2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究綜合檢測(cè)（含解析）

運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 綜合檢測(cè)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第17小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,第812小題有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不選的得 0分)1.如圖所示,某賽車手在一次野外訓(xùn)練中,先用地圖計(jì)算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9 km,實(shí)際從A運(yùn)動(dòng)到B用時(shí)5 min,賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15 km,當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)C時(shí),車內(nèi)速度計(jì)指示的示數(shù)為150 km/h,那么可以確定的是(C)A.整個(gè)過程中賽車的平均速度為180 km/hB.整個(gè)過程中賽車的平均速度為150 km/hC.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時(shí)的瞬時(shí)速度為150 km/hD.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時(shí)速度方向?yàn)橛葾指向B解析:平均速度等于位移與時(shí)間的比值,即v=108 km/h,故A,B錯(cuò)誤.賽車經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為150 km/h,故C正確.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時(shí)的瞬時(shí)速度方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)方向,并不是由A指向B,故D錯(cuò)誤.2.如圖所示,某學(xué)習(xí)小組利用直尺估測(cè)反應(yīng)時(shí)間:甲同學(xué)捏住直尺上端,使直尺保持豎直,直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間.當(dāng)乙看見甲放開直尺時(shí),立即用手指捏住直尺,根據(jù)乙手指所在位置計(jì)算反應(yīng)時(shí)間.為簡(jiǎn)化計(jì)算,某同學(xué)將直尺刻度進(jìn)行了改進(jìn),先把直尺零刻度線朝向下,以相等時(shí)間間隔在直尺的反面標(biāo)記相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間(單位為s)刻度線,制成了“反應(yīng)時(shí)間測(cè)量?jī)x”.下列四幅圖中反應(yīng)時(shí)間刻度線標(biāo)度正確的是(C)解析:由題可知,乙同學(xué)手的位置在開始時(shí)應(yīng)放在0刻度處,所以反應(yīng)時(shí)間0刻度要在下邊.由物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移h=gt2可知,位移與時(shí)間的二次方成正比,所以隨時(shí)間的增大,刻度尺上的間距增大.由以上分析可知,只有圖C是正確的.3.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的列車出站時(shí),車頭經(jīng)過站臺(tái)某點(diǎn)O時(shí)速度是 1 m/s,車尾經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度是7 m/s,則這列列車的中點(diǎn)經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度為(A)A.5 m/sB.5.5 m/sC.4 m/sD.3.5 m/s解析:根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)過程中,中間位置速度公式v=,可得這列列車的中點(diǎn)經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度為v= m/s=5 m/s.4.一質(zhì)點(diǎn)0時(shí)刻從某點(diǎn)出發(fā)做直線運(yùn)動(dòng),vt圖像如圖所示.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的下列說法,正確的是(D)A.02 s內(nèi)的位移與24 s內(nèi)的位移相同B.第5 s內(nèi)的加速度與第6 s內(nèi)的加速度方向相反C.6 s末距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)D.4 s末經(jīng)過出發(fā)點(diǎn)解析:vt圖像與時(shí)間軸圍成的“面積”表示質(zhì)點(diǎn)在該段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移,圖像在時(shí)間軸上方位移為正,圖像在時(shí)間軸下方位移為負(fù),可知02 s內(nèi)的位移與24 s內(nèi)的位移大小相等,方向相反,則位移不同,故A錯(cuò)誤;vt圖像的斜率表示加速度,可知質(zhì)點(diǎn)在第5 s內(nèi)的加速度與第6 s內(nèi)的加速度大小相等,方向相同,故B錯(cuò)誤;根據(jù)圖像與時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移,可知2 s末距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn),故C錯(cuò)誤;根據(jù)圖像與時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移,可知04 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為0,則4 s末經(jīng)過出發(fā)點(diǎn),故D正確.5.一輛汽車在平直公路上做直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻開始計(jì)時(shí),其t的部分圖像如圖所示,則(B)A.汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為8 m/sB.汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為2 m/s2C.汽車在前2 s內(nèi)的平均速度為7 m/sD.汽車在前5 s內(nèi)的位移為15 m解析:由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x=v0t+at2得=v0+at,結(jié)合圖像知汽車做初速度為8 m/s,加速度大小為2 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;汽車在2 s內(nèi)的位移為x=v0t+at2=8×2+×(-2)×22m=12 m,則平均速度為v= m/s=6 m/s,故C錯(cuò)誤;汽車停下來所用的時(shí)間為t= s=4 s,則汽車在5 s內(nèi)的位移就是4 s內(nèi)的位移,由位移公式知汽車在前5 s內(nèi)的位移為x=·t=×4 m=16 m,故D錯(cuò)誤.6.某物體從A點(diǎn)由靜止開始以大小為a1的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t后到達(dá)B點(diǎn),此時(shí)物體的加速度大小變?yōu)閍2,方向與a1方向相反,又經(jīng)時(shí)間t物體回到了A點(diǎn).設(shè)物體在B點(diǎn)和回到A點(diǎn)時(shí)的速率分別為v1,v2,則下列判斷正確的是(D)A.a1a2=12,v1v2=12B.a1a2=12,v1v2=13C.a1a2=13,v1v2=13D.a1a2=13,v1v2=12解析:物體由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程有v1=a1t,x=a1t2,由B點(diǎn)經(jīng)時(shí)間t返回到A點(diǎn)的過程有-x=v1t-a2t2,-v2=v1-a2t,得a1a2=13,v1v2=12.7.兩物體同時(shí)從同一位置出發(fā),二者的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是(D)A.t=2 s時(shí),兩物體相遇B.相遇前,在t=1 s時(shí)兩物體間距離最大C.t=1 s時(shí),兩物體相距0.5 mD.t=3 s時(shí),兩物體相距1.5 m解析:vt圖像與坐標(biāo)軸所圍成“面積”表示位移,由圖可知t=2 s時(shí),兩物體位移不相等,沒有相遇,故A錯(cuò)誤;相遇前,兩物體速度相等時(shí)距離最大,即在t=2 s時(shí)兩物體間距離最大,故B錯(cuò)誤;根據(jù)vt圖像與坐標(biāo)軸所圍“面積”表示位移,由圖可知t=1 s時(shí),兩物體相距 1.5 m,故C錯(cuò)誤;t=3 s時(shí),兩物體相距×3×3-×2×4+×1× 2 m=1.5 m,故D正確.8.我國月球探測(cè)器“嫦娥三號(hào)”經(jīng)過約8天的繞月飛行,從近月點(diǎn)開始制動(dòng)下降并成功著陸在月球的虹灣以東區(qū)域,這標(biāo)志著我國已成為美國和前蘇聯(lián)之后,世界上第三個(gè)實(shí)現(xiàn)地外天體軟著陸的國家.下列說法正確的是(BD)A.“嫦娥三號(hào)”繞月球做橢圓運(yùn)動(dòng),是以地球?yàn)閰⒖枷祦砻枋龅腂.在觀測(cè)“嫦娥三號(hào)”繞月運(yùn)行周期時(shí)可將其看成質(zhì)點(diǎn)C.“8天”是時(shí)刻D.“嫦娥三號(hào)”繞月飛行一周的過程平均速度為零,但平均速率不 為零解析:“嫦娥三號(hào)”繞月球做橢圓運(yùn)動(dòng),是以月球?yàn)閰⒖枷档?A錯(cuò)誤;在觀測(cè)“嫦娥三號(hào)”繞月運(yùn)行周期時(shí),探測(cè)器的形狀和大小是次要因素,可以忽略,能看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn),B正確;“8天”表示探測(cè)器繞月球飛行的時(shí)間,C錯(cuò)誤;“嫦娥三號(hào)”繞月飛行一周的過程位移為零,路程不為零,故平均速度為零,平均速率不為零,D正確.9.酒后駕駛會(huì)導(dǎo)致許多安全隱患,這是因?yàn)轳{駛員的反應(yīng)時(shí)間變長.反應(yīng)時(shí)間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間.下表中“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離;“制動(dòng)距離”是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設(shè)汽車制動(dòng)時(shí)的加速度大小都相同).速度/(m·s-1)思考距離/m制動(dòng)距離/m正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.72512.525.054.266.7分析表可知,下列說法正確的是(ABD)A.駕駛員正常情況下反應(yīng)時(shí)間為0.5 sB.駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況下多0.5 sC.駕駛員采取制動(dòng)措施后汽車的加速度大小為3.75 m/s2D.若汽車以25 m/s的速度行駛時(shí),發(fā)現(xiàn)前方60 m處有險(xiǎn)情,酒后駕駛者不能安全停車解析:由題意知正常情況下反應(yīng)時(shí)間為t= s=0.5 s,選項(xiàng)A正確;酒后反應(yīng)時(shí)間t'= s=1 s,t=t'-t=0.5 s,選項(xiàng)B正確;由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得v2=2a(x制-x思),a=7.5 m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由題意可得,當(dāng)酒后以25 m/s的速度行駛時(shí),制動(dòng)距離為66.7 m>60 m,不能安全停車,選項(xiàng)D正確.10.如圖,小球沿斜面向上運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)a,b,c,d到達(dá)最高點(diǎn)e.已知ab=bd=8 m,bc=1 m,小球從a到c和從c到d所用的時(shí)間都是2 s,設(shè)小球經(jīng)b,c時(shí)的速度分別為vb,vc,則(BC)A.de=8 mB.vc=4 m/sC.vb= m/sD.從d到e所用的時(shí)間是3 s解析:小球從a到c和從c到d所用的時(shí)間都是2 s,則c點(diǎn)的速度vc= m/s=4 m/s,故B正確.ac間中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v1= m/s=4.5 m/s,cd間中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v2= m/s=3.5 m/s,所以小球的加速度大小a=0.5 m/s2,由-=2axbc得vb= m/s,故C正確.設(shè)c點(diǎn)到最高點(diǎn)e的距離為s,0-=-2as,解得s=16 m,則de=s-cd=16 m-7 m=9 m,故A錯(cuò)誤.設(shè)d到e的時(shí)間為T,由de=aT2,得T=6 s,故D錯(cuò)誤.11.某一物體從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng),其加速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,則該物體(BC)A.第1 s內(nèi)加速運(yùn)動(dòng),第2,3 s內(nèi)減速運(yùn)動(dòng),第3 s末回到出發(fā)點(diǎn)B.第1 s末和第4 s末速度都是8 m/sC.第2 s末物體位移是10 mD.第3 s末速度為零,且此時(shí)開始改變運(yùn)動(dòng)方向解析:物體在第1 s內(nèi)從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),第2,3 s內(nèi)沿原方向做勻減速運(yùn)動(dòng),由v=at可知,圖線與t軸間“面積”表示速度的變化量,故3 s末物體的速度為零,所以第3 s末沒有回到出發(fā)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;第1 s末速度為v=a1t1=8×1 m/s=8 m/s;根據(jù)“面積”表示速度的變化量,得4 s內(nèi)速度的變化量為v=8 m/s,所以第4 s末速度是8 m/s,故B正確;第2 s末物體的位移x2=a1+a1t1·t2+a2=×8×12+8×1×1+×(-4)×12 m=10 m,C正確;第3 s末速度為零,開始沿正方向加速,仍沿原方向運(yùn)動(dòng),故D 錯(cuò)誤.12.將甲、乙兩小球先后以同樣的速度在距地面相同高度處豎直向上拋出,拋出時(shí)間相隔2 s,它們運(yùn)動(dòng)的圖像分別如直線甲、乙所示.以下列說法正確的是(BD)A.t=2 s時(shí),兩球相距最遠(yuǎn)B.t=4 s時(shí),兩球的高度差為0C.t=6 s時(shí),兩球相距45 mD.甲球從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間間隔與乙球從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間間隔相等解析:因?yàn)閠=5 s時(shí),甲球正在下降,乙球到達(dá)最高點(diǎn),之后,甲球的速度比乙球的大,兩者間距不斷增大,兩球相距的距離可以大于t=2 s時(shí)的距離,所以t=2 s時(shí),兩球相距不是最遠(yuǎn),A錯(cuò)誤;由速度圖像與時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移,可知t=4 s時(shí),甲球相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移為(×30×3-×10×1)m=40 m,乙球相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移為×(30+10)×2 m=40 m,故兩球相對(duì)于各自的拋出點(diǎn)的位移相等,兩球的高度差為0,故B正確;t=6 s時(shí),甲球回到拋出點(diǎn),此時(shí)乙球的位移為(×30×3-×10×1) m=40 m,所以兩球相距40 m,故C錯(cuò)誤;由圖知,甲球從拋出至到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間間隔與乙球從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間間隔相等,都是3 s,故D正確.二、非選擇題(共52分)13.(5分)如圖所示是某同學(xué)測(cè)量加速度的實(shí)驗(yàn)裝置.他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個(gè)光電門A,B,滑塊上固定一遮光條,由靜止釋放的滑塊沿傾斜氣墊導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)通過光電門A,B,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門A,B的遮光時(shí)間分別為ta,tb和遮光條從A到B的時(shí) 間t.(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,由所測(cè)物理量計(jì)算得到滑塊加速度大小a=(用ta,tb,t,d表示). (2)在該實(shí)驗(yàn)中選用的遮光條寬度很窄,其理由是 . 解析:(1)滑塊經(jīng)過A的速度va=,經(jīng)過B的速度vb=,因此滑塊的加速度為a=.(2)在很小的位移內(nèi),可近似地認(rèn)為平均速度為瞬時(shí)速度,所以遮光條寬度很窄時(shí)可減小測(cè)量誤差.答案:(1)(2)很小位移內(nèi),平均速度可認(rèn)為是瞬時(shí)速度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):(1)問3分,(2)問2分.14.(7分)某同學(xué)用頻閃照相法研究小球的自由落體運(yùn)動(dòng),選擇一張清晰的頻閃照片,剪掉前面小球重疊部分進(jìn)行研究.已知小球在釋放位置時(shí),球心與刻度尺的零刻度線對(duì)齊.(1)根據(jù)照片中刻度尺的數(shù)據(jù),請(qǐng)你讀出小球運(yùn)動(dòng)到照片中第5個(gè)像點(diǎn)時(shí)下落的高度為m. (2)若所用照相機(jī)的閃光頻率為f,照片上1,3像點(diǎn)距離和1,5像點(diǎn)距離分別為s1,s2,則像點(diǎn)2所對(duì)應(yīng)小球的速度v=,小球自由下落的加速度a=. 解析:(1)下落高度h=21.20 cm=0.212 0 m.(2)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度知,像點(diǎn)2的瞬時(shí)速度v=,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=s2-2s1=a(2T)2,解得a=.答案:(1)0.212 0(2)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):第(1)問2分,每(2)問第一個(gè)空2分,每二個(gè)空3分.15.(8分)一滑塊自靜止從斜面頂端勻加速下滑,第5 s末的速度是 6 m/s,試求:(1)第4 s末的速度;(2)運(yùn)動(dòng)后7 s內(nèi)的位移;(3)第3 s內(nèi)的位移.解析:(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間關(guān)系知,滑塊下滑的加速度a= m/s2=1.2 m/s2(2分)則滑塊第4 s末的速度v4=at4=1.2×4 m/s=4.8 m/s.(2分)(2)運(yùn)動(dòng)后7 s內(nèi)的位移x=at2=×1.2×72 m=29.4 m.(2分)(3)第3 s內(nèi)的位移為x3=a-a=(×1.2×32-×1.2×22) m=3 m. (2分)答案:(1)4.8 m/s(2)29.4 m(3)3 m16.(9分)某物理實(shí)驗(yàn)小組在游泳池中做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),將一個(gè)小木球離水面7.2 m高靜止釋放(不計(jì)空氣阻力),經(jīng)1.50 s后落入池底速度剛好為零,假定木球在水中做勻減速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度g= 10 m/s2,求:(1)木球在水中運(yùn)動(dòng)的加速度的大小;(2)游泳池水的深度.解析:(1)設(shè)木球做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得h1=g(1分)代入數(shù)據(jù)解得t1=1.2 s(1分)木球入水時(shí)的速度v=gt1=12 m/s(1分)木球在水中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=1.5 s-t1=0.3 s(1分)木球做勻減速運(yùn)動(dòng)過程的加速度a= m/s2=-40 m/s2(2分)加速度大小為40 m/s2.(1分)(2)游泳池水的深度h2=t2=×0.3 m=1.8 m.(2分)答案:(1)40 m/s2(2)1.8 m17.(11分)甲、乙兩車在同一條平直公路上運(yùn)動(dòng),甲車以10 m/s 的速度勻速行駛,經(jīng)過車站A時(shí)關(guān)閉油門以4 m/s2的加速度勻減速前進(jìn),2 s后乙車與甲車同方向以1 m/s2的加速度從同一車站A出發(fā),由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),問乙車出發(fā)后多少時(shí)間追上甲車?解析:甲車做勻減速運(yùn)動(dòng),則0=v0-a甲t(2分)0-=-2a甲x甲(2分)得出甲車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2.5 s(1分)甲車前進(jìn)的距離x甲=12.5 m(1分)乙車在t=2.5 s內(nèi)的位移x乙=a乙(t-t)2=0.125 m<12.5 m(2分)即甲車停止時(shí)乙車還沒有追上甲車,乙車追上甲車時(shí)甲車已經(jīng)停止,乙車發(fā)生的位移即為x甲,則x甲=a乙t'2(2分) 得乙車追上甲車所用時(shí)間t'=5 s.(1分)答案:5 s18.(12分)ETC是不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,這種收費(fèi)系統(tǒng)每車收費(fèi)耗時(shí)不到兩秒,相比人工收費(fèi),通道通行能力大大提升.汽車分別通過ETC通道和人工收費(fèi)通道的流程如圖所示.假設(shè)道路上有并行的甲、乙兩輛汽車,都以v1=15 m/s的速度朝收費(fèi)站沿直線勻速行駛,現(xiàn)甲車過ETC通道,需要在某位置開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)虛線EF處速度正好減為v2=5 m/s,在虛線EF與收費(fèi)站中心線之間以5 m/s的速度勻速行駛,通過收費(fèi)站中心線后才加速行駛恢復(fù)原來速度,虛線EF處與收費(fèi)站中心線的距離d=10 m.乙車過人工收費(fèi)通道,需要在中心線前某位置開始做勻減速運(yùn)動(dòng),至中心線處恰好速度減為零,經(jīng)過20 s,繳費(fèi)成功后再啟動(dòng)汽車勻加速行駛恢復(fù)原來的速度.已知甲、乙兩車勻加速過程的加速度大小均為a1=1 m/s2,勻減速過程的加速度大小均為a2=2 m/s2.(1)甲車過ETC通道時(shí),從開始減速到恢復(fù)原來速度過程中的位移大小是多少?(2)假設(shè)進(jìn)入人工收費(fèi)通道的是一列車隊(duì)且勻速行駛,車距都為x,當(dāng)乙車從中心線啟動(dòng)行駛78.125 m時(shí),乙車后一輛車剛好停在中心線上,則x為多大?解析:(1)甲車過ETC通道時(shí),減速過程的位移為x1=(1分)可得x1=50 m(1分)加速過程中恢復(fù)原來速度的位移x2=(1分)可得x2=100 m(1分)所以總的位移x總=x1+d+x2=160 m.(1分)(2)乙車勻減速時(shí)間為t1,在中心線處的停車時(shí)間t2=20 s,勻加速78.125 m的時(shí)間t3=12.5 s(2分)在乙車所用時(shí)間t=t1+t2+t3內(nèi),其后一輛車是先勻速行駛,后減速行駛,剛好停在中心線上的.該車勻減速時(shí)間也是t1,因此該車勻速行駛的時(shí)間為t =t2+t3=32.5 s(2分)故兩車正常行駛時(shí)的車距等于在前一輛車停車時(shí)間t2和加速時(shí)間t3內(nèi)以速度v1勻速行駛的距離,即x=v1(t2+t3)=487.5 m.(3分)答案:(1)160 m(2)487.5 m- 10 -