【物理】高考物理直線運動試題(有答案和解析)及解析

1、【物理】 高考物理直線運動試題(有答案和解析)及解析一、高中物理精講專題測試直線運動1.研究表明，一般人的剎車反應時間(即圖甲中反應過程”所用時間)to=0.4s,但飲酒會導致反應時間延長.在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以vo=72km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現情況到汽車停止，行駛距離L=39m.減速過程中汽車位移s與速度v的關系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動.取重力加速度的大小 g=10m/s2.求：圖甲圖乙”(小八)(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間；(2)飲酒使志愿者的反應時間比一般人增加了多少；(3)減速過程汽車對志愿者作用力的大小與志愿者重力

2、大小的比值.【答案】(1) 8m/s2, 2.5s; (2) 0.3s; (3) -F0-回mg 5【解析】【分析】【詳解】(1)設減速過程中，汽車加速度的大小為a,運動時間為t,由題可知初速度 vo 20m/s,末速度vt 0,位移f(x)2x2 1 1由運動學公式得：vo2 2ast v0 2.5s a由式代入數據得a 8m/s2 t 2.5s (2)設志愿者飲酒后反應時間的增加量為t,由運動學公式得L vot s t tto 聯立式代入數據得t 0.3s (3)設志愿者力所受合外力的大小為F,汽車對志愿者作用力的大小為F0 ,志愿者的質量為m,由牛頓第二定律得F ma由平行四邊形定則得F

3、o2 F2 (mg)2 聯立式，代入數據得mg 52.如圖所示，一木箱靜止在長平板車上，某時刻平板車以a = 2. 5m/s2的加速度由靜止開始向前做勻加速直線運動，當速度達到v = 9m/s時改做勻速直線運動，己知木箱與平板車之間的動摩擦因數 科=0.22 5,箱與平板車之間的最大靜摩擦力與滑動靜擦力相等( g取 10m/s2)。求：巴1 。I(1)車在加速過程中木箱運動的加速度的大小(2)木箱做加速運動的時間和位移的大小(3)要使木箱不從平板車上滑落，木箱開始時距平板車右端的最小距離?！敬鸢浮?1)(2)4s； 18m (3) 1.8m【解析】試題分析：(1)設木箱的最大加速度為根據牛頓第

4、二定律=解得.則木箱與平板車存在相對運動，所以車在加速過程中木箱的加速度為(2)設木箱的加速時間為 h,加速位移為 西。v 9ml1 s .ti = - = = 4sa 225帆V1 9 招=11 2a 2x2.25(3)設平板車做勻加速直線運動的時間為“,則v 9右=1 a 2.5達共同速度平板車的位移為9則x2 =一十乂九一)=+9x (4-3.6) =19.8m* 2a *2 x2.5要使木箱不從平板車上滑落，木箱距平板車末端的最小距離滿足Ax 二七一工：-19 5 -18 =l.Sw考點：牛頓第二定律的綜合應用3.如圖所示，物體A的質量mA 1kg ,靜止在光滑水平面上的平板車mB 0

5、.5kg ,長為在A滑上B的同時,之間的動摩擦因素L 1m .某時刻 A以Vo 4m/s向右的初速度滑上木板 B的上表面，給B施加一個水平向右的拉力 F,忽略物體 A的大小，已知 A與B0.2 ,取重力加速度 g 10m/s2 ,求：(1)若F 5N ,物體A在小車上運動時相對小車滑行的最大距離.(2)如果要使 A不至于從B上滑落，拉力F大小應滿足的條件.【答案】(1) 0.5m (2) 1NK FW3N【解析】(1)物體A滑上木板B以后，作勻減速運動，有mg=mA得 aA=g=2m/S木板B作加速運動，有 F+w mg=M,代入數據解得： 兩者速度相同時, 代入數據解得：aB=14m/s2

6、有Vo-aAt=a Bt,t=0.25sA滑行距離:SA=v0t-1 aAt2=4x 0.25-1 x 2工=m,21616B滑行距離:最大距離:(2)物體22V0V12aAs=a-Sb=- -=0.5m16 16A不滑落的臨界條件是A到達2kL2aB的右端時，A、B具有共同的速度 vi,則:SB= aBt2= x 14 m= m.221616aAaB代入數據可得：aB=6 ( m/s2)由 F=m2aB-|i m1g=1NB的速度，于是將從B上滑落，所以F必須B具有相同的速度，之后， A必須相對B靜若Fv 1N,則A滑到B的右端時，速度仍大于大于等于1N.當F較大時，在 A到達B的右端之前，

7、就與 止，才不會從B的左端滑落.即有：F= (m+m) a, (im1g=m1a所以：F=3N若F大于3N, A就會相對B向左滑下.綜上：力F應滿足的條件是：1N< F< 3N點睛：牛頓定律和運動公式結合是解決力學問題的基本方法，這類問題的基礎是分析物體 的受力情況和運動情況，難點在于分析臨界狀態(tài)，挖掘隱含的臨界條件.4.如圖，AB是固定在豎直平面內半徑R=1.25m的1/4光滑圓弧軌道，OA為其水平半徑，圓弧軌道的最低處 B無縫對接足夠長的水平軌道，將可視為質點的小球從軌道內表面最高點A由靜止釋放.已知小球進入水平軌道后所受阻力為其重力的0.2倍，g取(1)小球經過B點時的速率；

8、(2)小球剛要到B點時加速度的大小和方向；(3)小球過B點后到停止的時間和位移大小.【答案】(1) 5 m/s (2) 20m/s2加速度方向沿 B點半徑指向圓心 (3) 25s 6.25m【解析】1 2(1)小球從A點釋放滑至B點，只有重力做功，機械能寸恒：mgR= mvB22解得 VB=5m/s252(2)小環(huán)剛要到 B點時，處于圓周運動過程中，a1 - m/s2 20m/s2R 1.25加速度方向沿B點半徑指向圓心(3)小環(huán)過B點后繼續(xù)滑動到停止，可看做勻減速直線運動：0.2mg=ma2,解得 a2=2m/s2t2 vB 2.5sa21 . 2sa2t6.25m25 .近年來隧道交通事故

9、成為道路交通事故的熱點之一.某日，一轎車 A因故障恰停在某 隧道內離隧道入口 50m的位置.此時另一轎車 B正以vo=90km/h的速度勻速向隧道口駛 來，轎車B到達隧道口時駕駛員才發(fā)現停在前方的轎車A并立即采取制動措施.假設該駕駛員的反應時間t1=0.57s,轎車制動系統(tǒng)響應時間(開始踏下制動踏板到實際制動) t2=0.03s,轎車制動時加速度大小 a=7.5m/s2.問：(1)轎車B是否會與停在前方的轎車 A相撞？(2)若會相撞，撞前轎車 B的速度大小為多少？若不會相撞，停止時轎車B與轎車A的距離是多少？【答案】(1)轎車B會與停在前方的轎車 A相撞；(2) 10m/s【解析】試題分析：轎

10、車的剎車位移由其反應時間內的勻速運動位移和制動后勻減速運動位移兩部分構成，由此可得剎車位移，與初始距離比較可判定是否相撞；依據（1）的結果，由運動可判定相撞前B的速度.（1）轎車B在實際制動前做勻速直線運動，設其發(fā)生的位移為Si,由題意可知：2Si = vo（ti + t2）= 15 m,實際制動后，轎車 B做勻減速運動，位移為 S2,由Vo 2as2代入數 據得：S2=41.7 m ,轎車A離隧道口的距離為 d=50 m,因Si+S2>d,故轎車B會與停在前方的轎車 A相撞 22（2）設撞前轎車B的速度為v,由運動學公式得 v vo 2ax。，代入數據解得：v=iom/s.點睛：本題主

11、要考查相遇問題，關鍵要掌握剎車位移的判定：反應時間內的勻速運動位 移；制動后勻減速運動位移6 .如圖所示，有一條沿順時針方向勻速傳送的傳送帶，恒定速度v=4m/s ,傳送帶與水平面的夾角。=37；現將質量m=1kg的小物塊輕放在其底端（小物塊可視作質點），與此同時，給小物塊沿傳送帶方向向上的恒力F=10N,經過一段時間，小物塊上到了離地面高為=0.5 （g 取h=2.4m的平臺上.已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數10m/s2, sin37 =0.6, cos37 =0.8）.問：（1）物塊從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間？F,計算小物塊還需經過多少時間（2）若在物塊與傳送帶達到相同速度時，立

12、即撤去恒力離開傳送帶以及離開時的速度?【答案】（1） 1.25s （2） 2m/s【解析】試題分析：（1）對物塊受力分析可知，物塊先是在恒力作用下沿傳送帶方向向上做初速為零的勻加速運動，直至速度達到傳送帶的速度，由牛頓第二定律2ma1 F mgcos37 mgsin37 （1 分），計算得：2 8m/s2v_ _v.t10.5s（1 分）x11m（1 分）ai2a1物塊達到與傳送帶同速后，對物塊受力分析發(fā)現，物塊受的摩擦力的方向改向ma2 F mgcos37 mgsin37 （1 分），計算得：a2 0Q x -h 4.0m （1 分）t2 至 x-x1 0.75s （1 分）得 t 3 t2

13、 1.25s （1 分） sin37v v（2）若達到同速后撤力 F,對物塊受力分析，因為 mgsin37 > mgcos37 ,故減速上行 r2-7 2 2 八、 ，口 _2 / _2ma3 mgsin37mgcos37 (1 分)，得 a3 2m/s設物塊還需t離開傳送帶，離開時的速度為vt ,則v2vt22a3x2(1分)，vt2m/s(1分)v vtt (1 分)t 1s (1 分)a3考點：本題考查勻變速直線運動規(guī)律、牛頓第二定律。7. ( 8分)一個質量為1500 kg行星探測器從某行星表面豎直升空，發(fā)射時發(fā)動機推力恒定，發(fā)射升空后8s末，發(fā)動機突然間發(fā)生故障而關閉；如圖所示

14、為探測器從發(fā)射到落回出發(fā)點全過程的速度圖象；已知該行星表面沒有大氣，不考慮探測器總質量的變化；求：(1)探測器在行星表面上升達到的最大高度；(2)探測器落回出發(fā)點時的速度；(3)探測器發(fā)動機正常工作時的推力?！敬鸢浮?1) 768 m； (2嚴種m(3)LR 乂 10*N【解析】試題分析：(1) 024 s內一直處于上升階段，H=g X 24X64 m=768m一 , eAv' 6400(2) 8s末發(fā)動機關閉，此后探測器只受重力作用，g=m/s2="4" m/s2Ar 16探測器返回地面過程有 一二2g得產=飛(3)上升階段加速度：a=8m/s2由F-拓喧=附口得

15、，F=2V考點：v-t圖線；牛頓第二定律.8.第21屆世界杯足球賽于 2018年在俄羅斯境內舉行，也是世界杯首次在東歐國家舉行.在足球比賽中，經常使用“邊路突破，下底傳中”的戰(zhàn)術，即攻方隊員帶球沿邊線前進，到底線附近進行傳中.某足球場長90 m、寬60 m,如圖所示.攻方前鋒在中線處將足球沿邊線向前踢出，足球的運動可視為在地面上做初速度為12 m/s的勻減速直線運動,加速度大小為2 m/s2.試求：(1)足球從開始做勻減速運動到停下來的位移為多大？(2)足球開始做勻減速直線運動的同時，該前鋒隊員沿邊線向前追趕足球，他的啟動過程可以視為初速度為0，加速度為2 m/s2的勻加速直線運動，他能達到的

16、最大速度為8 m/s.該前鋒隊員至少經過多長時間能追上足球？(3)若該前鋒隊員追上足球后，又將足球以10m/s的速度沿邊線向前踢出，足球的運動仍視為加速度大小為2m/s2的勻減速直線運動。與此同時，由于體力的原因，該前鋒隊員以6m/s的速度做勻速直線運動向前追趕足球，通過計算判斷該前鋒隊員能否在足球出底線前 追上。邊線【答案】(1) 36 m(2) 6.5 s (3)前鋒隊員不能在底線前追上足球ai = 2 m/s2,足球做勻減速運動的時(1)已知足球的初速度為vi=12 m/s,加速度大小為V1 12£ 1 = -S = 6春間為 1al *日 12xj t ' x (Si

17、n 口】運動位移為(2)已知前鋒隊員的加速度為a2=2 m/s2,最大速度為v2=8 m/s ,前鋒隊員做勻加速運動達到最大速度的時間和位移分別為V2 812 S 4saz 2V2 8X2 =2 = - x 47rt = 16m之后前鋒隊員做勻速直線運動，到足球停止運動時，其位移為x3 = v2(ti 12)= 8X2 m= 16 m由于X2+X3<X1,故足球停止運動時，前鋒隊員還沒有追上足球，然后前鋒隊員繼續(xù)以最大 速度勻速運動追趕足球，由勻速運動公式得X1(X2+X3)= V2t3,代入數據解得t3=0.5 s.前鋒隊員追上足球所用的時間t=t1 + t3= 6.5 s.(3)此時

18、足球距底線的距離為：X4=45-X1=9m,速度為V3=10m/sI viXi =0=25m足球運動到停止的位移為：處所以，足球運動到底線時沒停X4= y4一/1 田由公式f2 1,足球運動到底線的時間為：t4=1 s前鋒隊員在這段時間內勻速運動的位移：X3=vt4=6m<9m所以前鋒隊員不能在底線前追上足球.【點睛】解決本題的關鍵理清足球和運動員的位移關系，結合運動學公式靈活求解.由于是多過程 問題，解答時需細心.9 .比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡.如圖所示，已知斜塔第一層離地面的高度 hi=6.8m,為了測量塔的總高度，在塔頂無初速度釋放一個小球，小球經過第一層到達地面 的時間t

19、i=0.2s,重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力.(1)求斜塔離地面的總高度h;(2)求小球從塔頂落到地面過程中的平均速度.比薩斜塔I【答案】(1)求斜塔離地面的總高度h為61.25m；(2)小球從塔頂落到地面過程中的平均速度為17.5m/s.【解析】試題分析：(1)設小球到達第一層時的速度為V1,則有h1= v1t1+J代入數據得V1= 33m/s ,塔頂離第一層的高度 h2= =54.45m所以塔的總高度 h= h+ h2= 61.25mI 阿l/i| 小球從塔頂落到地面的總時間t4g=3.5s,平均速度產工=17.5m/s考點：自由落體運動規(guī)律10 .如圖所示，為車輛行駛過程中變道超車的情景。圖中 A、B兩車相距L=7m時，B車正 以VB=4m/s速度勻速行駛，A車正以VA=8m/s的速度借道超越同向行駛的B車，此時A車司機發(fā)前方不遠處有一輛汽車C正好迎面駛來，A車司機不得不放棄超車，而