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(时间:
45分钟 满分:
100分)
组题说明
一、单项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分,每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
汽车以20m/s的速度做匀速运动,某时刻关闭发动机而做匀减速运动,加速度大小为5m/s2,则它关闭发动机后通过37.5m所需时间为()
A.3sB.4sC.5sD.6s
A
本题考查匀变速直线运动在实际问题中的应用,确定刹车时间是解题关键.由x=v0t+
at2,代入数据得37.5=20t-
×5t2,解得t=3s或t=5s,又由于汽车匀减速至速度为零所需时间为t′=
=4s<5s,故A正确.本题为易错题.
(2014·苏北四市调研)如图所示,一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动,若到达B点时速度为v,到达C点时速度为2v,则xAB∶xBC等于()
A.1∶1B.1∶2
C.1∶3D.1∶4
C
由位移—速度公式可得v
-v
=2axAB,v
-v
=2axBC,将各瞬时速度代入,可知选项C正确.
(2014·黄冈检测)一个弹性小球由静止从一定高度落至地面被反弹回原来的位置,若取竖直向下为正方向,下面v-t图象能描述该过程中小球速度随时间变化的是()
A
下落过程速度逐渐增大,上升过程速度逐渐减小;运动的两个过程中加速度不变,速度方向相反,只有A满足题意.
(2013·杭州七校期中)物体自空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出,在3s末物体在A点的正上方15m处,不计空气阻力,下列说法中正确的是()
A.初速度有两个解
B.物体在3s末的速度方向可能竖直向上
C.在3s内物体的平均速度的方向一定竖直向下
D.在3s内物体的平均速度的方向一定竖直向上
D
本题考查了竖直上抛运动规律的应用.设初速度为v0,取竖直向上为正方向,h=v0t-
gt2,即15m=v0×3s-
×10×32m,解得v0=20m/s,选项A错误;3s末速度v=v0-gt=(20-10×3)m/s=-10m/s,负号表示速度方向竖直向下,选项B错误;平均速度方向与位移方向一定竖直向上,选项C错误,D正确.
(2014·杭州学军中学月考)某动车组列车以平均速度v从甲地到乙地的时间为t,该列车以速度v0从甲地出发匀速前进,途中接到紧急停车命令后紧急刹车,列车停车后又立即匀加速到v0,继续匀速前进.从开始刹车至加速到v0的时间是t0(列车刹车过程与加速过程中的加速度大小相同),若列车仍要在t时间内到达乙地.则动车组列车匀速运动的速度v0应为()
A.
B.
C.
D.
D
动车组列车以平均速度v从甲地到乙地运动的位移为x=vt,列车中途急刹车,停止后又立即加速到v0,这段时间内的位移:
x1=
,则从甲地到乙地的位移为x=
v0t0+v0(t-t0),由以上各式得vt=
v0t0+v0(t-t0),整理得v0=
,选项D正确.
二、不定项选择题(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至少有一项符合题目要求,全选对得6分,选错得0分,选对但不全得3分)
(2014·浙江嘉兴一中期中)某运动员做跳伞运动,打开伞前可视为自由落体运动,伞打开后先做减速运动,最后做匀速运动,取竖直向下为正方向.在整个运动过程中,运动员的速度v、加速度a随时间t变化的图象符合事实的是()
B
物体先做匀加速直线运动后做减速运动,再做匀速运动,选项A错误,选项B正确;物体先做匀加速运动,后做加速度不断减小的减速运动,最后做匀速运动,选项C、D错误.
在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动,刚运动了8s,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经4s停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2等于2∶1
B.加速、减速中的平均速度大小之比v1∶v2等于1∶1
C.加速、减速中的位移大小之比x1∶x2等于2∶1
D.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2不等于1∶2
BC
汽车由静止运动8s,又经4s停止,加速阶段的末速度与减速阶段的初速度相等,由v=at知a1t1=a2t2,则
=
,A、D错;又由v2=2ax知a1x1=a2x2,
=
=
,C对;由v=
知,v1∶v2=1∶1,B对.
(2014·昆明质量检测)甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶,它们的位移x随时间t变化的关系图线分别如图中甲、乙所示,图线甲为直线且与x轴交点坐标为(0,2),图线乙为过坐标原点的抛物线,两图线交点的坐标为P(2,4).下列说法正确的是()
A.甲车做匀速直线运动
B.乙车速率越来越大
C.t=2s时刻甲、乙两车速率相等
D.0~2s内甲、乙两车发生的位移相等
AB
图线的斜率表示速度,甲车的斜率不变,表明甲车做匀速直线运动,选项A正确;乙车的斜率不断增大,表明乙车的速度越来越大,选项B正确;t=2s时两图线的斜率不相等,表明速度不相等,选项C错误;由题图可知,在0~2s内,甲车的位移x甲=(4-2)m=2m,乙车的位移x乙=(4-0)m=4m,选项D错误.
质量为2.0kg的物体从静止开始做直线运动,其加速度随时间变化的关系图线,如图所示,则由图中信息可以得出()
A.物体一直做加速运动,加速度先增大后减小,最后做匀加速运动
B.图中a-t图象的面积可表示速度的大小
C.t=12.0s时物体的加速度最大,速度也最大
D.t=9.0s时的速度为6.3m/s
ABD
从图象可以看出物体从开始一直做加速运动,加速度先增大后减小,最后加速度不变,物体做匀加速运动,速度一直增加,选项A正确,C错误;由图象可知图线与时间轴包围的面积为速度的大小,选项B正确;t=9.0s时的速度v=18×1×0.1m/s+0.5×9m/s=6.3m/s,选项D正确.
机车在高速公路上行驶,车速超过100km/h时,应当与同车道前车保持100m以上的距离.从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里,汽车仍要通过一段距离(称为反应距离);从采取制动动作到车完全停止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离),下表给出了汽车在不同速度下的反应距离和制动距离的部分数据.如果驾驶员的反应时间一定,路面情况相同.
速度(m/s)
反应距离(m)
制动距离(m)
10
15
25
14
X
Y
分析上表可知,下列说法正确的是( )
A.驾驶员的反应时间为1.5s
B.汽车制动的加速度大小为2m/s2
C.表中Y为49
D.表中X为32
ABC
在反应时间内汽车做匀速运动,第一组数据中的速度是10m/s,反应距离为15m,所以反应时间为t=
=1.5s,选项A正确;因反应时间一定,所以当汽车速度为14m/s时,X=14×1.5m=21m,选项D错误;制动后汽车做匀减速直线运动,路面情况相同,两次的加速度也相同,根据0-v
=2ax可知,汽车制动的加速度a=-2m/s2,选项B正确;当汽车的速度为14m/s时,Y=
m=49m,选项C正确.
三、非选择题(本题共6小题,共55分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
(6分)通过测试得知某型号的卡车在某种路面上急刹车时加速度的大小是5.0m/s2.如果要求它在这种路面上行驶时在22.5m内必须停下,假设卡车刹车过程做匀减速直线运动.求:
(1)它的行驶速度不能超过多少;
(2)在此刹车过程中所用的时间;
(3)在此过程中卡车的平均速度.
(1)15m/s
(2)3s (3)7.5m/s
(1)由运动学公式:
v
-v
=2ax,整理得:
v0=
,代入数据解得:
v0=15m/s.
(2)由运动学公式:
vt=v0+at,整理得:
t=
,代入数据解得:
t=3s.
(8分)(2014·安徽屯溪一中期中)在竖直的井底,将一物块以11m/s的速度竖直地向上抛出,物块冲过井口时被人接住,在被人接住前1s内物块的位移是4m,位移方向向上,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)物块从抛出到被人接住所经历的时间;
(2)此竖直井的深度.
(1)1.2s
(2)6m
(1)设被人接住前1s时刻物块的速度为v,
则有:
h′=vt′-
gt′2,
即4=v×1-
×10×12,
解得v=9m/s.
则物块从抛出到被人接住所用总时间为t=
+t′=
s+1s=1.2s.
(2)竖直井的深度为
h=v0t-
gt2=11×1.2m-
×10×1.22m=6m.
(8分)(2014·湖北部分重点高中期中)悬空固定一个长L1=0.3m的无底圆筒.现将一根长L2=0.24m顶端距圆筒底部H=5.46m的直杆,从地面上以初速度v0=12m/s竖直上抛.如图所示,由于存在空气阻力,杆上升时加速度大小为a1=12m/s2,下降时加速度大小为a2=6.75m/s2.求:
(1)杆上升H所用的时间tA;
(2)杆上升通过圆筒的时间t1;
(3)AB杆从开始到t2=2s这一过程中的平均速度的大小.(保留2位有效数字)
(1)0.7s
(2)0.3s (3)1.3m/s
(1)上升过程中A到达D点所经历的时间为tA,则有:
H=v0tA-
a1t
,
解得:
tA=0.7s.
(2)B到达C点所经历的时间为tB,则有:
L1+L2+H=v0tB-
a1t
,
解得:
tB=1s,
AB杆上升通过圆筒的时间为:
t1=tB-tA=0.3s.
(3)杆AB向上穿过CD圆筒时瞬时速度vB=v0-a1tB=0,刚好为零,由此判断杆AB刚好穿过圆筒,
AB杆在t时间内下落的高度h=
gt2,下落1s时间内下落的位移为h=3.375m.
AB杆2s内的位移大小为Δx=2.625m,AB杆2s内的平均速度的大小v=
≈1.3m/s.
(9分)(2014·杭州质检)温州机场大道某路口,有按倒计时显示的时间显示灯.有一辆汽车在平直路面上正以36km/h的速度朝该路口停车线匀速前行,在车头前端离停车线70m处司机看到前方绿灯刚好显示“5”.交通规则规定:
绿灯结束时车头已越过停车线的汽车允许通过.
(1)若不考虑该路段的限速,司机的反应时间为1s,司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直线运动以通过停车线,则汽车的加速度至少多大?
(2)若该路段限速60km/h,司机的反应时间为1s,司机反应过来后汽车先以2m/s2的加速度沿直线加速3s,为了防止超速,司机在加速结束时立即踩刹车使汽车做匀减速运动,结果车头前端与停车线相齐时刚好停下,求刹车后汽车加速度的大小(结果保留两位有效数字).
(1)2.5m/s2
(2)6.1m/s2
(1)司机反应时间内汽车通过的位移x1=v0t1=10m,
加速过程t2=5s-t1=4s,
70-x1=v0t2+
a1t
,
代入数据得:
a1=2.5m/s2.
(2)汽车加速结束时通过的位移x2=v0t1+v0t3+
a2t
=10m+10×3m+
×2×32m=49m.
此时车头前端离停车线的距离为
x3=70m-x2=21m;
此时速度为
vt=v0+a2t3=(10+2×3)m/s=16m/s.
匀减速过程中有2a3x3=v
,
代入数据解得:
a3=
m/s2≈6.1m/s2.
(12分)斜面长度为4m,一个尺寸可以忽略不计的滑块以不同的初速度v0从斜面顶端下滑时,其下滑距离x与初速度二次方v
的关系图象(即x-v
)如图所示.
(1)求滑块下滑的加速度的大小;
(2)若滑块下滑的初速度为5.0m/s,则滑块沿斜面下滑的时间为多长?
(1)2m/s2
(2)1s
(1)根据函数图象可得x=kv
,结合初速度为零的公式v
=2ax,
推知,图线的斜率为k=
,
所以滑块下滑的加速度大小a=2m/s2.
(2)因v
=2ax,斜面长度为x=4m,此时滑块的初速度为4m/s,滑块刚好滑到斜面最低点.
设滑块在斜面上的滑动时间为t,则
x=v0t-
at2,即:
4=5t-
×2t2,
解得t=1s.
(12分)(2014·成都第二次诊断)为了最大限度地减小道路交通事故,全国各地开始了“集中整治酒后驾驶违法行为”专项行动.这是因为一般驾驶员酒后的反应时间(从发现情况到开始制动所需的时间)比正常时慢了0.1s~0.5s,易发生交通事故.
(1)如表所示为驾驶员守则中驾驶员的部分正常反应距离(汽车在反应时间内通过的距离).请选取表格数据计算驾驶员的正常反应时间;
车速v(km/h)
40
60
80
反应距离s(m)
5
7.5
10
(2)如图所示,假设一饮酒后的驾驶员驾车以72km/h的速度在平直公路上行驶,在距离某学校门前32m处发现有一队学生在斑马线上横过马路,他的反应时间比正常时慢了0.2s,刹车后,车做加速度大小为9.5m/s2的匀减速直线运动.试通过计算说明是否会发生交通事故.
(1)0.45s
(2)见解析
(1)由题表格数据可知,正常反应距离与速度成正比,即在表格所给的速度范围内,驾驶员的正常反应时间相同.
由t=
,选其中一组数据代入,可得正常反应时间t=
=0.45s.
(2)v=72km/h=20m/s,反应距离s=v(t+Δt),代入数据得s=13m,
刹车后做匀减速直线运动,
由v2=2ax,
代入数据可得刹车距离
x≈21.05m,
因为x+s=34.05m>32m.
所以会发生交通事故.