高考物理運動圖像追及相遇問題單元測試題答案詳解

一、選擇題

高考物理運動圖像追及相遇問題單元測試題答案詳解

1.某人騎自行車在平直道路上行進,圖中的實線記錄了自行車開始一段時間內的v-t圖象.某同學爲了簡化計算,用虛線作近似處理,下列說法正確的是()

A.在t1時刻,虛線反映的加速度比實際的大

B.在0-t1時間內,由虛線計算出的平均速度比實際的大

C.在t1-t2時間內,由虛線計算出的位移比實際的大

D.在t3-t4時間內,虛線反映的是勻速運動

【答案】BD

【詳解】v-t圖象的斜率表示加速度的大小,在t1時刻虛線斜率小,反映的加速度小,所以A錯誤.v-t圖象包圍的面積表示位移的大小,0~t1時間內虛線包圍面積大,則求得平均速度大,所以B正確,同理C錯誤.在t3~t4時間內,虛線是一段與時間軸平行的直線,反映速度不變,所以是勻速運動,則D正確.

2.質量爲1500kg的汽車在平直的公路上運動,v-t圖象如圖所示.由此可求()

A.前25s內汽車的平均速度

B.前10s內汽車的加速度

C.前10s內汽車所受的阻力

D.15~25s內合外力對汽車所做的功

【答案】ABD

【詳解】由題圖知,汽車25s內的位移爲 故前25s內汽車平均速度 可求,A正確;由題圖知前10s內汽車做初速度爲0的勻加速直線運動, ,

B正確;結合題圖分析,因牽引力未知,故前10s內汽車所受阻力無法求得,

C錯誤;由題幹條件和動能定理可知, 故15~25s內合外力對汽車所做的功可求得,D正確.

3.如圖所示,有一質點從t=0時刻開始,由座標原點出發沿v軸的方向運動,則以下說法不正確的是( )

A.t=1 s時,離開原點的位移最大

B.t=2 s時,離開原點的位移最大

C.t=4 s時,質點回到原點

D.0到1 s與3 s到4 s的加速度相同

【答案】選A.

【詳解】根據v-t圖象在各階段爲直線,可知質點在各階段均做勻變速直線運動:在0~1 s內沿v軸正方向的速度不斷增加,故做初速度爲零的勻加速直線運動;在1 s~2 s內沿

v軸正方向做勻減速直線運動,2 s時離原點最遠,A錯B對;在2 s~3 s內沿v軸負方向做勻加速直線運動;在3 s~4 s內沿v軸負方向做勻減速直線運動,4 s時回到原點,C對;在0~1 s和3 s~4 s內加速度大小和方向均相同,D正確.故選A.

4.如圖是一輛汽車做直線運動的x-t圖象,對線段OA、AB、BC、CD所表示的運動,下列說法正確的是( )

段運動速度最大

段物體做勻速運動

段的運動方向與初始運動方向相反

D.運動4 h汽車的位移大小爲30 km

【答案】選C.

【詳解】由圖象的斜率可知CD段的運動方向與初始運動方向相反且速度最大,A錯C對;AB段表示汽車處於靜止狀態,B錯;運動4h汽車的位移爲零,D錯.

5.在平直公路上,自行車與同方向行駛的一輛汽車在t=0時同時經過某一個路標,它們的位移隨時間變化的規律爲:汽車x=10t-t2,自行車x=5t,(x的.單位爲m,t的單位爲s),則下列說法正確的是( )

A.汽車做勻加速直線運動,自行車做勻速直線運動

B.經過路標後的較短時間內自行車在前,汽車在後

C.在t=2.5 s時,自行車和汽車相距最遠

D.當兩者再次同時經過同一位置時,它們距路標12.5 m

【答案】選C.

【詳解】由汽車和自行車位移隨時間變化的規律知,汽車做勻減速運動,v0=10 m/s,a=-2 m/s2,自行車做勻速直線運動,v=5 m/s,故A、B錯誤.當汽車速度和自行車速度相等時,相距最遠.根據v=v0+at,t=2.5 s,C正確.當兩車位移相等時再次經過同一位置,故10t′-t′2=5t′,解得t′=5 s,

x=25 m,故D錯誤.

6.如右圖所示是某質點做直線運動的v-t圖象,由圖可知這個質點的運動情況是(  )

A.前5 s做的是勻速運動

B.5 s~15 s內做勻加速運動,加速度爲1 m/s2

C.15 s~20 s內做勻減速運動,加速度爲3.2 m/s2

D.質點15 s末離出發點最遠,20秒末回到出發點

【答案】A

【詳解】由圖象可知前5 s做的是勻速運動,A正確;5 s~15 s內做勻加速運動,但加速度爲0.8 m/s2,B錯誤;15 s~20 s做勻減速運動,其加速度爲-(16/5)m/s2=-3.2 m/s2,C錯誤;質點在20 s末離出發點最遠,質點一直做的是方向不變的直線運動,D錯誤.

7.甲、乙兩輛汽車,同時在一條平直的公路上自西向東運動,開始時刻兩車平齊,相對於地面的v-t圖象如圖所示,關於它們的運動,下列說法正確的是(  )

A.甲車中的乘客說,乙車先以速度v0向西做勻減速運動,後向東做勻加速運動

B.乙車中的乘客說,甲車先以速度v0向西做勻減速運動,後做勻加速運動

C.根據v-t圖象可知,開始乙車在前,甲車在後,兩車距離先減小後增大,當乙車速度增大到v0時,兩車恰好平齊

D.根據v-t圖象可知,開始甲車在前,乙車在後,兩車距離先增大後減小,當乙車速度增大到v0時,兩車恰好平齊

【答案】A

【詳解】甲車中的乘客以甲車爲參考系,相當於甲車靜止不動,乙車以初速度v0向西做減速運動,速度減爲零之後,再向東做加速運動,所以A正確;乙車中的乘客以乙車爲參考系,相當於乙車靜止不動,甲車以初速度v0向東做減速運動,速度減爲零之後,再向西做加速運動,所以B錯誤;以地面爲參考系,當兩車速度相等時,距離最遠,所以C、D錯誤.

8.從同一地點同時開始沿同一直線運動的兩個物體Ⅰ、Ⅱ的速度—時間圖象如圖所示.在0~t2時間內,下列說法中正確的是(  )

A.Ⅰ物體所受的合外力不斷增大,Ⅱ物體所受的合外力不斷減小

B.在第一次相遇之前,t1時刻兩物體相距最遠

C.t2時刻兩物體相遇

D.Ⅰ、Ⅱ兩個物體的平均速度大小都是v1+v22

【答案】B

【詳解】速度—時間圖象中Ⅰ物體的斜率逐漸減小,即Ⅰ物體的加速度逐漸減小,所以Ⅰ物體所受合外力不斷減小,A錯誤;在0~t1時間內,Ⅱ物體的速度始終大於Ⅰ物體的速度,所以兩物體間距離不斷增大,當兩物體速度相等時,兩物體相距最遠,B正確;在速度—時間圖象中圖線與座標軸所圍面積表示位移,故到t2時刻,Ⅰ物體速度圖線所圍面積大於Ⅱ物體速度圖線所圍面積,兩物體平均速度不可能相同,C、D錯誤.

9. 汽車的加速性能是反映汽車性能的重要指標.速度變化得越快,表明它的加速性能越好.圖爲研究甲、乙、丙三輛汽車加速性能得到的v-t圖象,根據圖象可以判定

A.甲車的加速性能最好

B.乙比甲的加速性能好

C.丙比乙的加速性能好

D.乙、丙兩車的加速性能相同

【答案】BD

【詳解】圖象的斜率表示加速度,加速度越大,加速性能越好,由圖象可知B、D正確.

10.一輛汽車以10 m/s的速度沿平直公路勻速運動,司機發現前方有障礙物立即減速,以0.2 m/s2的加速度做勻減速運動,減速後一分鐘內汽車的位移是( )

A.240 m B.250 m C.260 m D.90 m

【答案】選B.

【詳解】設汽車從開始減速到停止所用時間爲t,則v0=at,解得t=50 s.根據 解得50 s內的位移爲250 m,故B正確.

二、非選擇題

11.如圖所示,公路上一輛汽車以v1=10 m/s的速度勻速行駛,汽車行至A點時,一人爲搭車,從距公路30 m的C處開始以v2=3 m/s的速度正對公路勻速跑去,司機見狀途中剎車,汽車做勻減速運動,結果車和人同時到達B點,已知AB=80 m,問:汽車在距A點多遠處開始剎車,剎車後汽車的加速度有多大?

【答案】60 m 2.5 m/s2

【詳解】人從C到B用時 這一時間內汽車由A

到B且停在B點,設車從A經t1,開始剎車.v1t1+(t-t1) =xAB (3分)

代入數據解得:t1=6 s (3分)

所以x1=v1t1=60 m, (3分)

(3分)

12. 在十字路口,汽車以0.5m/s2的加速度從停車線起動做勻加速直線運動時,恰有一輛自行車以5m/s的速度勻速駛過停車線與汽車同方向行駛,求:

(1)什麼時候它們相距最遠;最大距離是多少;

(2)在什麼地方汽車追上自行車;追到時汽車速度是多少.

【答案】見詳解

【詳解】(1)初始階段,自行車速度大於汽車速度,只要汽車速度小於自行車速度,兩車距離總是在不斷增大.當汽車速度增大到大於自行車速度時,兩車距離逐漸減小,所以兩車速度相等時,距離最大.

(1)設自行車速度爲v,汽車加速度爲a,經時間t兩車相距最遠.

則v=at,所以t= 最大距離

(2)若經過時間t′,汽車追上自行車,則vt′= at′2

解得

追上自行車時汽車的速度v′=at′=0.5×20=10m/s.