一、選擇題(在題后給的選項中,第1~4題只有一項符合題目要求,第5~9題有多項符合題目要求.)
1.在平直軌道上,勻加速向右行駛的封閉車廂中,懸掛著一個帶有滴管的容器,如圖K1-2-1所示,當?shù)喂芤来蔚蜗氯斡蜁r(設三滴油都落在車廂底板上),下列說法正確的是( )
A.這三滴油依次落在OA之間且后一滴比前一滴離O點遠圖K1-2-1
B.這三滴油依次落在OA之間且后一滴比前一滴離O點近
C.這三滴油依次落在OA間同一位置上
D.這三滴油依次落在O點上
【答案】C
2.(2015年安徽模擬)一個質(zhì)點正在做勻加速直線運動,用固定的照相機對該質(zhì)點進行閃光照相,閃光時間間隔為1 s,分析照片得到的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)質(zhì)點在第 1次、第2次閃光的時間間隔內(nèi)移動了0.2 m;在第3次、第4次閃光的時間間隔內(nèi)移動了0.8 m,由上述條件可知( )
A.質(zhì)點運動的加速度是0.6 m/s2
B.質(zhì)點運動的加速度是0.3 m/s2
C.第1次閃光時質(zhì)點的速度是0.1 m/s
D.第2次閃光時質(zhì)點的速度是0.3 m/s
【答案】B
【解析】由Δx=aT2和逐差法可得質(zhì)點運動的加速度是0.3 m/s2,選項A錯誤,B正確;第1次、第2次閃光的時間間隔內(nèi)中間時刻的速度v=0.2 m/s,第1次閃光時質(zhì)點的速度是v1=v-aT/2=(0.2-0.3×0.5) m/s=0.05 m/s,第2次閃光時質(zhì)點的速度是v2=v+aT/2=(0.2+0.3×0.5) m/s=0.35 m/s,選項C、D錯誤.
3.一物體做勻加速直線運動,通過一段位移Δx所用的時間為t1,緊接著通過下一段位移Δx所用的時間為t2.則物體運動的加速度為( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】物體做勻加速直線運動,故某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度.設v1=,v2=,由加速度定義式a=得a==,故選項A正確,選項B、C、D錯誤.
4.蹦床運動要求運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中動作.為了測量運動員躍起的高度,訓練時可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器,利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力,并在計算機上作出壓力-時間圖象,假如作出的圖象如圖K1-2-2所示.設運動員在空中運動時可視為質(zhì)點,則運動員躍起的最大高度為(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年韶關(guān)十校檢測)做勻變速直線運動的質(zhì)點,先后經(jīng)過A、B、C三點,已知AB=BC,質(zhì)點在AB段和BC段的平均速度分別為v1和v2,根據(jù)以上條件可以求出( )
A.質(zhì)點在AC段的運動時間
B.質(zhì)點在AC段的平均速度
C.質(zhì)點運動的加速度
D.質(zhì)點在C點的瞬時速度
【答案】BD
【解析】設AB段用時為t1,BC段用時為t2,則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);顯然選項A、C不可求出.
6.(2015年哈爾濱模擬)小球A從離地面20 m高處做自由落體運動,小球B從A下方的地面上以20 m/s的初速度做豎直上拋運動.兩球同時開始運動,在空中相遇,取g=10 m/s2( )
A.兩球相遇時速率都是10 m/s
B.兩球相遇位置離地面10 m高
C.開始運動1 s后相遇
D.兩球在空中相遇兩次
【答案】AC
【解析】設經(jīng)時間t相遇,則由hA=gt2,hB=v0t-gt2,h=hA+hB,解出t=1 s,hB=15 m,故選項B錯誤,C正確;vA=gt=10 m/s,故選項A正確;A在空中運動的時間tA==2 s,B在空中運動到最高點的時間tB==2 s,故兩球在空中只能相遇一次,選項D錯誤.
7. 取一根長2 m左右的細線、5個鐵墊圈和一個金屬盤.在線端系上第一個墊圈,隔12 cm再系一個,以后墊圈之間的距離分別為36 cm、60 cm、84 cm,如圖K1-2-3所示,站在椅子上,向上提起線的上端,讓線自由垂下且第一個墊圈緊靠放在地面上的金屬盤內(nèi).松手后開始計時,若不計空氣阻力,則第2、3、4、5個墊圈( )
A.落到盤上的聲音時間間隔越來越大圖K1-2-3
B.落到盤上的聲音時間間隔相等
C.依次落到盤上的速率關(guān)系為1∶2∶3∶4
D.依次落到盤上的時間關(guān)系為 1∶(-1)∶(-)∶(2-)
【答案】BC
【解析】墊圈之間的距離分別為12 cm、36 cm、60 cm、84 cm,滿足1∶3∶5∶7的關(guān)系,因此時間間隔相等,依次落到盤上的時間關(guān)系為1∶2∶3∶4,選項A、D錯誤,B正確;各個時刻末的速度之比應為1∶2∶3∶4,選項C正確.
8.如圖K1-2-4所示,在光滑的斜面上放置3個相同的小球(可視為質(zhì)點),小球1、2、3距斜面底端A點的距離分別為x1、x2、x3,現(xiàn)將它們分別從靜止釋放,到達A點的時間分別為t1、t2、t3,斜面的傾角為θ.則下列說法正確的是( )
A.==
B.>>
C.==圖K1-2-4
D.若θ增大,則的值減小
【答案】BC
9. (2015年廣東百校聯(lián)考)物體以速度v勻速通過直線上的A、B 兩點,所用時間為t.現(xiàn)在物體從A點由靜止出發(fā),先做勻加速直線運動(加速度大小為a1),到某一最大速度vm后立即做勻減速直線運動(加速度大小為a2),至B點速度恰好減為0,所用時間仍為t, 則物體的( )
A.vm與a1、a2的大小有關(guān)
B.vm與a1、a2的大小無關(guān)
C.a1、a2必須是一定的
D.a1、a2必須滿足=
【答案】BD
【解析】由=vt=t1+t2=t,得vm=2v,與a1、a2的大小無關(guān),故選項A錯誤,B正確;由t1=,t2=,得t=+,即得=,故選項D正確.
二、非選擇題
10.屋檐上每隔相同的時間間隔滴下一滴水,當?shù)?滴正欲滴下時,第1滴剛好到達地面,而第3滴與第2滴分別位于高為1 m的窗戶的上、下沿,如圖K1-2-5 所示,求:(g取10 m/s2)
(1)此屋檐離地面的高度;
(2)滴水的時間間隔.
(1)3.2 m (2)0.2 s圖K1-2-5
【解析】由題圖可知如果將這5滴水的運動等效為1滴水的自由落體,并且將這1滴水運動的全過程分成時間相等的4段,設時間間隔為T,則這1滴水在0時刻、T末、2T末、3T末、4T末所處的位置,分別對應圖示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所處的位置,據(jù)此可作出解答.
方法一:設屋檐離地面高為h,滴水間隔為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.
聯(lián)立以上各式,得T=0.2 s.
則屋檐高h=g(4T)2=3.2 m.
方法二:比例法
(1)由于初速度為零的勻加速直線運動從開始運動起,在連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移比為1∶3∶5∶7∶…∶(2n-1),據(jù)此令相鄰2水滴之間的間距從上到下依次是x3x∶5x∶7x.由題意知窗高為5x,則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,得滴水的時間間隔
T== s=0.2 s.
方法三:平均速度法
設滴水間隔為T,則水滴經(jīng)過窗子過程中的平均速度==,據(jù)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,則h=g(4T)2=3.2 m.
11.(2015年河源質(zhì)檢)甲、乙兩輛汽車都從靜止出發(fā)做加速直線運動,加速度方向一直不變.在第一段時間間隔內(nèi),兩輛汽車的加速度大小不變,汽車乙的加速度大小是甲的2倍;在接下來的相同時間間隔內(nèi),汽車甲的加速度大小增加為原來的2倍,汽車乙的加速度大小減小為原來的一半.求甲、乙兩車各自在這兩段時間間隔內(nèi)走過的總路程之比.
5∶7
【解析】設汽車甲在第一段時間間隔末(t0時刻)的速度為v,第一段時間間隔內(nèi)行駛的路程為s1,加速度為a;在第二段時間間隔內(nèi)行駛的路程為s2.由運動學公式,得
v=at0,
s1=at,
s2=vt0+(2a)t.
設汽車乙在t0時刻的速度為v′,在第一、二段時間間隔內(nèi)行駛的路程分別為s1′、s2′.同樣有
v′=(2a)t0,
s1′=(2a)t,
s2′=v′t0+at.
設甲、乙2車行駛的總路程分別為s、s′,則有
s=s1+s2,
s′=s1′+s2′.
聯(lián)立以上各式,解得甲、乙2車各自行駛的總路程之比為=.
12.(2014年山東卷)研究表明,一般人的剎車反應時間(即圖K1-2-6甲中的剎車反應過程所用時間),t0=0.4 s,但飲酒會引起反應時間延長.在某次試驗中,志愿者少量飲酒后駕車以v0=72 km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛.從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止,行駛距離為L=39 m,減速過程中汽車位移x和速度v的關(guān)系曲線如圖所示,此過程可以視為勻變速直線運動.取重力加速度g=10 m/s2,求
圖K1-2-6
(1)減速過程中的加速的大小和所用時間;
(2)飲酒使試驗者的反應時間延長了多少?
(3)減速過程中汽車對志愿者作用力的大小與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)設減速過程汽車加速度的大小為a,所用時間為t,由題可得初速度v0=20 m/s,末速度vt=0,位移s=25 m,由運動學公式得:
v=2as
t=
得a=8 m/s2
t=2.5 s.
(2)設志愿者反應時間為t′,反應時間的增量為Δt,由運動學公式得
L=v0t′+s
Δt=t′-t0
代入數(shù)據(jù)得Δt=0.3 s.
(3)設志愿者所受合外力的大小為F,汽車對志愿者作用力的大小為F0,志愿者質(zhì)量為m,由牛頓第二定律得
F=ma
由平行四邊形定則得F=F2+(mg)2
代入數(shù)據(jù)得:=.