第一章第二節知能演練 強化闖關

2023-01-29 12:03:03 字數 4957 閱讀 7612

1.(2011·高考重慶卷)某人估測一豎直枯井深度,從井口靜止釋放一石頭並開始計時,經2 s聽到石頭落底聲.由此可知井深約為(不計聲音傳播時間,重力加速度g取10 m/s2)(  )

a.10 mb.20 m

c.30 m d.40 m

解析:選b.石頭在井中的下落過程可看成自由落體運動.由h=gt2可得:當t=2 s時h=20 m,答案為b.

2.(2012·南京模擬)乙個小石塊從空中a點自由落下,先後經過b點和c點.不計空氣阻力.已知它經過b點時的速度為v,經過c點時的速度為3v.則ab段與ac段位移之比為(  )

a.1∶3 b.1∶5

c.1∶8 d.1∶9

解析:選d.由v=gt可知小石塊在ab段運動時間與ac段運動時間之比為1∶3,由勻變速直線運動的平均速度公式可知

小石塊在ab 段運動的平均速度與ac段運動的平均速度之比為1∶3,則ab段與ac段位移之比為1∶9.

3.物體由靜止開始做勻加速直線運動,第1秒末的速度達到4 m/s,第2秒內物體的位移是(  )

a.2 m b.4 m

c.6 m d.8 m

解析:選c.物體做勻加速直線運動的加速度a==4 m/s2,第2秒內物體的位移x=vt+at2=6 m,c正確.

4.(多選)(2011·高考天津卷改編)質點做直線運動的位移x與時間t的關係為x=5t+t2(各物理量均採用國際單位制單位),則關於該質點下列說法錯誤的是(  )

a.第1 s內的位移是5 m

b.前2 s內的平均速度是6 m/s

c.任意相鄰的1 s內位移差都是1 m

d.任意1 s內的速度增量都是2 m/s

解析:選abc.由x=v0t+at2與x=5t+t2的對比可知:

該質點做直線運動的初速度v0=5 m/s,加速度a=2 m/s2.將t=1 s代入所給位移公式可求得第1 s內的位移是6 m;前2 s內的位移是14 m,平均速度為m/s=7 m/s;由δx=at2可得t=1 s時,相鄰1 s內的位移差都是2 m;由加速度的物理意義可得任意1 s內速度的增量都是2 m/正確,故選abc.

5.圖1-2-8

(原創題)2023年9月29日我國成功發**「天宮」一號,發射塔高度為80 m.一名同學在**電視時,在頭腦中記下火箭上端的位置a,如圖1-2-8,用自己的手錶測出火箭從開始發射到下端通過a點用的時間約為4.3 s,若長征2號f運載火箭(連同「天宮」一號等)的總高度為58.3 m,設火箭開始階段是勻加速的,在初始發射階段可認為長征2號f運載火箭的總質量不變,系統產生480噸的推力.請你根據上述已知條件,求出火箭在初始運動階段的兩個運動學物理量.

解析:由題意知初始階段火箭做初速度為零的勻加速直線運動,運動58.3 m用時4.3 s,設其加速度為a,則x=at2

∴a==m/s2=6.3 m/s2,

設火箭末端通過a點時速度為v,則v2=2ax,

∴v==m/s=27.1 m/s.

答案:見解析

一、單項選擇題

1.美國「華盛頓號」航空母艦上有幫助飛機起飛的彈射系統,已知「f-18大黃蜂」型戰鬥機在跑道上加速時產生的加速度為4.5 m/s2,起飛速度為50 m/s,若該飛機滑行100 m時起飛,則彈射系統必須使飛機具有的初速度為(  )

a.30 m/s b.40 m/s

c.20 m/s d.10 m/s

解析:選b.由v2-v=2ax得:v=v2-2ax

所以v0=40 m/s.

2.一小物體以一定的初速度自光滑斜面的底端a點上滑,最遠可達b點,e為ab的中點,已知物體由a到e的時間為t0,則它從e經b再返回e所需時間為(  )

a.t0 b.(-1)t0

c.2(+1)t0 d.(2+1)t0

解析:選c.由逆向思維可知物體從b到e和從e到a的時間比為1∶(-1);即t∶t0=1∶(-1),得t=(+1)t0,由運動的對稱性可得從e到b和從b到e的時間相等,所以從e經b再返回e所需時間為2t,即2(+1)t0,答案為c.

3.(2011·高考安徽卷)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.

解析:選a.由勻變速直線運動一段時間內,中間時刻的瞬時速度等於這段時間內的平均速度可知v1=,v2=,由勻變速直線運動的速度公式知v2=v1+a.聯立以上三式可得a正確.

4.(2012·山西長治模擬)乙個從靜止開始做勻加速直線運動的物體,從開始運動起,連續通過三段位移的時間分別是1 s、2 s、3 s,這三段位移的長度之比和這三段位移上的平均速度之比分別是(  )

a.1∶22∶32,1∶2∶3 b.1∶23∶33,1∶22∶32

c.1∶2∶3,1∶1∶1 d.1∶3∶5,1∶2∶3

解析:選b.物體從靜止開始做勻加速直線運動,相等時間位移的比是1∶3∶5∶…∶(2n-1),2 s通過的位移可看成第2 s與第3 s的位移之和,3 s通過的位移可看成第4 s、第5 s與第6 s的位移之和,因此這三段位移的長度之比為1∶8∶27,這三段位移上的平均速度之比為1∶4∶9,故選b.

5.(2012·福建福州模擬)一輛公共汽車進站後開始剎車,做勻減速直線運動.開始剎車後的第1 s內和第2 s內位移大小依次為9 m和7 m.則剎車後6 s內的位移是(  )

a.20 m b.24 m

c.25 m d.75 m

解析:選c.由δx=at2得:

7-9=a×12,a=-2 m/s2,由x=v0t+at2得:9=v0×1+×(-2)×12,v0=10 m/s,所以汽車到停下來用時t==s=5 s,6秒內的位移:x=t=×5 m=25 m,故c對.

6.圖1-2-9

(2012·淮安模擬)如圖1-2-9所示,在京崑高速公路266 km處安裝了一台500萬畫素的固定雷達測速儀,可以精準抓拍超速,以及測量運動過程中的加速度.若b為測速儀,a為汽車,兩者相距345 m,此時刻b發出超聲波,同時a由於緊急情況而急剎車,當b接收到反射回來的超聲波訊號時,a恰好停止,且此時a、b相距325 m,已知聲速為340 m/s,則汽車剎車過程中的加速度大小為(  )

a.20 m/s2 b.10 m/s2

c.5 m/s2 d.無法確定

解析:選b.設超聲波往返的時間為2t,根據題意汽車在2t時間內,剎車的位移為a(2t)2=20 m,所以當超聲波與a車相遇時,a車前進的位移為at2=5 m,故超聲波在2t內的路程為2×(345-5)m=680 m,由聲速為340 m/s可得t=1 s,所以汽車的加速度a=10 m/s2,b項正確.

7.(創新題)2023年8月21日,在第26屆世界大學生夏季運動會田徑專案女子跳高決賽中,美國選手巴雷特奪得冠軍.巴雷特的重心離地面高1.2 m,起跳後身體橫著越過了1.96 m的高度.據此可估算出她起跳時的豎直速度大約為(取g=10 m/s2)(  )

a.2 m/s b.4 m/s

c.6 m/s d.8 m/s

解析:選b.人跳起時豎直向上的速度即為起跳時的初速度v0,而跳起的高度為h=1.96-1.2=0.76(m),則v0=≈4 m/s,應選b項.

二、多項選擇題

8.給滑塊一初速度v0使它沿光滑斜面向上做勻減速運動,加速度大小為,當滑塊速度大小減為時,所用時間可能是(  )

a. b.

c. d.

解析:選bc.當滑塊速度大小減為,其方向可能與初速度方向相同,也可能與初速度方向相反,因此要考慮兩種情況,即v=或v=-代入公式t=得,t=或t=,故b、c選項正確.

9.乙個質點正在做勻加速直線運動,現用固定的照相機對該質點進行閃光照相,閃光時間間隔為1 s.分析**得到的資料,發現質點在第1次、第2次閃光的時間間隔內移動了2 m,在第3次、第4次閃光的時間間隔內移動了8 m,由此可求得(  )

a.第1次閃光時質點的速度

b.質點運動的加速度

c.從第2次閃光到第3次閃光這段時間內質點的位移

d.質點運動的初速度

解析:選abc.由x23-x12=x34-x23可求x23,故c正確;由δx=at2可求a,故b正確;由v2=可求v2,再由v2=v1+at可求v1,故a正確,但物體原來的初速度無法求出,故d錯.

10.酒後駕駛會導致許多安全隱患,其中之一是駕駛員的反應時間變長,反應時間是指駕駛員從發現情況到開始採取制動的時間.下表中「思考距離」是指駕駛員從發現情況到採取制動的時間內汽車行駛的距離,「制動距離」是指駕駛員從發現情況到汽車停止行駛的距離(假設汽車制動時的加速度大小都相同).

分析上表可知,下列說法正確的是(  )

a.駕駛員酒後反應時間比正常情況下多0.5 s

b.若汽車以20 m/s的速度行駛時,發現前方40 m處有險情,酒後駕駛不能安全停車

c.汽車制動時,加速度大小為10 m/s2

d.表中x為66.7

解析:選abd.從**資料可知a、b項都正確;根據勻變速直線運動規律,可求得汽車制動時,加速度大小為a==7.

5 m/s2,x1表示思考距離、x2表示制動距離,c項錯;d項有x2==41.7 m,加上思考距離得表中x為66.7,d項也是正確的.

三、計算題

11.航空母艦以一定的航速航行,以保證飛機能安全起飛,某航空母艦上的戰鬥機起飛時的最大加速度是a=5.0 m/s2,速度須達v=50 m/s才能起飛,該航空母艦甲板長l=160 m,為了使飛機能安全起飛,航空母艦應以多大的速度v0向什麼方向航行?

解析:法一:若以地面為參考係,則飛機的初速度為v0,末速度為v=50 m/s,飛機起飛過程中航空母艦所發生的位移為v0t,則飛機的位移x=l+v0t

根據勻變速直線運動的規律v2-v=2ax可得:

502-v=2×5×(160+v0t)

v=v0+at,

聯立以上各式代入資料求得:v0=10 m/s即航空母艦應與飛機起飛方向相同至少以10 m/s的速度航行.

法二:若以航空母艦為參考係,則飛機的初速度為零,位移為l,設末速度為v1,則據勻變速直線運動的規律可得v=2al,解得v1=40 m/s,所以v0=v-v1=10 m/s,即航空母艦應與飛機起飛方向相同至少以10 m/s的速度航行.

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