1、湖南省衡阳市第五中学2022-2023学年高二物理学业水平考试阶段检测卷(二)匀变速直线运动的规律一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.列车进站做匀减速直线运动的过程中,用t、x、v分别表示列车运动的时间、位移和速度,下列图像正确的是() 2.下列说法正确的是()A.参考系必须是静止不动的物体B.凡轻小的物体皆可看成质点C.研究地面上物体的运动,必须选取地面为参考系D.研究物体的运动,可选择不同的参考系,但选择不同的参考系对于研究同一物体的运动而言,有时会出现不同的结果3.我国“奋斗者”号载人潜水器在马
2、里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909 m。“奋斗者”号照片如图所示,下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是()A.估算下降总时间时B.用推进器使其转弯时C.在海沟中穿越窄缝时D.科学家在其舱内进行实验时4.在某次驾驶车辆过程中,听到导航仪提醒“前方有2 km拥堵,通过时间25分钟”,根据导航仪提醒,下列推断合理的是()A.汽车将匀速通过前方2 kmB.此处的2 km为该拥堵路段的路程C.可以根据此信息求出此时车辆的瞬时速度D.通过前方2 km的过程中,车子的平均速度大约为1.3 m/s5.高铁出行舒适、便捷,成为一种新颖时尚的旅行方式。下列有关说法正确的是()A.列车8:12从杭州站出发
3、指的是时刻B.营业里程1.8万千米指的是列车运行的位移C.计算列车通过某隧道口的时间时,列车可以看成质点D.从杭州到长沙所需的时间取决于列车的最大瞬时速度6.百米赛跑时小明到达终点的撞线速度是9.1 m/s。这里的“速度”表示()A.瞬时速度大小B.平均速度大小C.瞬时速度方向D.平均速度方向7.如图所示为小车运动时的v-t图像。由图可知,小车()A.做匀速直线运动B.做匀减速直线运动C.在t=10 s时的速度大小是4 m/sD.在t=0时从静止开始运动8.一物体在水平面上由静止开始先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动到停止,共历时2103 s,位移2103 m。若加速阶段的加速度大小是减速
4、阶段加速度大小的3倍,则下列说法正确的是()A.运动过程最大速度为3 m/sB.运动过程最大速度为4 m/sC.加速阶段的加速度为410-3 m/s2D.减速阶段的加速度为110-3 m/s29.一辆汽车从静止开始由甲地开往乙地的v-t图像如图所示,则在01 s和13 s两段时间内,下列说法正确的是()A.加速度大小之比为21B.平均速度大小之比为21C.位移大小之比为11D.03 s全程位移大小为9 m10.一小钢球以大小为8 m/s的初速度冲上一个足够长的光滑斜面,2 s后末速度大小变为2 m/s,则下列判断正确的是()A.速度变化量的大小可能小于6 m/sB.速度变化量的大小一定等于6
5、m/sC.加速度的大小一定等于3 m/s2D.加速度的大小可能大于4 m/s211.为保证车辆安全行驶,某段高速公路要求汽车间的距离至少为105 m。汽车在平直的高速公路上匀速行驶,司机突然发现前方阻碍物,在操作刹车到汽车开始减速经过的时间为0.5 s(即反应时间),刹车后汽车加速度大小为5 m/s2,则该段高速公路允许的最高速度应为()A.30 m/sB.25 m/sC.20 m/sD.18 m/s12.某个物体做匀加速直线运动,加速度a=1.2 m/s2,下列选项正确的是()A.每1 s内的末速度是初速度的1.2倍B.每1 s内的末速度比初速度大1.2 m/sC.每经过1 m的位移,末速度
6、是初速度的1.2倍D.每经过1 m的位移,末速度比初速度大1.2 m/s13.跳水运动员训练时,从10 m跳台双脚朝下由静止自由落下,某同学利用手机连续拍摄了多张照片。选取其中两张照片,根据比例运算可知,运动员双脚离水面的实际高度分别约为8.2 m和5.0 m。由此估算手机拍摄这两张照片的时间间隔为()A.210-2 sB.210-1 sC.410-2 sD.410-1 s14.一位航天员在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s内的位移是18 m,则()A.小球在2 s末的速度是20 m/sB.小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/sC.
7、小球在前2 s内的位移是4 mD.小球在5 s内的位移是50 m15.一个物体从地面竖直向上抛出,经2 s上升18 m到最高点,再过2.2 s落回抛出点,这4.2 s内物体的平均速度是()A.0B.8.57 m/s C.9 m/s D.8.18 m/s16.关于竖直上抛运动,下列说法正确的是()A.在最高点速度为零,加速度也为零B.上升和下落过程的位移相同C.从上升到下降的整个过程加速度保持不变D.上升到某一高度时的速度与下降到此高度时的速度相同17.甲、乙两物体做直线运动,已知甲物体的x-t图像和乙物体的v-t图像分别如图(1)、(2)所示,则下列说法正确的是()A.02 s内甲、乙均做匀速
8、直线运动B.24 s内两物体均做匀加速直线运动C.4 s末两物体速度方向均发生改变D.46 s内两物体的平均速度大小相等18.如图所示,是一质点从位移原点出发的v-t图像,下列说法正确的是()A.1 s末质点离开原点最远B.2 s末质点离开原点最远C.3 s末质点离开原点最远D.4 s末质点离开原点最远二、非选择题(共5小题,共46分)19.(8分)在练习使用打点计时器的实验中,请回答以下问题:(1)如图甲、乙所示分别为电磁打点计时器和电火花计时器,两种计时器都是常用的实验器材,关于这两种打点计时器,下列说法正确的是。A.甲使用直流电源,乙使用交变电源B.它们都使用220 V的交变电源C.它们
9、打点周期都是0.02 sD.乙工作时纸带受到的阻力较小,实验误差较小(2)某同学使用打点计时器打出的一条纸带如图丙所示,A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为0.1 s,由纸带所示数据可算出打点计时器打下C点时纸带的速度大小为 m/s,纸带运动的加速度大小为 m/s2。(结果均保留两位有效数字)20.(8分)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02 s的交流电源。他经过测量并计算得到打点计时器在
10、打B、C、D、E、F、G各点时物体的位置如表所示:甲位移d1d2d3d4d5d6测量值/cm2.18.018.132.250.372.2(1)由数据可算出E点的速度vE= m/s。(2)以A点对应的时刻为t=0,通过计算得到数据,在图乙中作出v-t图像,并求物体的加速度a= m/s2;判断A点(选填“是”或“不是”)打的第一个点。乙(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=48 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。21.(8分)汽车的加速、减速性能是衡量汽车性能的一项重要指标,一辆汽车在某段水平直线检测公路上最快以108 km/h的速度
11、匀速行驶。(1)若汽车在该路段发生故障,检修后由静止以3 m/s2的加速度加速,求启动后8 s时汽车的速度大小。(2)若汽车在该路段以最快速度行驶,遇到情况后以1.5 m/s2的加速度刹车,分别求刹车后8 s时和24 s时的速度大小。22. (10分)某圆柱体结构的火箭如图所示,它看起来像一个大号锅炉,它的顶部有一个方形质量模拟器。设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动,火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力,g取10 m/s2,求:(1)燃料恰好用完时火箭的速度大小;(2)火箭上升离地面的最大高度;(3)火箭从发射到返回发射点的时间
12、。23.(12分)如图所示为“桌面上推易拉罐”的游戏,在一张长为1.50 m的桌子上,游戏者从桌子的左侧边沿水平方向推出罐,使之滑向另一端,比较谁能使易拉罐更靠近桌子边沿而不掉落。若手推罐时的加速度大小范围在2 m/s2至5 m/s2之间,推动距离不超过0.5 m,罐脱手后的加速度大小为2 m/s2,将易拉罐视为质点,g取10 m/s2。(1)若以最大加速度和最大推动距离推易拉罐,试判断易拉罐能否停在桌面上?(2)若以4 m/s2的加速度推易拉罐,要使罐恰好停在桌子另一端的边沿,则推动的距离为多少?(3)要使易拉罐恰停在桌子另一端的边沿,试求推罐的加速度a与推动距离x需要满足的关系式。答案及部
13、分解析1.C2.D3.A4.B5.A6.A7.C解析 由图像可知,小车做匀加速运动,选项A、B错误;t=10 s时小车速度大小是4 m/s,选项C正确;t=0时小车速度为2 m/s,不是从静止开始运动,选项D错误。8.C解析 物体运动的v-t图像如图所示,则有vm22103 m=2103 m,解得vm=2 m/s,A、B错误;设减速阶段的加速度为a,时间为t2,则加速阶段的加速度为3a,时间为t1,则有3at1=at2,t1+t2=2103 s,解得t1=500 s,t2=1 500 s,根据vm=at2,解得a=1750 m/s2,则加速阶段的加速度为3a=410-3 m/s2,D错误,C正
14、确。9.A10.D11.A解析 设汽车的初速度为v0,则在反应时间里汽车的位移为x1=v0t反,汽车做匀减速直线运动的时间t=0v0a,汽车做匀减速直线运动的位移x=v02t,因为汽车间距离最小为105 m,所以为保证安全,满足x1+x105 m,当取最大速度时取等号,可解得v0=30 m/s(v0=-35 m/s不合题意舍去),A正确。12.B13.D解析 运动员做自由落体运动,下落到距水面8.2 m时所需时间为t,则H-h=12gt2,下落到距水面5 m时,下落的时间为t+T,则H-h=12g(t+T)2,联立解得T=410-1 s,故选D。14.D15.A16.C解析 竖直上抛运动,只受
15、到重力作用,在最高点速度为零,但加速度仍为g,A错误;竖直上抛运动上升和下落过程的位移大小相等,但是方向相反,故位移不同,B错误;竖直上抛运动,只受到重力作用,从上升到下降的整个过程加速度都是重力加速度,保持不变,C正确;竖直上抛具有对称性,整个过程加速度相等,故上行时间与下行时间相等,上升到某一高度时的速度与下降到此高度时的速度大小相等,但是方向相反,故速度不同,D错误。17.D解析 由题图可知02 s内甲静止,乙做匀速直线运动,故A错误;由题图可知24 s内甲做匀速直线运动,乙做匀加速直线运动,故B错误;由题图可知4 s末甲的速度方向发生改变,乙的速度方向没有发生改变,故C错误;由题图可知
16、46 s内甲的位移大小为8 m,乙的位移大小为s=1228 m=8 m,两物体位移大小相等,时间相等,平均速度大小相等,故D正确。18.B解析 v-t图像与坐标轴围成的面积代表位移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负,所以在2 s时质点离原点最远,2 s后质点开始反向运动,前4 s内质点总位移为零,即4 s末质点回到出发点,故选B。19.答案 (1)CD(2)1.52.0解析 (1)甲是电磁打点计时器,使用低压交变电源,乙是电火花计时器,使用220 V交变电源,A、B错误;两种打点计时器使用的交变电源频率都为50 Hz,两种打点计时器都每隔0.02 s打一个点,C正确;和电磁打点计时器相比
17、,电火花计时器工作时不需要振针跟纸带发生接触,纸带运动时受到的阻力较小,实验误差也较小,D正确。(2)打下C点时纸带的速度大小为vC=xBD2T=42.0012.0020.110-2 m/s=1.5 m/s,纸带的加速度大小为a=xCE-xAC(2T)2=60.0026.0026.00(20.1)210-2 m/s2=2.0 m/s2。20.答案 (1)1.61(2)见解析图4是(3)偏大解析 (1)vE=d5-d310T=1.61 m/s。(2)vB=d210T=0.4 m/s;vC=d3-d110T=0.8 m/s;vD=d4-d210T=1.21 m/s;vF=d6-d410T=2 m/
18、s;描点作图,得到v-t图像如图所示。根据图像,可得a=4 m/s2。图像过原点,说明A点正好是打点计时器打的第一个点。(3)实际频率偏小,但计算用的还是50 Hz,也就是计算用周期比实际周期偏小,因此所得加速度值偏大。21.答案 (1)24 m/s(2)18 m/s0解析 (1)根据v=v0+at可知,启动后8 s时汽车的速度大小v8=at8=38 m/s=24 m/s。(2)刹车过程中汽车做匀减速运动,a=-1.5 m/s2减速到停止所用时间t=0v0a=-30-1.5 s=20 s所以刹车8 s时的速度v=v0+at=(30-1.58)m/s=18 m/s刹车24 s时的速度为零。22.
19、答案 (1)20 m/s(2)60 m(3)9.46 s解析 (1)设燃料恰好用完时火箭的速度为v,根据运动学公式有h=v2t,解得v=20 m/s。(2)火箭能够继续上升的高度h1=v22g=202210 m=20 m因此火箭上升离地面的最大高度H=h+h1=60 m。(3)火箭能够继续上升的时间t1=vg=2010 s=2 s火箭由最高点落至地面的时间t2=2Hg=26010 s=3.46 s火箭从发射到返回发射点的时间t总=t+t1+t2=9.46 s。23.答案 (1)无法停留在桌面上(2)0.5 m(3)a=3x-2(4 m/s2a5 m/s2,0.43 mx0.5 m)解析 (1)
20、由v2=2ax可知,当amax=5 m/s2,xmax=0.5 m时,可获得最大速度vm=5 m/s至停止运动需滑行距离x0=vmax22a2=1.25 m1.0 m所以易拉罐无法停留在桌面上。(2)设推动时的加速度大小为a1,获得速度v1,脱手时易拉罐的加速度大小为a2,桌长为L,则推动的距离为x1=v122a1脱手后移动距离为x2=v122a2若恰能停在桌子另一端边沿,则x1+x2=L由以上关系得v1=2 m/s,x1=0.5 m。(3)设以加速度a推易拉罐运动x距离,脱手时速度大小为v,达到桌面边缘时速度为零,则有v2-0=2ax,0-v2=2a2(L-x)解得关系式为a=3x-2由于a的最大值为5 m/s2,代入可得x的最小值为0.43 m,推动距离不超过0.5 m,代入可得a最小值为4 m/s2,则a和x的关系式为a=3x-2,且要满足4 m/s2a5 m/s2,0.43 mx0.5 m。
