2020高考物理 月刊專版 專題1 直線運動 專家預(yù)測3

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1、直線運動 一、選擇題( 每小題至少有一個選項正確 ) 1．下列說法正確的是 (　　) A．加速度為零的質(zhì)點一定處于靜止?fàn)顟B(tài) B．做加速度不斷減小的加速直線運動的質(zhì)點，在加速度不為零之前，速度不斷增大，位移不斷增大 C．某質(zhì)點的加速度方向向東，且做直線運動，則該質(zhì)點一定在向東做加速直線運動 D．質(zhì)點做曲線運動時，它的加速度一定變化 解析：加速度為0時，即速度不發(fā)生變化，即物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動，選項A不正確． 質(zhì)點做加速直線運動時，雖然加速度在不斷減小，但速度仍然在不斷增大，只

2、是單位時間內(nèi)速度增加量不斷地減小，其位移也是不斷地增加，選項B正確． 質(zhì)點做直線運動，雖加速度方向向東，但速度方向可以向東、也可以向西，即可以向東做加速直線運動，也可向西做減速直線運動，選項C錯誤． 質(zhì)點做曲線運動時，速度不斷地變化，單位時間內(nèi)速度變化可以保持不變，如平拋運動，故選項D是錯誤的． 答案：B 2．如圖1所示為物體做直線運動的v－t圖象．若將該物體的運動過程用x－t圖象表示出來(其中x為物體相對出發(fā)點的位移)，則圖2中的四幅圖描述正確的是 (　　) 解析：0～t1時間內(nèi)物體勻速正向運動，故選項A錯；t1～t2時間內(nèi)，物體靜止，且此時離出發(fā)點有一定距離，選項B、D

3、錯；t2～t3時間內(nèi)，物體反向運動，且速度大小不變，即x－t圖象中，0～t1和t2～t3兩段時間內(nèi)，圖線斜率大小相等，故C對． 答案：C 3．沿直線做勻變速運動的質(zhì)點在第一個0.5 s內(nèi)的平均速度比它在第一個1.5 s內(nèi)的平均速度大2.45 m/s，以質(zhì)點的運動方向為正方向，則質(zhì)點的加速度為 (　　) A．2.45 m/s2　　　　　　　　B．－2.45 m/s2 C．4.90 m/s2 D．－4.90 m/s2 解析：做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，所以原題意可解釋為：0.25 s時刻的瞬

4、時速度v1比0.75 s時刻的瞬時速度v2大2.45 m/s，即v2－v1＝at，加速度a＝＝ m/s2＝－4.90 m/s2. 答案：D 4．某軍事試驗場正在平地上試射地對空 導(dǎo)彈，若某次豎直向上發(fā)射導(dǎo)彈時發(fā) 生故障，造成導(dǎo)彈的v－t圖象如圖3 所示，則下述說法中正確的是 (　　) A．0～1 s內(nèi)導(dǎo)彈勻速上升 圖3 B．1 s～2 s內(nèi)導(dǎo)彈靜止不動 C．3 s末導(dǎo)彈回到出發(fā)點 D．5 s末導(dǎo)彈恰好回到出發(fā)點 解析：在v－t圖象中，圖線的斜率表示加速度，故0～1 s內(nèi)導(dǎo)彈勻加速上升，1 s～2 s內(nèi)導(dǎo)彈勻速上升，

5、第3 s時導(dǎo)彈速度為0，即上升到最高點，故選項A、B、C錯；v－t圖線與時間軸包圍的面積表示位移，在0～3 s內(nèi)，x1＝×(1＋3)×30 m＝60 m，在3 s～5 s內(nèi)，x2＝－×2×60 m＝－60 m，所以x＝x1＋x2＝0，即5 s末導(dǎo)彈又回到出發(fā)點，選項D對． 答案：D 5．(2020·福州模擬 )利用速度傳感器與 計算機結(jié)合，可以自動作出物體運動 的圖象，某同學(xué)在一次實驗中得到的 運動小車的v－t圖象如圖4所示，由 圖4 此可以知道 (　　) A．小車先做加速運動，后做減速運動 B．小車運動的最大速度約為0.

6、8 m/s C．小車的最大位移是0.8 m D．小車做曲線運動 解析：本題考查對v －t圖象的理解．v－t圖線上的點表示某一時刻的速度，從圖象可以看出小車先做加速運動，后做減速運動，運動的最大速度約0.8 m/s，A、B項正確；小車的位移可以通過v－t圖線下面的面積求得：查格84格，位移約為84×0.1×1 m＝8.4 m，C項錯誤；v－t圖線為曲線，表示速度大小變化，但小車并不做曲線運動，D項錯誤．正確選項A、B. 答案：AB 6．某人在靜止的湖面上某高度處豎直上拋一個鐵球，鐵球上升到最高點后自由下落，穿過湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度(假設(shè)泥中阻力大小恒定)．不計空氣阻力，以v、

7、F、Ek分別表示鐵球的速度、所受合外力和動能三個物理量的大?。鐖D5所示的圖象中能正確反映鐵球運動過程的是 (　　) 圖5 解析：鐵球的運動分四個階段．第一階段，鐵球上拋階段，此過程只受重力作用，加速度為g，速度減?。坏诙A段，自由下落過程，此過程只受重力作用，加速度為g，速度增大；第三階段，在水中運動過程，此過程受重力和浮力作用，加速度向下但小于g，速度增大；第四階段，在泥中運動過程，此過程受重力和泥的阻力作用，加速度向上，速度減小直到減為0.根據(jù)對鐵球運動過程分析知，A、C項正確、B項錯誤；鐵球的動能Ek＝mv2，因為

8、v是t的一次函數(shù)，故動能是t的二次函數(shù)，D項錯誤． 答案：AC 7．(2020·煙臺模擬)在由靜止開始向上運動的電梯里，某同學(xué)把一測量加速度的裝置(重力不計)固定在一個質(zhì)量為1 kg的手提包上進入電梯，到達某一樓層后停止．該同學(xué)將采集到的數(shù)據(jù)分析處理后列在下表中，為此，該同學(xué)在計算機上畫出了如圖6所示的圖象，請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)和所學(xué)知識判斷下列圖象正確的是(設(shè)F為手提包受到的拉力，取g＝9.8 m/s2) 物理模型 勻加速 直線運動 勻速直線運動 勻減速 直線運動 時間段 (s) 3.0 8 3.0 加速度 (m/s2) 0.40 0 －0.40 圖

9、6 解析：3 s末物體的速度，v＝at＝0.4×3 m/s＝1.2 m/s，然后以1.2 m/s做了8 s的勻速直線運動，最后3 s做勻減速運動，末速度v′＝v－at＝1.2－0.4×3 m/s＝0，由此可得A正確，B錯誤；根據(jù)牛頓第二定律在前3 s有F1－mg＝ma，得F1＝10.2 N；緊接著的8 s，F(xiàn)2－mg＝0，F(xiàn)2＝9.8 N；最后3 s，F(xiàn)3－mg＝－ma，F(xiàn)3＝9.2 N．所以C項正確；手提包一直在運動，D項錯誤． 答案：AC 8．質(zhì)量為1500 kg的汽車 在平直的公路上運動，其v－t圖象如圖7所示． 由此可求 (　　) A．前25 s

10、內(nèi)汽車的平均速度 圖7 B．前10 s內(nèi)汽車的加速度 C．前10 s內(nèi)汽車所受的阻力 D．15 s～25 s內(nèi)合外力對汽車所做的功 解析：v－t圖象圖線與時間軸包圍的面積的數(shù)值就是物體的位移，所以能求出位移，還知道時間，所以能求出平均速度，A對；v－t圖象的斜率就是物體的加速度，所以能得到10秒內(nèi)的加速度，B對；不知道汽車的牽引力，所以求不出受到的阻力，C錯；15 s～25 s汽車的初速度和末速度都知道，由動能定理可以求出合外力做的功，D對． 答案：ABD 9．一只氣球以10 m/s的速度勻速上升，某時刻在氣球正下方距氣球6 m處有一小

11、石子以20 m/s的初速度豎直上拋，若g取10 m/s2，不計空氣阻力，則以下說法正確的是 (　　) A．石子一定能追上氣球 B．石子一定追不上氣球 C．若氣球上升速度等于9 m/s，其余條件不變，則石子在拋出后1 s末追上氣球 D．若氣球上升速度等于7 m/s，其余條件不變，則石子在到達最高點時追上氣球 解析：以氣球為參考系，石子的初速度為10 m/s，石子做勻減速運動，當(dāng)速度減為零時，石子與氣球之間的距離縮短了5 m，還有1 m，石子追不上氣球，故A錯，B對；若氣球上升速度等于9 m/s，其余條件不變，1 s末石子與氣球之間的距離恰好縮短了6 m，石子能追上氣球，所以C對；若氣

12、球上升速度等于7 m/s＜9 m/s，石子會在1 s內(nèi)追上氣球，而石子要在2 s末才會到達最高點，故D錯． 答案：BC 10．甲、乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運動，t＝0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標．在描述兩車運動的v－t圖中(如圖8所示)，直線a、b分別描述了甲、乙兩車在0～20秒的運動情況．關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系，下列說法正確的是 (　　) 圖8 A．在0～10秒內(nèi)兩車逐漸靠近 B．在10秒～20秒內(nèi)兩車逐漸遠離 C．在5秒～15秒內(nèi)兩車的位移相等 D．在t＝10秒時兩車在公路上相遇 解析：由v－t圖象可知，0～10 s內(nèi)，v乙＞v甲，兩車逐漸遠離，10

13、 s～20 s內(nèi)，v乙＜v甲，兩車逐漸靠近，故選項A、B均錯；v－t圖線與時間軸所圍的面積表示位移，5 s～15 s內(nèi)，兩圖線與t軸包圍的面積相等，故兩車的位移相等，選項C對；t＝20 s時，兩車的位移再次相等，說明兩車再次相遇，故選項D錯． 答案：C 二、實驗題(本大題共2個小題，共10分) 11．(5分)如圖9所示為用打點計時器記錄小車運動情況的裝置，開始時小車在水平玻璃板上勻速運動，后來在薄布面上做勻減速運動，所打出的紙帶如圖10所示(附有刻度尺)，紙帶上相鄰兩點對應(yīng)的時間間隔為0.02 s. 從紙帶上記錄的點跡情況可知，A、E兩點跡之間的距離為__________cm，小車

14、在玻璃板上做勻速運動的速度大小為________m/s；小車在布面上運動的加速度大小為________m/s2. 解析：A、E兩點的刻度分別為xA＝13.20 cm，xE＝6.00 cm，AE＝xA－xE＝7.20 cm(答案在7.19～7.21間均正確)，勻速運動的速度為v＝＝0.90 m/s(答案在0.89 m/s～0.91 m/s均正確)． F點以后做減速運動，相鄰T內(nèi)的位移差為Δx＝0.2 cm. 由Δx＝aT2得：a＝＝m/s2＝5.0 m/s2(答案在4.9 m/s2～5.1 m/s2間均正確)． 答案：7.19～7.21　0.89～0.91　4.9～5.1 12．(5分

15、)在“研究勻變速直線運動”的實驗中，打點計時器使用的交流電的頻率為50 Hz，記錄小車運動的紙帶如圖11所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，紙帶旁并排放著有最小分度為毫米的刻度尺，零點跟“0”計數(shù)點對齊，由圖可以讀出三個計數(shù)點1、3、5跟0點的距離填入下列表格中． 圖11 距離 d1 d2 d3 測量值/cm 計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度為v2＝________m/s. 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)求出小車的加速度是a＝________m/s2.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析：由圖可以讀出： d1＝1.2

16、0 cm，d2＝5.40 cm，d3＝12.02 cm， 由題意知T0＝ s＝0.02 s T＝5T0＝0.1 s，v2＝＝0.210 m/s v4＝＝0.331 m/s 再由v4－v2＝a·2T得： a＝＝0.605 m/s2. 答案：1.20(1.18～1.20) 5．40(5.38～5.40) 12．02(12.01～12.02) 0．210(0.209～0.215) 0．605(0.598～0.615) 三、計算題(本大題共4個小題，共40分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 13．一輛長為L1=5m的汽車以v1=15m/s

17、的速度在公路上勻速行駛，在離鐵路與公路的交叉點s1=175m處，汽車司機突然發(fā)現(xiàn)離交叉點s2=200m處有一列長為L2=300m的列車以v2=20m/s的速度行駛過來，為了避免事故的發(fā)生，汽車司機立刻使汽車減速，讓火車先通過交叉點，求汽車減速的加速度至少多大？（不計汽車司機的反應(yīng)時間，結(jié)果保留3位有效數(shù)字） 答案：0.643m/s2． 解析：列車駛過交叉點用時間：t =……①（1分） 解得：t=25s………………②（1分） 若汽車在25s內(nèi)的位移為s1=175m，則：v1t－at2= s1………………③ （1分） a=0.64 m/s2………………④

18、 （1分） 此時由v=v1-at，得v=－1m/s，因此汽車已經(jīng)在25s前沖過了交叉點，發(fā)生了事故，不合題意．…⑤（1分） 要使汽車安全減速，必須在小于25s的時間內(nèi)汽車速度減小為零，這樣才能使它的位移小于175m．由v12=2as1………………⑥（1分） 得：a=m/s2，汽車減速的加速度至少為0.643m/s2．………………⑦（2分） 14．飛機著陸后以6m/s2大小的加速度做勻減速直線運動，其著陸速度為60m/s，求： （1）它著陸后12s內(nèi)滑行的位移x （2）整個減速過程的平均速度（用兩種方法求） （3）靜止前4s內(nèi)飛機滑行的位移x

19、’ 解：以初速度方向為正方向，則有a=16m/s2 飛機在地面滑行最長時間 所以飛機12s內(nèi)滑行的位移為10s內(nèi)滑行的位移，由v2-v02=2ax可得 （2）方法一：由 方法二：由 （3）由（1）的分析可知飛機滑行6s為靜止前4s，此時的速度v’=v0+at=60m/s+（-6×6）m/s=24m/s 故由v2-v’2=2ax’可得 8． A、B兩輛汽車在筆直公路上同向行駛，當(dāng)B車在A車前84m處時，B車速度為4m/s，且正以某加速度勻加速運動，經(jīng)過一段時間后，B車加速度突然變?yōu)榱?，此時B車的速度為12m/s，A車一直以20m/s的速度在后頭追趕，經(jīng)過12s后，A車追上B車，問

20、B車的加速時間是多少？ 解：設(shè)B車加速時的加速度為a，加速時間為t，由題意有 VB+at=VB’………………………………………………① VAt0=VBt+at2/2+VB’(t0-t)+x0………………………………② 聯(lián)立①②并代數(shù)數(shù)據(jù)可得t=6s，a=2m/s2 15.一輛值勤的警車停在公路邊，當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以10m/s的速度勻速行駛的貨車嚴重超載時，決定前去追趕，經(jīng)過5.5s后警車發(fā)動起來，并以2.5m/s2的加速度做勻加速運動，但警車的行駛速度必須控制在90km/h 以內(nèi)．問： （1）警車在追趕貨車的過程中，兩車間的最大距離是多少？ （2）警車發(fā)動后要多長時間才能追上貨

21、車？ 解：（l）當(dāng)兩車速度相等時.它們的距離最大，設(shè)警車發(fā)動后經(jīng)過t1時間兩車的速度相等．則： s貨=v1(t0+t1)==10(5.5+4)m = 95m s警 所以兩車間的最大距離△s=s貨-s警=75m (2)警車剛達到最大速度v=90km/h=25m/s的時間： t = t內(nèi)兩車的位移 t時刻兩車距離 警車達到最大速度后做勻速運動，設(shè)再經(jīng)過△t時間追趕上貨車． 則： (2分） 所以警車發(fā)動后要經(jīng)過才能追上貨車 16．如圖12所示，離地面足夠高處有一豎直的空管，質(zhì)量為2kg，管長為24m，M、N為空管的上、下兩端，空管受到F=16N豎

22、直向上的拉力作用，由靜止開始豎直向下做加速運動，同時在M處一個大小不計的小球沿管的軸線以初速度v0豎直上拋，不計一切阻力，取g=10m/s2．求： v0 a M N 圖12 （1）若小球上拋的初速度為10m/s，經(jīng)過多長時間從管的N端穿出？ （2）若此空管的N端距離地面64m高，欲使在空管到達地面時小球必須落到管內(nèi)，在其他條件不變的前提下，求小球的初速度v0大小的范圍． 答案：（1）4s；（2）29m/s≤v0≤32m/s． 解析：（1）（5分）以向下方向為正方向。 對空管，由牛頓第二定律可得mg－F=ma，得a=2m/s2……① （1分） 設(shè)經(jīng)t時間，小球從N端穿出，小

23、球下落的高度h1=－v0t+gt2………② （1分） 空管下落的高度h2=at2……………③ （1分） 則，h1－h(huán)2=L……………④ 聯(lián)立得：－v0t+gt2－at2=L……………⑤ （1分） 代入數(shù)據(jù)解得：t=4s，t=－1.5s（舍）…………………⑥ （1分） （2）（7分）設(shè)小球初速度v0，空管經(jīng)t'時間到達地面，則H=at'2…………………⑦ 得t'==8s………………⑧ （1分） 小球在t'時間下落高度為h=－v0t'+gt'2……………⑨ （2分） 小球落入管內(nèi)的條件是：64m≤h≤88m （2分） 解得：29m/s≤v0≤32m/s 所以小球的初速度大小必須在29m/s到32m/s范圍內(nèi)． （2分）