高考物理综合测试01 直线运动（解析版）

综合测试01直线运动

（考试时间：90分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.本试卷分第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓

名、学号填写在试卷上。

2.回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3.回答第n卷时，将答案直接写在试卷.上。

第I卷（选择题共48分）

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1・8题只有一项符合题目

要求，第9・12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1.2023年9月25日“05后”中国选手余依婷以2分07秒75的绝对优势，夺得亚运会女子200米个人混

合泳金牌，成为亚运三金王。下列判断正确的是（）

A.“200米”指的位移大小

B."2分07秒75”表示时刻

C.全程的平均速度是1.57nVs

D.研究余依婷的触壁动作时不能将她看作质点

【答案】D

【详解】A.“200米”指的路程，A错误；

B.“2分07秒75〃表示时间问隔，D错误；

C.运动员决赛全程的路程为200m,但位移大小为0,则运动员决赛全程的平均速度大小为零，C错误；

D.研究余依婷的触壁动作时不能忽略她的大小，所以不能将她看作质点，D正确。

故选D1,

2.一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为

零。在此过程中（）

A.速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值

B.速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值

C.位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大

D.位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值

【答案】B

【详解】AB.因为加速度的方向始终与速度方向相同，所以质点做加速运动，当加速度减小到零时，速度

不再增加达到最大值，然后以最大速度做匀速运动，A错误，B正确；

CD.质点做加速运动时，位移增大，质点做匀速运动时，位移继续增大，所以，质点的位移一直增大，位

移不存在最小值，CD错误：

故选Bo

3.一辆汽车以10m/s的初速度沿平直公路匀速行驶，因故紧急刹车并最终停止运动，已知从开始刹车时

计时，经过3s汽车的位移为10m,则汽车刹车时的加速度大小和第3s末的速度大小分别为（刹车过程

可视为匀变速运动过程）（）

A.5m/s2,0B.2.5m/s2,5m/s

C.2.5m/s2,0D.5m/s2,5m/s

【答案】A

【详解】从开始刹车时计时，若汽车刚好经过3s停止运动，则汽车的位移为x'=Ugjx3m=15m>10m

说明汽车速度减为零的时间小于3s。设汽车速度减为零所需的时间为,,则有=x解得六2s故第3s末

汽车的速度•定为零。设汽车减速时的加速度大小为〃，则有。=%a=5m/s2故选A。

t

4.一汽车沿某直线运动时的图像如图所示，关于该汽车的运动，下列说法正确的是（）

A.该汽车在5s时的速度大小为5m/s

B.该汽车先做匀速直线运动后做匀加速直线运动

C.该汽车从5s到10s时间内速度变化量大小为7.5m/s

D.该汽车从0s到5s时间内速度增加了5m/s

【答案】C

【详解】B.根据图像可知，加速度先为一个定值，后发生变化，则汽车先做匀变速直线运动后做加速度

变化的直线运动，故B错误；

A.根据加速度的定义式有〃二”解得小，=〃&可知，图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表

示速度的变化量，由于汽车0时刻的速度不确定，则该汽车在5s时的速度大小也不确定，故A错误：

D.结合上述，由于汽车0时刻的速度不确定，速度与加速度的方向可能相同，也可能相反，即汽车可能

做加速运动，也可能做减速运动，从0s到5s时间内，图像与时间轴所围几何图形的面积为5m/s,即速度

的变化量为5m/s,但速度不一定增加，也可能减小，故D错误；

C.结合上述可知，汽车从5s到10s时间内速度变化量大小为("2)x(l0-5)m/s=7。巾人故C正确。

2

故选C。

5.生活中处处有物理知识，如图所示，一同学发现水龙头损坏后不能完全关闭，有水滴从管口由静止开

始不断下落，每两个水滴之间时间间隔相等，忽略空气阻力和水滴间的相互影响，则在水滴落地前

()

3

2

1

A.水滴做自由落体运动

B.相对于水滴3来说，水滴2做匀加速直线运动

C.水滴1和水滴2之间距离不变

D.在图示时刻，水滴1和水滴2之间的距离等于水滴2和水滴3之间的距离

【答案】A

【详解】A.水滴初速度为零，仅受重力作用，故水滴做自由落体运动，A正确；

B.相对于水滴3来说，水滴2的加速度为0,速度为g。故做匀速直线运动，B错误；

C.设水滴1下落时间为3水滴1和水滴2之间距离为

11)

A/?=-g/2--^(/-l)-=10/-5

故水滴1和水滴2之间距离不断增大，C错误；

D.水滴2和水滴3之间的距离为

A/7'=lg(r-i)2-l^(r-2)2=10z-15<A/?

D错误。

故选A。

6.如图所示，某火车从静止开始做匀加速直线运动出站，连续经过R、S、T三点、,已知RS段的距离是

80m,ST段的距离是RS的两倍，ST段的平均速度也是RS的两倍，火车经过A点时离出发点的距离为

)

Rs

，〃力〃〃〃/，〃〃〃〃〃〃〃/方〃〃〃

A.10mB.20mC.40mD.80m

【答案】A

【详解】因为57段的距离是RS的两倍，57段的平均速度也是RS的两倍、所以两段时间也相同，由匀变

速直线运动推论可得

Ar=160m-80m=80m=aT2

时间中点S点速度等「AT段的平均速度，则有

240m120m

Vc=---=--

根据匀变速直线运动速度位移公式可得，火车经过S点时离出发点的距离为

v；12021202

"$一五-2”-2乂80ni=90m

则火车经过R点时离出发点的距离为

xK=xs-8()m=10m

故选A。

7.车辆超载严重影响行车安全，已知一辆执勤的警车停在公路近,交警发现从旁边驶过的货车严重超

载，决定发动汽车追赶，从货车经过警车开始计时，两车的UT图像如图所示，则（）

B.f=20s时警车能追上货车

C.追赶过程中两车的最大距离是50mD.追上货车时警车的位移是250m

【答案】B

【详解】A.根据UT图像的斜率可得，警车的加速度大小为

包=旦襁侬

a2=2

Z10-5

故A错误;

BD.警车加速到最高速度的时间为

v20m/s，八

:=-=-------=10s

a2m/s2r

所以警々.在r=20s时的位移为

x2x102m+20m/sx(20s-5s-1Os)=200m

而货车在t=20s时的位移为/=vKr=IOx2O=200m可知x警=与,说明在t=20s时警车恰好能追上货车,

故B正确，D错误；

C.在警车速度小于货车时，两车距离变大，在警车速度大于货车后，两车距离变小，所以在警车速度等

于货车速度时，两车距离最大，口】r=10s两车距离最大，则追赶过程中两车的最大距离是

d=x货i-x警］=10xl0m--^x2x52m=75m

故c错误。

故选Bo

8.如图，一小球（可视为质点）由静止开始沿光滑斜面向下做匀加速直线运动，已知小球从位置机到位

置p的运动过程中，从位置加到位置〃的时间为乙，从位置〃到位置〃的时间为G，两段连续的位移均为

s,则小球通过位置〃时的速度的大小为（）

By=也”)

A.v„=—1―------7

格(…2)"他&+G)

・公D.v=-^~y

‘5+/人〃1—2)

【答案】A【详解】设小球加速下滑的加速度为。，则有S=%-g*：$=42+gM联立两式可求得

+/J）

匕=’2故选A。

，也a+幻

9.如图，一小球从光滑斜面顶端。点由静止释放，沿斜面向卜.做加速度为a的匀加速直线运动，经过时

间r之后到达底端G点。小球在每两个点之间的下滑时间相同。下列选项正确的是（）

B.小球在CZ）中点时的速度为G点速度的一半

C.小球经过。、E两点的速度之比为4：5

D.4B和BC的长度之比为3^5

【答案】CD

【详解】A.由匀变速直线运动公式的推论可知在GF段比E。段长

故A错误；

BC.小球做初速度为零的匀变速直线运动，根据比例规律可知

%：%：%：%=3:4:5:7

则可设

vc=3v

%=4i，

%=八

小球在CD中点时的速度为

%,=产尹=乎。吟

故B错误，C正确；

D.对于初速度为零的做匀变速直线运动的物体，在相同时间间隔内经过的位移之比为135:...,因此

和BC的长度之比为3:5,故D正确。

故选CD.

10.如图所示，两人高空玩魔术，一人在高空将长度L=2m木棒A自由释放，另一人在木棒正下方同时将

一镂空竹筒B以速度%=10m/s竖直向上抛出，竹筒长度为/=2m,初始木棒下端距竹筒上端距离

〃=5m,竹筒直径略大于木棒直径，木棒穿越竹筒过程两者无接触，重力加速度g取不计空气阻

力，下列说法正确的是（）

A"

h

A.木棒下端与竹筒上端相遇所用时间为0.5s

B.木棒下端与竹筒上端相遇所用时间为Is

C.木棒穿出竹筒时，木棒的速度大小为5m/s

D.木棒穿出竹筒时，木棒的速度大小为9m/s

【答案】AD

【详解】AB.根据

11

5g厂2+5g厂2=〃f

得相遇所用时间为

t=0.5s

A正确，B错误；

CD.木棒穿出竹筒时，根据

得

r=o.9s

此时木棒的速度大小为

v==9ni/s

C错误，D正确。

故选ADo

11.2022年"互联网之光〃博览会二，无人驾驶技术上线，无人驾驶汽车以其反应时间短而备受众多参会者

的青睐。在同样测试条件下，对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试，从发现紧急情况到车静

止，两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到①②两线所示的位移x随时间，变化的关系图

像，图中。4和04段为直线，已知两测试车均由同一位置沿相司平直公路运动，且汽车紧急制动车轮抱

死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是（）

A.图中的①线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像

B.图中的②线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像

C.两测试车在图中曲线部分的位移大小不相等

D.当发现紧急情况时两汽车的速度为90km/h

【答案】AD

【详解】AB.由图可知，①线反应时间0.2s,②线反应时间1.0s,疲劳驾驶，反应时间较长，故②是疲

劳驾驶，故A正确，B错误；

C.在XT图像中，前段图像重合，说明两测试车初速度相同，同样的测试条件，刹车后加速度相等，由

运动学公式

可知，刹车过程位移大小相等，故c错误;

D.图中①线位移关系

xO.2十至

2a

②线位移关系

50=vx1.0+—

02a

解得初速度

%=25m/s=90km/h

故D正确。

故选ADo

12.2021年8月6日晚，在东京奥运会田径项目男子4x100米接力决赛中，由汤星强、谢震业、苏炳添、

吴智强组成的中国男队获得该项目第四名，追平历史最好成绩。杲中学在某次接力训练中，甲、乙两同学

在直跑道上进行4x100m接力，他们在奔跑时有相同的最大速度，甲和乙从静止开始全力奔跑都需跑出

20m才能达到最大速度，这一过程可看做是匀加速直线运动。现在甲持棒以最大速度向乙奔来，乙在接力

区域A8CO中的位置A。处（如图）伺机全力奔出图中箭头代表运动员的奔跑方向。为获得最好成绩，要

求乙接棒时奔跑的速度达到最大速度的90%,则（）

A\----------------------------

------------------------------IC

A.乙离开AD18m处接棒

B.从乙开始起跑至接到棒的过程中甲乙的平均速度之比是10：9

C.乙起跑时，甲离AQ19.8m

D.设最大速度为8m/s,如果乙站在A。处接棒，到棒后才开始全力奔跑，这样会浪费2.475s

【答案】CD

【详解】A.对乙由公式可知*=2ar,（0.95尸=2仆解得，=16.2m选项A错误；

%L_20

从乙开始起跑至接到棒的过程中甲乙的平均速度之比是二一砾；一5■选项B错误;

2

C.由位移关系可知二弓4，+5=匕J其中二不与，=1621］解得s=19.8m选项C正确；

D.无论哪种接棒方式，乙的跑法是一样的，先从处由静止开始加速，再匀速运动，因此浪费的时间就

是两种跑法中乙的起跑时间差，第一种跑法，甲在AO左方19.2m处，乙起跑:

第二种跑法，甲在AD处时乙起跑，两种跑法的时间差等于甲匀速跑s=19.8m的时间，=—=—s=2.475s

vMi8

选项D正确。故选CD。

第II卷（非选择题共52分）

二、实验题（满分14分）

13.位移传感器由发射器和位移传感器由发射器和接收器组成，发射器内装有红外线和超声波发射器，接

收器内装有红外线和超声波接收器。

红外线

发射器:接收器

超声波固定装置

图1

接计算机

图2图3

⑴如图，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，接收器收

到红外线脉冲时开始计时。，收到超声波脉冲时停止计时⑦已知超声波在空气中的传播速度为u（红外线

传播时间极短，可忽略），发射器和接收器之间的距离£=

⑵某小组设计了使用位移传感器的图示实验装置测量木块下滑的加速度，让木块从倾斜木板上一点人静止

释放，计算机描绘了滑块相对传感器的位移随时间变化规律如图所示。根据图线计算/。时刻速度y

,木块加速度4=（用图中给出的So、S/、$2、『0表示）。

vt“―&

【答案】5=一

22%1

【详解】⑴⑴因红外线传播的时间可忽略，则接收器收到红外线脉冲时开始计时的时刻。，也就是超声波

发生的时刻为〃，超声波接收的时刻为伍可知超声波传播的时间为

加if

则发射器和接收器之间的距离

=必］=

sv(r2-tx)

（2）⑵根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，得

2，。

⑶木块的加速度

AX_(4一%)一(.％-5|)_2*f

2¥

14.在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上。

某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、夙C、。、E./六个计数点（每相邻两个计数点

间的四个点未画出）如图。从每一个计数点处将纸带剪开分成王段（分别叫“、山c小e段），将这五段

纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在my坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示i，“关系的图线，从而

可求出加速度。

ABCDEF

（1）请你在.my坐标系中用最简洁的方法作出能表示e关系的图线,并指出哪个轴相当于，轴？

答:。

（2）从第一个计数点开始计时，为求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？

答：。

（3）若测得。段纸带的长度为2.0cm,e段纸带的长度为10.0cm,则可求出加速度为一

（4）若在其次实验中，交流电的频率偏离50Hz,且/>50Hz,则测得的加速数值与真实值相比是

（填“偏大〃"偏小”“相等”）

【答案】y轴）段2.0m/s23偏小

【详解】（1）⑴⑵由于纸带的高度之比等于中间时刻速度之比，也就是说图中。段纸带高度代表0.05s时

的瞬时速度，〃纸带高度代表0.15s时的瞬时速度，c纸带高度代表0.25s时的瞬时速度，〃的高度代表

0.35s时的瞬时速度，e代表0.45s时的瞬时速度：所以在xQy坐标系中），轴相当于y轴；图像如图；

（2）[3g纸带高度代表0.15s时的瞬时速度,所以为求出0.15s时刻的瞬时速度,需要测出力段纸带的长

度；

（3）[4]若测得。段纸带的长度为2.0cm,时间时0.1s,所以平均速度也就是0.05s时的瞬时速度为

0.2m/s：e段纸带的长度为10.0cm,所以平均速度也就是0.45s时的瞬时速度为lm/s：由以上可知

△v=0.8m/s,△/=0.4s；所以加速度为。=丁=2m/s2

Ar

（4）[5]若实验时交流电的频率比50Hz大，则打点计时器打出的点时间间隔小于0.02s,计数点间的时间

间隔小于0.1s,但是在解题过程中代入的时间间隔为0.1s,即代入了较长的时间。则求得的加速度偏小。

三、计算题（满分38分）

15.如图所示，今有一底面直径和高都为10cm的圆柱形纸筒（上下底面开口），在下底部边沿4点有一只

小蚂蚁，小蚂蚁最终爬到上部边沿处的B点，试求：

（1）小蚂蚁爬行的最短路程；

【详解】（1）两点之间线段最短，为了找到在圆柱形纸筒的表面上A、B两点之间的最短路径，可以把纸

筒沿侧壁剪开，如图所示

B

-------------------

/\

J/!_।_____

AC

展开成平面后，连接48,则线段A8的长度即为小蚂蚁爬行的最短路程。由勾股定理可知

s—Ji。?+（5万）2cm=18.62m

（2）整个过程中的位移大小等于题图A、8两点的连线的长度，由勾股定理可知

x=5/102+102cm=14.1cm

16.在游乐园和主题乐园有一种大型游乐设施跳楼机，这种设施可将乘客载至高空，然后几乎以重力加速

度垂直向下跌落。跳楼机在某次工作时，将游客送到塔顶后让其做自由落体运动，当其下落的高度为跳楼

机下降总高度的J时，让跳楼机开始匀减速运动，到达地面时跳楼机的速度刚好减为零。已知整个过程跳

4

楼机运动的总时间为f=11.2s,取重力加速度为g=9.8m/s2。求：

（1）跳楼机做减速运动的加速度为多少；

（2）跳楼机做减速运动的时间以及跳楼机下降的总高度分别为多少。（总高度保留三位有效数字）

【答案】（1）大小为29.40田，方向竖直向上；（2）2.&s,

【详解】（1）假设跳楼机自由下落的时间为4、减速的时间为4,自由下落的高度为匕、减速运动的高度

为%,减速的加速度大小为“，最大速度为外由自由落体运动的规律得，=跳楼机减速时

0-v2=-2叫由题意九=3%解得“=3g=29.4m/s2

L3

（2）由自由落体运动过程有减速运动过程有0=L在整理可得表=7又由题意可知。+，2=112解

得4=8.4s、%=2.8s跳楼机下降的总高度为/»=%+也解得〃，461m

17.图甲所示为一种自动感应门，其门框上沿的.正中央安装有传感器，传感器可以预先设定一个水平感应

距离，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于水平感应距离时，中间的两扇门分别向左右平移。当人

或物体与传感器的距离大于水平感应距离时，门将自动关闭。图乙为该感应门的俯视图，0点为传感器位

置，以。点为圆心的虚线圆半径是传感器的水平感应距离，已知每扇门的宽度为4运动过程中的最大速

度为L门开启时先做匀加速运动而后立即以大小相等的加速度做匀减速运动，当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）求门从开启到单扇门位移为d的时间";

（2）若人以21，的速