2022版高考物理一轮复习高频考点强化练一运动学综合问题含解析.doc

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1、运动学综合问题(45分钟100分)一、选择题(此题共10小题,每题7分,共70分。17题为单项选择题,810题为多项选择题)1.甲、乙两物体均做直线运动,它们在某段时间内的位移x随时间t变化的图像如下图,那么在0t1时间内,以下判断正确的选项是()A.甲物体做加速运动B.甲、乙两物体运动方向相同C.甲的平均速度比乙的平均速度大D.甲、乙两物体的平均速度大小相等【解析】选D。x􀆼t图线的斜率表示物体的速度,由题图可知,甲、乙两物体的速度均逐渐减小,甲沿x轴正方向运动,乙沿x轴负方向运动,A、B均错误;因两物体的位移大小均为x=x2-x1,故其平均速度大小均为=,D正确,C错误。

2、2.如下图为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图像,甲做匀变速直线运动,乙做匀速直线运动,那么0t2时间内,以下说法正确的选项是()A.两物体在t1时刻速度大小相等B.t1时刻乙的速度大于甲的速度C.两物体的平均速度大小相等D.甲的平均速度小于乙的平均速度【解析】选C。根据位移图像的斜率表示速度,那么在t1时刻,甲图线的斜率大于乙图线的斜率的绝对值,所以甲的速度大于乙的速度,故A、B错误;坐标的变化量等于位移,根据图像可知,甲、乙位移大小相等,方向相反,而时间相等,那么平均速度的大小相等,故C正确,D错误。3.(2022济南模拟)“道路千万条,平安第一条。?道路交通平安法?

3、第四十七条规定:“机动车行经人行横道,应减速行驶;遇行人正在通过人行横道时,应停车让行。一辆汽车以7.5 m/s的速度匀速行驶,驾驶员发现前方的斑马线上有行人通过,随即刹车使车做匀减速直线运动至停止。假设驾驶员的反响时间为0.6 s,汽车在最后2 s内的位移为5 m,那么汽车距斑马线的平安距离至少为()A.14.75 mB.6.25 mC.15.75 mD.8.75 m【解析】选C。设汽车匀减速的加速度大小为a,由汽车在最后2 s内的位移为5 m得:x=at2,解得:a= m/s2=2.5 m/s2,故汽车距斑马线平安距离至少为:x=v0t0+=7.50.6 m+ m=15.75 m;选项C正

4、确。4.(2022榆林模拟)某科学小组研制了一种探测器,其速度大小可随运动情况进行调节。如下图,在某次实验中,该探测器从原点一直沿x轴正向移动,且其速度与位移成反比。探测器在A、B两点的速度分别为4 m/s和2 m/s,O点到B点的位移为2 m,那么探测器从A点运动到B点的时间为()A. sB. sC. sD. s【解析】选A。根据题述的速度与位移成反比,可画出随位移x变化的图线,如图。根据vAxA=vBxB可得:O点到A点的位移为xA=1 m。根据随位移x变化的图线面积等于时间可得探测器从A点运动到B点的时间为(2-1) s= s,选项A正确。5.质点做直线运动的速度时间图像如下图,该质点(

5、)A.在第1 s末速度方向发生了改变B.在第2 s末加速度方向发生了改变C.在前2 s内发生的位移为零D.第3 s末和第5 s末的位置相同【解题指南】解答此题时应从以下三点进行分析:(1)在v-t图像中速度的正负表示速度的方向。(2)在v-t图像中图线的斜率表示加速度。(3)v-t图像中图线与t轴包围的面积表示质点运动的位移。【解析】选D。由v-t图像可以看出前2 s内速度都为正值,说明速度的方向没有改变,A错;13 s 内图线为一直线,说明质点的加速度不变,B错;v-t图像中图线与t轴包围的面积表示质点运动的位移,在前2 s内发生的位移为2 m,35 s内合位移为0,表示第3 s末和第5 s

6、末的位置相同,C错,D对。6.如下图为甲、乙两个物体做同向直线运动的v-t图像,那么关于两物体在0t1时间内的运动,以下说法正确的选项是()A.两物体间的距离一定在不断减小B.两物体的位移差一定是不断增大C.两物体的速度差一直在增大D.两物体的加速度都是先增大后减小【解析】选B。v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移,由于不知道甲、乙两个物体的初始位置,所以不能判断两物体间距离如何变化,如果是甲在前,乙在后,那么两物体间距离逐渐增大,故A错误;v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移,根据图像可知,两物体的位移差为两图线间的面积,两物体的位移差不断增大,故B正确;根据图像可知,两物体的速度差先增大,

7、后减小,故C错误;图像的斜率表示加速度,根据图像可知,两物体的加速度都是先减小后增大, 故D错误。7.(2022商丘模拟)a、b两物体同时从同一地点开始做匀变速直线运动,二者运动的v-t图像如下图,以下说法正确的选项是()A.a、b两物体运动方向相反B.a物体的加速度小于b物体的加速度C.t=1 s时两物体的间距等于t=3 s时两物体的间距D.t=3 s时,a、b两物体相遇【解析】选C。由题图可知a、b两物体的速度均为正值,那么a、b两物体运动方向相同,A项错误;因v-t图像中图线的斜率表示加速度,那么a的加速度大于b的加速度,B项错误;v-t图像中图线与横轴所围的面积表示位移,因为t=1 s

8、到t=3 s,两图线与t轴所围的面积相等,即此时间段两物体位移相同,那么t=1 s时两物体的间距等于t=3 s时两物体的间距,C项正确;由图可知t=3 s时,sbsa,又a和b同时、同地出发,同向运动,所以t=3 s时,b在a前面,D项错误。8.在一笔直公路上有a、b、c三辆汽车,它们同时经过同一路标开始计时,此后的v􀆼t图像如下图,以下判断正确的选项是()A.在t1时刻a、b速度相等B.0t1时间内,a、b间距离在减小C.0t1时间内,a位于b、c前面D.t1时刻以后,b位于a、c前面【解析】选A、C。根据图像可知,在t1时刻a、b速度相等,故A正确;0时刻两车同时经过公路

9、旁的同一个路标,在t1时间内a车速度大于b车的速度,a车在b车的前方,所以两车逐渐远离,距离增大,故B错误;0t1时间内,a的位移最大,所以a位于b、c前面,t1时刻以后的一段时间内,a位于b、c前面,故C正确,D错误。9.汽车A在红灯前停住,绿灯亮时启动,以0.4 m/s2的加速度做匀加速运动,经过30 s后以该时刻的速度做匀速直线运动。设在绿灯亮的同时,汽车B以8 m/s的速度从A车旁边驶过,且一直以相同的速度做匀速直线运动,运动方向与A车相同,那么从绿灯亮时开始()A.A车在匀速过程中与B车相遇B.A、B相遇时速度相同C.相遇时A车做匀速运动D.两车不可能相遇【解析】选A、C。作出A、B

10、两车运动的v-t图像如下图,v-t图像所包围的“面积表示位移,经过30 s时,两车运动图像所围面积并不相等,所以在A车加速运动的过程中,两车并未相遇,在A车匀速过程中相遇,所以选项A正确;30 s后A车以12 m/s的速度做匀速直线运动,随着图像所围 “面积越来越大,可以判断在30 s后某时刻两车图像所围面积会相等,即两车会相遇,此时A车的速度要大于B车的速度,所以两车不可能再次相遇,选项C正确,选项B、D错误。【补偿训练】(多项选择)甲、乙两汽车在某平直公路上做直线运动,某时刻经过同一地点,从该时刻开始计时,其v􀆼t图像如下图。根据图像提供的信息可知()A.从t=0时刻起,

11、开始时甲在前,6 s末乙追上甲B.从t=0时刻起,开始时甲在前,在乙追上甲前,甲、乙相距最远为12.5 mC.8 s末甲、乙相遇,且距离t=0时的位置40 mD.在04 s内与46 s内甲的平均速度相等【解析】选B、C。根据图像可知,在04 s内甲的平均速度v1= m/s=7.5 m/s,在46 s内甲的平均速度v2= m/s=5 m/s,D错误;在06 s内,甲的位移x甲=(7.54+52) m=40 m,乙的位移x乙=56 m=30 m,因此6 s末乙未追上甲,A错误;当两者速度相等时,距离最远,即5 s末距离最远,此时最远距离x= (7.54+1-55) m=12.5 m,B正确;6 s

12、以后,甲停止运动,因此相遇时,距离t=0时的位置40 m,所用时间t=8 s,C正确。10.酒后驾驶存在许多平安隐患,原因在于酒后驾驶员的反响时间变长。反响时间是指驾驶员发现情况到采取制动的时间。表中思考距离是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离;制动距离是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小不变)。思考距离/m制动距离/m速度/(ms-1)正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.72512.525.054.2x分析表中数据可知,以下说法正确的选项是()A.驾驶员酒后反响时间比正常情况下多0.5 sB.当汽

13、车以20 m/s的速度行驶时,发现前方40 m处有险情,酒后驾驶不能平安停车C.汽车以15 m/s的速度行驶时,汽车制动的加速度大小为10 m/s2D.表中x为66.7【解析】选A、B、D。反响时间内汽车做匀速运动,故从表中数据得到,多出的反响时间为t= s=0.5 s,故A正确;当汽车以20 m/s的速度行驶时,发现前方40 m处有险情,酒后驾驶的制动距离为46.7 m大于40 m,故不能平安停车,故B正确;汽车制动时,加速度大小为a= m/s2=7.5 m/s2,故C错误;此时思考距离增加x=25 m-12.5 m=12.5 m,故x=54.2 m+12.5 m=66.7 m,故D正确。二

14、、计算题(此题共2小题,共30分)11.(12分)(2022青岛模拟)4100 m接力赛是最为剧烈的比赛工程之一,有甲、乙两名运发动在训练交接棒的过程中发现,甲短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程。为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记,在某次练习中,甲在接力区前x0处作了标记,当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令,乙在接力区的前端听到口令时立即起跑(忽略声音传播的时间及人的反响时间),接力区的长度为L=20 m,设乙起跑后的运动是匀加速运动,求:(1)假设x0=13.5 m,且乙恰好在速度到达与甲相同时被甲追上,完成交接棒,那么在完成交棒时乙离接力区末端的距离为多大?(2)假

15、设x0=16 m,乙的最大速度为8 m/s,并能以最大速度跑完全程,要使甲、乙能在接力区完成交接棒,那么乙在听到口令后加速的加速度最大为多少?(结果保存两位小数)【解析】(1)设经过时间t,甲追上乙那么根据题意有vt-vt=13.5 m将v=9 m/s代入得到t=3 s在追上乙的时候,乙运动的位移x=vt=93 m=13.5 m所以乙离接力区末端的距离为x=20 m-13.5 m=6.5 m。(2)由题意可知,乙的加速度越大,在完成交接棒时走过的距离越长。当在接力区的末端边缘完成交接棒时乙的加速度最大设乙的加速度为a2运动的时间t=乙加速的时间t1=L=a2+v乙(t-t1)解得a2= m/s

16、22.67 m/s2。答案:(1)6.5 m(2)2.67 m/s212.(18分)(2022太原模拟)跳伞运发动做低空跳伞表演,他在离地面224 m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动。一段时间后,立即翻开降落伞,以12.5 m/s2 的加速度匀减速下降,为了运发动的平安,要求运发动落地速度最大不得超过5 m/s。(g取10 m/s2)(1)求运发动展开伞时,离地面高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?(2)求运发动在空中运动的最短时间是多少?【解析】(1)设运发动做自由落体运动的高度为h时速度为v,此时翻开伞开始做匀减速运动,落地时速度刚好为5 m/s,这种情况运发动在空中运动时间最短,那么有:v2=2gh-v2=2a(H-h)由两式解得:h=125 m,v=50 m/s为使运发动平安着地,他翻开伞时的高度至少为:h=H-h=224 m-125 m=99 m他以5 m/s的速度着地时,相当于从h高处自由落下,可得:=2gh解得:h=1.25 m(2)他在空中自由下落的时间为:t1=5 s他减速运动的时间为:t2=3.6 s他在空中运动的最短时间为:t=t1+t2=8.6 s答案:(1)99 m1.25 m(2)8.6 s