2012年高考物理第二轮复习 专题高效升级卷二 直线运动中的图象问题（附答案）

1 专题高效升级卷二专题高效升级卷二 直线运动中的图象问题直线运动中的图象问题 时间 60 分钟 满分 100 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 6 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中 有 的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 全部选对的得 6 分 选不全的得 3 分 有选错或不答的得 0 分 1 甲 乙二人同时从A地赶往B地 甲先骑自行车到中点后改为跑步 而乙则是先跑 步 到中点后改为骑自行车 最后两人同时到达B地 又知甲骑自行车比乙骑自行车的速度 快 并且二人骑车速度均比跑步速度快 若某人离开A地的距离x与所用时间t的函数关系 用函数图象表示 则在如图所示的四个函数图象中 甲 乙二人的图象只可能是 A 甲是 乙是 B 甲是 乙是 C 甲是 乙是 D 甲是 乙是 2 2008 北京奥运会取得了举世瞩目的成功 某运动员 可看成质点 参加跳板跳水比 赛 t 0 是其向上起跳瞬间 其速度与时间关系的图象如图所示 则 A t1时刻开始进入水面 B t2时刻开始进入水面 C t3时刻已浮出水面 D 0 t2时间内 运动员处于失重状态 3 如图所示是A B两物体从同一地点出发 沿相同的方向做直线运动的vt图象 由 图象可知 2 A A比B早出发 5 s B 第 15 s 末A B速度相等 C 前 15 s 内A的位移比B的位移大 50 m D 第 20 s 末A B位移之差为 25 m 4 如图甲所示 足够长的传送带与水平面夹角为 以速度v0逆时针匀速转动 在传 送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块 小木块与传送带间的动摩擦因数 tan 则图乙中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是 图甲 图乙 5 斜面上的物体受到平行于斜面向下的力F的作用 力F随时间变化的图象及物体运 动的vt图象如图所示 由图象中的信息能够求出的量或可以确定的关系是 g取 10 m s2 A 物体的质量m B 斜面的倾角 C 物体与斜面间的动摩擦因数 D tan 6 某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为 490 N 他将弹簧测力计移至电梯内称其体 重 t0至t3时间段内 弹簧测力计的示数如图甲所示 电梯运行的v t图象可能是图乙中 的 取电梯向上运动的方向为正方向 3 图甲 图乙 7 在由静止开始向上运动的电梯里 某同学把一测量加速度的小探头 重力不计 固 定在一个质量为 1 kg 的手提包上进入电梯 到达某一楼层后停止 该同学将采集到的数据 分析处理后列在下表中 物理模型匀加速直线运动匀速直线运动匀减速直线运动 时间段 s 3 083 0 加速度 m s 2 0 400 0 40 为此 该同学在计算机上画出了很多图象 请你根据上表数据和所学知识判断如图所示 的图象 设F为手提包受到的拉力 取g 9 8 m s2 中正确的是 8 如图甲所示 两物体A B叠放在光滑水平面上 对物体A施加一水平力F F t关 系图象如图乙所示 两物体在力F作用下由静止开始运动 且始终相对静止 则下列说法正 确的是 4 A 两物体做匀变速直线运动 B 两物体沿直线做往复运动 C B物体所受摩擦力的方向始终与力F的方向相同 D t 2 s 到t 3 s 这段时间内两物体间的摩擦力逐渐减小 9 物体在合外力作用下做直线运动的v t图象如图所示 下列表述正确的是 A 在 0 1 s 内 合外力做正功 B 在 0 2 s 内 合外力总是做负功 C 在 1 2 s 内 合外力不做功 D 在 0 3 s 内 合外力总是做正功 10 一放在光滑水平面上的物体在某一水平外力的作用下从静止开始做直线运动 合外 力方向不变 大小随时间的变化如图所示 设该物体在t0和 2t0时刻相对于出发点的位移分 别是x1和x2 速度分别是v1和v2 合外力从开始至t0时刻做的功是W1 从t0至 2t0时刻做 的功是W2 则 A x2 5x1 v2 3v1 B x2 9x1 v2 5v1 C x2 5x1 W2 8W1 D v2 3v1 W2 9W1 二 计算题 本题共 2 小题 共 40 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演 算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 11 20 分 如图甲所示 质量m 2 0 kg 的物体静止在水平面上 物体跟水平面间的 动摩擦因数 0 20 从t 0 时刻起 物体受到一个水平力F的作用而开始运动 前 8 s 内F随时间t变化的规律如图乙所示 g取 10 m s2 求 5 1 在图丙所示的坐标系中画出物体在前 8 s 内的v t图象 2 前 8 s 内水平力F所做的功 12 20 分 一辆汽车质量为 1 103 kg 最大功率为 2 104 W 在水平路面上由静止开 始做直线运动 最大速度为v2 运动中汽车所受阻力恒定 发动机的最大牵引力为 3 103 N 其行驶过程中牵引力F与车速的倒数 的关系如图所示 试求 1 v 1 根据图线ABC判断汽车做什么运动 2 v2的大小 3 整个运动过程中的最大加速度 4 匀加速运动过程的最大速度是多大 当汽车的速度为 10 m s 时发动机的功率为多 大 答案与解析答案与解析 1 B 解析 解析 由题意知v甲车 v甲人 v乙车 v乙人 v甲车 v乙车 又最后两人同时到达 B地 则v甲人 v乙人 故v甲车 v乙车 v乙人 v甲人 所以 B 项正确 2 BD 解析 解析 跳水运动员离开跳板向上跳起 做减速运动 到达最高点后 开始向下 做匀加速运动 直到刚进入水面 速度达到最大 进入水面后 因受到水的阻力 开始做减 速运动 直至速度减小到零 根据图象可知 t2时刻速度最大 所以t2时刻开始进入水面 故 A 项错误 B 项正确 t3时刻速度为零 是在水中减速结束的时刻 故 C 项错误 跳水运 动员离开跳板到刚开始进入水中时 空气阻力作用相对较小 可以忽略 加速度方向向下 处于失重状态 故 D 项正确 3 D 解析 解析 首先应明确v t图象中横轴和纵轴的物理含义 其次知道图线的斜率表 示加速度的大小 图线与时间轴围成的面积表示该时间内通过的位移的大小 两图线的交点 则表示某时刻两物体运动的速度相等 由图象可知 B物体比A物体早出发 5 s 故 A 选项 错 10 s 末A B速度相等 故 B 选项错 由于位移的数值等于图线与时间轴所围 面积 6 所以前 15 s 内B的位移为 150 m A的位移为 100 m 故 C 选项错 将图线延伸可得 前 20 s 内A的位移为 225 m B的位移为 200 m 故 D 选项正确 4 D 解析 解析 小木块被释放后的开始阶段做匀加速直线运动 所受摩擦力沿斜面向下 加速度为a1 当小木块的速度与传送带速度相同后 小木块开始以a2的加速度做匀加速直线 运动 此时小木块所受摩擦力沿斜面向上 所以a1 a2 在v t图象中 图线的斜率表示加 速度 故选项 D 对 5 AD 解析 解析 设物体的质量为m 斜面的倾角为 由v t图象可得 0 2 s 内物体 的加速度为a1 1 m s2 由F t图象可知 0 2 s 内力F1 3 N 在 0 2 s 内对物体应用牛 顿第二定律得F1 mgsin mgcos ma1 由v t图象可得 2 s 后物体的加速度为 a2 0 物体做匀速直线运动 由F t图象可知 2 s 后力F2 2 N 由平衡条件可得 F2 mgsin mgcos 0 代入数据联立解得m 1 kg tan tan 0 2 cos 综合得出 正确选项为 A D 6 AD 解析 解析 由G t图象知 t0 t1时间内人具有向下的加速度 t1 t2时间内匀速 或静止 t2 t3时间内人具有向上的加速度 因此其运动情况可能是 t0 t3时间内先向上 减速 再静止 最后向上加速或先向下加速 再匀速 最后向下减速 故 A D 正确 7 AC 解析 解析 由题意可知 电梯在 14 s 内一直向上运动 位移x一直增大 故 D 错误 前 3 s 做匀加速直线运动 最后 3 s 做匀减速直线运动 加速度大小不随时间改变 故 B 错 误 A 正确 由F1 mg ma1 F1 m g a1 10 2 N 中间 8 s 内 F2 mg 9 8 N 最后 3 s 内 F3 mg ma2 F3 m g a2 9 4 N 故 C 正确 8 C 解析 解析 由于两物体在F作用下由静止开始运动 且始终相对静止 则有 F mA mB a 对B有Ff mBa 由F t图象可知 F随时间变化 则a随时间变化 A 项错 C 项正确 A B先沿正方向做加速度增大的变加速运动 再做加速度逐渐减小的变加速运动 然后做加速度增大的变减速运动 再做加速度逐渐减小的变减速运动至速度为 0 整个过程 中运动方向不变 B 项错 2 3 s 的时间内 F逐渐增大 a增大 Ff增大 D 选项错误 9 A 解析 解析 根据动能定理 合外力做的功等于物体动能的变化 0 1 s 内 动能增加 所以合外力做正功 A 正确 0 2 s 内动能先增加后减少 合外力先做正功后做负功 B 错 误 1 2 s 内 动能减少 合外力做负功 C 错误 0 3 s 内 动能变化量为零 合外力做 功为零 D 错误 10 AC 解析 解析 设t0时刻前后的加速度分别为a1 a2 则a2 2a1 所以 7 v1 a1t0 v2 v1 a2t0 3v1 x1 a1t x2 x1 v1t0 a2t 5x1 W1 F0 x1 W2 2F0 x2 1 22 0 1 22 0 x1 8W1 故选项 A C 对 B D 错 11 答案 答案 1 见解析图 2 155 J 解析 解析 1 0 4 s 物体做匀加速直线运动 由F mg ma1得a1 3 m s2 4 s 时物体的速度v1 a1t1 12 m s 4 5 s 物体做加速度为a2的匀减速直线运动 由F mg ma2得a2 7 m s2 5 s 时物体的速度v2 v1 a2t2 5 m s 5 s 后F撤去 物体做加速度为a3的匀减速直线运动 设t3时间后物体的速度为零 由 mg ma3得a3 g 2 m s2 由 0 v2 a3t3得t3 2 5 s 即 5 7 5 s 内物体做匀减速直线运动到速度为零 7 5 8 s 内物体处于静止状态 综上 0 8 s 内物体的v t图象如图所示 2 前 8 s 内水平力F所做的功由v t图象知 WF mg s 155 J 12 答案 答案 1 见解析 2 20 m s 3 2 m s2 4 6 67 m s 2 104 W 解析 解析 1 题图中图线AB段牵引力F不变 阻力Ff不变 汽车做匀加速直线运动 图线 BC的斜率表示汽车的功率P P不变 则汽车做加速度减小的加速运动 直至达到最大速度 v2 此后汽车做匀速直线运动 2 当汽车的速度为v2时