专题01直线运动—备战2023年高考物理母题题源解密(全国通用)(解析版).pdf
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1、专 题 0 1 直 线 运 动 考 向 一 匀 变 速 直 线 运 动 的 规 律 及 应 用【母 题 来 源 一】2022年 高 考 全 国 甲 卷【母 题 题 文】(2022全 国 甲 卷 T15)长 为/的 高 速 列 车 在 平 直 轨 道 上 正 常 行 驶,速 率 为 处,要 通 过 前 方 一 长 为 L 的 隧 道,当 列 车 的 任 一 部 分 处 于 隧 道 内 时,列 车 速 率 都 不 允 许 超 过 v(vw)。已 知 列 车 加 速 和 减 速 时 加 速 度 的 大 小 分 别 为 和 2a,则 列 车 从 减 速 开 始 至 回 到 正 常 行 驶 速 率 vo
2、所 用 时 间 至 少 为()环-v L+/A.+-2a vD.v0-v 1 L+21 C.-3-(-v0-v-)-1-+-/D.-3-(-v-0-v-)-1-+-2/-c i v 2a v a v【答 案】C【解 析】由 题 知 当 列 车 的 任 一 部 分 处 于 隧 道 内 时,列 车 速 率 都 不 允 许 超 过 V(Uvo),则 列 车 进 隧 道 前 必 须 减 速 到 V,则 有 列 车 尾 部 出 隧 道 后 立 即 加 速 到 小,有 v=vo-2at解 得 2a在 隧 道 内 匀 速 有 L+l 2.V则 列 车 从 减 速 开 始 至 回 到 正 常 行 驶 速 率
3、W)所 用 时 间 至 少 为 vo=v+at3解 得 q-a故 选 Co工=3(%-丫)+/2a v【母 题 来 源 二】2022年 高 考 湖 北 卷(2022湖 北 T6)我 国 高 铁 技 术 全 球 领 先,乘 高 铁 极 大 节 省 了 出 行 时 间。假 设 两 火 车 站 W 和 G 间 的 铁 路 里 程 为 1080km,W 和 G 之 间 还 均 匀 分 布 了 4 个 车 站。列 车 从 W 站 始 发,经 停 4 站 后 到 达 终 点 站 G。设 普 通 列 车 的 最 高 速 度 为 108 km/h,高 铁 列 车 的 最 高 速 度 为 324 km/h。若
4、普 通 列 车 和 高 铁 列 车 在 进 站 和 出 站 过 程 中,加 速 度 大 小 均 为 0.5 m/s2,其 余 行 驶 时 间 内 保 持 各 自 的 最 高 速 度 匀 速 运 动,两 种 列 车 在 每 个 车 站 停 车 时 间 相同,则 从 W 到 G 乘 高 铁 列 车 出 行 比 乘 普 通 列 车 节 省 的 时 间 为()A.6 小 时 2 5分 钟 B.6 小 时 3 0分 钟 C.6 小 时 3 5分 钟 D.6 小 时 4 0分 钟【答 案】B【解 析】108 km/h=30m/s,324 km/h=90m/s山 于 中 间 4 个 站 均 匀 分 布,因
5、此 节 省 的 时 间 相 当 于 在 任 意 相 邻 两 站 间 节 省 的 时 间 的 5 倍 为 总 的 节 省 时 间,相 邻 两 站 间 的 距 离 x=1 0 8 0 x l0 tm=2 1 6 x l()5 m5普 通 列 乍 加 速 时 间 乜=s=60sa 0.5加 速 过 程 的 位 移 x,-at=x 0.5 x 602 m=900m1 2 1 2根 据 对 称 性 可 知 加 速 与 减 速 位 移 相 等,可 得 匀 速 运 动 的 时 间,2x-2 x.2.16X 105-2 X 900=-L=-s=7140sv 30同 理 高 铁 列 车 加 速 时 间 T 需
6、加 速 过 程 的 位 移 1.1、X=at=x 0.5 x 180 m=8100m,2 1 2根 据 对 称 性 可 知 加 速 与 减 速 位 移 相 等,可 得 匀 速 运 动 的 时 间 0=2.6 g 2 a 3 s2 y 90相 邻 两 站 间 节 省 的 时 间 X=2+)一(4+2/1)=4680s因 此 总 的 节 省 时 间 A%=5Af=4680 x5s=23400s=6 小 时 30 分故 选 Bo【命 题 意 图】本 类 题 通 常 主 要 考 查 位 移、速 度、平 均 速 度、加 速 度 等 基 本 运 动 概 念 的 理 解 及 匀 变 速 直 线 运 动 的
7、规 律 和 应 用。在 特 定 情 境 中 运 用 匀 变 速 直 线 运 动 模 型、公 式、推 论 解 决 问 题。【考 试 方 向】这 类 试 题 在 考 查 题 型 上,通 常 基 本 以 选 择 题 的 形 式 出 现,极 个 别 情 况 下 会 出 现 在 计 算 题 中 以 考 查 匀 变 速 直 线 运 动 的 规 律 及 应 用。以 生 产、生 活 实 际 为 背 景 的 匀 变 速 直 线 运 动 规 律 的 应 用 尝 试 用 能 将 运 动 学 知 识 运 用 到 生 活 中,如 体 育 运 动、行 车 安 全、追 及 和 相 遇 问 题 尝 试 用 能 将 运 动 学
8、 知 识 运 用 到 生 活 中,如 体 育 运 动、行 车 安 全、追 及 和 相 遇 问 题。【得 分 要 点】求 解 这 类 问 题 的 基 本 思 路 与 方 法 有:1.基 本 思 路 画 过 程 示 意 图|T|判 断 运 动 性 阑-I选 取 正 方 向 I-I选 用 公 式 列 施-I解 方 程 并 加 而 瓦 2.正 方 向 的 选 定 无 论 是 匀 加 速 直 线 运 动 还 是 匀 减 速 直 线 运 动,通 常 以 初 速 度 V0的 方 向 为 正 方 向;当 w=0 时,一 般 以 加 速 度 的 方 向 为 正 方 向.速 度、加 速 度、位 移 的 方 向 与
9、 正 方 向 相 同 时 取 正,相 反 时 取 负.3.解 决 匀 变 速 运 动 的 常 用 方 法(1)逆 向 思 维 法:对 于 末 速 度 为 零 的 匀 减 速 运 动,采 用 逆 向 思 维 法,可 以 看 成 反 向 的 初 速 度 为 零 的 匀 加 速 直 线 运 动.(2)图 像 法:借 助 v-f 图 像(斜 率、面 积)分 析 运 动 过 程.4.两 种 匀 减 速 直 线 运 动 的 比 较 1.刹 车 类 问 题(1)其 特 点 为 匀 减 速 到 速 度 为 零 后 停 止 运 动,加 速 度 a 突 然 消 失.(2)求 解 时 要 注 意 确 定 实 际 运
10、 动 时 间.(3)如 果 问 题 涉 及 最 后 阶 段(到 停 止)的 运 动,可 把 该 阶 段 看 成 反 向 的 初 速 度 为 零 的 匀 加 速 直 线 运 动.2.双 向 可 逆 类 问 题(1)示 例:如 沿 光 滑 固 定 斜 面 上 滑 的 小 球,到 最 高 点 后 仍 能 以 原 加 速 度 匀 加 速 下 滑,全 过 程 加 速 度 大 小、方 向 均 不 变.(2)注 意:求 解 时 可 分 过 程 列 式 也 可 对 全 过 程 列 式,但 必 须 注 意 X、V、。等 矢 量 的 正 负 号 及 物 理 意 义.5.匀 变 速 直 线 运 动 的 常 用 推
11、论(1)平 均 速 度 公 式:做 匀 变 速 直 线 运 动 的 物 体 在 一 段 时 间 内 的 平 均 速 度 等 于 这 段 时 间 内 初、末 时 刻 速 度 矢 量 和 的 一 半,还 等 于 中 间 时 刻 的 瞬 时 速 度.即:下 二 当 詈 二%.此 公 式 可 以 求 某 时 刻 的 瞬 时 速 度.(2)位 移 差 公 式:连 续 相 等 的 相 邻 时 间 间 隔 7 内 的 位 移 差 相 等.即:A X=X 2-Xl=X3-X2=X”Xn-I=aT.不 相 邻 相 等 的 时 间 间 隔 T 内 的 位 移 差 即=(?一 此 公 式 可 以 求 加 速 度.2
12、.初 速 度 为 零 的 匀 加 速 直 线 运 动 的 四 个 重 要 比 例 式(1)7末、2T末、3T末、了 末 的 瞬 时 速 度 之 比 为 vi:V2:v3:.:v,=l:2:3:.:n.(2)前 T 内、前 27内、前 3 7 内.前 内 的 位 移 之 比 为 为:*3:斯=1:4:9:/.第 1 个 7 内、第 2 个 7 内、第 3 个 7 内.第 个 T 内 的 位 移 之 比 为 打:Xu:利:XN=1:3:5:.:(2-1).(4)从 静 止 开 始 通 过 连 续 相 等 的 位 移 所 用 时 间 之 比 为 人:虑:“:%=1:(出 一 1):(小 一 啦):(
13、班 一、一 1).考 向 二 运 动 图 像 的 理 解 及 应 用 画 题 呈 现【母 题 来 源 三】2022年 高 考 河 北 卷【母 题 题 文】(2022河 北 高 考 真 题)1.科 学 训 练 可 以 提 升 运 动 成 绩,某 短 跑 运 动 员 科 学 训 练 前 后 百 米 全 程 测 试 中,速 度 v与 时 间,的 关 系 图 像 如 图 所 示。由 图 像 可 知()A.0 彳 时 间 内,训 练 后 运 动 员 的 平 均 加 速 度 大 B.02时 间 内,训 练 前、后 运 动 员 跑 过 的 距 离 相 等 C./2工 3时 间 内,训 练 后 运 动 员 的
14、 平 均 速 度 小 D.乙 时 刻 后,运 动 员 训 练 前 做 减 速 运 动,训 练 后 做 加 速 运 动【答 案】D【解 析】【详 解】A.根 据 犬-/图 像 的 斜 率 表 示 加 速 度,由 题 图 可 知 0 1 时 间 内,训 练 后 运 动 员 的 平 均 加 速 度 比 训练 前 的 小,故 A 错 误;B.根 据 了 一,图 像 围 成 的 面 积 表 示 位 移,由 题 图 可 知 0 L 时 间 内,训 练 前 运 动 员 跑 过 的 距 离 比 训 练 后 的 大,故 B 错 误;C.根 据 图 像 围 成 的 面 积 表 示 位 移,由 题 图 可 知 L,
15、3时 间 内,训 练 后 运 动 员 的 位 移 比 训 练 前 的 位 移 大,根 据 平 均 速 度 等 于 位 移 与 时 间 的 比 值,可 知 训 练 后 运 动 员 的 平 均 速 度 大,故 C 错 误;D.根 据 v-f图 像 可 直 接 判 断 知,与 时 刻 后,运 动 员 训 练 前 速 度 减 小,做 减 速 运 动:4 时 刻 后,运 动 员 训 练 后 速 度 增 加,做 加 速 运 动,故 D 正 确。故 选 D。【命 题 意 图】本 类 题 通 常 主 要 考 查 对 位 移、路 程、速 度、速 率、平 均 速 度、时 间、时 刻、加 速 度 等 基 本 运 动
16、 概 念 的 理 解 与 图 象 的 应 用。【考 试 方 向】这 类 试 题 在 考 查 题 型 上,通 常 基 本 以 选 择 题 的 形 式 出 现,极 个 别 情 况 下 会 出 现 在 计 算 题 中 以 考 查 识 图、读 图 的 能 力,难 度 一 般 不 大;在 考 查 内 容 上 一 般 以 X Y 图 象、“f图 象 的 形 式 出 现,少 数 情 况 下 会 出 现 图 象、X-V图 象 等 不 常 见 的 运 动 图 象,着 重 考 查 对 基 本 概 念 和 基 本 规 律 的 理 解 与 应 用,以 及 读.图、识 图、画 图、用 图 的 能 力。【得 分 要 点】
17、在 中 学 教 材 中 出 现 了 x-r图 象、VI图 象 两 种 运 动 图 象,因 此 要 对 这 两 种 运 动 图 象 有 深 刻 的 理 解:1.处 理 图 像 问 题 的 基 本 思 路 2.运 动 学 图 像 的 理 解(1)X-Z图 象 和 V-/图 象 都 是 对 物 体 运 动 的 一 种 描 述,分 别 反 映 了 做 直 线 运 动 时 的 物 体 的 位 移(位 置)X和 速 度 V 随 时 间 t变 化 的 关 系,并 不 表 示 物 体 的 运 动 轨 迹:(2)通 过 x-f图 象 可 以 知 道 某 时 刻 运 动 物 体 的 位 置,以 及 在 这 一 位
18、 置 的 运 动 情 况,通 过 7 图 象 可 以 知道 某 时 刻 运 动 物 体 的 速 度,以 及 在 这 一 时 刻 的 运 动 情 况;(3)在 x-t图 象 中,若 图 线 为 平 行 于 时 间 轴 的 直 线,则 表 示 物 体 处 于 静 止 状 态,若 图 线 为 倾 斜 直 线,则 表 示 物 体 做 匀 速 直 线 运 动,直 线 的 斜 率 表 示 了 物 体 的 运 动 速 度,若 图 线 为 曲 线,则 表 示 物 体 做 变 速 直 线 运 动,曲 线 上 某 点 切 线 的 斜 率 表 示 物 体 在 对 应 时 刻.的 运 动 速 度;(4)在 回 图 象
19、 中,若 图 线 为 平 行 于 时 间 轴 的 直 线,则 表 示 物 体 做 匀 速 直 线 运 动,若 图 线 为 倾 斜 直 线,则 表 示 物 体 做 匀 变 速 直 线 运 动,直 线 的 斜 率 表 示 了 物 体 的 运 动 的 加 速 度,若 图 线 为 曲 线,则 表 示 物 体 做 变 加 速 直 线 运 动,曲 线 上 某 点 切 线 的 斜 率 表 示 物 体 在 对 应 时 刻 运 动 的 加 速 度。(5)几 种 特 殊、相 同 形 状 的 X q 图 象 与 修 图 象 的 比 较。x-r图 象 v-t图 象 表 示 从 参 考 点 开 始 的 匀 速 直 线
20、运 动(斜 率 表 示 速 度 V)表 示 初 速 为 零 的 匀 加 速 直 线 运 动(斜 率 表 示 加 速 度。)表 示 物 体 处 于 静 止 状 态 表 示 物 体 做 匀 速 直 线 运 动 表 示 物 体 向 与 规 定 的 正 方 向 相 反 的 方 向 做 匀 速 直 线 运 动 表 示 物 体 做 匀 减 速 直 线 运 动 交 点 横 坐 标 表 示 三 个 运 动 质 点 相 遇 的 时 刻,纵 坐 标 表 示 三 个 运 动 质 点 相 遇 时 相 对 参 考 点 的 位 移 交 点 表 示 三 个 运 动 质 点 速 度 相 同 的 时 刻“时 刻 物 体 相 对
21、 参 考 点 的 位 移 为 用 h 时 刻 物 体 的 速 度 为 也,图 线 下 方 的 面 积 表 示 物 体 在 0h时 间 内 的 位 移 纵 截 距 表 示 初 始 位 置 横 截 距 表 示 回 到 参 考 点 的 时 刻 纵 截 距 表 示 初 速 度 横 截 距 表 示 速 度 为 零 的 忖 刻(6)常 见 直 线 运 动 的 运 动 图 象 的 比 较。X-图 象 v-t图 象 a-t图 象 匀 速 直 线 运 动 至 u=常 数 a。-/a=0匀 加 速 直 线 运 动(voO,。0)需 要 强 调 的 是:在 分 析 物 理 图 象 时,图 象 中 的 斜 率、截 距
22、、图 线 与 轴 所 围 面 积 等,往 往 都 是 描 述 和 解 物 线.0;4=常 数 匀 减 速 直 线 运 动(v o O,。0)4=常 数 备 注 图 线(或 点 的 切 线)的 斜 率 表 示 速 度。图 线(或 点 的 切 线)的 斜 率 表 示 加 速 度;图 线 与 时 间 轴 所 围 的 面 积 表 示 位 移,图 线 分 布 在 时 间 轴 的 上 方,面 积 为 正 值,图 线 分 布 在 时 间 轴 的 下 方,面 积 为 负 值。图 线 与 时 间 轴 所 围 的 面 积 表 示 速 度 变 化 量。决 物 理 问 题 的 重 要 手 段。考 向 三 运 动 图
23、像 与 动 力 学 及 功 功 率 的 综 合 问 题 画 题 呈 现【母 题 来 源 四】2022年 高 考 广 东 卷【母 题 题 文】3.图 是 滑 雪 道 的 示 意 图。可 视 为 质 点 的 运 动 员 从 斜 坡 上 的 M 点 由 静 止 自 由 滑 下,经 过 水 平 N P段 后 飞 入 空 中,在。点 落 地。不 计 运 动 员 经 过 N 点 的 机 械 能 损 失,不 计 摩 擦 力 和 空 气 阻 力。下 列 能 表 示 该 过 程 运 动 员 速 度 大 小 v或 加 速 度 大 小 a 随 时 间,变 化 的 图 像 是()aik Q 八 C.:;D.o1 r
24、o r【答 案】c【解 析】【详 解】设 斜 坡 倾 角 为 e,运 动 员 在 斜 坡 MN段 做 匀 加 速 直 线 运 动,根 据 牛 顿 第 二 定 律 mg sin 0=max可 得 4=gsin。运 动 员 在 水 平 N P 段 做 匀 速 直 线 运 动,加 速 度%=。运 动 员 从 P 点 飞 出 后 做 平 抛 运 动,加 速 度 为 重 力 加 速 度%=g设 在 P 点 的 速 度 为%,则 从 P 点 飞 出 后 速 度 大 小 的 表 达 式 为=&+g 2/由 分 析 可 知 从 P 点 E出 后 速 度 大 小 与 时 间 的 图 像 不 可 能 为 直 线,
25、且 C 正 确,A B D 错 误。故 选 C。【命 题 意 图】本 类 题 通 常 主 要 结 合 运 动 图 像 考 查 及 对 牛 顿 第 二 定 律、直 线 运 动 规 律、功、功 率 等 物 理 概 念 与 规 律 的 理 解 与 综 合 应 用。【考 试 方 向】这 类 试 题 在 考 查 题 型 上,通 常 基 本 以 选 择 题 的 形 式 出 现,极 个 别 情 况 下 会 出 现 在 计 算 题 中 以 考 查 识 图、读 图 的 能 力,难 度 中 等 或 较 难;在 考 查 内 容 上 一 般 以 门 h a-t.x-v图 象 的 形 式 出 现,着 重 考 查 对 基
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