1、高考物理直线运动试题经典及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1 撑杆跳高是奥运会是一个重要的比赛项目撑杆跳高整个过程可以简化为三个阶段：助跑、上升、下落；而运动员可以简化成质点来处理某著名运动员，在助跑过程中，从静止开始以加速度2 m/s2 做匀加速直线运动，速度达到10 m/s 时撑杆起跳；达到最高点后，下落过程可以认为是自由落体运动，重心下落高度为6.05 m；然后落在软垫上软垫到速度为零用时 0.8 s运动员质量m=75 kg， g 取 10 m/s 2求：（ 1）运动员起跳前的助跑距离；（ 2）自由落体运动下落时间，以及运动员与软垫接触时的速度；（ 3）假设运动员从接触软垫到速度为零
2、做匀减速直线运动，求运动员在这个过程中，软垫受到的压力【答案】（ 1）运动员起跳前的助跑距离为25m ；（ 2）自由落体运动下落时间为1.1S，以及运动员与软垫接触时的速度为11m/s ；（ 3）运动员在这个过程中，软垫受到的压力为31.8 10N【解析】【详解】（1）根据速度位移公式得，助跑距离：x= v2= 102=25m2a22（2）设自由落体时间为t1，自由落体运动的位移为h： h=1 gt 2代入数据得： t=1.1s2刚要接触垫的速度v，则： v2=2gh，得 v=2gh = 2106.05 =11m/s（3）设软垫对人的力为F，由动量定理得：（mg-F） t=0-mv3代入数据得
3、： F=1.8 10N由牛顿第三定律得对软垫的力为31.8 10N2 某汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h ，司机发现前方有障碍物时，立即采取紧急刹车，其制动过程中的加速度大小为5m/s2 ，假设司机的反应时间为0.50s，汽车制动过程中做匀变速直线运动。求：(1)汽车制动8s 后的速度是多少(2)汽车至少要前行多远才能停下来?【答案】（ 1） 0（ 2） 105m【解析】【详解】（1）选取初速度方向为正方向，有：v =108km/h=30m/s ，由 v =v +at 得汽车的制动时间0t 0为： tvtv00 308s 后的速度是 0；as6s ，则汽车制动5（2）在反应时间内汽车
4、的位移：x1=v0t 0=15m ；汽车的制动距离为：x2 v0vt t30 06m90m 22则汽车至少要前行15m+90m=105m 才能停下来 【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，注意汽车在反应时间内做匀速直线运动3 如图 ,MN是竖直放置的长L=0.5m 的平面镜 , 观察者在 A 处观察 , 有一小球从某处自由下落, 小球下落的轨迹与平面镜相距d=0.25m, 观察者能在镜中看到小球像的时间t=0.2s . 已知观察的眼睛到镜面的距离s=0.5m, 求小球从静止开始下落经多长时间, 观察者才能在镜中看到小球的像 .( 取 g=10m/s2)【答案
5、】 0.275s；【解析】试题分析：由平面镜成像规律及光路图可逆可知，人在A 处能够观察到平面镜中虚像所对应的空间区域在如图所示的直线PM 和 QN 所包围的区域中，小球在这一区间里运动的距离为图中 ab 的长度 L/ 由于 aA/ b MA / N bA/ C NA/ D 所以 L/ /L=bA/ /NA / bA/NA / =（ s+d） /s联立求解， L/ =0 75m 设小球从静止下落经时间t 人能看到，则L/1 g(t t )2 1 gt 222代入数据，得t=0 275s考点：光的反射；自由落体运动【名师点睛】本题是边界问题，根据反射定律作出边界光线，再根据几何知识和运动学公式结
6、合求解；要知道当小球发出的光线经过平面镜反射射入观察者的眼睛时，人就能看到小球镜中的像4 物体在斜坡顶端以 1 m/s 的初速度和 0.5 m/s 2 的加速度沿斜坡向下作匀加速直线运动，已知斜坡长 24 米，求：(1) 物体滑到斜坡底端所用的时间(2) 物体到达斜坡中点速度【答案】（ 1） 8s（ 2） 13m / s【解析】【详解】（1）物体做匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有：x v0t1at 22代入数据得到：14=t+0.25t 2解得：t=8s 或者 t =-12s（负值舍去）所以物体滑到斜坡底端所用的时间为8s（ 2）设到中点的速度为 v1，末位置速度为 vt ，有：v t
7、 =v0+at1=1+0.5 8m/s=5m/svt2v022ax22xv1v0 2a联立解得：v1 13m/s5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
8、：（1）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.6 我国 ETC（不停车电子收费系统）已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间，假设一辆家庭轿车以 20m/s 的速度匀速行驶，接近人工收费站时，轿车开始减速，至收费
9、站窗口恰好停止，再用 10s 时间完成交费，然后再加速至 20m/s 继续行驶若进入ETC通道轿车从某位置开始减速至 10m/s 后，再以此速度匀速行驶 20m即可完成交费，然后再加速至 20m/s 继续行驶两种情况下，轿车加速和减速时的加速度大小均为2.5m/s2求：（l ）轿车从开始减速至通过人工收费通道再加速至20m/s 的过程中通过的路程和所用的时间；（ 2）两种情况相比较，轿车通过 ETC交费通道所节省的时间【答案】 （1） 160m， 26s；（ 2） 15s；【解析】（1）轿车匀减速至停止过程 0v022ax1 x1 80m ， 0v0at1t18s ；车匀加速和匀减速通过的路程
10、相等，故通过人工收费通道路程x2x1160m；所用时间为 t 2t110 26s ；（2）通过 ETC通道时，速度由20m/s 减至 10m/s 所需时间 t，通过的路程 x22v1v0at2解得 ： t24sv12v022ax2解得 ： x26m车以 10m/s匀速行驶20m 所用时间 t 3=2s，加速到 20m/s 所用的时间为 t4=t2=4s，路程也为x4=60m；车以 20m/s 匀速行驶的路程 x5 和所需时间 t 5： x5xx2 x4 20 20m ； t5x51sv0故通过 ETC的节省的时间为 ： t t t2 t3 t4t515s ；点睛：解决本题的关键理清汽车在两种通
11、道下的运动规律，搞清两种情况下的时间关系及位移关系，结合匀变速直线运动的位移公式和时间公式进行求解7 第 21 届世界杯足球赛于 2018 年在俄罗斯境内举行，也是世界杯首次在东欧国家举行在足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中某足球场长90 m 、宽 60 m，如图所示攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为12 m/s 的匀减速直线运动，加速度大小为2 m/s 2.试求：(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大？(2)足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以
12、视为初速度为0 ,加速度为2 m/s2 的匀加速直线运动，他能达到的最大速度为8 m/s. 该前锋队员至少经过多长时间能追上足球？(3)若该前锋队员追上足球后，又将足球以10m/s 的速度沿边线向前踢出，足球的运动仍视为加速度大小为2m/s2 的匀减速直线运动。与此同时，由于体力的原因，该前锋队员以6m/s 的速度做匀速直线运动向前追赶足球，通过计算判断该前锋队员能否在足球出底线前追上。【答案】 (1) 36 m(2) 6.5 s（ 3）前锋队员不能在底线前追上足球【解析】【详解】（1）已知足球的初速度为v1 12 m/s ，加速度大小为a12 m/s 2 ，足球做匀减速运动的时间为运动位移为
13、.（2）已知前锋队员的加速度为a 22 m/s 2，最大速度为v28 m/s ，前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为 ，之后前锋队员做匀速直线运动，到足球停止运动时，其位移为x3v2(t1 t 2) 8 2 m 16 m.由于x2 x3x1，故足球停止运动时，前锋队员还没有追上足球，然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球，由匀速运动公式得x1 (x2 x3 ) v2t3，代入数据解得 t 30.5 s.前锋队员追上足球所用的时间t t1 t3 6.5 s.（3）此时足球距底线的距离为：x4=45-x1=9m，速度为 v3 =10m s足球运动到停止的位移为：所以，足球运动到底
14、线时没停由公式，足球运动到底线的时间为：t 4=1 s前锋队员在这段时间内匀速运动的位移：x3=vt 4=6m9m所以前锋队员不能在底线前追上足球.【点睛】解决本题的关键理清足球和运动员的位移关系，结合运动学公式灵活求解由于是多过程问题，解答时需细心8 风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力现将一套有球的细直杆放入风洞实验室小球孔径略大于细杆直径如图所示（ 1）当杆水平固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的 0.5 倍，求小球与杆间的动摩擦因数（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向夹角为37 并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s=3
15、.75m 所需时间为多少？（sin37 =0.6， cos37=0.8）【答案】（ 1） 0.5（ 2）1s【解析】【分析】【详解】（1）小球做匀速直线运动，由平衡条件得：0.5mg= mg ，则动摩擦因数 =0.；5（2）以小球为研究对象，在垂直于杆方向上，由平衡条件得：FN 0.5mg sin 37 0mg cos37 0在平行于杆方向上，由牛顿第二定律得：0.5mg cos370mg sin 370FN ma代入数据解得： a=7.5m/s 2小球做初速度为零的匀加速直线运动，由位于公式得：s= 1at22运动时间为 t2s2 3.75 s 1s ；a7.5【点睛】此题是牛顿第二定律的应
16、用问题，对小球进行受力分析是正确解题的前提与关键，应用平衡条件用正交分解法列出方程 、结合运动学公式即可正确解题9一质量为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)、描绘出速度大小图像vt的变化【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/s 2 1 分2x2=v1t2+a2t2=0.05m 2 分X 总 =x1+x2=0.08+0.05
17、=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 汽车智能减速系统是在汽车高速行驶时，能够侦测到前方静止的障碍物并自动减速的安全系统如图所示，装有智能减速系统的汽车车头安装有超声波发射和接收装置，在某次测试中，汽车正对一静止的障碍物匀速行驶，当汽车车头与障碍物之间的距离为360m时，汽车智能减速系统开始使汽车做匀减速运动，同时汽车向障碍物发射一个超声波脉冲信号当汽车接收到反射回来的超声波脉冲信号时，汽车速度大小恰好为10m / s ，此时汽车车头与障碍物之间的距离为320m超声波的传播速度为340m
18、 / s求：(1)汽车从发射到接收到反射回来的超声波脉冲信号之间的时间间隔；(2)汽车做匀减速运动的加速度大小；(3)超声波脉冲信号到达障碍物时，汽车的速度大小【答案】 (1) 2s (2)a 10m / s2(3) v车 =19.4m/s【解析】【分析】【详解】(1) 车在 A 点向障碍物发射一个超声波脉冲信号，在B 点接收到反射回来的超声波脉冲信号，此过程经历的时间：tx1x2 =2 s；v声(2) 汽车从 A 运动到 B 的过程中，满足：vBvAatxx2v t1 at 21A2解得：vA30m/sa 10m/s2 ；(3) 超声波脉冲信号从发射到到达障碍物经历的时间：x118tsv声17超声波脉冲信号到达障碍物时，汽车的速度大小：v车 =vAat19.4m/s
