资源描述
2025年高考物理压轴训练2
一.选择题(共10小题)
1.(2024•浑南区校级模拟)如图所示的一次函数图像,横轴与纵轴所表示的物理量并未标出,已知图像的横轴、纵轴的截距分别为、,根据所学的匀变速直线运动的规律来分析,下列说法正确的是
A.若横轴表示时间,纵轴表示物体的速度,则时刻物体的速度为
B.若横轴表示位移,纵轴表示物体速度的平方,则物体的加速度为
C.若横轴表示时间,纵轴表示物体的平均速度,则物体的加速度为
D.当物体受到竖直向下的拉力在真空中下落,若横轴表示,纵轴表示物体加速度,则物体的质量为
2.(2024•扶绥县一模)某型新能源汽车在测试场做紧急制动测试。汽车以的速度匀速行驶,某时刻开始紧急制动,汽车制动过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为。该型汽车内的位移大小为
A. B. C. D.
3.(2024•重庆)如图所示,某滑雪爱好者经过点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其达到点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则到的运动过程中,其速度大小随时间的变化图像可能是
A. B.
C. D.
4.(2024•茂名二模)甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯,甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过,他们的图像如图所示,下列说法正确的是
A.两车同时到达处
B.甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为
C.从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为
D.两车在内,乙受到座椅的作用力竖直向上,甲受到座椅的作用力水平向前
5.(2024•莲湖区校级模拟)如图所示,小球甲从距离地面高度为处以速度竖直向上抛出,同时小球乙从距离地面高度为处开始自由下落,小球运动的过程中不计空气阻力,重力加速度取,则下列说法中正确的是
A.小球乙落地前,两小球的速度差逐渐变大
B.落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速率之比为
C.至小球乙落地时,甲、乙两球的位移大小之比为
D.小球甲、乙运动的第内位移相同
6.(2024•雨花区校级模拟)小明利用手机传感器,测得电梯从静止开始运行的加速度—时间图像,如图所示。手机传感器中加速度向上时为正值,下列说法正确的是
A.电梯处于匀加速下降阶段
B.电梯处于匀速上升阶段
C.电梯处于匀加速上升阶段
D.电梯处于静止阶段
7.(2024•贵州模拟)汽车行驶时应与前车保持一定的安全距离,通常情况下,安全距离与驾驶者的反应时间和汽车行驶的速度有关。郭老师采用如下方法在封闭平直道路上测量自己驾驶汽车时的反应时间:汽车以速度匀速行驶,记录下从看到减速信号至汽车停下的位移;然后再以另一速度匀速行驶,记录下从看到减速信号至汽车停下的位移,假设两次实验的反应时间不变,加速度相同且恒定不变。可测得郭老师的反应时间为
A.
B.
C.
D.
8.(2024•镇海区校级模拟)鲣鸟为了捕食小鱼,有时会像箭一样竖直扎入水中。设鲣鸟在空中做自由落体运动,在水中做匀减速直线运动,其运动速度与时间图像如图所示,下列说法正确的是
A.在时刻速度方向改变
B.在空中加速的时间为
C.减速阶段的加速度大小为
D.减速阶段的平均速度为自由落体阶段的2倍
9.(2024•四川一模)在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车,其位移随时间的变化规律分别如图中直线和曲线所示,直线和曲线相切于点。在时间内,关于两辆车的运动情况,下列说法正确的是
A.甲车一直做匀加速运动
B.乙车一直做匀减速运动
C.乙车在时刻的速率等于甲车速率
D.甲车的速度始终大于乙车的速度
10.(2024•山东模拟)如图所示,1、2、3、4、5为某高架桥上五根竖直钢丝吊绳,绳间距均相等。两辆相同的小汽车甲、乙在两条车道上同向行驶,从时刻开始甲做初速度为零的匀加速直线运动,乙匀速运动,此时车头分别对齐1、3绳,时刻甲、乙两车头都对齐绳5,在时间内,下列分析正确的是
A.甲车在时刻的速度大小为乙车的4倍
B.甲车车头经过绳2时甲、乙相距最远
C.甲车车头经绳3时的速度是乙车的2倍
D.从开始经甲车车头与绳3平齐
二.多选题(共5小题)
11.(2024•长春一模)甲、乙两物体沿轴做匀变速直线运动的位置—时间图像如图所示,两图线相切于点,其坐标为。已知甲物体的初速度为零,乙物体的加速度大小为。两物体均可视为质点,下列说法正确的是
A.乙物体的初速度大小为
B.甲、乙两物体的加速度方向相同
C.乙物体的初始位置坐标为
D.时,甲、乙两物体的速度大小均为
12.(2024•湖南一模)2022年“互联网之光”博览会上,无人驾驶技术上线,无人驾驶汽车以其反应时间短而备受众多参会者的青睐。在同样测试条件下,对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试,从发现紧急情况到车静止,两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到①②两线所示的位移随时间变化的关系图像,图中和段为直线,已知两测试车均由同一位置沿相同平直公路运动,且汽车紧急制动车轮抱死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是
A.图中的①线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
B.图中的②线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
C.两测试车在图中曲线部分的位移大小不相等
D.当发现紧急情况时两汽车的速度为
13.(2024•湖北三模)如图甲所示,一射手从同一地点射出速度大小相同、发射仰角不同的两颗子弹,发射的时间间隔为,经过时间在点相遇。两颗子弹的水平方向的分速度,随时间变化的图像如图乙所示,竖直方向的分速度随时间变化的图像如图丙所示(图像中图线和坐标轴以及辅助线围成了多个互相不重叠的几何图形,其中部分几何图形的面积大小如图中标注所示),下列说法中一定正确的是
A. B. C. D.
14.(2024•东西湖区校级模拟)一质点做减速直线运动过程中速度和位置坐标的关系如图所示,下列分析正确的是
A.过程中质点的加速度恒定
B.过程中质点的加速度逐渐减小
C.质点在时的加速度等于时的加速度
D.质点在时的加速度大于时的加速度
15.(2024•天心区校级模拟)我国新能源汽车近几年实现了新的跨越,“车能路云”融合发展,将构造全新的智能出行生态系统。某品牌不同型号的、两辆新能源汽车在同一条平直公路的两个车道上测试刹车性能,两车同时同地点刹车后,它们的速度与刹车位移的关系如图,刹车后两车恰好并排停下,刹车过程两车均做匀减速直线运动。则
A.刹车过程中车始终在前面
B.刹车过程中车始终在前面
C.、两车刹车的加速度大小之比为
D.、两车刹车的时间之比为
三.填空题(共5小题)
16.(2024•漳州三模)为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,某次测试该车做匀减速直线运动,由于位移和时间的关系图像为抛物线,为便于直观研究该运动规律,改作如图所示的与关系图像,则该车的初速度为 ,刹车过程中加速度大小为 ,刹车距离为 。
17.(2024•岳麓区校级模拟)近年来手机更新换代,飞速发展,手机功能越来越强大。某同学在研究直线运动的实验中,先将手机拍摄的时间间隔设置为,一小球靠近墙面竖直向上抛出,分别拍摄了上升和下降两个阶段的频闪照片,如图甲和乙所示,测出每块砖的厚度为。已知小球所受阻力大小不变,不计砖和砖之间的缝隙宽度。
(1)试判断点是否为小球上升的最高点 (选填“是”或“否” 。
(2)小球上升过程的加速度大小为 。
(3)小球下落过程通过的速度大小为 ,上升过程通过点的速度大小为 。
18.(2023•奉贤区二模)一身高的跳高运动员进行背越式跳高,经过弧线助跑,下蹲蹬腿、起跳,创造出他的个人最好成绩(设其站立时重心在身高一半处,越杆时其重心的最大高度实际低于横杆,越过横杆的速度为,则他起跳速度约为 。如果他在月球上以同样的速度起跳且越过横杆的速度也不变,估算他能跃过横杆的高度约为 。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的,取重力加速度。
19.(2022•青浦区二模)如图所示,地面上方高度为的空间内有水平方向的匀强磁场,质量正方形闭合导线框的边长,从边距离地面高为处将其由静止释放。从导线框开始运动到边即将落地的过程中,导线框的图像如图所示。重力加速度取,不计空气阻力,则导线框中有感应电流的时间是 ,释放高度和磁场高度的比值 。
20.(2022•湖南模拟)如图所示是某质点的图像,内的加速度大小是 ,内位移大小是 。
四.解答题(共5小题)
21.(2024•金台区模拟)在十字路口,红灯拦停了很多汽车和行人,拦停的汽车排成笔直的一列,最前面一辆汽车的前端刚好于路口停车线相齐,相邻两车的前端间距均为,且车长为,最前面的行人站在横道线边缘,已知横道线宽。若汽车启动时都以的加速度做匀加速直线运动,加速到后做匀速直线运动通过路口。行人起步的加速度为,达到后匀速通过横道线。已知该路口亮绿灯的时间,而且有按倒计时显示的时间显示灯(无黄灯)。另外交通法规定:原在绿灯时通行的汽车,红灯亮起时,车头已越过停车线的允许通过。由于行人和汽车司机一直关注着红绿灯,因此可以不考虑行人和汽车的反应时间。(提示:绿灯亮起时,行人从走向,第1辆汽车从朝向行驶。
请回答下列问题:
(1)按题述情景,亮绿灯的这段时间里最多能有多少辆车通过路口?
(2)按题述情景,不能通过路口的第一辆汽车司机,在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车,使车匀减速运动,结果车的前端与停车线相齐,求该汽车刹车后经多少时间停下?
(3)路口对面最前面的行人在通过横道线的过程中与几辆车擦肩而过?
22.(2024•泉州模拟)如图甲所示,银行取款机房装有单边自动感应门,其中有一扇玻璃门与墙体固定,另一扇是可动玻璃门。当人进入了感应区时,可动玻璃门将自动开启,反之将自动关闭,图乙为感应门的俯视图。当某人一直在感应区内时,可动玻璃门先匀加速运动了,用时,而后立即匀减速运动了恰好停下。求可动玻璃门:
(1)匀加速运动的加速度大小;
(2)运动过程中的最大速度大小;
(3)开启全程运动的总时间。
23.(2024•甲卷)为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从时由静止开始做匀加速运动,加速度大小,在时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
24.(2024•重庆模拟)做直线运动的物体,其图象如图所示,试根据图象判断:
(1)第1秒内,物体的加速度为多大?
(2)第2秒和第4秒内的加速度是否相同?
(3)在第4秒内,物体做什么运动?
25.(2024•合肥一模)如图为合肥轨道交通地铁2号线部分线路图,某同学从2号桂庄站乘上地铁,发车,依次经过3、4、5、6、7号站,刚好停靠8号科学大道站。假设地铁线路为直线,相邻地铁站间的距离相等,列车在相邻两站间的运动情况均相同;列车从一站由静止开始匀加速运动,接着匀速运动,再匀减速运动恰停靠下一站,列车在每个地铁站停靠时间均为。2号桂庄站与8号科学大道站的距离为。求地铁运行的加速度大小和最大速度大小。
2025年高考物理压轴训练2
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.(2024•浑南区校级模拟)如图所示的一次函数图像,横轴与纵轴所表示的物理量并未标出,已知图像的横轴、纵轴的截距分别为、,根据所学的匀变速直线运动的规律来分析,下列说法正确的是
A.若横轴表示时间,纵轴表示物体的速度,则时刻物体的速度为
B.若横轴表示位移,纵轴表示物体速度的平方,则物体的加速度为
C.若横轴表示时间,纵轴表示物体的平均速度,则物体的加速度为
D.当物体受到竖直向下的拉力在真空中下落,若横轴表示,纵轴表示物体加速度,则物体的质量为
【答案】
【考点】多个类型的运动学图像综合问题
【专题】运动学中的图象专题;比较思想;方程法;理解能力
【分析】根据运动学公式或牛顿第二定律得到图像的解析式,再结合图像的意义解答。
【解答】解:、若横轴表示时间,纵轴表示物体的速度,由对比图像可得:
则时刻物体的速度为,故错误;
、若横轴表示位移,纵轴表示物体速度的平方,由可知图像的斜率,可得,故错误;
、若横轴表示时间,纵轴表示物体的平均速度,由位移—时间公式有
可得
结合平均速度公式可得
对比图像可得
可得,故错误;
、当物体受到竖直向下的拉力在真空中下落,由牛顿第二定律得
变形可得:
对比图像可得
综合可得,,故正确。
故选:。
【点评】根据物理规律得到图像的解析式,再根据图像的斜率、截距、面积等等意义来分析图像的意义。
2.(2024•扶绥县一模)某型新能源汽车在测试场做紧急制动测试。汽车以的速度匀速行驶,某时刻开始紧急制动,汽车制动过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为。该型汽车内的位移大小为
A. B. C. D.
【答案】
【考点】匀变速直线运动速度与时间的关系;匀变速直线运动位移与时间的关系
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力
【分析】根据匀变速直线运动的速度—时间公式求出刹车到停止所需的时间,判断时汽车是否已停下,匀变速直线运动的位移—速度公式求出位移。
【解答】解:汽车停下的时间为
末汽车已停下,故该型汽车内的位移大小为
故错误,正确。
故选:。
【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式,并能灵活运用,注意该问题是运动学中的刹车问题,汽车速度为零后不再运动。
3.(2024•重庆)如图所示,某滑雪爱好者经过点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其达到点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则到的运动过程中,其速度大小随时间的变化图像可能是
A. B.
C. D.
【答案】
【考点】根据物体的运动情况判断图像是否正确
【专题】图析法;运动学中的图象专题;定性思想;理解能力
【分析】滑雪爱好者在水平雪道上为匀速直线运动,速度不变,图线在水平方向不变,在倾斜雪道上为匀减速直线运动,速度减小至0,减速过程中加速度不变,图线为倾斜向下的直线。
【解答】解:在图像中,速度不变时图线在水平方向不变,速度减小时图线向下倾斜,减速过程中加速度不变,图线为倾斜向下的直线,且从水平雪道向倾斜雪道运动时速度不会增加,倾斜图线不能高出水平图线,由图可知错误,正确。
故选:。
【点评】要理解图像中图线的含义。
4.(2024•茂名二模)甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯,甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过,他们的图像如图所示,下列说法正确的是
A.两车同时到达处
B.甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为
C.从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为
D.两车在内,乙受到座椅的作用力竖直向上,甲受到座椅的作用力水平向前
【答案】
【考点】变速物体追匀速物体问题;匀变速直线运动速度与位移的关系
【专题】推理法;定量思想;推理能力;直线运动规律专题;牛顿运动定律综合专题
【分析】根据速度—位移公式计算甲的加速度;根据他们的运动时间关系判断相遇位置;根据运动学公式计算速度相等时刻;根据已知运动情况分析受力情况。
【解答】解:.在位移内,设甲的加速度为,由初速度为0的匀加速直线运动规律可得
解得
故错误;
.由图像可知甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动,当甲、乙运动相等的位移,所需要的运动时间不相等,即两物体不会在同一时刻到达处,则两物体不会在处相遇,故错误;
.由速度—时间公式
速度—位移公式可得
联立解得甲、乙速度相等的时刻为
故正确;
.乙做匀速直线运动,根据平衡条件可知乙受到座椅的作用力竖直向上,甲做匀加速直线运动,座椅对甲的作用力竖直方向的分力与重力平衡,水平方向的分力提供加速度,根据力的合成可知甲受到座椅的作用力斜向前上,故错误。
故选:。
【点评】熟练掌握运动学公式是解题的基础,在分析座椅对甲的作用力时,要考虑到水平方向的加速度。
5.(2024•莲湖区校级模拟)如图所示,小球甲从距离地面高度为处以速度竖直向上抛出,同时小球乙从距离地面高度为处开始自由下落,小球运动的过程中不计空气阻力,重力加速度取,则下列说法中正确的是
A.小球乙落地前,两小球的速度差逐渐变大
B.落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速率之比为
C.至小球乙落地时,甲、乙两球的位移大小之比为
D.小球甲、乙运动的第内位移相同
【答案】
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用;竖直上抛运动
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理能力
【分析】由速度变化量求解速度关系,由自由落体及竖直上抛公式求解时间,并进一步求解平均速率比值,由位移—时间关系求解位移。
【解答】解:取竖直向上为正方向,甲球跟乙球的速度差为△,故错误;
由
得乙球落地用时间为
对甲球:由
解得
甲球经过的路程为,乙球经过的路程为,那么落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速率之比为,故正确;
乙球落地时,甲球的位移为0,即恰好回到抛出点,则至小球乙落地时,甲、乙两球的位移大小之比为0,故错误;
对甲球,第内位移,对乙球,第内位移,两位移方向不同,故错误。
故选:。
【点评】本题考查匀速直线运动,学生需结合运动学公式综合分析解答。
6.(2024•雨花区校级模拟)小明利用手机传感器,测得电梯从静止开始运行的加速度—时间图像,如图所示。手机传感器中加速度向上时为正值,下列说法正确的是
A.电梯处于匀加速下降阶段
B.电梯处于匀速上升阶段
C.电梯处于匀加速上升阶段
D.电梯处于静止阶段
【答案】
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】直线运动规律专题;定性思想;分析综合能力;推理法
【分析】先通过对图像的理解,得出图像上的曲线表达的是在某一时刻电梯的加速度大小,并且图像的面积表达的是电梯的速度大小,从而得出答案。
【解答】解:、由图像可知,在时的加速度在不断的增加,并且加速度向上为正方向,所以电梯处于加速度不断增加的加速上升阶段。故错误。
、由图像可知,在时的加速度大小不变,并且加速度为正,所以电梯处于匀加速上升阶段。故错误,正确。
、由图像可知,在时的加速度为0,因为图像的面积表示的时电梯的速度,而在之前的面积为正,所以电梯此时有向上的速度,所以此时电梯在匀速上升。故错误。
故选:。
【点评】此题主要考查的是对图像的理解,主要要注意加速度的方向。
7.(2024•贵州模拟)汽车行驶时应与前车保持一定的安全距离,通常情况下,安全距离与驾驶者的反应时间和汽车行驶的速度有关。郭老师采用如下方法在封闭平直道路上测量自己驾驶汽车时的反应时间:汽车以速度匀速行驶,记录下从看到减速信号至汽车停下的位移;然后再以另一速度匀速行驶,记录下从看到减速信号至汽车停下的位移,假设两次实验的反应时间不变,加速度相同且恒定不变。可测得郭老师的反应时间为
A.
B.
C.
D.
【答案】
【考点】匀变速直线运动速度与位移的关系
【专题】直线运动规律专题;分析综合能力;定量思想;推理法
【分析】根据位移—时间公式,以及平均速度公式联立求出加速度,从而得到反应时间的表达式。
【解答】解:设司机的反应时间为,匀减速运动的加速度大小为,第一次匀减速运动的时间为,第二次匀减速运动的时间为,则由逆向思维,根据位移与时间的关系有
由平均速度公式有
可得
联立解得
从而得到,故正确,错误。
故选:。
【点评】学生在解答本题时,应注意对于运动学公式的灵活运用,特别是平均速度公式的应用能力。
8.(2024•镇海区校级模拟)鲣鸟为了捕食小鱼,有时会像箭一样竖直扎入水中。设鲣鸟在空中做自由落体运动,在水中做匀减速直线运动,其运动速度与时间图像如图所示,下列说法正确的是
A.在时刻速度方向改变
B.在空中加速的时间为
C.减速阶段的加速度大小为
D.减速阶段的平均速度为自由落体阶段的2倍
【答案】
【考点】利用图像的斜率求解物体运动的加速度;利用图像与坐标轴围成的面积求物体的位移
【专题】图析法;运动学中的图象专题;比较思想;理解能力
【分析】根据速度正负表示速度方向来分析鲣鸟的速度方向是否改变;鲣鸟在空中做自由落体运动,由计算在空中加速的时间;根据图像的斜率计算减速阶段的加速度大小;根据平均速度公式计算两个过程平均速度大小。
【解答】解:、由图可知,鲣鸟的速度一直沿正方向,所以在时刻速度方向没有发生改变,故错误;
、鲣鸟在空中做自由落体运动,由图可知,加速阶段最大速度为,所以加速时间为,故正确;
、根据图像的斜率表示加速度,可得减速阶段的加速度大小为,故错误;
、减速阶段的平均速度为,自由落体阶段平均速度为,则两个过程平均速度相等,故错误。
故选:。
【点评】解决本题的关键要理清鲣鸟的运动过程,能根据图像的斜率求加速度大小,同时要搞清各个过程之间的平均速度关系。
9.(2024•四川一模)在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车,其位移随时间的变化规律分别如图中直线和曲线所示,直线和曲线相切于点。在时间内,关于两辆车的运动情况,下列说法正确的是
A.甲车一直做匀加速运动
B.乙车一直做匀减速运动
C.乙车在时刻的速率等于甲车速率
D.甲车的速度始终大于乙车的速度
【答案】
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】定性思想;推理法;运动学中的图象专题;推理能力
【分析】根据位移—时间图像的斜率或者切线斜率的物理意义分析运动速度的变化情况。
【解答】解:题中是位移—时间图像,斜率或者切线斜率代表速度,是直线,说明甲车一直做匀速直线运动,是曲线,运动速度一直在减小,但不能确定是是否为匀减速运动,故错误;
两车的图像相切于点,根据斜率的物理意义可知,两车该时刻的速度相等,故正确;
根据斜率分析,甲车速度初始时小于乙车,时刻相等,之后大于乙车速度,故错误。
故选:。
【点评】考查图像的认识和理解,会通过图像的斜率分析物体的运动情况。
10.(2024•山东模拟)如图所示,1、2、3、4、5为某高架桥上五根竖直钢丝吊绳,绳间距均相等。两辆相同的小汽车甲、乙在两条车道上同向行驶,从时刻开始甲做初速度为零的匀加速直线运动,乙匀速运动,此时车头分别对齐1、3绳,时刻甲、乙两车头都对齐绳5,在时间内,下列分析正确的是
A.甲车在时刻的速度大小为乙车的4倍
B.甲车车头经过绳2时甲、乙相距最远
C.甲车车头经绳3时的速度是乙车的2倍
D.从开始经甲车车头与绳3平齐
【答案】
【考点】连续相等时间内的运动比例规律
【专题】推理能力;定量思想;赋值法;直线运动规律专题
【分析】将乙车的位移设为,则甲车的位移为,结合各个选项,利用直线运动规律列出关系式以判断正误。
【解答】解:将乙车在时间段内的位移设为,则甲车的位移为,假设甲车的加速度大小为,末速度大小为,乙车的速度为。
由题可知,在时间段内,甲车的位移大小为乙车的2倍,因此甲车的平均速度是乙车速度的2倍,又因为甲车做的是初速度为零的匀加速直线运动,平均速度大小为,因此甲车的末速度是乙车的4倍,故正确;
因为甲车做的是初速度为零的匀加速直线运动,因此有,当甲车车头经过绳2时,位移大小为,假设此时的速度为,则有,由此可知,因此在经过绳2前,甲车的速度已经开始大于乙车,甲车已经开始与乙车的距离逐渐接近,故错误;
当甲车车头与绳3平齐时,位移大小为,假设此时的速度大小为,则有,因此可知,已知,因此甲车经车头与绳3平齐,故错误。
故选:。
【点评】本题需要将元加速直线运动与直线运动的规律结合,利用体重给出的相等量列出等式以此解决此类问题。
二.多选题(共5小题)
11.(2024•长春一模)甲、乙两物体沿轴做匀变速直线运动的位置—时间图像如图所示,两图线相切于点,其坐标为。已知甲物体的初速度为零,乙物体的加速度大小为。两物体均可视为质点,下列说法正确的是
A.乙物体的初速度大小为
B.甲、乙两物体的加速度方向相同
C.乙物体的初始位置坐标为
D.时,甲、乙两物体的速度大小均为
【答案】
【考点】根据图像的物理意义对比多个物体的运动情况
【专题】推理能力;定量思想;运动学中的图象专题;图析法
【分析】由图像中图线的变化情况结合匀变速直线运动模型进行判断即可。
【解答】解:.由图可知,甲物体做匀加速直线运动,乙物体做匀减速直线运动,由此可知甲、乙两物体的加速度方向相反,由图可知甲物体做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律,有可知
利用点坐标可知内,甲物体通过的位移为:
可求得甲的加速度为:
设乙物体的初速度为,由图可知两图线相切于点,即此刻二者速度相等,可得
解得乙物体的初速度为:
时,甲、乙两物体的速度大小为
故正确;错误;
.设时刻,乙物体位置在处,从0到内其位移关系为:
解得:
故错误。
故选:。
【点评】本题考查学生对图像的理解,解题关键是正确理解图像中图线的物理意义,是一道好题。
12.(2024•湖南一模)2022年“互联网之光”博览会上,无人驾驶技术上线,无人驾驶汽车以其反应时间短而备受众多参会者的青睐。在同样测试条件下,对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试,从发现紧急情况到车静止,两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到①②两线所示的位移随时间变化的关系图像,图中和段为直线,已知两测试车均由同一位置沿相同平直公路运动,且汽车紧急制动车轮抱死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是
A.图中的①线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
B.图中的②线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
C.两测试车在图中曲线部分的位移大小不相等
D.当发现紧急情况时两汽车的速度为
【答案】
【考点】匀变速直线运动位移与时间的关系;复杂的运动学图像问题
【专题】运动学中的图象专题;定量思想;推理能力;推理法
【分析】、位移与时间图像斜率表示速度,利用疲劳驾驶和无人驾驶的特点分析反应时间,以此判断;
、结合图像,利用运动学公式判断刹车位移;
、结合图像所给信息,利用位移与速度公式判断速度与加速度的线性关系,以此计算紧急情况下的速度大小。
【解答】解:、①线反应时间,②线反应时间,疲劳驾驶,反应时间较长,故②是疲劳驾驶,故正确错误;
、在图像中,前段图像重合,两测试车初速度相同,同样的测试条件,刹车后加速度相等,
由运动学公式,刹车过程位移大小相等,故错误;
、利用速度与位移公式,将图中所给数据代入公式
可得,图中①线位移关系,②线位移关系,
初速度,故正确。
故选:。
【点评】本题结合匀变速直线运动规律考查对位移与时间图像理解,其中利用速度与位移公式解决无人驾驶汽车、疲劳驾驶的运动规律为解决本题的关键。
13.(2024•湖北三模)如图甲所示,一射手从同一地点射出速度大小相同、发射仰角不同的两颗子弹,发射的时间间隔为,经过时间在点相遇。两颗子弹的水平方向的分速度,随时间变化的图像如图乙所示,竖直方向的分速度随时间变化的图像如图丙所示(图像中图线和坐标轴以及辅助线围成了多个互相不重叠的几何图形,其中部分几何图形的面积大小如图中标注所示),下列说法中一定正确的是
A. B. C. D.
【答案】
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】推理能力;运动学中的图象专题;图析法;定量思想
【分析】将子弹的运动沿水平方向与竖直方向分解,结合相遇的条件解答即可。
【解答】解:、子弹1运动的时间是,对应的水平位移为,子弹2的水平位移为;二者在点相遇,说明水平位移相等,则,故正确,错误;
、如图所示
增加,,子弹1的竖直位移为,子弹2的竖直位移为,点相遇,说明竖直位移相等,则,故错误,正确。
故选:。
【点评】该题考查运动学图像的应用,知道在图中图线与横坐标围成的面积表示物体的位移,会结合位移分析问题即可。
14.(2024•东西湖区校级模拟)一质点做减速直线运动过程中速度和位置坐标的关系如图所示,下列分析正确的是
A.过程中质点的加速度恒定
B.过程中质点的加速度逐渐减小
C.质点在时的加速度等于时的加速度
D.质点在时的加速度大于时的加速度
【答案】
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】运动学中的图象专题;分析综合能力;推理法;定性思想
【分析】由图知,等式两侧对时间求导得,由图可知,从而求加速度之比。
【解答】解:、由图知,等式两侧对时间求导得,故两段运动过程加速度都逐渐减小,故错误,正确;
、由图可知,则加速度之比为,故正确,错误;
故选:。
【点评】本题考查了图像,特殊图像,可利用求导思想分析图线的加速度特点。
15.(2024•天心区校级模拟)我国新能源汽车近几年实现了新的跨越,“车能路云”融合发展,将构造全新的智能出行生态系统。某品牌不同型号的、两辆新能源汽车在同一条平直公路的两个车道上测试刹车性能,两车同时同地点刹车后,它们的速度与刹车位移的关系如图,刹车后两车恰好并排停下,刹车过程两车均做匀减速直线运动。则
A.刹车过程中车始终在前面
B.刹车过程中车始终在前面
C.、两车刹车的加速度大小之比为
D.、两车刹车的时间之比为
【答案】
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】推理能力;定量思想;直线运动规律专题;推理法
【分析】本题根据匀变速直线运动速度与位移关系,结合图像以及两车同时同地点刹车情况分析求解。
【解答】解:.又题意可知,两车刹车的位移大小相等,根据匀变速直线运动速度与位移关系
可得
则、两车刹车的加速度大小之比为
故错误;
.根据逆向思维有
可得
则、两车刹车的时间之比为
代入数值解得:
故正确;
.由于车运动的时间短,又是同时刹车,结合图像,车始终在车前面,故正确,错误。
故选:。
【点评】本题考查了匀变速直线运动的规律,抓出图像的横纵坐标代表的含义,合理利用匀变速运动的公式分析是解决此类问题的关键。
三.填空题(共5小题)
16.(2024•漳州三模)为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,某次测试该车做匀减速直线运动,由于位移和时间的关系图像为抛物线,为便于直观研究该运动规律,改作如图所示的与关系图像,则该车的初速度为 30 ,刹车过程中加速度大小为 ,刹车距离为 。
【答案】30,50,90。
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】推理法;定量思想;运动学中的图象专题;分析综合能力
【分析】根据位移—时间公式,变形成符合图像坐标的表达式,从而得出物体运动的初始条件,进而得出答案。
【解答】解:根据位移—时间公式有,等式两边都除以,有,所以图像中轴的截距表示初速度大小,所以初速度为,斜率为加速度的一半,,解得,所以位移的表达式为,将代入解得
故答案为:30,50,90。
【点评】学生在解答本题时,应注意能够根据图像中的横纵坐标,结合所学的已知公式,分析图像中蕴含的物理信息。
17.(2024•岳麓区校级模拟)近年来手机更新换代,飞速发展,手机功能越来越强大。某同学在研究直线运动的实验中,先将手机拍摄的时间间隔设置为,一小球靠近墙面竖直向上抛出,分别拍摄了上升和下降两个阶段的频闪照片,如图甲和乙所示,测出每块砖的厚度为。已知小球所受阻力大小不变,不计砖和砖之间的缝隙宽度。
(1)试判断点是否为小球上升的最高点 是 (选填“是”或“否” 。
(2)小球上升过程的加速度大小为 。
(3)小球下落过程通过的速度大小为 ,上升过程通过点的速度大小为 。
【答案】(1)是;(2);(3),。
【考点】竖直上抛运动的规律及应用
【专题】直线运动规律专题;定量思想;推理法;推理能力
【分析】(1)根据题图观察相等时间内的位移情况进行判断;
(2)根据公式△ 计算加速度大小;
(3)根据下落经过位置满足中间时刻的瞬时速度等于平均速度,上升经过点由位移速度规律列式求解。
【解答】解:(1)两图中从上到下,第一段与第二段的相等时间的位移之比均为,根据初速度为0的匀加速直线运动的位移规律可知点是最高点。
(2)小球在上升过程中根据 △ 可得
解得
(3)根据中间时刻的瞬时速度等于整段的平均速度,小球下落过程通过的速度大小为
点的速度为零,上升过程从到,有
解得
故答案为:(1)是;(2);(3),。
【点评】考查匀变速直线运动的规律,熟练掌握速度、位移、加速度等公式的灵活运用,会选取恰当的公式求解相应的物理量。
18.(2023•奉贤区二模)一身高的跳高运动员进行背越式跳高,经过弧线助跑,下蹲蹬腿、起跳,创造出他的个人最好成绩(设其站立时重心在身高一半处,越杆时其重心的最大高度实际低于横杆,越过横杆的速度为,则他起跳速度约为 5.66 。如果他在月球上以同样的速度起跳且越过横杆的速度也不变,估算他能跃过横杆的高度约为 。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的,取重力加速度。
【答案】5.66;10.34
【考点】竖直上抛运动的规律及应用
【专题】分析综合能力;定量思想;直线运动规律专题;模型法
【分析】建立物理模型,根据匀变速直线运动规律解答即可。
【解答】解:设起跳速度为,根据匀变速直线运动规律可得
又
联立解得
如果他在月球上以同样的速度起跳且越过横杆的速度也不变,设他能跃过横杆的高度为,根据匀变速直线运动规律可得
可得
由
解得
故答案为:5.66;10.34
【点评】本题考查竖直上抛的运动规律,解题关键是建立合理的物理模型。
19.(2022•青浦区二模)如图所示,地面上方高度为的空间内有水平方向的匀强磁场,质量正方形闭合导线框的边长,从边距离地面高为处将其由静止释放。从导线框开始运动到边即将落地的过程中,导线框的图像如图所示。重力加速度取,不计空气阻力,则导线框中有感应电流的时间是 0.5 ,释放高度和磁场高度的比值 。
【答案】0.5,。
【考点】运动学图象;牛顿运动定律的应用——从运动确定受力;导体切割磁感线时的感应电动势
【专题】定量思想;推理法;自由落体运动专题;电磁感应中的力学问题;分析综合能力
【分析】分析图像知:时刻,线框做自由落体运动,时刻进入磁场,做加速度减小的减速运动,到时刻完全进入磁场,然后再做自由落体运动;根据自由落体运动规律,列式可求解比例关系。
【解答】解:由图可知,内线框做自由落体运动,加速度为,时刻加速度突变,可知此时边刚好进入磁场,线框克服安培力做功,速度减小,在时刻加速度再一次突变,并在时间内线框加速度又开始保持不变,所以时刻线框恰好全部进入磁场,此后的时间穿过线框的磁通量不变,不产生感应电流,所以线框下落加速度仍等于。因此导线框中有感应电流的时间是;
时刻,边刚好进入磁场,根据运动学规律有,时刻,线框边刚好进入磁场,并且此时线框速度大小为,在时刻线框落地,根据运动学规律有,联立解得。
故答案为:0.5,。
【点评】解答此题的关键是能够运用图象的性质反映线框的运动状态,然后结合牛顿第二定律和自由落体
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