高一物理上册 第二章 匀变速直线运动单元测试卷(解析版)(1)

一、第二章匀变速直线运动的研究易错题培优（难）
1．甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距x=6m，从此刻开始计时，乙做匀减速运动，两车运动的v-t图象如图所示。

则在0~12s内关于两车位置关系的判断，下列说法正确的是（）
A．t=4s时两车相遇
B．t=4s时两车间的距离为4m
C．0~12s内两车有两次相遇
D．0~12s内两车有三次相遇
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．题中图像与时间轴围成的面积可表示位移，0~4s，甲车的位移为48m，乙车的位移为40m，因在t＝0时，甲车在乙车后面6m，故当t=4s时，甲车会在前，乙车会在后，且相距2m，所以t=4s前两车第一次相遇，t=4s时两车间的距离为2m，故AB错误；
CD．0~6s，甲的位移为60m，乙的位移为54m，两车第二次相遇，6s后，由于乙的速度大于甲的速度，乙又跑在前面，8s后，甲车的速度大于乙的速度，两车还会有第三次相遇，当t=12s时，甲的位移为84m，乙的位移为72m，甲在乙的前面，所以第三次相遇发生在t=12s之前，所以在0~12s内两车有三次相遇，故C错误，D正确。

故选D。

2．如图所示，一质点做匀加速直线运动先后经过A、B、C三点，已知从A到B和从B到C速度的增加量△v均为2m/s，AB间的距离x1=3m，BC间的距离x2=5m，则物体的加速度为（）
A．1m/s2
B．2m/s2
C．3m/s2
D．4m/s2
【答案】B
【解析】
【分析】
通过速度变化量相等得知两段过程所用的时间相等，结合平均速度推论和速度位移公式求出相等的时间间隔，根据速度时间公式求出加速度． 【详解】
因为A 到B 和从B 到C 速度的增加量△v 均为2m/s ，可知A 到B 的时间和B 到C 的时间相等，根据平均速度推论知，B 点的速度
124
2B x x v T T
+=
=； 根据速度位移公式得，
22
12B A v v ax -=
即
22442()(2)23T T T
--=⨯⨯ 解得：
T =1s
则加速度
222
m/s 2m/s 1
v a T ∆=
== 故选B ． 【点睛】
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．
3．假设列车经过铁路桥的全过程都做匀减速直线运动，已知某列车长为L 通过一铁路桥时的加速度大小为a ，列车全身通过桥头的时间为t 1，列车全身通过桥尾的时间为t 2，则列车车头通过铁路桥所需的时间为 （ ）
A ．1
2
12
·
t t L a t t +
B ．1
22112·
2t t t t L a t t +-- C ．212112·2t t t t L a t t --- D ．2121
12·2
t t t t L a t t --+
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
设列车车头通过铁路桥所需要的时间为t 0，从列车车头到达桥头时开始计时，列车全身通过桥头时的平均速度等于
1
2
t 时刻的瞬时速度v 1，可得： 11
L v t =
列车全身通过桥尾时的平均速度等于2
02
t t +
时刻的瞬时速度v 2，则
22
L v t =
由匀变速直线运动的速度公式可得：
2121022t t v v a t ⎛
⎫=-+- ⎪⎝
⎭
联立解得：
21210122
t t t t L t a t t --=
⋅- A. 1
2
12
·
t t L a t t +，与计算不符，故A 错误.
B. 1221
12·2
t t t t L a t t +--，与计算不符，故B 错误.
C. 2121
12·2t t t t L a t t ---，与计算相符，故C 正确.
D. 2121
12·2
t t t t L a t t --+，与计算不符，故D 错误.
4．若每节车厢长度近似相等，一观察者站在第一节车厢前端，当列车从静止开始作匀加速运动时（ ）
A ．每节车厢末端经过观察者的速度之比是1：2：3：…：n B
．每节车厢经过观察者所经历时间之比是:n
C ．经过连续相等的时间间隔时，车厢经过观察者的速度之比是21:4:9::n
D ．在连续相等的时间里经过观察者的车厢数之比是1:3:5:21n （－） 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
设每节车厢长度为L ，列车加速度为a 。

A ．一节车厢通过
212v aL =
n 节车厢通过
2
n 2v anl =
得到
n 1v =
每节车厢末端经过观察者的速度之比是
1::n
故A 错误；
B ．第一节车厢通过观察者时
1212
L at =
前(n )1-节车厢通过观察者时
2
n 11(1)2
n L at --= 前n 节车厢通过
2
n 12
nL at =
由数学知识得到得到
n 1t nt =，n 111t n t -=-
则第n 节车厢通过时间
n 1(1)T n n t =--
所以每节车厢经过观察者所经历时间之比是
1:(21):(32)::(1)n n --⋯--
故B 错误；
CD ．根据初速度为零的位移公式
212
x at =
在相等时间里物体位移之比
1:3:5:21n （－）
根据速度公式
v at =
经过连续相等的时间间隔时，车厢经过观察者的速度之比是
1:2:3:
:n
故C 错误，D 正确。

故选D 。

5．某型号汽车出厂标准，为百公里（100 km/h ）刹车距离小于44 m ，当刹车距离超过标准距离20%时，就需要考虑刹车系统、轮胎磨损等安全隐患问题。

某用户以路边相距30 m 的A 、B 两路灯柱为参照物，以100 km/h 的速度紧急刹车，通过A 灯柱时车速仪如图a 所示，通过B 灯柱时如图b 所示，刹车过程可看作匀变速运动。

则下列相关叙述中正确的是（ ）
A ．该汽车刹车过程加速度大小约为27.7m/s
B ．该汽车百公里刹车距离大于60 m
C ．该汽车百公里刹车距离已超过20%，存在安全隐患
D ．此测试过程不规范不专业，没有任何实际指导意义 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
取0100km/h v =，180km/h v =，220km/h v =，百公里刹车距离0x ，A 、B 灯柱距离
130m x =，汽车刹车过程加速度大小为a ，运动学公式有
20002v ax -=- 222112v v ax -=-
代入数据得
050m x ≈ 27.7m/s a ≈
044
13.6%20%44
x -≈< 上述数据可知，选项A 正确，BCD 错误。

故选A 。

6．一质点由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a 1，经时间t 后做匀减速直线运动，加速度大小为a 2，若再经过时间kt 恰能回到出发点。

则a 1:a 2为
A ．21
k k +
B ．2
21k k +
C ．2
1
k k +
D ．
21
k
k + 【答案】B 【解析】 【详解】
根据匀变速直线运动的位移时间关系可知，质点的总位移为0，列式可得
2
211211
02
2
a t a t kt
a kt ，2
1
2
21
a k a k 故选B
7．甲、乙两车同时由静止从A 点出发，沿直线AC 运动。

甲先以加速度a l 做初速度为零的匀加速运动，到达B 点后做加速度为a 2的匀加速运动，到达C 点时的速度为v ；乙以加速度a 3做初速度为零的匀加速运动，到达C 点时的速度亦为v 。

若a 1≠a 2≠a 3，则（ ） A ．甲、乙有可能同时由A 到达C B ．甲、乙不可能同时由A 到达C
C ．若a 1>a 3，则甲一定先由A 到达C
D ．若a 1<a 3，则甲可能先由A 到达C 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
作速度-时间图线分析。

因为位移相等，末速度相等，所以：若a 1>a 3，则有a 2<a 3，其v -t 图像如图1；若a 1<a 3，则有a 2>a 3，其v -t 图像如图2。

AB.由图1、图2可知：无论a 1>a 3或a 1<a 3，t 甲都不等于t 乙，所以A 错误、B 正确； C.由图1可知：若a 1>a 3，则t 甲<t 乙，所以C 正确； D.由图2可知：若a 1<a 3，则t 甲>t 乙，所以D 错误。

故选BC 。

8．某同学放学准备乘坐805路公交车，到达公交站时，看见公交车已经沿平直公路驶离车站，司机听到呼喊后汽车马上以2m/s 2的加速度匀减速刹车，该同学同时以4m/s 的速度匀速追赶汽车，汽车开始刹车时速度为8m/s ，减速前距离同学12m 。

则下列说法正确的是（ ）
A ．公交车刹车第1s 内位移为1m
B ．公交车从开始刹车5s 内位移为15m
C ．公交车刹车过程平均速度为4m/s
D ．该同学追上汽车所需的时间为7s 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．汽车减速至停止所用时间为t ，加速度大小为a ，初速度v 0以向前为正，根据
0v at v =+可得
28m/s =4s 2m/s
o v t a =
= 由此可知汽车在第1s 内没有停止，第1s 内的位移为x 1，时间为t 1则有
210111
2
x v t at =-
解得
17m x =
故A 错；
B ．由上可知，汽车减速4s 后已经停止，所以汽车5s 内的位移实际上是4s 内的位移，设此位移为x 2，则有
221
2
x v t at =-0
解得
216m x =
故B 错；
C ．公交车刹车过程平均速度为
216m =4m/s 4s
x v t =
= 故C 正确；
D ．设同学追上汽车所用的时间为t 2，同学的速度为v 人，在这个时间内汽车的位移x 3，同学的位移x 4，汽车刹车前与同学的距离为L ，根据题意有
2302212x v t at =-
42x v t =人 34x L x +=
解得
26s t =或22s t =-（舍去）
由于汽车刹车过程只需要4s ，所以说明人在追上汽车前汽车已经停止，则26s t =也不符合题意舍去；设人要追汽车的实际位移为x 5，人追上汽车的实际时间为t 3，整个过程有
52x L x =+
53x v t =人
解得
37s t =
故D 正确。

故选CD 。

9．一质量为m 的滑块在粗糙水平面上匀减速滑行，已知滑块在最开始2 s 内的位移是最后2 s 内的位移的两倍，且已知滑块第1 s 内的位移为2.5 m ，由此可求得（ ） A ．滑块的加速度为5 m/s 2 B ．滑块的初速度为5 m/s C ．滑块运动的总时间为3 s D ．滑动运动的总位移为4.5 m 【答案】CD
【分析】 【详解】 方法一：
AB ．滑块做匀减速直线运动减速至0，逆过程为初速度为0的匀加速直线运动，设滑块的加速度大小为a ，初速度为v 0，则最后2s 、最开始2s 和第1s 滑块分别运行的位移为：
221
22
x at a ==最后
200221
2222x v t at v a x =-=-=最后开始
20011
'' 2.5m 22
x v t at v a =-=-=1开始
联立可解得
21m/s a =，03m/s v =
故AB 错误；
CD ．则滑块运行的总时间和总位移分别为
=
3s v t a =总，0= 4.5m 2
v t x =总总 故CD 正确。

故选CD 。

方法二：
CD ．滑块做匀减速直线运动减速至0，逆过程为初速度为0的匀加速直线运动，初速度为0的匀加速直线运动中，从速度为0开始，连续相等时间的位移比为奇数之比，即
123:::...1:3:5:...x x x =
根据题意，滑块在最开始2 s 内的位移是最后2 s 内的位移的两倍，即满足
23
12
2x x x x +=+ 所以滑块减速的时间为
3s t =
滑块第1s 内的位移为2.5m ，根据上述比例关系求解总位移
2.5m 1.5m 0.5m=4.5m x =++
CD 正确；
A ．滑块匀减速至0，逆过程为初速度为0的匀加速直线运动
212
x at =
解得
222222 4.5m/s 1m/s 3
x a t ⨯=
==
B．初速度为
013m/s3m/s
v at
==⨯=
B错误。

故选CD。

10．甲、乙两汽车在同一平直公路上做直线运动，其速度时间（v-t）图像分别如图中a、b 两条图线所示，其中a图线是直线，b图线是抛物线的一部分，两车在t1时刻并排行驶。

下列关于两车的运动情况，判断正确的是（）
A．t1到t2时间内甲车的位移小于乙车的位移
B．t1到t2时间内乙车的速度先减小后增大
C．t1到t2时间内乙车的加速度先减小后增大
D．在t2时刻两车也可能并排行驶
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．v-t图像中图线与坐标轴所围面积即物体的位移，由图可知t1到t2时间内甲车的位移小于乙车的位移，选项A正确；
B．由图象可知，乙车的速度先增大后减小，选项B错误；
C．根据图象的斜率等于加速度，可知乙车的加速度先减小后增大，选项C正确；
D．两车在t1时刻并排行驶，因t1到t2时间内乙的位移大于甲的位移，可知在t2时刻两车不可能并排行驶，选项D错误。

故选AC。

11．甲、乙两物体相距100米，沿同一直线向同一方向运动，乙在前，甲在后，请你判断哪种情况甲可以追上乙（）
A．甲的初速度为20m/s，加速度为1m/s2，乙的初速度为10m/s，加速度为2m/s2
B．甲的初速度为10m/s，加速度为2m/s2，乙的初速度为30m/s，加速度为1m/s2
C．甲的初速度为30m/s，加速度为1m/s2，乙的初速度为10m/s，加速度为2m/s2
D．甲的初速度为10m/s，加速度为2m/s2，乙的初速度为20m/s，加速度为1m/s2
【答案】BCD
【解析】
【分析】
A ．设经过时间t 甲追上乙，则根据位移时间公式2
012
x v t at =+得 甲的位移为
21
2012
t t +⨯
乙的位移为
210t t +
相遇时有
221
20100102
t t t t +-=+
整理得
2202000t t -+=
此方程无解，故不可能追上，选项A 错误； B ．甲的位移为
210t t +
乙的位移为
21302
t t +
相遇时有
221
101002
t t t +-=
整理得
2402000t t --=
解得
20t =+
选项B 正确； C ．甲的位移为
21302
t t +
乙的位移为
210t t +
相遇时有
221
30100102
t t t t +-=+
整理得
2402000t t --=
解得
20t =s
选项C 正确； D ．甲的位移为
210t t +
乙的位移为
21202
t t +
相遇时有
221
10100202
t t t t +-=+
整理得
2202000t t --=
解得
10103s t =+
选项D 正确。

故选BCD 。

12．如图所示，t ＝0时，质量为0.5kg 的物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（经过B 点前后速度大小不变），最后停在C 点。

每隔2 s 物体的瞬时速度记录在下表中，重力加速度g 取10 m/s 2，下列说法正确的是（ ）
t /s
0 2 4 6 v /（1m s -⋅）
8
12
8
A ．物体运动过程中的最大速度为12m/s
B ．t =
10s
3
的时刻物体恰好经过B 点 C ．t =10s 的时刻物体恰好停在C 点
D ．A 、B 间的距离大于B 、C 间的距离 【答案】BC 【解析】 【详解】
A ．根据表格中数据，计算物体加速阶段的加速度大小
2218
m/s 4m/s 2
v a t ∆=
==∆ 减速阶段的加速度大小
222812
m/s 2m/s 2
a -=
= 根据运动学公式
11228m/s 12m/s a t a t +-=
122s t t +=
解得
14s 3
t =
则运动过程中的最大速度在B 点
max 11440
8m/s 8m/s 4m/s m/s 33
v a t =+=+⨯=
A 错误；
B ．到达B 点用时
410
2s s s 33
B t =+=
B 正确；
C ．从6s 末减速至0，用时
2
8m/s
4s 2m/s
t =
= 则一共用时10s ，即10s 末停在C 点，C 正确； D ．根据平均速度计算位移
max max 010
s 223
AB B v v x t +=
=⨯ max max 020(10s )s 223
BC B v v x t +=
-=⨯ 所以A 、B 间的距离小于B 、C 间的距离，D 错误。

故选BC 。

13．在某次军事演习中，空降兵从悬停在空中的直升机上跳下，当下落到距离地面适当高度时，打开降落伞，最终安全到达地面，空降兵从跳离飞机到安全到达地面的过程中在竖直方向的v -t 图像如如所示，则以下判断正确的是
A．空降兵在0到t1时间内做自由落体运动
B．空降兵在t1到t2时间内的加速度方向竖直向上，大小在逐渐减小
C．空降兵在0到t1时间内的平均速度是1 2 v2
D．空降兵在t1到t2时间内的平均速度小于1
2
(v1+v2)
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.在0到t1时间内图线的斜率在减小，加速度在减小，所以空降兵不是做自由落体运动，选项A错误；
B.在t1到t2时间内的速度为正在减小，所以空降兵做竖直向下的减速运动，因此加速度方向竖直向上，又因为图线的斜率在减小，所以加速度在减小，选项B正确；
C. 从图像可知空降兵在0到t1时间内的位移大于从速度为0做匀变速运动到v2的位移，所
以平均速度大于1
2
v2，选项C错误；
D. 空降兵在t1到t2时间内的的位移小于从速度为v2做匀变速运动到v1的位移，所以平均
速度小于1
2
(v1+v2)，选项D正确。

故选BD。

14．如图所示，宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地h=1.2m，离地高H=2m的质点与障碍物相距x，在障碍物以v0=4m/s的速度匀速向左运动的同时，质点自由下落，忽略空气阻力，g=10m/s2。

则以下正确的是（）
A．L=1m，x=1m时小球可以穿过矩形孔
B．L=0.8m，x=0.8m时小球可以穿过矩形孔
C．L=0.6m，x=1m时小球可以穿过矩形孔
D．L=1m，x=1.2m时小球可以穿过矩形孔
【答案】BC
【解析】
【详解】
A．小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间为：
()()
1
222 1.20.6
0.2s
10
H h d
t
g
--⨯--
===
小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间为：
()()
2
222 1.2
0.4s
10
H h
t
g
-⨯-
===
则小球通过矩形孔的时间为：
21
Δ0.2s
t t t
=-=
根据等时性知，L的最大值为：
40.2m0.8m
m
L v t
=∆=⨯=
A错误；
B.若L=0.8m，x的最小值为：
min01
40.20.8m
x v t
==⨯=
x的最大值为：
max02
40.40.80.8m
x v t L
=-=⨯-=
x的取值范围是
x=0.8m
故B正确；
CD.若L=0.6m，x的最小值为：
min01
40.20.8m
x v t
==⨯=
x的最大值为：
max02
40.40.61m
x v t L
=-=⨯-=
所以
0.8m≤x≤1m
故C正确D错误。

故选：BC。

15．一辆客车以加速度a1由静止驶出车站并沿着平直的公路加速行驶，司机突然发现在车后方有一名乘客还没有上车，司机紧接着刹车，做匀减速的加速度大小为a2，停车时客车共行驶距离为s，则（）
A．加速行驶的距离为2
12
a
s
a a
＋
B
12
2()
s a a
＋
C
D
【答案】AD 【解析】 【详解】
B ．设加速结束时的速度为v ，则
22
12
22v v s a a += 解得
v =
选项B 错误； A ．加速的距离：
2
11212
2a v x a s a a ==＋
选项A 正确； C ．加速时间为
11
v t a =
=选项C 错误； D ．减速的时间：
22
v t a =
=则客车运动的总时间为
21t t t =+=
选项D 正确；。