2011年高考物理二轮复习内化提升直线运动章末自测_

2011年高考物理二轮复习内化提升：直线运动章末自测
时间：90分钟 满分：100分
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分)
1．(2009年福建厦门质检)北京奥运火炬实现了成功登上珠峰的预定目标，如图1所示是火炬手攀登珠峰的线路图，请根据此图判断下列说法正确的是( )
图1
A ．由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬的位移
B ．线路总长度与火炬所走时间的比等于登山的平均速度
C ．在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点
D ．顶峰的重力加速度要比拉萨的重力加速度大
解析：火炬手所走路线的长度是路程，故A 错；路程与所用时间之比是平均速率，故B 错；重力加速度随高度的增加而减小，故D 错．
答案：C
图2
2．(2009年山东淄博期中)图2为一质点做直线运动的速度—时间图象，下列说法正确的是( )
A ．整个过程中，CE 段的加速度最大
B ．整个过程中，B
C 段的加速度最大
C ．整个过程中，
D 点所表示的状态离出发点最远
D ．BC 段所表示的运动通过的路程是34 m
解析：在速度—时间图象中，斜率代表加速度，CE 段的斜率最大，故该段的加速度最大，故选项A 正确；在D 点，运动方向发生改变，故D 点所表示的状态离出发点最远，选
项C 正确；在速度—时间图象中，图象与横轴所围的面积表示位移大小，故s BC ＝(5＋12)×42
m ＝34 m ，选项D 正确．
答案：ACD
图3
3．(2009年江苏启东期末)在08年北京奥运会中，牙买加选手博尔特是公认的世界飞人，在男子100 m 决赛和男子200 m 决赛中分别以9.69 s 和19.30 s 的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是( )
A ．200 m 决赛中的位移是100 m 决赛的两倍
B ．200 m 决赛中的平均速度约为10.36 m/s
C ．100 m 决赛中的平均速度约为10.32 m/s
D ．100 m 决赛中的最大速度约为20.64 m/s
解析：200 m 跑道是弯道，位移的大小不等于路程，故A 错；B 项所求速度是平均速率，不是平均速度，故B 错；从题中所给条件无法求得最大速度，故D 错．
答案：C
4．(2009年安徽合肥质检)一个做变速直线运动的物体，加速度逐渐减小到零，那么该物体的运动情况可能是( )
A ．速度不断增大，到加速度为零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动
B ．速度不断减小，到加速度为零时，物体运动停止
C ．速度不断减小到零，然后向相反方向做加速运动，而后物体做匀速直线运动
D ．速度不断减小，到加速度为零时速度减小到最小，而后物体做匀速直线运动
解析：加速度大小与速度大小之间无必然联系，速度是增加还是减小取决于加速度和初速度的方向．若初始时刻a 、v 同向，则加速；若初始时刻a 、v 反向，则减速．最终加速度为零，物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，故选项ABCD 均正确．
答案：ABCD
5．(2009年湖北重点中学二联)某物体由静止开始做变加速直线运动，加速度a 逐渐减小，经时间t 物体的速度变为v ，物体在t 时间内的位移为s .下列说法正确的是( )
A ．s <v 2t
B ．s ＝v 2
t C ．s >v 2
t D ．无法判断 解析：
图4
由质点运动情况可画出质点运动的速度—时间图象，如图4所示．从图象容易得出质点位移s >v 2
t . 答案：C
图5
6．(2009年山东烟台检测)如图5，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a 和b .a 球质量为2m ，静置于地面；b 球质量为3m ，用手托住b 球，此时b 球离地高度为h ，轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b 后，a 可能达到的最大高度为( )
A ．h
B ．0.2h
C ．2h
D ．1.2h
解析：在b 球落地前，a 先向上做匀加速运动，由整体法得a ＝(3m －2m )g 3m ＋2m
＝15g ，a 上升高度为h 时的速度为v ＝2ah ；之后a 做竖直上抛，加速度为g ，设上升的距离为h ′，则v ＝2gh ′，解得h ′＝0.2h .所以a 可能达到的最大高度为H ＝1.2h ，选项D 正确．
答案：D
图6
7．(2009年江苏联考)利用速度传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图象．某同学在一次实验中得到的运动小车的速度—时间图象如图6所示，以下说法错误的是( )
A ．小车先做加速运动，后做减速运动
B ．小车运动的最大速度约为0.8 m/s
C ．小车的位移一定小于8 m
D ．小车做曲线运动
解析：在速度—时间图象中，图线与横轴所围的面积表示位移，每一个小方格面积代表位移s 0＝0.1 m ，小方格的数目大于80，故小车的位移一定大于8 m ；纵轴表示速度只有正、负两种数值，故只代表直线运动，选项D 是错误的．本题选择错误的选项，故本题选D.
答案：D
8．物体沿一直线运动，它在某段时间内中间位置处的速度为v 1，在中间时刻的速度为v 2.则以下说法正确的是( )
A ．当物体做匀加速直线运动时，v 1>v 2
B ．当物体做匀减速直线运动时，v 1>v 2
C ．当物体做匀加速直线运动时，v 1<v 2
D ．当物体做匀减速直线运动时，v 1<v 2
解析：当物体做匀加速直线运动时，中间位置处在中间时刻的后面，所以v 1>v 2，选项A 对，C 错．当物体做匀减速直线运动时，中间位置处在中间时刻的前面，所以v 1>v 2，选项B 对，D 错．
答案：AB
图7
9．在2008年北京奥运会上，甲、乙两运动员分别参加了在主体育场举行的400 m 和100 m 田径决赛，且两人都是在最内侧跑道完成了比赛，则两人在各自的比赛过程中通过的位移大小x 甲、x 乙和通过的路程大小s 甲、s 乙之间的关系是( )
A ．x 甲>x 乙，s 甲<s 乙
B ．x 甲<x 乙，s 甲>s 乙
C ．x 甲>x 乙，s 甲>s 乙
D ．x 甲<x 乙，s 甲<s 乙
解析：田径场上的跑道如题图所示，400 m 比赛要从起点环绕跑道一圈，最内侧跑道的起点和终点重合．因此，路程s 甲＝400 m ，位移x 甲＝0，而100 m 比赛是直道，路程s 乙＝100 m ，位移x 乙＝100 m ，显然x 甲<x 乙，s 甲>s 乙，B 正确．
答案：B
10．在一根轻绳的上、下两端各拴一个小球，一人用手拿住上端的小球站在某高台上，放手后小球自由下落，两小球落地的时间差为Δt .如果将它们开始下落的高度提高一些，用同样的方法让它们自由下落，不计空气阻力，则两小球落地的时间差将( )
A ．减小
B ．增大
C ．不变
D ．无法判定
解析：开始下落时的高度越大，则下面的小球刚落地时，上面的小球速度越大，所以两球落地的时间差越小，故选A.
答案：A
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空与实验题(本题包括2小题，共20分．把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)
11．(6分)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了一条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个点取一个计数点，依打点先后编为0、1、2、3、4、5，由于不小心，纸带被撕断了，如图8所示，请根据给出的A 、B 、C 、D 四段纸带回答：
图8
(1)在B 、C 、D 三段纸带中选出纸带A 上撕下的那段应该是________．
(2)若使用的电源频率为50 Hz ，则打A 纸带时，物体的加速度大小是________ m/s 2. 解析：设相邻两个计数点间的位移为s 1、s 2、s 3、s 4、s 5，由s 2－s 1＝s 3－s 2＝s 4－s 3＝s 5
－s 4可知s 5＝54.0 mm ，故撕下的那段应该是C.加速度大小a ＝s 2－s 1T 2＝36.0－30.00.12×10－3m/s 2＝0.6 m/s 2.
答案：(1)C (2)0.6
12．(14分)某同学用图9所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：
图9
a ．安装好实验器材．
b ．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图10中0、1、2……6点所示．
图10
c ．测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：s 1、s 2、s 3……s 6.
d ．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．
e ．分别计算出s 1、s 2、s 3……s 6与对应时间的比值s 1t 1、s 2t 2、s 3t 3……s 6t 6
. f ．以s t 为纵坐标、t 为横坐标，标出s t 与对应时间t 的坐标点，画出s t
－t 图线． 结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有__________和__________．(填选项代号)
A ．电压合适的50 Hz 交流电源
B ．电压可调的直流电源
C ．刻度尺
D ．秒表
E ．天平
F ．重锤
图11
(2)将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在的位置如图11所示，则s 2＝________cm ，s 5＝__________cm.
(3)该同学在图12中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与2、
5两个计数点对应的坐标点，并画出s t －t 图线．
图12 (4)根据s t
－t 图线判断，在打0计数点时，小车的速度v 0＝__________m/s ；它在斜面上运动的加速度a ＝__________m/s 2.
解析：(1)打点计时器使用的电源为交流电源，利用刻度尺测量各点之间的距离．
(2)刻度尺的最小刻度为mm ，故要估读到0.1 mm ，即要读到0.01 cm 位．
(3)v 2＝30.08 cm/s ＝37.5 cm/s ，v 5＝13.200.2
cm/s ＝66 cm/s ，描出对应的两点，再连线即可得s t
－t 图线．
(4)由图线在纵轴上的截距可求得初速度，由s ＝v 0t ＋12at 2得s t ＝v 0＋12at ，在s t
－t 图线中斜率为a 2
，图线的斜率则表示加速度的一半． 答案：(1)A C (2)2.97～2.99 13.21～13.24
(3)如图13所示
图13
(4)0.16～0.20 4.50～5.10
三、计算题(本题包括4小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位)
图14
13．(9分)两个完全相同的物块A 、B ，质量均为m ＝0.8 kg ，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动．图14中的两条直线分别表示A 物块受到水平拉力F 作用和B 物块不受拉力作用的v －t 图象，求：
(1)物块A 所受拉力F 的大小；
(2)8 s 末物块A 、B 之间的距离s .
解析：(1)设A 、B 两物块的加速度分别为a 1、a 2，由v －t 图可得
a 1＝Δv 1Δt 1＝12－68－0
m/s 2＝0.75 m/s 2 ① a 2＝Δv 2Δt 2＝0－64－0
m/s 2＝－1.5 m/s 2，负号表示加速度方向与初速度方向相反． ② 算出(a ＝1.5 m/s 2同样给分)
对A 、B 两物块分别由牛顿第二定律得
F －f ＝ma 1 ③
f ＝ma 2 ④
由①～④式可得F ＝1.8 N.
(2)设A 、B 两物块8 s 内的位移分别为s 1、s 2，由图象得s 1＝12
×(6＋12)×8 m ＝72 m s 2＝12×6×4 m ＝12 m
所以s ＝s 1－s 2＝60 m
或用公式法求解得出正确答案的同样给分．
答案：(1)1.8 N (2)60 m
14．(10分)(2009湖南长沙月考)跳水是一项优美的水上运动，图15甲是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿．其中陈若琳的体重约为30 kg ，身高约为1.40 m ，她站在离水面10 m 高的跳台上，重心离跳台面的高度约为0.80 m ，竖直向上跃起后重心升高0.45 m 达到最高点，入水时身体竖直，当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，如图15乙所示，这时陈若琳的重心离水面约为0.80 m ．设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变．空气阻力可忽略不计，重力加速度g 取10 m/s 2.(结果保留两位有效数字)
图15
(1)求陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间；
(2)若陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2 m 处速度变为零，试估算水对陈若琳的阻力的大小．
解析：(1)陈若琳跃起后可看做竖直向上的匀减速运动，重心上升的高度h 1＝0.45 m
设上升过程用时间为t 1，利用上升过程的逆过程为自由落体可得：h 1＝12gt 21
解得t 1＝2h 1g
＝0.3 s 陈若琳从最高处自由下落到手触及水面的过程中重心下落的高度h ＝10.45 m
设下落过程的时间为t 2，则h ＝12gt 22
解得t 2＝2h g
＝ 2.09 s ≈1.4 s 陈若琳要完成一系列动作可利用的时间
t ＝t 1＋t 2＝1.7 s
(2)陈若琳的手触及水面到她的重心下沉到离水面约2.2 m 处的位移s ＝3.0 m
手触及水面时的瞬时速度v ＝2gh ①
设水对运动员的作用力为F f ，
速度大小为：a ＝F f －mg m
② v 2＝2as ③
由①②③联立，得：F f ＝1.3×103 N.
答案：(1)1.7 s (2)1.3×103 N
15．(10分)(2007年全国卷Ⅰ)甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m/s 的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的．为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记．在某次练习中，甲在接力区前s 0＝13.5 m 处作了标记，并以v ＝9 m/s 的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令．乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒．已知接力区的长度为L ＝20 m ．求：
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a .
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离．
解析：(1)在甲发出口令后，甲、乙达到共同速度所用时间为t ＝v a
① 设在这段时间内甲、乙的位移分别为s 1和s 2，则
s 2＝12
at 2② s 1＝v t ③
s 1＝s 2＋s 0④
联立①②③④式解得
a ＝v 2
2s 0
＝3 m/s 2 (2)在这段时间内，乙在接力区的位移为
s 2＝v 2
2a
＝13.5 m 完成交接棒时，乙离接力区末端的距离为
α＝L －s 2＝6.5 m
答案：(1)3 m/s 2 (2)6.5 m
16．(11分)(2008年江苏海安模拟)一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以v ＝10 m/s 的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5.5 s 后警车发动起来，并以2.5 m/s 2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在90 km/h 以内．问：
(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？
(2)判定警车在加速阶段能否追上货车．(要求通过计算说明)
(3)警车发动后要多长时间才能追上货车？
解析：(1)警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时，它们的距离最大，设警车发动后经过t 1时间两车的速度相等．则
t 1＝102.5
s ＝4 s s 货＝(5.5＋4)×10 m ＝95 m s 警＝12at 21＝12
×2.5×42 m ＝20 m ； 所以两车间的最大距离Δs ＝s 货－s 警＝75 m.
(2)v m ＝90 km/h ＝25 m/s ，当警车刚达到最大速度时，运动时间t 2＝252.5
s ＝10 s s 货′＝(5.5＋10)×10 m ＝155 m ；s 警′＝12at 22＝12
×2.5×102 m ＝125 m 因为s 货′>s 警′，故此时警车尚未赶上货车．
(3)警车刚达到最大速度时两车距离Δs ′＝s 货′－s 警′＝30 m ，警车达到最大速度后做
匀速运动，设再经过Δt 时间追赶上货车．则：Δt ＝Δs ′v m －v
＝2 s 所以警车发动后要经过t ＝t 2＋Δt ＝12 s 才能追上货车．
答案：(1)75 m (2)警车在加速阶段未赶上货车
(3)12 s。