高二物理下学期暑假巩固练习1匀变速直线运动及其公式含答案

这是一份高二物理下学期暑假巩固练习1匀变速直线运动及其公式含答案，共10页。试卷主要包含了选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．如图所示，一物块(可视为质点)以一定的初速度从一足够长的光滑固定斜面的底端开始上滑，在上滑过程中的最初5 s内和最后5 s内经过的位移之比为11∶5。忽略空气阻力，则此物块从底端开始上滑到返回斜面底端一共经历的时间是( )
A．8 s B．10 s C．16 s D．20 s
2．钢架雪车也被称为俯式冰橇，是2022年北京冬奥会的比赛项目之一。运动员需要俯身平贴在雪橇上，以俯卧姿态滑行。比赛线路由起跑区、出发区、滑行区及减速区组成。若某次运动员练习时，恰好在终点停下来，且在减速区AB间的运动视为匀减速直线运动。运动员通过减速区时间为t，其中第一个时间内的位移为x1，第四个时间内的位移为x2，则x2∶x1等于（ ）
A．1∶16B．1∶7C．1∶5D．1∶3
3．水平面上某物体从t＝0时刻起以4 m/s的速度做匀速直线运动，运动3 s后又立即以大小为2 m/s2的加速度做匀减速直线运动，停止后物体不再运动。则下列判断正确的是( )
A．该物体从t＝0时刻算起6 s内运动的位移大小为15 m
B．该物体在整个运动过程中的平均速度大小为2 m/s
C．该物体减速后最后1 s内的位移大小为1 m
D．该物体减速后第1 s末的速度大小为3 m/s
4．如图所示，A、B两小球用等长的细线悬挂在倾角为30°的直杆上。现同时剪断细线，A球比B球晚落地0.2 s。B球与地面的高度差h＝5 m（不计空气阻力，g取10 m/s2）。则（ ）
A．A球与地面的高度差为6 m
B．A、B两小球释放前相距4.4 m
C．若先剪断悬挂B球的细线，A、B两球有可能同时落地
D．A球比B球在空中运动的时间长，所以A球的速度变化率比B球的大
5．如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5 m以内时能够实现通信。t＝0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为4 m/s，乙车的速度为1 m/s，O1、O2的距离为3 m。从该时刻起甲车以1 m/s2的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间，从t＝0时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为（ ）
A．2 sB．10 sC．16 sD．20 s
6．如图所示，为港珠澳大桥上连续四段110 m的等跨钢箱梁桥，即ab＝bc＝cd＝de，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则（ ）
A．通过cd段的时间为eq \r(3)t
B．通过ce段的时间为(2－eq \r(2))t
C．ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
D．e点瞬时速度是b点瞬时速度的2倍
7．如图所示，某飞机着陆时的速度v0＝216 km/h，随后沿直线匀减速滑行到静止。从飞机着陆开始计时，该飞机在倒数第4 s内的位移为7 m，下列说法正确的是（ ）
A．该飞机的加速度大小为2 m/s2
B．该飞机着陆后5 s时的速度大小为40 m/s
C．该飞机在跑道上滑行的时间为30 s
D．该飞机在跑道上滑行的距离为1800 m
8．电力机车、又称电力火车，是指从供电网（接触网）或供电轨中获取电能，再通过电动机驱动车辆行驶的火车。电力机车没有空气污染，运行时不排废气，能够在短时间内完成启动和制动，特别适合发车密度高的站点。如图所示，许昌站一客运列车停车时车头正好与水泥电杆平齐。已知铁路线平直，铁路旁的水泥电杆间隔都相同，间距为d；某时刻列车由静止启动，做匀加速直线运动，如果将列车启动时与车头平齐的电杆记为第一个电杆，车头与第三个电杆平齐时的速度大小v，则（ ）
A．列车的加速度大小为 B．列车的加速度大小为
C．列车从静止启动到第二个电杆的时间为
D．列车从静止启动到第二个电杆的时间为
9．一质点做匀加速直线运动，在某段位移x后速度变为原来的2倍，紧接着在时间t内动能变为时间t初的4倍，则（ ）
A．质点的加速度为 B．质点的加速度为
C．运动位移x的初速度为 D．运动位移x的初速度为
10．冰壶（Curling）， 又称冰上溜石、掷冰壶，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，为冬奥会比赛项目，它考验参赛者的体能与脑力，展现动静之美、取舍之智慧。在某次比赛中，冰壶投出后做匀减速直线运动，经过20 s停止，已知倒数第3 s内的位移大小为1.0 m，下列说法中正确的是（ ）
A．冰壶的加速度大小为0.3 m/s2B．冰壶的加速度大小为0.4 m/s2
C．冰壶第1 s末的速度大小为5.7 m/sD．冰壶第1 s内的位移大小为7.8 m
二、解答题
11．足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中。某足球场长105 m、宽68 m，运动员在中线处将足球沿边线向前踢出，足球在地面上的运动可视为初速度为10 m/s的匀减速直线运动，加速度大小为2 m/s2。该运动员踢出足球0.5 s后从静止开始沿边线方向以2.5 m/s2的加速度匀加速追赶足球，速度达到10 m/s后以此速度匀速运动。求：
(1)足球刚停下来时，运动员的速度大小；
(2)运动员踢出足球后，经过多长时间能追上足球。
12．“警匪片”电影中常有惊险刺激的特技场景，比如警察或歹徒从高处跳下落在行驶的汽车上。如图所示，一位特技演员在进行特技场景试镜排练，他从离地面高h1＝6 m的楼房窗口自由下落，要落在从水平地面上经过的平板汽车的平板上。演员开始下落时，平板汽车恰好运动到车前端距离下落点正下方3 m处。已知该汽车车头长2 m，汽车平板长5 m，平板面离地面高h2＝1 m。将演员视为质点，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。求：
(1)本次试镜排练中，演员落在了汽车的平板上，求汽车做匀速运动的速度大小范围；
(2)演员落在平板上之后，受到平板滑动摩擦力的作用，在水平方向相对地面做初速度为零的匀加速直线运动。若汽车做匀速运动的速度为6 m/s，演员的速度增至车速时恰好处在车尾，求演员落在平板上之后运动的加速度大小。
13．2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆火星表面，这标志着我国首次火星探测任务——着陆火星取得圆满成功。它着陆前的运动可简化为如图所示四个过程。若已知着陆器（不含降落伞）总质量，火星表面重力加速度，忽略着陆器质量的变化和的变化，打开降落伞后的运动可视为竖直向下的直线运动。则：
(1)在第Ⅳ阶段的最后，着陆器从无初速度开始经0.75s无动力下降后安全着陆，且火星表面大气非常稀薄，求着陆器着陆时的速度；
(2)假设着陆器在第Ⅲ“动力减速阶段”做匀减速运动，求动力减速装置给着陆器的反推力F的大小；
(3)着陆器在第Ⅱ“伞降减速阶段”也可视为匀减速运动，求从打开降落伞到悬停过程中（即Ⅱ、Ⅲ过程）的平均速度大小。（结果可用分数表示）
答案与解析
1．【答案】C
【解析】设物体运动的加速度为a，运动总时间为t，把物体上滑的运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动，则有：最后5 s内位移为s1＝eq \f(1,2)a×52＝eq \f(25,2)a；最初5 s内位移为s2＝a(t－5)×5＋eq \f(1,2)a×52＝5at－eq \f(25,2)a，又因为s2∶s1＝11∶5，解得t＝8 s；由于斜面光滑，上滑和下滑的时间相同，则物块从底端开始上滑到返回斜面底端一共经历的时间是16 s，故A、B、D错误，C正确。
2．【答案】B
【解析】由题意知，在减速区AB间的运动视为匀减速直线运动，且最终减为零，将此减速过程由逆向思维，可看作初速度为零的匀加速直线运动，则根据初速度为零的匀加速直线运动，连续相等时间内位移之比为1∶3∶5……可知，x2∶x1之比即为初速度为零的匀加速直线中第一个时间内的位移与第四个时间内的位移之比，即x2∶x1＝1∶7。
3．【答案】C
【解析】物体速度减为0的时间t2＝eq \f(v0,a)＝eq \f(4,2) s＝2 s，物体在3 s＋2 s＝5 s末停止运动，所以物体在6 s内的位移等于前5 s内的位移，总位移x＝v0t1＋v0t2－eq \f(1,2)ateq \\al(2,2)＝16 m，故A错误；物体的平均速度 eq \x\t(v)＝eq \f(x,t1＋t2)＝eq \f(16,3＋2) m/s＝3.2 m/s，故B错误；根据运动的可逆性可知，物体减速后最后1 s内的位移大小等于以2 m/s2加速1 s内的位移，大小x′＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)×2×12 m＝1 m，故C正确；物体减速后第1 s末的速度大小v＝v0－at＝4 m/s－2×1 m/s＝2 m/s，故D错误。
4．【答案】B
【解析】设B球用时为t，则有，对Ａ球有，联立解得，故A错误；据前面分析，A、B两小球释放前高度差，则相距，故B正确；B球离地面近，若先剪断悬挂B球的细线，B球会更早于A球落地，故C错误；速度变化率即为加速度，两球加速度均为重力加速度，速度变化率相同，故D错误。
5．【答案】B
【解析】根据几何知识可知，当甲车在乙车前方且为5m时，根据勾股定理可知，根据运动学公式有，，解得，，因为甲车做匀减速运动而乙车做匀速运动，所以两车之间的距离先增大后减小，当时有，当时有，当时甲车的速度为，根据几何关系可知，从4s开始到乙车行驶至甲车前方4m的过程中满足，这段过程经历的时间为，所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间，故选B。
6．【答案】BD
【解析】初速度为零的匀加速直线运动，连续相等位移内时间之比为
t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(eq \r(2)－1)∶(eq \r(3)－eq \r(2))∶(2－eq \r(3))∶…∶(eq \r(n)－eq \r(n－1))，ab段的时间为t，则cd段时间为，de段时间为，所以，ce段时间为，故A错误，B正确；根据推论可知，ac段的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度，要比其中点b的瞬时速度小，故C错误；设加速度为a，相邻两点间距为s，则，，两式联立得，故D正确。
7．【答案】AC
【解析】把飞机的运动逆向看成由静止做加速度大小为的匀加速直线运动，则在内的位移为，在内的位移为，根据题意有，联立解得加速度大小为，A正确；该飞机着陆后时的速度大小为，B错误；该飞机在跑道上滑行的时间为，C正确；该飞机在跑道上滑行的距离为，D错误。
8．【答案】AD
【解析】设列车加速度大小为a，则，所以，A正确，B错误；由，可得，C错误，D正确。
9．【答案】AC
【解析】设质点做匀加速直线运动的初速度为，加速度为，在某段位移x后速度变为原来的2倍可得，紧接着在时间t末的速度为，时间t末的内动能变为时间t初的4倍，根据动能表达式可知，联立解得，，AC正确，BD错误。
10．【答案】BD
【解析】整个过程的逆过程是初速度为0的匀加速直线运动，倒数第3 s内的位移大小为1.0 m，则，代入数据得a＝0.4m/s2，故A错误，B正确；由速度公式可知初速度v0＝at0＝0.4×20m/s＝8m/s，所以在1s末的速度v1＝v0－at1＝8m/s－0.4×1m/s＝7.6m/s，而第1s内的位移，故C错误，D正确。
11．【解析】(1)足球停止的时间
运动员延迟0.5s，追击的过程中运在动员加速的时间
由于
因此运动员的速度为10m/s。
(2)足球的位移
在前4.5s内，运动员的位移
接下来运动员匀速运动，所用时间
运动员追上足球的时间。
12．【解析】(1)演员从窗口下落至汽车平板所用时间为
汽车做匀速运动的速度大小为
由题意可知
解得。
(2)当车速为v＝6m/s时，则演员落点到车尾的距离为
设演员落在平板上之后运动的加速度大小为a，则演员从落至平板到速度增至车速所经历的时间为
时间内演员和车的位移大小分别为
，
由题意可知
解得。
13．【解析】(1)在火星表面自由落体，着陆器着陆时的速度为。
(2)第Ⅲ阶段加速度为
根据牛顿第二定律则有
动力减速装置给着陆器的反推力F的大小为。
(3)利用平均速度求得第Ⅱ、第Ⅲ阶段下落的高度分别为
从打开降落伞到悬停过程中（即Ⅱ、Ⅲ过程）的平均速度大小为
。