高考物理二轮总复习专题过关检测--专题:直线运动(全部含详细答案解析)

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2011届高考物理二轮总复习专题过关检测直线运动(时间:90分钟 满分:100分)第Ⅰ卷 选择题一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.小球从空中自由下落,与水平地面碰后弹到空中某一高度,其速度随时间变化的关系如图2-1所示.取g =10 m/s2.则( )图2-1A.小球第一次反弹初速度的大小为5 m/s B.小球第一次反弹初速度的大小为3 m/s C.小球能弹起的最大高度为0.45 m D.小球能弹起的最大高度为1.25 m解析:小球第一次落地瞬间的速度大小为5 m/s ,反弹的初速度大小为3 m/s.A 错,B 对.小球第一次弹起的初速度最大,则上升的高度最大,为.m 45.0m )5.08.0(232'0=-⨯=⋅=t v h C 对,D 错.答案:BC2.一个静止的质点,在0~4 s 时间内受到力F 的作用,力的方向始终在同一直线上,力F 随时间t 的变化如图2-2所示,则质点在( )图2-2A.第2 s 末速度改变方向B.第2 s 末位移改变方向C.第4 s 末回到原出发点D.第4 s 末运动速度为零解析:该质点在前2 s 内,沿F 方向先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动;从第2 s 末到第4 s 末的2 s 内,仍沿F 方向,先做加速度增大的减速运动,再做加速度减小的减速运动,该质点一直朝一个方向运动,4 s 末速度减为0,因而D 正确. 答案:D3.(2010湖北部分重点中学二联,17)某物体由静止开始做变加速直线运动,加速度a 逐渐减小,经时间t 物体的速度变为v ,物体在t 时间内的位移为s .下列说法正确的是( ) A.t v s 2<B.t v s 2=C.t v s 2>D.无法判断解析:由质点运动情况可画出质点运动的速度—时间图象,如右图所示,从图象容易得出质点位移.2t v s >答案:C4.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t =0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v-t 图中(如图2-3),直线a 、b 分别描述了甲、乙两车在0~20 s 的运动情况.关于两车之间的位移关系,下列说法正确的是( )图2-3A.在0~10 s 内两车逐渐靠近B.在10~20 s 内两车逐渐远离C.在5~15 s 内两车的位移相等D.在t =10 s 时两车在公路上相遇解析:甲车做速度为5 m/s 的匀速直线运动,乙车做初速度为10 m/s 的匀减速直线运动.在t =10 s 时,两车的速度相同,在此之前,甲车的速度小于乙车的速度,两车的距离越来越大;在此之后,甲车的速度大于乙车的速度,两车的距离又逐渐减小,在t =20 s 时两车相遇,故选项A 、B 、D 均错.5~15 s 内,两图线所围成的面积相等,故两车的位移相等,选项C 正确. 答案:C5.(2010保定高三第一学期末调研,18)如图2-4所示,甲、乙两物体分别从A 、C 两地由静止出发做加速运动,B 为AC 中点,两物体在AB 段的加速度大小均为a 1,在BC 段的加速度大小均为a 2,且a 1<a 2.若甲由A 到C 所用时间为t 甲,乙由C 到A 所用时间t 乙,则t 甲与t 乙的大小关系为 ( )图2-4A.t 甲=t 乙B.t 甲>t 乙C.t 甲<t 乙D.无法确定 解析:设AB =BC =s ,对甲的运动过程,在AB 段:v B 甲2=2a 1s ,BC 段,v C 甲2-v B 甲2=2a 2s ,可得:v C 甲2=2s (a 1+a 2);对乙的运动过程,在BC 段:v B 乙2=2a 2s ,AB 段:v A 乙2-v B 乙2=2a 1s ,可得:v A 乙2=2s (a 1+a 2);由以上各式据a 1<a 2可以得:v B 甲<v B 乙,v C 甲=v A 乙,再由210v v v +=可知在整个过程中,乙的平均速度大于甲的平均速度,根据,vst =所以t 甲>t 乙,选B. 答案:B6.如图2-5所示为一物体沿南北方向(规定向北为正方向)做直线运动的速度—时间图象,由图可知( )图2-5A.3 s 末物体回到t =0时的位置B.3 s 末物体的加速度方向发生变化C.物体所受合外力的方向一直向南D.物体所受合外力的方向一直向北解析:物体向南做匀减速运动,速度是负方向(向南),所以加速度a 是正方向(向北),0~6 s 图象为一条直线,斜率不变,所以D 正确. 答案:D7.如图2-6所示是物体在某段运动过程中的v-t 图象,在t 1和t 2时刻的瞬时速度分别为v 1和v 2,则时间由t 1到t 2的过程中( )图2-6A.加速度增大B.加速度不断减小C.平均速度v =(v 1+v 2)/2D.平均速度v >(v 1+v 2)/2解析:根据图线的斜率可知加速度不断减小.假设从t 1到t 2的过程中做匀减速运动,则平均速度为,221v v +而该物体在这段时间内的速度始终小于做匀减速运动时的速度,因而平均速度也将小于.221v v +.综上选B. 答案:B8.物体沿一直线运动,它在某段时间内中间位置处的速度为v 1,在中间时刻的速度为v 2.则以下说法正确的是( )A.当物体做匀加速直线运动时,v 1>v 2B.当物体做匀减速直线运动时,v 1>v 2C.当物体做匀加速直线运动时,v 1<v 2D.当物体做匀减速直线运动时,v 1<v 2解析:当物体做匀加速直线运动时,中间位置处在中间时刻的后面,所以v 1>v 2,选项A 对,C 错.当物体做匀减速直线运动时,中间位置处在中间时刻的前面,所以v 1>v 2,选项B 对,D 错. 答案:AB9.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相.闪光时间间隔为1 s.分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2 m ;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8 m.由此可以求得( ) A.第1次闪光时质点的速度 B.质点运动的加速度C.从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移D.质点运动的初速度解析:设时间间隔为T ,第1次、第2次闪光时的速度为v 1、v 2,第1次与第2次、第2次与第3次、第3次与第4次闪光间隔内的位移分别为s 1、s 2、s 3.由s 3-s 1=2aT 2求得加速度a =3 m/s 2;由s 2-s 1=s 3-s 2求得s 2=5 m ;根据s 1、s 2可求得第1次与第3次闪光间的平均速度,m/s 5.3221=+=Ts s v 而,2v v =再根据v 2=v 1+aT 可求得v 1=0.5 m/s.故选项A 、B 、C 正确. 答案:ABC10.如图2-7所示,A 、B 两物体相距s =7 m ,物体A 在水平拉力和摩擦力的作用下,正以v A =4 m/s 的速度向右匀速运动,而物体B 此时的速度v B =10 m/s ,由于摩擦力作用向右匀减速运动,加速度a =-2 m/s 2,那么物体A 追上物体B 所用时间为( )图2-7 A.7 sB.8 sC.9 sD.10 s解析:对B 物体,v B =at 得t =5 s ,也即B 物体经5 s 后停止.m.2522==avs B B 对A 物体,在5 s内运动了s A =v A t =20 m.当B 物体停止运动后,s +s B -s A =v A t ′,得t ′=3 s.故物体A 追上B 的时间为t +t ′=8 s.选项B 正确. 答案:B第Ⅱ卷 非选择题二、填空与实验题(本题包括2小题,共20分.把答案填在相应的横线上或按题目要求作答) 11.(6分)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了一条较为理想的纸带,已在每条纸带上每5个点取一个计数点,依打点先后编为0、1、2、3、4、5,由于不小心,纸带被撕断了,如图2-8所示,请根据给出的A 、B 、C 、D 四段纸带回答:图2-8(1)在B 、C 、D 三段纸带中选出纸带A 上撕下的那段应该是________.(2)若使用的电源频率为50 Hz ,则打A 纸带时,物体的加速度大小是________m/s 2. 解析:设相邻两个计数点间的位移为s 1、s 2、s 3、s 4、s 5,由s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=s 5-s 4可知s 5=54.0 mm ,故撕下的那段应该是C.加速度大小.m/s 6.0m/s 101.00.300.362232212=⨯-=-=-T s s a 答案:(1)C (2)0.612.(14分)某同学用如图2-9所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.图2-9实验步骤如下: a.安装好实验器材.b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如图2-10中0、1、2……6点所示.图2-10c.测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离,分别记作s 1、s 2、s 3……s 6.d.通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动.e.分别计算出s 1、s 2、s 3……s 6与对应时间的比值.66332211t s t s 、t s 、t s f.以t s 为纵坐标、t 为横坐标,标出t s 与对应时间t 的坐标点,画出t ts-图线. 结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有________和________.(填选项代号) A.电压合适的50 Hz 交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.重锤(2)将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻线与0计数点对齐,0、1、2、5计数点所在的位置如图2-11所示,则s 2=cm ,s 5=cm.图2-11(3)该同学在图2-12中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点,请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点,并画出t ts-图线.图2-12(4)根据t ts-图线判断,在打0计数点时,小车的速度v 0=m/s ;它在斜面上运动的加速度a =m/s 2. 解析:(1)打点计时器使用的电源为交流电源,利用刻度尺测量各点之间的距离. (2)刻度尺的最小刻度为mm ,故要估读到0.1 mm ,即要读到0.01 cm 位. (3),cm/s 66cm/s 2.020.13,cm/s 5.37cm/s 08.0352====v v 描出对应的两点,再连线即可得t ts-图线. (4)由图线在纵轴上的截距可求得初速度,由2021at t v s +=得,210at v t s +=在t ts-图线中斜率为2a,图线的斜率则表示加速度的一半. 答案:(1)A C(2)2.97~2.99 13.17~13.19 (3)如图所示(4)0.16~0.20 4.50~5.10三、计算题(本题包括4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)13.(9分)甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速运动,速度均为16 m/s.在前面的甲车紧急刹车,加速度为 a 1=3 m/s 2,乙车由于司机的反应时间为0.5 s 而晚刹车,已知乙的加速度为a 2=4 m/s 2,为了确保乙车不与甲车相撞,原来至少应保持多大的车距?解析:根据题意可知两车不相撞的临界条件是乙追上甲时,二者的速度刚好相等,设为v ,作出二者运动的过程示意图如上图,设甲车刹车的时间为t 则v =v 0-a 1t ①v =v 0-a 2(t -t 0)② 由①②得t =2 s v =10 m/s 因此甲乙应保持的车距:,2)(200000t vv t t v v t v s ⋅+--++⋅=代入数据得s =1.5 m. 答案:1.5 m14.(10分)如图2-13,A 、B 两物体相距s =7 m 时,A 在水平拉力和摩擦力作用下,正以v a =4 m/s 的速度向右匀速运动,而物体B 此时正以v B =10 m/s 的初速度向右匀减速运动,加速度a =-2 m/s 2,求A 追上B 所经历的时间.图2-13解析:设物体B 减速至零的时间为t 则0-v b =at 0,s 5s 2100==t 在此时间内物体B 的位移为.m 25m 51021210=⨯⨯==t v s B BA 物体在这5 s 内前进 S A =v A t 0=20 m, 显然sB +7 m>s A .所以A 追上B 前,物体B 已经静止,设A 追上B 经历的时间为t ′ 则.s 8s 4725m 7'A =+=+=v s t B 答案:8 s15.(10分)要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道.求摩托车在直道上行驶所用的最短时间.有关数据见表格.启动加速度a 14 m/s 2 制动加速度a 28 m/s 2 直道最大速度v 140 m/s 弯道最大速度v 220 m/s 直道长度s218 m 某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度v 1=40 m/s ,然后再减速到v 2=20 m/s ,212212111;;t t t a vv t a v t +==-===你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.解析:不合理.理由是:如按以上计算,则质点完成位移为218m.m 2752222221121≠=-+a v v a v 所以以上做法不对,而且说明最大速度一定比40 m/s 要小. 正确结果:设在直道上最大速度为v ,则有22221222a v v a v s -+= 代入数据并求解得v =36 m/s 则加速时间s,911==a vt 减速时间s,2222=-=a v v t 最短时间为t =t 1+t 2=11 s. 答案:不合理.理由见解析 11 s16.(11分)两个完全相同的物块A 、B ,质量均为m =0.8 kg,在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动.图2-14中的两条直线分别表示A 物块受到水平拉力F 作用和B 物块不受拉力作用的v-t 图象,求:图2-14(1)物块A 所受拉力F 的大小; (2)8 s 末物块A 、B 之间的距离s .解析:(1)设A 、B 两物块的加速度分别为a 1、a 2, 由v-t 图可得22111m/s 75.0m/s 08612=--=∆∆=t v a ①,m/s 5.1m/s 046022222-=--=∆∆=t v a 负号表示加速度方向与初速度方向相反.②算出(a =1.5 m/s 2同样给分)对A 、B 两物块分别由牛顿第二定律得 F -f =ma 1③ f =ma 2④ 由①~④式可得F =1.8 N.(2)设A 、B 两物块8 s 内的位移分别为s 1、s 2,由图象得m 72m 8)126(211=⨯+⨯=s m 12m 46212=⨯⨯=s所以s =s 1-s 2=60 m或用公式法求解得出正确答案的同样给分. 答案:(1)1.8 N (2)60 m。