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2023高考物理一轮复习专题突破练习1运动图象和追及相遇问题含解析新人教版202303181122
2023高考物理一轮复习专题突破练习1运动图象和追及相遇问题含解析新人教版202303181122
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专题突破练习(一)(时间:40分钟)1.下列图象均为物体在直线上的运动图象,则在t=2s内物体位移最大的是( )A BC DD [在速度图象中,图线与时间轴所围面积表示位移大小,在t轴上方位移为正,下方位移为负,故A、B图象中位移为零,D图象中位移为正;在位移图象中,初、末位置纵坐标差表示位移,C图象中位移为零;故D图象中物体位移最大。]2.(多选)某个做直线运动的质点的位移—时间图象(抛物线)如图所示,P(2s,12m)为图线上的一点。PQ为过P点的切线,与x轴交于点Q(0,4m)。已知t=0时质点的速度大小为8m/s,则下列说法正确的是( )A.质点做匀减速直线运动B.t=2s时,质点的速度大小为6m/sC.质点的加速度大小为2m/s2D.0~1s内,质点的位移大小为4mAC [由于位移—时间图象为抛物线,结合匀变速直线运动的位移—时间公式x=v0t+at2,已知v0=8m/s,时间t=2s时的位移为x=12m,代入解得a=-2m/s2,则图线对应的函数为x=8t-t2,即质点做匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2,故A、C正确;t=2s时质点的瞬时速度为v2=v0+at=8m/s-2×2m/s=4m/s,故B错误;由位移—时间公式可得0~1s内质点的位移x1=8×1m-×2×12m=7m,故D错误。]-7-\n3.某军事试飞场正在地面上试航一种新型飞行器,若某次试飞中,飞行器沿竖直方向飞行,其vt图象如图所示,则下列说法中正确的是( )A.2s末飞行器开始返回B.0~1s内飞行器匀速上升C.4s末飞行器离地的高度为45mD.飞行器在第1s内和第3s内的加速度相同C [由图可知,3s末时飞行器开始返回,选项A错误;在vt图象中,图象为倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动,图象的斜率为正数,物体做匀加速直线运动,图象的斜率为负数,物体做匀减速直线运动,由图可知,0~1s内飞行器做匀加速直线运动,选项B错误;在vt图象中,相应图形的面积表示位移,图形在时间轴的上方,位移为正,在时间轴的下方,位移为负,由图可得,4s末飞行器离地面的高度h=×(1+3)×30m-×1×30m=45m,选项C正确;飞行器在第1s内的加速度a1==30m/s2,飞行器在第3s内的加速度a3==-30m/s2,选项D错误。]4.如图所示,A、B两物体相距s=7m时,A在水平拉力和摩擦力作用下,正以vA=4m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时正在摩擦力作用下以vB=10m/s的初速度向右匀减速运动,加速度a=-2m/s2。则A追上B所经历的时间是( )A.7sB.8sC.9sD.10sB [由题意知,t=5s时,物体B的速度减为零,位移大小xB=vBt+at2=25m,此时A的位移xA=vAt=20m,A、B两物体相距Δs=s+xB-xA=7m+25m-20m=12m,再经过Δt==3s,A追上B,所以A追上B所经历的时间是5s+3s=8s,选项B正确。]5.(2020·陕西西安联考)汽车正在以10m/s的速度在平直的公路上匀速前进,发现在它的正前方x处有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做a=-6m/s2的匀减速运动,若汽车恰好碰不上自行车,则x的大小为( )A.8.33mB.3m-7-\nC.3.33mD.7mB [汽车减速到4m/s所需的时间t==1s,此时汽车的位移x1=v1t+at2,自行车的位移x2=v2t,若汽车恰好碰不上自行车,则有x2+x=x1,代入数据解得x=3m,选项B正确。]6.甲、乙两车同时同地出发,在同一平直公路上行驶。其中甲车做匀速直线运动,乙车由静止开始做匀加速直线运动,其运动的xt图象如图所示。则乙车追上甲车前两车间的最大距离为( )A.15mB.20mC.25mD.50m-7-\nC [由题知,v甲=m/s=20m/s,100m=a(5s)2,可知v乙=at=8t。将xt图象转化为vt图象,如图所示。vt图象与t轴围成的图形面积表示位移,可知t=2.5s时,甲、乙速度相等,此时相距最远,所以最大距离是阴影部分面积,即25m,故选C。]7.在平直的公路上,一辆小汽车在路口等待交通灯,绿灯亮时一辆道路维护车在前方以v0=10m/s的速度前进,小汽车立即以a1=2m/s2的加速度启动时,两车相距x0=75m。则:(1)汽车启动后经过多长时间从道路维护车旁经过,相遇之前两车相距最远是多少?(2)若汽车刚从道路维护车旁经过时,汽车立即以a2=4m/s2的加速度刹车,问再经过多长时间两车第二次相遇?[解析] (1)设经t1时间小汽车从道路维护车旁经过,由位移关系得v0t1+75m=a1t,解得t1=15s。此时小汽车的速度v=a1t1=2×15m/s=30m/s。当两车速度相等时,两车相距最远。设时间为t2,由v0=a1t2,得t2=5s。设最远距离为x,则有v0t2+75m=a1t+x,解得x=100m。(2)由于小汽车停下来的时间t==7.5s,位移x1=t=112.5m,设两车第二次相遇时间为t4,满足v0t4=x1,解得t4=11.25s。[答案] (1)15s 100m (2)11.25s8.(多选)如图所示的xt图象和vt图象中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况。则下列说法正确的是( )A.甲车速度不变,乙车速度逐渐减小-7-\nB.t1时刻,甲的速度大于乙的速度C.丙、丁两车在t2时刻相遇D.t2时刻,丙的加速度大于丁的加速度ABD [由xt图象可知甲车做匀速直线运动,乙车做速度越来越小的变速直线运动,故A正确;xt图象的斜率表示速度,t1时刻,甲图线的斜率大于乙图线的斜率,所以甲的速度大于乙的速度,故B正确;由vt图象与时间轴围成的面积表示位移可知,丙、丁两车在t2时刻没有相遇,故C错误;vt图象的斜率表示加速度,t2时刻,丙图线的斜率大于丁图线的斜率,所以丙的加速度大于丁的加速度,故D正确。]9.(多选)一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的t图象如图所示,图线与纵、横坐标轴的交点分别为0.5m/s和-1s,由此可知( )A.物体做匀加速直线运动B.物体做变加速直线运动C.物体的初速度大小为0.5m/sD.物体的初速度大小为1m/sAC [由图可知,t图线的斜率为0.5m/s2,纵轴截距为0.5m/s。由x=v0t+at2可得=v0+at,可得纵轴截距表示物体运动的初速度,斜率表示物体加速度的一半,所以物体做初速度为v0=0.5m/s、加速度大小为a=1m/s2的匀加速直线运动。]10.如图所示是模拟在高速公路上的甲、乙两车刹车过程中的vt图象,甲车在后,乙车在前。若两车发生追尾,则以下判断正确的是( )A.两车一定是在t=15s至t=20s之间的某时刻发生追尾B.两车可能是在t=8s时发生追尾C.t=0时刻两车间距可能大于28mD.甲车刹车的加速度大小是乙车的3倍-7-\nB [根据速度—时间图象可知,15~20s内,甲车的速度小于乙车,不可能发生追尾,选项A错误;0~10s内任一时刻,甲车的速度大于乙车,这个时间段内可能发生追尾,选项B正确;t=10s时两车的速度大小均为5m/s,在vt图象中,图象与t轴所围成的面积表示位移,0~10s内,甲车位移大小x1=×10m=100m,乙车位移大小x2=×10m=75m,因两车发生追尾,所以两车间距离应小于Δx=x1-x2=25m,选项C错误;根据速度—时间图象的斜率表示加速度可得甲的加速度大小a1=m/s2=1m/s2,乙的加速度大小a2=m/s2=0.5m/s2,则a1=2a2,选项D错误。]11.在某一赛场直的赛道上有一辆F1赛车,前方187.5m处有一辆服务车正以10m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以4m/s2的加速度追赶,试求:(1)赛车何时追上服务车;(2)追上之前与服务车有最远距离,还是最近距离,是多少;(3)当赛车刚追上服务车时,赛车手立即刹车,从赛车开始运动到赛车停止的时间内,两车能否第二次相遇,说明理由。[解析] (1)设经过时间t赛车能追上服务车,由位移关系可得at2=vt+187.5代入数据解得t=12.5s。(2)当两车速度相等时,之间的距离最远,即v=at′,代入数据解得t′=2.5s两者之间的最大位移为xmax=v0t′+187.5-at′2代入数据解得xmax=200m。(3)从赛车开始刹车到赛车停止,这一过程中的平均速度为==m/s=25m/s,显然大于服务车的速度10m/s,故不可能第二次相遇。[答案] (1)12.5s (2)最远距离,200m (3)不能,理由见解析12.我国交通法规定:黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行,车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯,属于交通违章行为。现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向以v0=15m-7-\n/s的速度匀速行驶,甲车在前,乙车在后,当两车快要到十字路口时,甲车司机看到黄灯闪烁,经过3.0s黄灯提示后将再转为红灯。(1)若甲车在黄灯开始闪烁时紧急刹车,要使车在黄灯闪烁的时间内停下来,求刹车时甲车到停车线的距离;(2)若甲车紧急刹车时产生的加速度大小为a1=5m/s2,当甲车司机看到黄灯开始闪烁时车头距停车线L=30m,要避免闯红灯,他的反应时间Δt1不能超过多少?(3)满足第(2)问的条件下,若乙车司机的反应时间Δt2=0.4s,乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车,已知乙车紧急刹车时产生的加速度大小为a2=6m/s2。为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车刹车前的距离x0至少多大?[解析] (1)由L1=t,代入数据得L1=22.5m。(2)由v=2ax,解得刹车距离x=22.5m,由L-x=v0Δt1,解得Δt1=0.5s。(3)设乙车刹车时间t时甲、乙两车速度相等,即v0-a2t=v0-a1(t+Δt2)解得t=2s则t=2s时汽车甲、乙的速度v=v0-a2t=3m/s在这段时间内甲车位移x1==21.6m,乙车位移x2=v0Δt2+=6m+18m=24m,故甲、乙两车刹车前的距离至少为x0=x2-x1=2.4m。[答案] (1)22.5m (2)0.5s (3)2.4m-7-
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所属:
高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 17:31:59
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文章作者:U-336598
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