2019学年高一物理 暑假作业2 匀变速直线运动的研究（无答案） 新版

2019学年高一物理 暑假作业2 匀变速直线运动的研究（无答案） 新版

暑假作业2 匀变速直线运动的研究 参考时间：50分钟 完成时间： 月 日　‎ 一．单选题（共6小题）‎ ‎1．一个静止的质点，在0～5s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F 随时间t的变化图线如图所示．则质点在（　　）‎ A．第2s末速度方向改变 B．第2s末加速度为零 C．第4S末运动速度为零 D．第4s末回到原出发点 ‎*2．甲、乙两物体相距S，同时同向运动，甲在前做初速度为v1、加速度为a1的匀加速直线运动，乙在后做初速度为v2、加速度为 a2的匀加速直线运动，若运动范围不受限制，下列说法正确的是（　　）‎ A．若a2＞a1，两物体一定会相遇 B．若a2＜a1，两物体一定不会相遇 C．若v2＞v1，两物体一定会相遇 D．若v2＜v1，两物体一定会不相遇 ‎3．一物体做加速直线运动，依次经过A、B、C三位置，B为AC的中点，物体在AB段的加速度为a1，在BC段的加速度为a2．现测得B点的瞬时速度 vB=（vA+vC），则a1与a2的大小关系为（　　）‎ A．a1＞a2 B．a1=a‎2 ‎C．a1＜a2 D．无法比较 ‎4．一物体从t0=0时刻开始做匀减速直线运动，设位移中点时刻为t1，速度为v1，中间时刻为t2，速度为v2，下列说法正确的是（　　）‎ A．t1=t2，v1=v2 B．t1＞t2，v1＞v‎2 ‎C．t1＜t2，v1＜v2 D． t1＜t2，v1＞v2‎ ‎5．如图所示，AB段是一质点匀变速直线运动的s﹣t图象，从图象中所给的数据可以确定（　　）‎ 10‎ A．质点在AB段的平均速度大于‎4m/s B．质点在3.5s时的速度等于‎4m/s C．质点在‎8m时的速度等于‎4m/s D．质点在‎8m时的速度小于‎4m/s ‎6．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（　　）‎ A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关 二．多选题（共2小题）‎ ‎7．把A、B两小铁球从楼顶的P点释放．第一种方式：A比B早1s从P点释放；第二种方式：把两球用lm长的轻绳拴起来，在P点手握B球把A球提起同时释放，如阁所示．从A被释放起计时，则在A、B下落的过程中，下列判断正确的是（取g=‎10m/s2）（　　）‎ A．第一种方式，以B为参考系，A相对B静止，且A、B间隔保持‎5m不变 B．第一种方式，以B为参考系，A以l‎0m/s速度匀速下落 10‎ C．第二种方式，若H=‎6m，h=‎3m，则A、B全部通过窗户用时（﹣）s D．不论采用哪种方式，若从更高处释放两小球，两球落地时间差都将减小 ‎8．质点A从某一高度开始自由下落的同时，由地面竖直上抛质点B（不计空气阻力）．两质点在空中相遇时速率相等，假设A、B互不影响，继续各自的运动．对两物体的运动情况有以下判断正确的是（　　）‎ A．两物体落地速率相等 B．相遇时A、B的位移大小之比为1：3‎ C．两物体在空中运动时间相等 D．落地前任意时刻两物体的机械能都相等 三．填空题（共2小题）‎ ‎9．如图甲所示，打点计时器固定在斜面上，让一滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下图乙是某同学实验时打出的某条纸带的一段．‎ ‎（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用该纸带中测出的数据可得滑块下滑的加速度大小a=　 　m/s2（保留两位有效数字）‎ ‎（2）为了测出滑块与斜面间的摩擦力，该同学已经测出斜面的长度l和高度h及加速度a，又已知重力加速g，他还需要测量的物理量是　 　，利用已知量和测得的量表示摩擦力的大小f=　 　．‎ ‎10．利用水滴下落可以测出当地的重力加速度g，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有一个正在下落中的水滴．测出水龙头到盘子间距离为h，再用秒表测时间，以第一个水滴离开水龙头开始计时，到第N个水滴落在盘中，共用时间为t，则重力加速度g=　 　．‎ 四．解答题（共2小题）‎ ‎11．在限速‎110km/h的高速公路上有一超声波测速仪正对一辆行驶的小汽车进行测速，测速仪每间隔T=1s发射一个超声波脉冲，测速仪接收到第一个脉冲的时间是t1=0.60s，接收到第二个脉冲的时间是t2‎ 10‎ ‎=0.44s，问此汽车是否超速？（超声波在空气中的传播速度为v1=‎340m/s）‎ ‎12．如图所示的水平传送带以速度v=‎2m/s匀速运动，传送带把一煤块从A运送到B，A、B相距L=‎10m，若煤块在A处是由静止放在皮带上，经过6s可以到达B处，求：‎ ‎（1）煤块在A、B间运动的加速度． ‎（2）煤块在皮带上留下的痕迹的长度．‎ ‎（3）若改变传送带的速度为另一数值，则到达B的时间亦改变，求煤块以最短时间到达B时传送带的最小速度． ‎　‎ 10‎ 参考答案与试题解析　　‎ ‎1．‎ ‎【解答】解：根据题意可知合力随时间周期性变化，‎ 故根据牛顿第二定律F=ma可得 物体的加速度a=，‎ 故在0﹣1s内物体做加速度为a1匀加速直线运动，‎ 在1﹣2s内物体做加速度为a2的匀减速直线运动，‎ 由于F1=﹣F2‎ 故a1=﹣a2≠0。‎ 故B错误。‎ 由于加速度图象与时间轴围成的面积等于物体速度的变化量，‎ 而物体的初速度为0，加速度a大于零，‎ 故物体运动的方向保持不变，即一直向前运动。‎ 故A、D错误。‎ 由于a1=﹣a2，故0﹣1s内增加的速度等于1﹣2s内减少的速度。‎ 故第2s末物体的速度等于t=0时的速度。即第二秒末物体的速度为0。‎ 同理t=4s时物体运动速度为零。‎ 故C正确。‎ 故选：C。‎ ‎2．‎ ‎【解答】解：设经过t相遇 解得：t=‎ A、当a2＞a1，t一定有一个正实数解，A正确。‎ B、当a2＜a1，若v1＜v2，且（v1﹣v2）2+2（a2﹣a1）S≥0‎ t可能有一个正实数解，B错误；‎ C、若v2＞v1，当a2＜a1，且（v1﹣v2）2+2（a2﹣a1）S＜0则t无解，C错误；‎ 10‎ D、若v2＜v1，当a2＞a1，t一定有一个正实数解，D错误。‎ 故选：A。‎ ‎3．‎ ‎【解答】解：如果物体从A至C的过程中是作匀加速直线运动，则物体的速度图线如图1所示，‎ ‎∵B点是AC的中点，很显然可以看出图线下所对应的面积 s1≠s2，要满足s1=s2的条件，时间t1必须要向右移 至图2所示的位置，又∵vB=（vA+vC），这是从A 至B匀加速运动过程中的中间时刻的瞬时速度，即 t1=t2时刻的瞬时速度，但t1时刻所对应的位置又不 是AC的中点（∵s1≠s2），要同时满足s1=s2和vB=（vA+vC）的条件，将图1中的时刻t1沿t轴向右移至满足s1=s2位置处，如图2所示，再过vB=（vA+vC）点作平行于时间轴t的平行线交于B点，连接AB得到以加速度a1运动的图线，连接BC得到以加速度a2运动的图线，比较连线AB和BC的斜率大小，不难看出a2＞a1，∴C选项正确 故选：C。‎ ‎4．‎ ‎【解答】解：对于前一半路程，有 ‎2a‎=①‎ 整个匀减速过程，有 ‎2ax=②‎ 由①②得：③‎ 10‎ 而中点时刻的速度等于平均速度，‎ 所以④‎ 由③④得：=﹣=‎ 因为是匀减速运动，v＜v0‎ 所以＞0‎ 所以v1＞v2‎ 因为物体做匀减速运动，且v1＞v2，所以物体先运动到位移中点，后到中间时刻 所以t1＜t2‎ 故选：D。　‎ ‎5．‎ ‎【解答】解：A、图线AB段对应时间内物体的位移为‎4m，时间为1s，故物体的平均速度为‎4m/s，故A错误；‎ B、质点做匀变速直线运动，根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度得到第四秒内的平均速度等于3.5s时物体的瞬时速度，故质点在3.5s时的速度等于‎4m/s，故B正确；‎ C、位移时间图线上某点的斜率表示该点对应时刻物体的速度，由于图线向上倾斜，故物体做加速运动，故第4s内的前一半时间内物体的位移小于后一半时间物体的位移，故物体到达第‎8m时刻在后一半时间，故质点在‎8m时的速度大于3.5s的速度，故C错误，D也错误；‎ 故选：B。　‎ ‎6．‎ ‎【解答】解：A、B、伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，并证明了速度随时间均匀变化，故A错误，B正确；‎ C、不论斜面光滑与不光滑，当斜面的长度一定时，小球滑到斜面地的速度都与斜面的倾角有关，且倾角越大，小球滑到斜面底端的速度就越大；故C错误；‎ D、斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小，故D错误；‎ 故选：B。‎ ‎【点评】本题关键要明确伽利略对自由落体运动的研究的实验过程，可以通过阅读课本了解，同时实验事实与理论应该是一致的，故可结合匀变速运动的知识求解．‎ ‎7．‎ 10‎ ‎【解答】解：A、选取向下为正方向，小球A下落1s时刻的速度：v0=gt0=10×1=‎10m/s；‎ 下落的距离：m ‎1s后A的位移与时间的关系：‎ B的位移与时间的关系：‎ 则A与B之间的距离：△x=xA﹣xB=v0t 可知，B与A之间的距离将越来越大。故A错误；‎ B、1s后A的速度随时间的变化：vA=v0+gt B的速度随时间的变化：vB=gt 则有：vA﹣vB=v0‎ 可知，以B为参考系，A以l‎0m/s速度匀速下落。故B正确；‎ C、第二种方式，若H=‎6m，h=‎3m，A到达窗户上沿的时间：s B到达窗户的下沿的时间：s 则A、B全部通过窗户用时：（s）。故C正确；‎ D、第一种方式时，A先下落1s，由于运动的规律相同，所以B球将落后1s时间到达地面，与下落的高度无关；‎ 第二种方式它们的距离差不变，若从更高处释放两小球，两球落地时间差将减小。故D错误。‎ 故选：BC。‎ ‎8．‎ ‎【解答】解：‎ A、两物体在空中相遇时（即到达同一水平高度）的速率都是v，有上抛运动的对称性知A竖直上抛运动的最高点位置是B自由落体运动的抛出点，故两物体落地速率相等，故A正确；‎ B、自由落体运动在开始的两个连续相等的时间间隔内的位移之比为1：3，故相遇时A、B的位移大小之比为1：3，故B正确；‎ C、两物体在空中相遇时（即到达同一水平高度）的速率都是v，有上抛运动的对称性知A竖直上抛运动的最高点位置是B自由落体运动的抛出点，故物体A在空中运行的总时间是物体B的两倍，所以落地时刻不同。故C错误；‎ D、两个物体的质量不一定相等，故机械能不一定相等，故D错误；‎ 故选：AB。‎ 10‎ ‎9．‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）交流电的频率为50Hz，故两点之间的时间为0.02s，由△x=aT2可得滑块的加速度为：‎ ‎（2）滑块受重力和摩擦力作用而下滑，由牛顿第二定律可得：‎ mgsinθ﹣f=ma sinθ=‎ 解得：‎ 故需要测量滑块的质量m．‎ 故答案为：（1）4.0；‎ ‎（2）滑块的质量m；．‎ ‎10．‎ ‎【解答】解：从第一滴水离开水龙头开始，到第N滴水落至盘中（即N+2滴水离开水龙头），共用时间为t（s），知道两滴水间的时间间隔为△t=，所以水从水龙头到盘子的时间为t′=，根据h=gt′2，g====．‎ 故本题答案为：．　‎ ‎11．‎ ‎【解答】解：第一次发射的声波与汽车接触时，测速仪与汽车的位移为：；‎ 第二次发射的声波与汽车接触时，测速仪与汽车的位移为：；‎ 汽车在两次接收到声波时的运动时间为：t=T﹣t1+（）=T+=‎ 10‎ ‎；‎ 故汽车速度为：v=；‎ 故汽车不超速．‎ 答：汽车不超速．　‎ ‎12．‎ ‎【解答】解：（1）煤块从A处无初速度放在传送带上以后，将在摩擦力作用下做匀加速运动，若一直做匀加速直线运动，整个过程的平均速度小于等于，因为＞，这表明煤块从A到B先做匀加速运动，后做匀速运动．‎ 设煤块做匀加速运动的加速度为a，加速的时间为t1，相对地面通过的位移为x，则有 v=at1，x=，x+v（t﹣t1）=L．‎ 数值代入得a=‎1 m/s2．‎ ‎（2）当煤块的速度达到‎2m/s时，煤块的位移．煤块运行的时间．‎ 此时传送带的位移x2=vt=2×‎2m=‎4m．‎ 则煤块相对于传送带的位移△x=x2﹣x1=‎2m．‎ 所以痕迹的长度为‎2m．‎ ‎（3）要使煤块从A到B得时间最短，须使它始终做匀加速直线运动，至B点时速度为运送时间最短所对应的皮带运行的最小速度．‎ ‎ 由v2=2aL，得v=．‎ 故煤块以最短时间到达B时传送带的最小速度为．　‎ 10‎