高三物理复习《运动的描述 匀变速直线运动的研究》典型练习较难含答案.docx

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高三物理复习《运动的描述匀变速直线运动的研究》典型练习较难含答案

高三物理复习典型练习（较难）

《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、选择题（本题共8小题,每小题6分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题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）

1.下列比赛项目中,运动员可被看作质点的是（　　）　

2.下列说法正确的是（　　）

A.高速公路上限速牌上的速度值指平均速度

B.运动员在处理做香蕉球运动的足球时,要将足球看成质点

C.运动员的链球成绩是指链球从离开手到落地的位移大小

D.选取不同的参考系,同一物体的运动轨迹可能不同

3.研究发现,轿车的加速度的变化情况将影响乘客的舒适度,若引入一个新的物理量（加速度的变化率）来表示加速度变化的快慢,则该物理量的单位是（　　）

A.m/sB.m/s2C.m/s3D.m2/s

4.物体由静止开始做匀加速直线运动,加速8s后,立即做匀减速直线运动,再经过4s停下。

关于该物体的运动情况,下列说法正确的是（　　）

A.加速、减速过程中的加速度大小之比为2∶1

B.加速、减速过程中的平均速度大小之比为2∶1

C.加速、减速过程中的位移大小之比为2∶1

D.加速、减速过程中速度的变化率大小之比为2∶1

5.甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。

在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图象如图所示。

已知t=t1时刻,两汽车并排行驶。

则在这段时间内（　　）

A.甲、乙两汽车的位移相同

B.两汽车的平均速度均为

C.t=0时刻,汽车乙在汽车甲前方

D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大

6.关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是（　　）

A.同一地点轻重不同的物体的g值一样大

B.北京地面的g值比上海地面的g值略大

C.g值在赤道处大于在南北两极处

D.g值在地面任何地方都一样

7.在离地面h=15m高处,以v0=10m/s的速度同时竖直向上与竖直向下抛出甲、乙两小球,不计空气阻力,小球落地后就不再弹起,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是（　　）

A.两小球落地时的速度相等

B.两小球落地的时间差为3s

C.乙球落地时甲球恰好运动到最高位置

D.t=2s时,两小球相距15m

8.某同学在学习了动力学知识后,绘出了一个沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示,若该物体在t=0时刻,初速度均为零,则下列图象中表示该物体在t=6s内位移一定不为0的是（　　）

二、实验题（本题共2小题,共20分）

9.（10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所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个计时点（图中没有画出）,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源。

经过测量得:

d1=3.62cm,d2=9.24cm,d3=16.85cm,d4=26.46cm,d5=38.06cm,d6=51.67cm。

（1）打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为　　　m/s,加速度大小

为m/s2。

（结果保留三位有效数字） 

（2）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）实际值。

10.（10分）利用如图甲所示的装置,做测定重力加速度的实验中,得到了几条较为理想的纸带。

已知每条纸带上每5个点取一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0,1,2,3,4,…,由于不小心,纸带都被撕断了,如图乙所示,根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:

甲

（1）在B、C、D三段纸带中选出纸带A上撕下的那段应该是　　　　　（填正确答案标号）; 

乙

（2）纸带A上,打点1时重物的速度是　　　　m/s（结果保留三位有效数字）; 

（3）当地的重力加速度大小是　　　　　m/s2（结果保留三位有效数字）。

三、计算题（本题共2小题,共32分）

11.（16分）跳伞运动员从350m的高空离开直升机,自由下落一段距离后才打开伞,设伞以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,到达地面时的速度为4m/s,求:

他下落的总时间及自由下落的距离。

（g取10m/s2）

12.（16分）货车A正在该公路上以20m/s的速度匀速行驶,因疲劳驾驶司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时,两车距离仅有64m。

（1）若此时B车立即以2m/s2的加速度启动,通过计算判断:

如果A车司机没有刹车,是否会撞上B车;若不相撞,求两车相距最近时的距离;若相撞,求出从A车发现B车开始到撞上B车的时间。

（2）若A车司机发现B车,立即刹车（不计反应时间）做匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2（两车均视为质点）,为避免碰撞,在A车刹车的同时,B车立即做匀加速直线运动（不计反应时间）,问:

B车加速度a2至少多大才能避免事故。

（这段公路很窄,无法靠边让道）

《运动的描述　匀变速直线运动的研究》参考答案

（时间:

45分钟　满分:

100分）

一、选择题（本题共8小题,每小题6分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题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）

1.（2017·广东江门模拟）下列比赛项目中,运动员可被看作质点的是（　　）

答案D

解析自由体操要根据运动员的动作进行打分,柔道要看运动员着地时的身体部位,拳击要看身体的着拳部位,这三种运动的运动员都不能被看作质点,A、B、C项错误;马拉松比赛中运动员可以被看作质点,因为运动员的身高和动作相对于路程来讲可以忽略,D正确。

2.（2018·山东冠县期初）下列说法正确的是（　　）

A.高速公路上限速牌上的速度值指平均速度

B.运动员在处理做香蕉球运动的足球时,要将足球看成质点

C.运动员的链球成绩是指链球从离开手到落地的位移大小

D.选取不同的参考系,同一物体的运动轨迹可能不同

答案D

解析高速公路上限速牌上的速度指瞬时速度,A错;运动员在处理做香蕉球运动的足球时,要考虑足球的旋转,不可把足球看成质点,B错;运动员的链球成绩是指链球运动员所站圆心到落地点的位移,C错;选取不同的参考系,同一物体的运动轨迹可能不同,D对。

3.（2017·北京东城区质检）研究发现,轿车的加速度的变化情况将影响乘客的舒适度,若引入一个新的物理量（加速度的变化率）来表示加速度变化的快慢,则该物理量的单位是（　　）

A.m/sB.m/s2C.m/s3D.m2/s

答案C

解析加速度变化的快慢可用

表示。

该物理量的单位为

=m/s3,C正确。

4.（2017·河南洛阳模拟）物体由静止开始做匀加速直线运动,加速8s后,立即做匀减速直线运动,再经过4s停下。

关于该物体的运动情况,下列说法正确的是（　　）

A.加速、减速过程中的加速度大小之比为2∶1

B.加速、减速过程中的平均速度大小之比为2∶1

C.加速、减速过程中的位移大小之比为2∶1

D.加速、减速过程中速度的变化率大小之比为2∶1

答案C

解析设加速后物体最大速度为v,则加速运动的加速度大小a1=

减速运动的加速度大小a2=

则加速、减速过程中的加速度大小之比为a1∶a2=4∶8=1∶2,选项A错误。

对于匀变速直线运动,平均速度等于初速度与末速度的平均值,则题述加速运动和减速运动的速度平均值相等,所以加速、减速过程中的平均速度大小之比为1∶1,选项B错误。

两个阶段运动的时间之比为8s∶4s=2∶1,根据位移等于平均速度乘以时间可知,加速、减速过程中的位移大小之比为2∶1,选项C正确。

由于加速度等于速度的变化率,所以加速、减速过程中速度的变化率大小之比为1∶2,选项D错误。

5.甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。

在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图象如图所示。

已知t=t1时刻,两汽车并排行驶。

则在这段时间内（　　）

A.甲、乙两汽车的位移相同

B.两汽车的平均速度均为

C.t=0时刻,汽车乙在汽车甲前方

D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大

答案C

解析v-t图象与时间轴围成的面积表示位移,故甲的位移大于乙的位移,而在t1时刻两者相遇,所以t=0时刻,汽车乙在汽车甲前方,A错误,C正确;由于甲车做变加速运动,平均速度不等于

如图所示,虚线表示匀加速直线运动,其平均速度等于

而匀加速直线运动的位移小于该变加速运动的位移,故甲的平均速度大于

由于乙车做变减速运动,平均速度不等于

如图所示,直线AB表示匀减速直线运动,其平均速度等于

而匀减速直线运动的位移大于该变减速运动的位移,故乙的平均速度小于

故B错误;图象的斜率表示加速度,故两者的加速度都在减小,D错误。

6.关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是（　　）

A.同一地点轻重不同的物体的g值一样大

B.北京地面的g值比上海地面的g值略大

C.g值在赤道处大于在南北两极处

D.g值在地面任何地方都一样

答案AB

解析在同一地点,轻、重物体的重力加速度g相同,故A正确;在地球表面,随纬度的升高,重力加速度增大,北京地面的g值比上海地面的g值略大,在赤道处的g值小于在南北两极处的g值,故B正确,C、D错误,故选AB。

7.（2018·湖南衡阳月考）在离地面h=15m高处,以v0=10m/s的速度同时竖直向上与竖直向下抛出甲、乙两小球,不计空气阻力,小球落地后就不再弹起,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是（　　）

A.两小球落地时的速度相等

B.两小球落地的时间差为3s

C.乙球落地时甲球恰好运动到最高位置

D.t=2s时,两小球相距15m

答案ACD

解析甲、乙两小球抛出时速率相等,机械能相等。

由于不计空气阻力,所以两球运动过程中机械能都守恒,则落地时机械能也相等,落地时的速度必定相等,故A正确。

落地时,对于甲球,取竖直向上为正方向,有-h=v0t甲-

解得t甲=3s,对于乙球:

h=v0t乙+

解得t乙=1s,所以两小球落地的时间差为2s,故B错误。

甲球上升的时间为t=

s=1s=t乙,所以乙球落地时甲球恰好运动到最高点,故C正确。

t=2s时,甲球的位移为x甲=v0t-

gt2=0,乙球已落地并不再弹起,所以t=2s时,两小球相距15m,故D正确。

8.某同学在学习了动力学知识后,绘出了一个沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示,若该物体在t=0时刻,初速度均为零,则下列图象中表示该物体在t=6s内位移一定不为0的是（　　）

答案BCD

解析根据A图象可知,6s时的位移x=0-0=0,故A错误;B图的速度时间图线与坐标轴围成的面积表示位移,则6s内位移为正,故B正确;C图中0~1s内加速度不变,做匀加速直线运动,1~2s内加速度方向改变,大小不变,向正方向做匀减速直线运动,2s末速度为零,在一个周期内速度的方向不变,则6s内位移不为零,故C正确;D图中在0~1s内,向正方向做匀加速直线运动,1~2s内加速度方向改变,大小不变,向正方向做匀减速直线运动,2s末速度为零,2~3s内向负方向做匀加速直线运动,运动的方向发生变化,4s末位移为零,6s末位移等于2s末位移,不为零,故D正确。

故选BCD。

二、实验题（本题共2小题,共20分）

9.（10分）（2018·山西平遥月考）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所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个计时点（图中没有画出）,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源。

经过测量得:

d1=3.62cm,d2=9.24cm,d3=16.85cm,d4=26.46cm,d5=38.06cm,d6=51.67cm。

（1）打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为　　　　m/s,加速度大小为　　　　m/s2。

（结果保留三位有效数字） 

（2）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）实际值。

答案1.06　2.00　小于

解析E点的瞬时速度等于DF段的平均速度,则有

vE=

m/s=1.06m/s。

根据Δx=aT2得a=

=

m/s2=2.00m/s2。

如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,则测量的周期偏大,加速度的测量值偏小。

10.（10分）（2017·黑龙江大庆一模）利用如图甲所示的装置,做测定重力加速度的实验中,得到了几条较为理想的纸带。

已知每条纸带上每5个点取一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0,1,2,3,4,…,由于不小心,纸带都被撕断了,如图乙所示,根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:

甲

（1）在B、C、D三段纸带中选出纸带A上撕下的那段应该是　　　　　（填正确答案标号）; 

乙

（2）纸带A上,打点1时重物的速度是　　　　m/s（结果保留三位有效数字）; 

（3）当地的重力加速度大小是　　　　　m/s2（结果保留三位有效数字）。

答案

（1）C　

（2）3.47　（3）9.00

解析

（1）因为该实验是测定重力加速度,因此纸带做的是匀变速直线运动,所以Δx恒定,即x2-x1=x3-x2=x4-x3,x2-x1=9cm,而取C段时x4-x2=2（x2-x1）=18cm,故选C段。

（2）由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度有v1=

m/s=3.47m/s。

（3）由a=

可得a=9.00m/s2。

三、计算题（本题共2小题,共32分）

11.（16分）（2018·河南新乡月考）跳伞运动员从350m的高空离开直升机,自由下落一段距离后才打开伞,设伞以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,到达地面时的速度为4m/s,求:

他下落的总时间及自由下落的距离。

（g取10m/s2）

答案达到地面的总时间为18.64s,自由下落的距离为59.2m。

解析设自由下落的时间为t,则ts末的速度v=gt,

自由下落的距离h1=

gt2=5t2,

匀减速运动的距离

h2=

=25t2-4,

根据h=h1+h2得30t2=354,

解得t=3.44s。

则匀减速运动的时间

t'=

s=15.2s,

则总时间t总=t+t'=18.64s。

运动员自由下落的高度为

h1=

gt2=5t2=5×3.442m=59.2m。

12.（16分）（2018·安徽巢湖月考）货车A正在该公路上以20m/s的速度匀速行驶,因疲劳驾驶司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时,两车距离仅有64m。

（1）若此时B车立即以2m/s2的加速度启动,通过计算判断:

如果A车司机没有刹车,是否会撞上B车;若不相撞,求两车相距最近时的距离;若相撞,求出从A车发现B车开始到撞上B车的时间。

（2）若A车司机发现B车,立即刹车（不计反应时间）做匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2（两车均视为质点）,为避免碰撞,在A车刹车的同时,B车立即做匀加速直线运动（不计反应时间）,问:

B车加速度a2至少多大才能避免事故。

（这段公路很窄,无法靠边让道）

答案

（1）会撞上B车;从A车发现B车开始到撞上B车的时间为4s;

（2）B车加速度a2至少1.125m/s2才能避免事故。

解析

（1）当两车速度相等时,所用时间为

t0=

s=10s

在此10s内A车的位移为

xA=vAt=20×10m=200m

B车的位移为

xB=

at2=

×2×102m=100m

此时A、B两车间的位移差为

Δx=xA-xB=100m>64m

所以两车必定相撞。

令两车相撞的时间为t,则相撞时有vt-

at2=64m

代入数据解得t=4s（另一根不合题意舍去）

所以A车撞上B车的时间为4s。

（2）已知A车的加速度aA=-2m/s2,初速度v=20m/s

设B车的加速度为aB,B车运动经过时间t,

两车相遇时,则有vAt+

aAt2=

aBt2+L

代入数据有

t2-20t+64=0①

要避免相撞,则式①无实数解,根据数学关系知,aB>1.125m/s2

所以B的加速度的最小值为1.125m/s2。