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1、高考物理直线运动题20 套( 带答案 )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） t 0=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【
2、答案】（ 1） 8m / s2 ， 2.5s；（ 2） 0.3s ；（ 3） F041mg5【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v020m / s ，末速度 vt0 ，位移 f ( x)2x21 1由运动学公式得：v022as tv02.5s a由 式代入数据得a8m / s2 t2.5s（2）设志愿者饮酒后反应时间的增加量为t ，由运动学公式得Lv0ts ttt0 联立 式代入数据得t 0.3s （ 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F0 ，志愿者的质量为 m，由牛顿第二定律得Fma 由平行四边形定则得F
3、2F 2( mg) 2 0联立 式，代入数据得F041mg52 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） 125.6m【解析】【详解】（1）
4、 v0 120km / h12060km / h60m / s ， vm / 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=0 时，乙车在甲车前方，两车相距
5、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关系求解即可。4 小球从离地面8
6、0m 处自由下落，重力加速度g=10m/s 2。问：(1)小球运动的时间。(2)小球落地时速度的大小v 是多少？【答案】 (1)4s ； (2)40m/s【解析】【分析】自由落体运动是初速度为零、加速度为 g 的匀加速直线运动，由位移公式求解时间，用速度公式求解落地速度 。【详解】解：（ 1）由得小球运动的时间：落地速度为：5如图甲所示，长为 4m 的水平轨道 AB 与半径为相连接，有一质量为 1kg 的滑块（大小不计），从用， F 的大小随位移变化关系如图乙所示，滑块与动摩擦因数未知，取g =l0m/s 2求：R=0 6m 的竖直半圆弧轨道 BC在 B 处 A 处由静止开始受水平向右的力 F
7、 作AB 间动摩擦因数为025，与 BC间的（ 1）滑块到达 B 处时的速度大小；（ 2）滑块在水平轨道 AB 上运动前 2m 过程中所需的时间；（3）若滑块到达B 点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能达到最高点C，则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少【答案】（ 1）210 m / s（ 2）835Js （ ）35【解析】试题分析：（ 1）对滑块从A 到 B 的过程，由动能定理得1F1x1 F3x3 mgx2mvB2 得 vB210 m/s （2）在前 2 m 内，由牛顿第二定律得12F1 mg ma 且 x1 at128解得 t1 s35（3）当滑块恰好能到达最高点C 时，
8、有 mg m vC2R对滑块从 B 到 C的过程，由动能定理得Wmg 2R 1 mv C2 1 mvB222代入数值得W 5 J即克服摩擦力做的功为5 J考点：动能定理；牛顿第二定律6 物体在斜坡顶端以1 m/s 的初速度和0.5 m/s 2 的加速度沿斜坡向下作匀加速直线运动，已知斜坡长24 米，求：(1) 物体滑到斜坡底端所用的时间(2) 物体到达斜坡中点速度【答案】（ 1） 8s（ 2） 13m / s【解析】【详解】（1）物体做匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有：x v0t1 at 22代入数据得到：14=t+0.25t 2解得：t=8s 或者 t =-12s（负值舍去）所以物体
9、滑到斜坡底端所用的时间为8s（ 2）设到中点的速度为 v1，末位置速度为 vt ，有：v t =v0+at1=1+0.5 8m/s=5m/svt2v022ax22xv1v0 2a联立解得：v1 13m/s7 如图所示，在光滑的水平地面上，相距 L 10 m 的 A、 B 两个小球均以v0 10 m/s 向右运动，随后两球相继滑上倾角为30的足够长的光滑斜坡，地面与斜坡平滑连接，取g 10m/s 2求： A 球滑上斜坡后经过多长时间两球相遇【答案】2.5s【解析】试题分析：设A 球滑上斜坡后经过t 1 时间B 球再滑上斜坡，则有：1sA 球滑上斜坡后加速度m/s 2设此时A 球向上运动的位移为，
10、则m此时A 球速度m/sB 球滑上斜坡时，加速度与A 相同，以A 为参考系，B 相对于A 以m/s做匀速运动，设再经过时间它们相遇，有：s则相遇时间s考点：本题考查了运动学公式的应用8 总质量为80kg 的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s 拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v-t图，试根据图象求：（g 取10m/s 2）（ 1） t 1s 时运动员的加速度和所受阻力的大小（ 2）估算 14s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功（ 3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间 5【答案】（ 1） 160N（ 2） 158; 1.2510J（3） 71s【解析】【详解】（1）从
11、图中可以看出，在t 2s 内运动员做匀加速运动，其加速度大小为vt162am/s 2=8m/st2设此过程中运动员受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律，有mg f ma得 f m(g a) 80(10 8)N 160N（2）从图中估算得出运动员在14s 内下落了39.5 2 2m158m根据动能定理，有mghWf1 mv22所以有Wfmgh1212）J1.25 510mv （80 10 158 806J22（3） 14s 后运动员做匀速运动的时间为H h500158s 57stv6运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t 总 t t （ 14 57）s71s9 图 a 为自动感应门，门框上沿中央
12、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
13、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
14、到门的距离为联立解得：（3）依题意宽为的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动的距离，每扇门的运动各经历两个阶段：开始以加速度a 运动的距离，速度达到，所用时间为，而后又做匀减速运动，设减速时间为，门又动了的距离由匀变速运动公式，得：解得：和（不合题意舍去）要使每扇门打开所用的时间为故物体移动的速度不能超过【点睛】抓住本题的关键，就是会根据题意作出每扇门的速度时间图象，并且知道速度时间图象的考点，即斜率表示加速度，与时间轴围成的面积表示位移析门框的运动状态 ，得出门框的运动性质，由此进行列式求解。，最后根据题目意思分10 近几年，国家取消了 7 座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费，给自驾出
15、行带来了很大的实惠，但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力，因此交管部门规定，上述车辆通过收费站口时，在专用车道上可以不停车拿(交 )卡而直接减速通过若某车减速前的速度为 v0 20m/s ，靠近站口时以大小为a1 5 m/s 2 的加速度匀减速，通过收费站口时的速度为 va2 4 m/s2的匀加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平t 8 m/s，然后立即以直大道 )试问：(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速？(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中，运动的时间是多少？(3)在 (1)(2)问题中，该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少？【答案】 （1） 33.6m（ 2）
16、5.4s（3） 1.62s【解析】【详解】（1）设该车初速度方向为正方向,该车进入站口前做匀减速直线运动，设距离收费站x1 处开始制动，则有：vt2 v02 - 2a11x解得： x1 33.6 m.该车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段，前后两段位移分别为x1 和 x2，时间为 t 1 和t 2，则减速阶段： vt v0 - a1t1 解得： t1 2.4 s加速阶段： t23 s 则加速和减速的总时间为：t t1 t25.4 s. （3）在加速阶段： x t 42 m 22则总位移： x x1 x2 75.6 m若不减速所需要时间： t 3.78 s 车因减速和加速过站而耽误的时间：【点睛】t t t 1.62 s. 此题运动的过程复杂，轿车经历减速、加速，加速度、位移、时间等都不一样分析这样的问题时，要能在草稿子上画一画运动的过程图，找出空间关系，有助于解题