山东省乐陵市第一中学高三物理一轮复习力学直线运动测试解析版

第1页力学：直线运动一、单选题1.如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同.空气阻力不计，则()A.B的加速度比A的大B.B的飞行时间比A的长C.B在最高点的速度比A在最高点的小D.B在落地时的速度比A在落地时的大【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】D【解析】解：A、不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度??.故A错误．B、两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由??=√2???知下落时间相等，则两球运动的时间相等.故B错误．C、根据?=????22??知，上升的高度相同，则竖直分速度相同，由于A球的初速度与水平方向的夹角大于B球的竖直方向的初速度，由????=??0sin??(??是初速度与水平方向的夹角)得知，A球的初速度小于B球的初速度，两球水平方向的分初速度为??0cos??=????cot??，由于B球的初速度与水平方向的夹角小，所以B球水平分初速度较大，而两球水平方向都做匀速直线运动，故B在最高点的速度比A在最高点的大.故C错误．D、根据速度的合成可知，B的初速度大于A球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知B在落地时的速度比A在落地时的大.故D正确．故选：D．由运动的合成与分解规律可知，物体在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，两球的加速度相同，由竖直高度相同，由运动学公式分析竖直方向的初速度关系，即可知道水平初速度的关系.两球在最高点的速度等于水平初速度.由速度合成分析初速度的关系，即可由机械能守恒知道落地速度的大小关系．本题考查运用运动的合成与分解的方法处理斜抛运动的能力，对于竖直上抛的分速度，可根据运动学公式和对称性进行研究．2.某人利用手表估测火车的加速度，先观测30s，发现火车前进540m；隔30s后又观测10s，发现火车前进360??.若火车在这70s内做匀加速直线运动，则火车加速度为()A.0.3??/??2B.0.36??/??2C.0.5??/??2D.0.56??/??2【答案】B【解析】解：火车在第一个30s内的平均速度??1=??1??1=54030??/??=18??/??，在10s内的平均速度??2=??2??2=36010??/??=36??/??，两个中间时刻的时间间隔为50??.则加速度??=??2???1△??=36?1850??/??2=0.36??/??2.故B正确，A、C、D错误．故选B．某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可以求出第一个30s内中间时刻的瞬时速度，再求出10s内中间时刻的瞬时速度，根据??=??2???1??求出火车的加速度．解决本题的关键掌握掌握匀变速直线运动的推论：某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．3.一质点做匀加速直线运动，历时9s，已知前2s内的位移为5m，竖接着3s内的位移为15m，则该质点在最后4s内的位移为()A.18mB.23mC.34mD.45m【答案】C【解析】解：前2s内的位移为??2=??0??2+12????22前5s内的位移为??2+??3=??0??5+12????52前9s内的位移为??2+??3+??4=??0??9+12????92联立解得??4=34??，故C正确故选：C根据位移时间公式分别表示出前2s、前5s、前9s内的位移即可求得解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式，并能灵活运用，基础题4.如图所示，传送带保持1??/??的速度顺时针转动.现将一质量??=0.5????的物体轻轻地放在传送带的a点上，物体与传送带间的动摩擦因数??=0.1，a、b间的距离??=2.5??，??=10??/??2.设物体从a点运动到b点所经历的时间为t，该过程中物体和传送带间因摩擦而产生的热量为Q，下列关于t和Q的值说法中正确的是()A.??=√5s，??=1.25JB.??=√5s，??=0.5JC.??=3s，??=0.25JD.??=2.5s，??=0.25J【答案】C【解析】解：先求解运动的总时间，皮带加速过程，受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有??????=????解得??=????=1??/??2加速时间为：??1=???0??=11=1??加速位移为：??1=12????2=12×1×1=0.5??故匀速位移为：??2=?????1=2.5???0.5??=2.0??匀速运动的时间为：??2=??2??=2.0??故运动的总时间为：??=??1+??2=3??再求解热量Q，相对路程为△??=????1???1=0.5??故热量为：??=???????△??=0.1×0.5×10×0.5=0.25??故选C．滑块刚放上皮带时，在滑动摩擦力的作用下向右匀加速运动，根据速度时间公式求出加速的时间，再根据位移时间关系公式求解出加速的最大位移；然后与皮带长度比较得到是否有匀速过程；关于热量可以用滑动摩擦力乘以相对路程求解．本题关键是先确定物体在传送带上的运动情况，然后根据运动学公式和牛顿第二定律列式联立求解时间，对于热量可以用滑动摩擦力乘以相对路程求解．5.从水平地面斜向上将一小球抛出，不计空气阻力，则小球在空中的运动的过程中()A.速度一直减小B.加速度一直减小C.在相等的时间间隔内，速度的变化量相等D.在最高点时的速度为0【答案】C【解析】解：A、不计空气阻力，小球做斜向上抛运动，速度先减小后增大，故A错误．B、不计空气阻力，小球只受重力，加速度始终为g，保持不变，故B错误．C．、根据△??=????分析知，在相等的时间间隔内，速度的变化量相等，故C正确．D、小球水平方向做匀速直线运动，在最高点时有水平速度，速度不为0，故D错误．故选：C不计空气阻力，小球做斜向上抛运动，根据受力情况分析其运动情况，由△??=????分析速度的变化量．解决本题的关键是明确小球的运动情况，知道斜上抛运动的加速度为g，保持不变．二、多选题6.??=0时，甲乙两汽车从相距90km的两地开始相向行驶，它们的?????图象如图所示.忽略汽车掉头所需时间.下列对汽车运动状况的描述正确的是()A.在第1小时末，乙车改变运动方向B.在第2小时末，甲乙两车相距10kmC.在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大D.在第4小时末，甲乙两车相遇【答案】CD【解析】解；A、由图可知，2小时内乙车一直做反方向的运动，1小时末时开始减速但方向没有变，故A错误；B、图象与时间轴围成的面积为汽车运动的位移，则可知，2小时内，甲车正向运动的位移为：??甲=12×2×30????=30????；而乙车反向运动，其位移大小为：??乙=12×2×30????=30????；因两车相向运动，且初始时刻相距90km，则2小时末时，两车还相距30km；故B错误；C、图象的斜率表示加速度，由图可知，乙车的图象斜率总是大于甲车的图象的斜率，故乙车的加速度总比甲车的大，故C正确；D、4小内甲车的总位移为120km；而乙车的总位移为?30????+60????=30????，即乙车的位移为正方向的30km，两车原来相距90km，4小时末时，甲车离出发点120km，而乙车离甲车的出发点90+30????=120????，故此时甲乙两车相遇，故D正确；故选：CD．根据图象知识可得出两物体在任一时刻的速度、每段的加速度及任一时间段内的位移；则根据两物体的运动关系可判断各选项是否正确．解答本题应注意：(1)速度的正负表示物体速度的方向；(2)面积的正负表示物体位移的方向；(3)明确两物体的距离关系，可通过画运动的过程示意图帮助理解题意．7.一物体做匀加速直线运动，在2s内通过的位移为6m，在紧接着的1s内通过的位移也为6??.则物体运动的初速度??0和加速度a的大小()A.??0=1??/??B.??0=2??/??C.??=1??/??2D.??=2??/??2【答案】AD【解析】解：设物体的初速度为??0，通过第一段位移x时，由匀变速直线运动的位移公式得：??=??0??+12????12…①通过两段位移2x时，由匀变速直线运动的位移公式得：2??=??0(??1+??2)+12??(??1+??2)2…②联立解得：??=2??(??1???2)??1??2(??1+??2)…③代入数据：??0=1??/??，??=2??/??2．故选：AD根据匀变速直线运动的公式??=??0??+12????2，根据前2s内的位移为6m，列出表达式，含有??0和a两个未知量，再根据前3s内的位移为12m，再列出表达式，也含有??0和a两个未知量，联立方程组求解，得出初速度和加速度a解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移公式??=??0??+12????2.基础题目．8.如图所示，一小滑块沿足够长的斜面向下做匀加速直线运动，依次经A、B、C、D到达E，已知????=8??，????=????=12??，????=2??，滑块从B到C和从C到E所用的时间都是2??.设滑块经过C时的速度为????，则()A.滑块下滑过程中加速度的大小为1.0??/??2B.滑块经过C时的速度????=12??/??C.滑块从A点滑到B点的时间??????=2??D.滑块经过A时的速度????=0【答案】AD【解析】解：A、?????????=????22????=????22×2=??×22解得：??=1.0??/??2，故A正确；B、????=????2??=12+122×2=6??/??故B错误；C、????=????=12??，????=2??可得：????=10??，????=14??，?????????≠?????????，则AB与BC、CE的时间不等，故C错误；D、初速度为零的匀加速直线运动在连续相等的时间内通过的位移之比为1：3：5：…分析AB：BC：????=4：5：7得：????=0故D正确．故选：AD．A、任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量??2???1=??3???2=?=????+1?????=????2B、某段时间内的中间时刻速度等于这段时间内的平均速度C、任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量，AB与BC、CE的时间是否相等D、初速度为零的匀加速直线运动在连续相等的时间内通过的位移之比为1：3：5：…考查匀变速直线运动的重要推论.①任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量??2???1=??3???2=?=????+1?????=????2②某段时间内的中间时刻速度等于这段时间内的平均速度③初速度为零的匀加速直线运动在连续相等的时间内通过的位移之比为1：3：5：…9.一物体自??=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示.下列选项正确的是()A.在0～6??内，物体离出发点最远为35mB.在0～6??内，物体经过的路程为40mC.在0～6??内，物体的平均速度为7.5??/??D.在5～6??内，物体做减速运动【答案】AB【解析】解：A、0～5??，物体向正向运动，5～6??向负向运动，故5s末离出发点最远，最远距离为：??1=12×10??/??×2??+10??/??×2??+12×10??/??×1??=35??，5?6??内的路程为：??1=12×10??/??×1??=5??，所以在0～6??内，物体经过的路程为：??1+??2=35+5=40??，故AB正确；第3页C、在0～6??内，物体的平均速度为??=????=35?56=5??/??，故C错误；D、在5～6??内，物体加速度方向为负，速度方向为负，所以物体做加速运动，故D错误．故选：AB．?????图象中，与时间轴平行的直线表示做匀速直线运动，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度，倾斜角越大表示加速度越大，图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为负；平均速度等于位移除以时间．本题考查了速度--时间图象的应用及做功正负的判断，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，要注意路程和位移的区别，属于基础题．三、填空题10.同步卫星在高空环绕地球飞行，其向心加速度用??1表示，该位置处由万有引力产生的加速度用??1表示；赤道表面物体跟随地球自转的向心加速度用??2表示，该位置处由万有引力产生的加速度用??2表示.已知同步卫星轨道半径是地球赤道半径的n倍，则??1：??2=______，??1：??2=______【答案】1：??2；n：1【解析】解：同步卫星与随地球自转的物体具有相同的角速度，根据??=????2得，同步卫星的轨道半径与地球的半径之比为1：n，所以??1：??2=??：1根据万有引力提供向心力得：????????2=????所以同步卫星的加速度为：??1=??????2，赤道表面物体的向心加速度为：??2=??????2因为??=????所以得：??1：??2=1：??2故答案为：1：??2，n：1；同步卫星与随地球自转的物体具有相同的角速度，根据??=????2去求向心加速度之比.近地卫星和同步卫星都是绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力????????2=????去求加速度之比．解决本题的关键知道同步卫星与随地球自转的物体具有相同的角速度，以及知道近地卫星和同步卫星都是绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可求出加速度之比．四、实验题探究题现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取A、B、C、D和E5个连续影像间的距离依次为??1=10.76????、??2=15.05????、??3=19.34????和??4=23.65????。根据数据，完成下列问题：(1)物块的加速度??=______??/??2(保留3位有效数字)。(2)请判断当物块的速度为2??/??时物块处于??1、??2、??3和??4中的______段，理由是______。【答案】4.30；??3；因为物块在位置C的速度????=1.72??/??<2??/??，物块在位置D的速度????=2.15??/??>2??/??，所以物块位于CD之间【解析】解：(1)根据逐差法可得：??4???2=2??1??2。??3???1=2??2??2。物块的加速度??=??1+??22联立得??=(??4+??3)?(??3+??1)4??2由题得??=1??=0.1??代入数据解得??=4.30??/??2(2)??3，因为物块在位置C的速度????=??2+??32??=(15.05+19.34)×10?22×0.1≈1.72??/??<2??/??物块在位置D的速度????=??3+??42??=(19.34+23.65)×10?22??≈2.15??/??>2??/??，所以物块位于CD之间。故答案为：(1)4.30。(2)??3，因为物块在位置C的速度????=1.72??/??<2??/??，物块在位置D的速度????=2.15??/??>2??/??，所以物块位于CD之间。(1)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，应用逐差法求解加速度。(2)根据推论求出物块在位置C和D的速度，再作出判断。逐差法是求物体加速度的一个重要方法，要熟练掌握其应用，提高解决实验题的能力。11.如图(??)由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验装置.实验时，在水平长直木板旁边放上刻度尺，小车可以从斜面平稳地滑行到水平长直平面.利用该装置与器材，完成能体现如图(??)“伽利略理想斜面实验思想与方法”的实验推论(设重力加速度为??)(1)请指出，实验时必须控制的实验条件______(2)请表述，由实验现象可以得出的实验推论：______(3)图(??)是每隔△??时间曝光一次得到小车在粗糙水平面上运动过程中的五张照片，测得小车之间的距离分别是??1、??2、??3、??4，由此可估算出小车与水平面的动摩擦因数??=______(需要用??1、??2、??3、??4、g、△??字符表示)【答案】小车开始时的位置；水平面越光滑，小车滑得越远，当水平面完全光滑时，小车将滑向无穷远；??1+??2???3???44???△??2【解析】解：(1)根据伽利略“理想实验”的内容与原理可知，需要小车球到达水平面时的速度是相同的，所以在实验的过程中要求小车从同一个位置释放，可知需要控制的条件为开始时小车的位置；(2)根据实验的情况，可以得出的结论为：水平面越光滑，小车滑得越远，当水平面完全光滑时，小车将滑向无穷远；(3)小车在水平面内做匀变速直线运动，结合匀变速直线运动的推论，则：??=??1+??2???3???44△??2根据牛顿第二定律可知：??=????????=????所以水平面的动摩擦因数：??=??1+??2???3???44???△??2故答案为：(1)小车开始时的位置；(2)水平面越光滑，小车滑得越远，当水平面完全光滑时，小车将滑向无穷远；(3)??1+??2???3???44???△??2(1)根据伽利略“理想实验”的内容、方法、原理分析实验的条件；(2)根据实验的现象，以及斜面实验的原理分析得出实验的推论；(3)根据匀变速直线运动的推论求出加速度，然后得出动摩擦因数的表达式．本题要求能理解伽利略的“理想实验”；明确它是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶.要理解它在物理方法上的贡献．五、计算题12.同向运动的甲乙两质点在某时刻恰好通过同一路标，以此时为计时起点，此后甲质点的速度随时间的变化关系为??=4??+12(??/??)，乙质点位移随时间的变化关系为??=2??+4??2(??).试求：(1)两质点何时再次相遇？(2)两质点再次相遇之前何时相距最远？最远的距离是多少？【答案】解：(1)由甲质点速度随时间变化关系??甲=4??+12(??/??)得，甲做匀变速直线运动，??甲0=12??/??，??甲=4??/??2，则甲的位移随时间的变化关系为：??甲=12??+2??2…①由乙质点位移随时间变化关系为：??乙=2??+4??2…②若甲乙再次相遇，两者位移相等，则有：??甲=??乙…③由①②③得，??1=0??，??2=5??，由题意得两质点5s时再次相遇．(2)由乙质点位移随时间的变化关系为：??乙=2??+4??2，乙做匀变速直线运动，有：??乙0=2??/??，??乙=8??/??2，则乙的速度随时间变化关系为：??乙=2+8??…④则甲质点的速度随时间的变化关系为??甲=4??+12…⑤由题意得当两质点速度相等时，两者相距最远，??甲=??乙…⑥由④⑤⑥得，??3=2.5??…⑦则两质点两次相遇之前2.5??相距最远的距离．由①②⑦，代入数据得，两质点的最远距离为：△??=??甲???乙=12.5??．答：(1)两质点5s时再次相遇；(2)两质点再次相遇之前2.5??时相距最远，最远距离为12.5??．【解析】根据速度时间公式得出初速度和位移，抓住两质点的位移相等，求出两质点再次相遇的时间．当两质点速度相等时，相距最远，结合运动学公式求出最远的距离．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．13.如图所示，质量??=2????的小物块从倾角??=37°的光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入粗糙水平面，已知AB长度为3m，斜面末端B处与粗糙水平面平滑连接.试求：(1)小物块滑到B点时的速度大小．(2)若小物块从A点开始运动到C点停下，一共经历时间??=2.5??，求BC的距离．(3)上问中，小物块与水平面的动摩擦因数??多大？(4)若在小物块上始终施加一个水平向左的恒力F，小物块从A点由静止出发，沿ABC路径运动到C点左侧3.1??处的D点停下.求F的大小.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)【答案】解：(1)根据机械能守恒得：??????????sin37°=12??????2解得：????=√2????????sin37°=√2×10×3×0.6??/??=6??/??；(2)物块在斜面上的加速度为：??1=??sin??=6??/??2，在斜面上有：??????=12??1??2，代入数据解得：??1=1??．物块在BC段的运动时间为：??2=?????1=1.5??BC段的位移为：??????=12(????+0)??2=12×6×1.5??=4.5??(3)在水平面上，有：0?????=??2??2，解得：??2=???????2=?4??/??2．根据牛顿第二定律有：???????=????2代入数据解得：??=0.4．(4)从A到D的过程，根据动能定理得：??????????sin??+??(??????+??????cos??)?????????????=0代入数据解得：??=2.48??．答：(1)小物块滑到B点时的速度大小为6??/??；(2)????的距离为4.5??；(3)小物块与水平面的动摩擦因数为0.4；(4)??的大小为2.48??．【解析】(1)????段光滑，根据动能定理或机械能守恒求出小物块到达B点的速度大小．(2)根据牛顿第二定律，结合位移时间公式求出在AB上的运动时间，从而得出在BC段运动的时间，根据匀变速直线运动平均速度的推论求出BC间的距离．(3)根据速度时间公式求出加速度，结合牛顿第二定律求出水平面的动摩擦因数．(4)对全过程运用动能定理，抓住动能的变化量为零，求出恒力F的大小．本题考查了动能定理、牛顿第二定律和运动学公式的综合，综合性较强，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．14.哈利法塔是目前世界最高的建筑.游客乘坐世界最快观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需45秒，运行的最大速度为18??/??.观景台上可以鸟瞰整个迪拜全景，可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底，颇为壮观.一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为0.5????的物体受到的竖直向上拉力为5.45??，若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(??取10??/??2)求：(1)求电梯加速阶段的加速度及加速运动的时间；(2)若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求观景台的高度；(3)若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由落体，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵第5页引装置使其减速，牵引力为重力3倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置？【答案】解：(1)设电梯加速阶段的加速度为a，由牛顿第二定律得：?????????=????解得??=0.9??/??2由??=??0+????解得??=20??(2)匀加速阶段位移??1=12????2=12×0.9×202=180??匀速阶段位移??2=??(45?2??)=18×(45?2×20)??=90??匀加速阶段位移??3=??22??=1822×0.9=180??因此观景台的高度??=??1+??2+??3=450??(3)所谓从电梯自由下落最长时间必须启动辅助牵引力装置，即电梯到地面速度刚好为0自由落体加速度??1=??恢复启动辅助牵引力装置加速度??2=?????????=3???????????=2??，方向向上由?????图象得：????22??1+????22??2=?解得：????=20√15??/??则????=??????=2√15??即电梯自由下落最长2√15??时间必须启动辅助牵引装置．答：(1)电梯加速阶段的加速度是0.9??/??2，加速运动的时间是20s；(2)观景台的高度是450m；(3)电梯自由下落最长2√15??时间必须启动辅助牵引装置．【解析】(1)电梯加速阶段，由牛顿第二定律求加速度，由速度公式求时间．(2)根据位移时间公式求匀加速和匀速运动的位移.由速度位移公式求位移，三个过程位移之和等于观景台的高度．(3)所谓从电梯自由下落最长时间必须启动辅助牵引力装置，即电梯到地面速度刚好为0.根据牛顿第二定律和速度位移公式结合求解．解决本题的关键理清电梯的运动过程，抓住各个过程的关系，如速度关系、位移关系，要灵活运用运动学公式进行求解．15.如图所示，在光滑水平面上，质量为??=4????的物块左侧压缩一个劲度系数为??=32??/??的轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物块静止在O点，在水平面A点与一顺时针匀速转动且倾角??=37°的传送带平滑连接，已知??????=0.25??，传送带顶端为B点，??????=2??，物块与传送带间动摩擦因数??=0.5.现剪断细线同时给物块施加一个初始时刻为零的变力F，使物块从O点到B点做加速度大小恒定的加速运动。物块运动到A点时弹簧恰好恢复原长，运动到B点时撤去力F，物块沿平行AB方向抛出，C为运动的最高点。传送带转轮半径远小于??????，不计空气阻力，已知重力加速度??=10??/??2。(1)求物块从B点运动到C点，竖直位移与水平位移的比值；(2)若传送带速度大小为5??/??，求物块与传送带间由于摩擦产生的热量；(3)若传送带匀速顺时针转动的速度大小为v，且v的取值范围为2??/??