2023高考物理 基础知识综合复习 优化集训2 匀变速直线运动规律及其应用(含自由落体).docx

1、优化集训2匀变速直线运动规律及其应用(含自由落体)基础巩固1.(2021年浙江7月学考)如图甲所示,一只蜗牛正在爬行。图乙是它由静止开始爬行0.2 s的v-t图像,则蜗牛在图乙所示过程中()A.做匀速直线运动B.做匀减速直线运动C.做匀加速直线运动D.在t=0.2 s时速度大小是210-3 m/s2.(2021浙江嘉兴高一期末)以72 km/h的速度行驶的列车在驶近一座石拱桥时做匀减速直线运动,若加速度的大小是0.3 m/s2,则列车减速行驶1 min后的速度大小是()A.71.7 m/sB.54 m/sC.19.7 m/sD.2 m/s3.某航母跑道长200 m,飞机在航母上起飞需要的最低速

2、度为50 m/s,若飞机在跑道上由静止开始做匀加速直线运动,则飞机在跑道上滑行时最小加速度为()A.6 m/s2B.6.5 m/s2C.6.25 m/s2D.6.75 m/s24.(2022年浙江1月学考)如图所示,两同学合作进行反应时间的测定,甲同学捏住直尺的顶端,乙同学用手靠近直尺刻度为0的位置做捏尺的准备,甲同学放手让直尺下落,乙同学捏住直尺的位置在刻度15 cm处,则乙同学的反应时间约为()A.0.05 sB.0.10 sC.0.17 sD.0.25 s5.(2021浙江金华高一期末)一辆汽车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因故突然紧急刹车,随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运

3、动的加速度大小为2 m/s2,则()A.刹车时汽车做匀减速运动的总时间为4 sB.刹车时汽车在6 s末的速度大小为2 m/sC.刹车时汽车在前2 s内通过的位移为16 mD.刹车时汽车通过的总位移为50 m6.自驾游是目前比较流行的旅游方式,在人烟稀少的公路上行驶时,司机会遇到动物穿过公路的情形。如图所示,一辆汽车正在以速度v=20 m/s匀速行驶,突然公路上冲出三只小动物,司机马上刹车,假设刹车过程是匀减速运动。加速度大小为4 m/s2,小动物与汽车距离约为55 m,以下说法正确的是()A.汽车匀减速6 s末的速度为1 m/sB.匀减速运动的汽车没有撞上小动物C.汽车第2 s末的速度为10

4、m/sD.汽车停止前最后一秒的位移为4 m7.如图所示的v-t和x-t图像中,表示物体做匀减速直线运动的是()8.2021年东京奥运会,中国运动员夺得东京奥运会女子10米跳台冠军(如图甲所示),如图乙所示为其竖直分速度与时间的关系图像,以其向上离开跳台时作为计时起点,运动过程中视其为质点,则下列说法正确的是()A.t1时刻达到最高点B.t3时刻开始进入水面C.t2t3时间段加速度竖直向下D.0t1时间段与t1t2时间段加速度方向相反9.(2021浙江丽水高一期末)如图所示为某物体做直线运动的x-t图像,由图可知,该物体()A.第3 s内和第4 s内的位移相同B.在02 s内的位移大小是1.5

5、mC.在第1 s内和第3 s内的运动方向相同D.第2 s内的速度为1 m/s10.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 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4 s内发生的位移为零D.03 s和05 s内的平均速度大小相等11.鹃湖公园完善的基础建设吸引广大市民前来健身,在某次慢走中,朱老师发现一片手掌大小的树叶正好从离水平地面高3.2 m 的树枝上飘落。若可将树叶的初速度忽略,你认为这片树叶从树枝开始下落到落到地面上的时间最可能为()A.0.4 sB.0.6 sC.0.8 sD.3 s12.某跳楼机的基本原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面

6、139 m的高处,然后让座舱自由落下,落到离地面59 m高时,制动系统开始启动,使座舱均匀减速,到达离地面9 m时速度减为零。忽略空气阻力,g取10 m/s2。试求:(1)此过程中的最大速度;(2)当座舱落到离地面39 m的位置时的加速度;(3)从开始下落到静止的总时间。能力提高13.高速公路的ETC电子收费系统如图所示,ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以5 m/s的速度匀速进入识别区,ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.5 s,刹车的加速度大小

7、为2.5 m/s2,则该ETC通道的长度约为()A.7 mB.9 mC.11 mD.13 m14.为了制止高楼住户向窗外随意丢弃垃圾的陋习,某同学提出如下设想:在二楼窗子上、下边框安装光电探测装置,利用自由落体运动规律发现丢弃垃圾住户的楼层高度。设窗子上、下边框之间的距离为0.9 m,某天光电探测装置检测到一下落物件经过该窗口的时间为0.03 s,假设丢物住户是从自己窗口无初速度扔下垃圾,每层楼高3 m左右,不计空气阻力,g取10 m/s2。估计丢物住户的楼层是()A.9楼B.11楼C.15楼D.17楼15.(2022浙江杭州高一期中)哈尔滨工业大学计算机部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶

8、比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8 m之内时,机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示,在某次投掷练习中机器人夹取冰壶,由静止开始做匀加速直线运动,之后释放冰壶,二者均做匀减速直线运动,冰壶准确命中目标,二者在整个运动过程中的v-t图像如图乙所示。此次投掷中,下列说法正确的是()A.冰壶减速运动的加速度大小为0.125 m/s2B.9 s末,冰壶的速度大小为5.75 m/sC.7 s末,冰壶、机器人二者间距为8 mD.机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息16.(2021浙江宁波高一期末)因测试需要,一辆汽车在某雷达测速区,沿平直路面从静止开始匀加速一段时间后,又紧接着匀减速运动

9、直到最后停止。下表中给出了雷达测出的各个时刻对应的汽车速度数值。求:时刻/s01.02.03.07.08.09.010.0速度/(ms-1)03.06.09.06.04.02.00(1)汽车匀加速和匀减速两阶段的加速度的大小;(2)汽车运动过程中的最大速度;(3)汽车在该区域行驶的总位移。优化集训2匀变速直线运动规律及其应用(含自由落体)1.D解析 根据v-t图像可以看出,速度在增加,但是并不是均匀增加,选项A、B、C均错误,根据图像可以看出,t=0.2s时,物体的瞬时速度大小为210-3m/s,选项D正确。2.D解析 列车初速度为v0=72km/h=20m/s设列车减速到零所用的时间为t0,

10、则有t0=v0a=200.3s=2003s因t0=2003s60s,说明列车经过1min仍在运动,则根据速度公式可得,列车减速行驶1min后的速度大小为v=v0-at=20m/s-0.360m/s=2m/s,故选D。3.C解析 根据v2=2ax,可得飞机在跑道上滑行时最小加速度为a=6.25m/s2,故选C。4.C解析 根据y=12gt2得,乙同学的反应时间t=2yg=0.17s,C正确。5.C解析 刹车时汽车做匀减速运动的总时间为t=va=5s,A错误;刹车时汽车在5s末汽车已经停止,则6s末的速度大小为0,B错误;刹车时汽车在前2s内通过的位移为x2=vt2-12at22=102m-122

11、22m=16m,C正确;刹车时汽车通过的总位移为x=v2t=25m,D错误。6.B解析 汽车减速至0的时间为t=v0|a|=204s=5s,在第5s末汽车速度为0,故A错误;汽车运动的总位移为x=v0t+12at2=50m55m,可知匀减速运动的汽车没有撞上小动物,B正确;汽车第2s末的速度为v2=v0+at2=12m/s,故C错误;将汽车的运动视为反向的从静止开始的匀加速直线运动,可得汽车停止前最后1s的位移为x1=12at12=2m,故D错误。7.B解析 速度随时间均匀增大,表示物体做初速度不为零的匀加速直线运动,故A错误。速度随时间均匀减小,表示物体做初速度不为零的匀减速直线运动,故B正

12、确。位移随时间均匀减小,表示物体做匀速运动,故C错误。速度随时间均匀增大,表示物体沿负方向做初速度不为零的匀加速直线运动,故D错误。8.A解析 由题图可知0t1时间内运动员向上做竖直上抛运动,在t1时刻达到最高点,之后在t1t2时间内做自由落体运动,所以0t1时间段与t1t2时间段加速度方向相同;运动员在t2时刻开始进入水面,之后在t2t3时间内运动员在水中做匀减速运动,此时运动员的加速度方向竖直向上,综上所述可知A正确,B、C、D错误。9.A解析 物体第3s内和第4s内的位移都为-1m,位移相同,故A正确;在02s内的位移大小是1m,B错误;在第1s内运动方向为正方向,第3s内的运动方向为负

13、方向,不相同,C错误;第2s内物体的位置没有变化,速度为0,D错误。10.C解析 在第1s末速度方向没有发生改变,则A错误;速度与时间图像的斜率表示加速度,所以在第2s末加速度方向没有发生改变,则B错误;v-t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,在时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负,所以在前4s内发生的位移为零,则C正确;03s和05s内的位移大小相等,但时间不一样,所以平均速度大小不相等,则D错误。11.D解析 若是自由落体运动,则落地的时间为t=2hg=23.210s=0.8s因树叶下落时受空气阻力影响较大,则下落时间大于0.8s。故选D。12.解析 (1)下落过程中,前80m自由落

14、体运动,则vm=2gh=21080m/s=40m/s。(2)匀减速运动过程中,根据v2-vm2=2ax解得a=-16m/s2所以加速度大小为16m/s2,方向竖直向上。(3)自由落体运动的时间t1=2hgt1=4s减速运动的时间t2=vm-a=4016s=2.5st=t1+t2=6.5s。答案 (1)40 m/s(2)16 m/s2,方向竖直向上(3)6.5 s13.B解析 ETC通道的长度约为x=v0(t+t)+v022a=5(0.3+0.5)m+5222.5m=9m,故选B。14.D解析 下落物在上下边框间的运动可视为匀速运动,所以v=ht=0.90.03m/s=30m/s这段时间内的平均

15、速度可以认为是末速度,故下落物下落的高度h=v22g=302210m=45m每层楼高为3m,则453=15该同学住2楼,则估计为17层住户所抛,故选D。15.A解析 根据加速度的定义可知,冰壶减速运动的加速度大小为a=vt=5-611-3m/s2=-0.125m/s2,故加速度大小为0.125m/s2,A正确;由速度时间公式可得,9s末冰壶的速度大小为v=v0+at1=6m/s-0.1256m/s=5.25m/s,B错误;由图线可知,机器人的加速度为a机=vt=0-69-3m/s2=-1m/s2,37s冰壶的位移为x冰=v0t2+12a冰t22=23m,37s机器人的位移为x机=v0t2+12

16、a机t22=16m,则7s末冰壶、机器人二者间距为7m,C错误;从第3s到机器人停止运动时,其位移为18m,而39s冰壶的位移为x冰=v0t3+12a冰t32=33.75m,可知,机器人不能一直准确获取冰壶的运动信息,D错误。16.解析 (1)由表中数据可得匀加速过程a1=v1t1=6-32-1m/s2=3m/s2匀减速过程a2=v2t2=4-68-7m/s2=-2m/s2即匀减速过程加速度大小为2m/s2。(2)设全程加速时间为t1,减速时间为t2,最大速度为vt1+t2=10sv=a1t1=-a2t2解得t1=4st2=6s最大速度v=12m/s。(3)由匀变速规律可知全程平均速度v=v2=6m/s所以总位移x=v(t1+t2)=60m。答案 (1)3 m/s22 m/s2(2)12 m/s(3)60 m