高中物理必修1第2章第4节同步练习及解析高中物理练习试题

1高中物理必修一同步练习及解析1．关于公式x＝v2－v202a，下列说法正确的是()A．此公式只适用于匀加速直线运动B．此公式适用于匀减速直线运动C．此公式只适用于位移为正的情况D．此公式不可能出现a、x同时为负值的情况解析：选B.公式x＝v2－v202a适用于匀变速直线运动，既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动，既适用于位移为正的情况，也适用于位移为负的情况，选项B正确，选项A、C错误．当物体做匀加速直线运动，且规定初速度的反方向为正方向时，a、x就会同时为负值，选项D错误．2．在交通事故分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹．在某次交通事故中，汽车刹车线的长度是14m，假设汽车刹车时的加速度大小为7m/s2，则汽车开始刹车时的速度为()A．7m/sB．10m/sC．14m/sD．20m/s解析：选C.设汽车开始刹车时的速度为v，并规定为正方向，则加速度a＝－7m/s2.由02－v2＝2ax得v＝14m/s，C正确．3．A、B、C三点在同一条直线上，一物体从A点由静止开始做匀加速直线运动，经过B点的速度是v，到C点的速度是3v，则xAB∶xBC等于()A．1∶8B．1∶6C．1∶5D．1∶3解析：选A.由公式v2－v20＝2ax，得v2＝2axAB，(3v)2＝2a(xAB＋xBC)，两式相比可得xAB∶xBC＝1∶8.4.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t＝0时刻同时经过公路旁的同一个路标．在描述两车运动的v－t图中(如图2－4－5所示)，直线a、b分别描述了甲、乙两车在0～20秒的运动情况．关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是()图2－4－5A．在0～10秒内两车逐渐靠近B．在10～20秒内两车逐渐远离C．在5～15秒内两车的位移相等D．在t＝10秒时两车在公路上相遇解析：选C.10秒内b的速度大于a的速度，两车逐渐远离，A错.10秒后a的速度大于b的速度，两车逐渐靠近，B错.5～15秒内，由图可知表示位移的面积相等，C对.10秒时两车相距最远，D错．5．一辆巡逻车最快能在10s内由静止加速到最大速度50m/s，并能保持这个速度匀速行驶．在平直的高速公路上，该巡逻车由静止开始启动加速，追赶前方2000m处正以35m/s的速度匀速行驶的一辆卡车，至少需要多少时间才能追上？解析：若经时间t正好追上，在t时间内，卡车位移x1＝v1t，巡逻车位移x2＝12at21＋v2t2，2t1＋t2＝t，a＝v2t1，且由题意x2＝x1＋2000m，由以上式子可得：t＝150s.答案：150s一、单项选择题1．如图2－4－6所示，一辆正以8m/s速度沿直线行驶的汽车，突然以1m/s2的加速度加速行驶，则汽车行驶了18m时的速度为()图2－4－6A．8m/sB．12m/sC．10m/sD．14m/s解析：选C.由v2－v20＝2ax得：v＝v20＋2ax＝82＋2×1×18m/s＝10m/s，故选C.2．一列火车由静止以恒定的加速度启动出站，设每列车厢的长度相同，不计车厢间间隙距离，一观察者站在第一列车厢最前面，他通过测时间估算出第一列车厢尾驶过他时的速度为v0，则第n列车厢尾驶过他时的速度为()A．nv0B．n2v0C.nv0D．2nv0解析：选C.由v2＝2ax得：v20＝2a·lv2＝2a·nl联立解得：v＝nv0，故选C.3．物体的初速度为v0，以加速度a做匀加速直线运动，如果要使它的速度增加到初速度的n倍，则物体的位移是()A.n2－1v202aB.n2v202aC.n－1v202aD.n－12v202a解析：选A.x＝nv02－v202a＝n2－1v202a，故选A.4.图2－4－7如图2－4－7所示，物体A在斜面上匀加速由静止滑下x1后，又匀减速地在平面上滑过x2后停下，测得x2＝2x1，则物体在斜面上的加速度a1与平面上加速度a2的大小关系为()A．a1＝a2B．a1＝2a2C．a1＝12a2D．a1＝4a2解析：选B.设物体在斜面末端时的速度为v，由v2－v20＝2ax得：v2－02＝2a1x1,02－v2＝2(－a2)x2.联立解得a1＝2a2，故选B.二、双项选择题5．两个小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动，若它们的初速度之比为1∶2，则下列说法正确的是()A．它们运动的最大位移之比为1∶2B．它们运动的最大位移之比为1∶4C．它们停止运动的时间之比为1∶2D．它们停止运动的时间之比为1∶4解析：选BC.由v2－v20＝2ax得：x＝v2－v202a∴x1∶x2＝v20∶(2v0)2＝1∶4，故B对．由vt＝v0＋at得它们停止运动的时间与初速度成3正比，故C对．6．(2012·佛山罗村中学高一检测)某物体运动的速度图象如图2－4－8，根据图象可知()图2－4－8A．0～2s内的加速度为1m/s2B．0～5s内的位移为10mC．第1s末与第3s末的速度方向相同D．第1s末与第5s末的加速度方向相同解析：选AC.0～2s内物体的速度图象是一条倾斜直线，a＝vt－v0t＝2－02m/s2＝1m/s2，A正确；0～5s内图象与t轴所围的面积S＝12×(5＋2)×2m＝14m，B错；第1s末和第3s末的速度都为正值，故方向相同，C正确；0～2s内物体的加速度为正，4～5s内加速度为负，故D错．7.图2－4－9如图2－4－9为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时做匀加速运动的v－t图线．已知在第3s末两个物体在途中相遇，则下列说法正确的是()A．物体A、B从同一地点出发B．出发时A在B前3m处C．出发时B在A前3m处D．A的加速度是B的2倍解析：选CD.由两个物体的v－t图象可知，3s末A、B两个物体的位移分别为6m和3m，所以物体出发时，B在A前3m处．故C正确．v－t图象的斜率代表加速度大小，知D正确．8．甲、乙两物体先后从同一地点出发，沿一条直线运动，它们的v－t图象如图2－4－10所示，由图可知()图2－4－10A．甲比乙运动快，且早出发，所以乙追不上甲B．t＝20s时，乙追上了甲C．在t＝20s之前，甲比乙运动快；在t＝20s之后，乙比甲运动快D．t＝20s时，甲在乙前面，它们之间的距离为乙追上甲前的最大距离解析：选CD.本题为追及问题，从题图中看到开始甲比乙运动快，且早出发，但是乙做匀加速运动，最终是可以追上甲的，A项错误；t＝20s时，速度图象中甲的速度图线与时间轴所围的面积大于乙的，即甲的位移大于乙的位移，所以乙没有追上甲，B项错误；在t＝20s之前，甲的速度大于乙的速度，在t＝20s之后，乙的速度大于甲的速度，C项正确；4乙在追上甲之前，当它们速度相同时，它们之间的距离最大，对应的时刻为t＝20s，D选项正确．9．(2012·中山一中高一检测)一个物体从静止开始做匀加速直线运动，它走完第1米所用时间为t1，走完第2米所用时间为t2，走完第1米时的速度和走完第2米时的速度分别为v1和v2，则下列关系正确的是()A．t1∶t2＝1∶2B．t1∶t2＝1∶(2－1)C．v1∶v2＝1∶2D．v1∶v2＝1∶2解析：选BD.由x＝12at2可得t1∶t2＝x1∶(x2－x1)＝1∶(2－1)，B正确，A错；由v2t－v20＝2ax得v1∶v2＝1∶2，D正确，C错．三、非选择题10．某列车正以216km/h的速度匀速运行，当列车头经路标A时，司机突然接到报告要求紧急刹车，因前方1000m处有障碍物还没有清理完毕，若司机听到报告后立即以最大加速度a＝2m/s2刹车，问该列车是否发生危险？解析：设列车从开始刹车到停止运动的位移为x，则v0＝216km/h＝60m/s，v＝0，取列车前进方向为正方向，则a＝－2m/s2.由关系式v2－v20＝2ax得：02－602＝－2×2x，x＝900m.因为x＝900m1000m，所以，该列车无危险．答案：该列车无危险11．某种型号的飞机起飞时，先由静止开始做匀加速直线运动进行滑行，滑行的加速度大小为4.0m/s2.当速度达到80m/s时，离开地面升空．如果在飞机达到起飞速度时，突然接到命令停止起飞，飞行员立即进行制动，使飞机做匀减速直线运动，加速度的大小为5.0m/s2.为该类型的飞机设计一条跑道，使在这种特殊的情况下飞机不滑出跑道，那么，所设计的跑道长度至少是多少？解析：设飞机从静止开始做匀加速运动至达到起飞速度滑行的距离为x1，则v2＝2a1x1，故x1＝v22a1＝8022×4m＝800m.设飞机从起飞速度做匀减速运动到静止滑行的距离为x2，则－v2＝2a2x2，故x2＝－v22a2＝－8022×－5m＝640m.跑道长度x＝x1＋x2＝800m＋640m＝1440m.答案：1440m12．晚间，甲火车以4m/s的速度匀速前进，当时乙火车误入同一轨道，且以20m/s的速度追向甲车，当乙车司机发现甲车时两车相距仅125m，乙车立即制动，已知以这种速度前进的火车制动后需经过200m才能停止．(1)问是否会发生撞车事故？(2)若要避免两车相撞，乙车刹车的加速度至少应为多大？解析：(1)乙车制动时的加速度a＝0－v202x＝0－2022×200m/s2＝－1m/s2当甲、乙两车速度相等时有：v甲＝v乙＝v0＋at，解得t＝16s，此过程甲车位移x甲＝v甲t＝64m，乙车位移x乙＝v0＋v乙2t＝192m，由于x甲＋125mx乙，5所以两车会发生撞车事故．(2)两车不相撞的临界条件是到达同一位置时两车的速度相同，则125＋v甲t＝v0t＋12a0t2，v甲＝v0＋a0t代入数据解得t＝15.625s，a0＝－1.024m/s2即为使两车不相撞，乙车刹车的加速度至少为1.024m/s2.答案：(1)会发生(2)1.024m/s2