1、单元质检一运动的描述匀变速直线运动的研究(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是()A.根据速度定义式v=,当t非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,这里采用了极限法B.在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了等效替代法C.加速度的定义式a=,采用了比值定义法D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很
2、多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法2.(2021四川高三一模)2020年1月9日攀枝花至昆明动车正式开通,攀枝花进入“动车时代”。动车每节车厢长度约为25 m,整车长度约为250 m。某次乘务员相对车厢以2 m/s的速度通过两节车厢的过程中,全车恰好通过一座大桥,车上显示时速为144 km/h,则该大桥的长度约为()A.750 mB.1 000 mC.1 050 mD.1 250 m3.汽车以10 m/s的速度在马路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15 m处的斑马线上有行人,于是刹车礼让,汽车恰好停在斑马线前。假设驾驶员反应时间为0.5 s,汽车运动的v
3、-t图象如图所示,则汽车的加速度大小()A.4 m/s2B.5 m/s2C.6 m/s2D.20 m/s24.(2021陕西高三一模)某型号汽车出厂标准,为百公里(100 km/h)刹车距离小于44 m,当刹车距离超过标准距离20%时,就需要考虑刹车系统、轮胎磨损等安全隐患问题。某用户以路边相距30 m的A、B两路灯柱为参照物,以100 km/h的速度紧急刹车,通过A灯柱时车速仪如图甲所示,通过B灯柱时如图乙所示,刹车过程可看作匀变速运动。则下列相关叙述中正确的是()甲乙A.该汽车刹车过程加速度大小为8.8 m/s2B.该汽车百公里刹车距离大于60 mC.该汽车百公里刹车距离未超过20%,不存
4、在安全隐患D.此测试过程不规范不专业,没有任何实际指导意义5.右图为A、B两人在同一直线上运动的位移时间图象,下列说法中正确的有()A.A、B两人在第5 s内运动方向相反B.A、B两人在第5 s末相遇C.在前5 s内,A走的路程比B走的路程多D.在前5 s内,A的位移比B的位移大二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)6.(2021贵州高三月考)从t=0时刻开始,甲、乙两质点沿同一直线运动,它们的位置随时间变化的关系分别如图中图线a、b所示,其中图线b为倾斜直线,从t=2t0时刻起,
5、图线a与横轴平行,两图线交点(唯一)的横坐标在t=t0。下列说法正确的是()A.在t=t0时刻,甲的速度大于乙的速度B.在t=t0时刻,甲、乙的加速度相同C.在0t0时间内,甲的平均速度大于乙的平均速度D.在2t04t0时间内,甲的加速度小于乙的加速度7.(2021江西景德镇一中月考)如图所示,乙球静止于地面上,甲球位于乙球正上方h处,现从地面上竖直上抛乙球,初速度v0=10 m/s,同时让甲球自由下落,不计空气阻力。(g取10 m/s2,甲、乙两球可看作质点)下列说法正确的是()A.无论h为何值,甲乙两球一定能在空中相遇B.当h=10 m时,乙球恰好在最高点与甲球相遇C.当h=15 m时,乙
6、球能在下降过程中与甲球相遇D.当h10 m时,乙球能在上升过程中与甲球相遇8.(2021河南期末)甲、乙两辆汽车在同一平直公路上同向行驶,从某时刻开始计时,其-t图象如图所示,经过80 s两车到达同一位置,下列说法正确的是()A.甲车做匀加速直线运动,加速度大小是1 m/s2B.初始计时时刻,甲、乙两辆汽车在同一位置C.从计时时刻开始,经过40 s甲、乙两车共速D.在080 s内,t=20 s时刻两车距离最大为1 800 m三、实验题(本题共2小题,共20分)9.(10分)(2021江西师大附中高三三模)如图所示,某同学利用正方体小滑块、光电计时器来完成“测定加速度”的实验,实验操作如下:将光
7、电计时器固定在足够长斜面的A点,控制小滑块分别从距离A较远的B、C两点由静止释放,并记录下每次小滑块通过光电门的时间tB、tC,用刻度尺测量出B、C两点距离为s0,则:(1)为了测定小滑块在下滑过程中的加速度,除了测量物理量tB、tC及s0之外,在实验中还需要测量小滑块的(填选项前的字母);A.质量mB.边长d(2)根据(1)中测得的物理量和实验测得的其他物理量,可以得到小滑块分别从B和C到达A点的速度分别为v1=,v2=(用所测得的物理量表示);(3)根据v1、v2和实验测得的物理量,可以得到小滑块下落的加速度a=(用v1、v2和测量量表示)。10.(10分)(2021山东高三二模)一种新的
8、短途代步工具电动平衡车,被称为站着骑的电动车。某同学为了探究该车在平直水泥路面上的运动情况,设计了如下实验:将输液用的塑料瓶装适量水后,连同输液管一起绑在平衡车的扶手上,调节输液管的滴水速度。某滴水刚落地开始计时,从下一滴水落地开始依次计数为1、2、3,当第50滴水刚好落地时停止计时,测得时间为25.0 s。该同学骑上平衡车后,先加速到某一速度,然后关闭动力,让平衡车沿着直线滑行。下图是某次实验中在水泥路面上的部分水滴及测出的间距值(左侧是起点,单位:m),当地重力加速度g取10 m/s2,根据该同学的测量结果可得出:(1)平衡车经过路面上相邻两水滴间的时间间隔T= s;(2)平衡车加速过程的
9、加速度大小a= m/s2,运动到D点的速度大小v= m/s;(结果均保留三位有效数字)(3)设平衡车运动过程中所受阻力的大小是人与车总重力的k倍,则k=;(结果保留两位有效数字)(4)通过分析路面上水滴间距的变化情况,可知平衡车从哪段开始关闭动力。A.EF段B.FG段C.GH段四、计算题(本题共2小题,共32分)11.(14分)(2021江西高三二模)冰壶运动已列入2022年北京冬奥会运动项目。冰壶运动场地如图甲所示,M、N为两个完全相同的冰壶(可视为质点),M、N与营垒圆心在同一条直线上,已知N与投掷线AB距离为32 m。一运动员将冰壶M从投掷线AB上投出沿虚线路径向冰壶N撞去,碰撞后冰壶M
10、、N的v-t图象如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。求:甲乙(1)冰壶N被碰后滑行的距离;(2)冰壶M从投掷线AB上投出时的速度大小。12.(18分)中国高铁的发展速度令世人瞩目。为了提高行车效率,缩短行车时间,设计师提出一种列车过站不停车的设想。如图所示,高铁匀速行驶的速度v0=360 km/h,进站时尾部子车1在O点自动脱离,将乘客送到下车站台下车。载着新乘客的子车2提前等候在上车站台A点处。为了更好地完成对接,母车在子车1脱离时向子车2发出指令,发出指令后母车立即开始做加速度大小为a0的匀减速直线运动,到达B点时恰好将车速减小到v=144 km/h。母车发出指令后子车2立即沿转移轨
11、道AB开始做加速度a=1 m/s2的匀加速直线运动,子车2达到最大速度v=144 km/h后,接着做匀速直线运动。已知转移轨道AB与铁轨的夹角=3,cos 31,子车2启动后经过t=2.5 min和母车同时到达B点,完成同速对接。(1)母车做匀减速直线运动的加速度a0是多大?(2)O、B之间的距离是多大?(3)转移轨道AB的长度是多大?单元质检一运动的描述 匀变速直线运动的研究1.B解析:根据速度定义式v=,当t非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,这里采用了极限法,A正确;在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了理想模型法,B错误;加速度的定义式a=,采用了比值定义
12、法,C正确;在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,D正确。2.A解析:动车整车的长度为s=250 m,动车每节车厢长度约为L=25 m,乘务员通过两节车厢的时间为t= s=25 s,设大桥的长度为x,根据题意有s+x=vt,代入数据解得x=750 m,故选A。3.B解析:设汽车做匀减速直线运动的时间为t,根据v-t图象的面积代表物体通过的位移,有15 m-100.5 m=t,解得t=2 s,所以汽车做匀减速直线运动的加速度大小为a= m/s2=5 m/s2,故选B。4.C解析:取v0=100 km/
13、h,v1=80 km/h,v2=20 km/h,百公里刹车距离x0,A、B灯柱距离x1=30 m,汽车刹车过程加速度大小为a,运动学公式有0-=-2ax0,=-2ax1,代入数据得x0=50 m、a=7.7 m/s2,=13.6%3x0-2x0=x0,乙的位移x2x2,故在该段时间内,甲的平均速度大于乙的平均速度,C正确;在2t04t0时间内,甲静止不动,加速度为零,而乙做匀速直线运动,加速度也为零,D错误。7.BCD解析:设两球在空中相遇,所需时间为t,根据运动学公式可得gt2+v0t-gt2=h,可得t=,而乙球的落地时间t1=,两球在空中相遇的条件是tt1,整理得h20 m,A错误;若两
14、球恰好在最高点相遇,满足的条件是t=t1,代入数据整理得h=10 m,B正确;由于10 mh=15 m20 m,可得乙球能在下降过程中与甲球相遇,C正确;当h10 m时,乙球还没有上升到最高点就与甲球相遇,D正确。8.AD解析:由x=v0t+at2,整理得=v0+at,因此在-t图象中,图线的纵轴截距代表初速度,斜率k等于a,因此可知乙车做匀速直线运动,速度为20 m/s;甲车做初速度为零、加速度大小为1 m/s2的匀加速直线运动,A正确;在080 s内,乙车行驶的距离x2=v乙t=1 600 m,甲车行驶的距离x1=a甲t2=3 200 m,所以初始计时时刻,乙车在甲车前1 600 m处,B
15、错误;根据甲车运行速度v甲=a甲t1,可得从计时时刻开始,经过20 s甲、乙两车共速,C错误;当甲、乙两车共速时,两车距离最大x=v乙t1+1 600-a甲=1 800 m,D正确。9.答案:(1)B(2)(3)解析:(1)设小滑块的边长为d,则小滑块从B释放后经过光电门时的速度大小v1=,小滑块从C释放后经过光电门时的速度大小v2=,设小滑块下滑的加速度为a,则xBA=、xCA=,而s0=xCA-xBA、s0=,解得a=),故为了测定小滑块在下滑过程中的加速度,在实验中还需要测量小滑块的边长d,故选B。(2)由(1)分析可知,小滑块从B到达A点的速度为v1=,小滑块从C到达A点的速度为v2=
16、。(3)由(1)可知小滑块的加速度为a=。10.答案:(1)0.50(2)1.944.45(3)0.039(4)A解析:(1)平衡车经过路面上相邻两水滴间的时间间隔为T= s=0.50 s。(2)根据逐差法,可知a=1.94 m/s2,运动到D点的速度大小为vD=4.45 m/s。(3)在减速阶段,根据逐差法得加速度大小为a=0.39 m/s2,根据牛顿第二定律有Ff=kmg=ma,解得k=0.039。(4)由纸带上信息,可知AE段相同时间内位移越来越大,即加速阶段,FJ段相同时间内位移越来越小,即减速阶段,由此可知,平衡车从EF段开始关闭动力。故选A。11.答案:(1)6.48 m(2)5
17、m/s解析:(1)根据碰撞的特征和v-t图象可知,碰撞后冰壶N的速度vN大小为1.8 m/s,运动7.2 s后静止,得xN=7.2 m=6.48 m(2)冰壶M、N碰撞过程动量守恒,令冰壶M、N的质量为m,冰壶M投出时速度为v0,与N碰前的速度为v1,碰后的速度为v2,在冰壶N碰后的运动中,有vN=atN=a7.2 s解得:a=0.25 m/s2则冰壶M碰后的运动中,有v1=atM=a4.8 m/s=1.2 m/s在冰壶M、N碰撞过程中,有mv1=mv2+mvN代入数据得:v1=3 m/s在冰壶M碰前的运动中,有=-2aLMN解得:v0=5 m/s12.答案:(1)0.4 m/s2(2)10 500 m(3)5 200 m解析:(1)对母车,有v=v0-a0t依题意v0=360 km/h=100 m/s,v=144 km/h=40 m/s,t=2.5 min=150 s代入数据可得:a0=0.4 m/s2(2)O、B之间的距离x=v0t-a0t2代入数据可得:x=10 500 m(3)对子车2,有v=at1依题意a=1 m/s2代入数据可得:t1=40 s加速过程的位移x1=解得:x1=800 m匀速过程的位移x2=v(t-t1)解得:x2=4 400 m转移轨道AB长度L=x1+x2解得:L=5 200 m
