【备战】全国高考物理试题汇编（第四期）A8直线运动综合（含解析）.doc

a8 直线运动综合【题文】（理综卷2015届广东省广州市海珠区高三摸底考试（2014.08）36（18分）在水平长直的轨道上，有一长度l=2m的平板车在外力控制下始终保持速度v0=4m/s向右做匀速直线运动某时刻将一质量为m=1kg的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为=0.2，取g=10m/s2，求：（1）小滑块m的加速度大小和方向；（2）通过计算判断滑块能否从车上掉下；（3）若当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与v0同向的恒力f，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力f大小应满足什么条件？v0【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；a8 c2 c5【答案解析】(1) 2m/s2 (2) 物块会掉下来 (3) f6n 解析：（1）物块放上车时相对小车向左运动，滑动摩擦力向右 根据牛顿第二定律有： 得 =2m/s2 方向向右 （2） 物块放上车后作匀加速直线运动，设当经历时间t之后速度达到v0，物块通过位移 且 小车通过位移 位移差 由于 ， 故物块会掉下来。 （3） 加上恒力f的方向与摩擦力方向相同，故物块合力 由牛顿第二定律有： 物块放上车后作匀加速直线运动，设当经历时间t0之后速度达到v0，物块通过位移 且 小车通过位移 只需要满足位移差 即可，联立各式有：f6n 【思路点拨】滑块和车摩擦产生的内能等于滑块和车之间摩擦力做的功，该功等于滑动摩擦力滑块相对于小车的位移；滑块不从左端掉下来，即滑块相对于车的位移不能大于 列式可得；对物体运动的正确判断，物体从端不滑下的前提是车的位移-物体的位移小于 ，当速度与车相同时，注意车和物体的位移关系【题文】（理综卷2015届广东省湛江市第一中学高三8月月考（2014.08）以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。下列用虚线和实线描述两物体运动的-t图象可能正确的是（）【知识点】匀变速直线运动的图像a5 a8【答案解析】 d 解析：没有空气阻力时，物体只受重力，是竖直上抛运动，v-t图象是直线；有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma，故a=g+，由于阻力随着速度而减小，故加速度逐渐减小，最小值为g；有空气阻力时，下降阶段，根据牛顿第二定律，有：mg-f=ma，故a=g-，由于阻力随着速度而增大，故加速度减小；v-t图象的斜率表示加速度，故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，切线与虚线平行；故选：d【思路点拨】竖直上抛运动是初速度为零的匀变速直线运动，加速度恒定不变，故其v-t图象是直线；有阻力时，根据牛顿第二定律判断加速度情况，v-t图象的斜率表示加速度本题关键是明确v-t图象上某点的切线斜率表示加速度，速度为零时加速度为g，不难【题文】（理综卷2015届广东省湛江市第一中学高三8月月考（2014.08）某教练员选拔短跑运动员，要对运动员进行测试。对某运动员测试，在启跑后2s内通过的距离为10m（视为匀加速度过程）。该运动员的最大速度为10m/s，持续时间不超过10s。之后，减速运动，加速度大小为1m/s2。若把短跑运动员完成比赛跑的过程简化为匀加速直线运动、匀速直线运动及减速阶段。（1）求该运动员启动阶段的加速度大小。（2）求该运动员100m赛的最好成绩。【知识点】匀变速运动规律 a2 a8【答案解析】(1) (2)11s 解析：（1）根据题意，在启动后的2s内运动员做匀加速直线运动，设运动员在匀加速阶段的加速度为a，前2s内通过的位移分别为 ,由运动学规律得 又 得 (2)要运动成绩最好，假设运动员先匀加速运动，当速度达10m/s，然后匀速运动，设加速阶段运动的时间为 ,匀速运动的时间为 ，匀速运动的速度为v，由题意可知v=10m/s加速阶段： ，解得 匀速阶段发生的位移： ，x=100m匀速运动的时间： 解得： 因，运动员跑完100m还没达到减速阶段，所以运动员跑100m的最短时间为 带入数据t=11s运动员的跑100m的最好成绩为11s【思路点拨】 （1）运动员做匀加速直线运动，根据加速位移公式求救加速度。（2）要想运动员时间最短，先以最大加速度做加速运动，然后以最大速度匀速跑完剩余路程，加速时间加匀速时间就是最好成绩。本题考查匀变速运动规律，比较简单。【题文】（理综卷2015届广东省湛江市第一中学高三8月月考（2014.08）.如图所示，水平地面上静止放置一辆小车a，质量ma=4kg，车长.，上表面不光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计。小车以v=.m/s在水平地面匀速运动。将可视为质点的物块b无初速度地置于a的最右端，b的质量mb=2kg.间的动摩擦因素为.，ab间的最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现对a施加一个水平向右的恒力f作用。（g=10m/s2,所有计算结果保留两位有效数字）（1）.要维持小车匀速运动，求的大小？（2）.当a匀速运动时，求从b放上a至b相对a静止，a发生的位移大小？（3）要使物块不从小车上掉下，求的大小？【知识点】匀变速运动规律、牛顿第二定律 a2 a8 c2 c5【答案解析】(1)0n (2)0.72m (3) 解析：(1)a相对b向右运动，a受到b对它的向左的滑动摩擦力大小 要维持a的匀速运动，由平衡条件可知，f=f解得f=4.0n当b与a的速度相同时，要维持a的匀速运动，对ab整体，由平衡条件可知，f=0n（2）b在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，加速度大小 从b放上a至b相对a静止，b运动的时间 在时间t内，a发生的位移x=vt解得 x=0.72m(3) 当外力f到达最大时，a加速，b加速，且b滑至a的最左端时，ab同速。对a 当ab同速时，经历时间 在时间内，a发生位移 ，b发生位移为 且位移满足 解f=4。8n当f=4.8n时，ab共同运动的加速度 到达共速后，ab以0.8m/s做匀速运动，a不会滑离bf越小，b在a上的相对位移越小，所以要使b不从a上滑落，f的取值范围是 【思路点拨】（1）要维持小车的匀速运动，对整体受力分析，根据水平方向受力平衡求解。（2）根据匀变速运动规律求解，注意摩擦力提供加速度。（3）要使b不从a上滑落，也就是最后达到共同速度时，b恰好位于a的左端，然后根据运动学规律，相对位移求解。【题文】（理综卷2015届宁夏银川一中高三上学期第一次月考（2014.08）20如图所示a、b两个运动物体的位移时间图象，下述说法正确的是aa、b两个物体开始时相距100m，同时相向运动bb物体做匀速直线运动，速度大小为5m/sca、b两个物体运动8s时，在距a的出发点60m处相遇da物体在运动中停了6s【知识点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的位移与时间的关系a2 a5 a6 a8【答案解析】 abc 解析：a、根据图象，a、b两物体开始时相距100m，速度方向相反，是相向运动，故a正确；b、s-t图象的斜率表示速度，故b物体做匀速直线运动，速度大小为：v= =-5m/s；故b正确；c、t=8s时有交点，表面a、b两物体运动8s时，在距a的出发点60m处相遇，故c正确；d、2s-6s，物体a位置坐标不变，保持静止，即停止了4s；故d错误；故选：abc【思路点拨】在位移图象中图象的斜率代表物体运动的速度；交点表示相遇处理图象问题要注意纵横坐标所代表的物理意义；s-t的斜率代表物体运动的速度，纵坐标相同代表两物体相遇；无论v-t图还是s-t图只能描绘直线运动【题文】（理综卷2015届宁夏银川一中高三上学期第一次月考（2014.08）24(14分)小明是学校的升旗手，他每次升旗都做到了在庄严的义勇军进行曲响起时开始升旗，当国歌结束时恰好五星红旗升到了高高的旗杆顶端已知国歌从响起到结束的时间是48 s，旗杆高度是19 m，红旗从离地面1.4 m处开始升起若设小明升旗时先拉动绳子使红旗向上匀加速运动，时间持续4 s，然后使红旗做匀速运动，最后使红旗做匀减速运动，减速时加速度大小与开始升旗时的加速度大小相同，红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零（1）红旗向上做匀加速运动时加速度的大小； （2）红旗匀速运动的速度大小【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系a2 a8【答案解析】（1）0.1m/s2（2）0.4m/s 解析：因为减速运动时的加速度与加速运动时的加速度一样大，所以减速和加速的时间是相同的，t1t34 s匀速运动的时间为t2(4844) s40 s设加速度大小为a，匀速运动的速度大小为v，加速和减速的平均速度大小都是总位移为xt1vt2t3，其中x(191.4) m17.6 m解得v0.4 m/s加速度大小为a m/s20.1 m/s2.【思路点拨】由于红旗匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等，根据对称性得知这两个过程的时间相等，确定出匀速运动的时间，用位移公式分别得出三个运动过程的位移表达式，求出匀速运动的速度，再求解匀加速运动的加速度大小本题涉及三个运动过程，三个过程之间基本的联系是速度，前一过程的末速度等于后一过程的初速度，研究三个之间的关系是解题的关键【题文】（物理卷2015届广西桂林十八中高三上学期第一次月考（2014.09）6如图所示，甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点同时开始运动的位移图象和速度图象，则下列说法正确的是xa甲车做曲线运动，乙车做直线运动b0t1时间内，甲车的平均速度大于乙车的平均速度c在t2时刻丁车在丙车的前面d0t2时间内，丙、丁两车都做匀变速直线运动【知识点】匀变速直线运动的图像；平均速度；匀变速直线运动的速度与时间的关系a2 a5 a8【答案解析】 c 解析：a、由位移时间图线切线的斜率表示速度，由图象可知：乙做匀速直线运动，甲做减速直线运动，故a错误；b、在t1时刻两车的位移相等，又都是单向直线运动，所用时间相等，所以两车平均速度相等，故b错误；c、由速度图象与时间轴围成的面积表示位移可知：在t2时刻丁的位移大于丙的位移，而两车又是从同一地点向同一方向做直线运动，所以在t2时刻丁车在丙车的前面，故c正确；d、0t2时间内，丙车都做匀变速直线运动，丁车做加速度减小的变加速直线运动，故d错误故选：c【思路点拨】在位移-时间图象中，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，图线切线的斜率表示速度，图象的交点表示位移相等，平均速度等于位移除以时间；在速度-时间图象中，倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度，图象与时间轴围成的面积表示位移本题关键要掌握两种图象斜率的意义，要能根据形状判断物体的运动性质，读出有用信息，注意位移-时间图象和速度-时间图象的区别，不张冠李戴【题文】（物理卷2015届河北省衡水中学高三小一调考试（2014.08）5. 甲、乙两车某时刻由同一地点，沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移-时间图象如图所示，图象中的oc段与ab平行，cb段与oa平行，则下列说法中正确的是（）at1到t2时刻两车的距离越来越远b0t3时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度c甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度dt3时刻甲车在乙车的前方【知识点】匀变速直线运动的图像a5 a6 a8【答案解析】 c 解析：a、图象的纵坐标表示物体所在的位置；由图可知t1到t2时刻两车的距离始终相等，故a错误；b、由图可知，t3时刻两物体的位移相同；故两物体的平均速度相等，故b错误；c、图象的斜率表示物体的速度，由图可知，甲车的初速度大于乙车的初速度，故c正确；d、t3时刻两车的位置相同，两车处在同一位置，故d错误；故选：c【思路点拨】在位移-时间图象中，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，斜率表示速度；图象的交点表示位移相等，平均速度等于位移除以时间本题考查x-t图象，在分析图象时要注意先明确图象的坐标，再根据图象的性质进行分析【题文】（物理卷2015届河北省衡水中学高三小一调考试（2014.08）10. 在平直道路上，甲汽车以速度v匀速行驶当甲车司机发现前方距离为d处的乙汽车时，立即以大小为a1的加速度匀减速行驶，与此同时，乙车司机也发现了甲，立即从静止开始以大小为a2的加速度沿甲运动的方向匀加速运动，则（）a甲、乙两车之间的距离一定不断减小b甲、乙两车之间的距离一定不断增大c若v ，则两车一定不会相撞d若v ，则两车一定不会相撞【知识点】匀变速直线运动的规律a2 a8【答案解析】d 解析：ab、两车在速度相等前，距离越来越小，若不相撞，速度相等后，距离越来越大故a、b错误cd、当两车速度相等时，有v-a1t=a2t，解得：t，两车恰好不相撞时有：vta1t2d+a2t2，解得v，知v两车一定不会相撞故d正确，c错误故选：d【思路点拨】两车在速度相等前，距离越来越小，速度相等时，若不相撞，则距离越来越大临界情况是速度相等时，恰好相撞，结合运动学公式求出不相撞的条件解决本题的关键知道两车恰好不相撞的临界情况，即速度相等时，恰好不相撞结合运动学公式灵活求解【题文】（物理卷2015届河北省石家庄二中高三开学考试（2014.08）14.(10分) 甲、乙两车在平直公路上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方l111 m处，乙车速度v乙60 m/s，甲车速度v甲50 m/s，此时乙车离终点线尚有l2600 m，如图5所示若甲车加速运动，加速度a2 m/s2，乙车速度不变，不计车长求：(1)经过多长时间甲、乙两车间距离最大，最大距离是多少？(2)到达终点时甲车能否超过乙车？【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系a2 a8【答案解析】（1）5s 36m (2) 到达终点时甲车不能追上乙车 解析： (1)当甲、乙两车速度相等时，两车间距离最大，即v甲at1v乙，得t1 s5 s 甲车位移x甲v甲t1at275 m乙车位移x乙v乙t1605 m300 m 此时两车间距离xx乙l1x甲36 m (2)甲车追上乙车时，位移关系x甲x乙l1甲车位移x甲v甲t2at， 乙车位移x乙v乙t2，将x甲、x乙代入位移关系，得v甲t2atv乙t2l1 代入数值并整理得t10t2110，解得t21 s(舍去)或t211 s 此时乙车位移x乙v乙t2660 m 因x乙l2，故乙车已冲过终点线，即到达终点时甲车不能追上乙车【思路点拨】（1）抓住两车相距最大时的临界条件：两车速度相等展开计算即可；（2）分析甲车追上乙车时，两车位移关系，求出相遇时的时间，再求出乙车到达终点的时间，比较即可求解. 掌握两车相距最远时的临界条件和追击条件是解决本题的关键，知道当两车速度相等时，两车间距离，最大难度适中【题文】（物理卷2015届河北省石家庄二中高三开学考试（2014.08）2m m f 图1图21213t/s00.4f/mg 1.515.(14分) 图l中，质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为0.2在木板上施加一水平向右的拉力f，在03s内f的变化如图2所示，图中f以mg为单位，重力加速度g=10m/s2整个系统开始时静止(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度；(2)在同一坐标系中画出03s内木板和物块的v-t图象，据此求03s内物块相对于木板滑过的距离。【知识点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律a2 a5 a8 c2【答案解析】 ：（1）1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度分别为：v1=4m/s，v1.5=4.5m/s，v2=4m/s，v3=4m/s，v2=4m/s，v3=4m/s；（2）在同一坐标系中03s内木板和物块的v-t图象如图所示，03s内物块相对于木板滑过的距离为2.25m 解析： (1)设木板和物块的加速度分别为和，在时刻木板和物块的速度分别为和，木板和物块之间摩擦力的大小为，依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得，当由式与题给条件得.8分(2)由式得到物块与木板运动的图象，如右图所示。 v/(ms-1)123t/s04.51.542物块木板在03s内物块相对于木板的距离等于木板和物块图线下的面积之差，即图中带阴影的四边形面积，该四边形由两个三角形组成，上面的三角形面积为0.25(m)，下面的三角形面积为2(m)，因此 （图象4分）.2分【思路点拨】（1）分别对物块和木板进行受力分析，求出其加速度，根据匀变速直线运动的基本公式即可求解速度；（2）根据受力分析得出物块和木板的运动情况，画出速度-时间图象，在03s内物块相对于木板的距离s等于木板和物块v-t图线下的面积之差根据物体受力情况判断物体的运动情况，并根据牛顿第二定律及匀变速直线运动的基本公式解题的典型例题，要注意题中f是个变力，在1s后发生了改变，所以加速度也要发生变化求位移差时可根据速度时间图象与时间轴所围成的面积表示位移去求解，该题难度较大【题文】（物理卷2015届江苏省扬州中学高三8月开学考试（2014.08）14（16分）传送带以恒定速度v4m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角37.现将质量m2 kg的小物品轻放在其底端(小物品可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力f20 n拉小物品，经过一段时间物品被拉到离地高为h1.8m的平台上，如图所示已知物品与传送带之间的动摩擦因数0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，已知sin370.6，cos370.8.求：(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？(2)若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力f，则物品还需多少时间才能离开皮带？【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系a2 a8 c2【答案解析】 (1)1 s(2)(2)s 解析： (1)物品在达到与传送带速度v4 m/s相等前，做匀加速直线运动，有：fmgcos37mgsin37ma1 解得a18 m/s2由va1t1得t10.5s 位移x1a1t1m物品与传送带达到共同速度后，因fmgsin8 nmgcos37，故物品在静摩擦力作用下随传送带一起匀速上升位移x2x12m t20.5s总时间为tt1t21s(2)在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力f，则有：mgcos37mgsin37ma2解得：a22m/s2假设物品能向上匀减速运动到速度为零，则通过的位移为x4 mx2故物品向上匀减速运动未达到速度为零时即已脱离传送带由x2vt3a2t 解得t3(2)s 所以t3(2)s【思路点拨】（1）先假设传送带足够长，对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解出加速度，然后运用运动学公式求解出加速的位移和时间，根据位移判断是否有第二个过程，当速度等于传送带速度后，通过受力分析，可以得出物体恰好匀速上滑，最后得到总时间；（2）若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力f，先受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度，然后根据运动学公式列式求解本题关键是受力分析后，根据牛顿第二定律求解出加速度，然后根据运动学公式列式求解【题文】（物理卷2015届江苏省扬州中学高三8月开学考试（2014.08）15（16分）如图所示，质量为m=1kg的物块，放置在质量m=2kg足够长木板的中间，物块与木板间的动摩擦因数为0.1，木板放置在光滑的水平地面上在地面上方存在两个作用区，两作用区的宽度均为1m，边界距离为d，作用区只对物块有力的作用：i作用区对物块作用力方向水平向右，ii作用区对物块作用力方向水平向左作用力大小均为3n将物块与木板从图示位置（物块在i作用区内的最左边）由静止释放，已知在整个过程中物块不会滑离木板取g=10m/s2（1）在物块刚离开i区域时，物块的速度多大？（2）若物块刚进入ii区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离d；（3）物块与木板最终停止运动时，求它们相对滑动的路程.【知识点】牛顿第二定律a2 a8 c2【答案解析】 （1）2m/s（2）1.5m（3）3m 解析：（1）（4分）对物块由牛顿第二定律: 得： 由 得 （2）（7分）i区域内，对木板：由得 木板到达 i区域边缘处： 离开i区域后: 对物块： 由得 对木板： 当物块与木板达共同速度时: 得: 两作用区边界距离为： （3）（5分）由于,所以物块与木板最终只能停在两电场之间. 由全过程能量守恒与转化规律： 得： 【思路点拨】（1）对物块由牛顿第二定律和运动学公式求速度（2）i区域内和离开区域后对木板应用牛顿第二定律和运动学方程求作用边界的距离（3）由于fmg，所以物块与木板最终只能停在两区域之间，由全过程能量守恒与转化规律求滑动路程。对物块分过程分析受力，应用牛顿第二定律和运动学公式联合求解，注意分析最后物块停止的位置，题目难度较大【题文】（物理卷2015届江西省师大附中等五校高三第一次联考（2014.08）5如右图所示， i，ii分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v-t图线，根据图线可以判断（ ）a甲、乙两小球做的是初速度方向相反的匀变速直线运 动，加速度大小相同，方向相同b两球在t8s时相距最远 c两球在t2s时刻速度相等 d两球在t8s时相遇【知识点】匀变速直线运动的图像a5 a8【答案解析】 d 解析：a、两球开始做匀减速直线运动，而后做匀加速直线运动a的加速度大小为aa= m/s2=10m/s2，b的加速度大小为ab=| |=6.67m/s2，加速度方向相反故a错误b、d、依据运动的对称性知，两球在t=8s时两球的位移均为零，都回到出发点相遇，显然不是相距最远故b错误，d正确c、由图知，t=2s时两球的速度大小均为20m/s，但速度方向相反，则速度不同故c错误故选：d【思路点拨】由速度时间图象直接读出两球的速度大小分析两球的运动情况，判断两球在t=8s时是否相距最远两球先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动. 这是直线运动中速度图象的问题，关键要抓住斜率表示加速度，“面积”表示位移来分析物体的运动情况【题文】（物理卷2015届内蒙古赤峰二中（赤峰市）高三9月质量检测试题（2014.09）13. 近年来全国多地雾霾频发，且有愈演愈烈的趋势，空气质量问题备受关注，在雾霾天气下，能见度下降，机动车行驶速度降低，道路通行效率下降，对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大如果路上能见度小于200米，应开启机动车的大灯、雾灯、应急灯，将车速控制在60km/h以下，并与同道前车保持50米的车距；当能见度小于100米时，驾驶员将车速控制在40km/h以下，车距控制在100米已知汽车保持匀