《2020屆高考物理 精準(zhǔn)培優(yōu)專練一 直線運(yùn)動的圖象(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高考物理 精準(zhǔn)培優(yōu)專練一 直線運(yùn)動的圖象(含解析)(8頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、直線運(yùn)動的圖象
1.物理圖象能形象地表達(dá)物理規(guī)律、直觀地描述物理過程、鮮明地表示物理量之間的相互關(guān)系,是分析物理問題的有效手段之一,也是當(dāng)今高考命題的熱點(diǎn)。近幾年高考,主要是在選擇題中考查兩種運(yùn)動學(xué)圖象的理解和應(yīng)用。
2.圖象問題的解題技巧:
(1)圖象反映了兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系,因此首先要由運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)出兩個物理量間的關(guān)系式,再分析圖象及斜率、截距、面積等幾何元素的物理意義。
(2)注意把處理常規(guī)圖象問題的思想方法加以遷移應(yīng)用,必要時可將該圖象所反映的物理過程轉(zhuǎn)換為常見的x-t或v-t圖象。
二、考題再現(xiàn)
典例1.( 2019浙江4月選考?9)甲、乙兩物體零時刻開始從同
2、一地點(diǎn)向同一方向做直線運(yùn)動,位移-時間圖象如圖所示,則在0~t4時間內(nèi)( )
A.甲的速度總比乙大 B.甲、乙位移相同
C.甲經(jīng)過的路程比乙小 D.甲、乙均做加速運(yùn)動
典例2.( 2018全國II卷?19)甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運(yùn)動,其速度-時間圖象分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時刻并排行駛。下列說法正確的是( )
A.兩車在t1時刻也并排行駛
B.在t1時刻甲車在后,乙車在前
C.甲車的加速度大小先增大后減小
D.乙車的加速度大小先減小后增大
三、對點(diǎn)速練
1.如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動的
3、ν-t圖象。已知t0時刻的速度為v0,2t0時刻的速度為2v0,圖中OA與AB是關(guān)于A點(diǎn)中心對稱的曲線,由圖可得( )
A.0~t0時間內(nèi)的位移為v0t0
B.0~2t0時間內(nèi)的位移為2v0t0
C.t0時刻的加速度為
D.2t0時刻的加速度為
2.(多選)如圖所示為一個質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的位移x隨時間t變化的圖象,由此可知質(zhì)點(diǎn)在0~4 s內(nèi)( )
A.先沿x軸正方向運(yùn)動,后沿x軸負(fù)方向運(yùn)動
B.一直做勻變速運(yùn)動
C.t=2 s時速度一定最大
D.速率為5 m/s的時刻有兩個
3.宇航員的訓(xùn)練、競技體育的指導(dǎo)、汽車的設(shè)計(jì)等多種工作都會用到急動度的概念。急動度j是加速度變化
4、量Δa與發(fā)生這一變化所用時間Δt的比值,即,它的方向與物體加速度變化量的方向相同。一物體從靜止開始做直線運(yùn)動,其加速度a隨時間t的變化關(guān)系如圖,則該物體在( )
A.t=0時和t=2 s時加速度等大反向
B.t=2 s時和t=4 s時急動度等大反向
C.1~3 s內(nèi)做減速運(yùn)動
D.0~5 s內(nèi)速度方向不變
4.一名跳傘運(yùn)動員從懸停在高空的直升機(jī)中跳下,研究人員利用運(yùn)動員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運(yùn)動情況,通過分析數(shù)據(jù),畫出了運(yùn)動員從跳離飛機(jī)到落地的過程中在空中沿豎直方向運(yùn)動的v-t圖象,如圖所示,則對運(yùn)動員的運(yùn)動,下列說法正確的是( )
A.0~10 s內(nèi)位移大小為100 m
5、
B.10~15 s內(nèi)加速度逐漸增大
C.0~10 s內(nèi)運(yùn)動員所受阻力逐漸增大
D.10~15 s內(nèi)運(yùn)動員所受阻力逐漸増大
5.如圖所示為甲、乙兩個物體做直線運(yùn)動的運(yùn)動圖象,則下列敘述正確的是( )
A.甲物體運(yùn)動的軌跡是拋物線
B.甲物體8 s內(nèi)運(yùn)動所能達(dá)到的最大位移為80 m
C.乙物體前2 s的加速度為10 m/s2
D.乙物體8 s末距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
6.我市某十字路口允許公交車通過的最大速度為10 m/s,一輛公交車在距離十字路口50 m的車站停留,乘客上下完后,公交車司機(jī)啟動公交車,司機(jī)看到紅燈顯示還有10 s,要使公交車在耗能最少的情況下盡快通過十字路口且不違章
6、,則公交車啟動后的運(yùn)動圖象可能是( )
7.甲、乙兩物體從同一位置沿同一直線運(yùn)動,運(yùn)動過程中的速度—時間圖象如圖所示,在0?6 s這段時間內(nèi),下列說法正確的是( )
A.甲、乙兩物體的運(yùn)動方向始終相反
B.5 s時甲、乙兩物體相遇
C.4 s時甲、乙兩物體相距最遠(yuǎn)
D.5 s時甲、乙兩物體相距最遠(yuǎn)
8.入冬以來,全國多地多次發(fā)生霧霾天氣,能見度不足20 m。在這樣的惡劣天氣中,甲、乙兩汽車在一條
平直的公路上行駛,當(dāng)兩車同時行駛到同一位置時,兩車司機(jī)聽到前方有事故發(fā)生的警笛提示,同時開始剎車,直到減速為0,兩輛車剎車時的v-t圖象如圖,則( )
A.甲車減速的加速度為
7、0.5 m/s2
B.甲車減速的加速度比乙車減速的加速度大0.75 m/s2
C.減速過程中甲乙兩車間的最大距離為100 m
D.減速過程中甲乙兩車間的最大距離為87.5 m
9.靜止于粗糙水平面上的物體,受到方向恒定的水平拉力F的作用,拉力F的大小隨時間變化如圖甲所示。在拉力F從0逐漸增大的過程中,物體的加速度隨時間變化如圖乙所示,g取10 m/s2。則下列說法中錯誤的是( )
A.物體與水平面間的摩擦力先增大,后減小至某一值并保持不變
B.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1
C.物體的質(zhì)量為6 kg
D.4 s末物體的速度為4 m/s
10.如圖所示為物體做直線
8、運(yùn)動的圖象,下列說法正確的是( )
A.甲圖中,物體在0~t0這段時間內(nèi)的位移小于v0t0
B.乙圖中,物體的加速度為2 m/s2
C.丙圖中,陰影面積表示t1~t2時間內(nèi)物體的加速度變化量
D.丁圖中,t=3 s時物體的速度為25 m/s
11.(多選)一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線運(yùn)動,通過坐標(biāo)原點(diǎn)時開始計(jì)時,其-t的圖象如圖所示,則( )
A.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動,加速度為1 m/s2
B.質(zhì)點(diǎn)在1 s末速度為2 m/s
C.質(zhì)點(diǎn)在第1 s內(nèi)的平均速度0.75 m/s
D.質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動,速度為0.5 m/s
12.(多選)某同學(xué)為了研究物體下落
9、的過程的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),將兩本書A、B從高樓樓頂放手讓其落下,兩本書下落過程中沒有翻轉(zhuǎn)和分離,由于受到空氣阻力的影響,其v-t圖象如圖所示,虛線在P點(diǎn)與速度圖線相切,已知mA=mB=1 kg,g=10 m/s2,由圖可知( )
A.t=2 s時A處于超重狀態(tài)
B.t=2 s時A、B的加速度大小為2 m/s2
C.下落過程中A、B的機(jī)械能守恒
D.0~2 s內(nèi)A、B機(jī)械能減少量大于99 J
13.(多選)如圖所示,斜面傾角為θ,P為斜面的中點(diǎn),斜面上半段光滑,下半段粗糙,一個小物體由頂端靜止釋放,沿斜面下滑到底端時速度為零。以沿斜面向下為正方向,則物體下滑過程中的位移x、速度v
10、、合外力F、合外力的沖量I與時間t的關(guān)系圖象可能正確的是( )
答案
二、考題再現(xiàn)
典例1.【解析】因x-t圖象的斜率等于速度,可知在0~t1時間內(nèi)開始時甲的速度大于乙,后來乙的速度大于甲,選項(xiàng)A錯誤;由圖象可知在0~t1時間內(nèi)甲、乙位移相同,選項(xiàng)B正確;甲、乙均向同方向做直線運(yùn)動,則甲乙的路程相同,選項(xiàng)C錯誤;由斜率等于速度可知,甲做勻速運(yùn)動,乙做加速運(yùn)動,選項(xiàng)D錯誤。
【答案】B
典例2.【解析】本題可巧用逆向思維分析,兩車在l2時刻并排行駛,根據(jù)題圖分析可知在t1~t2時間內(nèi)甲車運(yùn)動的位移大于乙車運(yùn)動的位移,所以在t1時刻甲車在后,乙車在前,B正確,A錯誤;依據(jù)v-t
11、圖象斜率表示加速度分析出C錯誤,D正確。
【答案】BD
三、對點(diǎn)速練
1.【答案】B
【解析】直線運(yùn)動的ν-t圖象,面積代表位移,所以0-t0時間內(nèi)的位移大于v0t0,故A錯誤;直線運(yùn)動的ν-t圖象,面積代表位移,因?yàn)閳D中OA與AB是關(guān)于A點(diǎn)中心對稱的曲線,所以0~2t0時間內(nèi)的面積為2v0t0,位移為2v0t0,故B正確;直線運(yùn)動的ν-t圖象,斜率代表加速度,t0時刻的斜率不是,加速度就不是,故C錯誤;直線運(yùn)動的ν-t圖象,斜率代表加速度,2t0時刻的斜率不是,加速度就不是,
故D錯誤。
2.【答案】CD
【解析】從圖中可知正向位移減小,故質(zhì)點(diǎn)一直朝著負(fù)方向運(yùn)動,A錯誤;圖
12、象的斜率表示速度大小,故斜率先增大后減小,說明物體速率先增大后減小,做變速運(yùn)動,但不能判斷是不是做勻變速直線運(yùn)動,t=
2s時,斜率最大,速度最大,B錯誤,C正確;因?yàn)樾甭氏仍龃蠛鬁p小,并且平均速度為5m/s,故增大過程中有一刻速度為5m/s,減小過程中有一刻速度為5m/s,共有兩個時刻速度大小為5m/s,D正確。
3.【答案】D
【解析】由圖可知,t=0時和t=2s時加速度等大同向,故A錯誤;加速度對時間的變化率稱為急動度,等于a-t圖象的斜率,則知t=2s時的急動度和t=4s時的急動度等大同向,故B錯誤;根據(jù)a-t圖象與t軸所圍的面積表示速度的變化量,知1-3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度增大,做加
13、速運(yùn)動,故C錯誤;根據(jù)a-t圖象與t軸所
圍的面積表示速度的變化量,知0-5s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度的變化量均為正,說明質(zhì)點(diǎn)速度方向不變,故D正確。
4.【答案】C
【解析】0~10s內(nèi),若運(yùn)動員勻加速下降,則位移為100m,由圖象可知運(yùn)動員的位移大小大于100m,選項(xiàng)A錯誤;v-t圖象的斜率等于加速度,可知10s~15s內(nèi)加速度逐漸減小,選項(xiàng)B錯誤;0~10s內(nèi)運(yùn)動員向下的加速度逐漸減小,根據(jù)mg-f=ma所受阻力逐漸增大,選項(xiàng)C正確;10s~15s內(nèi)運(yùn)動員向上的加速度逐漸減小,根據(jù)f-mg=ma,所受阻力逐漸減小,選項(xiàng)D錯誤。
5.【答案】B
【解析】甲物體的位移圖象并不是其運(yùn)動軌跡,位
14、移圖象表示甲物體做的是直線運(yùn)動,故A項(xiàng)錯誤;x-t圖象中縱坐標(biāo)的變化量表示物體的位移,則知t=4s時刻甲的位移最大為△x=8m-0=8m,故B項(xiàng)正確;v-t圖象中斜率表示加速度,則乙物體前2s加速度為5 m/s2,故C項(xiàng)錯誤;乙物體在前4s內(nèi)沿正向運(yùn)動,后4s內(nèi)沿負(fù)向運(yùn)動,t=8s末回到了出發(fā)點(diǎn),所以乙物體4s末距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn),故D項(xiàng)錯誤。
6.【答案】C
【解析】速度時間圖象與時間軸所圍的面積表示位移,可知只有C圖所圍的面積可能小于等于50m,ABD均大于50m,C正確。
7.【答案】D
【解析】由圖象可知,4~5.5s內(nèi)甲、乙兩物體的運(yùn)動方向相同,A項(xiàng)錯誤;5s時甲、乙兩物體的速度相
15、同,二者相距最遠(yuǎn),D項(xiàng)正確,B、C項(xiàng)錯誤。
8.【答案】C
【解析】v-t圖象的斜率表示加速度,故甲車減速的加速度為-1 m/s2,乙車減速的加速度的為-0.5 m/s2,故A、B錯誤;當(dāng)甲乙兩車速度相等時,即t=20s時甲乙兩車間的距離最大,圖象面積之差表示位移之差,即,故C正確,D錯誤。
9.【答案】C
【解析】由乙知,0-2s內(nèi)物體靜止不動,物體所受的靜摩擦力與拉力平衡,則知摩擦力逐漸增大.t=2s時靜摩擦力達(dá)到最大值,t=2s后物體開始運(yùn)動,受到滑動摩擦力作用,滑動摩擦力小于最大靜摩擦力,并且保持不變,所以物體所受的摩擦力先增大,后減小至某一值并保持不變,故A正確;在2-4
16、s內(nèi),由牛頓第二定律得:F-μmg=ma ①,由圖知:當(dāng)F=6N時,a=1m/s2,代入①式得 6-10μm=m②,當(dāng)F=12N時,a=3m/s2,代入①式得 12-10μm=3m?③,由②③解得 μ=0.1,m=3kg,故B正確,C錯誤;根據(jù)
a-t圖象與時間軸所圍的面積表示速度的變化量,可知4s內(nèi)物體速度的變化量為,由于初速度為0,所以4s末物體的速度為4m/s,故D正確。本題選錯誤的,故選C。
10.【答案】D
【解析】甲圖中,因v-t圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積等于位移,可知物體在0~t0這段時間內(nèi)的位移大于v0t0,選項(xiàng)A錯誤;乙圖中,根據(jù)v2=2ax可知2a=1,則物體的加速度
17、為0.5m/s2,選項(xiàng)B錯誤;丙圖中,根據(jù)?v=at可知,陰影面積表示t1~t2時間內(nèi)物體的速度變化量,選項(xiàng)C錯誤;丁圖中,由x=v0t+at2可得,由圖象可知,則a=5m/s2; v0=-5m/s,則t=3s時物體的速度為v3=v0+at3=25m/s,選項(xiàng)D正確。
11.【答案】AB
【解析】由圖得:,根據(jù),得,對比可得:,則加速度為a=2×0.5=1 m/s2,由圖知質(zhì)點(diǎn)的加速度不變,說明質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動,故A正確,D錯誤;質(zhì)點(diǎn)的初速度v0=1 m/s,在1 s末速度為v=v0+at=2 m/s,故B正確;質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)的平均速度,故C錯誤。
12.【答案】BD
【解析】根據(jù)
18、v-t圖象的斜率表示加速度,知t=2s時A的加速度為正,方向向下,則A處于失重狀態(tài),
故A錯誤。t=2s時A、B的加速度大小為,故B正確;由于空氣阻力對A、B做功,則A、B的機(jī)械能不守恒,故C錯誤。0-2s內(nèi)A、B下落的高度h>×9×2m=9m,A、B重力勢能減少量ΔEp=(mA+mB)gh>2×10×9=180J,動能增加量ΔEk=(mA+mB)v2=×2×92=81J,則A、B機(jī)械能減少量ΔE=ΔEp-ΔEk>180J-81J=99J,故D正確。
13.【答案】BD
【解析】物體在光滑的斜面上做勻加速直線運(yùn)動時,由x=at2知,位移時間圖線的開口應(yīng)先向上,然后做勻減速直線運(yùn)動,故A錯誤;物體在前半段做勻加速直線運(yùn)動,后半段做勻減速直線運(yùn)動,由于到達(dá)底端的速度為零,則前半段和后半段的平均速度相等,由位移相等,則在前半段和后半段的運(yùn)動時間相等,勻
加速直線運(yùn)動的末速度等于勻減速直線運(yùn)動的初速度,則勻加速和勻減速直線運(yùn)動的加速度大小相等,方向相反,則合力大小相等,方向相反,故B正確,C錯誤;合力大小相等,方向相反,根據(jù)I=F合t可知,合外力的沖量在前半段和后半段的運(yùn)動時間內(nèi)也是大小相等,方向相反,故D正確。
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