高考物理总复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 单元评估检测（一）（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

单元评估检测(一)(第一章)(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。15题为单选题，68题为多选题)1.(2018·合肥模拟)如图所示是一固定光滑斜面，A物体从斜面顶端由静止开始下滑，当A物体下滑L距离时，B物体从离斜面顶端距离为2L的位置由静止开始下滑，最终A、B两物体同时到达斜面底端，则该斜面的总长度为() A.B.C.3LD.4L【解析】选A。设斜面倾角为，因斜面光滑，则物体在斜面上运动的加速度为a=gsin 。物体A在斜面上运动L时有：=2aL；设物体A再经过时间t和物体B同时到达斜面底端，则有关系：xA=xB+L，而xA=vAt+at2，xB=at2，代入解得t=，则xB=at2=，故斜面的长度为2L+=，则选项A正确，B、C、D错误。2.下列所给的运动图象中能反映做直线运动的物体不会回到初始位置的是()【解析】选A。速度时间图象中与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正位移，在坐标轴下方表示负位移，所以A中面积不为零，所以位移不为零，不能回到原位置，B、C中面积为零，位移为零，回到初始位置；位移时间图象表示物体的位移随时间变化的图象，在t1时刻物体的位移为零，即又回到了初始位置。3.如图所示为甲物体和乙物体在平直地面上同向运动的v-t 图象，已知t=0时甲在乙前方x0=60 m处，则在04 s的时间内甲和乙之间的最大距离为()A.8 mB.14 mC.68 mD.52 m【解析】选C。在04 s的时间内甲和乙有最大距离时，甲和乙的速度相等，即t=3 s时甲和乙有最大距离。03 s的时间内甲的位移大小为x甲=×2×8 m+×(4+8)×1 m=14 m，x乙=×3×4 m=6 m，则在04 s的时间内甲和乙之间的最大距离为x=x0+x甲-x乙=68 m，选项C正确。4.一做直线运动的质点的v2-x图象如图所示，则下列关于其运动情况的分析正确的是()A.该质点的初速度为4 m/sB.该质点的加速度为5 m/s2C.该质点2 s末的速度为5 m/sD.该质点第3 s内的位移为8.25 m【解析】选D。根据图线可得v2=5x+4，即v2-4=5x，与匀变速直线运动的速度位移关系式v2-=2ax对比可得质点的初速度v0=2 m/s，加速度a=2.5 m/s2，选项A、B错误；质点2 s末的速度v2=v0+at2=7 m/s，选项C错误；质点在第3 s内的位移x3=(v0t3+a)-(v0t2+a)=8.25 m，选项D正确。5.(2019·岳阳模拟)光滑的水平面上有一物体在外力作用下做直线运动，物体的加速度随时间变化的关系如图所示。已知t=0时物体的速度为1 m/s，以此时的速度方向为正方向。下列说法正确的是()A.01 s内物体做匀加速直线运动B.t=1 s时物体的速度为3 m/sC.t=1 s时物体开始反向运动D.t=3 s时物体离出发点最远【解析】选D。由图可知，01 s内加速度均匀增加，物体做变加速直线运动，选项A错误；加速度图线与时间轴所围的面积表示速度的变化量，则1 s内速度变化量v=×2×1 m/s=1 m/s，由于初速度v0=1 m/s，故1 s末的速度为2 m/s，选项B错误；01 s内物体沿正向加速运动，1 s末后加速度反向，物体将沿原方向做减速运动，选项C错误；03 s内速度的变化量v=(×2×1-1×2) m/s=-1 m/s，则3 s末物体的速度为0，03 s内物体一直沿正方向运动，3 s末物体离出发点最远，选项D正确。6.(2019·郑州模拟)在一次救灾活动中，一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动，刚运动了8 s，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4 s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a1a2等于 21B.加速、减速中的平均速度大小之比等于11C.加速、减速中的位移之比x1x2等于21D.加速、减速中的平均速度大小之比等于12【解析】选B、C。由=知，=，故B对，D错；由a=得a1a2=12，故A错；由x=·t 知x1x2=21，故C对。7.(2018·枣庄模拟)从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，则下列说法正确的是()A.A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2vB.两物体在空中运动的时间相等C.A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同D.两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点【解析】选A、C。设B物体从下落到与A物体相遇的时间为t，竖直上抛物体的初速度为v0，则由题gt=v0-gt=v解得v0=2v。根据竖直上抛运动的对称性可知，B自由落下到地面的速度为2v，在空中运动时间为tB=；竖直上抛物体在空中运动时间tA=2×=，故A正确，B错误；物体A能上升的最大高度hA=，B开始下落的高度hB=g()2=，显然两者相等，故C正确；两物体在空中同时达到同一高度时，B下降的高度为h=gt2=g()2=hB，故D错误。8.由于公路维修只允许单车道通行。t=0时，甲车在前，乙车在后，相距x0=100 m，速度均为v0=30 m/s，从此时开始两车按如图所示规律运动，则下述说法正确的是()A.两车最近距离为10 mB.两车最近距离为100 mC.两车一定不会相遇D.两车一定会相遇【解题指导】解答本题注意以下两点：(1)两车共速时，两车相距最近；(2)两车的位移或速度变化量可以通过图象面积算出。【解析】选A、C。如图所示为甲、乙两车的速度时间图象，由图象可知，t=6 s时两车共速，在此之前，乙车速度一直比甲车大，如果t=6 s时两车不相遇，就不会相遇，此时两车相距最近。由图象面积可以算出，06 s内，x甲=67.5 m，x乙=157.5 m，x乙-x甲=90 m<x0=100 m，故两车不会相遇，最近距离x=10 m。选项A、C正确。二、实验题 (本题共2小题，共15分)9.(7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0.1 s，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： (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)。 (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)。 【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x恒定，即x2-x1=x3-x2=x4-x3，x2-x1=9 cm，而取C段时x4-x2=2(x2-x1)=18 cm，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=3.47 m/s。(3)由a=可得a=9.00 m/s2。答案：(1)C(2)3.47(3)9.00【加固训练】在暗室中用如图所示装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴。用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度。采集数据进行处理。(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是_。 (2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图，根据数据测得当地重力加速度g=_ m/s2；第8个水滴此时的速度v8=_m/s。(结果均保留三位有效数字) (3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：。 【解析】实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是：频闪仪频率等于水滴滴落的频率；由x=gT2和逐差法解得当地重力加速度g=9.72 m/s2，v8= m/s2.28 m/s；该实验存在的系统误差可能有：存在空气阻力，水滴滴落的频率变化等。答案：(1)频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率(2)9.722.28(3)存在空气阻力(或水滴滴落的频率变化)10.(8分)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。(1)部分实验步骤如下：A.测量完毕，关闭电源，取出纸带。B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车。C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连。D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔。上述实验步骤的正确顺序是：_(用字母填写)。 (2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_s。 (3)计数点5对应的瞬时速度大小的计算式为v5=_。 (4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=_。 【解析】(1)按常规实验步骤，先安装再操作后整理，再根据打点计时器的使用方法可知正确步骤为DCBA。(2)T打= s=0.02 s，因为相邻两计数点间有4个记录点未画出，故计数点的时间间隔T=5T打=0.1 s。(3)由vt中=得，v5=。(4)为了充分利用数据，应采用逐差法：a=。答案：(1)DCBA(2)0.1(3)(4)三、计算题(本题共2小题，共37分。需写出规范的解题步骤)11.(15分)如图为两个足球运动员在赛前练习助攻进球的过程，其中BP在一条直线上，假设甲运动员在B处将足球以11 m/s 的速度沿直线的方向踢出，足球沿着地面向球门P处运动，足球运动的加速度大小为1 m/s2，在A位置的乙运动员发现甲运动员将足球踢出去后，经过1 s的反应时间，开始匀加速向连线上的C处奔去，乙运动员的最大速度为9 m/s，已知B、C两点间的距离为60.5 m，A、C两点间的距离为63 m。(1)乙运动员以多大的加速度做匀加速运动，才能与足球同时运动到C位置？(2)乙运动员运动到C处后以一定的速度将足球沿CP方向踢出，已知足球从C向P做匀减速运动，足球运动的加速度大小仍然为1 m/s2，假设C点到P点的距离为9.5 m，守门员看到运动员在C处将足球沿CP方向水平踢出后，能够到达P处扑球的时间为1 s，那么乙运动员在C处给足球的速度至少为多大，足球才能射进球门？【解析】(1)对于足球：xBC=v0t-at2代入数据得t=11 s乙运动员的运动时间t乙=t-1 s=10 s乙运动员的最大速度为9 m/s，乙运动员先加速后匀速到C处，设加速时间为t，则xAC=t+vm乙(t乙-t)代入数据求得t=6 s，a乙=1.5 m/s2(2)由题意知，足球从C到P时间最多为1 s，乙运动员给足球的速度最少为v，此时足球位移xCP=vt-at2，代入数据可得v=10 m/s答案：(1)1.5 m/s2(2)10 m/s12.(22分)(2019·枣庄模拟)如图所示，在游乐场的滑冰道上有甲、乙两位同学坐在冰车上进行游戏。甲同学从倾角为=30°的光滑倾斜冰道顶端A由静止开始自由下滑，与此同时在倾斜冰道底部B处的乙同学通过冰钎作用于冰面从静止开始沿光滑水平冰道向右做匀加速运动。设甲同学在整个运动过程中无机械能变化，两人在运动过程中均可视为质点，则为避免两人发生碰撞，乙同学运动的加速度至少为多大？【解析】根据牛顿第二定律可知甲同学在倾斜冰道上下滑的加速度a1=gsin，设甲运动到倾斜冰道底部时的速度为v1，所用时间为t1，当甲恰好追上乙时，甲在水平冰道上运动的时间为t2，则两人的位移关系为v1t2=a(t1+t2)2设甲刚好能追上乙，则当甲追上乙时，乙的速度等于v1，即v1=a(t1+t2)，又v1=a1t1联立以上各式解得a=。本题也可用图象法解答。t1时刻甲滑到水平冰道上，当甲恰好追上乙时，两人速度相等，甲在水平冰道上经历的时间为t2，乙经历的时间为t1+t2，要使两人水平位移相等，则有t1=t2。根据a1=gsin，a=可得a=。答案：【加固训练】A、B两辆玩具小汽车在相互靠近的两条平直的轨道上同向匀速行驶，初速度分别为vA=6 m/s、vB=2 m/s，当A车在B车后面x=3.5 m 时开始以恒定的加速度aA=1 m/s2刹车并停止运动，求：(1)A车超过B车后，保持在B车前方的时间。(2)A车超过B车后领先B车的最大距离。(3)若A车刹车时，B车同时开始加速，加速度aB=2 m/s2，但B车的最大速度只有vm=4 m/s，通过计算说明A车能否追上B车？【解析】(1)设A车用时t追上B车，对A车，xA=vAt-aAt2，对B车，xB=vBt，相遇时有：xA=xB+x，解得：t1=1 s，t2=7 s(不合题意，舍去)；设从开始到A车被B车追上用时为t3，则有：vBt3=-x，得：t3=7.25 s，所以有：t=t3-t1，解得：t=6.25 s；(2)设当A车与B车速度相等用时为t4，则有：vA-aAt4=vB，t4=4 s，则此过程中A车位移为：xA=vAt4-aA，B车位移为：xB=vBt4，故A、B最大间距为：x=xA-x-xB，解得：x=4.5 m；(3)设从A车刹车开始用时t5 两车速度相等，B车加速至最大用时t6，匀速时间为t5-t6，从开始刹车至速度相等过程中，vA-aAt5=vm且vm=vB+aBt6，解得：t5=2 s，t6=1 s；对A车，xA=vAt5-aA，xA=10 m，对B车，xB=+vm(t5-t6)，xB=7 m，此时有xB+x=10.5 m>xA=10 m，A车不能追上B车。答案：(1)6.25 s(2)4.5 m(3)见解析