高考物理直线运动题20套(带答案)

一、高中物理精讲专题测试直线运动

1．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m ，如图（a ）所示．0t =时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至1t s =时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s 时间内小物块的v t -图线如图（b ）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取10m/s 2．求

（1）木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ；（2）木板的最小长度；

（3）木板右端离墙壁的最终距离．

【答案】（1）10.1μ=20.4μ=（2）6m （3）6.5m 【解析】

（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v 4m/s = 碰撞后木板速度水平向左，大小也是v 4m/s =

木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有24/0/1m s m s

g s

μ-=

解得20.4μ=

木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间1t s =，位移 4.5x m =，末速度v 4m/s = 其逆运动则为匀加速直线运动可得212

x vt at =+ 带入可得21/a m s =

木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1g a μ= 可得10.1μ=

（2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有121()M m g mg Ma μμ++= 可得214

a m s =

对滑块，则有加速度2

24/a m s =

滑块速度先减小到0，此时碰后时间为11t s = 此时，木板向左的位移为2111111023x vt a t m =-

=末速度18

v m s =

滑块向右位移214/0

m s x t m +=

= 此后，木块开始向左加速，加速度仍为2

24/a m s =

木块继续减速，加速度仍为214

a m s =

假设又经历2t 二者速度相等，则有22112a t v a t =- 解得20.5t s =

此过程，木板位移23121217

x v t a t m =-=末速度31122/v v a t m s =-= 滑块位移242211

x a t m =

= 此后木块和木板一起匀减速．

二者的相对位移最大为13246x x x x x m ?=++-= 滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6m

（3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度2

11/a g m s μ==

位移23

522v x m a

所以木板右端离墙壁最远的距离为135 6.5x x x m ++= 【考点定位】牛顿运动定律

【名师点睛】分阶段分析，环环相扣，前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态，认真沉着，不急不躁

2．跳伞运动员做低空跳伞表演，当直升机悬停在离地面224m 高时，运动员离开飞机作自由落体运动，运动了5s 后，打开降落伞，展伞后运动员减速下降至地面，若运动员落地速度为5m/s ，取2

10/g m s =，求运动员匀减速下降过程的加速度大小和时间．【答案】212.5?m/s a =； 3.6t s = 【解析】

运动员做自由落体运动的位移为2211

10512522

h gt m m =

=??= 打开降落伞时的速度为：1105/50/v gt m s m s ==?=

匀减速下降过程有：22

122()v v a H h -=-

将v 2=5 m/s 、H =224 m 代入上式，求得：a=12.5m/s 2 减速运动的时间为：12505

3.6?12.5

v v t s s a --=

3．如图所示，质量M =8kg 的小车放在光滑水平面上，在小车左端加一水平推力F =8N ，当

小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，小车足够长．求：

（1）小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度各为多大？

（2）经多长时间两者达到相同的速度？共同速度是多大？

（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少？（取

g=10m/s2）．

【答案】（1）2m/s2，0.5m/s2（2）1s，2m/s（3）2.1m

【解析】

【分析】

(1)利用牛顿第二定律求的各自的加速度；

(2)根据匀变速直线运动的速度时间公式以及两物体的速度相等列式子求出速度相等时的时间，在将时间代入速度时间的公式求出共同的速度；

(3) 根据先求出小物块在达到与小车速度相同时的位移，再求出小物块与小车一体运动时的位移即可．

【详解】

(1) 根据牛顿第二定律可得

小物块的加速度：

m/s2

小车的加速度：

m/s2

(2)令两则的速度相等所用时间为t，则有：

解得达到共同速度的时间：t=1s

共同速度为：

m/s

(3) 在开始1s内小物块的位移

此时其速度：

m/s

在接下来的0.5s小物块与小车相对静止，一起做加速运动且加速度：

m/s2

这0.5s内的位移：

则小物块通过的总位移:

【点睛】

本题考查牛顿第二定律的应用，解决本题的关键理清小车和物块在整个过程中的运动情况，然后运用运动学公式求解．同时注意在研究过程中正确选择研究对象进行分析求解．

4．某人驾驶一辆小型客车以v 0＝10m/s 的速度在平直道路上行驶，发现前方s ＝15m 处有减速带，为了让客车平稳通过减速带，他立刻刹车匀减速前进，到达减速带时速度v ＝5.0 m/s ．已知客车的总质量m ＝2.0×103 kg.求： (1)客车到达减速带时的动能E k ；

(2)客车从开始刹车直至到达减速带过程所用的时间t ； (3)客车减速过程中受到的阻力大小f ．

【答案】(1)E k ＝2.5×104J (2)t ＝2s (3)f ＝5.0×103N 【解析】【详解】

(1) 客车到达减速带时的功能E k ＝12

mv 2

，解得E k ＝2.5×104 J (2) 客车减速运动的位移02

v v

s t +=

，解得t ＝2s (3) 设客车减速运动的加速度大小为a ，则v ＝v 0－at ，f ＝ma 解得f ＝5.0×103 N

5．一辆汽车以1m/s 2的加速度加速行驶了12秒，驶过了180m 。之后匀速行驶了105m ，求：

（1）汽车开始加速时的速度是多少？（2）汽车的末速度是多少？

（3）简要画出全过程的v-t 图像（注：标出关键点坐标即可）【答案】（1）9/m s （2）21/m s （3）如图所示：

【解析】（1）由公式：

201

x v t at =+，可以得到：

011801112/9/2122x v at m s m s t ??=

-=-??= ???

；（2）由速度与时间关系可以得到： 09/112/21/v v at m s m s m s =+=+?=；（3）根据题意可以知道，匀速运动的时间为： 11105

521

x t s s v =

==，如图所示：

点睛：本题关键是明确汽车的运动性质，然后根据运动学公式直接列式求解。

6．据《每日邮报》2015年4月27日报道，英国威尔士一只100岁的宠物龟“T 夫人”(Mrs T)在冬眠的时候被老鼠咬掉了两只前腿。“T 夫人”的主人为它装上了一对从飞机模型上拆下来的轮胎。现在它不仅又能走路，甚至还能“跑步”了，现在的速度比原来快一倍。如图所示，设“T 夫人”质量m=1.0kg 在粗糙水平台阶上静止，它与水平台阶表面的阻力简化为与体重的k 倍，k=0.25，且与台阶边缘O 点的距离s=5m 。在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板，圆弧半径R=

m ，今以O 点为原点建立平面直角坐标系。“T 夫人”通过后腿蹬地可

提供F=5N 的水平恒力，已知重力加速度

。

（1）“T 夫人”为了恰好能停在O 点，蹬地总距离为多少？（2）“T 夫人”为了恰好能停在O 点，求运动最短时间；

（3）若“T 夫人”在水平台阶上运动时，持续蹬地，过O 点时停止蹬地，求“T 夫人” 击中挡板上的位置的坐标。【答案】（1）；（2）

；（3）

【解析】

试题分析：（1）在水平表面运动过程中：

(2)在加速运动中：

由

可求得，

而加速运动中最大速度：

在减速运动中：

则T夫人在台阶表面运动的总时间：

（3）若在台阶表面一直施力：

离开台阶后有：

且有：解得：

7．如图所示，一传送皮带与水平面夹角为 =37°，正以2 m/s的恒定速率顺时针运行。现将一质量为10kg的工件轻放于其底端，经一段时间送到高3 m的平台上，已知工件与皮带间的动摩擦因数为μ= ，g取10 m/s2，求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能。

【答案】460J

【解析】试题分析：对工件，根据牛顿第二定律：

解得：a=1m/s2

当工件的速度与传送带相等时有：

解得：t=2s

此时物块的位移：m

此过程中传送带的位移：s1=vt=4m

则相对位移：

由能量关系可知，带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能：

=460J

考点：牛顿第二定律；能量守恒定律.

8．一列汽车车队以v1＝10 m/s的速度匀速行驶，相邻车间距为25 m，后面有一辆摩托车以v2＝20 m/s的速度同向行驶，当它与车队最后一辆车相距S0＝40 m时刹车，以a＝0.5 m/s2的加速度做匀减速直线运动，摩托车从车队旁边行驶而过，设车队车辆数n足够多，

问：

(1)摩托车最多能与几辆汽车相遇？

(2)摩托车从赶上车队到离开车队，共经历多少时间？(结果可用根号表示)

【答案】(1)3辆（2）815s

【解析】(1)当摩托车速度减为10 m/s时，设用时为t，摩托车行驶的距离为x1，每辆汽车行驶的距离都为x2.

由速度公式得：v2＝v1－at

解得t＝20 s

由速度位移公式得：v22－v12v＝－2ax1

解得x1＝300 m

x2＝v2t＝200 m

摩托车与最后一辆汽车的距离：Δx＝(300－200－40) m＝60 m

故摩托车追上的汽车数n＝60

＋1＝3.4，则追上汽车3辆.

(2)设摩托车追上最后一辆汽车的时刻为t1，最后一辆汽车超过摩托车的时刻为t2.

则：Δx＋v2t＝v1t－1

at2

解得：Δt＝t2－t1＝815s.

9．A、B两车在一直线上向右匀速运动，（两车不同车道）B车在A车前，A车的速度大小为V1=8m/s，B车的速度大小为V2=20m/s，当A、B两车相距X0=28m时，B车因前方突发情况紧急刹车（已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动），加速度大小为a=2m/s2，从此时开

始计时，求：

（1）B车经多长时间停止？这段时间内A车B车位移分别为多少？

（2）B车停止时，A车是否追上B车？

（3）A车追上B车所用的时间？

【答案】（1）t=10s，x A=80m，x B=100m；（2）没有追上；（3）16s

【解析】

【详解】

（1）B车停止的时间

这段时间内A车B车位移分别为：

（2）B车停止时，两车相距：，

则A车没有追上B车.

（3）B车停止后，A车追上B车还需要运动的时间，

则A车追上B车所用的时间为：

【点睛】

此题关键是要搞清两车的运动情况，弄清楚两车运动的位移关系和时间关系，最好画出运动的草图分析.

10．图a为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传

感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d，不计门及门框的厚度。

(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；

(2)若人以的速度沿图中虚线S走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离，那么设定的传感器水平感应距离应为多少？

(3)若以(2)的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速度不能超过多少？

【答案】(1) (2)l=d (3)

【解析】试题分析：（1）作出每扇门开启过程中的速度图象，根据图象求出加速度；

（2）人只要在门打开的时间内到达门框处即可安全通过，由此求出设定的传感器水平感

应距离；（3）为满足宽为的物体通过门，根据题意分析门所做的运动，根据运动公式求解。

（1）依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示：

设门全部开启所用的时间为，由图可得

由速度时间关系得：

联立解得：

（2）要使单扇门打开，需要的时间为

人只要在t时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为

联立解得：

（3）依题意宽为的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动的距离，每扇门的运动各经历两个阶段：开始以加速度a运动的距离，速度达到，所用时间为，而后又做匀减速运动，设减速时间为，门又动了的距离

由匀变速运动公式，得：

解得：和（不合题意舍去）

要使每扇门打开所用的时间为

故物体移动的速度不能超过

【点睛】抓住本题的关键，就是会根据题意作出每扇门的速度时间图象，并且知道速度时间图象的考点，即斜率表示加速度，与时间轴围成的面积表示位移，最后根据题目意思分析门框的运动状态，得出门框的运动性质，由此进行列式求解。