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2024新教材物理高考二轮专题复习
专题一 直线运动
五年高考
基础题组
1.(2022浙江1月选考,2,3分)下列说法正确的是 ( )
甲
乙
丙
丁
A.研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球可以看成质点
B.研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,乒乓球不能看成质点
C.研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小可以忽略
D.研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分的速度可视为相同
答案 B
2.(2022河北,1,4分)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t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A.0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度大
B.0~t2时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
C.t2~t3时间内,训练后运动员的平均速度小
D.t3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
3.(2019浙江4月选考,9,3分)甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图像如图所示,则在0~t1时间内( )
A.甲的速度总比乙大
B.甲、乙位移相同
C.甲经过的路程比乙小
D.甲、乙均做加速运动
答案 B
4.(2023山东,6,3分)如图所示,电动公交车做匀减速直线运动进站,连续经过R、S、T三点,已知ST间的距离是RS的两倍,RS段的平均速度是10 m/s,ST段的平均速度是5 m/s,则公交车经过T点时的瞬时速度为( )
A.3 m/s B.2 m/s
C.1 m/s D.0.5 m/s
答案 C
5.(2023全国乙,14,6分)一同学将排球自O点垫起,排球竖直向上运动,随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比,则该排球( )
A.上升时间等于下落时间
B.被垫起后瞬间的速度最大
C.达到最高点时加速度为零
D.下落过程中做匀加速运动
答案 B
6.(2022全国甲,15,6分)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,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(v
C.+ D.+
答案 C
7.(2023全国甲,16,6分)一小车沿直线运动,从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻,此后做匀减速运动,到t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是( )
答案 D
8.(2023湖北,8,4分)(多选)t=0时刻,质点P从原点由静止开始做直线运动,其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化,周期为2t0。在0~3t0时间内,下列说法正确的是( )
A.t=2t0时,P回到原点
B.t=2t0时,P的运动速度最小
C.t=t0时,P到原点的距离最远
D.t=t0时,P的运动速度与t=t0时相同
答案 BD
9.(2021辽宁,3,4分)某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置x与时间t的关系如图所示,则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是( )
答案 A
10.(2021海南,10,4分)(多选)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,t=0时经过路边的同一路标,下列位移-时间(x-t)图像和速度-时间(v-t)图像对应的运动中,甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是( )
答案 BC
11.(2022湖北,6,4分)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1 080 km, 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25分钟 B.6小时30分钟
C.6小时35分钟 D.6小时40分钟
答案 B
12.(2021浙江6月选考,19,9分)机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示,质量m=1.0×103 kg 的汽车以v1=36 km/h的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线s=20 m 处,驾驶员发现小朋友排着长l=6 m的队伍从斑马线一端开始通过,立即刹车,最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变,且忽略驾驶员反应时间。
(1)求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小;
(2)若路面宽L=6 m,小朋友行走的速度v0=0.5 m/s,求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间;
(3)假设驾驶员以v2=54 km/h超速行驶,在距离斑马线s=20 m处立即刹车,求汽车到斑马线时的速度大小。
答案 (1)4 s 2.5×103 N (2)20 s (3)5 m/s
13.(2020课标Ⅰ,24,12分)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用F=kv2描写,k为系数;v是飞机在平直跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度。已知飞机质量为1.21×105 kg时,起飞离地速度为66 m/s;装载货物后质量为1.69×105 kg,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
答案 (1)78 m/s (2)2.0 m/s2 39 s
三年模拟
1.(2022湖北武汉汉阳质检,1)(多选)一质点从A点做初速度为零、加速度为a1的匀加速直线运动,经过一段时间后到达B点,此时加速度突然反向,大小变为a2,又经过同样的时间到达C点。已知A、C的距离为A、B的距离的一半,则a1与a2的大小之比可能为( )
A. B. C. D.
答案 BC
2.(2023安徽合肥八中高三第二次考试,6)铁路部门在城际常规车次中实行交错停车模式,部分列车实行一站直达。假设两火车站之间还均匀分布了2个车站,列车的最高速度为324 km/h。若列车在进站和出站过程中做匀变速直线运动,加速度大小均为1 m/s2,其余行驶时间内保持最高速度匀速运动,列车在每个车站停车时间均为t0=2 min,则一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为( )
A.5 min B.6 min C.7 min D.8 min
答案 C
3.(2023北京东城高三1月期末,7)在平直公路上同向行驶的甲车和乙车,其位置随时间变化情况分别如图中直线a和曲线b所示。t=0时,xa=4 m,xb=2 m。t=2 s时,直线a和曲线b刚好相切。已知乙车做匀变速直线运动。在0~2 s过程中( )
A.乙车的速度越来越大
B.乙车所受合力越来越大
C.乙车的初速度大小为1 m/s
D.乙车的加速度大小为1 m/s2
答案 D
4.(2022河北邢台一中阶段检测,8)(多选)学校伽利略学习社制作了一个弹射器,弹射器从地面先后以同样的速度竖直向上射出甲、乙两小球,射出的时间相隔2 s,它们运动的部分v-t图像分别如图中的直线a、b所示,下列说法正确的是(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.甲球处于上升阶段时,两球间的距离变大
B.第6 s末,甲球落回地面
C.第2 s末,两球间的距离为20 m
D.第4 s末,两球在同一高度处
答案 BD
5.(2023山东枣庄高三上学期质量检测,4)公路上行驶的汽车,司机从发现前方异常情况到紧急刹车,汽车仍将前进一段距离才能停下来。要保持安全,这段距离内不能有车辆和行人,因此把它称为安全距离。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为 1.0 s(这段时间汽车仍保持原速不变)。若晴天汽车在干燥的路面上以108.0 km/h的速度行驶时,得到的安全距离为120.0 m。设雨天汽车刹车时的加速度为晴天时的,则下列说法正确的是( )
A.晴天时,汽车刹车时的加速度大小为3.75 m/s2
B.雨天时,汽车刹车时的加速度大小为 2.0 m/s2
C.雨天时,若要求安全距离仍为120.0 m,则汽车行驶的最大速度为79.6 km/h
D.雨天时,若要求安全距离仍为120.0 m,则汽车行驶的最大速度为90.0 km/h
答案 C
6.(2022湖南岳阳一模,5)质量m=0.5 kg的物块在光滑的水平面上受到水平拉力F的作用,从静止开始做匀加速直线运动,计时开始的-t图像如图甲所示,v2-x图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙的斜率是图甲的斜率的2倍
B.水平拉力F为5 N
C.前2 m的中点时刻的速度为 m/s
D.前2 s中点位置的速度为 m/s
答案 C
7.(2022河北五校联考,3)(多选)两质点A和B在同一直线上同时同地开始运动,它们的-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.质点A的初速度为8 m/s
B.质点A的加速度为-2 m/s2
C.第2 s末,两质点的瞬时速度相等
D.第2 s末,两质点相遇
答案 AD
8.(2023重庆巴蜀中学高考适应性考试,1)图(a)为高层建筑配备的救生缓降器材,发生火灾时,使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上,然后将安全带系在人体腰部,通过缓降绳索安全落地。某学校进行火灾逃生演练,一同学(可视为质点)利用缓降器材逃生,图(b)为该同学整个运动过程的位移x与时间t的图像,以竖直向下为正方向,0~2 s、2~4 s内的图像均为抛物线,且两段抛物线平滑连接。在t=4 s 时,该同学恰好抵达地面,且速度为零。不计空气阻力,重力加速度大小g=10 m/s2。下列说法正确的是 ( )
A.该同学从离地面高度为h=16 m处缓降
B.0~4 s内,该同学的平均速度大小为3 m/s
C.0~4 s内,该同学先超重后失重
D.0~2 s和2~4 s内,该同学具有相同的加速度
答案 A
9.(2023湖北华师一附高三质量评价检测二,11)(多选)电子设备之间在一定距离范围内可以通过蓝牙连接进行数据交换,已经配对过的两电子设备,当距离小于某一值时, 会自动连接;一旦超过该值,蓝牙信号便会立即中断,无法正常通信。某次实验中,分别安装在甲、乙两小车上的两电子设备已通过蓝牙配对成功,其正常通信的有效距离d=10 m。两车运动路线在同一条直线上(两车略微错开,不会相撞)。如图所示,甲车以v甲=1 m/s的初速度经过O点,向右做加速度大小a甲=0.1 m/s2的匀加速直线运动,同时乙车以初速度v乙=6 m/s向右经过O点左侧6 m处,并立即以a乙=0.4 m/s2的加速度刹车。以此时刻为计时起点,忽略蓝牙信号连接延迟,下列说法正确的是( )
A.t=4 s时信号第一次中断
B.t=16 s时信号第一次恢复
C.信号第二次中断时,甲在O点右侧55 m处
D.从信号第一次恢复到信号第二次中断,甲的位移为20 m
答案 AD
题型方法
方法1 自由落体运动、竖直上抛运动问题的解法
1.(2019课标Ⅰ,18,6分)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足( )
A.1<<2 B.2<<3
C.3<<4 D.4<<5
答案 C
2.(2021湖北,2,4分)2019年,我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中,陈芋汐在跳台上倒立静止,然后下落,前5 m完成技术动作,随后 5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10 m/s2,则她用于姿态调整的时间约为( )
A.0.2 s B.0.4 s C.1.0 s D.1.4 s
答案 B
3.(2022福建高三期中联考,3)消防员从距地面高h=46 m处的一扇窗户外沿一条竖直悬挂的绳子由静止滑下,为了最快到达地面,消防员先做自由落体运动,紧接着抓紧绳子开始减速。已知绳子对消防员的滑动摩擦力不超过消防员所受重力的1.7倍,消防员安全着地时的速度不能超过6 m/s,取重力加速度大小g=10 m/s2,则消防员沿绳滑至地面的最短时间为( )
A.3.0 s B.3.5 s C.4.0 s D.4.5 s
答案 C
4.(2023北京石景山高三期末,19)如图(a),质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落,与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比;
(2)如图(a),若篮球反弹至最高处h时,运动员向下拍球,对篮球施加一个向下的压力F,持续作用至h0高度处撤去,使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h高度处,力F的大小随高度y的变化如图(b)所示,其中h0已知,求F0的大小;
(3)在篮球与地球相互作用的过程中,我们认为地球始终保持静止。请你运用所学知识分析说明建立这种模型的合理性。
答案 (1) (2) (3)见解析
解析 (1)篮球自由下落,设碰地前瞬间的速率为v1,由运动学公式得=2gH
篮球反弹至h高度处,设碰后离地时的速率为v2,由运动学公式得=2gh
碰后速率与碰前速率之比=
(2)解法一 图(b)中图像与y轴围成的“面积”表示F做的功,拍球过程压力做功WF=(h-h0)F0
设篮球落地前瞬间的速率为v3,在重力、压力F作用下由h高处至地面过程中运用动能定理有
mgh+WF=m
以速率v3和地面相碰,设碰后速率为v4,随后弹至h高度,由运动学公式有=2gh
两次速率之比==,解得F0=
解法二 篮球能反弹至h高度,压力F做功等于第一次碰撞过程损失的能量,WF=mg(H-h)
由题图(b)可知,拍球过程压力做功WF=(h-h0)F0,解得F0=
(3)在篮球与地球相互作用过程中,设地球质量为M,当篮球速度为v时,地球的速度为v1,由动量守恒定律可知mv-Mv1=0,解得v1=
由于地球的质量M远大于篮球的质量m,地球速度非常接近于零,可认为地球保持静止不动。
方法2 追及、相遇问题的解法
1.(2021广东,8,6分)(多选)赛龙舟是端午节的传统活动。下列v-t和s-t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有( )
答案 BD
2.(2023广东广州三校联考,9)(多选)在某个恶劣天气中,能见度很低。甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,甲在前、乙在后同向行驶。某时刻两车司机听到前方有道路故障而发出的警笛提示,同时开始刹车,两车刹车后的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲车的加速度大于乙车的加速度
B.若t=24 s时两车未发生碰撞,则此时两车相距最近
C.两车一定不会发生碰撞,因为乙车比甲车先停下来
D.为避免两车发生碰撞,开始刹车时两车的间距至少为48 m
答案 BD
3.(2023河北沧州高三期末,6)某新能源汽车的生产厂家为了适应社会的需求,在一平直的公路上对汽车进行测试,计时开始时新能源汽车a、b的速度分别满足va=10t、vb=10+5t,经时间t=1 s两新能源汽车刚好并排行驶。下列说法正确的是( )
A.计时开始时,b车在a车后方5 m
B.从计时开始经2 s的时间两新能源汽车速度相同
C.两新能源汽车速度相等时的距离为2 m
D.从第一次并排行驶到第二次并排行驶需要3 s的时间
答案 B
4.(2022湖北部分重点中学高三联考,15)强行超车是道路交通安全的极大隐患之一,如图是汽车超车过程的示意图,汽车甲和货车分别以36 km/h和57.6 km/h的速度在限速90 km/h 的路面上匀速行驶,其中甲车车身长L1=5 m、货车车身长L2=8 m,某时刻货车在甲车前s=3 m处,若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车,加速度大小为2 m/s2,假定货车速度保持不变,不计车辆变道和转向的时间及车辆的宽度,求:
(1)甲车在不超速的前提下完成超车的最短时间(结果保留2位小数);
(2)一般情况下,汽车时速超过限速不到10%的,仅给予警告,不予扣分和罚款。若甲车开始超车时,看到道路正前方的乙车迎面驶来,此时二者车头相距208 m,乙车速度为43.2 km/h,甲车超车的整个过程中,乙车速度始终保持不变,请通过计算分析,甲车在不被扣分和罚款的前提下,能否安全超车。若甲车不能安全超车,则乙车至少以多大的加速度减速才能使甲车安全超车
答案 (1)8.03 s (2)见解析
解析 (1)甲车的初速度v1=36 km/h=10 m/s
货车的速度v2=57.6 km/h=16 m/s
公路限速vm=90 km/h=25 m/s
甲车的速度从v1加速至vm所用时间t1==7.5 s
该段时间内甲车和货车的位移分别为
x1=t1=131.25 m、x2=v2t1=120 m
因为x1
tmin=t1+t2=8.03 s
(2)假设甲车在超车过程中一直加速,设超车时间为t3,根据位移关系有v1t3+a1-v2t3=L1+L2+s
解得t3=8 s(t3=-2 s不合题意,舍去)
超车完毕时甲车速度v1'=v1+a1t3=26 m/s<1.1vm
乙车初速度v3=43.2 km/h=12 m/s
t3时间内甲、乙两车行驶的路程之和
s=v1t3+a1+v3t3=240 m>208 m
所以,甲车在不被扣分和罚款的前提下不能安全超车。若要甲车能够安全超车,乙车在t3时间内行驶的路程最大值
smax=208 m-=64 m
此时对应乙车刹车的加速度最小,则smax=v3t3-amin
解得amin=1 m/s2
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