人教版物理必修一试题第二章单元测试卷及答案

人教版物理必修一试题第二章单元测试卷及答案高中物理学习材料灿若寒星整理制作衡阳县一中高一物理第二章《匀变速直线运动的研究》测试卷本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟。学号：________姓名：________分数：________第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题（本大题共14小题，每题4分，满分56分。在每小题给出的选项中，第1题和第10题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不选的得分，其余的题只有一个选项正确。）1.在物理学的重大发现中，科学家总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是：（）ABDA.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法。B.根据速度的定义式，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法。C.伽利略为了探究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，这运用了类比法。D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法。2.某同学在实验室做了如图所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10^3s，g取10m/s^2，则小球开始下落的位置距光电门的距离为：（）BA.1mB.1.25mC.0.4mD.1.5m【解析】小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度，v=2x/t=5m/s，由自由落体运动规律可知h=1/2gt^2=1.25m，B正确。【答案】B3.一物体以初速度v=20m/s沿光滑斜面匀减速向上滑动，当上滑距离x=30m时，速度减为10m/s，物体恰滑到斜面顶部停下，则斜面长度为：（）AA.40mB.50mC.32mD.60m【解析】根据v^2-v_0^2=2ax求出物体的加速度为a=(v^2-v_0^2)/2x=-5m/s^2，物体到达斜面顶部时速度为v=√(v_0^2+2ax)=10m/s，则斜面长度L=2x+v_0^2/2a=40m，选项A正确，选项BCD错误。4.一个质点做直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零。在此过程中，速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值。5.一物体从静止开始运动，其速度-时间图象如图所示。那么物体在t~2t两段时间内，位移大小之比为1:1。6.一质点从t=0开始沿x轴做直线运动，其位置坐标与时间的关系式为x=2t^3-8t+1（x和t的单位分别为m和s）。则下列说法中正确的是，质点在前2s内的位移为零。7.从同一高度处同时将a、b两个完全相同的小球分别竖直上抛和竖直下抛，它们的初速度大小也相同，不计空气阻力。在空中运动过程中，两小球的加速度相同。8.汽车以20m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5m/s^2。那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移之比为3:4。9.做匀加速直线运动的质点，通过某一段距离x的时间为t1，通过下一段同样长距离x的时间为t2。=(x2-x1)/T=(3.62-1.92)/0.1=17m/s.答案：(1)0.74m/s2；(2)4.36cm；(3)17m/s。16．(7分)如图，质量为m的物体由静止开始沿光滑斜面滑下，斜面与水平面的夹角为θ，物体与斜面间的动摩擦系数为μ，重力加速度大小为g.(1)求物体下滑的加速度a和物体到斜面底部的时间t；(2)物体到斜面底部的速度v和物体滑过的路程s与斜面底部的距离h之间的关系式.【解析】(1)物体受力分析如图所示，根据牛顿第二定律，物体在斜面上的分力为mgsinθ，垂直斜面的分力为mgcosθ，物体受到的动摩擦力f=μmgcosθ，因为物体沿斜面向下滑动，所以加速度方向沿斜面向下，所以有：mgsinθ-f=ma代入f=μmgcosθ，得：a=g(sinθ-μcosθ)在斜面上滑动的时间为：t=√(2h/gsinθ)(2)物体到斜面底部的速度为：v=at=g(sinθ-μcosθ)√(2h/gsinθ)=g√(2hgsinθ)(sinθ-μcosθ)物体滑过的路程为：s=(1/2)at^2=(1/2)g(sinθ-μcosθ)^2(2h/gsinθ)=h(sinθ-μcosθ)^2由几何关系可知，物体滑过的路程s与斜面底部的距离h之间的关系式为：s=hsinθ答案：(1)a=g(sinθ-μcosθ)，t=√(2h/gsinθ)；(2)v=g√(2hgsinθ)(sinθ-μcosθ)，s=h(sinθ-μcosθ)^2。17．(6分)如图所示，一质量为m的物体悬挂在一根轻绳上，与物体相连的弹簧的劲度系数为k，原长为l，物体悬挂时绳与竖直方向的夹角为θ，求物体的振动周期T.【解析】物体受力分析如图所示，根据牛顿第二定律，物体所受合力为重力mg和弹簧的弹力k(l-x)，其中x为物体离开平衡位置的位移。在物体振动的过程中，绳的长度保持不变，即x=lcosθ，所以物体所受合力为：F=-k(l-lcosθ)+mg=klsinθ+mgcosθ所以物体的振动周期为：T=2π√(m/(klsinθ+mgcosθ))答案：T=2π√(m/(klsinθ+mgcosθ))。18．(7分)如图所示，一质量为m的物体放在光滑水平面上，物体上方有一质量为M的小车，小车与物体间的绳子质量可忽略不计，绳子经过光滑定滑轮，小车静止不动，物体受到向右的恒定水平力F，求物体的加速度a和小车与物体间的拉力T.【解析】物体受力分析如图所示，根据牛顿第二定律，物体所受合力为F-T，所以物体的加速度为：a=(F-T)/m小车受力分析如图所示，根据牛顿第二定律，小车所受合力为T-Mg，因为小车静止不动，所以小车与物体间的拉力为：T=Mg代入a=(F-T)/m，得：a=(F-Mg)/m答案：a=(F-Mg)/m，T=Mg。19．(9分)如图，一质量为m的物体由静止开始沿光滑竖直壁面滑下，壁面下端与地面相切，物体与壁面间的动摩擦系数为μ，重力加速度大小为g，求物体下滑到地面所需的时间t和物体下滑的最大深度h.【解析】物体受力分析如图所示，根据牛顿第二定律，物体在竖直方向上受到的合力为mg，所以物体的加速度为：a=g在物体滑动的过程中，壁面对物体施加的摩擦力f=μmg，所以物体在壁面上的加速度为：a'=g-μg=g(1-μ)物体下滑到地面所需的时间为：t=√(2h/a')物体下滑的最大深度为：h=(1/2)at^2=(1/2)g(1-μ)t^2=(1/2)g(1-μ)(2h/a')=h(1-μ)解得：t=√(2h/g(1-μ)),h=h/(1-μ)答案：t=√(2h/g(1-μ))，h=h/(1-μ)。20．(9分)如图，一质量为m的物体由静止开始沿光滑水平面滑动，水平面上有一个质量为M的小车，小车与物体间的绳子质量可忽略不计，绳子经过光滑定滑轮，小车开始由静止开始运动，求小车和物体的加速度a和物体滑行的距离s.【解析】物体受力分析如图所示，根据牛顿第二定律，物体所受合力为0，所以物体的加速度为0.小车受力分析如图所示，根据牛顿第二定律，小车所受合力为T-Mg，小车的加速度为：a'=(T-Mg)/M在物体滑行的过程中，绳子的长度保持不变，即a=a'，所以有：a=(T-Mg)/M由几何关系可知，物体滑行的距离为：s=(1/2)at^2=(1/2)(T-Mg)/M(t^2)代入T=Mg+Ma，得：s=(1/2)a(M+m)t^2/M=(1/2)(T/m)(M+m)t^2/M答案：a=(T-Mg)/M，s=(1/2)(T/m)(M+m)t^2/M。16.(7points)Astudentusedanexperimentalapparatustomeasuretheaccelerationofa50gweightfallingunderuniformacceleration.Theweightwasfixedtothebottomofapapertapethatpassedthroughatimer,asshowninFigureA.(1)Thecorrectexperimentalprocedureandcalculationprocessofthestudentareasfollows.Pleasefillintheblankparts:①Experimentalprocedure:Connectthepowersupply,releasethepapertape,andlettheweightfallfreely.②Removethepapertape,markasectionwithcountingpointsasshowninFigureB,andmeasurethedistancesbetweenadjacentcountingpoints,x1=2.60cm,x2=4.14cm,x3=5.69cm,x4=7.22cm,x5=8.75cm,andx6=10.29cm.GiventhetimeintervalT=0.02softhetimer,theexpressionforcalculatingtheaccelerationoftheweightinmotionisa=________.Substitutingthedata,theaccelerationisa=________m/s2(roundofftheresulttothreesignificantfigures).(2)Thestudentfoundfromtheexperimentalresultsthattheaccelerationoftheweightfallingwassmallerthantheactualaccelerationduetogravity.Inordertoeffectivelyreducethedifferencebetweentheexperimentalaccelerationandtheactualaccelerationduetogravity,pleaseproposeaneffectiveimprovementmethod:________________________________________________________________________.Answer:(1)①Connectthepowersupply,endtheexperimentbyturningoffthepowersupply.②Theexpressionforcalculatingtheaccelerationoftheweightinmotionisa=(x4+x5+x6-x1-x2-x3)/(36T2).Substitutingthedata,theaccelerationisa=9.60m/s2(roundofftheresulttothreesignificantfigures).(2)Thereasonwhytheaccelerationoftheweightfallingissmallerthantheactualaccelerationduetogravityisthattheweightissubjecttotoomuchairresistanceorthefrictionalresistancebetweenthepapertapeandthetimer'slimitholeistoolarge.Toeffectivelyreducethedifferencebetweentheexperimentalaccelerationandtheactualaccelerationduetogravity,alargerweightcanbeusedinsteadoftheweight,orastroboscopicphotographymethodcanbeused.17.小球沿着斜面向上滑动，速度为6m/s，加速度大小为2m/s²。求小球速度大小为3m/s时所需的时间。解析：小球先沿斜面向上做匀减速直线运动，速度逐渐减小为0，然后又反向做匀加速直线运动。取沿斜面向上的方向为正方向，则小球的速度大小为3m/s有两种情况：向上滑时，v₁-v=3m/s；向下滑时，v₂-(-3m/s)=3m/s。由公式v=v₀+at得t=Δv/a，所以向上滑时t=1.5s，向下滑时t=4.5s。18.飞机起飞过程可分为两个匀加速运动阶段，其中第一阶段飞机的加速度为a₁，运动时间为t₁。当第二阶段结束时，飞机刚好达到规定的起飞速度v。飞机起飞过程中，在水平直跑道上通过的路程为s。求第二阶段飞机运动的加速度a₂和时间t₂。解析：第一、二阶段结束时飞机运动速度分别为v₁=a₁t₁，v=v₁+a₂t₂。运动距离分别为s₁=1/2a₁t₁²，s₂=v₁t₂+1/2a₂t₂²。总距离为s=s₁+s₂。解得a₂=(v²-v₁²)/2s，t₂=(v-v₁)/a₂。19.人类为了探测距离地球大约3.8×10^5km的月球，发射了月球探测器（即月球车）。它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号。探测器上还装着两个相同的减速器（其中一个是备用的），这种减速器可提供的最大加速度为5m/s²。在某次探测实验中探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不能自动避开障碍物。此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作。下表为控制中心的显示屏上显示的数据（无线电信号在地月之间传播的时间可以忽略不计）。已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快。科学家每次分析数据并输入命令最少需要3s。求：（1）探测器匀速运动时的速度；（2）经过数据分析，你认为减速器是否执行了减速命令。解析：（1）由于探测器匀速前进，所以速度不变，可以通过控制中心发送的两个信号的时间差来计算速度。第一个信号发出后，科学家需要等待3s才能发送减速命令，因此第二个信号的发出时间应该比第一个信号晚至少3s，即第二个信号的发出时间应该是14s。因此，速度为距离除以时间，即v=3.8×10^5km/14s=2.714×10^4m/s。（2）由于探测器只能匀速前进，不能自动避开障碍物，因此减速器没有执行减速命令。假设你是控制中心的工作人员，如果遇到这种情况，你应该立即采取措施。首先，我们需要计算收到信号时间与前方障碍物之间的距离。根据给出的数据，我们可以计算出在9:10分20秒到9:10分