高考物理机械运动及其描述题20套(带答案)含解析

高考物理机械运动及其描述题20套(带答案)含解析

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．如图所示，实心长方体木块''''ABCDABCD的长、宽、高分别为a、b、c，且.abc有一小虫自A点运动到'C点，求：

1小虫的位移大小；

2小虫的最小路程．

【答案】（1）222xabc （2）22sabc

【解析】1质点从A运动到'C的位移大小等于A、'C连线的长度，为22222''xACACCCabc

2由于abc，所以将矩形''BCCB转至与前表面在同一平面，A、'C连线的长度为从A运动到'C的最短路程，

即22()sabc；

答： 1小虫的位移大小为222abc；

2小虫的最小路程为22()abc．

点睛：位移的大小等于首末位置的距离，路程等于运动轨迹的长度，当两点之间沿直线距离最短，路程最短．在计算位移时，注意将立体转成平面后再计算.这种解题的思维方法，在以后的题目中用得不多，但将立体图形展开求解最短路程的方法却可以开拓视野，提高能力．

2．一个人爬山，从山脚爬到山顶，然后又从山顶沿原路返回山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，求往返全过程的平均速度和平均速率各为多大？

【答案】（1） （2）

【解析】

【详解】

平均速度定义式为 即位移与时间的比值，往复一趟人的位移为零，所以平均速度也为，而平均速率定义式为 ，即路程与时间的比值，因为上下山的路程相同，所以设 ，可得

故本题答案是： （2）

3．一列士兵的队伍长120m，正以某一速度做匀速直线运动，因有紧急情况需要通知排头士兵，一名通讯员以不变的速率跑步从队尾赶到队头，又从队头返回队尾，在此过程中队伍前进了288m，求通讯员在这段往返时间内的路程？

【答案】432m

【解析】试题分析: 设通讯员的速度为V1，队伍的速度为V2，通讯员从队尾到队头的时间为t1，从队头到队尾的时间为t2，队伍前进用时间为t．由通讯员往返总时间与队伍运动时间相等可得如下方程：t=t1+t2，即：=+，整理上式得：6v12-5v1v2-6v22=0解上式得：v1=

将上式等号两边同乘总时间t，即v1t=，v1t即为通讯员走过的路程s1，v2t即为队伍前进距离s2，

则有：s1＝s2＝432m．

考点： 相遇问题

4．如图所示，汽车先向东行驶5km，又向西行驶8km，若以汽车开始运动时为坐标原点，向东为正方向，建立坐标系，试求：

（1）汽车在最东边和最西边的位置坐标；

（2）汽车运动过程中整个过程的位移和路程．

【答案】（1）5km -3km（2）位移为-3km，路程为13km

【解析】

【分析】

坐标系建立以后也就知道了正方向，在正方向上的点位置为正值，在负方向上的点的位置为负值，位置的变化有方向，位移等于末位置坐标减去初位置坐标；

【详解】 （1）根据图象可知，汽车在最东边的坐标为

在最西边的坐标为：；

（2）整个过程的位移为：，整个过程的路程为：。

【点睛】

本题考查了坐标系的知识，坐标系包含了方向和位置，在正方向的位置为正，在负方向的位置为负。

5．如图是一种运动传感器测小车速度的原理图，这个系统由A、B两个小盒组成，A盒装有

红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器．A盒固定在向右运动的小车上，B盒固定在滑轨上．测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒接收到红外线脉冲时，开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为t1，空气中的声速为v0．（红外线的传播时间可以忽略）求：

（1）A与B之间的距离为多少？

（2）经过短暂的Δt时间后，进行第二次测量，此次的时间差为t2，则小车向右运动的速度为多少？

【答案】（1）101xvt （2）021()vttvt

【解析】

【分析】

【详解】

（1）A、B间的距离为101xvt

（2）同理可知：进行第二次测量时，A、B间的距离为202xvt

根据速度的定义可得：小车运动的平均速度为21xxvt

解得： 021()vttvt

因为Δt很短，所以小车的速度为 021()vttvt

6．一物体以6m/s的初速度沿水平面运动，经过4s后，速度大小变为2m/s ，求物体的速度变化量？物体的加速度？

【答案】 【解析】

【详解】

规定初速方向为正

①如果速度方向与初速度同向，则有v=2-6m/s=-4m/s

a=v/t=-1m/s2

②如果速度与初速度反向，则有v=-2-6m/s=-8m/s

a=v/t=-2m/s2

【点睛】

本题是加速度定义式的直接应用，要注意矢量的方向性.

7．从高出地面2 m的位置竖直向上抛出一个球，它上升4 m后回落，最后小球到达地面，如图所示，分别以地面和抛出点为坐标原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写下表：

【答案】

【解析】

【分析】

物体位移可以用从初位置到末位置的有向线段表示，线段的长度表示位移大小，线段方向表示位移方向，根据图示分析答题；

【详解】

由题意，根据图示可知，物体的位置坐标与位移如下表所示：

【点睛】

本题考查了求物体的位置坐标、求物体的位移，知道位移的概念、分析清楚图示情景与物体运动过程即可正确解题。

8．.如图所示，一个篮球从高h1=3.05m的篮筐上由静止开始下落，经t1=1.95s落到水平地面上，速度为v1=7.8m/s，然后以v2=-4.9m/s反弹，经t=0.5s达到最高点，h2 =1.23m．已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s，求：

(1)篮球在空中下落和上升两过程的加速度大小和方向；

(2)篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向；

(3)篮球在空中下落过程的平均速度；

(4)篮球从开始下落到原弹至最高点过程的平均速度．

【答案】(1) 下落过程：4m/s2，方向竖直向下；上升过程：9.8m/s2，方向竖直向下；

(2)80am/s2；表示方向竖直向上

(3)1.56vm/s 方向竖直向下

(4)0.66vm/s，方向竖直向下

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由vat可知：

下落过程的加速度：

212117.841.m/95sm/svat 竖直向下；

上升过程的加速度：

222224.99.80.5m/sm/svat

竖直向下；

(2) 与地面碰撞过程中

224.919.1m/s80m/s0.3a

方向竖直向上；

(3) 下落过程的平均速度

3.05m/s1.56m/s1.95v

方向竖直向下；

(4) 全程的位移

x=3.05 m -1.23 m =1.82m；

全程的时间

t=1.95 s +0.5 s +0.3 s =2.75s

则平均速度

1.82m/s0.66m/s2.75v

方向竖直向下

9．如图所示，M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪．步枪枪管中的子弹从初速度为0开始，经过0.002 s的时间离开枪管被射出．已知子弹在枪管内的平均速度是600

m/s，射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s，射出过程中枪没有移动．求：

(1)枪管的长度；

(2)子弹在射出过程中的平均加速度．

【答案】(1)1.2m (2)6×105m/s2，方向与子弹的速度方向相同

【解析】

（1）枪管的长度

（2）根据加速度的定义式得：

方向与子弹的速度方向相同．

综上所述本题答案是：（1）枪管的长度为1.2 m；（2）子弹在射出过程中的平均加速度的大小为 ，方向与子弹的速度方向相同．

10．甲骑车以10千米每小时由西向东做匀速直线运动，同时乙也骑车以相同的速度在另一地点从北向南做匀速直线运动，已知甲在上午九点整恰好通过交叉路口O点后继续前行，此时乙距离O点还有半小时的路程，问在甲、乙的运动过程中什么时刻相距最近且最近的距离为多少千米？

【答案】上午九点十五分甲、乙相距最近，最近距离为522km.

【解析】

【分析】

【详解】

依题意知，当甲经过O点时,乙离O点还有半个小时的路程即5千米远，此后，他们之间的距离将继续减小,过了某个时刻后又增大；以甲过O点时刻为计时起点，则经过时间t有x= 10t(km)及y=5- 10t( km)；根据勾股定理可知，甲和乙之间的距离s =22xy；代入后可得222(10)(510)5841stttt，则当4115min284th时s最小，（即此时为上午九点十五分），距离的最小值为min52km2s.

11．2012年8月25日，在伦敦奥运会女排小组赛中中国队以3∶2击败韩国队，夺得小组赛亚军．中国队与韩国队交锋时，假如从韩国队飞来的排球具有水平方向上的20 m/s的速度，被击后球以原速率水平返回，球与王一梅的手接触时间为0.2 s，设0.2 s内排球的速度均匀变化，求排球被击打过程中的加速度．

【答案】2200/ms，其方向沿球返回的方向

【解析】

【分析】

【详解】

以飞来的方向为正方向，则初速度v0=20m/s，末速度v=-20m/s，

根据加速度的定义得

球的加速度2220202000.2mmass

负号表示加速度方向与飞来的方向相反即其方向沿球返回的方向．

12．如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出打1、2、3、4、5等计数点时的瞬时速度(计算结果保留两位有效数字)．