2017屆高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系同步測試含解析新人教必修.docx

23勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系 (10分鐘，10分)1一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A物體的末速度一定與時(shí)間成正比B物體的位移一定與時(shí)間的平方成正比C物體的速度在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的變化與這段時(shí)間成正比D若物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則速度和位移都隨時(shí)間增大；若物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則速度和位移都隨時(shí)間減小【答案】C【解析】由速度公式vv0at和位移公式xv0tat2可知，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；由加速度的定義式a可知，選項(xiàng)C正確；當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度隨時(shí)間減小直至為零，位移隨時(shí)間增大直至不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的加速度為a，在時(shí)間t內(nèi)的位移為x，末速度為v，則此物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表達(dá)式為()Axvtat2 Bxvtat2Cxvtat2 Dxvtat2【答案】B【解析】采用逆向思維，則v相當(dāng)于v0，加速度a相當(dāng)于反向，再對應(yīng)公式xv0tat2，易得xvtat2.3由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的火車，在第10 s末的速度為2 m/s，下列敘述中正確的是()A前10 s內(nèi)通過的位移大小為10 mB每秒速度變化0.2 m/sC前10 s內(nèi)的平均速度大小為1 m/sD第10 s內(nèi)通過的位移大小為2 m【答案】ABC【解析】由vat知a0.2 m/s2，故前10 s內(nèi)通過的位移大小為xat20.2102 m10 m，AB正確；前10 s內(nèi)的平均速度大小為 m/s1 m/s，C正確；x10at2a(t1)21.9 m，D錯(cuò)誤4一輛汽車以10 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于正前方有危險(xiǎn)，司機(jī)緊急剎車，加速度的大小為2 m/s2，求：(1)汽車經(jīng)3 s后的速度大小是多少？(2)汽車剎車后前進(jìn)9 m所用的時(shí)間？【答案】(1)4 m/s(2)1 s【解析】汽車剎車后停止的時(shí)間設(shè)為t0，則t0 s5 s.(1)3 s5 s，故3 s末車速v3v0at2(1023)m/s4 m/s.(2)剎車后前進(jìn)9 m所用時(shí)間設(shè)為t，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：xv0tat2，即910t2t2.解得t11 s，t29 s(舍去) (20分鐘，30分)知識點(diǎn)一從vt圖象探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移1某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度v和時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，那么該質(zhì)點(diǎn)在3 s內(nèi)通過的位移是()A4.5 m B3 mC1 m D0.5 m【答案】A【解析】圖線與坐標(biāo)軸圍成圖形的“面積”，即位移的大小，x m4.5 m，A正確2物體甲的xt圖象和物體乙的vt圖象分別如圖所示，則這兩物體的運(yùn)動(dòng)情況是()A甲在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，它通過的總位移大小為4 mB甲在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)來回運(yùn)動(dòng)，它通過的總位移為零C乙在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)來回運(yùn)動(dòng)，它通過的總位移為零D乙在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，它通過的總位移大小為4 m【答案】AC3質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示，規(guī)定向右為正方向，則該質(zhì)點(diǎn)在前8 s內(nèi)平均速度的大小和方向分別為()A0.25 m/s，向右B0.25 m/s，向左C1 m/s，向右D1 m/s，向左【答案】B【解析】由vt圖象得前8 s的位移x2 m，前8 s內(nèi)的平均速度是v m/s0.25 m/s，方向向左，B正確4下列所給的圖象中能反映做直線運(yùn)動(dòng)的物體回到初始位置的是()【答案】ACD【解析】由圖A可知，物體開始和結(jié)束時(shí)的縱坐標(biāo)為0，說明物體又回到了初始位置，A正確；由圖B可知，物體一直沿正方向運(yùn)動(dòng)，位移增大，故無法回到初始位置，B錯(cuò)誤；由圖C知，物體第1 s內(nèi)的位移沿正方向，大小為2 m，第2 s內(nèi)的位移沿負(fù)方向，大小為2 m，故2 s末物體回到初始位置，C正確；由圖D知，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，2 s末時(shí)物體的總位移為零，故物體回到初始位置，D正確知識點(diǎn)二勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式5一質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，第3 s內(nèi)的位移為12 m，第5 s內(nèi)的位移為20 m，則該質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中()A初速度大小為零B加速度大小為4 m/s2C第4 s內(nèi)的平均速度為8 m/sD5 s內(nèi)的位移為50 m【答案】B【解析】根據(jù)題意，v2.512 m/s，v4.520 m/s，故a m/s24 m/s2，選項(xiàng)B正確；初速度大小v0v2.5at2.512 m/s4 m/s22.5 s2 m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；第4 s內(nèi)的平均速度等于3.5 s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即為v3.5v2.5at112 m/s4 m/s21 s16 m/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；5 s內(nèi)的位移為xv0t5at60 m，選項(xiàng)D錯(cuò)誤6質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x6t2t2(各物理量均采用國際單位制單位)，則該質(zhì)點(diǎn)()A在第1 s內(nèi)的位移大小是6 mB前2 s內(nèi)的平均速度大小是10 m/sC在任意相鄰1 s內(nèi)的位移差都是4 mD在任意1 s內(nèi)的速度增量都是6 m/s【答案】BC【解析】將t1 s代入到x6t2t2中得到質(zhì)點(diǎn)在第1 s內(nèi)的位移x18 m，故A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在前2 s內(nèi)的平均速度大小為 m/s10 m/s，故B正確；將x6t2t2與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式xv0tat2對照得到：初速度大小為v06 m/s，加速度大小為a4 m/s2，則該質(zhì)點(diǎn)在任意1 s內(nèi)的位移是xv0(t1)a(t1)24t8，故該質(zhì)點(diǎn)在任意相鄰1 s內(nèi)的位移差x4 m，故C正確；該質(zhì)點(diǎn)在任意1 s內(nèi)的速度增量vat41 m/s4 m/s，故D錯(cuò)誤7以20 m/s速度行駛的汽車，制動(dòng)后以5 m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)則汽車在制動(dòng)后的5 s內(nèi)的位移是()A45 m B37.5 mC50 m D40 m【答案】D【解析】汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)間t4 s5 s，則xat2542 m40 m，故D對8一輛汽車在高速公路上以30 m/s的速度勻速行駛，由于在前方出現(xiàn)險(xiǎn)情，司機(jī)緊急剎車，剎車時(shí)加速度的大小為5 m/s2，求：(1)汽車剎車后20 s內(nèi)滑行的距離；(2)從開始剎車到汽車滑行50 m所經(jīng)歷的時(shí)間；(3)在汽車停止前3 s內(nèi)汽車滑行的距離【解】(1)v030 m/s，a5 m/s2，由vv0at0知汽車的剎車時(shí)間為t0 s6 s由于t0vb，故a車在后、b車在前，5 s后a車在前、b車在后，15 s后b車超過a車，C錯(cuò)誤；t10 s時(shí)速度相同，此后vavb，兩車間距離逐漸減小，D錯(cuò)誤6用相同材料做成的A、B兩木塊的初速度大小之比為23，它們以相同的加速度在同一粗糙水平面上沿直線滑行直至停止，則它們滑行的()A時(shí)間之比為11 B時(shí)間之比為23C距離之比為49 D距離之比為23【答案】BC【解析】由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式vv0at，得t，因?yàn)榧铀俣认嗤?，因此運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比就等于初速度之比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；將其看成反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移公式xat2，知位移之比等于運(yùn)動(dòng)時(shí)間的平方之比，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7某物體做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示，若初速度的大小為v0，末速度的大小為v，則在時(shí)間t1內(nèi)物體的平均速度是()A. 等于 B大于C. 小于 D. 條件不足，無法比較【答案】B【解析】如果物體做初速度為v0末速度為v的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在0t1內(nèi)的位移為圖中陰影部分的面積，即x(v0v)t，其平均速率為.但實(shí)際物體的vt圖象中圖線與時(shí)間包圍的面積大于陰影部分的面積，所以平均速度應(yīng)大于，故B選項(xiàng)正確8物體先做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a1，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)，改為以a2做勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零，在加速和減速過程中，物體的位移和所用時(shí)間分別為s1，t1和s2，t2.下列式子不成立的是()A. B.C. Dv【答案】C【解析】由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得s1a1t，s2a2t，va1t1a2t2，C錯(cuò)誤；整理以上各式可得，A正確；，變形后可得v，B、D正確綜上所述，應(yīng)選擇C.9某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x和時(shí)間平方t2的關(guān)系圖象如圖所示，則該質(zhì)點(diǎn)()A加速度大小恒為1 m/s2B在02 s內(nèi)的位移大小為1 mC2 s末的速度大小是4 m/sD第3 s內(nèi)的平均速度大小為3 m/s【答案】C【解析】根據(jù)xat2可知題圖線的斜率等于a，則a m/s2，即a2 m/s2，故A錯(cuò)誤；在02 s內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)的位移大小為xat224 m4 m，故B錯(cuò)誤；2 s末的速度大小vat22 m/s4 m/s，故C正確；質(zhì)點(diǎn)在第3 s內(nèi)的位移大小為xatat22(94) m5 m，則平均速度大小為5 m/s，故D錯(cuò)誤10一個(gè)以v05 m/s的初速度做直線運(yùn)動(dòng)的物體，自始至終有一個(gè)與初速度方向相反、大小為2 m/s2的加速度，則當(dāng)物體位移大小為6 m時(shí)，物體已運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為()A1 sB2 sC3 sD6 s【答案】BCD【解析】當(dāng)位移方向與v0同向時(shí)，由xv0tat2得：5t(2)t26，解得：t12 s，t23 s，當(dāng)位移與v0反向時(shí)，5t(2)t26，解得：t36 s，故B、C、D正確二、非選擇題11假設(shè)飛機(jī)的起飛過程是從靜止開始，在直跑道上勻加速前進(jìn)，當(dāng)達(dá)到一定速度時(shí)離地已知某飛機(jī)加速前進(jìn)的距離為1600 m，所用的時(shí)間為40 s，則該飛機(jī)起飛時(shí)的加速度是_m/s2，離地時(shí)的速度是_m/s.【答案】280【解析】由題意可知，位移x1600 m，時(shí)間t40 s，由公式xat2可得am/s22m/s2，則vat240 m/s80 m/s.12一列火車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一人站在第一節(jié)車廂前端的旁邊觀測，第一節(jié)車廂通過他歷時(shí)2 s，整列車廂通過他歷時(shí)6 s，則這列火車的車廂有_節(jié)【答案】9【解析】設(shè)一節(jié)車廂長為L，則Lat，nLat，將t12 s，t26 s代入上面兩式，解得n9.13汽車由靜止開始在平直的公路上行駛，在060 s內(nèi)汽車的加速度隨時(shí)間變化的圖線如圖所示(1)畫出汽車在060 s內(nèi)的vt圖線；(2)求在這60 s內(nèi)汽車行駛的路程【解】(1)設(shè)t10 s,40 s,60 s時(shí)汽車的速度分別為v1，v2，v3.由at圖象知在010 s內(nèi)汽車以加速度大小為2 m/s2勻加速行駛，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v1210 m/s20 m/s由at圖象知在1040 s內(nèi)汽車勻速行駛，因此v220 m/s由at圖象知在4060 s內(nèi)汽車以加速度大小為1 m/s2勻減速行駛由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v3(20120) m/s0則汽車在060 s內(nèi)的vt圖線如圖所示(2)由vt圖線可知，在這60 s內(nèi)