高考物理真题 模拟新题分类汇编a单元 质点的直线运.docx
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高考物理真题模拟新题分类汇编a单元质点的直线运
A单元质点的直线运动
A1 直线运动的概念、匀速直线运动
5.A1E2[2013·江苏卷]水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等.碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的( )
A.30% B.50%
C.70%D.90%
5.A [解析]从图中可看出,左边的白球间隔大,表示在相等的时间里运动的位移大,即速度大,右边的白球间隔小,表示速度小,所以白球是从左向右运动碰到静止的灰球,碰撞后分开运动.用刻度尺量出左边白球(碰撞前)的位移大小,约为1.35cm,可算作135等份;再用刻度尺量出右边灰球和白球(碰撞后)的位移大小,均约为1.15cm,可算作115等份.设照相机每隔时间t闪光一次,小球的质量为m,每等份的长度为L,则白球碰撞前的动能为
Ek0=
mv2=
m
白球碰撞后的动能为
Ek1=
m
灰球的动能与碰撞后的白球动能相等,这样就可算出损失的动能为Ek0-2Ek1,代入数据进而算出结果:
=0.36≈30%,故选项A正确.
A2 匀变速直线运动的规律及应用
13.A2[2013·广东卷]某航母跑道长200m.飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的最低速度为50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为( )
A.5m/s B.10m/s
C.15m/sD.20m/s
13.B [解析]本题考查匀变速直线运动规律,要求学生具有应用公式解决运动学问题的能力.由v2-v
=2as求得v0=10m/s,B正确.
1.[2013·重庆市高三上学期第一次摸底]飞机从停机坪沿直线滑出,在第1s内,在第2s内,在第3s内的位移分别是2m、4m、6m,那么( )
A.飞机做匀加速运动
B.飞机做匀速运动
C.3s内的平均速度是2m/s
D.3s内的平均速度是4m/s
1.D [解析]不能确定是否做匀加速运动,飞机不是做匀速运动,选项A、B错误;3s内的平均速度是v=
m/s=4m/s,选项C错误,选项D正确.
A3 自由落体运动
3.[2013·安徽省示范高中高三第一次联考]2012年6月1日,空降兵某部官兵使用新装备从260m超低空跳伞成功.若跳伞空降兵在离地面224m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动.一段时间后,立即打开降落伞,以12.5m/s2的平均加速度匀减速下降,为了空降兵的安全,要求空降兵落地速度最大不得超过5m/s(g取10m/s2).则( )
A.空降兵展开伞时离地面高度至少为125m,相当于从2.5m高处自由落下
B.空降兵展开伞时离地面高度至少为125m,相当于从1.25m高处自由落下
C.空降兵展开伞时离地面高度至少为99m,相当于从1.25m高处自由落下
D.空降兵展开伞时离地面高度至少为99m,相当于从2.5m高处自由落下
3.C [解析]设空降兵做自由落体运动的高度为h时速度为v,此时打开伞开始匀减速运动,落地时速度刚好为5m/s,这种情况空降兵在空中运动时间最短,则有v2=2gh,v
-v2=2a(H-h),解得h=125m,v=50m/s,为使空降兵安全着地,他展开伞时的高度至少为H-h=224m-125m=99m,选项A、B错误;他以5m/s的速度着地时,相当于从h′高处自由落下,由v
=2gh′,得h′=
=
m=1.25m,选项C正确,选项D错误.
11.A3[2013·江苏卷](10分)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示.倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球.手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开,第1个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球.当第1个小球撞击M时,M与触头分开,第2个小球开始下落…….这样,就可测出多个小球下落的总时间.
(1)在实验中,下列做法正确的有________.
A.电路中的电源只能选用交流电源
B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方
C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度
D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时
(2)实验测得小球下落的高度H=1.980m,10个小球下落的总时间T=6.5s.可求出重力加速度g=________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt,这导致实验误差.为此,他分别取高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除Δt对实验结果的影响?
请推导说明.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
11.
(1)BD
(2)9.4
(3)增加小球下落的高度,多次重复实验,结果取平均值.
(4)由H1=
g
和H2=
g
可得g=
,因此可以消去Δt的影响.
[解析]
(1)此处的电磁铁起条形磁铁的作用,故应选用直流电源,选项A错误.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离再减去小球的直径作为小球下落的高度,选项C错误.
(2)1个小球下落的时间为0.65s,根据H=
gt2,代入数据计算得g=9.4m/s2.
(3)减小长度测量误差的办法是增加小球下落的高度.防止偶然误差的办法是多次重复实验,结果取平均值.其他答案只要合理也可.
A4 竖直上抛运动
19.A4[2013·全国卷]将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2s,它们运动的v-t图像分别如直线甲、乙所示,则( )
A.t=2s时,两球高度相差一定为40m
B.t=4s时,两球相对于各自抛出点的位移相等
C.两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等
D.甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等
19.BD [解析]本题关键的条件是抛出点距地面高度不同.t=2s时,甲离抛出点为40m,乙刚开始运动,若抛出点在同一高度,则甲、乙高度差为40m,但是抛出点距地面高度不同,故A错误;t=4s时,甲正在下落,离抛出点为40m,乙正在上升,离抛出点也为40m,B正确;两球从抛出到落回各自的抛出点时间相同,但是因为抛出点距地面高度不同,因此C错误;两球从各自抛出点至达到最高点的时间都是3s,D正确.
A5 运动图象
22.A5、F1、E1[2013·安徽卷]一物体放在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示.求:
图1 图2 图3
(1)0~8s时间内拉力的冲量;
(2)0~6s时间内物体的位移;
(3)0~10s时间内,物体克服摩擦力所做的功.
22.[解析]
(1)由图2知I=F1Δt1+F2Δt2+F3Δt3,I=18N·s.
(2)由图3知物体的位移为x=
×3m=6m.
(3)由图2知,在6~8s时间内,物体做匀速运动,于是有f=2N
由图3知在0~10s时间内物体的总位移为
l=
×3m=15m,所以W=fl=2×15J=30J.
6.A5[2013·四川卷]甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则( )
A.甲、乙在t=0到t=1s之间沿同一方向运动
B.乙在t=0到t=7s之间的位移为零
C.甲在t=0到t=4s之间做往复运动
D.甲、乙在t=6s时的加速度方向相同
6.BD [解析]0~1s内,甲的速度为正值,沿正方向运动,乙的速度由负值变为正值,先沿负方向运动后沿正方向运动,A错误;0~7s内,乙的图像与坐标轴所围的面积为0,故位移为0,B正确;甲在0~1s内沿正方向做匀加速运动,在1~2s内沿正方向做匀减速运动,在2~3s内沿正方向做匀加速运动,在3~4s内沿正方向做匀减速运动,故甲在0~4s内沿正方向做单方向上的直线运动,C错误;在t=6s时甲、乙的图像斜率均小于0,故其速度方向都为负,D正确.
19.A5[2013·新课标全国卷Ⅰ]如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置-时间(x-t)图线.由图可知( )
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
19.BC [解析]考查x-t图像.由图可知,在t1时刻是b车追上a车,A错误;图线的倾斜方向代表车的运动方向,向上倾斜代表与正方向相同,向下倾斜代表与正方向相反,图像的斜率的绝对值代表速率,B、C正确,D错误.
5.[2013·新课标全国卷Ⅰ]如图X12所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置-时间(x-t)图线.由图可知( )
图X12
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
5.BC [解析]考查x-t图像.由图可知,在t1时刻是b车追上a车,A错误;图线的倾斜方向代表车的运动方向,向上倾斜代表与正方向相同,向下倾斜代表与正方向相反,图像的斜率的绝对值代表速率,B、C正确,D错误.
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)
21.A7[2013·浙江卷](10分)如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带①和②,纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点.
(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________;
(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为________,纸带①和②上c、e两点间的平均速度v①________v②(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)图中________(填选项).
A.两条纸带均为用装置甲实验所得
B.两条纸带均为用装置乙实验所得
C.纸带①为用装置甲实验所得,纸带②为用装置乙实验所得
D.纸带①为用装置乙实验所得,纸带②为用装置甲实验所得
21.
(1)2.10cm或2.40cm(±0.05cm,有效数字不作要求)
(2)1.13m/s或1.25m/s(±0.05cm/s,有效数字不作要求) 小于 (3)C
[解析]
(1)纸带①,b点读数约为3.90cm,c点读数约为6.00cm,b、c间距离约为2.10cm.纸带②,b点读数约为4.10cm,c点读数约为6.50cm,b、c间距离约为2.40cm.
(2)c、e间的平均速度
=
,纸带①中对应的约为1.13m/s,纸带②中对应的约为1.25m/s.
(3)纸带①中两计时点间的距离越来越大,说明小车一直在加速,所以是用装置甲实验所得.纸带②中d点以后的计时点间的距离不变,说明小车先加速后匀速,所以是用装置乙实验所得.
34.A7[2013·广东卷]
(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如下图a所示,其中斜面倾角θ可调,打点计时器的工作频率为50Hz,纸带上计数点的间距如图b所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.
a b
图16
①部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带.
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车.
C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连.
D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔.
上述实验步骤的正确顺序是:
____________________(用字母填写).
②图b中标出的相邻两个计数点的时间间隔T=____________________s.
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=_________________.
④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=___________________.
(2)下图a是测量电阻Rx的原理图.学生电源输出电压可调,电流表量程选0.6A(内阻不计),标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm.
图17(a)
图17(b)
图17(c)
①根据原理图连接图b的实物图.
②断开S2,合上S1;调节电源输出电压为3.0V时,单位长度电阻丝的电压u=________V/cm.记录此时电流表A1的示数.
③保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同,记录长度L和A2的示数I.测量6组L和I值,测量数据已在图c中标出.写出Rx与L、I、u的关系式Rx=______________;根据图c用作图法算出Rx=_____________________Ω.
34.
(1)①DCBA ②0.1 ③
④
[解析]②每相邻两点之间还有4个记录点未画出,故T=5×0.02s=0.1s
③中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,则v5=
.
④由逐差法得加速度a=
=
.
(2)①实物图连接如图所示 ②0.1 ③
6
19.A7,E4[2013·福建卷]
(1)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):
甲
①下列说法哪一项是正确的________.(填选项前字母)
A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量
C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放
乙
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则打B点时小车的瞬时速度大小为________m/s(保留三位有效数字).
19.
(1)①C ②0.653
[解析]①平衡摩擦力时必须让空车匀速滑下,而不能挂上钩码,A错误;设小车质量为M,钩码质量为m,则绳子的拉力F=Ma=
=
mg,显然只有Mm时,才有
→0,此时F≈mg,即钩码质量应远小于小车质量,B错误.②对于匀加速直线运动,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,B点的速度等于AC段的平均速度,又AB段的时间为T=5T0=
=0.1s,所以vB=
AC=
=
=
m/s=0.653m/s.
A8 直线运动综合
24.A8[2013·新课标全国卷Ⅰ]水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R.在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点.已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动;B平行于x轴朝x轴正向匀速运动.在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l).假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小.
24.[解析]设B车的速度大小为v.如图,标记R在时刻t通过点K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G.由运动学公式,H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为
yA=2l+
at2①
xB=vt②
在开始运动时,R到A和B的距离之比为2∶1,即
OE∶OF=2∶1
由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之比都为2∶1.因此,在时刻t有
HK∶KG=2∶1③
由于△FGH~△IGK,有
HG∶KG=xB∶(xB-l)④
HG∶KG=(yA+l)∶(2l)⑤
由③④⑤式得
xB=
l⑥
yA=5l⑦
联立①②⑥⑦式得 v=
⑧
24.A8[2013·全国卷](15分)一客运列车匀速行驶,其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性的撞击.坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0s.在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动.该旅客在此后的20.0s内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过.已知每根铁轨的长度为25.0m,每节货车车厢的长度为16.0m,货车车厢间距忽略不计.求:
(1)客车运行速度的大小;
(2)货车运行加速度的大小.
24.[解析]
(1)设连续两次撞击铁轨的时间间隔为Δt,每根铁轨的长度为l,则客车速度为
v=
①
其中l=25.0m,Δt=
s,得
v=37.5m/s②
(2)设从货车开始运动后t=20.0s内客车行驶了s1米,货车行驶了s2米,货车的加速度为a,30节货车车厢的总长度为L=30×16.0m.由运动学公式有
s1=vt③
s2=
at2④
由题给条件有L=s1-s2⑤
由②③④⑤式解得
a=1.35m/s2⑥
10.[2013·湖南省衡阳市五校联考]驾驶证考试中的路考,在即将结束时要进行目标停车,考官会在离停车点不远的地方发出指令,要求将车停在指定的标志杆附近,终点附近的道路是平直的,依次有编号为A、B、C、D、E的五根标志杆,相邻杆之间的距离ΔL=12.0m.一次路考中,学员甲驾驶汽车,学员乙坐在后排观察并记录时间,学员乙与车前端面的距离为Δs=2.0m.假设在考官发出目标停车的指令前,汽车是匀速运动的,当学员乙经过O点时考官发出指令:
“在D标志杆目标停车”,发出指令后,学员乙立即开始计时,学员甲需要经历Δt=0.5s的反应时间才开始刹车,开始刹车后汽车做匀减速直线运动,直到停止.学员乙记录下自己经过B、C杆时的时刻tB=4.50s,tC=6.50s.已知LOA=44m.求:
图X16
(1)刹车前汽车做匀速运动的速度大小v0及汽车开始刹车后做匀减速直线运动的加速度大小a;
(2)汽车停止运动时车头前端面离D的距离.
10.
(1)16m/s 2m/s2
(2)6m
[解析]
(1)设O、A之间的距离为L,根据题意,有
LOA+ΔL=v0Δt+v0(tB-Δt)-
a(tB-Δt)2
LOA+2ΔL=v0Δt+v0(tC-Δt)-
a(tC-Δt)2
联立解得v0=16m/s a=2m/s2.
(2)汽车刹车位移:
x1=
=64m
反应时间内汽车位移:
x2=v0Δt=8m
汽车停止运动时满足:
LOA+3ΔL-Δs=x+x1+x2
解得x=6m.