2021版高考物理一轮复习课时规范练2匀变速直线运动的规律及应用含解析

2021版高考物理一轮复习课时规范练2匀变速直线运动的规律及应用含解析

课时规范练2　匀变速直线运动的规律及应用 ‎1.(匀变速直线运动规律的应用)(2019·甘肃兰州一中检测)物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第3 s内通过的位移是3 m,下列说法正确的是(　　)‎ A.第3 s内物体的平均速度是1 m/s B.物体的加速度是1.0 m/s2‎ C.前3 s内物体的位移是5.4 m D.3 s末物体的速度是4 m/s ‎2.(匀变速直线运动规律的应用)一个做匀加速直线运动的物体先后经过A、B两点的速度分别为v1和v2,则下列结论中不正确的有(　　)‎ A.物体经过AB位移中点的速度大小为v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎ B.物体经过AB位移中点的速度大小为v‎1‎‎2‎‎+‎v‎2‎‎2‎‎2‎ C.物体通过AB这段位移的平均速度为v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎ D.物体通过AB这段位移所用时间的中间时刻的速度为v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎ ‎3.(匀变速直线运动规律的应用)(2019·湖南长沙模拟)如图所示,很小的木块由静止开始沿斜面下滑,经时间t后进入一水平面,两轨道之间用长度可忽略的圆弧连接,再经2t时间停下,则木块在斜面上与在水平面上位移大小之比和加速度大小之比分别为(　　)‎ A.1∶2　2∶1 ‎ B.1∶2　1∶2‎ C.2∶1　2∶1 ‎ D.2∶1　1∶2‎ 9‎ ‎4.(多选)(刹车问题)(2019·湖南娄底模拟)一汽车在水平面上运动,当它开始刹车时,其位移与时间的关系是x=12t-2t2(m),其中t的单位是s,则此汽车(　　)‎ A.经6 s停下来 B.2 s末的速度是8 m/s C.刹车过程中行驶的距离是18 m D.全程的平均速度是6 m/s ‎5.(多选)(双向可逆类运动)(2019·山东济南调研)如图所示,木板与水平地面间的夹角θ=30°,可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以v0=10 m/s的初速度沿木板向上运动,g取10 m/s2。则以下结论正确的是(　　)‎ A.小木块与木板间的动摩擦因数为‎3‎‎3‎ B.小木块经t=2 s沿木板滑到最高点 C.小木块在t=2 s时速度大小为10 m/s,方向沿木板向下 D.小木块滑到最高点后将静止不动 ‎6.(自由落体运动)(2019·安徽滁州联考)将一个小球从报废的矿井口由静止释放后做自由落体运动,4 s末落到井底。该小球开始下落后第2 s内和第4 s内的平均速度之比是(　　)‎ A.1∶3 B.2∶4 ‎ C.3∶7 D.4∶16‎ ‎7.(自由落体运动)(2019·山东平度期末)假设一位同学在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为2 kg的物体从一定的高度自由下落,测得物体在第5 s内的位移是18 m,则(　　)‎ A.物体在第2 s末的速度大小是20 m/s B.物体在第5 s内的平均速度大小是3.6 m/s C.物体在前2 s内的位移大小是20 m 9‎ D.物体在前5 s内的位移大小是50 m ‎8.(竖直上抛运动)不计空气阻力,以一定的初速度竖直上拋一物体,从拋出至回到拋出点的时间为t,现在物体上升的最大高度的一半处设置一块挡板,物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为(　　)‎ A.0.5t B.0.4t ‎ C.0.3t D.0.2t 素养综合练 ‎9.(多选)观察水龙头,在水龙头出水口出水的流量(单位时间内通过任一横截面的水的体积)稳定时,发现自来水水流不太大时,从水龙头中连续流出的水会形成一水柱。现测得某水龙头处高为H的水柱上端横截面面积为S1,下端横截面面积为S2,重力加速度为g,不计空气阻力,以下说法正确的是(　　)‎ A.水柱是上细下粗 B.水柱是上粗下细 C.该水龙头出水的流量是S1S2‎‎2gHS‎1‎‎2‎‎-‎S‎2‎‎2‎ D.该水龙头出水的流量是‎2gHS‎1‎‎2‎‎+‎S‎2‎‎2‎ ‎10.一质点做匀变速直线运动,加速度大小为a,初速度大小为v,经过一段时间速度大小变为2v,这段时间内的路程与位移大小之比为5∶3,则下列叙述正确的是(　　)‎ A.在该段时间内质点运动方向不变 B.这段时间为‎3va C.这段时间的路程为‎3‎v‎2‎‎2a D.再经过相同的时间质点速度大小为3v 9‎ ‎11.一个小球从125 m高处自由落下,求小球落地所用的时间。如果每隔一段相等的时间就自由落下一个相同的小球,当第11个小球刚从125 m高处下落时,第1个小球恰好到达地面,求此时第3个小球与第5个小球相距的长度。(g取10 m/s2)‎ 9‎ 9‎ ‎12.‎ ‎(2019·宁夏育才中学月考)为确保校园道路安全,宁夏育才中学在南环校路设置的橡胶减速带如图所示,一汽车正以15 m/s的速度行驶在该路段,在离减速带50 m处该车开始做匀减速运动,结果以5 m/s的速度通过减速带,通过后立即以2.5 m/s2的加速度加速到原来的速度。汽车可视为质点,减速带的宽度忽略不计。求由于减速带的存在,汽车通过这段距离多用的时间。‎ 参考答案 课时规范练2　匀变速直线运动的规律及应用 ‎1.C　根据平均速度的定义可知,平均速度等于位移除以时间,所以第3s内的平均速度等于3m/s,A错误;第3s内的位移等于3m=‎1‎‎2‎a×9(m)-‎1‎‎2‎a×4(m),解得a=1.2m/s2,B错误;根据位移公式可得前3s内的位移为x=‎1‎‎2‎at2=5.4m,C正确;根据速度公式可知3s末的速度是3.6m/s,D错误。‎ 9‎ ‎2.A　物体做匀加速直线运动,先后经过A、B两点时的速度分别为v1和v2,对于匀变速直线运动,物体经过AB位移中点的速度大小为v‎1‎‎2‎‎+‎v‎2‎‎2‎‎2‎;物体通过AB这段位移的平均速度为v‎=‎v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎;而平均速度等于中间时刻的速度,故物体经过AB所用时间的中间时刻的速度大小应为v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎。故A错误,BCD正确。‎ ‎3.A　木块从斜面上滑下,做匀加速直线运动,到轨道交界处时速度为v,然后木块在水平面上做匀减速运动直到静止,可视为反向匀加速运动,则木块两段运动状态都为匀变速运动,且初末速度相同,故平均速度相同,为v‎2‎,则位移大小之比x1∶x2=v‎2‎t∶v‎2‎·2t=1∶2,加速度大小之比a1∶a2=vt‎∶‎v‎2t=2∶1,故A正确。‎ ‎4.CD　根据x=v0t+‎1‎‎2‎at2=12t-2t2(m),解得初速度为v0=12m/s,加速度为a=-4m/s2,汽车速度减为零的时间为t0=‎0-‎v‎0‎a‎=‎‎-12‎‎-4‎s=3s,选项A错误;2s末的速度是v2=v0+at=(12-4×2)m/s=4m/s,选项B错误;刹车过程中汽车行驶的距离为x=v0t0+‎1‎‎2‎at‎0‎‎2‎=(12×3-2×9)m=18m,故选项C正确;全程的平均速度是v‎=‎xt‎0‎=6m/s,选项D正确,故选C、D。‎ ‎5.AD　小木块在木板上恰好匀速下滑时,有mgsinθ=μmgcosθ,解得μ=‎3‎‎3‎,A正确;小木块沿木板上滑过程中,由牛顿第二定律可得mgsinθ+μmgcosθ=ma,可得小木块上滑过程中匀减速的加速度大小为a=10m/s2,故小木块上滑的时间t上=v‎0‎a=1s,此时小木块速度为零,因有mgsinθ=μmgcosθ,且最大静摩擦力fm>μmgcosθ,故小木块将静止在最高点,D正确,B、C错误。‎ ‎6.C　根据公式v=gt可得,第1s末小球的速度为:v1=g,第2s末小球的速度为v2=2g,所以第2s内的平均速度为v‎1‎‎=v‎1‎‎+‎v‎2‎‎2‎=‎‎3‎‎2‎g。第3s末物体的速度为v3=3g,第4s末小球的速度为v4=4g,所以第4s内的平均速度为v‎2‎‎=v‎3‎‎+‎v‎4‎‎2‎=‎‎7‎‎2‎g。故v‎1‎‎∶‎v‎2‎=3∶7,故选C。‎ ‎7.D　设该星球表面的重力加速度为g',由自由下落的物体在第5s内的位移是18m,可得‎1‎‎2‎g'×(5s)2-‎1‎‎2‎g'×(4s)2=18m,得g'=4m/s2‎ 9‎ ‎,所以第2s末的速度大小为8m/s,选项A错误;第5s内的平均速度大小为18m/s,选项B错误;物体在前2s内的位移大小是‎1‎‎2‎g'×(2s)2=8m,选项C错误;物体在前5s内的位移大小是‎1‎‎2‎g'×(5s)2=50m,选项D正确。‎ ‎8.C　物体下降时间为0.5t,故高度为h=‎1‎‎2‎gt‎2‎‎2‎=‎‎1‎‎8‎gt2‎ 物体自由落体运动0.5h过程,有h‎2‎‎=‎1‎‎2‎gt‎1‎‎2‎ 联立解得t1=‎2‎‎4‎t 故第二次物体上升和下降的总时间t'=t-2t1=t-‎2‎‎2‎t≈0.3t。故选C。‎ ‎9.BC　由于单位时间内通过任一横截面的水的体积相等,设Δt时间内通过水柱任一横截面的水的体积为V,V=vΔtS,开始时水流速度小,横截面积大,向下运动过程中速度增大,横截面积变小,所以水柱是上粗下细,A错误,B正确;高为H的水柱上端速度为v1=VS‎1‎Δt,下端速度为v2=VS‎2‎Δt,根据v‎2‎‎2‎‎-‎v‎1‎‎2‎=2gH,解得出水的流量VΔt=S1S2‎2gHS‎1‎‎2‎‎-‎S‎2‎‎2‎,C正确,D错误。‎ ‎10.B　质点做匀变速直线运动,所以加速度不变,若为单向直线运动,则路程等于位移大小,根据题意可知,路程和位移大小之比为5∶3,可知,质点一定做往返运动,选项A错误;根据匀变速直线运动速度公式,可知这段时间为t=‎-2v-v‎-a‎=‎‎3va,选项B正确;这段时间的位移为:x=‎4v‎2‎-‎v‎2‎‎2a‎=‎‎3‎v‎2‎‎2a,根据题意可知路程为:s=‎5‎‎3‎x=‎5‎v‎2‎‎2a,选项C错误;再经过相同的时间质点的速度为v'=v-2at=v-a‎6va=-5v,速度大小为5v,选项D错误。综上本题选B。‎ ‎11.答案 5 s　35 m 解析 设小球落地所用时间为t,则:h=‎1‎‎2‎gt2‎ 解得:t=5s 由题意可知每间隔0.5s自由落下一个小球,第3个小球下落的时间为t1=(5-1)s=4s,‎ 第5个小球下落的时间t2=(5-2)s=3s 9‎ 第3个小球下落的距离h1=‎1‎‎2‎gt‎1‎‎2‎=80m 第5个小球下落的距离h2=‎1‎‎2‎gt‎2‎‎2‎=45m 第3个小球与第5个小球的距离Δh=h1-h2=(80-45)m=35m ‎12.答案 3 s 解析 汽车做匀减速直线运动,v2-v‎0‎‎2‎=2ax可得,‎ 加速度:a=-2m/s2,‎ 减速需要的时间:t1=v-‎v‎0‎a=5s,‎ 汽车加速的时间:t2=v‎0‎‎-va'‎=4s,‎ 加速的位移:x2=v+‎v‎0‎‎2‎t2=40m,‎ 汽车通过的总位移x=x1+x2=90m,‎ 汽车匀速通过这段距离所用的时间t=xv=6s,‎ 多用的时间Δt=t1+t2-t=3s。‎ 9‎