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1、单元素养评价(二)(第2章)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题，每小题4分，共36分)1.17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于()A.等效替代法B.实验归纳法C.理想实验法D.控制变量法【解析】选C。由于时间测量上的困难，伽利略无法直接研究自由落体运动，而是在斜面实验的基础上合理外推，最终得到倾角为90时小球运动(自由落体运动)的规律。所以，在当时并没有直接对落体运动进行实验，伽利略所用的物理实验方法属于理想实验法，选项C正确。【补偿训练】在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，
2、如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、微元法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是()A.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.根据速度定义式v=，当t非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法C.伽利略在研究自由落体运动的实验时把斜面的倾角外推到90，得到自由落体运动的规律采用的是建立模型法D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法【解析】选C。伽利略在研究自由落体运动的实验时把斜面的倾
3、角外推到90，得到自由落体运动的规律采用的不是模型法，是一种合乎逻辑的推理，叫理想实验法，C错误。2.在平直公路上，汽车以15 m/s的速度做匀速直线运动，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2 m/s2的加速度做匀减速直线运动，则刹车后10 s内汽车的位移大小为()A.50 mB.56.25 mC.75 mD.150 m【解析】选B。先判断汽车刹车后经过多长时间停止，由v=v0+at知：t=7.5 s。因此汽车刹车后10 s内的位移大小等于7.5 s内的位移大小，x=27.52 m=56.25 m，则B正确，A、C、D错误。3.甲物体从高处自由下落时间t0后，乙物体从同一位置自由下落，以甲
4、为参照物，乙物体的运动状态是(甲、乙均未着地，不考虑空气阻力的影响)()A.相对静止B.向上做匀速直线运动C.向下做匀速直线运动D.向上做匀变速直线运动【解析】选B。设乙物体的下落时间为t，则v乙=gt。而物体甲，v甲=g(t+t0)，以甲为参照物，乙对甲的速度v=v乙-v甲=-gt0=常数。所以以甲为参照物，乙向上做匀速直线运动，则B正确，A、C、D错误。4.关于匀变速直线运动的下列说法，正确的是()A.匀加速直线运动的速度一定与时间成正比B.匀减速直线运动就是加速度为负值的运动C.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动【解析】选C。根据速度公式v
5、=v0+at，可知，当v00时，v与t不成正比，故A错误；若规定初速度方向为正方向，匀减速直线运动的加速度方向与初速度方向相反，则加速度为负值；若规定初速度的反方向为正方向，匀减速直线运动的加速度方向与初速度方向相反，加速度为正值，故B错误；根据v=at，a不变，可知相等时间内速度的变化量相等，说明匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，故C正确；对于速度先减小再增大的运动，若加速度不变，也可能是匀变速直线运动，比如物体沿光滑斜面冲上后又滑下的运动，故D错误。5.下列测量值中为两位有效数字的是()A.0.02 sB.0.50 hC.1.850 mD.50.0 kg【解析】选B。有效数字是从一个数的
6、左边第一个非零数字起，到末位数字止，则B正确；0.02 s是一位有效数字，则A错误；1.850 m是四位有效数字，则C错误；50.0 kg是三位有效数字，则D错误。6.(2019济南高一检测)如图所示为某物体做直线运动的v-t图像，关于该物体在4 s内的运动情况，下列说法中正确的是()A.物体始终向同一方向运动B.4 s内物体通过的路程为4 m，而位移为零C.4 s末物体离出发点最远D.物体的加速度大小不变，方向与初速度方向相同【解析】选B。图像的斜率不变，因此物体做匀变速直线运动，开始时速度方向与加速度方向相反，物体做减速运动，t=2 s时，物体速度减为零，然后物体反向加速运动，t=4 s时
7、回到出发点，由图像可知物体通过的路程为s=222 m=4 m，位移为零。故选项A、C、D错误，B正确。7.一物体做初速度为零的匀加速直线运动，将其运动时间顺次分成123的三段，则每段时间内的位移之比为()A.135B.149C.1827D.11681【解析】选C。物体通过的第一段时间t内位移为s1=at2，物体通过第二段时间2t内位移是前3t位移减去前t的位移，故物体通过的第二段位移为s2=a(3t)2-at2=at2，物体通过第三段时间3t的位移是前6t的位移减去前3t的位移，故物体通过的第三段位移为s3=a(6t)2-a(3t)2=at2，故位移比为1827。则C正确，A、B、D错误。8.
8、(2019莆田高一检测)甲物体运动的速度时间图像如图甲所示，乙物体运动的位移时间图像如图乙所示，则关于这两个物体的运动情况，下列说法正确的是()A.甲在整个t=4 s时间内有往复运动，它通过的总路程为12 mB.甲在整个t=4 s时间内运动方向一直不变，通过的总位移大小为6 mC.乙在整个t=4 s时间内有往复运动，它通过的总路程为12 mD.乙在整个t=4 s时间内运动方向一直不变，通过的总位移大小为6 m【解析】选D。甲在整个t=4 s时间内有往复运动，它通过的总路程为322 m=6 m，通过的总位移大小为0，选项A、B错误；乙在整个t=4 s时间内运动方向一直不变，通过的总路程和总位移大
9、小均为6 m，选项D正确，C错误。9.(2019宁德高一检测)一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它第一秒内的位移恰为它最后一秒内位移的一半，g取10 m/s2，则它开始下落时距地面的高度为()A.5 mB.11.25 mC.20 mD.31.25 m【解析】选B。由h=gt2，可得第1秒内的位移h1=10 m/s2(1 s)2=5 m；则最后一秒内的位移h2=2h1=10 m；设下落总时间为t，最后1 s内的位移h=gt2-g(t-1)2=10 m，解得t=1.5 s；则物体下落的总高度h=gt2=11.25 m，则B正确，A、C、D错误。二、实验题（共5分）10.（2019全国卷）甲乙两
10、位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片。（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是_。（填正确答案标号）A.米尺B.秒表C.光电门D.天平（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答：_。（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm，则该地的重力加速度大小为g=_m/s2。（保留2位有效数字）【解析】（1）此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离，故
11、选A。（2）米尺在本实验中的使用方法为：将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺，这样便于测量连续几张照片上小球位置之间的距离。（3）利用逐差法x=aT2求加速度a。则a= =9.7 m/s2。答案：(1)A (2)将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺 (3)9.7三、计算题(本题共3小题，共19分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(6分)如图所示，2018年5月13日清晨，首艘国产002型航母驶离码头，开始进行海上试验任务。某航空母舰的飞行甲板长度为L=300 m，假设某型号的战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为a=4.5 m/s2，战斗机的速度达到v=
12、60 m/s才能安全起飞。(1)如果航空母舰静止，假设战斗机被弹射装置弹出后开始加速运动，要保证战斗机能安全起飞，战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大？(2)如果航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证战斗机能安全起飞，航空母舰前进的速度至少是多大？【解析】(1)设战斗机被弹射的速度为v0，由v2-=2aL得v0=30 m/s(2分)(2)设战斗机起飞所用的时间为t，在时间t内航空母舰航行的距离为L1，航空母舰的最小速度为v1。对航空母舰有L1=v1t(1分)对战斗机有v=v1+at，v2-=2a(L+L1)(2分)联立解得v1=8 m/s。(1分)答案：(1)30 m/s(2)8
13、m/s12.(6分)如图所示，一长为200 m的列车沿平直的轨道以80 m/s的速度匀速行驶，当车头行驶到进站口O点时，列车接到停车指令，立即匀减速停车，因OA段铁轨不能停车，整个列车只能停在AB段内，已知OA=1 200 m，OB=2 000 m，求：(1)列车减速运动的加速度大小a的取值范围。(2)列车减速运动的最长时间。【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)列车做减速运动的过程中，刹车的距离：s=，可知加速度越大，位移越小，加速度越小，位移越大。(2)将最大位移和最小位移分别代入公式即可求出加速度的范围。(3)当加速度最小时，列车减速的时间最长，由此即可求出结果。【解析】(1)列车
14、做减速运动到速度为0的过程中，刹车的距离：s=，(1分)当位移最小时，加速度最大，即当列车尾部正好在A点时，加速度最大，则amax= m/s2= m/s2(1分)位移最大时，加速度最小，即当车头刚好到达B点时，加速度最小，则amin= m/s2=1.6 m/s2(1分)所以加速度的范围是：1.6 m/s2am/s2(1分)(2)由v=v0-at可知，列车减速到速度为0的时间：t=(1分)可知加速度最小时，列车减速的时间最长，为：tmax= s=50 s(1分)答案：(1)1.6 m/s2am/s2(2)50 s13.(7分)一辆汽车从静止开始匀加速开出，然后保持匀速运动，最后匀减速运动，直到停
15、止。表中给出了不同时刻汽车的速度：时刻/s123579.510.5速度/(ms-1)369121293(1)该汽车匀速运动时的速度大小是否为12 m/s？它做加速运动时的加速度和做减速运动时的加速度大小是否相等？(2)该汽车从开出到停止经历的时间一共是多少？(3)该汽车通过的总路程是多少？【解析】(1)由题表中的数据可知，该汽车匀速运动时的速度为12 m/s；该汽车做加速运动时速度从3 m/s增大到6 m/s所用的时间是1 s，做减速运动时速度从9 m/s减小到3 m/s所用的时间也是1 s，速度变化量的大小不一样，但所用的时间一样，故加速度大小不相等。(1分)(2)该汽车做匀减速运动的加速度
16、为a2=m/s2=-6 m/s2(1分)设速度从3 m/s减小到0所用的时间为t，则t= s=0.5 s(1分)故汽车从开出到停止经历的时间一共为t=10.5 s+0.5 s=11 s。(1分)(3)该汽车做匀加速运动的加速度为a1=m/s2=3 m/s2做匀加速运动的时间为t1= s=4 s做匀减速运动的时间为t2= s=2 s做匀速运动的时间为t3=t-t1-t2=(11-4-2)s=5 s(1分)则汽车通过的总路程为x=t1+vt3+t2=(4+125+2) m=96 m。(2分)答案：(1)是不相等(2)11 s(3)96 m【等级性考试】(30分钟40分)14.(5分)(多选)甲、乙
17、两物体由同一位置开始沿同一直线运动，其速度图像如图所示，下列说法正确的是()A.开始阶段乙在甲的前面，20 s后乙在甲的后面B.20 s末，甲追上乙，且甲、乙的速度相等C.40 s末，甲追上乙D.在追上前，20 s末两物体相距最远【解析】选C、D。v-t图像中，纵坐标表示速度，图像与时间轴所围的面积表示位移。甲、乙两物体由同一位置开始沿同一直线运动，所以追上的条件是位移相等，40 s末，甲、乙图像与时间轴围成的面积相等，说明甲、乙相遇，分析可知是甲追上乙，选项A、B错误，C正确；20 s末，甲、乙图像与时间轴围成的面积相差最大，说明追上前，20 s末两物体相距最远，选项D正确。15.(5分)(
18、多选)甲、乙两物体的质量之比为m甲m乙=51，甲从高H处自由落下的同时，乙从高2H处自由落下，若不计空气阻力，下列说法中正确的是()A.在下落过程中，同一时刻二者速度相等B.甲落地时，乙距地面的高度为HC.甲落地时，乙的速度大小为D.甲、乙在空气中运动的时间之比为21【解析】选A、B、C。自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，与物体质量无关，选项A正确；甲落地时乙距离地面的距离h=2H-H=H，选项B正确；甲落地时的速度与乙速度相同，故有v2=2gH，解得v=，选项C正确；根据H=g和2H=g，解得时间之比为1，选项D错误。16.(5分)(多选)(2018全国卷)甲、乙两汽车在
19、同一条平直公路上同向运动，其速度-时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是()A.两车在t1时刻也并排行驶B.在t1时刻甲车在后，乙车在前C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大【解析】选B、D。根据速度时间图像与时间轴所围面积大小对应物体的位移大小，可知在t1t2时间内，甲车位移大于乙车位移，又因为t2时刻两车相遇，因此t1时刻甲车在后，乙车在前，选项A错误，B正确；根据图像的斜率对应物体运动的加速度，可知甲、乙的加速度均先减小后增大，选项C错误、D正确。17.(10分)如图甲所示为用打点计时器记录小车运动情况的装置，开始时小
20、车在水平玻璃板上匀速运动，后来在薄布面上做匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s。从纸带上记录的点迹情况可知，A、E两点迹之间的距离为_ cm，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为_ m/s；小车在布面上运动的加速度大小为_ m/s2。【解析】由纸带数据分析可知，小车在玻璃板上运动对应的是AE段，在薄布面上运动对应的是EJ段。A、E两点对应的刻度分别为xA=13.20 cm，xE=6.00 cm，则xAE=xA-xE=7.20 cm，故小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为v=0.90 m/s E点以后小车做匀减速运动，相邻时间T内的位移之差
21、为x=0.20 cm由x=aT2得a=m/s2=5.0 m/s2。答案：7.200.905.018.(15分)汽车先以a1=0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动，在20 s末改做匀速直线运动，当匀速运动持续10 s后，因遇到障碍汽车便紧急刹车，不考虑人的反应时间。已知汽车刹车的加速度为a2=-2 m/s2，求：(1)汽车匀速运动时的速度大小。(2)汽车刹车后6 s内所通过的位移大小。(3)在坐标图上画出该汽车运动全过程的速度时间图像。【解析】(1)由于汽车做匀加速直线运动，则根据v1=v0+a1t1可得汽车在20 s末的速度v1=a1t1=0.520 m/s=10 m/s。(4分
22、)(2)汽车刹车后做匀减速直线运动，则根据v=v1+a2t3(2分)可得汽车刹车的时间t3=5 s(2分)即汽车经5 s停下，则说明汽车刹车后6 s内发生的位移与5 s内发生的位移相等，x=m=25 m(2分)(3)020 s做初速度为零的匀加速运动，末速度为10 m/s，2030 s做速度为10 m/s的匀速直线运动；3035 s做初速度为10 m/s，末速度为0的匀减速直线运动，全过程v-t图像如图所示。(5分)答案： (1)10 m/s(2)25 m(3)见解析图【补偿训练】短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段。一次比赛中，某运动员用11.00 s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2 s内通过的距离为7.5 m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离。【解析】根据题意，在第1 s和第2 s内运动员都做匀加速直线运动，设运动员在匀加速阶段的加速度为a，在第1 s和第2 s内通过的位移分别为s1和s2，由运动学规律得s1=as1+s2=a(2t0)2t0=1 s求得a=5 m/s2设运动员做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v，跑完全程的时间为t，全程的距离为s，依题意及运动学规律，得t=t1+t2v=at1s=a+vt2设匀加速阶段通过的距离为s，则s=a求得s=10 m答案：5 m/s210 m