高考物理一轮精品复习 A单元 质点的直线运动（含解析）-人教版高三全册物理试题.DOC

A单元质点的直线运动A1直线运动的概念、匀速直线运动23A1 A2 D22014·浙江卷 如图所示，装甲车在水平地面上以速度v020 m/s沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h1.8 m在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v800 m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s90 m后停下装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g取10 m/s2)第23题图(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小；(2)当L410 m时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离；(3)若靶上只有一个弹孔，求L的范围23答案 (1) m/s2(2)0.55 m0.45 m(3)492 m<L570 m解析 本题考查匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动等知识点和分析推理能力答案 (1)装甲车加速度a m/s2.(2)第一发子弹飞行时间t10.5 s 弹孔离地高度h1hgt0.55 m第二发子弹离地的高度h2hg1.0 m两弹孔之间的距离hh2h10.45 m.(3)第一发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L1L1(v0v)492 m第二发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L2L2vs570 mL的范围 492 m<L570 m.24L52014·浙江卷 某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示一个半径为R0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上转轴的左端有一个半径为r的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m0.5 kg的铝块在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B0.5 Ta点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度铝块由静止释放，下落h0.3 m时，测得U0.15 V(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10 m/s2)第24题图(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失24答案 (1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J解析 本题考查法拉第电磁感应定律、右手定则等知识和分析综合及建模能力(1)正极(2)由电磁感应定律得UEBR2UBR2vrR所以v2 m/s(3)Emghmv2E0.5 J11A1，C2，D2，D4，E2，J2，K2，K32014·四川卷 如图所示，水平放置的不带电的平行金属板p和b相距h，与图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应p板上表面光滑，涂有绝缘层，其上O点右侧相距h处有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一条竖直线上，图示平面为竖直平面质量为m、电荷量为q(q>0)的静止粒子被发射装置(图中未画出)从O点发射，沿p板上表面运动时间t后到达K孔，不与板碰撞地进入两板之间粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为g.(1)求发射装置对粒子做的功；(2)电路中的直流电源内阻为r，开关S接“1”位置时，进入板间的粒子落在b板上的A点，A点与过K孔竖直线的距离为l.此后将开关S接“2”位置，求阻值为R的电阻中的电流强度；(3)若选用恰当直流电源，电路中开关S接“1”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场(磁感应强度B只能在0Bm范围内选取)，使粒子恰好从b板的T孔飞出，求粒子飞出时速度方向与b板板面的夹角的所有可能值(可用反三角函数表示)11(1)(2)(3)0<arcsin 解析 (1)设粒子在p板上做匀速直线运动的速度为v0，有hv0t设发射装置对粒子做的功为W，由动能定理得Wmv联立可得W(2)S接“1”位置时，电源的电动势E0与板间电势差U有E0U板间产生匀强电场的场强为E，粒子进入板间时有水平方向的速度v0，在板间受到竖直方向的重力和电场力作用而做类平抛运动，设加速度为a，运动时间为t1，有UEhmgqEmahatlv0t1S接“2”位置，则在电阻R上流过的电流I满足I联立得I(3)由题意知此时在板间运动的粒子重力与电场力平衡，当粒子从K进入板间后立即进入磁场做匀速圆周运动，如图所示，粒子从D点出磁场区域后沿DT做匀速直线运动，DT与b板上表面的夹角为题目所求夹角，磁场的磁感应强度B取最大值时的夹角为最大值m，设粒子做匀速圆周运动的半径为R，有qv0B过D点作b板的垂线与b板的上表面交于G，由几何关系有DGhR(1cos )TGhRsin tan 联立，将BBm代入，求得marcsin当B逐渐减小，粒子做匀速圆周运动的半径为R也随之变大，D点向b板靠近，DT与b板上表面的夹角也越变越小，当D点无限接近于b板上表面时，粒子离开磁场后在板间几乎沿着b板上表面运动而从T孔飞出板间区域，此时Bm>B>0满足题目要求，夹角趋近0，即00则题目所求为0<arcsinA2匀变速直线运动的规律及应用7D5 A2 E6(15分)2014·重庆卷 题7图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图，首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月球表面高度为h1处悬停(速度为0，h1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v；此后发动机关闭，探测器仅受重力下落到月面，已知探测器总质量为m(不包括燃料)，地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g，求：题7图(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小；(2)从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化7答案 (1)g(2)mv2mg(h1h2)本题利用探测器的落地过程将万有引力定律，重力加速度概念，匀变速直线运动，机械能等的概念融合在一起考查设计概念比较多，需要认真审题解析 (1)设地球质量和半径分别为M和R，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M、R和g，探测器刚接触月面时的速度大小为vt.由mgG和mgG得gg由vv22gh2得vt(2)设机械能变化量为E，动能变化量为Ek，重力势能变化量为Ep.由EEkEp有Em(v2)mgh1得Emv2mg(h1h2)23A1 A2 D22014·浙江卷 如图所示，装甲车在水平地面上以速度v020 m/s沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h1.8 m在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v800 m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s90 m后停下装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g取10 m/s2)第23题图(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小；(2)当L410 m时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离；(3)若靶上只有一个弹孔，求L的范围23答案 (1) m/s2(2)0.55 m0.45 m(3)492 m<L570 m解析 本题考查匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动等知识点和分析推理能力答案 (1)装甲车加速度a m/s2.(2)第一发子弹飞行时间t10.5 s 弹孔离地高度h1hgt0.55 m第二发子弹离地的高度h2hg1.0 m两弹孔之间的距离hh2h10.45 m.(3)第一发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L1L1(v0v)492 m第二发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L2L2vs570 mL的范围 492 m<L570 m.10A2，B2，B3，C2，E2，K2在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角37°.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E1×104 N/C.小物体P1质量m2×103 kg、电荷量q8×106 C，受到水平向右的推力F9.98×103 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t0.1 s与P1相遇P1与P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为0.5，g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力求：(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；(2)倾斜轨道GH的长度s.10(1)4 m/s(2)0.56 m解析 (1)设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v，受到向上的洛伦兹力为F1，受到的摩擦力为f，则F1qvBf(mgF1)由题意，水平方向合力为零Ff0联立式，代入数据解得v4 m/s(2)设P1在G点的速度大小为vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理qErsin mgr(1cos )mvmv2P1在GH上运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为a1，根据牛顿第二定律qEcos mgsin (mgcos qEsin )ma1P1与P2在GH上相遇时，设P1在GH上运动的距离为s1，则s1vGta1t2设P2质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则m2gsin m2gcos m2a2P1与P2在GH上相遇时，设P2在GH上运动的距离为s2，则s2a2t2联立式，代入数据得ss1s2s0.56 m22014·安徽安庆联考如图X1­2所示，在水平面上有一个质量为m的小物块，在某时刻给它一个初速度，使其沿水平面做匀减速直线运动，其依次经过A、B、C三点，最终停在O点A、B、C三点到O点的距离分别为L1、L2、L3，小物块由A、B、C三点运动到O点所用的时间分别为t1、t2、t3.则下列结论正确的是()图X1­2A.B.C. D. 2B解析 小物块由A点到O点的匀减速直线运动可看成由O点到A点的初速度为0的匀加速直线运动，由位移规律，分别有L1at、L2at和L3at，联立以上各式可得，选项B正确82014·安徽“江淮十校”联考测速仪上装有超声波发射和接收装置，如图X1­9所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335 m，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动，当B接收到反射回来的超声波信号时，A、B相距355 m已知声速为340 m/s，则汽车的加速度大小为()图X1­9A20 m/s2B. 10 m/s2C5 m/s2D. 无法计算8B解析 设超声波来回传播的总时间为t，汽车运动的加速度为a，声速为v，则v·a335 m，at2355 m335 m，联立以上二式解得t2 s，a10 m/s2，选项B正确9. 2014·江西景德镇二检如图X1­10所示，物体从O点由静止开始做匀加速直线运动，途经A、B、C三点，其中|AB|2 m，|BC|3 m若物体通过AB和BC这两段位移的时间相等，则O、A两点之间的距离等于()图X1­10A. mB. mC. mD. m9A解析 设物体的加速度为a，经过A点时的速度为vA，由A点到B点所用的时间为t，则xABvAtat22 m，xACvA·2ta(2t)25 m，联立以上二式解得at21 m，vAt1.5 m，而 m，选项A正确A3自由落体运动A4竖直上抛运动A5运动图象5A5 C22014·重庆卷 以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比，下列分别用虚线和实线描述两物体运动的vt图像可能正确的是()ABCD5D解析 本题考查vt图像当不计阻力上抛物体时，物体做匀减速直线运动，图像为一倾斜直线，因加速度ag，故该倾斜直线的斜率的绝对值等于g.当上抛物体受空气阻力的大小与速率成正比时，对上升过程，由牛顿第二定律得mgkvma，可知物体做加速度逐渐减小的减速运动，通过图像的斜率比较，A错误从公式推导出，上升过程中，|a|>g ，当v0时，物体运动到最高点，此时 ag，而B、C图像的斜率的绝对值均小于g，故B、C错误，D正确1A5 A82014·天津卷 质点做直线运动的速度时间图像如图所示，该质点()A在第1秒末速度方向发生了改变B在第2秒末加速度方向发生了改变C在前2秒内发生的位移为零D第3秒末和第5秒末的位置相同1D解析 本题考查了学生的读图能力应用图像判断物体的运动情况，速度的正负代表了运动的方向，A错误；图线的斜率代表了加速度的大小及方向，B错误；图线与时间轴围成的图形的面积代表了物体的位移，C错误，D正确15A52014·山东卷 一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图所示在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()At1 Bt2 Ct3 Dt415AC解析 本题考查的是速度图像速度图像中某点的切线的斜率表示加速度t1时刻速度为正，加速度也为正，合外力与速度同向；t2时刻速度为正，加速度为负，合外力与速度反向；t3时刻速度为负，加速度也为负，合外力与速度同向；t4时刻速度为负，加速度为正，合外力与速度反向选项A、C正确14A52014·新课标卷 甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶在t0到tt1的时间内，它们的vt图像如图所示在这段时间内()A汽车甲的平均速度比乙的大B汽车乙的平均速度等于C甲乙两汽车的位移相同D汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大14A解析 vt图像中图线与横轴围成的面积代表位移，可知甲的位移大于乙的位移，而时间相同，故甲的平均速度比乙的大，A正确，C错误；匀变速直线运动的平均速度可以用来表示，乙的运动不是匀变速直线运动，所以B错误；图像的斜率的绝对值代表加速度的大小，则甲、乙的加速度均减小，D错误13A52014·广东卷 图6是物体做直线运动的vt图像，由图可知，该物体()A第1 s内和第3 s内的运动方向相反B第3 s内和第4 s内的加速度相同C第1 s内和第4 s内的位移大小不相等D02 s和04 s内的平均速度大小相等13B解析 03 s内物体一直沿正方向运动，故选项A错误；vt图像的斜率表示加速度，第3 s内和第4 s内图像斜率相同，故加速度相同，选项B正确；vt图像图线与时间轴包围的面积表示位移的大小，第1 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等，故位移大小相等，选项C错误；第3 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等，故位移大小相等，方向相反，所以02 s和04 s内位移相同，但时间不同，故平均速度不相等，选项D错误14A52014·全国卷 一质点沿x轴做直线运动，其vt图像如图所示质点在t0时位于x5 m处，开始沿x轴正向运动当t8 s时，质点在x轴上的位置为()Ax3 m Bx8 mCx9 m Dx14 m14 B解析 本题考查vt图像. vt图像与x轴围成的面积表示位移，即位移为s1s23 m，由于初始坐标是5 m，所以t8 s时质点在x轴上的位置为x3 m5 m8 m，因此B正确62014·广东江门调研跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下，运动员沿竖直方向运动的v­t图像如图X1­6所示，下列说法正确的是()图X1­6A运动员在010 s的平均速度大于10 m/sB15 s末开始运动员处于静止状态C10 s末运动员的速度方向改变D1015 s运动员做加速度逐渐减小的减速运动6AD解析 由图可知，运动员在010 s的位移大于其在这段时间内做匀加速运动的位移，则平均速度大于 m/s10 m/s，选项A正确；15 s后速度的大小恒定，运动员做匀速运动，选项B错误； 10 s末的速度最大，方向不变，选项C错误；1015 s图线的斜率减小，运动员做加速度逐渐减小的减速运动，选项D 正确图X1­772014·上海松江期末如图X1­7所示，汽车以10 m/s的速度匀速驶向路口，当行驶至距路口停车线20 m处时，还有3 s绿灯就要熄灭而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处，则汽车运动的速度时间图像可能是图X1­8中的()图X1­87 BC解析 汽车运动的速度时间图线与坐标轴所围成图形的面积表示位移，所以，v­t图像可能是图B或图C. A6追及与相遇问题A7实验：研究匀变速直线运动(长度的测量)19A72014·福建卷 (1)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为_cm和_mm.19答案 (1)60.104.20解析 金属杆的长度通过毫米刻度尺读出来，毫米刻度尺读数时要读到最小刻度的下一位，即要有估读数位，如图甲所示，读数为60.10 cm，其中最后一个“0”为估读数；金属杆的直径通过游标卡尺读出来，游标卡尺的读数是主尺读数加上游标尺的读数，注意没有估读，如图乙所示，读数为：4 mm10×0.02 mm4.20 mm. 22A72014·全国卷 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10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表所示重力加速度大小g取9.80 m/s2.单位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根据表中数据，完成下列填空：(1)物块的加速度a_m/s2(保留3位有效数字)(2)因为_，可知斜面是粗糙的22(1)4.30(填“4.29”或“4.31”同样给分)(2)物块加速度小于g5.88 m/s2(或：物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度)解析 (1)根据逐差法求出加速度a4.30 m/s2.(2) 根据牛顿第二定律，物块沿光滑斜面下滑的加速度agsin g5.88 m/s2，由于aa，可知斜面是粗糙的 A8直线运动综合1A5 A82014·天津卷 质点做直线运动的速度时间图像如图所示，该质点()A在第1秒末速度方向发生了改变B在第2秒末加速度方向发生了改变C在前2秒内发生的位移为零D第3秒末和第5秒末的位置相同1D解析 本题考查了学生的读图能力应用图像判断物体的运动情况，速度的正负代表了运动的方向，A错误；图线的斜率代表了加速度的大小及方向，B错误；图线与时间轴围成的图形的面积代表了物体的位移，C错误，D正确23A8 C2(18分)2014·山东卷 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)t00.4 s，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v072 km/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L39 m，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取10 m/s2.求：图甲图乙(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小的比值23答案 (1)8 m/s22.5 s(2)0.3 s(3)解析 (1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v020 m/s，末速度vt0，位移s25 m，由运动学公式得v2ast联立式，代入数据得a8 m/s2t2.5 s(2)设志愿者反应时间为t，反应时间的增加量为t，由运动学公式得Lv0tsttt0联立式，代入数据得t0.3 s(3)设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0，志愿者质量为m，由牛顿第二定律得Fma由平行四边形定则得FF2(mg)2联立式，代入数据得102014·湖北黄冈期末某人在相距10 m的A、B两点间练习折返跑，他在A点由静止出发跑向B点，到达B点后立即返回A点设加速过程和减速过程都是匀变速运动，加速过程和减速过程的加速度大小分别是4 m/s2和8 m/s2，运动过程中的最大速度为4 m/s，从B点返回的过程中达到最大速度后即保持该速度运动到A点，求：(1)从B点返回A点的过程中以最大速度运动的时间；(2)从A点运动到B点与从B点运动到A点的平均速度的大小之比10(1)2 s(2)解析 (1)设此人从静止到加速至最大速度时所用的时间为t1，加速运动的位移大小为x1，从B点返回A点的过程中做匀速运动的时间为t2，A、B两点间的距离为L，由运动学公式可得vma1t1x1t1Lx1 vmt2联立以上各式并代入数据可得t22 s.(2)设此人从A点运动到B点的过程中做匀速运动的时间为t3，减速运动的位移大小为x2，减速运动的时间为t4，由运动学方程可得vma2t4x2t4Lx1x2 vmt3联立以上各式并代入数据可得.