【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版匀变速直线运动的研究限时过关练（解析版） 12页

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：匀变速直线运动的研究（解析版)‎ ‎1．将某物体以‎30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取‎10m/s2，则5s内物体的（）‎ A．路程为‎20m B．平均速度大小为‎5m/s，方向竖直向上 C．速度改变量的大小为‎10m/s D．位移大小为‎25m，方向竖直向上 ‎2．一质点以初速度v0沿x轴正方向运动,已知加速度方向沿x轴正方向,在加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,该质点(　　)‎ A．速度先增大后减小,直到加速度等于零为止 B．速度一直在增大,直到加速度等于零为止 C．位移先增大,后减小,直到加速度等于零为止 D．位移一直在增大,直到加速度等于零为止 ‎3．如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移—时间图象，A质点的图象为直线，B质点的图象为过原点的抛物线，两图象交点C、D坐标如图，下列说法正确的是( )‎ A．A、B相遇一次 B．t1～t2时间段内B质点的平均速度大于A质点匀速运动的速度 C．两物体速度相等的时刻一定在t1～t2时间内的中间时刻 D．A在B前面且离B最远时，B的位移为 ‎4．近年我国多地都出现了雾霾天气，严重影响了人们的健康和交通；设有一辆汽车在能见度较低的雾霾天气里以‎54 km/h的速度匀速行驶，司机突然看到正前方有一辆静止的故障车，该司机刹车的反应时间为0.6 s，刹车后汽车匀减速前进，刹车过程中加速度大小为‎5 m/s2，最后停在故障车前‎1.5 m处，避免了一场事故．以下说法正确的是(　　)‎ A．司机发现故障车后，汽车经过3 s停下 B．从司机发现故障车到停下来的过程，汽车的平均速度为‎7.5 m/s C．司机发现故障车时，汽车与故障车的距离为‎33 m D．从司机发现故障车到停下来的过程，汽车的平均速度为‎11 m/s ‎5．A、B两球沿同一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移—时间(x-t)图像,图中a、b分别为A、B两球碰撞前的图线,c为碰撞后两球共同运动的图线.若A球的质量,则由图可知下列结论正确的是(　　 )‎ A．A、B两球碰撞前的总动量为‎3 kg·m/s B．碰撞过程A对B的冲量为-4 N·s C．碰撞前后A的动量变化为‎4kg·m/s D．碰撞过程A、B两球组成的系统损失的机械能为10 J ‎6．如图所示，将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出。小球落回地面时，其速度大小为。设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小等于（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎7．百米赛跑中，一名学生在‎20m处的瞬时速度为‎8m/s，12.5s末到达终点的瞬时速度为‎9m/s，则他在全程的平均速度是（　　）‎ A．‎8.25m/s B．‎8.5m/s C．‎8m/s D．‎9m/s ‎8．物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为‎16 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则物体的加速度是 A． B． C． D．‎ ‎9．如图所示，从高出地面‎3m的位置A点，竖直向上抛出一个小球，它上升‎5m后回落，最后到达地面C点，则小球由A点到C点的位移大小为（　　）‎ A．‎3m B．‎5m C．‎8m D．‎‎16m ‎10．一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为‎1kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是‎18m，则下列说法不正确的是( )‎ A．小球在5s内的位移是‎50m B．小球在2s末的速度是‎20m/s C．该星球上的重力加速度为‎5m/s2‎ D．小球在第5s内的平均速度是‎3.6m/s ‎11．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示，其中斜面倾角日θ可调。打点计时器的工作频率为。纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个点未画出。‎ ‎（1）部分实验步骤如下：‎ A．测量完毕，关闭电源，取出纸带。‎ B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车。‎ C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连。‎ D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔。‎ 上述实验步骤的正确顺序是：________（用字母填写）。‎ ‎（2）图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=________s。‎ ‎（3）计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=________。‎ ‎（4）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=________。‎ ‎12．某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)‎ ‎(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的．‎ ‎(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________ m/s，加速度大小为________ m/s2.(结果均保留两位有效数字)‎ ‎13．如图所示，一个质最为M，长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M=‎4m，球和管间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小均为4mg，管下端离地面高度H=‎5m。现让管自由下落，运动过程中管始终保持竖直，落地时向上弹起的速度与落地时速度大小相等，若管第一次弹起上升过程中，球恰好没有从管中滑出，不计空气阻力，重力加速度g=‎10m／s2。求 ‎(1)管第一次落地弹起刚离开地面时管与球的加速度分别多大?‎ ‎(2)从管第一次落地弹起到球与管达到相同速度时所用的时间。‎ ‎(3)圆管的长度L。‎ ‎14．近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为。每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人。只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生命安全。如图所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为‎23m。质量8t、车长‎7m的卡车以‎54km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯。‎ ‎(1)若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车制动的加速度为‎5m/s2。求卡车的制动距离；‎ ‎(2)若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD。为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？‎ ‎15．观光旅游、科学考察经常利用热气球，保证热气球的安全就十分重要．科研人员进行科学考察时，气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为M=‎800kg，在空中停留一段时间后，由于某种故障，气球受到的空气浮力减小，当科研人员发现气球在竖直下降时，气球速度为v0=‎2m/s，此时开始计时经过t=4s时间，气球匀加速下降了h=‎‎16m ‎，科研人员立即抛掉一些压舱物，使气球匀速下降．不考虑气球由于运动而受到的空气阻力，重力加速度g=‎10m/s2．求：‎ ‎（1）气球加速下降阶段的加速度大小是多少？‎ ‎（2）抛掉的压舱物的质量m是多大？‎ ‎（3）抛掉一些压舱物后，气球经过时间Δt=5s，气球下降的高度是多大？‎ ‎16．在某路口，有按倒计时显示的时间显示灯．有一辆汽车在平直路面上正以‎36 km/h的速度朝该路口停车线匀速前行，在车头前端离停车线‎70 m处司机看到前方绿灯刚好显示“‎5”‎．交通规则规定：绿灯结束时车头已越过停车线的汽车允许通过．‎ ‎(1)若不考虑该路段的限速，司机的反应时间为1 s，司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直线运动以通过停车线，则汽车的加速度至少为多大？‎ ‎(2)若该路段限速‎60 km/h，司机的反应时间为1 s，司机反应过来后汽车先以‎2 m/s2的加速度沿直线加速3 s，为了防止超速，司机在加速结束时立即踩刹车使汽车匀减速直行，结果车头前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车加速度的大小．(结果保留两位有效数字)‎ ‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ 试题分析：物体上升的最大高度为，上升的时间为，从最高点开始2s内下落的高度h2=gt2=×10×‎22m=‎20m，所以5s内物体通过的路程为x=‎45m+‎20m=‎65m；位移为S=h1-h2=‎25m．且方向竖直向上，故B正确，A错误．由于匀变速运动，则速度改变量△v=at=gt=-10×‎5m/s=-‎50m/s．故C错误．平均速度，方向竖直向上．故D错误．故选B．‎ 考点：竖直上抛运动 ‎【名师点睛】对于竖直上抛运动，通常有两种处理方法，一种是分段法，一种是整体法，两种方法可以交叉运用．注意：5s内物体的位移也可以由此法解出，x=v0t-gt2=30×5-×10×52（m）=‎25m，位移方向竖直向上．（加速度方向与初速度方向相反）‎ ‎2．B ‎【解析】‎ 试题分析：速度的增大或减小主要取决于速度与加速度的方向关系，与加速度大小没有关系，速度和加速度同向，速度一直在增大，直到加速度等于零为止，后做匀速直线运动，位移一直在增大，B对 考点：考查速度、加速度、位移的关系 点评：本题难度较小，明确位移正负由速度方向判断，速度大小变化由加速度、速度方向关系判断，要理解三者关系，灵活应用 ‎3．C ‎【解析】‎ 试题分析：图象的交点表示同一时刻到达同一位置，即相遇，故A正确；由图可知，0～t1时间段内B的纵坐标比A的纵坐标大，所以B在前A在后，t1～t2时间段A的纵坐标比B的纵坐标大，A在前B在后，故B错误；位移－时间图象斜率表示速度，B图线的切线斜率不断增大，而且B图线是抛物线，有x＝kt2，则知B做匀加速直线运动，斜率表示速度，斜率相等时刻为t1～t2时间段的中间时刻，故C正确。当AB速度相等时，相距最远，此时A的位移为，故D错误。‎ 考点：x-t图像 ‎【名师点睛】在位移-时间图象中，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，斜率表示速度；平均速度等于位移除以时间．图象的交点表示同一时刻到达同一位置，即相遇．位移图象并不是物体运动的轨迹。‎ ‎4．C ‎【解析】‎ 试题分析：卡车减速到零的时间．则t=t′+t1=0．6+3=3．6s，故A错误；在反应时间内的位移x1=v0t′=15×0．‎6m=‎9m．匀减速直线运动的位移，则x=x1+x2+1．5=‎33m，故C正确；平均速度，故BD错误；故选C．‎ 考点：匀变速直线运动的规律 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动运动学公式，并能灵活运用．知道在反应时间内做匀速直线运动．‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、由s-t图像可以知道：碰撞前A的速度为 ；‎ 碰撞前B的速度 ，‎ 碰撞后AB的速度为 根据动量守恒可知 ‎ 代入速度值可求得： ‎ 所以碰撞前的总动量为 ，故A错误；‎ B、碰撞时A对B所施冲量为即为B的动量变化量 故B正确；‎ C、根据动量守恒可知 ，故C正确；‎ D、碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为 ,故D正确，‎ 本题选不正确的，故选A ‎【点睛】‎ 结合图像求出碰前碰后的速度，利用动量守恒求出B的质量，然后根据定义求出动量的变化量。‎ ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 运动全程重力对物体做的功为零，设空气阻力大小为f，设上升的总高度为h，应用动能定理得： 对上升过程运用动能定理，有： 联立解得：，故D正确，ABC错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题要抓住物体在上下过程中，阻力是做功的，重力也做功，但是重力做功之和为零，故我们可以说重力不做功，然后对整体列动能定理。‎ ‎7．C ‎【解析】‎ 排除题目中的干扰因素，百米比赛为直道，其位移为‎100米，所以平均速度为：‎ ‎ ‎ 故选：C ‎ ‎8．B ‎【解析】‎ 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，2s时的瞬时速度等于0-4s内的平均速度：，5s时的瞬时速度等于4-6s内的平均速度：，两个中间时刻的时间间隔为：△t=2+1s=3s，根据加速度定义可得：，故B正确，ACD错误。‎ ‎9．A ‎【解析】‎ 试题分析：位移是由初位置指向末位置的有向线段，则全过程的总位移的大小，故选项A正确。‎ 考点：位移与路程 ‎【名师点睛】解决本题的关键区别位移和路程：位移是由初位置指向末位置，是矢量；路程是运动轨迹的长度，是标量。‎ ‎10．BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、小球在第5s内的位移是‎18m，则第5s内的平均速度为v==‎18m/s，,根据匀变速运动的推论，第5s内的平均速度等于4.5s时刻的瞬时速度，所以星球表面的重力加速度由v4.5=gt4.5得：g==m/s2=‎4m/s2，小球在5s内的位移h=gt2=4‎52m=‎50m，故A正确，C、D错误 B、小球在2s末的速度v2=at=4‎2m/s=‎8m/s，故B错误。‎ 故不正确的选：BCD ‎11．DCBA ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）实验步骤的正确顺序是：DCBA ‎（2）每隔4点或每5个点取一个计数点时，相邻计数点的时间间隔为 ‎（3）纸带上某点的瞬时速度等于确定时间段内的平均速度，即 ‎（4）当有6组数据时，应采用逐差法计算加速度，根据 ，‎ 则 ，，，则 ‎ 即。‎ ‎12．从右向左 0.19 0.038 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）[1]小车在桌面上做匀减速运动，故相等的时间内，桌面上连续两水滴的位置会组建减小，故小车在桌面上是从右向左运动的。‎ ‎（2）[2]已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为：‎ 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：‎ 根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度的大小，得：‎ ‎，负号表示方向相反。．‎ ‎【点睛】‎ 处理纸带问题，一般是根据匀变速直线运动的推论公式求出加速度的大小，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，求出打纸带上某点时小车的瞬时速度大小。‎ ‎13．（1），方向向下，方向向上（2）0 4s；（3）‎‎4m ‎【解析】‎ 试题分析：（1）管第一次落地弹起时，管的加速度大小为，球的加速度大小为 ‎，由牛顿第二定律 对管 对球 故，方向向下 方向向上 ‎（2）球与管第一次碰地时，由 得碰后管速，方向向上 碰后球速，方向向下 球刚好没有从管中滑出，设经过时间t，球、管速度相同，则有 对管 对球 代入数值联立解得 ‎（3）管经t时间上升的高度为 球下降的高度 管长 考点：牛顿第二定律的应用 ‎14．（1）（2）2s ‎【解析】‎ 试题分析：（1）据题意由得：‎ 代入数据得制动距离 ‎（2）据题意汽车不受影响的行驶距离应该是AB与CD间距加车身长度即：x1=‎‎30m 故黄灯的持续时间为t，则 考点：考查了匀变速直线运动规律 ‎15．（1）a＝‎1m/s2 （2）m＝‎80kg （3）H＝‎‎30m ‎【解析】‎ 试题分析:（1）设气球加速下降的加速度为a，受到空气的浮力为F，则 由运动公式可知：x＝v0t＋at2 /2‎ 解得:a＝‎1m/s2‎ ‎（2）由牛顿第二定律得：Mg－F＝Ma 抛掉质量为m压舱物，气体匀速下降，有：（M－m）g＝F 解得m＝‎80kg．‎ ‎（3）设抛掉压舱物时，气球的速度为v，经过Δt＝5s下降的高度为H 由运动公式可知：v＝v0＋at H＝vΔt 解得H＝‎30 m．‎ 考点：考查牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【名师点睛】将气球的运动过程划分好，搞好受力分析，应用合适的规律是关键．‎ ‎16．(1)‎2.5 m/s2　(2)‎6.1 m/s2‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）司机反应时间内做匀速直线运动的位移是：；‎ 加速过程：‎ 代入数据解得：‎ ‎（2）汽车加速结束时通过的位移：‎ 此时离停车线间距为：‎ 此时速度为：‎ 匀减速过程：‎ 带入数据解得：‎ 考点：匀变速直线运动规律 ‎【名师点睛】本题关键分析清楚汽车的运动规律，然后分阶段选择恰当的运动学规律列式求解，不难。‎