《最新高考物理直线运动试题(有答案和解析).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新高考物理直线运动试题(有答案和解析).docx（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、最新高考物理直线运动试题( 有答案和解析 )一、高中物理精讲专题测试直线运动1 重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量，准确地确定它的量值，无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重大的意义。（1）如图所示是一种较精确测重力加速度g 值的方法：将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置，玻璃管足够长，小球竖直向上被弹出，在O 点与弹簧分离，然后返回。在O点正上方选取一点 P，利用仪器精确测得 OP 间的距离为 H，从 O 点出发至返回 O 点的时间间隔为 T1，小球两次经过 P 点的时间间隔为 T2。（ i ）求重力加速度 g；（ ii ）若 O 点距玻璃管底部的距离为 L0，求玻
2、璃管最小长度。（ 2）在用单摆测量重力加速度 g 时，由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图所示这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，问这样求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比，哪个大？试定量比较。（3）精确的实验发现，在地球上不同的地方，g 的大小是不同的，下表列出了一些地点的重力加速度。请用你学过的知识解释，重力加速度为什么随纬度的增加而增大？8H2T1H；（ 2）求出的重力加速度比实际值大；（3）【答案】（ 1） g22 ， L0T1T2T12T22解析见详解。【解析】【详解】12（1）（ i）小球从 O 点上升
3、到最大高度过程中： h1T12g22小球从 P 点上升的最大高度：h21 gT222依据题意： h1h2H联立解得： g8HT12T22（ii ）真空管至少的长度： LL0h1T2H故 L L01T12T22（2）以 l 表示摆长， 表示摆线与竖直方向的夹角，m 表示摆球的质量，F 表示摆线对摆球的拉力， T 表示摆球作题图所示运动的周期，小球受力分析如图：则有 FsinmLsin（ 2）2 ， Fcos mgT由以上式子得：T2Lcos，而单摆的周期公式为T 2L，即使在单摆实验gg中，摆角很小，5，但 cos l，这表示对于同样的摆长L，摆球在水平面内作圆周运动的周期 T 小于单摆运动的周
4、期T，所以把较小的周期通过求出的重力加速度的数值将大于 g 的实际值。（3）地球是自转，地球表面的所有物体都随着地球共同做匀速圆周运动，万有引力的一个分力提供物体随地球自转的向心力，另一个分力为重力，在赤道附近,物体做匀速圆周运动的半径最大 ,赤道上的自转半径为地球半径R，所以重力最小,重力加速度就最小。随着纬度升高 ,自转半径减小,自转的向心力减小,万有引力的另一个分力G 增大；如图所示：故重力加速度随着维度的增加而增大。2 伽利略在研究自出落体运动时，猜想自由落体的速度是均匀变化的，他考虑了速度的两种变化：一种是速度随时间均匀变化，另一种是速度随位移均匀变化。现在我们已经知道.自由落体运动
5、是速度随时间均匀变化的运动。有一种“傻瓜”照相机的曝光时间极短，且固定不变。为估测“傻瓜”照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子在A 点正上方1.8m 的高度自由下落. 每块砖的平均厚度为6.0cm.(不计空气阻力，g 取 10m/s 2)a. 计算石子到达A 点的速度大小vA；b. 估算这架照相机的曝光时间( 结果保留一位有效数字。【答案】 6m/s， 0.02s ；【解析】【详解】a、由自由落体可知，设从O 点静止下落：hOA=1.8mhOA1 gt 2 ， t22hOAg0.6sv
6、Agt6m / sb、由图中可知h AB 距离近似为两块砖厚度方法一： hAB=12cm=0.12mhOB=hOA+hAB=1.92cmhOA1gt B22t B=0.62s曝光时间 t=t B-t A=0.02s方法二、由于曝光时间极短，可看成匀速直线运动t= hAB0.12 s 0.02svA63 一个物体从塔顶上自由下落，在到达地面前的最后1s 内通过的位移是整个位移的9 ，25求塔高，取 g=10m/s 2【答案】 125m【解析】【分析】【详解】设物体下落总时间为t ，塔高为 h，根据自由落体公式：h1 gt 22最后（ t-1） s 下落的高度为 ： h121 g t 12位移间的
7、关系为： h116 h25联立解得 ： h125m4 一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上 ,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下 .落到一定位置时 ,制动系统启动 ,到地面时刚好停下 .已知座舱开始下落时的高度为75 m ,当落到离地面 30m 的位置时开始制动 ,座舱均匀减速 .重力加速度g 取 10 m / s2 ,不计空气阻力 .（ 1）求座舱下落的最大速度 ;（ 2）求座舱下落的总时间 ;（3）若座舱中某人用手托着重 30N 的铅球 ,求座舱下落过程中球对手的压力 . 【答案】 （1） 30m/s （2） 5s（ 3） 75N【解
8、析】试题分析：（1） v2=2gh;vm 30m/s座舱在自由下落阶段所用时间为：h1 gt12 t 1 3s2h座舱在匀减速下落阶段所用的时间为：t2v 2s2所以座舱下落的总时间为：t t1 t25s对球，受重力mg 和手的支持力N 作用，在座舱自由下落阶段，根据牛顿第二定律有mgNmg解得： N 0根据牛顿第三定律有：N N 0，即球对手的压力为零在座舱匀减速下落阶段，根据牛顿第二定律有mgNma根据匀变速直线运动规律有：0v2a 15m/s 22h2解得： N 75N（ 2 分）根据牛顿第三定律有： N N 75N，即球对手的压力为 75N 考点：牛顿第二及第三定律的应用5 如图所示，
9、物体A 的质量 mA 1kg ，静止在光滑水平面上的平板车B ，质量为mB 0.5kg ，长为 L1m 某时刻 A 以 v0 4m/s 向右的初速度滑上木板B 的上表面，在 A 滑上 B 的同时，给 B 施加一个水平向右的拉力F ，忽略物体 A 的大小，已知 A 与 B之间的动摩擦因素0.2 ，取重力加速度 g 10m/s2 求：（ 1）若 F 5N ，物体 A 在小车上运动时相对小车滑行的最大距离（ 2）如果要使 A 不至于从 B 上滑落，拉力 F 大小应满足的条件【答案】（ 1） 0.5m（ 2）1NF3N【解析】（ 1）物体 A 滑上木板B 以后，作匀减速运动，有mg=maA2得 aA=
10、g=2m/s木板 B 作加速运动，有F+mg=MaB，代入数据解得：aB=14m/s 2两者速度相同时，有v0-aAt=a Bt，代入数据解得：t=0.25s11115A 滑行距离： SA=v0t-aAt 2=4 0.25- 2m，22161612117B 滑行距离： SB=aBt =2 14 m=m21616最大距离： s=SAB15-7-S =16=0.5m16（ 2）物体 A 不滑落的临界条件是A 到达 B 的右端时， A、 B 具有共同的速度v1，则：v02v12v12L2aA2aB又：v0 v1 v1aAaB代入数据可得：aB=6（ m/s2）由 F=m2aB-m1g=1N若 F 1
11、N，则 A 滑到 B 的右端时，速度仍大于B 的速度，于是将从 B 上滑落，所以 F 必须大于等于1N 当 F 较大时，在 A 到达 B 的右端之前，就与B 具有相同的速度，之后， A 必须相对 B 静止，才不会从 B 的左端滑落即有： F=（ m+m） a， m1g=m1a所以： F=3N若 F 大于3N， A 就会相对 B 向左滑下综上：力F 应满足的条件是： 1NF3N点睛：牛顿定律和运动公式结合是解决力学问题的基本方法，这类问题的基础是分析物体的受力情况和运动情况，难点在于分析临界状态，挖掘隐含的临界条件6据每日邮报2015 年 4 月 27 日报道，英国威尔士一只100 岁的宠物龟
12、“T夫人 ” (MrsT)在冬眠的时候被老鼠咬掉了两只前腿。“T夫人 ”的主人为它装上了一对从飞机模型上拆下来的轮胎。现在它不仅又能走路，甚至还能“跑步 ”了，现在的速度比原来快一倍。如图所示，设 “T夫人 ”质量 m=1.0kg 在粗糙水平台阶上静止，它与水平台阶表面的阻力简化为与体重的k 倍， k=0.25，且与台阶边缘O 点的距离s=5m。在台阶右侧固定了一个1/4 圆弧挡板，圆弧半径R=m，今以O 点为原点建立平面直角坐标系。“T夫人 ”通过后腿蹬地可提供F=5N 的水平恒力，已知重力加速度。（ 1） “T夫人 ”为了恰好能停在 O 点，蹬地总距离为多少？（ 2） “T夫人 ”为了恰好
13、能停在 O 点，求运动最短时间；（3）若 “T夫人 ”在水平台阶上运动时，持续蹬地，过O 点时停止蹬地，求板上的位置的坐标。“T夫人 ”击中挡【答案】（1）；（ 2）；（ 3）【解析】试题分析：（ 1）在水平表面运动过程中：(2)在加速运动中：由可求得，而加速运动中最大速度：在减速运动中：则 T 夫人在台阶表面运动的总时间：（3）若在台阶表面一直施力：离开台阶后有：且有：解得：7 学校开展自制玩具汽车速度赛，比赛分为30 m和50 m两项，比赛在水平操场举行，所有参赛车从同一起跑线同时启动，按到达终点的先后顺序排定名次。某同学有两辆玩具车，甲车可在启动居立即以额定功率加速运动；乙车启动后可保持
14、2 m/s 2 的加速度做匀加速运动直到其速度达15m/s 。两车进行模拟测试时发现，同时从起跑线启动后，经6s 两车到达同一位置。试通过计算、分析判断该同学应分别以哪一辆玩具车参加30m和 50m的比赛。【答案】赛程小于36m时应以甲车参赛；赛程为50m时应以乙车参赛.【解析】对乙车，根据解得 6s 内位移为 x1=36m 由已知 6s 内两车位移相同，做两车的速度 -时间图像；由图像可知6s 时刻乙车追上甲车，此时两车位移均为36m；此前甲车超前乙车，故赛程小于 36m时应以甲车参赛； 6s后乙车速度还小于 15m/s，乙车速度总是大于甲车的速度，根据 2ax2=v2可得乙车速度达到15m
15、/s 的过程中位移为x2=56.25m ；赛程长为 36-56.25m 时，乙车一定比甲车快，故赛程为50m时应以乙车参赛 .8 两辆玩具小车在同一水平轨道上运动，在t=0 时刻，甲车在乙车前面S0=4m 的地方以速度 v0 =2m/s 匀速行驶，此时乙车立即从静止开始做加速度a=1m/s2 匀加速直线运动去追甲车，但乙车达到速度vm =3m/ s 后开始匀速运动求：（ 1）从开始经过多长时间乙车落后甲车最远，这个距离是多少？（ 2）从开始经过多长时间乙车追上甲车，此时乙车通过位移的大小是多少？【答案】（ 1） 6m （ 2） 21m【解析】【分析】（ 1）匀加速追匀速，二者同速时间距最大；（
16、 2）先判断乙车达到最大速度时两车的间距，再判断匀速追及阶段的时间即可匀加速追及匀速运动物体时，二者同速时有最小间距【详解】（ 1）当两车速度相等时相距最远，即v0=at0，故 t0=2s；此时两车距离 x=S00 0-102+v tat2解得 x=6m；（2）先研究乙车从开始到速度达到vm 时与甲车的距离对乙车： vm=at1， 2ax 乙 =vm2 ，对甲车： x 甲=v0t1解得 x 甲=6m，x 乙 =4.5mt1=3sx 甲 +S0 x 乙 ，故乙车达到最大速度时未追上乙车，此时间距为s=x 甲+S0-x 乙 =5.5m，乙车还需要时间 t2s5.5vmv03s 5.5s ，2故甲追
17、上乙的时间t=t1+t2 =3+5.5s=8.5s，此时乙车的位移为X 总=x 乙+vmt2 =4.5+3 5m=21m.5；9 甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距s=6m，从此刻开始计时，乙车做初速度大小为12m/s 加速度大小为1m/s2 的匀减速直线运动，甲车运动的s-t 图象如图所示 (0-6s 是开口向下的抛物线一部分，6-12s 是直线，两部分平滑相连 )，求： (1)甲车在开始计时时刻的速度v0 和加速度 a(2)以后的运动过程中，两车何时相遇？【答案】 (1)16m/s2m/s 2 (2) 2s 6s10s 相遇三次【解析】【详解】（1）因开始
18、阶段s-t 图像的斜率逐渐减小，可知甲车做匀减速运动；由s = v0 t -1 at2 ，由2图像可知： t=6s 时， s=60m ，则 60=6v0 -1a36； 6s 末的速度 v68060 m/s4m/s ；2116则由 v6=v0- at 可得 4=v0-6a；联立解得 v0=16m/s； a=2m/s2（2）若甲车在减速阶段相遇，则：v0甲t -1a甲t 2s v0乙t -1a乙t 2 ，带入数据解得：22t1=2s； t2=6s；则 t1=2s 时甲超过乙相遇一次，t2=6s 时刻乙超过甲第二次相遇；因以后甲以速度 v 甲=4m/s 做匀速运动，乙此时以v 乙=12-6 1=6m
19、/s 的初速度做减速运动，则相遇时满足： v甲t v乙 t - 1 a乙t 2解得 t=4s，即在10s时刻两车第三次相遇.210 如图所示，为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中A、B 两车相距L=7m 时， B 车正以 vB=4m/s 速度匀速行驶， A 车正以 vA=8m/s 的速度借道超越同向行驶的B 车，此时 A 车司机发前方不远处有一辆汽车C 正好迎面驶来， A 车司机不得不放弃超车，而立即驶回到与 B 车相同的正常行驶车道。不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化，则（1） A 车至少以多大的加速度刹车匀减速，才能避免与B 车相撞。（2）若 A 车驶回原车道时，司机估计会与B 车
20、相碰的危险，立即以大小为aA=1m/s 2 的加速度刹车，同时鸣笛发出信号提醒B 车司机加速， B 车司机经过 t0=1s 的反应时间后，立即以 aB=0.5m/s 2 的加速度匀加速。（不计A 车司机的反应时间）。则：B 车加速后经过多长时间A、B 两车速度相等；A 会不会追尾 B 车（请通过计算分析）。【答案】（1822不会追尾）m/s；（ ） 2s,7【解析】【详解】（1） A 车减速到与 B 车同速时，若恰未与 B 车相碰，则 A 车将不会与 B 车相碰，设经历的时间为 t，则A 车位移： xAvAvB t2B 车位移： xBvB txA xB L由式代值解得：t=3.5s则 A 车与 B 车不相碰，刹车时的最小加速度大小：avA vB8 4 m / s28 m / s2t3.57（2）设 B 车加速后经过t1 秒两车同速，则：vA aA t1 t0vBaB t1代值解得： t12sA、B 车同速时，若A 车未追尾 B 车，则 A 车不会追尾 B 车，设两车同速时速度为v，则：v vB aB t15m / s此过程中， A 车位移： xA vAvt0 19.5m2t1B 车位移： xB vBt0vBv t113m2两车位移差：x xA xB 6.5mL故 A 车不会追尾B 车 .