高考物理高频考点：匀变速直线运动的规律及应用（2)（解析版）

2021 届高考物理高频考点： 匀变速直线运动的规律及应用（2） 1、关于运动的描述，下列正确的是( ) A.从空中竖直下降的飞机上掉落的小球做的是自由落体运动 B.从竖直向上运动的热气球上掉落的小球做的是自由落体运动 C.小明在学校教学楼的楼顶向下抛出的小球做的是自由落体运动 D.在高空水平匀速运动的客机座舱中自由释放的小球在竖直方向上做的是自由落体运动 2、踢毽子是我国民间的一项体育游戏,被人们誉为“生命的蝴蝶毽子由羽毛和金属圈组成,在 下落时总是金属圈在下羽毛在上,如图所示,对此分析正确的是( ) A.金属圈重,所以总是金属圈在下羽毛在上 B.如果没有空气阻力,也总是出现金属圈在下羽毛在上的现象 C.因为空气阻力的存在,所以总是金属圈在下羽毛在上 D.毽子的自由下落是自由落体运动 3、“自由落体”演示实验装置如图所示,当牛顿管被抽成真空后,将其迅速倒置,管内轻重不同 的物体从顶部下落到底端的过程中,下列说法正确的是( ) A.时间相同,加速度相同 B.时间相同,加速度不同 C.时间不同,加速度相同 D.时间不同,加速度不同 4、科学研究发现:在月球表面没有空气,重力加速度约为地球表面处重力加速度的 1 6 .若宇航 员登上月球后,在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球,忽略地球和其他星球对它们的 影响,下列说法中正确的是( ) A.羽毛将加速上升,铅球将加速下落 B.羽毛和铅球都将下落,且同时落到月球表面 C.羽毛和铅球都将下落,但铅球先落到月球表面 D.羽毛和铅球都将下落,但落到月球表面时的速度不同 5、如图所示,描述物体做自由落体运动的是( ) A. B. C. D. 6、在任意相等时间内,物体的速度变化不相同的运动是( ) A.匀减速直线运动 B.匀速圆周运动 C.平抛运动 D.自由落体运动 7、某列车出站时能在 150s 内匀加速到 180km/h,然后正常行驶.某次因意外列车以加速时的 加速度大小将车速减至 108km/h.以初速度方向为正方向,则下列说法不正确的是( ) A.列车加速时的加速度大小为 21 m/s3 B.列车减速时,若运用 0v v at  计算瞬时速度,其中 21 m/s3a   C.若用 v t 图像描述列车的运动,减速时的图线在时间轴(t 轴)的下方 D.列车由静止加速,1min 内速度可达 20m/s 8、对于自由落体运动,下列说法中正确的是( ) A. 1s 内、2s 内、3s 内的位移大小之比是 1 : 3 : 5 B. 1s 末、2s 末、3s 末的速度大小之比是 1 : 2 : 3 C.第 1s 内、第 2s 内、第 3s 内的平均速度大小之比是 1 : 4 : 9 D.相邻两个 1s 内的位移之差都是 9.8m 9、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到如下图所示的纸带，其中 A、B、 C、D、E、F、G 为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为 T，x1、x2、x3、x4、x5、x6 分别 为 AB、BC、CD、DE、EF、FG 间的位移，下列可用来计算打 D 点时小车速度的表达式是( ) A． 3 4x x T  B． 3 4 2 x x T  C． 2 3 4 5 4 x x x x T    D． 1 6 2 x x T  10、取一根长 2m 左右的细线，5 个铁垫圈和一个金属盘，在线下端系上第一个垫圈，隔 12cm 再系一个，以后垫圈之间的距离分别为 36cm、60cm、84cm,如图所示.人站在椅子上，向上 提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘.松手后开始计时，若 不计空气阻力，则关于第 2、3、4、5 个垫圈说法正确的是( ) A.落到盘上的声音时间间隔越来越大 B.落到盘上的声音时间间隔相等 C.依次落到盘上的时间关系为 1:2:3:4 D.依次落到盘上的速率关系为 1:2:3:4 11、对于自由落体运动,取 g=9.8m/s2,则下列说法正确的是( ) A.从开始下落起,下落 1m,2m,3m 所用的时间之比是1: 2: 3 B.从开始下落起,在 1s 末, 2s 末, 3s 末的速度之比是 1:3:5 C.从开始下落起,在第 1s 内,第 2s 内,第 3s 内的平均速度之比是 1:3:5 D.在相邻两个 1s 内的位移之差都是 9.8m 12、从水平匀速飞行的直升飞机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中, 下列说法正确的是( ) A.从飞机上看,物体做自由落体运动 B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方 C.从地面上看,物体做平抛运动 D.从地面上看,物体做自由落体运动 13、一质点做匀加速直线运动,第 3s 内的位移是 2m,第 4s 内的位移是 2.5m,下列说法正确的 是( ) A.第 2s 内质点的平均速度是 2.25m/s B.第 3s 末质点的瞬时速度是 2.25m/s C.质点的加速度是 20.125m/s D.质点的加速度是 20.5m/s 14、物体从静止开始做匀加速直线运动，第 3 秒内通过的位移时 3m，则( ) A.第 3s 内的平均速度为 3m/s B.物体的加速度是 1.2 2/m s C.前 3s 内的位移是 6m D.3s 末的速度是 3.6m/s 15、一辆汽车沿着一条平直的公路行驶，公路旁边有与公路平行的一行电线杆，相邻电线杆 间的间隔 为 50m，取汽车驶过某一根电线杆的时刻为零时刻，此电线杆作为第 1 根电线杆， 此时汽车行驶的 速度大小 1 5m/sv  ，假设汽车的运动为匀加速直线运动，10s 末汽车恰好 经过第 3 根电线杆.则下列说法中正确的是( ) A.汽车运动的加速度大小为 21m/s B.汽车继续行驶，经过第 7 根电线杆时的瞬时速度大小为 25m/s C.汽车在第 3 根至第 7 根电线杆间运动所需要的时间为 20s D.汽车在第 3 根至第 7 根电线杆间的平均速度为 20m/s 16、某质点做加速度大小 20.2 /m s 的匀加速直线运动，下列说法正确的是( ) A.质点的加速度每隔 2 s 增大 20.4 /m s B.质点在任意 2 s 时间内，速度的增量均为 20.2 /m s C.质点在任意 1 s 末的速度一定比前 1 s 末的速度大 0.2 m/s D.物体在这 1 s 末的速度一定比前 1 s 初的速度大 0.4 m/s 17、如图为“测定匀变速直线运动加速度”的实验装置: 1.除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开 关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有( ) A.电压合适的交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 2.实验过程中,下列做法正确的是( ) A.先释放小车,再接通电源 B.先接通电源,再释放小车 C.将接好纸带的小车停在靠近长木板滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 18、某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。 (1)实验中必要的措施是( ) A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)他实验时将打点计时器接到频率为 50Hz 的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点 如下图所示(每相邻两个计数点间还有 4 个点,图中未画 出); 1 2 3 4 5 63.59cm, 4.41cm, 5.19cm, 5.97cm, 6.78cm, 7.64cms s s s s s      ;则小车的加速 度 a  a  __________ 2m/s (要求充分利用测量数据),打点计时器在打 B 点时小车的速度 Bv  __________m/s;(结果均保留两位有效数字) 19、屋檐每隔相同时间滴下一滴水,当第 5滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3 滴与第 2 滴分别位于高1m的窗子的上、下沿,如图所示,不计空气阻力。求此屋檐离地面的高度及滴 水的时间间隔。( g 取10 2/m s ) 20、如图所示，汽车沿平直公路以 9m/s 的速度行驶，前方两路口的红灯都是 20s、绿灯都 是 30s，且保持同步，两路口相距 x2＝282m，公路允许的最高行驶速度为 36km/h。汽车行 至距第一路口 x1＝100m 处时该路口的红灯亮起，司机立即刹车，汽车开始做匀减速直线运 动，行至停车线时绿灯恰好亮起，为了能在第二路口的红灯亮起前正常通过第二路口，司机 又立即踩油门让汽车做匀加速直线运动。求： (1)汽车通过第一路口前加速度的大小； (2)汽车到达第一路口停车线时的速度； (3)汽车通过第一路口后加速运动时的最小加速度。 答案以及解析 1 答案及解析： 答案：D 解析：ABC 选项中的小球，初速度不为零，不能视为自由落体运动，选项 ABC 错误；在高 空水平匀速运动的客机座舱中自由释放的小球，在竖直方向上初速度为零，只受重力，小球 的运动可视为自由落体运动，选项 D 正确。 2 答案及解析： 答案：C 解析：毽子下落过程中所受空气阻力较大,故不是自由落体运动,选项 D 错;羽毛在上金属圈 在下是因为羽毛受到的空气阻力较大,故选项A错,选项C正确;如果没有空气阻力,金属圈和 羽毛下落得一样快,故选项 B 错. 3 答案及解析： 答案：A 解析：轻重不同的物体在真空管中,不受阻力,做自由落体运动,所以加速度相同,都为 g,高度相 同,根据 21 2h gt 知运动时间相同,故 A 正确,BCD 错误 4 答案及解析： 答案：B 解析：因月球表面无空气阻力影响,故羽毛和铅球均做加速度为 1 g6 的自由落体运动. 5 答案及解析： 答案：C 解析：A 图表示匀速运动，B 图表示静止 C 图表示匀加速直线运动，D 图表示匀速直线运动， 而自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故 C 正确。 故选；C. 6 答案及解析： 答案：B 解析：A.匀减速直线运动的加速度不变,据 v a t   知,匀减速直线运动,在任意相等时间内, 物体的速度变化相等。B.匀速圆周运动的加速度变化(大小不变,方向不断变化),据 v a t   知,匀速圆周运动,在任意相等时间内,物体的速度变化不相等。C.平抛运动的加速 度不变,据 v a t   知,平抛运动,在任意相等时间内,物体的速度变化相等。D.自由落体运 动的加速度不变,据 v a t   知,自由落体运动,在任意相等时间内,物体的速度变化相等。 综上,在任意相等时间内,物体的速度变化不相同的运动是匀速圆周运动。故 B 项正确。 7 答案及解析： 答案：C 解析：根据题意求得列车的加速度 21 m/s3 va t   ,故 A 说法正确;列车减速时的加速度大 小等于加速时的加速度大小,但是与初速度方向相反,故其减速时的加速度为 21 m/s3  ,故 B 说法正确;由于速度始终大于零,故若用 v t 图像描述列车的运动,减速时的图线在时间轴(t 轴)的上方,故 C 说法错误;运用 0v v at  计算得 1min 内列车速度可达 20m/sv  ,故 D 说 法正确. 8 答案及解析： 答案：BD 解析：自由落体运动是初速度为 0、加速度为 g 的匀加速直线运动，由 21 2h gt 可知，1s 内、 2s 内、3s 内的位移之比是 1:4:9,故 A 错 误 . 由 v gt 可 知 , 1 s 末、2s 末、3s 末的速度之比 是 1:2:3,故 B 正确.根据平均速度的推论可知，第 1s 内、第2s 内、第3s内的平均速度分别等于 0.5s、1.5s、2.5s 时刻的速率，根据 v gt 知，平均速度之比是 1:3:5,故 C 错误.相邻两个 1s 内 的位移之差 2Δ 9.8mh gt  ,故 D 正确. 9 答案及解析： 答案：BC 解析：可用来计算打 D 点时小车速度的表达式有 3 4 2 x x T  和 2 3 4 5 4 x x x x T    ，但 3 4 2 x x T  比 2 3 4 5 4 x x x x T    更准确一些． 10 答案及解析： 答案：BCD 解析：第 2、3、4、5 个铁垫圈同时做自由落体运动，下降的位移之比为 1:3:5:7,可以看成一 个铁垫圈自由下落，经过的位移之比为 1:3:5:7,因为初速度为 0 的匀加速直线运动在相等时 间内的位移之比为 1:3:5:7,所以各垫圈落到盘中的声音时间间隔相等，A 错误,B 正确. 因为 各垫圈落到盘中的声音时间间隔相等，则各垫圈依次落到盘中的时间比为 1:2:3:4,故 C 正确. 由 v at 可知，各垫圈依次落到盘上的速率之比为 1:2:3:4,故 D 正确. 11 答案及解析： 答案：ACD 解析：根据位移公式 21 2h gt 知,从开始下落起,下落 1m,2m,3m 所用的时间之比是 1: 2 : 3 ,A 正确;根据速度公式 v=gt 知,从开始下落起,在 1s 末、2s 末、3s 末的速度之比是 1:2:3,故 B 错误;在第 1s 内第 2s 内第 3s 内的平均速度分别为第 0.5s,1.5s、速度公式 v=gt 知在 第 1s 内,第 2s 内,第 3s 内的平均速度之比是 1:3:5,故 C 正确;根据匀变速直线运动的特征公式 2x aT  ,相邻两个 1s 内的位移之差为 2 29.8 1 9.8x aT m m     ,D 正确。 12 答案及解析： 答案：AC 解析：由于惯性物体在释放后在水平方向做匀速直线运动，故在水平方向和飞机不发生相对 运动．而物体在竖直方向初速度为 0，加速度为 g，故在竖直方向做自由落体运动．所以从 飞机上看，物体做自由落体运动．故 A 正确，B 错误．从地面上看物体物体做平抛运动，故 C 正确而 D 错误．故选 AC． 13 答案及解析： 答案：BD 解析：根据 2x aT  得,质点的加速度 2 2 2 2.5 2 m/s 0.5m/s1 xa T     ,故 C 错误,D 正确; 第 2s 内的位移 2 3 2m 0.5m 1.5mx x x      ,故第 2s 内质点的平均速度 1.5 m/s 1.5m/s1v   ,故 A 错误;第 3s 末质点的瞬时速度等于这 2s 内质点的平均速度,则 3 4 2.25m/s2 x xv T   ,故 B 正确。 14 答案及解析： 答案：ABD 解析：前 2 s 的位移大小为 ,前 3s 内的位移大小为 ,则第 3s 内的位 移大小为, ,可得加速度大小为 ,则前 3s 内的位移大小为 ;3s 末的速度大小是 ,第 3s 内的平均速度大小是 ,故 ABD 正 确,C 错误。 15 答案及解析： 答案：ABD 解析：已知 1 5m/sv  , 10st  设第 3 根电线杆的位移为 3x ,由 2 3 1 1 2x v t at  ,代入数据解得 21m/sa  ,故 A 说法正确.第 1 根电线杆与第 7 根电线杆的距离 7 300mx  ，设汽车经过第 7 根电线杆的速度为 7v ，根据 2 2 7 1 72v v ax  ，代入数据解得 7 25m/sv  ，故 B 说法正确.设 汽 车经过第 3 根电线杆的速度为 3v ，有 2 2 3 1 32v v ax  ，解得 3 15m/sv  ,经过第 7 根电线 杆的速度为 25m/s,所以汽车在第 3 根至第 7 根电线杆间的平均速度 15 25 m / s 20m / s2v   ,则运行的时间 37 200 s=10s20 xt v    ，故C 说法错误,D 说法正确. 16 答案及解析： 答案：CD 解析：A.质点的加速度不变，每隔 2s 速度增大 0.4 m/s，选项 A 不符合题意； B.质点在任意 2 s 时间内，速度的增量均为 0.2×2=0.4 m/s，选项 B 不符合题意； C.任意 1 s 末和前 1 s 末相隔 1 s，故物体在这 1 s 末的速度一定比前 1 s 末的速度大 0.2 m/s， C 符合题意； D.这 1 s 末和前 1 s 初相隔 2 s，所以物体在这 1 s 末的速度一定比前 1 s 初的速度大 0.4 m/s， D 符合题意。 17 答案及解析： 答案：1.AC； 2.BD 解析：（1）打点计时器都是使用的交流电源，所以 A 正确 B 错误，需要刻度尺测量纸带的 长度，C 正确，因为打点计时器本身都是计时的工具，所以不需要秒表，本实验不需要天平 测量质量，故 DE 错误； （2）实验时，由于实验过程非常短暂，为了得到更多的数据，所以将接好纸带的小车停在 靠近打点计时器处，先接通电源，再使纸带运动，故 BD 正确 18 答案及解析： 答案：(1)AB; (2)0.80；0.40 解析：(1)实验时,细线必须与长木板平行,以减小实验的误差,选项 A 正确;实验时要先接通电 源再释放小车,选项 B 正确;此实验中没必要小车的质量远大于钩码的质量,选项 C 错误;此实 验中不需平衡小车与长木板间的摩瘵力,选项 D 错误;故选 AB。 (2)两点间的时间间隔 0.1sT  ;由逐差法可得: 6 5 4 3 2 1 29 s s s s s sa T        2 2 2 7.64 6.78 5.97 5.19 4.41 3.59 10 m/s9 0.1        20.80m/s . 打点计时器在打 B 点时小车的速度   2 1 2 3.59 4.41 10 m/s 0.40m/s2 0.2B s sv T     . 19 答案及解析： 答案：方法一利用基本规律求解 设屋檐离地面的高度为 x ,滴水时间间隔为T ,由 21 2x gt 得: 第 2 滴水的位移  2 2 1 32x g T ① 第3滴水的位移  2 3 1 22x g T ② 又因为 2 3 1x x m  ③ 所以联立①②③三式,解得 0.2T s 屋檐离地面的高度为    2 21 14 10 4 0.2 3.22 2x g T m m      方法二用比例法求解 由于初速度为零的匀加速直线运动从开始运动起,在连续相等的时间间隔内的位移之比为  1:3:5:7: : 2 1n  , 据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是 0x 、 03x 、 05x 、 07x 显然,窗高为 05x ,即 05x 1 m ,得 0x 0.2 m , 屋檐离地面的髙度为 0 0 0 0 03 5 7 16 3.2x x x x x x m      由 21 2x gt 知,滴水时间间隔为 02 2 0.2 0.210 xt s sg    。 方法三用平均速度求解 设滴水时间间隔为T ,则滴水经过窗子的过程中的平均速度为 ' 1x mv T T   由 v gt 知,滴水下落 2.5 T 时的速度为 2.5v gT 由于 v v ,故有1 2.5m gTT  ,解得 0.2T s  21 4 3.22x g T m  解析：如果将这 5 滴水的运动等效为一滴水的自由落体运动,并且将这一滴水运动的全过程 分成时间相等的 4 段,设每段时间间隔为 T 则这一滴水在 0 时刻,T 时刻、2T 时刻、3T 时刻、 4T 时刻所处的位置,分别对应题图第 5 滴水、第 4 滴水、第 3 滴水、第 2 滴水、第 1 滴水所 处的位置,据此可解答该题。 20 答案及解析： 答案：(1)a＝0.4m/s2(2) v1＝lm/s(3) a2＝2.25m/s2 解析：(1)设匀减速运动的加速度大小为 a1，由题意得刹车的时间为 t1＝20s，刹车通过的位 移为：x1＝100m，由位移公式得： 2 1 0 1 1 1 1 2x v t a t  代入数据得：a＝0.4m/s2 (2)设车到达第一路口停车线时的速度为 v1，由速度公式得：v1＝v0﹣a1t1 代入数据得：v1＝lm/s (3)设匀加速的最小加速度大小为 a2，汽车先匀加速至最大允许速度为：v＝36km/h＝10m/s， 这个过程的时间为： 1 2 2 v vt a  后以最大速度匀速运动至第二路口，在绿灯熄灭前通过路口停车线，这个过程的时间为： t3＝30s﹣t2 由位移关系得： 2 2 1 2 3 22 v vx vta   代入数据得：a2＝2.25m/s2