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1、
專題一 質(zhì)點的直線運(yùn)動
A組 三年高考真題(2016~2014年)
1.(2016·全國卷Ⅲ,16,6分)(難度★★)一質(zhì)點做速度逐漸增大的勻加速直線運(yùn)動,在時間間隔t內(nèi)位移為s,動能變?yōu)樵瓉淼?倍。該質(zhì)點的加速度為( )
A. B. C. D.
2.(2016·全國卷Ⅰ,21,6分)(難度★★★)(多選)甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v-t圖象如圖所示。已知兩車在t=3 s時并排行駛,則( )
A.在t=1 s時,甲車在乙車后
B.在t=0時,甲車在乙車前7.5 m
C.兩車另一次并排行駛的時刻是t=2 s
D.甲、乙車兩次并排行駛的位置之間
2、沿公路方向的距離為40 m
3.(2016·江蘇單科,5,3分)(難度★★)小球從一定高度處由靜止下落,與地面碰撞后回到原高度再次下落,重復(fù)上述運(yùn)動,取小球的落地點為原點建立坐標(biāo)系,豎直向上為正方向。下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中,能描述該過程的是( )
4.(2015·浙江理綜,15,6分)(難度★★)如圖所示,氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時,其上的遮光條將光遮住,電子計時器可自動記錄遮光時間Δt.測得遮光條的寬度為Δx,用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度.為使更接近瞬時速度,正確的措施是( )
A.換用寬度更窄的遮光條
B.提高測量遮光條寬度的精確度
C.使滑塊的釋放點
3、更靠近光電門
D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角
5.(2015·廣東理綜,14,4分)(難度★★)如圖所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向運(yùn)動,帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板為參照物( )
A.帆船朝正東方向航行,速度大小為v
B.帆船朝正西方向航行,速度大小為v
C.帆船朝南偏東45°方向航行,速度大小為v
D.帆船朝北偏東45°方向航行,速度大小為v
6.(2015·山東理綜,14,6分)(難度★★)距地面高5 m的水平直軌道上A、B兩點相距2 m,在B點用細(xì)線懸掛一小球,離地高度為h,如圖.小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運(yùn)動,經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高
4、度自由卸下,小車運(yùn)動至B點時細(xì)線被軋斷,最后兩球同時落地.不計空氣阻力,取重力加速度的大小g=10 m/s2.可求得h等于( )
A.1.25 m B.2.25 m C.3.75 m D.4.75 m
7.(2015·江蘇單科,5,3分)(難度★★)如圖所示,某“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8 m設(shè)有一個關(guān)卡,各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉,放行和關(guān)閉的時間分別為5 s和2 s.關(guān)卡剛放行時,一同學(xué)立即在關(guān)卡1處以加速度2 m/s2由靜止加速到2 m/s,然后勻速向前,則最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是( )
A.關(guān)卡2 B.關(guān)卡3 C.關(guān)卡4 D.關(guān)卡5
8.(201
5、5·廣東理綜,13,4分)(難度★★)甲、乙兩人同時同地出發(fā)騎自行車做直線運(yùn)動,前1小時內(nèi)的位移-時間圖象如圖所示,下列表述正確的是( )
A.0.2~0.5小時內(nèi),甲的加速度比乙的大
B.0.2~0.5小時內(nèi),甲的速度比乙的大
C.0.6~0.8小時內(nèi),甲的位移比乙的小
D.0.8小時內(nèi),甲、乙騎行的路程相等
9.(2014·上海單科,8,2分)(難度★★)在離地高h(yuǎn)處,沿豎直方向同時向上和向下拋出兩個小球,它們的初速度大小均為v,不計空氣阻力,兩球落地的時間差為( )
A. B. C. D.
10.(2014·江蘇單科,5,3分)(難度★★)一汽車從
6、靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,然后剎車做勻減速直線運(yùn)動,直到停止.下列速度v和位移x的關(guān)系圖象中,能描述該過程的是( )
11.(2014·天津理綜,1,6分)(難度★★)質(zhì)點做直線運(yùn)動的速度—時間圖象如圖所示,該質(zhì)點( )
A.在第1秒末速度方向發(fā)生了改變
B.在第2秒末加速度方向發(fā)生了改變
C.在前2秒內(nèi)發(fā)生的位移為零
D.第3秒末和第5秒末的位置相同
12.(2014·福建理綜,15,6分)(難度★★★)如圖,滑塊以初速度v0沿表面粗糙且足夠長的固定斜面,從頂端下滑,直至速度為零.對于該運(yùn)動過程,若用h、s、v、a分別表示滑塊的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表
7、示時間,則下列圖象最能正確描述這一運(yùn)動規(guī)律的是( )
13.(2014·重慶理綜,5,6分)(難度★★)以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時,一個物體所受空氣阻力可忽略,另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比,下列用虛線和實線描述兩物體運(yùn)動的v-t圖象可能正確的是( )
14.(2014·廣東理綜,13,4分)(難度★★)如圖是物體做直線運(yùn)動的v-t圖象,由圖可知,該物體( )
A.第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)的運(yùn)動方向相反
B.第3 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的加速度相同
C.第1 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的位移大小不相等
D.0~2 s和0~4 s內(nèi)的平均速度大小相
8、等
15.(2015·福建理綜,20,15分)(難度★★★)一摩托車由靜止開始在平直的公路上行駛,其運(yùn)動過程的v-t圖象如圖所示.求:
(1)摩托車在0~20 s這段時間的加速度大小a;
(2)摩托車在0~75 s這段時間的平均速度大小v.
16.(2014·新課標(biāo)全國Ⅱ,24,13分)(難度★★★★)2012年10月,奧地利極限運(yùn)動員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39 km的高空后跳下,經(jīng)過4分20秒到達(dá)距地面約1.5 km高度處,打開降落傘并成功落地,打破了跳傘運(yùn)動的多項世界紀(jì)錄.取重力加速度的大小g=10 m/s2.
(1)若忽略空氣阻力,求該運(yùn)動員從靜止
9、開始下落至1.5 km高度處所需的時間及其在此處速度的大?。?
(2)實際上,物體在空氣中運(yùn)動時會受到空氣的阻力,高速運(yùn)動時所受阻力的大小可近似表示為f=kv2,其中v為速率,k為阻力系數(shù),其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān).已知該運(yùn)動員在某段時間內(nèi)高速下落的v-t圖象如圖所示.若該運(yùn)動員和所帶裝備的總質(zhì)量m=100 kg,試估算該運(yùn)動員在達(dá)到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù).(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)
17.(2014·山東理綜,23,18分)(難度★★★★)研究表明,一般人的剎車反應(yīng)時間(即圖甲中“反應(yīng)過程”所用時間)t0=0.4 s,但飲酒會導(dǎo)致反應(yīng)時間延
10、長.在某次試驗中,志愿者少量飲酒后駕車以v0=72 km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛,從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止,行駛距離L=39 m.減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示.此過程可視為勻變速直線運(yùn)動.取重力加速度的大小g=10 m/s2.求:
(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(yīng)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大小的比值.
答案精析
A組 三年高考真題(2016~2014年)
1.A [動能變?yōu)樵瓉淼?倍,則物體的速度變?yōu)樵瓉淼?倍,即v=3v0,由s=(
11、v0+v)t和a=得a=,故A對。]
2. BD [根據(jù)v-t圖,甲、乙都沿正方向運(yùn)動。t=3 s時,甲、乙相遇,此時v甲=30 m/s,v乙=25 m/s,由位移和v-t圖線所圍面積對應(yīng)關(guān)系知,0~3 s內(nèi)甲車位移x甲=×3×30 m=45 m,乙車位移x乙=×3×(10+25) m=52.5 m。故t=0時,甲、乙相距Δx1=x乙-x甲=7.5 m,即甲在乙前方7.5 m,B選項正確;0~1 s內(nèi),x甲′=×1×10 m=5 m,x乙′=×1×(10+15) m=12.5 m,Δx2=x乙′-x甲′=7.5 m=Δx1,說明甲、乙第一次相遇,A、C錯誤;甲、乙兩次相遇地點之間的距離為x=
12、x甲-x甲′=45 m-5 m=40 m,所以D選項正確。]
3. A [由運(yùn)動學(xué)公式可得小球與地面碰撞后速度v與位置x的關(guān)系為v=,從最高點下落時二者的關(guān)系為v=-,對比圖象可知A項正確。]
4.A [ 是Δt時間內(nèi)的平均速度,Δt越小,就越接近某點的瞬時速度.A選項中換用更窄的遮光條,就是取更短的時間Δt,A正確;B、C、D選項中的處理不能保證Δt很短不能確定更接近瞬時速度,選項B、C、D錯誤.]
5.D [以帆板為參照物,分析帆船的速度,如圖所示,
有tan θ=1,θ=45°,所以以帆板為參照物,帆船朝北偏東45°方向航行,速度大小為v帆船==v,故D正確.]
6.A
13、 [小車上的小球自A點自由落地的時間t1=,小車從A到B的時間t2=;小車運(yùn)動至B點時細(xì)線軋斷,小球下落的時間t3=;根據(jù)題意可得時間關(guān)系為t1=t2+t3,即=+解得h=1.25 m,選項A正確.]
7.C [由題意知,該同學(xué)先加速后勻速,速度增大到2 m/s用時t1==1 s,在加速時間內(nèi)通過的位移x1=at=1 m,t2=4 s,x2=v-t2=8 m,已過關(guān)卡2,t3=2 s時間內(nèi)x3=4 m,關(guān)卡打開,t4=5 s,x4=v-t4=10 m,此時關(guān)卡關(guān)閉,距離關(guān)卡4還有1 m,到達(dá)關(guān)卡4還需t5=0.5 s,小于2 s,所以最先擋住他前進(jìn)的是關(guān)卡4,故C正確.]
8.B [位移-
14、時間圖象的斜率絕對值反映速度大小,在0.2~0.5小時內(nèi),甲、乙均做勻速直線運(yùn)動,加速度為0,甲圖象斜率大于乙圖象,說明甲的速度大于乙的速度,故A錯誤,B正確;由位移-時間圖象可以看出在0.6~0.8小時內(nèi)甲的位移比乙的大,故C錯誤;由位移-時間圖象看出在t=0.5小時時,甲在s=10 km處,而乙在s=8 km處,進(jìn)一步得出在0.8小時內(nèi)甲的路程比乙的大,故D錯誤.]
9.A [以豎直向下為正方向,對向上和向下拋出的兩個小球,分別有h=-v-t1+gt,h=v-t2+gt,Δt=t1-t2,解以上三式得兩球落地的時間差Δt=,故A正確.]
10.A [汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,由v
15、2=2ax知當(dāng)速度達(dá)到最大值vm時做勻減速直線運(yùn)動直到速度為0,由運(yùn)動的可逆性得v2=2a′x,將圖象旋轉(zhuǎn)90°,則變?yōu)閤=v2,為標(biāo)準(zhǔn)的二次函數(shù),故選項A正確.]
11.D [由題圖可知0~2 s內(nèi),速度為正,運(yùn)動方向未改變,2 s末時,位移最大,v-t圖線斜率表示加速度,1~3 s圖線斜率未改變,故第2 s末加速度方向沒有變化,A、B、C錯誤;由v-t圖線與時間軸所圍“面積”表示位移知,第3 s末和第5 s末質(zhì)點位置相同,D正確.]
12.B [設(shè)斜面傾角為θ,滑塊沿斜面下滑時,由牛頓第二定律有mgsin θ-μmgcos θ=ma,a=gsin θ-μgcos θ,因此滑塊下滑時加速
16、度不變,選項D錯誤;滑塊加速下滑時的位移s=v0t+at2,選項B正確;滑塊下降高度h=s·sin θ=v0sin θ·t+asin θ·t2,選項A錯誤;滑塊下滑時的速度v=v0+at,選項C錯誤.]
13.D [受空氣阻力作用的物體,上升過程:mg+kv=ma,得a=g+v,v減小,a減小,A錯誤;到達(dá)最高點時v=0,a=g,即兩圖線與t軸相交時斜率相等,故D正確.]
14.B [由圖可知第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)速度都為正,運(yùn)動方向相同,A項錯;2~4 s圖線斜率不變,加速度不變,B項正確;v-t圖線與時間軸所圍的“面積”表示位移,故第1 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的位移大小相等,選項C錯;0~2
17、 s和0~4 s內(nèi)位移相等,但時間不等,由v=可知D項錯.]
15.解析 (1)加速度a=①
由v-t圖象并代入數(shù)據(jù)得
a=1.5 m/s2②
(2)設(shè)20 s時速度為vm,0~20 s的位移s1=t1③
20~45 s的位移s2=vmt2④
45~75 s的位移s3=t3⑤
0~75 s這段時間的總位移s=s1+s2+s3⑥
0~75 s這段時間的平均速度v=⑦
代入數(shù)據(jù)得v=20 m/s⑧
答案 (1)1.5 m/s2 (2)20 m/s
16.解析 (1)設(shè)該運(yùn)動員從開始自由下落至1.5 km高度處的時間為t,下落距離為s,在1.5 km高度處的速度大小為v.根據(jù)運(yùn)
18、動學(xué)公式有
v=gt ①
s=gt2 ②
根據(jù)題意有
s=3.9×104 m-1.5×103 m=3.75×104 m ③
聯(lián)立①②③式得
t=87 s ④
v=8.7×102 m/s ⑤
(2)該運(yùn)動員達(dá)到最大速度vmax時,加速度為零,根據(jù)牛頓第二定律有
mg=kv⑥
由所給的v-t圖象可讀出
vmax≈360 m/s⑦
由⑥⑦式得
k=0.008 kg/m⑧
答案 (1)87 s 8.7×102 m/s (2)0.008 kg/m
17.解析 (1)設(shè)減速過程中汽車加速度的大小為a,所用時間為t,由題可得初速度v0=20 m/s,末速度v=0,位移s=25 m,由運(yùn)動學(xué)公式得
v=2as①
t=②
聯(lián)立①②式,代入數(shù)據(jù)得
a=8 m/s2③
t=2.5 s④
(2)設(shè)志愿者反應(yīng)時間為t′,反應(yīng)時間的增加量為Δt,由運(yùn)動學(xué)公式得
L=v0t′+s⑤
Δt=t′-t0⑥
聯(lián)立⑤⑥式,代入數(shù)據(jù)得
Δt=0.3 s⑦
(3)設(shè)志愿者所受合外力的大小為F,汽車對志愿者作用力的大小為F0,志愿者質(zhì)量為m,由牛頓第二定律得
F=ma⑧
由平行四邊形定則得
F=F2+(mg)2⑨
聯(lián)立③⑧⑨式,代入數(shù)據(jù)得
=⑩
答案 (1)8 m/s2 2.5 s (2)0.3 s (3)