1、【物理】物理试卷分类汇编物理机械运动及其描述( 及答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 李小华所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向北走80 m ，再向东走60 m 就到了他所在的教室（1）请你画出教室的位置(以校门口为坐标原点，制定并画出适当的标度)；（2）求从校门口到教室的位移3(已知 tan 37 = )4【答案】 （1）（ 2）从校门口到教室的位移大小为100 m，方向北偏东 37.【解析】【分析】【详解】（1）根据题意，建立直角坐标系， x 轴正方向表示东， y 轴正方向表示北，则教室位置如图所示：（2）从校门口到教室的位移x802602 m=100m设位
2、移方向与正北方向的夹角为，则603tan37804即位移的方向为北偏东372 在运动场的一条直线跑道上，每隔5m 放置一个空瓶子，运动员在进行折返跑训练时，从中间某一瓶子处出发，跑向最近的空瓶，将其扳倒后返回，再扳倒出发点处的瓶子，之后再折返跑到最近的空瓶，将其扳倒后返回，依此下去，当他扳倒第6 个空瓶时，他经过的路程是多大？位移是多大？从中间某一瓶子处出发后，他再经过出发点几次？【答案】路程80m ；位移 10m；再经过出发点4 次【解析】【分析】【详解】如图所示，设运动员从位置 O 出发跑向位置 a，扳倒空瓶后返回位置 O，扳倒空瓶后又跑向位置 c，扳倒空瓶再跑向位置 b，依次进行下去，当
3、他扳倒第 6 个空瓶时应在位置 d 处，据此可求出运动员的总路程和位移由以上分析得路程 ，代入数据后得到 位移大小 ；往返过程中共经过出发点 O 处 5 次（不包括出发点）3 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.
4、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， 1.5s 1.3s，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t 1 到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了t 1 的时间；汽车距测速仪：s1v声 t1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：s2v声 t 2因此汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶了：ss2s1汽车行驶了s 共用
5、了时间 tt1 t2t则有 2t1t=1.5s ， 2t 2t=1.3s汽车的速度vs22.7m / st4 如图所示，实心长方体木块ABCD ABCD 的长、宽、高分别为a、 b 、 c，且a b c.有一小虫自 A 点运动到 C 点，求：12小虫的位移大小；小虫的最小路程【答案】（ 1） xa2b2c2（ 2） sa22b c【 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x AC 2a2b2c2AC CC 22 由于 abc ，所以将矩形BCC B 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
6、路程，即 sa2(b c)2；答：1 小虫的位移大小为a2b2c2 ；2 小虫的最小路程为a2(bc)2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5 某一长直的赛道上，有一辆F1 赛车，前方200m处有一安全车正以10m/s 的速度匀速前进，这时赛车由静止出发以2m/s2 的加速度追赶安全车，求：（ 1）赛车出发 3s 末的瞬时速度大小；（ 2）赛车追上安全车之前与安全车相距的最远距离；（ 3）当赛车
7、追上安全车时，赛车的速度大小【答案】（ 1） 6m/s（ 2） 225m（ 3） 40m/s【解析】试题分析：（ 1）赛车出发3s 末的瞬时速度大小v1=at 1=2 3m/s=6m/s（2）当赛车的速度与安全车的速度相等时，相距最远，速度相等经历的时间t2 v 10a2s5s ，此时赛车的位移2x1 v2a 100 m25m4安全车的位移x2=vt 2=105m=50m，则相距的最远距离x=x2+200-x 1=50+200-25m=225m（3）设经过t时间，赛车追上安全车，根据位移关系有：12at3 200 vt332代入数据解得t 3=20s此时赛车的速度v3=at 3=40m/s考点
8、：匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，结合运动学公式灵活求解，知道速度相等时相距最远。6 为测滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，滑块匀加速先后通过两个光电门，遮光时间分别为t10.30s ，t20.10s ，滑块经两光电门的时间间隔为t 2.0s 求：（ 1）滑块的加速度多大？（ 2）两光电门间距离为多少？【答案】 (1) 0.1m / s2(2)0.4m【解析】【分析】【详解】（ 1）根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动，则遮光板通过第一个光电门的速度： v1=d/ t 1遮光板通过第二个光电门的速度：v2=
9、d/ t 2故滑块的加速度a= v/ t=0.1m/ s2（2）滑块在两光电门间的平均速度：v1 v20.10 0.30v0.20 m / s22两光电门间距离 ： x vt 0.20 20.40m 7 一辆汽车以 72 km/h 的速度在平直公路上行驶，司机突然发现前方公路上有一只小鹿，于是立即刹车，汽车在 4 s 内停了下来，使小动物免受伤害假设汽车刹车过程中做匀减速直线运动，试求汽车刹车过程中的加速度【答案】 5 m/s 2，方向与运动方向相反【解析】【详解】刹车过程中，汽车的初速度 v0 = 72 km/h =20 m/s ，末速度 v = 0，运动时间 t = 4 s根据加速度的定义
10、式，得刹车过程中的加速度v- v00- 2025m/s2am/st4汽车刹车加速度大小为5m/s2 ，方向与初速度方向相反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600m/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52【答案】 (1)1.2m(2)6m/s10 ，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：（
11、 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 一质点向某一方向做直线运动，位移的前1 匀速运动的速度为 v1，位移的后 2 匀速运33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？v23v1v2【答案】（ 1）（ 2）2v12v1 v2【解析】【详解】（1）前一段 1 x2 xt 1 3，后一段 t2 3，v1v2v2所以两段所用 之比 2v1（2）整段 程中的平均速度 vx3v1v2， 立得 v2v1 v2.t1t210 如 所示，两列 度均 L0 的快 和慢 沿着同一直 道同
12、向匀速行 ，当慢 到避 区起点 C ，快 与慢 尾的距离 L1，且快 的速度是慢 速度的2 倍 避免撞 ，慢 要 入避 区CD 道 行避 若两 都不减速，L1 至少 多少？避 区 度 L2 至少 多少？ ( 避 区 道 CD 平行于 道 AB，且弯曲部分 AC、 BD 很短，可忽略不 )【答案】 L1 至少 L0， L2 至少 3L0【解析】【分析】根据位移 关系和速度 关系分析避 区的 关系，关 是根据几何关系分析位移关系，再由速度位移关系求解即可 【 解】由 意可知，在避 程中，两 的重叠部分必 始 于避 区分析可知，要想恰好不相撞，慢 尾通 A 点 ，快 正好到达A 点；慢 到达 B 点
13、 ，快 尾正好通 B 点 慢 通 A 点 程，快 的位移 L1 L0，由二 运 相等，有L0L1L0，解得 L1 L0 快 通 道 AB 的 程，由二 运 相等，有v2vL2L0L2L0 ，解得 L2 3L0，即 L1 至少 L0， L2 至少 3L02vv【点睛】本 关 是由 意确定两 运 的位移关系，由匀速直 运 的位移关系分析即可11 每天 ,当太阳从非洲大 的地平 上升起 ,整个草原又 呈 出一片勃勃生机:游弋、 食、 、逃避生的希望 是在死的阴霾下升起,任 光流 、周而复始。如 所示 , 豹追捕 物 ,在起跑之后3 s 就能达到100 km/h的速度,只不 豹的耐力有限,以最高速度只
14、能 持100 m的路程。 求:(1)猎豹起跑之后加速过程中的平均加速度有多大;(2)猎豹以最高速度跑完100 m的路程所用的时间。【答案】（1）（ 2） 3.6s【解析】【详解】由题意可知，则可知猎豹起跑之后加速过程中的平均加速度的大小为(2) 猎豹以最高速度跑完 100m 的路程所用的时间为：故本题答案是：（1）（2） 3.6s【点睛】利用加速度的概念可以求出加速度的值，再利用匀速运动的特征可以求出猎豹匀速运动中的时间。12 一物体自 t 0 时开始做直线运动，其速度图线如图所示求：（ 1）在 0 6 s 内，物体离出发点最远距离；（ 2）在 0 6 s 内，物体经过的路程；（ 3）在 t=5s 时，物体的加速度大小【答案】（ 1）（ 2） 40m（ 3） 10m/s 2【解析】试题分析：（ 1）前 5s 内，物体离出发点最远距离，由面积法，得（ 2）在 5-6s 内，物体向反方向运动，位移由面积法，得：在 0 6 s 内，物体经过的路程：（ 3）在 t=5s 时 ,物体的加速度为 :即物体的加速度大小为10m/s 2考点：考查了速度时间图像【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即x aT 2 ，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度
