1、高考物理试卷物理直线运动题分类汇编及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1 2022 年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一某滑道示意图如下，长直助滑道AB 与弯曲滑道 BC 平滑衔接，滑道 BC 高 h=10 m ， C 是半径=20 m 圆弧的最低点，质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速R度 a=4.5 m/s 2，到达 B 点时速度 vB=30 m/s 取重力加速度 g=10 m/s 2（1）求长直助滑道AB的长度；L（2）求运动员在AB 段所受合外力的冲量的I 大小；（3）若不计 BC 段的阻力，画出运动员经过C 点时的受力图，并求其所
2、受支持力FN 的大小【答案】（ 1） 100m （ 2） 1800 N s （ 3） 3 900 N【解析】（1）已知 AB 段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即v2v022aL可解得 : Lv2v02100m2 a（ 2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以ImvB01800N s（3）小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得：Nmgm vC2R从 B 运动到 C 由动能定理可知：mgh1 mv21 mv2CB22解得 ; N3900N故本题答案是：（1） L100m （2） I1800N s （ 3） N3900N点睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动
3、能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小2 倾角为 的斜面与足够长的光滑水平面在D 处平滑连接，斜面上AB 的长度为3L， BC、CD 的长度均为3.5L， BC 部分粗糙，其余部分光滑。如图，4 个“ ”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上，从下往上依次标为1、 2、 3、 4，滑块上长为L 的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连，滑块1 恰好在 A 处。现将4 个滑块一起由静止释放，设滑块经过 D 处时无机械能损失，轻杆不会与斜面相碰。已知每个滑块的质量为m 并可视为质点，滑块与粗糙面间的动摩擦因数为tan，重力加速度为g。求（ 1）滑块 1 刚进入 BC 时，
4、滑块 1 上的轻杆所受到的压力大小；（ 2） 4 个滑块全部滑上水平面后，相邻滑块之间的距离。【答案】（ 1） F3mg sin（ 2） d4 L43【解析】【详解】（1）以 4 个滑块为研究对象，设第一个滑块刚进BC 段时， 4 个滑块的加速度为 a，由牛顿第二定律： 4mgsinmgcos4ma以滑块 1为研究对象，设刚进入BC段时，轻杆受到的压力为F，由牛顿第二定律：F mgsinmgcosma已知tan联立可得： F3 mgsin4（2）设4个滑块完全进入粗糙段时，也即第4个滑块刚进入BC 时，滑块的共同速度为 v这个过程，4 个滑块向下移动了6L 的距离， 1、 2、 3 滑块在粗糙
5、段向下移动的距离分别为3L、 2L、L，由动能定理，有：4mgsin6Lmgcos （3L2LL)14mv22可得： v3 gLsin由于动摩擦因数为tan，则 4 个滑块都进入BC 段后，所受合外力为0，各滑块均以速度 v 做匀速运动；第 1 个滑块离开BC后做匀加速下滑，设到达D 处时速度为v1，由动能定理：mgsin3.5L1mv121mv 222可得： v14 gLsin当第 1 个滑块到达 BC边缘刚要离开粗糙段时，第2 个滑块正以 v 的速度匀速向下运动，且运动 L 距离后离开粗糙段，依次类推，直到第4 个滑块离开粗糙段。由此可知，相邻两个滑块到达BC 段边缘的时间差为tLL，因此
6、到达水平面的时间差也为tvv所以滑块在水平面上的间距为 dv1t联立解得 d4 L33 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
7、小的比值【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：v0 22as 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t0.3s （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
8、则得F 2F 2( mg) 2 0联立 式，代入数据得F041mg54如图所示，一根有一定电阻的直导体棒质量为、长为 L，其两端放在位于水平面内间距也为 L 的光滑平行导轨上，并与之接触良好；棒左侧两导轨之间连接一可控电阻；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面，时刻，给导体棒一个平行与导轨的初速度，此时可控电阻的阻值为，在棒运动过程中，通过可控电阻的变化使棒中的电流强度保持恒定，不计导轨电阻，导体棒一直在磁场中。（1）求可控电阻R 随时间变化的关系式；（2）若已知棒中电流强度为I，求时间内可控电阻上消耗的平均功率P；（3）若在棒的整个运动过程中将题中的可控电阻改
9、为阻值为的定值电阻，则棒将减速运动位移后停下；而由题干条件，棒将运动位移后停下，求的值。【答案】（ 1）；（ 2）；（ 3）【解析】试题分析：（1）因棒中的电流强度保持恒定，故棒做匀减速直线运动，设棒的电阻为，电流为I，其初速度为，加速度大小为，经时间后，棒的速度变为，则有：而，时刻棒中电流为：，经时间后棒中电流为：，由以上各式得：。（2）因可控电阻R 随时间均匀减小，故所求功率为：，由以上各式得：。（3）将可控电阻改为定值电阻，棒将变减速运动，有：，而，由以上各式得，而，由以上各式得，所求。考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化【名师点睛】解决本题的关键知道分析导体棒受力情
10、况，应用闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律求解，注意对于线性变化的物理量求平均的思路，本题中先后用到平均电动势、平均电阻和平均加速度。5 一位汽车旅游爱好者打算到某风景区去观光，出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路，他原计划全程平均速度要达到40 km/h ，若这位旅游爱好者开出1/3 路程之后发现他的平均速度仅有20 km/h ，那么他能否完成全程平均速度为40 km/h 的计划呢？若能完成，要求他在后的路程里开车的速度应达多少？【答案】 80km/h【解析】本题考查匀变速直线运动的推论，利用平均速度等于位移除以时间，设总路程为s，后路程上的平均速度为v，总路程为s前 里时用时后里时用时所以
11、全程的平均速度解得由结果可知，这位旅行者能完成他的计划，他在后2s/3 的路程里，速度应达80 km/h6如图所示，质量为M=8kg 的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F，当小车向右运动速度达到时，在小车的右端轻轻放置一质量m=2kg 的小物块，经过 t1 =2s 的时间，小物块与小车保持相对静止。已知小物块与小车间的动摩擦因数0.2，假设小车足够长，g 取 10m s2，求：(1)水平恒力 F 的大小；(2)从小物块放到车上开始经过t=4s 小物块相对地面的位移；(3)整个过程中摩擦产生的热量。【答案】（ 1） 8N（ 2） 13.6m（ 3） 12J【解析】试题分析：（1）
12、设小物块与小车保持相对静止时的速度为v，对于小物块，在t 1=2s 时间内，做匀加速运动，则有：对于小车做匀加速运动，则有：联立以上各式，解得：F=8N（ 2）对于小物块，在开始 t1=2s 时间内运动的位移为：此后小物块仍做匀加速运动，加速度大小为，则有x=x1+x2联立以上各式，解得：x=13.6m（3）整个过程中只有前2s 物块与小车有相对位移小车位移：相对位移：解得： Q=12J考点：牛顿第二定律的综合应用.7如图甲所示，质量为质量均为 1.0kg 的小物体M 3.0kg 的平板小车C静止在光滑的水平面上，在A 和 B 同时从左右两端水平冲上小车，1.0s 内它们的t 0 时，两个v
13、t 图象如图乙所示，（g 取 10m/s 2）求：(1)小物体A 和B 与平板小车之间的动摩擦因数A、 B(2)判断小车在0 1.0s 内所做的运动，并说明理由？(3)要使 A、B 在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？【答案】（ 1） 0.3；（ 2）小车静止；（ 3）7.2m【解析】试题分析：(1)由 v t 图可知，在第1 s 内，物体 A、 B 的加速度大小相等，均为 a3.0 m/s 2.根据牛顿第二定律：f = mgma 可得 AB=0.3(2)物体 A、B 所受摩擦力大小均为 F ma 3.0 N，方向相反，f根据牛顿第三定律，车C 受 A、 B 的摩擦力也大小相等，方向
14、相反，合力为零，故小车静止。(3)由图像可知 0-1.0s内 A 的位移 xA=4.5m B 的位移 xB=1.5mB 减速到零后，对A fA= mg maA 解得 aA=3m/s 2对 B 和车 fA= mg=（ M+m ） aB 解得 aB=0.75m/s 2设经过时间t ，达到相同速度v解得： t=0.8s v=0.6m/s相对位移mA、 B 之间的相对位移，即车的最小长度为：x xAxB 7.2m考点：牛顿第二定律的综合应用.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
15、）（ 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【答案】（）（ ） 51160N2158; 1.2510J（3） 71s【解析】【详解】（1）从图中可以看出，在t 2s 内运动员做匀加速运动，其加速度大小为avt16 m/s 2=8m/s 2t2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 22m158m根据动能定理，有mghWf1 mv22所以有Wfmgh128
16、012） J1.25 510mv （10 158 806J22（3） 14s后运动员做匀速运动的时间为tHh500158s 57sv6运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t 总 t t （ 14 57）s71s9一质量为100g 的质点处于静止状态，现受一个力的作用，其中的大小变化如图所示在此过程中，求：（1）、质点 0.5s 内的位移大小(2)、描绘出速度大小vt 的变化图像【答案】（ 1） 0.13m （2）如图所示【解析】试题分析：（ 1） 0-0.5s 时F1=ma1 0.1=0.1a11=1m/s 2 1 分2x1=a1t1=0.08m 2 分F2=ma20.2=0.1a22=2m/
17、s 2 1 分2x2=v1t2+a2t2=0.05m 2 分X 总 =x1+x2=0.08+0.05=0.13m 2 分（ 2） v1=a1t1v1=1 0.4=0.4m/s1 分v2=v1+a2t2=0.4+2 0.1=0.6m/s1 分10 一架质量为40000kg 的客机在着陆前的速度为540km/h ，着陆过程中可视为匀变速直线运动，其加速度大小为10m/s 2，求：(1)客机从着陆开始滑行经多长时间后静止；(2)客机从着陆开始经过的位移；(3)客机所受的合外力。5【答案】 (1) t =15s(2)x=1125m (3) F=410 N飞机减速至静止所用的时间tv0150as15s10（2）则客机从着陆开始经过的位移x0 v0 t 150151125m2 2（ 3）客机受到的合力： F=ma=4000010N=410 5 N点睛：本题考查了运动学中的“刹车问题”以及牛顿第二定律的应用，是道易错题，注意客机速度减为零后不再运动
