立解得,A正确.
6.甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,质点乙做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零后保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的x-v (位置—速度) 图像如图所示, (虚线与对应的坐标轴垂直),则( )
A. 在x-v图像中,图线a表示质点甲的运动,质点乙的初速度v0=12m/s
B. 质点乙的加速度大小a2=2m/s2
C. 质点甲的加速度大小a1=2m/s2
D. 图线a、b的交点表示两质点同时到达同一位置
【答案】 C
【点睛】根据图象中速度随位移的变化关系判断哪个图象是甲的运动图象,哪个是乙的图象,再根据图象直接读出x=0时,乙的速度;分别对甲和乙,根据运动学基本公式列式,联立方程求解即可。
7.我国“蛟龙号”在某次试验时,深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面的10min内全过程的深度曲线甲和速度图象乙,则下列说法中正确的是( )
A. 全过程中最大加速度是0.025m/s2
B. 潜水员感到超重发生在0~1 min和8~10min的时间段内
C. 图中代表本次下潜最大深度,应为360m
D. 整个潜水器在8~10min时的时间段内机械能守恒
【答案】C
8.一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其-t图象如图所示,则
A. 质点做匀速直线运动,速度为0.5 m/s
B. 质点做匀加速直线运动,加速度为0.5 m/s2
C. 质点在1 s末速度为2 m/s
D. 质点在第1 s内的位移大小为2 m
【答案】 C
【解析】由图得,即,根据,对比可得,,质点的加速度不变,说明质点做匀加速直线运动,初速度为1m/s,加速度为2m/s2,AB错误;质点做匀加速直线运动,在1s末速度为,C错误。质点在第1s内的位移大小,D正确.
9.物体从静止开始做匀加速直线运动,第3秒内通过的位移是3m,则
A. 前3秒内的平均速度是3m/s
B. 前3秒内的位移是6m
C. 物体的加速度是1.2m/s2
D. 3s末的速度是3.6m/s
【答案】CD
10.一小球做竖直上抛运动,当它回到抛出点时,速度为抛出时的,设小球运动中受到的空气阻力为恒力。下列说法中正确的是( )
A. 小球受到的空气阻力与重力之比为7:25
B. 小球受到的空气阻力与重力之比为25:39
C. 小球上升的最大高度与无阻力情况下的最大高度之比为9:16
D. 小球上升的最大高度与无阻力情况下的最大高度之比为25:32
【答案】 AD
【解析】A、B项:对小球上升过程利用动能定理有:
对小球下降过程利用动能定理有:
两式相加解得:
两相相减解得:
所以小球受到的空气阻力与重力之比为7:25,故A正确,B错误;
C、D项:无阻力时小球能上升的最大高度为:
有阻力时小球能上升的最大高度为:
由于以两式解得:,故C错误,D正确。
11.甲乙两辆汽车都从同一地点由静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变,在第一段时间间隔T内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的三倍,接下来,汽车甲的加速度大小增加为原来的三倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的,则
A. 在2T末时,甲、乙两车的速度相等
B. 甲、乙两车从静止到速度相等时,所经历的位移大小之比为3:5
C. 在4T末,两车第一次相遇,且只能相遇一次
D. 在运动过程中,两车能够相遇两次
【答案】AB
在2T末时,甲、乙两车的速度相等,故A正确;甲、乙两车从静止到速度相等时,所经历的位移大小之比为3:5,故B正确;
在4T末, ,
,甲车在前,乙车在后,故D错误;
故选AB;
12.甲、乙两质点同时沿同一直线运动,速度随时间变化的v-t图象如图所示。关于两质点的运动情况,下列说法正确的是
A. 在t =0时,甲、乙的运动方向相同
B. 在0~2t0内,甲的位移大于乙的位移
C. 在0~2t0内,乙的平均速度等于甲的平均速度
D. 若甲、乙从同一位置出发,则t0时刻相距最远
【答案】 BD
点睛:本题是速度--时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息.
二、实验题(本大题共2小题,第13题4分、14题6分;共10分)
13.(4分)如图为“研究匀变速直线运动”的实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1 s,距离如图所示,单位是cm,C点的瞬时速度大小为_______m/s ,小车的加速度是________ m/s2(保留两位有效数字)。
【答案】 0.52m/s 1.6m/s2
【解析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有:
加速度:
14.(6分)如图甲所示,是研究小车做匀变速直线运动基本公式应用的实验装置,打点计时器的工作周期为T
(1)实验中,必要的措施是(____).
A、细线必须与长木板平行
B、小车必须具有一定的初速度
C、小车质量远大于钩码质量
D、平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G是打好的纸带上7个连续的点.从图乙中可读得s6=________ cm,计算F点对应的瞬时速度大小的计算式为vF=________ (用题目中所给量的字母表示)
(3)如图丙所示,是根据实验数据画出的v2﹣2s图线(s为各打点至同一起点的距离),由图线可知:该图线的斜率表示________ ,其大小为________ (保留2位有效数字).
【答案】 (1)A (2)6.00; (3)小车加速度的大小; 0.50m/s2
(3)根据匀变速直线运动的速度位移公式有:得:,由此可知在v2−2s
图线中,纵轴截距表示初速度的平方,斜率表示小车加速度的大小,
因此有:。
点睛:
①根据实验原理可知该实验只是研究小车的匀变速直线运动,不是验证牛顿第二定律,由此可正确解答;
②根据刻度尺的读数要求得出G点读数,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小;
③根据运动学规律得出v2与2s的关系式,结合数学知识,便知斜率的含义。
二、非选择题(本大题共4小题,第15、16题每题9分;第17、18题每题11分;共40分)
15.(9分)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离(如图所示),已知某高速公路的最高限速。假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)为,刹车时汽车受到阻力的大小F为汽车重力的0.40倍,该高速公路上汽车间的距离x至少应为多少?(重力加速度取)
【答案】156m
【解析】试题分析:司机发现前车停止,在反应时间内仍做匀速运动,刹车后汽车做匀减速直线
得刹车过程的位移
所以公路上汽车间距离至少为
16.(9分)高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前,乙车在后,速度均为v0=40 m/s,距离x0=90 m.t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化的情况如图所示,取运动方向为正方向.两车在0~12 s内会不会相撞?
【答案】两车会相撞
【解析】令.
在末,甲车速度;
17.(11分)如图所示,一圆环A紧套在一均匀粗糙圆木棒B上,A的厚度相对B的长度来说可以忽略不计,圆环A处在圆木棒B的上端点,圆木棒B的下端点距地面的高度为H,让它们由静止开始自由下落,当木棒与地面相碰后,木棒以竖直向上的速度反向运动,并且碰撞前后的速度大小相等.设碰撞时间很短,不考虑空气阻力,重力加速度为g.
(1)求木棒B下端点刚落地时,环A和木棒B的速度大小;
(2)假设木棒与地面相碰后,木棒B做竖直向上匀减速运动的加速度大小为a1,圆环A做竖直向下匀加速运动的加速度大小为a2,当木棒B运动到最高点时,圆环A恰好运动到B的下端点,求木棒B的长度.
【答案】(1)(2)
18.(11分)如图所示,物体从光滑斜面上的点由静止开始下滑,经过点后进入水平面(设经过点前后速度大小不变),最后停在点.每隔通过速度传感器测量物体的瞬时速度.下表给出了部分测量数据.(重力加速度)
……
……
……
……
若物体与斜面之间、物体与水平面之间的动摩擦因数都相同.求:
()物体在斜面上运动的加速度大小.
()物体在斜面上运动的时间.
()斜面与水平面之间的夹角.
【答案】 ()()()
【解析】()由加速度定义:
代数.
()设在斜面上运动时间.
由牛顿第二定律:
即:
联立得: ; .
点睛:本题由表格的形式反映物体的运动情况,运用运动学的基本公式求解加速度.要抓住物体在斜面上和水平面上运动之间速度关系,研究物体在斜面上运动的时间.