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1、第02讲力与直线运动一01描述运动的基本概念考点02运动的图像1114盘03直线运动的规律04牛顿运动定律的应用做01描述运动的基本概念1. （2021.浙江高考真题）用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是（）甲乙丙丁A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点B.研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点C.研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点【答案】A【详解】A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫的大小可忽略不计，可将猫看做质点，选项A正确;B.研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球的大小和
2、形状不能忽略，旋转球不能看做质点，选项B错误;C.研究图丙中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿的大小不能忽略，不能将鸟儿看做质点，选项C错误；D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马的大小不能忽略不计，不能把马看做质点，选项D错误。故选Ao2.（2021浙江高考真题）2020年11月10,我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者号一定可视为质点的是（）A.估算下降总时间时B.用推进器使其转弯时C.在海沟中穿越窄缝时D.科学家在其舱内进行实验时【答案】A【详解】A.估算潜水器下降的总时间时，潜水器的大小和形状相对运动
3、的轨迹可以忽略，可以视为质点,A正确；BD.用推进器使其转泻时和科学家在其舱内进行实验时，都需要研究潜水器本身的特点，不可视为质点，BD错误；C.在海沟中穿越窄缝时，潜水器的大小和形状相对窄缝，尺寸不可以忽略，不可视为质点，C错误。故选Aa考点02运动的图像1.（2023江苏高考真题I）电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯加速上升的时段是（）(SAU)瓢耀A.从 20.0S 到 30.0SC.从 40.0S 至J 50.0sB.从 30.0S 至J 40.0sD.从 50.0S 至J 60.0s【答案】A【详解】因电梯上升，由速度图像可知，电梯加速上升
4、的时间段为20.0S到30.0s。故选Ao2. （2021辽宁高考真题3）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，的关系如图所示，则汽车行驶速度V与时间,的关系图像可能正确的是（）【答案】A【详解】KT图象斜率的物理意义是速度，在0。时间内，XT图象斜率增大，汽车的速度增大；在卜时间内，XT图象斜率不变，汽车的速度不变：在时间内，x-f图象的斜率减小，汽车做减速运动，综上所述可知A中UT图象可能正确。故选Ao3. （2021海南高考真题10）甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动，Z=O时经过路边的同一路标，下列位移-时间。-力图像和速度-时间（VT）图像对应的运动中，甲
5、、乙两人在M时刻之前能再次相遇的是（）【详解】A.该图中，甲乙在IO时刻之前位移没有相等的时刻，即两人在to时刻之前不能相遇，选项A错误；B.该图中，甲乙在IO时刻之前图像有交点，即此时位移相等，即两人在S时刻之前能再次相遇，选项B正确；C.因vt图像的面积等于位移，则甲乙在S时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇,选项C正确：D.因VT图像的面积等于位移，由图像可知甲乙在S时刻之前，甲的位移始终大于乙的位移，则两人不能相遇，选项D错误。故选BCo4. （2021广东高考真题8）赛龙舟是端午节的传统活动。下列了T和ST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
6、运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现【答案】BD【详解】A.此图是速度图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并齐，故A错误；B.此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故B正确；C.此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C错误；D.此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故D正确。故选BDo5. （2023广东湛江模拟预测）一遥控小车在遥控器控制下在水平地面上匀加速直线运动（如
7、图甲所示），碰到前方挡板后反弹，小车与挡板作用时间不计，其速度-随时间/变化的关系如图乙所示，图中两斜线的斜率相等。以静止开始运动起点为坐标原点，以小车开始运动时刻为UO时刻，则下列选项中能正确反映小车运动的图像是（）甲乙【答案】C【详解】AB.由小车运动的vt图像可知，小车前进和后退过程都做匀变速直线运动，图中两斜线的斜率相同，故车前进和后退过程加速度保持不变，故AB错误；CD.小车前进过程做初速度为零的匀加速直线运动，由x=g可知，x-r图像为过原点的直线，且位移X随时间增大，小车后退过程末速度为零，可看作反向的初速度为零的匀加速直线运动，位移随时间减小，因此，X-/图像也是一条直线，由V
8、一T图像可知，小车后退过程的初速度小于小车前进过程的末速度，后退时间比前进时间短，因此小车后退至速度为零时没有回到初始位置，故C正确，D错误。故选Co6. （2023江西赣州模拟预测）智能手机有许多的传感器，如加速度传感器。小明用手平托着手机，迅速向下运动，然后停止。以竖直向上为正方向，手机记录了手机竖直方向的加速度随时间，变化的图像如图所示。则下列判断正确的是（）B.手机/2时刻比力速度更小D. 14时刻手受的压力最大A.时刻手机速度最大C.A时刻手受的压力比手机重力小【答案】D【详解】A.根据题意由图可知，S时刻，手机加速度为负向最大，但速度不是最大，故A错误；B.手机一直下运动，则S时刻
9、手机加速度仍向下，所以还在向下加速，速度比L时刻速度更大，故B错误；CD.根据题意，设手给手机的支持力为F,取向下为正方向，由牛顿第二定律有zg-F=m%可得产=磔73,可知，当手机具有向上的最大加速度时，手给手机的作用力最大，即手受到的压力最大，由图可知，t4时刻，手机具有向上的最大加速度，即t4时刻手受的压力最大：t3时刻，手机具有向上的加速度，手机处于超重，所以手受到的压力比手机重力大，故C错误、D正确。故选D。7. （2023江西鹰潭一模）利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示，为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像，”、丫、/分别表示物体的位移、速度、加速
10、度和时间。下列说法中正确的是（）A.根据甲图可求出物体的加速度大小为Im/s?B.根据乙图可求出物体的加速度大小为IOnVs2C.根据丙图可求出物体的加速度大小为4ms2D.根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6ms【答案】C【详解】A.根据X=L广得N=咨ns2=lms2,加速度为=2ms2,A错误；B.根据声=23得222-02=乎m/s?=10ms2加速度为=5msB错误；C.根据X=%，一:。尸,得二=-g+%,则一=12/222加速度大小为=4ms2,C正确：D.a“图线与坐标轴围成的面积等于速度变化量，所以有v=32ms=3ms.D错误。2故选C。8. （2223贵州模拟
11、预测）如图，是某物体做直线运动的PT图像，则关于该物体的运动的描述正确的是（A.沿某一方向做曲线运动C.做往复运动B.做匀速直线运动，位移为OD.以上说法均不正确【答案】D【详解】根据PT图像可知，物体先向正方向做初速度为零的匀加速直线运动，接着再向正方向做匀减速直线运动，直到速度减为零，如此反复，可知物体一直向正方向做非匀变速直线运动。故选D。9. （22-23下海口一模）“笛音雷”是春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的速度一时间图像如图所示（取竖直向上为正方向）,其中2时刻为“笛音雷起飞时刻、OE段是斜率大小为重力加速度g的直线。不计空气阻力，则关于“笛音雷的运动，下列说法正确的是
12、（）C. %7时间内“笛音雷”的平均速度为与D. 时间内“笛音雷”处于失重状态【答案】D【详解】A由图可知，/。八时间内“笛音雷”的速度一直为正值，表明其速度方向始终向上，可知，嗜音雷”在芍时刻并没有上升至最高点，上升至最高点应该在。时刻之后，故A错误；B.时间内“笛音雷”速度方向向上，图像斜率为-恒定的负值，表明4时间内“笛音雷”实际上是在向上做竖直上抛运动，其加速度就是重力加速度g,故B错误；C.将A、B用直线连起来，该直线代表匀加速直线运动，其平均速度为白，而AB线段与横轴所围的面积大于AB曲线与横轴所围的面积，该面积表示位移，根据S=字,可知，2/直线代表的匀加速直线运动的平均速度大于
13、AB曲线代表的变加速直线运动的平均速度，即I。L时间内“笛音雷”的平均速度小于故C错误：D.根据上述，4。时间内“笛音雷”做竖直上抛运动，加速度方向竖直向下，笛音雷处于失重状态，故D正确。故选D。10. （2023云南模拟预测）一物体做匀加速直线运动，其中间位移的速度为V,如图所示为F-X图象，则A.v0=4ms,a-3ms2B.v0=10ms,=3ms2C.v0=4ms,a=6ms2D.v0=1Oms,a=6ms2【答案】C【详解】位移中点速度为U满足FT=2哆可得=x,结合图像可知纵截距为嗫斜率为a,则v0=4ms,a=6ms2,选项C正确。故选C。11. （22-23高三下浙江阶段练习）
14、电动汽车（BEV）是指由车载电源提供动力，由电机驱动其车轮，满足Y道路交通和安全法规要求的车辆。如图所示为某款比亚迪电动汽车的室内试行一Y图像，以下说法正确的是tA.物体做匀速直线运动B.物体做变加速直线运动CIS时,物体的加速度大小为2ms2D.Os时，物体的速度大小为lms【答案】C1r1【详解】AB.根据匀变速直线运动规律+可得2=%+w,与图像对比可知，物体做初速度为零的匀加速直线运动。故AB错误；CD.由公式结合图像可得Os时，物体的速度大小为0,Is时，物体的加速度满足=乎=Im/S?,解得a=2ms2,故C正确；D错误。2Is故选C。12. （2023河南模拟预测）如图所示的一次
15、函数图像，横轴与纵轴所表示的物理量并未标出，已知图像的横轴、纵轴的截距分别为与、儿，根据所学的匀变速直线运动的规律来分析，下列说法正确的是（）A.若横轴表示时间1,纵轴表示物体的速度V,则时刻物体的速度为?（+1。）B.若横轴表示位移心纵轴表示物体速度的平方V2,则物体的加速度为一包C.若横轴表示时间6纵轴表示物体的平均速度V,则物体的加速度为一六D.当物体受到竖直向下的拉力尸在真空中下落，若横轴表示忆纵轴表示物体加速度。，则物体的质量为g【答案】D【详解】A.若横轴表示时间t,纵轴表示物体的速度V,由u=%+对比图像可得%=%、=-XO则4时刻物体的速度为v=%-%=&（x0-fo）,A错误
16、;B.若横轴表示位移X,纵轴表示物体速度的平方v2,由y=*+2内对比图像可得2=%,2=-也可得=,B错误；C.若横轴表示时间I,纵轴表示物体XoZxO的平均速度V,由卜自可得2=%+0,结介y=可得y=%+R.对比图像可得%=%=-勺,可2f2f2ZXO得二-Tk,C错误；D.当物体受到竖直向下的拉力F在真空中下落1由牛顿第二定律可得尸+mg=w，XO变形可得。=工尸+g,对比图像可得%=g=-&,综合可得m=一区,D正确。mX。g故选D。13. （2023黑龙江模拟预测）电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图甲所示，为简化问题，将图线简化为图乙，电梯处于超重
17、状态的时段是（）(SzUOfe!s!w翩O O5 O时间 乙A.从 10.0S 到 11.8sC.从 20.0S 到 27.5s【答案】AB.从 11.8s 到 20.0SD.从 27.5s 到 30.0S【详解】IT图象的斜率表示加速度,由图可知，从10.0s至Ij11.8s时间段，电梯有向上的加速度，处于超重状态。故选Ao14. （2023陕西商洛一模）（多选）大范围雨雪天气会对交通造成极大影响，交通事故发生频率上升。甲、乙两车在高速公路上刹车时的UV图像如图所示，已知f=0时刻两车在同一条直道上同向行驶，且甲车在后，乙车在前。若两车未发生碰撞，则以下说法正确的是（）A.甲车刹车的加速度大
18、小是乙车的3倍B.甲车刹车的加速度大小是乙车的2倍C.f=0时刻，两车间距一定不小于36mD.，=（）时刻，两车间距一定不小于48m【答案】BC【详解】AB.根据速度时间图像的斜率表示加速度可知，甲车刹车的加速大小为M/S2,乙车刹车的加速度大小为0.5ms?,甲乍刹车的加速度大小是乙车的2倍，A项错误，B项正确；CD.山UT图知，/=12S时两车的速度均为y=6ms,可知在f=12s时两车相距最近，若两车刚好不发生碰撞，由图像与时间轴所围面积表示位移，则f=0时两车间的距离=乙=与史xl2m-笥Zl2m=36m,可知r=0时刻,两车间距一定不小于36m,C项正确，D项错误。故选BCo考点03
19、直线运动的规律1. （2022湖北高考真题）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Ge设普通列车的最高速度为108km/h,高铁列车的最高速度为324km/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0.5ms2,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【详解】108kmh=30ms,324k
20、nVh=90mso由于中间4个站均匀分布，因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=*m=2.16l（）5m,普通列车加速时间内=-=s=60s,加速过程的位移叫2=0.5602m=900m,根据对称性可知加速与减速位a0.522移相等，可得匀速运动的时间2=216x1、-2x9（X）s=7i40s。同理高铁列车加速时间V30I=X=毁s=180s，力口速过程的位移X=142=15l8（）2m=81m,根据对称性可知加速与减速位移a0.522相等，可得匀速运动的时间弓=三克=216X102x810s=2220s,相邻两站间节省的时V90M=（t2+
21、2r,）-（+2r1,）=4680s,因此总的节省时间4%=54=46805s=23400s=6小时30分故选B。2. （2021湖北高考真题）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5m完成技术动作，随后5m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IOm/S?,则她用于姿态调整的时间约为（）A.0.2sB.0.4sC.1.0sD.1.4s【答案】B【详解】陈芋汐下落的整个过程所用的时间为f =1.4s,下落前5 m的过程所用的时间为则陈芋汐川广姿态调整的时间约为f2=f=04s,故B正确，
22、ACD错误。故选B。3. （2023湖南衡阳模拟预测）小明同学乘坐汽车，观测到做匀加速直线运动的汽车（可视为质点）连续通过4、B、C、。四个位置，且通过A8、BC.C。段的时间分别为人力、3r,AB段、C。段的长度分别为L、C器D专6L,则汽车通过C点时的速度大小为（ILn9LA.B.8r8r【答案】D【详解】由题意知汽车在AB段中间时刻的瞬时速度匕等于其在AB段的平均速度，即V1=/,汽车在CD段中间时刻的瞬时速度叫等于其在CD段的平均速度，即力=半=生,又6=匕+2/+当,解得。=占,又%=匕+2.5/,解得二劈.8/故选D。4. （2023海南一模）如图所示，一滑块（可视为质点）从C点以
23、某一初速度沿粗糙斜面CE向上做匀减速直线运动，刚好运动到最高点E,然后又沿粗糙斜面滑下并做匀加速直线运动。己知CE和EO的长度相等，滑块上滑过程的时间是下滑过程时间的2倍，下列说法正确的是（）A.滑块上滑过程的平均速度大小一定是下滑过程的平均速度大小的2倍B.滑块上滑过程的加速度大小一定是下滑过程的加速度大小的!C.滑块上滑过程的初速度大小一定是下滑过程的末速度大小的!D.滑块上滑过程的中间时刻和下滑过程的中间时刻的速度大小相等【答案】B【详解】A.滑块上滑的位移大小等于下滑位移大小，而滑块上滑过程的时间是下滑过程时间的2倍，根据工=,则滑块上滑过程的平均速度大小一定是下滑过程的平均速度大小的
24、05倍，选项A错误；B.将上滑t2X过程的逆过程看做是向下的初速度为零的匀加速运动，根据=r,可知，滑块上滑过程的加速度大小一定r是下滑过程的加速度大小的;，选项B正确；C.将上滑过程的逆过程看做是向下的初速度为零的匀加速运动，根据v=ai,可得，滑块上滑过程的初速度大小一定是下滑过程的末速度大小的选项C错误；D.因匀变速宜线运动中间时刻的速度等于这段时间的平均速度，即匕=3,可知滑块上滑过程的中间时刻和下滑22过程的中间时刻的速度大小不相等，选项D错误。故选B。5. （2324上.河南.模拟预测）如图所示，小球从斜面上的A点以一定的初速度开始下滑，加速度恒为。，小球在B点的速度等于小球从A运
25、动到C的平均速度，且A、B两点间的距离为Ll,A,C两点间的距离为L2,则小球从A到C的运动时间为（）【答案】D【详解】由题意可知，小球在B点的速度等于小球从A运动到C的平均速度，根据匀变速直线运动中间时刻的速度是全程的平均速度，则小球从A到B的运动时间与小球从B到C的运动时间相等，设这个相等的时间为T,由L2-Ll-Ll=aT2,解得T =,小球从A到C的运动时间为27 = 2Jl22l,故选D。6. （2023湖南模拟预测）拧开水龙头，水向下流出的过程水柱的直径会发生变化。如图，水龙头的内径为2cm。接在流量恒定不变的水管上，若水龙头出口处的流速为lms,且当水柱的直径为ICm时开始出现断
26、续现象，不考虑安装高度，不计空气阻力，取重力加速度大小为IOmZS2,则水柱第一次出现断续现象的位置到出水口的距离为（）A. 45cmB. 50cmC. 65cmD. 75cm【答案】D【详解】单位时间内的流量恒定为。=j=S也取一段水柱，从离开水龙头到断续时有力yj=2g4,由题意/知%=l11Vs,由于水下流流量相同得品=5,而5=乃）2,代入数据联合解得人=75011故选D41考点04牛顿运动定律的应用1.（2022江苏高考真题）高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10ms2.若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过（
27、）A.2.0m/s2B.4.0m/s2C.6.0m/s2D.8.0m/s2【答案】B【详解】书放在水平桌面上，若书相对于桌面不滑动，则最大静摩擦力提供加速度Zn=g=心m，解得%=g=4ms2,书相对高铁静止，故若书不动，高铁的最大加速度4ms20故选B。2. （2022辽宁高考真题）如图所示，一小物块从长Im的水平桌面一端以初速度必沿中线滑向另一端，经过IS从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为，g取IomzS2。下列如、值可能正确的是（）A.Vo=2.5msB.vo=1.5msC.=0.28D.=0.25【答案】B【详解】AB.物块水平沿中线做匀减速直线运动，则0,代入数据有Vo0,由于v
28、omgcos,则斜面对物块的作用力为F=+早=y（ngcos）2+（jungcos）202）或。=餐（x02）,根据以上分析，加速度a与刻度对应值为X成线性关系，则各0.20.2刻度对应加速度的值是均匀的，D错误。故选Ao5.（2021全国高考真题）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角。可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间f与夹角。的大小有关。若由30。逐渐增大至60。，物块的下滑时间/将（）A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大【答案】DJ1A
29、J【详解】设PQ的水平距离为L,由运动学公式可知一-=-sinr2,可得可知。=45。时,cos2gsin20t有最小值，故当。从由30。逐渐增大至60。时下滑时间t光减小后增大“故选D。6. （2021海南高考真题）如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力尸作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为切p=0.5kg、/W0=0.2kg,P与桌面间的动摩擦因数=0.5,重力加速度g=IOm*。则推力尸的大小为IQA.4.0NB.3.0NC.2.5ND.1.5N【答案】A【详解】P静止在水平桌面上时，由平衡条件有工=6g=2N,/=7；=2N2gsinJ,所以小包裹与传动带1.彳395275共速后做匀速直线运动至传送带底端，匀速运动的时间为=二L=
