(2020-2022)三年高考物理真题分项汇编(山东专用)专题01直线运动Word版含解析9090.pdf

2020-2022年三年山东卷高考汇编 专题01直线运动【考纲定位】高考命题点 考纲要求 高考真题 1.质点 经历质点模型的建构过程，了解质点的含义知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用.2.位移、速度、加速度 理解位移、速度和加速度.3.匀变速直线运动规律 通过实验，探究匀变速直线运动的特点，能用公式、图象等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法.2021山东高考 T11 4.自由落体运动 通过实验，认识自由落体运动规律结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用.【知识重现】一、基本概念与核心物理量的理解与辨析 1物体可以看成质点的条件 当物体的大小和形状对所研究问题没有影响时，才能看成质点 物体能否看成质点是由问题的性质决定的，物体的大小不能作为物体能否看成质点的依据 2位移与路程 物理意义 区别 联系 位 移 表示质点的空间位置变化，用从初位置指向末位置的有向线段表示 位移是矢量，方向由初位置指向末位置；一般情况下，位移的大小小于路程；只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程 路 程 表示物体实际运动轨迹的长度 路程是标量，没有方向 很多物理规律一定要区分位移和路程比如，重力、弹力、摩擦力(统称保守力)做功只与初末位置或位移有关，而与过程或路程无关；而摩擦力或空气阻力做功产生热量与过程或路程有关 3速度、速率、平均速度和瞬时速度(1)速度是矢量，不仅有大小还有方向速度的大小叫速率(2)平均速度 物体所通过的位移跟通过这段位移所用时间之比叫平均速度，vxt.对平均速度的理解如下：平均速度与所选取的过程有关，在求平均速度时要明确是哪段时间内或哪段位移内的平均速度 平均速度的大小与平均速率是完全不相同的两个概念，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率 平均速度的方向与这段时间内物体发生的位移的方向相同，与瞬时速度的方向无必然联系(3)瞬时速度：运动物体在某一时刻或在某一位置时的速度叫瞬时速度瞬时速度能够准确地描述物体在各个时刻的运动情况 4加速度(1)速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，叫加速度加速度是用比值定义法定义的物理量，数量关系 avt.(2)速度、速度变化量和加速度的区别 速度 v 速度变化量 v 加速度 a 物理 意义 描述物体运动的快慢和方向，是状态量 描述物体速度的变化，是过程量 描述物体速度变化快慢和方向，是状态量 定义式 vxt vvv0 avtvv0t 方向 与位移 x 同向，即物体运动的方向 由(vv0)或a的方向决定 与 v 的方向一致，由F的方向决定，而与v0、v 方向无关(3)判断直线运动中的“加速”或“减速”物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况 加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢 a和v同向（加速直线运动）a不变：v随时间均匀增大a增大：v增大得越来越快a减小：v增大得越来越慢 a和v反向（减速直线运动）a不变：v随时间均匀减小a增大：v减小得越来越快a减小：v减小得越来越慢 二、匀变速直线运动的一般运算规律 1基本公式 设物体的初速度为 v0，t 秒末的速度为 v，经过的位移为 x，加速度为 a，则：速度时间关系：vv0at位移时间关系：xv0t12at2速度位移关系：v2v202axvatx12at2v22ax 注意：若以初速度方向为正方向，匀加速直线运动中 a 取正值，匀减速直线运动中 a 取负值 2常用推论(1)物体在任意两个连续相等的时间间隔 T 内的位移之差是一个常量，即 xxn1xnaT2.(2)物体在某段时间内的平均速度，等于该时间段内中间时刻的瞬时速度，即vvt2v0v2.(3)物体在某段位移中点的瞬时速度 vx2v20v22.注意：无论物体做匀加速直线运动还是做匀减速直线运动，对于同一时间段内的运动来说总有 vx2vt2.三、特殊直线运动的计算方法 1初速度为零的匀变速直线运动的规律(1)从静止开始，在时间 t 内，2t 内，3t 内，nt 内通过的位移之比 xxxxn122232n2(2)从静止开始，在连续相等的时间 t 内通过的位移之比 x1x2x3xn135(2n1)(3)从静止开始，通过连续相等的位移所用的时间之比 t1t2tn1(21)(n n1)2自由落体运动(1)自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动自由落体运动是初速度为零，加速度为 g 的匀加速直线运动(2)自由落体运动的规律：vgt，h12gt2，v22gh.3竖直上抛运动(1)竖直上抛运动：物体以初速度 v0竖直向上抛出后，只在重力作用下的运动叫竖直上抛运动取初速度v0方向为正方向，则竖直上抛运动是加速度 ag 的匀减速直线运动(2)竖直上抛运动的规律：vv0gt，hv0t12gt2，v2v202gh.物体上升到最高点的时间 tv0g，上升的最大高度 hv202g.注意：h 为正表示质点在抛出点上方，h 为负表示在抛出点的下方 v 为正表示质点向上运动，v 为负表示质点向下运动 由同一 h 求出的 v、t 可能有两个解，分别对应上升和下降过程中的某个位置，要注意分清其意义 四、几种典型的 xt 图象和 vt 图象 形状相同的图线，在不同的坐标系中所表示的物理规律不同，以下列两幅图为例比较 xt 图象和 vt 图象表示的物理规律 图象 xt 图象 vt 图象 实 例 图线含义 图线表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度 v)图线表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度 a)图线表示物体静止 图线表示物体做匀速直线运动 图线表示物体沿反方向做匀速直线运动 图线表示物体做匀减速直线运动 交点表示 3 个运动物体相遇 交点表示此时 3 个运动物体有相同速度 点表示 t1时刻物体位移为 x1(图中阴影部分的面积没有意义)点表示 t1时刻物体速度为 v1(图中阴影部分的面积表示质点在 0t1时间内的位移)【真题汇编】1（2021山东高考真题）如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面 H 的高处，现将质量为 m 的物资以相对地面的速度0v水平投出，落地时物资与热气球的距离为 d。已知投出物资后热气球的总质量为 M，所受浮力不变，重力加速度为 g，不计阻力，以下判断正确的是（）A投出物资后热气球做匀加速直线运动 B投出物资后热气球所受合力大小为mg C22021mHvdHMg D222021HvmdHgM【答案】BC【解析】AB热气球开始携带物资时处于静止状态，所受合外力为 0，初动量为 0，水平投出重力为mg的物资瞬间，满足动量守恒定律 0Mvmv 则热气球和物资的动量等大反向，热气球获得水平向左的速度v，热气球所受合外力恒为mg，竖直向上，所以热气球做匀加速曲线运动，故 A 错误，B 正确；CD热气球和物资的运动示意图如图所示 热气球和物资所受合力大小均为mg，所以热气球在竖直方向上加速度大小为 magM 物资落地H过程所用的时间t内，根据212Hgt解得落地时间为 2tHg 热气球在竖直方向上运动的位移为 2M11222mHmHatgHMgM 热气球和物资在水平方向均做匀速直线运动，水平位移为 m002Hxv tvg M02mHxvtvMg 根据勾股定理可知热气球和物资的实际位移为 22220mMM2()()(1)HvmdxxHHHMg 故 C 正确，D 错误。故选 BC。【突破练习】1（2022山东德州二模）2022 年 2 月 2 日，在率先开赛的北京冬奥会冰壶混合团体比赛中，中国队以 7：6 击败瑞士队取得开门红。在某次冰壶比赛中，时间 t=0 时，球员跪式推动冰壶自本垒圆心由静止向前滑行，t=t0推至前卫线时，放开冰壶使其自行滑行，t=5t0冰壶恰好到达营垒中心并停止运动，整个过程冰壶一直沿直线运动，其位移 x 随时间 t 变化的图像如图所示，图像中的 0t0、t05t0两段曲线均为抛物线。已知冰壶的质量为 m，对冰壶的整个运动过程，以下说法正确的是（）A时间 0t0的加速度大小等于 t05t0的加速度大小 Bx-t 图像中的两段曲线在 t=t0时刻相切 C冰壶的最大速度为002xt D运动员对冰壶推力的冲量大小等于摩擦力冲量大小的 5 倍【答案】BC【解析】A0-t0，由静止开始，曲线为抛物线，设此时加速度为 a1，则有 201 012xat t0-5t0，末速度为零，逆向看作是初速为零的匀加速直线运动，设这段时间内的加速度 a2，则有 200201542xxat 解得 01202xat，01202xat 故 A 错误；Bx-t 图像中曲线的割线的斜率表示瞬时速度，瞬时速度同一时刻相同，所以两段曲线在 t=t0时刻相切，B 正确；C冰壶在 t0时刻速度达到最大，速度 01 002xvatt C 正确；D始末速度都为零，根据动量定理可得，运动员对冰壶推力的冲量大小等于摩擦力冲量大小，D 错误。故选 BC。2（2022山东高三学业考试）某同学是航模兴趣小组的一员，某次在操控飞机模型时，使航模从地面由静止开始竖直向上做直线运动，其运动的位移一时间图像如图所示，已知 0t0部分的图线是抛物线的一部分，t010s 部分的图线是直线，两部分曲线相切于点（t0，10），则下列说法正确的是（）A图中 t05s B航模在 t010s 时间内的速度大小为 6m/s C航模在 0t0时间内的加速度大小为54m/s2 D航模在 0t0时间内处于失重状态【答案】A【解析】ABC航模在 0t0时间内在匀加速运动，则 0vat 航模在 t010s 时间内做匀速上升，速度大小为 0030 10201010vtt 其中 20110=2at 解得 t0=5s a=0.8m/s2 v=4m/s 选项 A 正确，BC 错误。D航模在 0t0时间内，加速度向上，处于超重状态，选项 D 错误。故选 A。3（2022山东三模）国产电动汽车以其技术先进、性价比高等特点获得了消费者的广泛认可。电动汽车启动过程中加速效果好，加速度稳定。某次在封闭场所对电动汽车启动过程进行测试，在汽车运行正前方某位置有固定雷达，汽车通过雷达瞬间开始计时，计算机记录并拟合成汽车距雷达距离与时间的关系图像，如图所示，汽车启动过程中做匀加速直线运动，根据图像计算去15st 时，汽车的速度大小约为（）A168km/h B198km/h C223km/h D270km/h【答案】C【解析】初速度为零的匀加速直线运动，位移速度关系关系 212xat 当17st 时，600mx，解得 24.15m/sa 15st 时，汽车的速度大小约为 4.15 15m/s223km/hv 故 C 正确，ABD 错误。故选 C。4（2022山东日照三模）甲、乙两物体分别从 h 和 2h 高处自由下落，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A落地时乙的速度大小是甲的 2 倍 B乙的下落时间是甲的 2 倍 C甲、乙两物体在最后 1s 内下落的高度相同 D甲、乙两物体在最后 1s 内的速度变化量相同【答案】D【解析】B由自由落体运动规律212hgt知 2htg 由下落高度之比为 1:2，可知乙落地的时间是甲落地时间的2倍，故 B 错误；A由 2vgtgh 可知乙落地的速度大小是甲的2倍，故 A 错误；C物体在最后 1s 内下落的高度可表示为（v 是末速度）211112hvtgt 由于二者落地速度不等，所以最后 1s 内下落的高度不同，C 错误；D自由落体是匀变速直线运动，任意相等时间内速度变化量都相同，所以甲、乙两物体在最后 1s 内的速度变化量相同，D 正确。故选 D。5（2022山东临沂三模）总质量为70kg的跳伞运动员从离地高 492 米的上海世贸大厦顶部由静止开始跳下，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（g 取210m/s）。根据图像可估算（）A运动员在7s时的加速度大小约为25m/s B运动员在1s时所受阻力的大小约为70N C运动员在前4s内下落的高度约为70m D运动员匀速运动的时间约为55s【答案】D【解析】A由图像可知，运动员在7s时的加速度大小约为 22715 11=m/s2m/s2vat 选项 A 错误；B运动员在前 2s 内的加速度 22216m/s8m/s2a 则1s时所受阻力的大小约为 2140Nfmgma 选项 B 错误；C因 v-t 图像的面积等于位移，则运动员在前4s内下落的高度约为 12 16m9 2 2m52m2x 选项 C 错误；D前 14s 内下落的高度约为 12 16m36 2 2m160m2s 运动员匀速运动的时间约为 492 16055.3s6ts 选项 D 正确。故选 D。6（2022山东济宁三模）已知篮球在空气中运动时所受空气阻力与速度大小成正比。篮球与地面碰撞后以大小为 v0的速度竖直弹起后到再次与地面碰撞的过程中，以 v 表示篮球的速度，t 表示篮球运动的时间，Ek表示篮球的动能，h 表示篮球的高度，则下列图像可能正确的是（）A B C D【答案】D【解析】AB篮球在上升的过程中，速度越来越小，空气阻力越来越小，由 1mgFma 可知其加速度越来越小，速度变化越来越慢，速度图线切线的斜率越来越小，下降过程中，v 越大，阻力就越大，由 1mgFma 可知加速度就越小，图线切线的斜率继续减小，AB 错误；CD上升过程中，h 越大，v 越小，阻力就越小，合力就越来越小，Ekh 图线切线斜率越小，下降过程中，h 越小，v 越大，阻力就越大，合力越小，所以 Ekh 图线切线斜率越小，C 错误、D 正确。故选 D。7（2022山东济南一中模拟预测）列车进站做匀减速直线运动的过程中，用t、x、v分别表示列车运动的时间、位移和速度，下列图像正确的是（）A B C D【答案】C【解析】A列车进站做匀减速直线运动，速度应越来越小，而 A 中 x-t 的斜率越来越大，表示其速度越来越大，故 A 错误；B列车进站做匀减速直线运动，速度应越来越小，而 B 中 x-t 的斜率恒定，表示其做匀速，故 B 错误；C D根据匀变速直线的运动规律，有 2202vvax 以初速方向为正方向，则 a 为负且大小恒定，可知 v2与 x 为线性关系，且斜率为负，故 D 错误，C 正确。故选 C。8（2022山东泰安一中模拟预测）在测试一无人机的性能时，某同学利用传感器绘制了做直线运动的无人机的位移（x）一时间（t）的关系图像如图所示。从 0 时刻开始计时，06s 内无人机的加速度保持不变，图线过（5，45）和（6，60）两点。则（）A无人机的初速度大小为 0 B无人机的初速度大小为 8m/s C无人机的加速度大小为 4m/s2 D6s 末无人机的速度大小为 16m/s【答案】D【解析】ABC设0t时刻无人机的速度大小为0v，无人机做匀加速直线运动的加速度大小为 a，由题意可知无人机在 05s 内的位移大小为 45m。在 06s 内的位移大小为 60m，根据 2012xv tat 代入数据解得 04m/sv 22m/sa ABC 错误；D6s 末无人机的速度大小