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2016届四川高考物理一轮复习:《匀变速直线运动的规律及应用》

中华考试网  2015-10-11  【

  一、选择题(在题后给的选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~9题有多项符合题目要求.)

  1.在平直轨道上,匀加速向右行驶的封闭车厢中,悬挂着一个带有滴管的容器,如图K1-2-1所示,当滴管依次滴下三滴油时(设三滴油都落在车厢底板上),下列说法正确的是(  )

  A.这三滴油依次落在OA之间且后一滴比前一滴离O点远图K1-2-1

  B.这三滴油依次落在OA之间且后一滴比前一滴离O点近

  C.这三滴油依次落在OA间同一位置上

  D.这三滴油依次落在O点上

  【答案】C

  2.(2015年安徽模拟)一个质点正在做匀加速直线运动,用固定的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1 s,分析照片得到的数据,发现质点在第 1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.2 m;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8 m,由上述条件可知(  )

  A.质点运动的加速度是0.6 m/s2

  B.质点运动的加速度是0.3 m/s2

  C.第1次闪光时质点的速度是0.1 m/s

  D.第2次闪光时质点的速度是0.3 m/s

  【答案】B

  【解析】由Δx=aT2和逐差法可得质点运动的加速度是0.3 m/s2,选项A错误,B正确;第1次、第2次闪光的时间间隔内中间时刻的速度v=0.2 m/s,第1次闪光时质点的速度是v1=v-aT/2=(0.2-0.3×0.5) m/s=0.05 m/s,第2次闪光时质点的速度是v2=v+aT/2=(0.2+0.3×0.5) m/s=0.35 m/s,选项C、D错误.

  3.一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用的时间为t1,紧接着通过下一段位移Δx所用的时间为t2.则物体运动的加速度为(  )

  A. B.

  C. D.

  【答案】B

  【解析】物体做匀加速直线运动,故某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.设v1=,v2=,由加速度定义式a=得a==,故选项A正确,选项B、C、D错误.

  4.蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中动作.为了测量运动员跃起的高度,训练时可在弹性网上安装压力传感器,利用传感器记录弹性网所受的压力,并在计算机上作出压力-时间图象,假如作出的图象如图K1-2-2所示.设运动员在空中运动时可视为质点,则运动员跃起的最大高度为(g取10 m/s2)(  )

  A.1.8 m B.3.6 m C.5.0 m D.7.2 m

  【答案】C

  5.(2015年韶关十校检测)做匀变速直线运动的质点,先后经过A、B、C三点,已知AB=BC,质点在AB段和BC段的平均速度分别为v1和v2,根据以上条件可以求出(  )

  A.质点在AC段的运动时间

  B.质点在AC段的平均速度

  C.质点运动的加速度

  D.质点在C点的瞬时速度

  【答案】BD

  【解析】设AB段用时为t1,BC段用时为t2,则v1t1=v2t2,=,又vC=v1+a,vC=v2+,由知B可求出;由①③④知D可求出(同理可求出vA和vB);显然选项A、C不可求出.

  6.(2015年哈尔滨模拟)小球A从离地面20 m高处做自由落体运动,小球B从A下方的地面上以20 m/s的初速度做竖直上抛运动.两球同时开始运动,在空中相遇,取g=10 m/s2(  )

  A.两球相遇时速率都是10 m/s

  B.两球相遇位置离地面10 m高

  C.开始运动1 s后相遇

  D.两球在空中相遇两次

  【答案】AC

  【解析】设经时间t相遇,则由hA=gt2,hB=v0t-gt2,h=hA+hB,解出t=1 s,hB=15 m,故选项B错误,C正确;vA=gt=10 m/s,故选项A正确;A在空中运动的时间tA==2 s,B在空中运动到最高点的时间tB==2 s,故两球在空中只能相遇一次,选项D错误.

  7. 取一根长2 m左右的细线、5个铁垫圈和一个金属盘.在线端系上第一个垫圈,隔12 cm再系一个,以后垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、84 cm,如图K1-2-3所示,站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内.松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈(  )

  A.落到盘上的声音时间间隔越来越大图K1-2-3

  B.落到盘上的声音时间间隔相等

  C.依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4

  D.依次落到盘上的时间关系为 1∶(-1)∶(-)∶(2-)

  【答案】BC

  【解析】垫圈之间的距离分别为12 cm、36 cm、60 cm、84 cm,满足1∶3∶5∶7的关系,因此时间间隔相等,依次落到盘上的时间关系为1∶2∶3∶4,选项A、D错误,B正确;各个时刻末的速度之比应为1∶2∶3∶4,选项C正确.

  8.如图K1-2-4所示,在光滑的斜面上放置3个相同的小球(可视为质点),小球1、2、3距斜面底端A点的距离分别为x1、x2、x3,现将它们分别从静止释放,到达A点的时间分别为t1、t2、t3,斜面的倾角为θ.则下列说法正确的是(  )

  A.==

  B.>>

  C.==图K1-2-4

  D.若θ增大,则的值减小

  【答案】BC

  9. (2015年广东百校联考)物体以速度v匀速通过直线上的A、B 两点,所用时间为t.现在物体从A点由静止出发,先做匀加速直线运动(加速度大小为a1),到某一最大速度vm后立即做匀减速直线运动(加速度大小为a2),至B点速度恰好减为0,所用时间仍为t, 则物体的(  )

  A.vm与a1、a2的大小有关

  B.vm与a1、a2的大小无关

  C.a1、a2必须是一定的

  D.a1、a2必须满足=

  【答案】BD

  【解析】由=vt=t1+t2=t,得vm=2v,与a1、a2的大小无关,故选项A错误,B正确;由t1=,t2=,得t=+,即得=,故选项D正确.

  二、非选择题

  10.屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗户的上、下沿,如图K1-2-5 所示,求:(g取10 m/s2)

  (1)此屋檐离地面的高度;

  (2)滴水的时间间隔.

  (1)3.2 m (2)0.2 s图K1-2-5

  【解析】由题图可知如果将这5滴水的运动等效为1滴水的自由落体,并且将这1滴水运动的全过程分成时间相等的4段,设时间间隔为T,则这1滴水在0时刻、T末、2T末、3T末、4T末所处的位置,分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置,据此可作出解答.

  方法一:设屋檐离地面高为h,滴水间隔为T.

  由h=gt2,得第2滴水的位移h2=g(3T)2,

  第3滴水的位移h3=g(2T)2,

  且h2-h3=1 m.

  联立以上各式,得T=0.2 s.

  则屋檐高h=g(4T)2=3.2 m.

  方法二:比例法

  (1)由于初速度为零的匀加速直线运动从开始运动起,在连续相等的时间间隔内的位移比为1∶3∶5∶7∶…∶(2n-1),据此令相邻2水滴之间的间距从上到下依次是x3x∶5x∶7x.由题意知窗高为5x,则5x=1 m,x=0.2 m.屋檐高h=x+3x+5x+7x=16x=16×0.2 m=3.2 m.

  (2)由h=gt2,得滴水的时间间隔

  T== s=0.2 s.

  方法三:平均速度法

  设滴水间隔为T,则水滴经过窗子过程中的平均速度==,据v1=gt,知水滴2.5T的速度v1=g·2.5T,

  由于v1=,故有=2.5gT.

  解得T=0.2 s,则h=g(4T)2=3.2 m.

  11.(2015年河源质检)甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变.在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的2倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的2倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半.求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比.

  5∶7

  【解析】设汽车甲在第一段时间间隔末(t0时刻)的速度为v,第一段时间间隔内行驶的路程为s1,加速度为a;在第二段时间间隔内行驶的路程为s2.由运动学公式,得

  v=at0,

  s1=at,

  s2=vt0+(2a)t.

  设汽车乙在t0时刻的速度为v′,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为s1′、s2′.同样有

  v′=(2a)t0,

  s1′=(2a)t,

  s2′=v′t0+at.

  设甲、乙2车行驶的总路程分别为s、s′,则有

  s=s1+s2,

  s′=s1′+s2′.

  联立以上各式,解得甲、乙2车各自行驶的总路程之比为=.

  12.(2014年山东卷)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图K1-2-6甲中的刹车反应过程所用时间),t0=0.4 s,但饮酒会引起反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶.从发现情况到汽车停止,行驶距离为L=39 m,减速过程中汽车位移x和速度v的关系曲线如图所示,此过程可以视为匀变速直线运动.取重力加速度g=10 m/s2,求

  图K1-2-6

  (1)减速过程中的加速的大小和所用时间;

  (2)饮酒使试验者的反应时间延长了多少?

  (3)减速过程中汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.

  (1)a=8 m/s2; t=2.5 s (2)Δt=0.3 s (3)

  【解析】(1)设减速过程汽车加速度的大小为a,所用时间为t,由题可得初速度v0=20 m/s,末速度vt=0,位移s=25 m,由运动学公式得:

  v=2as

  t=

  得a=8 m/s2

  t=2.5 s.

  (2)设志愿者反应时间为t′,反应时间的增量为Δt,由运动学公式得

  L=v0t′+s

  Δt=t′-t0

  代入数据得Δt=0.3 s.

  (3)设志愿者所受合外力的大小为F,汽车对志愿者作用力的大小为F0,志愿者质量为m,由牛顿第二定律得

  F=ma

  由平行四边形定则得F=F2+(mg)2

  代入数据得:=.

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