高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析

高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1．研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m．减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g=10m/s2．求：（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）设减速过程中，汽车加速度的大小为a，运动时间为t，由题可知初速度，末速度，位移由运动学公式得：①②由①②式代入数据得③④（2）设志愿者饮酒后反应时间的增加量为，由运动学公式得⑤⑥联立⑤⑥式代入数据得⑦（3）设志愿者力所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为，志愿者的质量为m，由牛顿第二定律得⑧由平行四边形定则得⑨联立③⑧⑨式，代入数据得⑩2．如图所示，一木箱静止在长平板车上，某时刻平板车以a=2.5m/s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动，当速度达到v=9m/s时改做匀速直线运动，己知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ=0.225，箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等（g取10m/s2）。求：（1）车在加速过程中木箱运动的加速度的大小（2）木箱做加速运动的时间和位移的大小（3）要使木箱不从平板车上滑落，木箱开始时距平板车右端的最小距离。【答案】（1）（2）4s；18m（3）1.8m【解析】试题分析：（1）设木箱的最大加速度为，根据牛顿第二定律解得则木箱与平板车存在相对运动，所以车在加速过程中木箱的加速度为（2）设木箱的加速时间为，加速位移为。（3）设平板车做匀加速直线运动的时间为，则达共同速度平板车的位移为则要使木箱不从平板车上滑落，木箱距平板车末端的最小距离满足考点：牛顿第二定律的综合应用.3．如图，AB是固定在竖直平面内半径R=1.25m的1/4光滑圆弧轨道，OA为其水平半径，圆弧轨道的最低处B无缝对接足够长的水平轨道，将可视为质点的小球从轨道内表面最高点A由静止释放．已知小球进入水平轨道后所受阻力为其重力的0.2倍，g取10m/s2．求：（1）小球经过B点时的速率；（2）小球刚要到B点时加速度的大小和方向；（3）小球过B点后到停止的时间和位移大小．【答案】（1）5m/s（2）20m/s2加速度方向沿B点半径指向圆心（3）25s6.25m【解析】（1）小球从A点释放滑至B点，只有重力做功，机械能守恒：mgR=mvB2解得vB=5m/s（2）小环刚要到B点时，处于圆周运动过程中，加速度方向沿B点半径指向圆心（3）小环过B点后继续滑动到停止，可看做匀减速直线运动：0.2mg=ma2，解得a2=2m/s24．光滑水平桌面上有一个静止的物体，其质量为7kg，在14N的水平恒力作用下向右做匀加速直线运动，求:5s末物体的速度的大小？5s内通过的位移是多少？【答案】x=25m【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度，根据速度时间公式和位移时间公式求出5s末的速度和5s内的位移．【详解】（1）根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：；5s末的速度为：v=at=2×5m/s=10m/s.（2）5s内的位移为：x=at2＝×2×52m＝25m．【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．5．一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12秒，驶过了180m。之后匀速行驶了105m，求：（1）汽车开始加速时的速度是多少？（2）汽车的末速度是多少？（3）简要画出全过程的v-t图像（注：标出关键点坐标即可）【答案】（1）（2）（3）如图所示：【解析】（1）由公式：，可以得到：；（2）由速度与时间关系可以得到：；（3）根据题意可以知道，匀速运动的时间为：，如图所示：点睛：本题关键是明确汽车的运动性质，然后根据运动学公式直接列式求解。6．一辆长途客车正以v=20m/s的速度匀速行驶，突然，司机看见车的正前方处有一只狗，如图（甲）所示，司机立即采取制动措施，若从司机看见狗开始计时（t=0），长途客车的“速度一时间”图象如图（乙）所示。（1）求长途客车制动时的加速度；（2）求长途客车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离；（3）若狗正以v=4m/s的速度与长途客车同向奔跑，问狗能否摆脱被撞的噩运【答案】（1）（2）（3）狗被撞【解析】（1）根据加速度的定义可由图像得：（2）根据图线下面的面积值为位移大小，则由图像可得：（3）当客车由减速到时，所需时间为司机从看到狗到速度减为所通过的位移为而狗通过的位移为因为，所以狗将被撞。综上所述本题答案是：（1）（2）（3）狗将被撞7．我国ETC联网正式启动运行，ETC是电子不停车收费系统的简称．汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示．假设汽车以v0=15m/s朝收费站正常沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在收费线中心线前10m处正好匀减速至v=5m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v0正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过20s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v0正常行驶．设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1m/s2，求：（1）汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小；（2）汽车过ETC通道比过人工收费通道节省的时间是多少．【答案】（1）210m（2）27s【解析】试题分析：（1）汽车过ETC通道：减速过程有：，解得加速过程与减速过程位移相等，则有：解得：（2）汽车过ETC通道的减速过程有：得总时间为：汽车过人工收费通道有：，x2=225m所以二者的位移差为：△=x2﹣x1=225m﹣210m=15m．（1分）则有：27s考点：考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰，对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题8．2015年12月20日11时42分，深圳光明新区长圳红坳村凤凰社区宝泰园附近山坡垮塌，20多栋厂房倒塌，91人失联．假设当时有一汽车停在小山坡底（如图所示），突然司机发现在距坡底S1=180m的山坡处泥石流以2m/s的初速度、0.7m/s2的加速度匀加速倾泻而下，假设司机（反应时间为1s）以0.5m/s2的加速度匀加速启动汽车且一直做匀加速直线运动，而泥石流到达坡底后速率不变且在水平面做匀速直线运动．问：（1）泥石流到达坡底后的速率是多少？到达坡底需要多长时间？（2）从汽车启动开始，经过多长时间才能加速到泥石流达坡底后的速率？（3）汽车司机能否安全逃离泥石流灾害？【答案】（1）20s16m/s（2）32s（3）能安全逃离【解析】【分析】【详解】（1）设泥石流到达坡底的时间为t1，速率为v1，则由v12-v02=2as1得v1=16m/s由v1=v0+a1t1得t1=20s（2）设汽车从启动到速度与泥石流的速度相等所用的时间为t，则：由v汽=v1=a′t得t=32s（3）所以s汽=256ms石=v1t′=v1（t+1﹣t1）=16×（32+1﹣20）=208m因为s石＜s汽，所以能安全逃离9．第21届世界杯足球赛于2018年在俄罗斯境内举行，也是世界杯首次在东欧国家举行．在足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中．某足球场长90m、宽60m，如图所示．攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为12m/s的匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2.试求：(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大？(2)足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以视为初速度为0,加速度为2m/s2的匀加速直线运动，他能达到的最大速度为8m/s.该前锋队员至少经过多长时间能追上足球？(3)若该前锋队员追上足球后，又将足球以10m/s的速度沿边线向前踢出，足球的运动仍视为加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动。与此同时，由于体力的原因，该前锋队员以6m/s的速度做匀速直线运动向前追赶足球，通过计算判断该前锋队员能否在足球出底线前追上。【答案】(1)36m(2)6.5s（3）前锋队员不能在底线前追上足球【解析】【详解】（1）已知足球的初速度为v1＝12m/s，加速度大小为a1＝2m/s2，足球做匀减速运动的时间为运动位移为.（2）已知前锋队员的加速度为a2＝2m/s2，最大速度为v2＝8m/s，前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为，.之后前锋队员做匀速直线运动，到足球停止运动时，其位移为x3＝v2(t1－t2)＝8×2m＝16m由于x2＋x3<x1，故足球停止运动时，前锋队员还没有追上足球，然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球，由匀速运动公式得x1－(x2＋x3)＝v2t3，代入数据解得t3＝0.5s.前锋队员追上足球所用的时间t＝t1＋t3＝6.5s.（3）此时足球距底线的距离为：x4=45-x1=9m，速度为v3=10m／s

足球运动到停止的位移为：所以，足球运动到底线时没停由公式，足球运动到底线的时间为：t4=1s前锋队员在这段时间内匀速运动的位移：x3=vt4=6m<9m所以前锋队员不能在底线前追上足球.【点睛】解决本题的关键理清足球和运动员的位移关系，结合运动学公式灵活求解．由于是多过程问题，解答时需细心．10．图a为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d，不计门及门框的厚度。(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；(2)若人以的速度沿图中虚线S走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离，那么设定的传感器水平感应距离应为多少？(3)若以(2)的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速度不能超过多少？【答案】(1)(2)l=d(3)【解析】试题分析：（1）作出每扇门开启过程中的速度图象，根据图象求出加速度；（2）人只要在门打开的时间内到达门框处即可安全通过，由此求出设定的传感器水平感应距离；（3）为满足宽为的物体通过门，根据题意分析门所做的运动，根据运动公式求解。（1）依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示：设门全部开启所用的时间为，由图可得由速度时间关系得：联立解得：（2）要使单扇门打开，需要的时间为人只要在t时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为