最新人教版高中物理必修1第二章《匀变速直线运动的研究》本章测评 (3)

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本 章 测 评
一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分.在四个选项中,至少有一个选项符合题目要求)
1.一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( )
A.铁钉比棉花团重
B.棉花团受到的空气阻力不能忽略
C.铁钉不受空气阻力
D.铁钉的重力加速度比棉花团的大
解析:二者在下落过程中,都受到空气阻力,重力加速度是由重力产生的,与空气阻力无关. 答案:B
2.某同学用电磁打点计时器做实验时,纸带上打出的不是圆点,而是如图2-1所示的一条短线,这可能是因为( )
图7-3
A.打点计时器错接在直流电源上了
B.电源频率不稳定
C.打点的振针压得过长
D.打点的振针压得过短
解析:由电磁打点计时器振动片的振动原理可知,如果打点计时器接在直流电源上,振动片应该始终被永久磁铁吸引而不会振动,所以选项A 错.电源频率不稳定也不会画成短线,只是使打点周期不均匀,所以选项B 也是错误的.如果打点计时器的振针与复写纸片间距过大,这时打点针可能够不着复写纸片,则可能出现时有时无的点迹,所以选项D 也错.如果振针压得过长,使打点针与复写纸片间距过小,则在每一个打点周期内就会有较长一段时间接触并挤压在复写纸上,这样纸带上的点迹就会变成一段一段的短线了,短线的长短就与打点针与复写纸片间的距离过小的程度有关,所以本题只有选项C 正确.
答案:C
3.一物体做匀变速直线运动,初速度为15 m/s ,方向向东,第5 s 末的速度为10 m/s ,方向向西,则第几秒开始物体向西运动( )
A.第2 s
B.第4 s
C.第9 s
D.第15 s
解析:物体运动的加速度a=t
v v 0-=51510-- m/s 2=-5 m/s 2,方向向西. 当速度为零时,物体开始向西运动.设时间为t 1,则t 1=
a v 00-=515-- s=3 s ,即第3 s 末物体开始向西运动.
答案:B
2.电梯上升运动的v-t 图象如图2-2所示,从图中可知电梯上升的高度是( )
图2-2
A.0
B.36 m
C.42 m
D.39 m
解析:在v-t 图象中,图象和坐标轴包围的面积的数值,等于物体运动的位移.
电梯上升的高度等于梯形的面积,即h=2
106 ×6 m=48 m. 答案:C
5.一质点做直线运动,当时间t=t 0时,位移x>0,速度v>0,其加速度a>0,此后a 逐渐减小,则以下说法正确的是( )
A.速度的变化越来越慢
B.速度逐渐变小
C.位移逐渐增大
D.位移、速度始终为正值
解析:由于加速度的方向和速度方向相同,因此质点做加速运动,速度增大,位移增大,但速度的变化越来越慢.
答案:ACD
6.一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑的距离为L 时,速度为v ,当它的速度是v/2时,它沿斜面下滑的距离是( ) A.2L B.2
2L C.4L D.43L 解析:根据v 2=2aL,(2v )2=2aL 1可得L 1=4
L . 答案:C
7.一个物体从静止开始做匀变速直线运动,则( )
A.第1 s 内、前2 s 内、前3 s 内……相应的运动距离之比为x 1∶x 2∶x 3∶……=1∶4∶9∶……
B.第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内……相邻的相同时间段内的位移之比一定是x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶……=1∶3∶5……
C.相邻的相同时间内位移差值一定是Δx=aT 2,其中T 为相同的时间间隔
D.第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内……相邻的相同时间段内的位移之比一定是x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶……=1∶4∶9∶……
答案:ABC
8.跳伞运动员以5 m/s 的速度竖直匀速降落,在离地面h=10 m 的地方掉了一粒扣子,跳伞员比扣子晚着陆的时间为(扣子受到的空气阻力可忽略,g 取10 m/s 2)( )
A.2 s
B.2 s
C.1 s
D.(2-2) s
解析:运动员下落的时间t 1=v h =510 s=2 s ,扣子下落的时间为t 2,h=vt 2+2
1gt 22,解得t 2=1 s ,Δt=t 2-t 1=1 s.
答案:C
二、填空题(共3个小题,每题10分,共30分)
9.悬链长1.4 m ,从悬点处断开,使其自由下落,不计空气阻力,则整个悬链通过悬点下方
3.2 m 处的一点所需的时间为___________s.(g 取10 m/s 2)
解析:悬链下端达悬点下方3.2 m 处时,下落的高度x 1=3.2 m-1.4 m=1.8 m.
悬链上端达悬点下方3.2 m 处时,下落的高度为3.2 m.
由x=
2
1gt 2得 x 1=21gt 12,x 2=21gt 22,解得
t 1=g
x 12=108.12⨯ s=0.6 s t 2=
g x 22=102.32⨯ s=0.8 s 所需时间Δt=t 2-t 1=(0.8-0.6) s=0.2 s.
答案:0.2
10.在航空母舰上能灵活地起降飞机.民航客机起飞时要在2.5 min 内使飞机从静止加速到44 m/s ,而舰载飞机借助助推设备,在2 s 内就可把飞机从静止加速到83 m/s 而起飞.设起飞时飞机在跑道上做匀加速运动,供客机起飞的跑道的长度约是航空母舰的甲板跑道长度的___ ________倍.
解析:根据x=20v v +t 可得x 1=3 300 m ,x 2=83 m ,2
1x x ≈40. 答案:40
11.一个物体做匀变速直线运动,已知位移方程为x=(5t-2t 2) m ,那么,该物体运动的初速度为___________m/s ,加速度为___________m/s 2;2 s 内的位移大小为___________m.. 解析:用x=v 0t+21at 2与x=5t+2
1(-4)t 2对比可得:v 0=5 m/s ,a=-4 m/s 2,2 s 内的位移x=2 m. 答案:5 -4 2
三、论述计算题(共2小题,每题15分,共30分)
12.矿井里的升降机从静止开始做匀加速直线运动,上升3 s ,速度达到3 m/s ,然后匀速上升6 s ,最后减速上升2 s 停下.求升降机上升的高度.
解析:升降机在加速上升阶段的加速度a 1=1
0t v -=33 m/s 2=1 m/s 2,上升的高度x 1=21a 1t 12=4.5 m.匀速上升阶段的高度x 2=vt 2=18 m.减速上升阶段的加速度a 3=3
0t v -=-23 m/s 2=-1.5 m/s 2,上升的高度x 3=vt 3+2
1a 3t 32=3 m.因此升降机上升的总高度x=x 1+x 2+x 3=25.5 m. 答案:25.5 m
13.平直公路上有甲、乙两辆汽车,甲以0.5 m/s 2的加速度由静止开始行驶,乙在甲的前方200 m 处以5 m/s 的速度做同方向的匀速运动.问:
(1)甲何时追上乙?甲追上乙时的速度为多大?此时甲离出发点多远?
(2)在追赶过程中,甲、乙之间何时有最大距离?这个距离为多大?
解析:甲追上乙时,x 甲=x 0+x 乙,t 甲=t 乙
(1)设甲经时间t 追上乙,则有x 甲=
21a 甲t 2,x 乙=v 乙t.根据追及条件,有 2
1a 甲t 2=v 乙t ,代入数值,解得t=40 s 或t=-20 s (舍去). 这时甲的速度v 甲=a 甲t=0.5×40 m/s=20 m/s ,甲离出发点的位移x 甲=
21a 甲t 2=21×0.5×
402 m=400 m.
(2)在追赶过程中,当甲的速度小于乙的速度时,甲、乙之间的距离仍在增大,但当甲的速度大于乙的速度时,甲、乙之间的距离便减小.当二者速度相等时,甲、乙之间的距离达到最大值.由a 甲t=v 乙,得t=10 s ,即甲在10 s 末离乙的距离最大.
x max =x 0+v 乙t-21a 甲t 2=(200+5×10-2
1×0.5×102) m=225 m. 答案:(1)4 s 后 20 m/s 400 m (2)甲行驶10 s 时,甲、乙间的距离最大,最大距离为225 m。