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1、高中物理试卷分类汇编物理直线运动( 及答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1 为提高通行效率，许多高速公路出入口安装了电子不停车收费系统ETC甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC)驶离高速公路，流程如图所示假设减速带离收费岛口 x=60m，收费岛总长度 d=40m ，两辆汽车同时以相同的速度v1=72km/h 经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动甲车减速至v2=36km/h 后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行；乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过t 0=15s 的时间缴费成功，人工栏打开放行随后两辆汽车匀加速到速度v1 后沿直线匀速行驶
2、，设加速和减速过程中的加速度大小相等，求：(1)此次人工收费通道和 ETC通道打开栏杆放行的时间差t；(2)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离x 【答案】 (1)17s； (2)400m【解析】【分析】【详解】v1 72 km/s=20m/s ， v0 18 km/s=5m/s ， v236 km/s=10m/s ，（1）两车减速运动的加速度大小为av122022.5 m/s 2，2( xd )2(6040 )22甲车减速到 v2 ，所用时间为v1v020104 s，t1a2.5走过的距离为 x1 v1 v2 t12010460m，22dx1 )4060甲车从匀速运动到栏杆打开所用时间为( x
3、60st2222v210甲车从减速到栏杆打开的总时间为t甲t1t2426 s乙车减速行驶到收费岛中心线的时间为t3v1208 sa2.5从减速到打开栏杆的总时间为t乙t0t315823s人工收费通道和 ETC通道打开栏杆放行的时间差tt乙 t甲 236 17 s；（2）乙车从收费岛中心线开始出发又经t3 8 s 加速到 v120m/s ，与甲车达到共同速度，此时两车相距最远这个过程乙车行驶的距离与之前乙车减速行驶的距离相等x乙xd406080 m,22从收费岛中心线开始，甲车先从v010 m/s 加速至 v120m/s ，这个时间为t1 4 s然后匀速行驶 x甲 x1v1 t3tt160208
4、 17 4 480 m故两车相距的最远距离为xx甲x乙48080400 m2 为确保行车安全，高速公路不同路段限速不同，若有一段直行连接弯道的路段，如图所示，直行路段 AB 限速 120km /h，弯道处限速 60km/h（1）一小车以 120km/ h 的速度在直行道行驶，要在弯道B 处减速至 60km/ h，已知该车制动的最大加速度为 2.5m/ s2，求减速过程需要的最短时间；（2）设驾驶员的操作反应时间与车辆的制动反应时间之和为2s（此时间内车辆匀速运动），驾驶员能辨认限速指示牌的距离为x0=100m，求限速指示牌 P 离弯道 B 的最小距离【答案】（ 1） 3.3s（ 2） 125.
5、6m【解析】【详解】（1） v0 120km / h120 m / s ， v60km / h60 m / s3.63.6根据速度公式 v=v0-at，加速度大小最大为2.5m/s 2解得： t=3.3s；（2）反应期间做匀速直线运动，x1=v0t 1=66.6m ；匀减速的位移： v2v022ax解得： x=159m则 x=159+66.6-100m=125.6m 应该在弯道前125.6m 距离处设置限速指示牌.3 甲、乙两车在某高速公路上沿直线同向而行，它们的v t 图象如图所示，若t=0 时刻两车相距 50m ，求：（ 1）若 t=0 时，甲车在乙车前方，两车相遇的时间；（ 2）若 t=
6、0 时，乙车在甲车前方，两车相距的最短距离。【答案】 (1) 6.9s(2) 40m【解析】（ 1）由图得，乙的加速度为：相遇时，对甲：x 甲 =v 甲 t对乙：由题意有： x 乙=x 甲 +50联立解得： t=2（+1） s6.9s（2）分析知，当两车速度相等时距离最短，即为：t =2s对甲： x 甲 =v甲 t =10 2m=20m对乙：两车相距的最短距离为：答：（ 1）若 t=0 时，甲车在乙车前方，两车相遇的时间是6.9s；（2）若 t=0 时，乙车在甲车前方，两车相距的最短距离是40m。点睛：在追及问题中当两车速度相等时两者之间的距离有最值，解此类题要根据速度之间的关系以及位移之间的
7、关系求解即可。4 某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为5m/s 2，所需的起飞速度为 50m/s ，跑道长 100m 通过计算判断，飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？【答案】不能靠自身发动机起飞39m / s【解析】试题分析：根据速度位移公式求出达到起飞速度的位移，从而判断飞机能否靠自身发动机从舰上起飞根据速度位移公式求出弹射系统使飞机具有的初速度解：当飞机达到起飞速度经历的位移x=，可知飞机不能靠自身发动机从舰上起飞根据得，=答：飞机不能靠自身发动
8、机从舰上起飞，对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有40m/s 的初速度【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式，并能灵活运用，基础题5 在平直公路上，一汽车的速度为15m/s 。从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以大小为 2m/s 2 的加速度匀减速运动，求：（ 1）刹车后 5s 内车行驶的距离？（ 2）刹车后 10s 内车行驶的距离？【答案】 （1） 50m (2) 56.25m【解析】设车实际运动时间为t0 ，以汽车初速度方向为正方向。由 vv0 at ，得运动时间 t0v015 s 7.5s ；a2（1）因为 t15st0 ,所以汽车 5s 末未停止运动，则由 x
9、v0t1 at 22故 x1v0t11 at1215 512 52 m 50 m ；22(2) 因为 t 210 st0 ， ,所以汽车10s末早已停止运动故 x2v0t01 at0215 7.512 7.52 m 56.25m 。22点睛：对于匀减速直线运动，已知时间，求解速度和位移时，不能死代公式，要先判断汽车的状态后计算位移的大小 。6 一物体从离地80m高处下落做自由落体运动，g=10m/s2，求(1) 物体下落的总时间 :(2) 下落 3s 后还高地多高 ?【答案】（ 1） 4s（ 2） 35m【解析】（ 1）根据 h1 gt 2 得，落地的时间 t2h4s2g（2）下落 3s 内的
10、位移 h3 1 gt322则此时距离地面的高度h=H-h3，联立得： h=35m7 如图所示， A、 B间相距 L 6.25 m 的水平传送带在电机带动下始终以v 3 m/s 的速度向左匀速运动，传送带B 端正上方固定一挡板，挡板与传送带无限接近但未接触，传送带所在空间有水平向右的匀强电场，场强6E 110 N/C 现将一质量 m 2 kg、电荷量 5q1 10 C 的带正电绝缘小滑块轻放在传送带上A 端若滑块每次与挡板碰后都以原速率反方向弹回，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.3，且滑块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g10 m/s 2.求：(1)滑块放上传送带后瞬间的加速度a；(2)滑
11、块第一次反弹后能到达的距B 端最远的距离；(3)滑块做稳定的周期性运动后，电机相对于空载时增加的机械功率【答案】 (1)a 2 m/s 2方向水平向右(2)xm 3.25 m(3)P 18 W【解析】试题分析：（ l）滑块放上传送带后瞬间，受力如答图2 所示由牛顿第二定律有qE-mg=ma代入数据解得a=2m/s 2方向水平向右（2）设滑块第一次到达B 点时速度为v1由运动学规律有v12 =2aL代入数据解得v1=5m/s因 v1 v，故滑块与挡板碰后将向左做匀减速直线运动，其加速度方向向右，大小设为a1由牛顿第二定律有qE+mg=ma1代入数据得a1=8 m/s 2设滑块与档板碰后至速度减为
12、v 经历的时间为t 1，发生的位移为x1由运动学规律有v=v1-a1t1， x1=v1t 1-a1t12代入数据得t 1=025s，x1=1m此后摩擦力反向（水平向左），加速度大小又变为a滑块继续向左减速直到速度为零，设这段过程发生的位移为x2由运动学规律有x2=代入数据得x2=2 25m当速度为零时，滑块离B 最远，最远距离xm=x1+x2代入数据解得，xm=3 25m（3）分析可知滑块逐次回到B 点的速度将递减,但只要回到B 点的速度大于v滑块反弹后总要经历两个减速过程直至速度为零，因此滑块再次向B 点返回时发生的位移不会小于 x2，回到 B 点的速度不会小于 v=3m/s所以，只有当滑块
13、回到B 点的速度减小到v=3m/s 后 ,才会做稳定的周期性往返运动在周期性往返运动过程中，滑块给传送带施加的摩擦力方向始终向右所以，滑块做稳定的周期性运动后，电机相对于空载时增加的功率为P= mgv代人数据解得 P=18w考点：带电粒子在电场中的运动、牛顿第二定律、匀变速运动、功率8 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
14、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/s 的过程中位移为x236-56.25m 时，=56.25m ；赛程长为乙车一定比甲车快，故赛
15、程为50m时应以乙车参赛 .9 “ 10 米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质测定时，在平直跑道上，受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前，当听到“跑”的口令后，全力跑向正前方10 米处的折返线，测试员同时开始计时受试者到达折返线处时，用手触摸折返线处的物体（如木箱），再转身跑向起点终点线，当胸部到达起点终点线的垂直面时，测试员停表，所用时间即为“ 10 米折返跑”的成绩，设受试者起跑的加速度为4m / s2 ，运动过程中的最大速度为 4 m/s，快到达折返线处时需减速到零，加速度的大小为8m / s2 受试者在加速和减速阶段运动均可视为匀变速直线运动问该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒？
16、【答案】 6.25s【解析】【分析】【详解】对受试者，由起点终点线向折返线运动的过程中加速阶段有vm1st1a1s11 vmt12m2减速阶段有t3vm0.5sa2s31 vmt3 1m2匀速阶段有l(s1s3 )t2vm1.75s由折返线向起点终点线运动的过程中加速阶段有t4vm1sa1s41 vmt 42m2匀速阶段有ls42st5vm故受试者 10 米折返跑的成绩为tt1t 2t 3t4t56.25s10 汽车智能减速系统是在汽车高速行驶时，能够侦测到前方静止的障碍物并自动减速的安全系统如图所示，装有智能减速系统的汽车车头安装有超声波发射和接收装置，在某次测试中，汽车正对一静止的障碍物匀
17、速行驶，当汽车车头与障碍物之间的距离为360m时，汽车智能减速系统开始使汽车做匀减速运动，同时汽车向障碍物发射一个超声波脉冲信号当汽车接收到反射回来的超声波脉冲信号时，汽车速度大小恰好为10m / s ，此时汽车车头与障碍物之间的距离为320m超声波的传播速度为340m / s求：(1)汽车从发射到接收到反射回来的超声波脉冲信号之间的时间间隔；(2)汽车做匀减速运动的加速度大小；(3)超声波脉冲信号到达障碍物时，汽车的速度大小【答案】 (1) 2s (2)a 10m / s2(3) v车 =19.4m/s【解析】【分析】【详解】(1) 车在 A 点向障碍物发射一个超声波脉冲信号，在B 点接收到反射回来的超声波脉冲信号，此过程经历的时间：tx1x2 =2 s；v声(2) 汽车从 A 运动到 B 的过程中，满足：vBvAatx1x2vA t1 at 22解得：vA30m/sa 10m/s2 ；(3) 超声波脉冲信号从发射到到达障碍物经历的时间：x118tsv声17超声波脉冲信号到达障碍物时，汽车的速度大小：v车 =vAat19.4m/s