高考物理机械运动及其描述模拟试题含解析(1)

高考物理机械运动及其描述模拟试题含解析(1)

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．用运动传感器可以测量运动物体的速度：如图所示，这个系统有一个不动的小盒子B．工作时，小盒B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被B盒接收．B将信息输入计算机由计算机处理该信息，可得到被测物体的速度．若B盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲，而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲

（1）试判断汽车远离小盒B，还是靠近小盒B？

（2）试求汽车的速度是多少？

【答案】（1）汽车靠近小盒B，（2） 22.7m/s

【解析】

（1）根据题意得：B盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲，而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲，1.51.3ss，时间变短，由s=vt知，s变小，故汽车运动的物体运动方向是靠近小盒B盒

(2)设第一次超声波发射至返回时间t1，测速仪第一次发出超声波时，经过了t1到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了t1的时间；汽车距测速仪：11tsv声

测速仪第二次发出超声波时，经过了t2到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了t2的时间；汽车距测速仪：22tsv声

因此汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶了：21sss

汽车行驶了s共用了时间12tttt

则有12t=1.5st，22tt=1.3s

汽车的速度 22.7/svmst

2．我校足球运动员李同学在做足球训练时，将一个以6m/s迎面飞来的质量为0．4kg的足球，以8m/s的速度踢出，求：

（1）若踢球的时间为0．2s，则李同学发球时足球的平均加速度的大小和方向

（2）足球被提出后沿草地作匀减速直线运动，加速度大小为21.6/ms，足球在草地上运动的时间和位移的大小．

【答案】（1）270/ms，方向为球踢出去的方向（2）8s 51.2m

【解析】

试题分析：（1）根据加速度公式208670/0.2vvamst，方向为球踢出去的方向 （2）足球运动的时间881vtssa，

运动的位移22111.6851.222satm

考点：考查了平均速度，加速度的计算

【名师点睛】根据加速度的定义式求出足球的平均加速度．根据速度时间公式求出足球在草地上运动的时间，根据平均速度的推论求出足球的位移．

3．计算下列物体的加速度：（以初速度方向为正方向）

（1）一辆汽车以72km/h的速度匀速运动，紧急刹车后经2s停下来.

（2）高速列车过桥后沿平直铁路匀加速行驶，经100s 速度从36km/h增大到180km/h.

（3）沿光滑水平地面以10m/s的速度运动的小球，撞墙后以8m/s的速度反弹，与墙壁接触时间为0.1s.

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【分析】

根据加速度的定义式，结合初末速度和时间求出加速度；

【详解】

（1）规定初速度的方向为正方向，，则汽车的加速度为：；

（2）规定初速度的方向为正方向，，，则列车的加速度为：；

（3）规定初速度的方向为正方向，则小球的加速度为：。

【点睛】

解决本题的关键掌握加速度的定义式，注意的矢量性。

4．如图所示，一质点自A点出发，沿半径为20rcm的圆周逆时针运动2s，运动34圆周到达B点，求这段运动过程中：

1质点的路程和位移；

2质点的平均速度的大小．

【答案】（1）0.94m 0.28，位移方向从A点指向B点 （2）0.14m/s

【解析】

【分析】

(1) 位移为从初位置指向末位置的有向线段，为矢量，路程为物体走过的轨迹长度，为标量，据此可正确解答；

(2) 根据平均速率的定义即可正确解答本题．

【详解】

(1) 质点的路程为质点绕34圆周的轨迹长度，为32300.944xrcmm；

质点的位移是由A点指向B点的有向线段，位移大小为线段AB的长度，由图中几何关系可知

222020.28srrcmm

位移方向从A点指向B点；

(2) 平均速度：21020.14xrcmmvsstt．

【点睛】

对于位移、路程、平均速度、平均速率等基础概念，要深刻理解其定义，注意从标量和矢量的角度进行区分．

5．计算物体在下列时间段内的加速度：

（1）以60m/s的速度运动的汽车，从某时刻开始刹车，经12s停下

（2）一辆汽车从车站出发作匀加速直线运动经10s速度达72km/h．

【答案】（1）-5 m/s2（2）2 m/s2

【解析】

(1)汽车刹车,根据速度时间公式可知：22010060m/s5m/s12vat

负号表示加速度的方向与初速度的方向相反

(2)汽车匀加速直线运动，72km/h10m/sv

根据速度时间公式可知：2202100m/s2m/s10vvat

【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度-时间公式0vvat，并能灵活运用．

6．一辆汽车沿直线公路以速度v1行驶了的路程，接着以速度v2=20km/h跑完了其余的的路程，如果汽车全程的平均速度v=27km/h，则v1的值为多少km/h？ 【答案】90km/h

【解析】

设全程为s，前路程的速度为v1

前路程所用时间为

后路程所用时间为

全程平均速度，t=t1+t2

解得：v1=90km/h．

【点睛】此题考查的是平均速度计算公式的应用，需要清楚的是：平均速度等于总路程除以总时间，不等于速度的平均.

7．一客车正以20m/s的速度在平直轨道上运行时,发现前面180m处有一货车正以6m/s速度匀速同向行驶,客车立即合上制动器,做匀减速直线运动,需经40s才能停止,求:

(1)客车刹车加速度大小。(2)问是否发生碰车事故?通过计算加以说明.

【答案】（1）

(2)客车在该段时间内位移:, 货车在该段时间内位移:

因为,一定能发生碰车事故.

【解析】

【详解】

(1)客车匀减速的加速度a===-，即客车刹车加速度大小

(2)客车减速至6m/s用的时间由v=v0+at得：t=s=28s

客车在该段时间内的位移x1=t=28m=364m

货车在该段时间内的位移x2=v货t=628m=168m

由于x1=364mx2+180m=348m，所以一定能发生碰车事故。

8．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．

9．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.

10．一质点向某一方向做直线运动，位移的前13匀速运动的速度为v1，位移的后23匀速运动的速度为v2，则

（1）通过这前后两段所用时间之比为多少？

（2）整段运动过程中的平均速度大小为多少？

【答案】（1）212vv （2）121232vvvv

【解析】

【详解】 （1）前一段时间为t1＝113xv，后一段时间为t2＝223xv，

所以两段所用时间之比为212vv

（2）整段过程中的平均速度为12vtxt，联立得121232vvvvv.

11．小球从5m高处落下，被水平地面弹回，在离地面2m高处被人接住，则整个过程中小球的位移是多少？路程呢？

【答案】3m；7m

【解析】

【详解】

小球从5m高处落下，被水平地面弹回，在离地面2m高处被人接住，则整个过程中小球的位移是

x=5m-2m=3m

路程是

s=5m+2m=7m

12．如图所示为A、B、C三列火车在一个车站的情景，A车上的乘客看到B车向东运动，B车上的乘客看到C车和站台都向东运动，C车上的乘客看到A车向西运动．站台上的人看A、B、C三列火车各向什么方向运动？

【答案】A车向西运动；B车向西运动；C车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A、B的速度都小

【解析】

由B车上的乘客看到站台向东运动，可判断B车向西运动；由A车上的乘客看到B车向东运动，说明A车也向西运动且速度大于B车速度；C车上的乘客看到A车向西运动，则C车有三种运动情况，C车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A、B的速度都小．