第二章 匀速直线运动的研究 单元测试-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册
一、单选题
1．若物体做加速直线运动。则它的（ ）
A．加速度方向一定发生变化
B．速度方向一定发生变化
C．加速度方向与速度方向相反
D．加速度方向与速度方向相同
2．如图所示为甲、乙两质点在同一直线上运动的位移-时间图像，甲质点的图像为直线，乙质点的图像为过原点的曲线，两图像交点C、D的坐标如图。在~时间段内，下列说法正确的是（ ）
A．甲的速度一直大于乙的速度 B．甲的速度一直小于乙的速度
C．甲的平均速度等于乙的平均速度 D．甲的平均速度大于乙的平均速度
3．小明在某教学楼楼顶上进行自由落体运动实验，让一个小球（忽略空气对小球的作用力）从楼顶自由下落，测得在第3s末小球落地（），则教学楼高度约为（ ）
A．20m B．30m C．45m D．90m
4．一物体做自由落体运动，在它下落的第ns内所通过的位移，比它在第内所通过的位移的数值要大（ ）
A．g B． C． D．
5．在一笔直公路上有a、b、c三辆汽车，它们同时经过同一路标开始计时，此后的v—t图像如图，下列判断正确的是（ ）
A．0~t1时间内，a位于b、c前面
B．0~t1时间内，a、b间距离在减小
C．在t1时刻a、b加速度相同
D．t1时刻以后，b位于a、c前面
6．一个物体沿着斜面从静止滑下做匀变速直线运动．已知它前2s内的位移为3m，则它在第4个2s内的位移是（ ）
A．14m B．21m C．24m D．48m
7．下面图像描述的是A、B两物体做直线运动的相关图像。关于甲、乙、丙、丁四个图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中在t1~t2时间内，A的平均速度大于B的平均速度
B．乙图中的物体一定做往复运动
C．丙图说明两物体在t1、t2两个时刻都相遇
D．由丁图可以求出运动物体的加速度
二、不定项选择题
8．如图所示的位移（x）一时间（t）图象和速度（v）一时间（t）图象中，给出四条曲线1，2，3，4分别代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（ ）
A．图线1表示物体做曲线运动
B．x-t图象中t1时刻两物体处于同一位置
C．v-t图象中0~t3时间内3和4的平均速度大小不等
D．两图象中，t2，t4时刻分别表示2，4开始反向运动
9．某物体做直线运动的图像如图所示。则关于物体在前内的运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体在前内的最大位移是
B．物体在第末改变速度方向
C．内的加速度和内的加速度大小相等，方向相反
D．物体在前内的路程是
10．某物体的位移—时间图象如图所示，则下列叙述正确的是（ ）
A．物体的运动时间为4s
B．物体做曲线运动
C．物体运动所能到达的最大位移为80m
D．在t=4s时刻，物体的瞬时速度为零
三、非选择题
11．光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤．实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2 s和4.0×10－3 s．已知滑块的宽度d＝1.00 cm．
（1）滑块通过光电门1时的速度v1＝ m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝ m/s．(结果保留两位有效数字)
（2）由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的 ，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，提出一种减小误差的方案：
12．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题：
（1）如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是 打点计时器；
（2）打点计时器使的电源为 （选填交流或直流）电源；
（3）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是 ；
A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以
（4）如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，频率从变成了，而做实验的同学并不知道，仍按照进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比 ；（选填：偏大、偏小、不变）
（5）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度vA= m/s，小车运动的加速度a= m/s2。（结果要求保留三位有效数字）
13．小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：如图所示是两种常见的打点计时器。
(1)其中 是电磁打点计时器（选甲或则乙），根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是 （填序号）
A．时间间隔 B．位移 C．瞬时速度 D．平均速度 E．加速度
(2)下列哪些器材是多余的 ；
①电磁打点计时器②天平③细绳④纸带⑤小车⑥钩码⑦秒表⑧一端有滑轮的长木板
(3)为达到实验目的，还需要的器材是 ；
(4)在该实验中，下列说法中正确的是 ；
A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端
B．开始实验时小车远离打点计时器一端
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车
D．牵引小车的钩码个数越多越好
(5)实验得到的一条纸带如图所示，打点计时器电源频率为50Hz，其中相邻的两个计数点还有4个点未画出，则根据纸带，回答下列问题：
①相邻两个计数点之间的时间间隔为 s；
②根据纸带上的数据，则计数点1时小车对应的速度为：v1= m/s；
③据此可求出小车从1到3计数点内的加速度为a= m/s2。（本题所有计算结果均保留两位小数）。
14．在研究匀变速直线运动中，某同学用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器（频率为50 Hz）、钩码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用钩码拉动小车，使其做匀变速直线运动，得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未标出。
(1)某同学操作实验步骤如下，有错误或不需要的步骤是 （填写字母）。
A．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．适当抬高长木板的左端，在不挂钩码的情况下，轻推小车，小车能匀速运动
D．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
E.将小车移至靠近打点计时器处
F.先释放纸带，再接通打点计时器
(2)用毫米刻度尺测量得到图乙中A点与其他计数点间的距离为：AB＝3.00 cm、AC＝10.16 cm、AD＝21.48 cm、AE＝36.95 cm，则打下D点时小车的速度大小为 m/s；小车的加速度为 m/s2。（结果保留三位有效数字）
15．在《研究匀变速直线运动》的实验中，如图所示是一次记录小车运动情况的纸带，从纸带中选取连续的七个点A、B、C、D、E、F、G作为计数点，每两个相邻计数点间还有四个点没画出来，则相邻计数点间的时间间隔T= s，打下C点时的瞬时速度为 m/s，小车运动的加速度大小为 m/s2，加速度方向是从C点指向 点（计算结果均保留到小数点后二位）。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C C A A B D BC AD CD
1．D
【详解】物体做加速直线运动，加速度方向与速度方向相同，加速度方向、速度方向保持不变，D正确，A、B、C错误；故选D。
【点睛】解决本题的关键掌握判断物体做加速运动还是减速运动的方法，关键看加速度方向与速度方向的关系。
2．C
【详解】AB．x-t图像斜率代表速度，可知在时间段内甲的速度先大于乙，某时刻等于乙的速度，之后小于乙的速度，故AB错误；
CD．根据平均速度公式
可知甲乙平均速度相等，故C正确，D错误。
故选C。
【点睛】本题考查位移随时间图像的斜率以及平均速度的内容。
3．C
【详解】小球做自由落体运动，根据位移—时间公式可得
故选C。
4．A
【详解】根据自由落体运动位移与时间的关系得：
第n 秒内通过的位移为
第秒内通过的位移为
A．g，与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
5．A
【详解】A D．由v—t图像的图线与ｔ轴围成的面积大小表示位移可知，0~t1时间内，a的位移最大，所以a位于b、c前面、t1时刻以后的一小段时间内，a仍然位于b、c前面，故A正确，D错误；
B．0时刻两车同时经过公路旁的同一个路标，在t1时间内a车速度大于b车的速度，a车在b车的前方，所以两车逐渐远离，距离增大，故B错误；
C．根据图像可知，在t1时刻a、b速度相等，但加速度不同，故C错误。
故选A。
6．B
【详解】物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据推论：第1s内、第2s内、第3s内位移之比为，可知，第一个2s内与第四个2s内的位移大小为1:7，第一个2s内的位移是3m，则第四个2s内的位移大小是21m，故选B。
【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷。
7．D
【详解】A．甲图中在t1～t2时间内，A的位移等于B的位移相等，均为，因此在相同的时间内，A的平均速度等于B的平均速度，故A错误；
B．乙图中的物体若初速度为0，将会先朝正方向做匀加速直线运动，然后朝正方向做匀减速直线运动，但运动方向没发生变化，因此乙图中的物体不一定做往复运动，故B错误；
C．丙图中两物体在t1、t2两个时刻速度相等，不是相遇，故C错误；
D．由速度—位移公式
可得，图像的斜率为2a，因此物体的加速度为，可以求出运动物体的加速度，故D正确；
故选D。
8．BC
【详解】A．运动图象反映物体的运动规律，不是运动轨迹，无论速度时间图象还是位移时间图象只能表示物体做直线运动，故A错误；
B．x-t图象中t1时刻图像相交表明两物体处于同一位置，故B正确；
C．在v t图线中图线与时间轴围成的面积等于物体发生的位移，故在0 t3时间内4围成的面积大于3围成的面积，故3的平均速度小于4的平均速度，故C正确；
D．x t图线的斜率等于物体的速度，斜率大于0，表示物体沿正方向运动；斜率小于0，表示物体沿负方向运动；而t2时刻之前物体的运动沿正方向，t2时刻之后物体沿负方向运动，故t2时刻开始反向运动．v t图象中速度的正负表示运动方向，从0 t5这段时间内速度始终为正，故t4时刻没有反向运动，故D错误。
故选BC。
9．AD
【详解】A．在v-t图中，图线与t轴围成的面积是物体运动的位移，由图可知，物体在前8s内的最大位移是在6s时产生，其位移为
A正确；
B．由图像可知，物体在4s末没有改变速度的方向，只是在减速，物体在6s末时才改变速度方向，B错误；
C．图线的斜率表示物体加速度，4s~8s斜率都一样，故4s~6s内的加速度和6~8s内的加速度大小和方向相等，C错误；
D．物体前8s内的路程为
D正确。
故选AD。
10．CD
【详解】AB．图线切线斜率先正后负，表示物体的速度先正后负，物体做往复直线运动，不是曲线运动，由图读出运动时间为8s。故AB错误；
C．质点的速度先沿正方向，后沿负方向，在4s末物体达到的最大位移为80m，故C正确；
D．在位移-时间图象中，图线的斜率表示物体运动的速度，由图可知，物体在4s末图线的斜率为零，则物体的速度为零，故D正确。
故选CD。
11． 1.0 2.5 平均速度 可将滑块的宽度减小一些
【详解】(1) [1][2]．滑块通过光电门1时的速度
v1＝＝1.0 m/s
滑块通过光电门2时的速度
v2＝＝2.5 m/s
(2)[3][4]．v1、v2实质上是通过光电门1和2时的平均速度；要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．
12． 电火花 交流 A 偏小 0.337 0.393
【详解】（1）[1]根据打点计时器的结构可知，A是电火花打点计时器，B是电磁打点计时器。
（2）[2]打点计时器用的都是交流电。
（3）[3]若先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低。所以应当先接通电源，后让纸带运动，故选A。
（4）[4]计算速度公式，若频率从50Hz变成了60Hz，但仍按50Hz处理，则时间偏大，速度计算出来偏小。
（5）[5]根据匀变速直线运动推论，时间中点的速度等于这段时间的平均速度，可得
因为相邻计数点间有四个点未画出，则周期T=0.1s，代入数据得到
[6]匀变速运动，相等时间间隔的位移差公式有
故
13． 乙 AB ②⑦ BD C 0.1 0.36 0.38
【详解】(1)[1]图中乙是电磁打点计时器；
[2]根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是：时间间隔和位移，而瞬时速度、平均速度和加速度都是需要计算才能得到，故选AB。
(2)[3]实验中不需要天平和秒表，即多余的器材是②⑦；
(3) [4]为达到实验目的，还需要的器材是刻度尺和低压交流电源，故选BD；
(4) [5]A．打点计时器应固定在长木板上，且远离滑轮的一端，选项A错误；
B．开始实验时小车要靠近打点计时器一端，选项B错误；
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，选项C正确；
D．牵引小车的钩码个数多少要适当，太多的话加速度会太大，选项D错误；
(5)①[6]相邻两个计数点之间有四个点未画出，可知时间间隔为T=0.1s；
②[7]计数点1时小车对应的速度为
③[8]小车从1到3计数点内的加速度为
14． CF 1.34 4.16
【详解】(1)[1]其中不需要的步骤是C，本实验在研究匀变速度直线运动，是否存在摩擦阻力，对实验没有影响，只要加速度恒定即可；错误的是F，实验时，不能先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通电源，再释放纸带。
(2)[2]由于计时器打点的时间间隔为0.02s，相邻两个计数点之间还有四个点图中未画出，所以相邻两个计数点之间的时间间隔为T=0.1s。根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小
[3]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得
15． 0.1 0.20 0.50 D点（或E点等）
【详解】[1]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔
T=5×0.02s=0.1s
[2]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度
[3][4]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：
小车运动的加速度方向为从C点指向D点（或E点等）。
