【精准解析】2021年高考物理(浙江专版)单元评估检测(一) 运动的描述 匀变速直线运动的研究

实验步骤如下:
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①如图甲,将光电门固定在斜面下端附近,将一挡光片安装在滑块上, 记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下 滑; ②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片 遮住的时间Δt; ③用Δs 表示挡光片沿运动方向的长度(如图乙所示), 表示滑块在挡 光片遮住光线的Δt 时间内的平均速度大小,求出 ; ④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中位置相同, 令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③; ⑤多次重复步骤④; ⑥利用实验中得到的数据作出 -Δt 图,如图丙所示。
方向沿斜面向上,v=3 m/s,则 a= = = m/s2=-1 m/s2,即加速度大
小为 1 m/s2,方向沿斜面向下。根据 0- =2axm 可知,物体在斜面上的最 大位移为 xm=12.5 m。若 2 s 后的速度方向沿斜面向下,v′=-3 m/s,则
a′= = = m/s2=-4 m/s2,即加速度大小为 4 m/s2,方向沿斜面向
m/s2=-2 m/s2,故选
10.如图所示,物体以 5 m/s 的初速度从光滑斜面底端向上做匀减速运
动,经过 2 s 速度大小变为 3 m/s,则下列说法正确的是 世纪金榜导学
号( )
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A.物体的加速度大小为 1 m/s2,方向沿斜面向上 B.物体的加速度大小为 4 m/s2,方向沿斜面向上 C.物体在斜面上的最大位移为 12.5 m D.物体在斜面上的最大位移为 1.25 m 【解析】选 C。取初速度方向为正方向,则 v0=5 m/s。若 2 s 后的速度
【解题指导】解答本题应注意以下两点: (1)v-t 图象的正负表示质点运动的方向。 (2)x-t 图象的斜率大小表示质点运动的速度大小,正负表示质点运动 的方向。 【解析】选 B。由题图可知质点先沿正方向做匀减速直线运动,直到速 度减为零,然后沿负方向做匀加速直线运动,所以 B 图正确。
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8.(2019·台州模拟)高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”,在 “上海陋习排行榜”中,它与“乱扔垃圾”齐名,排名第二。数据表明: 一个拇指大的小石块,在 25 楼甩下时可能会让路人当场送命。忽略空 气阻力影响,试估算一下 25 楼甩下的石块掉落到地面上,撞击地面的速 度大约为 ( ) A.12 m/s B.22 m/s C.30 m/s D.40 m/s 【解析】选 D。石块从 25 楼下落,每一层的高度约 3 m,则下落的高度
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(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快 速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 L1,重力加速度大小为 g, 则乙的反应时间为________(用 L、L1 和 g 表示)。 (3)已知当地的重力加速度大小为 g=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm。 乙的反应时间为________s。(结果保留 2 位有效数字) (4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:__。 【解析】(2)直尺释放之后做自由落体运动,
m/s,x=v0t1+ a , 2x=v0(t1+t2)+ a(t1+t2)2;由于未知量较多,故无法求解质点在 AC 段运动 的时间 t1+t2、质点的加速度 a、质点在 AC 段发生的位移 2x。质点在 AC 段的平均速度 = = =24 m/s,根据匀变速直线运动规律可
知一段过程中平均速度等于该过程中初末速度和的一半,即 = ,
由 h= gt2 得 t= =
(3)将数据代入上式得 t=0.20 s (4)多次测量,直尺尽可能保持竖直方向的运动,乙手指尽量靠近直尺 但不能接触等
答案:(2)
(3)0.20 (4)多次测量,直尺尽可能保持竖直方
向的运动,乙手指尽量靠近直尺但不能接触(写出任意一条即可) 12.(6 分)(2017·全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均 速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有:斜面、滑块、长 度不同的矩形挡光片、光电计时器。世纪金榜导学号
可得质点在 AC 段平均速度:
=
=24 m/s,质点在 AB 段平均速度: =
=20 m/s,质点在
BC 段平均速度: =
=30 m/s,解得 vC=34 m/s。故 D 正确。
二、实验题(本题共 2 小题,共 12 分) 11.(6 分)(2018·全国卷Ⅲ)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反 应时间。实验步骤如下: (1)甲用两个手指轻轻捏住量程为 L 的木尺上端,让木尺自然下垂。乙 把手放在尺的下端(位置恰好处于 L 刻度处,但未碰到尺),准备用手指 夹住下落的尺。
()
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A.以“魔盘”为参考系,人是运动的 B.以“贴”在“魔盘”竖直壁上的人为参考系,“魔盘”是运动的 C.以“贴”在“魔盘”竖直壁上的同伴为参考系,某同学是静止的 D.以地面为参考系,游戏的同学们是静止的 【解析】选 C。人是“贴”在“魔盘”竖直壁上,随“魔盘”一起运动 的,以“魔盘”为参考系,人是静止的,A 错误;同理,以“贴”在“魔盘” 竖直壁上的人为参考系,“魔盘”是静止的,B 错误;根据题意,这几个同 学都是“贴”在“魔盘”竖直壁上,随“魔盘”一起运动,C 正确;以地 面为参考系,“魔盘”是运动的,游戏的同学们随“魔盘”一起运动,所 以以地面为参考系,游戏的同学们是运动的,D 错误。 3.(2019·金华模拟)11 月 4 日早上 7:30,2018 年杭州马拉松(以下简称 杭马)在黄龙体育中心开跑,来自 48 个国家和地区的 35 000 余名选手 参加比赛,最终肯尼亚男选手迈克·昆云以 2 小时 10 分 37 秒的成绩夺 冠,女子冠军被埃塞俄比亚选手希鲁特·蒂贝卜以 2 小时 25 分 10 秒夺 得。已知马拉松全程长度为 42 195 米,男女选手的路径相同,则 ( ) A.马拉松比赛中,选手一定不能看成质点 B.马拉松全程长度指的是位移 C.可以计算男、女冠军的平均速度大小 D.可以比较男、女冠军的平均速度大小
如图所示为一质点做直线运动的速度—时间图象,则关于该质点 在前 3 s 内的加速度 a 随时间 t 变化关系的图象,下列各A。由题图所示的 v-t 图象可知,质点在 0～1 s 内的加速度 为 a1= =
m/s2=4 m/s2,在 1～3 s 内的加速度为 a2= = 项 A 正确。
B.4 s
C.5 s
D.6 s
【解析】选 A。由 x=v0t+ at2,代入数据得:37.5 m=20 t- ×5t2,解得
t1=3 s,t2= 5 s(舍去),故 A 正确。 9.下列图象均能正确反映物体在直线上的运动,则在 t=2 s 时物体位移 最大的是 ( )
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【解析】选 B。根据 x-t 图象的物理意义可以判断选项 A 在 2 s 内物体 的位移是 0,根据 v-t 图象与时间轴所围图形面积在数值上等于物体的 位移大小可以判断,选项 C、D 在 2 s 内物体的位移是 0,而 B 选项在 t=2 s 内物体的位移大于 0,所以在 t=2 s 内物体位移最大的是 B 选项。 【加固训练】
【解析】选 B。小球在空中时的加速度始终为重力加速度 g,故图象上 的斜率始终不变且始终大于零,当小球下落时速度增大,落地之后速度 方向瞬间发生变化,由大于零变为小于零。故选 B。 5.一物体做匀变速直线运动,经过时间 t,它的速度由 v1 变为 v2,通过的 位移为 x,下列说法中错误的是 世纪金榜导学号( ) A.这段时间内它的平均速度 =
() A.质点在 AC 段运动的时间 B.质点的加速度 C.质点在 AC 段的位移
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D.质点在 C 点的瞬时速度 【解析】选 D。设 AB=BC=x,质点的加速度为 a,运动到 A 点的速度为 v0, 从 A 到 B 和从 B 到 C 的时间分别为 t1 和 t2,则有: =20 m/s; =30
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B.这段时间内它的平均速度 = C.通过 时,它的瞬时速度为
D.通过 时,它的瞬时速度为 【解析】选 C。根据平均速度的概念,这段时间内物体的平均速度 = , 选项 A 正确;由于物体做匀变速直线运动,故这段时间内它的平均速度
= ,选项 B 正确;设通过 时,它的瞬时速度为 v,则
v2- =2a× , -v2=2a× ,所以 v=
下。根据 0- =2a′x′m 可知,物体在斜面上的最大位移为 x′m=3.125 m。故选项 A、B、D 错误,选项 C 正确。 【加固训练】
做匀加速直线运动的质点先后经过 A、B、C 三点,AB=BC,质点在 AB 段和 BC 段的平均速度分别为 20 m/s、30 m/s,根据以上条件可以求出
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【解析】选 D。在马拉松比赛中,运动员的形状不会影响运动员的时间, 可以看作质点,A 错误;马拉松比赛的全程是指运动员运动的轨迹长度, 为路程,B 错误;平均速度为位移与时间的比值,不知道位移,故无法求 得平均速度,C 错误;因为路径相同,故运动员的位移相同,因为所用时 间不同,故可比较男女运动员的平均速度大小,D 正确的。故选 D。 4.(2017·浙江 11 月选考真题)杂技运动员在训练时的照片如图所示。 有一小球自由落下,碰到水平桌面后反弹,如此数次落下和反弹。若规 定竖直向下为正方向,碰撞时间不计,空气阻力不计,则下列 v -t 图象 中正确的是 ( )
,选项 C 错误,选项 D 正确。
6.(2019·嘉兴模拟)近年来,一些高级轿车的设计师在关注轿车加速性 能的同时,提出了“加速度的变化率”的概念,用这一新的概念来描述 轿车加速度随时间变化的快慢,轿车的加速度变化率越小,乘坐轿车的 人感觉越舒适。图示是一辆汽车在水平公路上行驶时加速度随时间变 化的关系图象,取 t=0 时速度方向为正方向,则关于加速度变化率以及 汽车的运动,下列说法正确的是 ( )
A.依据运动学定义方法,“加速度的变化率”的单位是 m/s2 B.在 2 秒内,汽车做匀减速直线运动 C.在 2 秒内,汽车的速度减小了 3 m/s D.若汽车在 t=0 时速度为 5 m/s,则汽车在 2 秒末速度的大小为 8 m/s
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【解析】选 D。加速度的变化率为 ,a 的单位是 m/s2,所以“加速度的 变化率”的单位应该是 m/s3,A 错误;在 2 秒内,汽车的加速度在减小, 但 2 s 内加速度一直为正,加速度与速度同向,则汽车做加速运动,所以 汽车做加速度减小的变加速直线运动,B 错误;由Δv=aΔt 知在 a-t 图 象中,图象与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量Δv,则得 在 2 秒内,汽车的速度增加Δv= m/s=3 m/s,C 错误;若汽车在 t=0 时速度为 5 m/s,在 2 秒内汽车的速度增加 3 m/s,则汽车在 2 秒末速度 的大小为 8 m/s,D 正确。故选 D。 7.一质点沿直线运动的速度 v 随时间 t 变化的图象如图所示,则该质点 的位移 x(从 t=0 开始)随时间 t 变化的图象为图中的 ( ) 世纪金榜导学号
为 h=75 m,根据 v2=2gh 可知 v=
=
m/s=38.7 m/s,
最接近的是 40 m/s。A、B、C 错误,D 正确。故选 D。
【加固训练】
汽车以 20 m/s 的速度行驶,某时刻关闭发动机而做匀减速运动,加
速度大小为 5 m/s2,则它关闭发动机后经过 37.5 m 所需时间为
()
A.3 s
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单元评估检测(一) 运动的描述 匀变速直 线运动的研究
(90 分钟 100 分) 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分) 1.(2019·杭州模拟)下列各组物理量中,全是矢量的是 ( ) A.位移、时间、速度、加速度 B.路程、质量、电场强度、平均速度 C.磁感应强度、电流、磁通量、加速度 D.力、线速度、位移、加速度 【解析】选 D。位移、速度、加速度、电场强度、平均速度、磁感应强 度、力、磁通量、线速度都是既有大小又有方向的物理量,都是矢量; 时间、路程、质量、电流是只有大小,无方向的物理量,都是标量;故选 D。 2.如图所示为一种叫作“魔盘”的娱乐设施,当转盘转动很慢时,人会 随着“魔盘”一起转动,当“魔盘”转动到一定速度时,人会“贴”在 “魔盘”竖直壁上而不会滑下。某个班级的几个同学在“魔盘”中,“贴” 在“魔盘”竖直壁上随“魔盘”一起运动,则下列说法正确的是