單元質(zhì)檢一運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第15題只有一項(xiàng)符合題目要求,第68題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.下列說法正確的是()A.研究運(yùn)動(dòng)員打出的弧旋球,可把乒乓球看作質(zhì)點(diǎn)B.在女子萬米比賽中記錄運(yùn)動(dòng)員的成績,可把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)C.參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體D.在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系答案B解析研究運(yùn)動(dòng)員打出的弧旋球,是研究乒乓球的轉(zhuǎn)動(dòng),不能把乒乓球看作質(zhì)點(diǎn),A錯(cuò)誤;在女子萬米比賽中記錄運(yùn)動(dòng)員的成績,可將其看作質(zhì)點(diǎn),B正確;參考系的選擇是任意的,任何物體都可以作為參考系,故C、D錯(cuò)誤。2.右圖是A、B兩質(zhì)點(diǎn)從同一地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的x-t圖像,則下列說法錯(cuò)誤的是()A.A質(zhì)點(diǎn)以20 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)B.B質(zhì)點(diǎn)先沿正方向做直線運(yùn)動(dòng),后沿負(fù)方向做直線運(yùn)動(dòng)C.B質(zhì)點(diǎn)最初4 s做加速運(yùn)動(dòng),后4 s做減速運(yùn)動(dòng)D.A、B兩質(zhì)點(diǎn)在4 s末相遇答案C解析A質(zhì)點(diǎn)的速度vA=804m/s=20m/s;B質(zhì)點(diǎn)先向x正方向運(yùn)動(dòng),再向x負(fù)方向運(yùn)動(dòng),最初4s速度逐漸變小,做減速運(yùn)動(dòng),后4s做加速運(yùn)動(dòng);4s末兩質(zhì)點(diǎn)位置相同,即相遇。故選C。3.如圖所示,在氣墊導(dǎo)軌上安裝有兩個(gè)光電門A、B,A、B間距離為l=30 cm。為了測量滑塊的加速度,在滑塊上安裝了一寬度為d=1 cm的遮光條。現(xiàn)讓滑塊以某一加速度通過光電門A、B,記錄了遮光條通過兩光電門A、B的時(shí)間分別為0.010 s、0.005 s,滑塊從光電門A到B的時(shí)間為0.200 s。則下列說法正確的是()A.滑塊經(jīng)過A的速度為1 cm/sB.滑塊經(jīng)過B的速度為2 cm/sC.滑塊加速度大小為5 m/s2D.滑塊在A、B間的平均速度為3 m/s答案C解析vA=dtA=1m/s,vB=dtB=2m/s,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;加速度為a=vB-vAt=5m/s2,選項(xiàng)C正確;平均速度v=lt=1.5m/s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.卡車以v0=10 m/s的速度在平直的公路上勻速行駛,因?yàn)槁房诔霈F(xiàn)紅燈,司機(jī)立即剎車,使卡車勻減速直線前進(jìn)直至停止。停止等待6 s后,交通燈變?yōu)榫G燈,司機(jī)立即啟動(dòng)卡車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知從開始剎車到恢復(fù)到原來的速度所用時(shí)間t=12 s,勻減速過程的加速度是勻加速過程的2倍,反應(yīng)時(shí)間不計(jì)。則下列說法正確的是()A.卡車勻減速所用時(shí)間t1=2 sB.勻加速的加速度為5 m/s2C.卡車剎車過程通過的位移是20 mD.從卡車開始剎車到剛恢復(fù)到原來速度的過程中,通過的位移大小為40 m答案A解析因?yàn)槠囎鰟蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)的末速度等于汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的初速度,勻減速過程的加速度是勻加速過程的2倍,根據(jù)t=va知?jiǎng)驕p速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間的一半,所以卡車勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=2s,故選項(xiàng)A正確。勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=2t1=4s,則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a2=v0t2=2.5m/s2,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。卡車剎車過程中的位移x1=v02t1=10m,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤?？ㄜ噭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)的位移x2=v02t2=20m,則卡車從開始剎車到剛恢復(fù)到原來速度的過程中,通過的位移大小為30m,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.一質(zhì)點(diǎn)位于x=-2 m處,t=0時(shí)刻沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。下列說法正確的是()A.t=4 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)在x=1 m處B.第3 s內(nèi)和第4 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)加速度的方向相反C.第3 s內(nèi)和第4 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的位移相同D.02 s內(nèi)和04 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的平均速度相同答案A解析由題中v-t圖像可知:04s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的位移x4=4m-1m=3m,而t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)位于x=-2m處,故t=4s時(shí),質(zhì)點(diǎn)在x=3m-2m=1m處,選項(xiàng)A正確;質(zhì)點(diǎn)在第3s內(nèi)和第4s內(nèi)的加速度均為負(fù)方向,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在第3s內(nèi),位移為1m,質(zhì)點(diǎn)在第4s內(nèi),位移為-1m,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在02s內(nèi)和04s內(nèi)的位移都為x=3m,但時(shí)間不相等,根據(jù)平均速度的定義v=xt可得,v2>v4,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.放在水平面上的物體,在水平力F作用下開始運(yùn)動(dòng),以物體靜止時(shí)的位置為坐標(biāo)原點(diǎn),以力F的方向?yàn)檎较蚪軸,物體的加速度隨位移的變化圖像如圖所示。則下列說法錯(cuò)誤的是()A.位移為x1時(shí),物體的速度大小為2a0x1B.位移為x2時(shí),物體的速度達(dá)到最大C.物體的最大速度為a0(x2+x3)D.0x2過程中物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),x2x3過程中物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)答案BD解析物體的位移由0到達(dá)x2過程中,加速度恒定不變,即物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),又知物體是從靜止開始運(yùn)動(dòng)的,故有v2=2ax,故當(dāng)位移為x1時(shí),v1=2a0x1,A不符合題意。x2x3過程中加速度開始減小,但是加速度方向沒有變化,仍朝著正方向加速運(yùn)動(dòng),故做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),位移為x3時(shí),速度最大,B、D符合題意。根據(jù)公式v2=2ax可得圖像的面積ax=v22,解得vmax=a0(x2+x3),C不符合題意。7.某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速率的倒數(shù)1v與位移x的關(guān)系如圖所示,關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的下列說法不正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C.1v-x圖線的斜率等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度D.四邊形BBCC面積的物理意義是質(zhì)點(diǎn)從C到C所用的時(shí)間答案ABC解析由1v-x圖像可知,1v與x成正比,即vx=常數(shù),x增大時(shí),v減小,則質(zhì)點(diǎn)做減速直線運(yùn)動(dòng),圖線斜率k=1vx,不等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度,可知質(zhì)點(diǎn)做的不是勻減速直線運(yùn)動(dòng),故A、B、C錯(cuò)誤;由于三角形OBC的面積s1=12OCBC=12x1v1,表示從O到C所用的時(shí)間,同理,三角形OBC的面積表示質(zhì)點(diǎn)從O到C所用的時(shí)間,所以四邊形BBCC的面積可表示質(zhì)點(diǎn)從C到C所用的時(shí)間,故D正確。8.(2018湖北名校聯(lián)考)A、B兩輛汽車從同一地點(diǎn)同時(shí)出發(fā)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),它們的速度的二次方v2隨位置x的變化圖像如圖所示,下列判斷正確的是()A.汽車A的加速度大小為4 m/s2B.汽車A、B在x=6 m處的速度大小為23 m/sC.汽車A、B在x=8 m處相遇D.汽車A、B在x=9 m處相遇答案BC解析根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移關(guān)系公式v2-v02=2ax,得v2=v02+2ax,則v2-x圖像的斜率等于2a;對(duì)于汽車A,有2aA=0-369m/s2=-4m/s2,可得aA=-2m/s2,加速度大小為2m/s2,故A錯(cuò)誤。設(shè)汽車A、B在x=6m處的速度大小為v,由題圖知,對(duì)于汽車A,A的初速度v0=6m/s,由v2-v02=2ax得v=v02+2ax=36+2(-2)6m/s=23m/s,故B正確。對(duì)于汽車B,初速度為0,加速度為aB=k2=1892m/s2=1m/s2,設(shè)經(jīng)過時(shí)間t兩車相遇,則有v0t+12aAt2=12aBt2,解得t=4s,則x=12aBt2=12142m=8m,即汽車A、B在x=8m處相遇,故C正確,D錯(cuò)誤。二、實(shí)驗(yàn)題(20分)9.(6分)在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,下列方法中有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是(填正確答案標(biāo)號(hào))。A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn),把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B.使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C.舍去紙帶上開始時(shí)密集的點(diǎn),只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算D.適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù)答案ACD解析選取計(jì)數(shù)點(diǎn)可以使用于測量的相鄰點(diǎn)的間隔增大,在用刻度尺測量這些點(diǎn)間的距離時(shí),誤差較小,因此選項(xiàng)A正確;在實(shí)驗(yàn)中,如果小車運(yùn)動(dòng)的加速度過小,那么打出的點(diǎn)就過密,長度測量的誤差較大,因此小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大些,而使小車加速度增大的常見方法是適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù),以增大拉力,故B項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;為了減小長度測量的誤差,應(yīng)舍去紙帶上過于密集和點(diǎn)跡不清晰的點(diǎn),因此C項(xiàng)正確。10.(14分)利用如圖甲所示的裝置,做測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,得到了幾條較為理想的紙帶。已知每條紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),即兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s,依打點(diǎn)先后編為0,1,2,3,4,由于不小心,紙帶都被撕斷了,如圖乙所示,根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答:甲(1)在B、C、D三段紙帶中選出紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是(填正確答案標(biāo)號(hào));乙(2)紙帶A上,打點(diǎn)1時(shí)重物的速度是 m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);(3)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮∈?m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。答案(1)C(2)3.47(3)9.00解析(1)因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是測定重力加速度,因此紙帶做的是勻變速直線運(yùn)動(dòng),所以x恒定,即x2-x1=x3-x2=x4-x3,x2-x1=9cm,而取C段時(shí)x4-x2=2(x2-x1)=18cm,故選C段。(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度有v1=x1+x22T=(30.2+39.2)10-220.1m/s=3.47m/s。(3)由a=x4-x13T2可得a=9.00m/s2。三、計(jì)算題(本題共2小題,共32分)11.(16分)某校一課外活動(dòng)小組自制一枚火箭,設(shè)火箭發(fā)射后始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動(dòng)?；鸺c(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過4 s到達(dá)離地面40 m高處時(shí)燃料恰好用完,若不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2,求:(1)燃料恰好用完時(shí)火箭的速度大小;(2)火箭上升離地面的最大高度;(3)火箭從發(fā)射到返回發(fā)射點(diǎn)的時(shí)間。答案(1)20 m/s(2)60 m(3)9.5 s解析設(shè)燃料用完時(shí)火箭的速度為v1,所用時(shí)間為t1,火箭的上升運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)過程,第一個(gè)過程為做勻加速上升運(yùn)動(dòng),第二個(gè)過程為做豎直上拋運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)。(1)對(duì)第一個(gè)過程有h1=v12t1代入數(shù)據(jù)解得v1=20m/s。(2)對(duì)第二個(gè)過程有h2=v122g代入數(shù)據(jù)解得h2=20m所以火箭上升離地面的最大高度h=h1+h2=40m+20m=60m。(3)第二個(gè)過程用時(shí)t2=v1g代入數(shù)據(jù)解得t2=2s火箭從最高點(diǎn)落回發(fā)射點(diǎn)用時(shí)t3由h=12gt32得t3=2hg代入數(shù)據(jù)解得t33.5s總時(shí)間t=t1+t2+t3=9.5s。12.(16分)質(zhì)量為m=1103 kg的汽車A以2 m/s2的加速度,從靜止開始沿一長直道路做勻加速直線運(yùn)動(dòng),開始運(yùn)動(dòng)的同時(shí),在A車前方200 m處有另一汽車B以36 km/h的速度與A車同方向勻速前進(jìn)。A車追上B車時(shí),立刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),以4 m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度g取10 m/s2,求:(1)A車經(jīng)過多長時(shí)間追上B車;(2)追上B車后,兩車再經(jīng)過多長時(shí)間第二次相遇。(假設(shè)A車可以從B車旁經(jīng)過而不發(fā)生相撞)答案(1)20 s(2)20 s解析(1)A車從靜止開始沿一長直道路做勻加速直線運(yùn)動(dòng),a1=2m/s2,設(shè)A車經(jīng)過t1時(shí)間追上B車,則t1時(shí)間內(nèi)B車的位移x1=v1t1,A車的位移x2=12a1t12,且x2-x1=x,聯(lián)立解得t1=20s,t2=-10s(舍去)。(2)追上B車時(shí)A車的速度為v=a1t1=40m/s,a2=-4m/s2,設(shè)經(jīng)過t2時(shí)間A車停下,則有v+a2t2=0,得t2=10s,此時(shí)A車的位移x2=v2t2=200m,B車的位移x1=v1t2=100m,即A車停下時(shí)B車仍沒有追上,此后只有B車運(yùn)動(dòng),設(shè)B車經(jīng)過t3時(shí)間追上A車,則有v1t3=x2-x1,得t3=10s,所以總時(shí)間t=t2+t3=20s,即再經(jīng)過20s兩車第二次相遇。