高考物理必修一《直线运动》练习题

01 直线运动 一、选择题 1．(多选)北京时间 2018 年 12 月 8 日 2 时 23 分我国在西昌成功发射第四颗月球探测器“嫦 娥四号”。与“嫦娥三号”在月球西经 19.51 度、北纬 44.12 度的虹湾以东区域着陆不同，“嫦 娥四号”实现了人类首次月球背面软着陆和巡视探测。下列说法正确的是 (　　) A．2018 年 12 月 8 日是时间，2 时 23 分是时刻 B．西经 19.51 度、北纬 44.12 度表示位置 C．在观测“嫦娥四号”绕月球运行状态时可将其看成质点 D．若以地球为参考系来描述，“嫦娥四号”绕月球应做椭圆运动， 1．BC　解析：2018 年 12 月 8 日 2 时 23 分整体表示时刻，A 错 误；西经 19.51 度、北纬 44.12 度表示位置，B 正确；观测其绕月 球飞行周期可将其看成质点，C 正确；“嫦娥四号”绕月球做椭圆运动是以月球中心为参考系 来描述的，D 错误。 2．由于实验条件的限制，伽利略无法直接对落体运动进行实验研究，而今天即 使在中学实验室里，我们也可以通过实验来验证落体运动的规律。如图所示为某 次实验中获得质量为 m 的小球下落时的频闪照片，频闪间隔是 。根据此照 片可判断下列说法不正确的是 （ ） A．小球做匀加速下落运动 B．小球在 8.71 cm 位置处的速度大小 1.31m／s C．小球下落的加速度大小为 8.56m／s2 D．小球在 13.60 cm 位置处的速度大小为 1.31m／s 2．C 解析：频闪照相每隔相同时间间隔曝光一次，小球在相等时间内的位移越来越大所 以小球做加速运动，由于相邻相等时间内的位移之差近似相等，所以小球的下落运动是匀加 速直线运动，选项 A 正确；从上向下，给小球编号，即为 1、2、3、4、5，那么 4 是 3 到 5 的中间时刻，相邻两个计数点时间 T= ，故有 ， 选项 B 正确；点 1 到点 3 间的位移为 x1，点 3 到点 5 间的位移为 x2，由匀变速直线运动的 推 论 ： 得 ， ， 解 得 g=9.77m/s2 ， 选 项 C 错 误 ； 根 据 ，选项 D 正确。 2x gt∆ = 2 2 1x x gt− = 1 15t s= s30 1 s30 1 m/s31.1m/s 30 12 0490.0136.0 2 35 4 = × −== T xv smgTvv /64.145 =+=3．在平直公路上一辆车做匀变速直线运动，其速度与位置关系 v-x 图象如图所示。则下列 说法正确的是 （ ） A．t=0 时刻，车的速度为 5m/s B．车的加速度大小为 2m/s2 C．当车的速度为 v=10m/s 时，位置应为 x=37.5m D．从位置 x=14m 处运动到 x=50m 过程所需时间为 3s 3．答案：BD 解析：题图是车的速度与位置关系 v-x 图象，可知在位置 x=0 处，v1=5m/s，A 项错误；车 做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动位移公式有 ，根据题图可知在位置 x=50m 处，v2=15m/s，解得车的加速度大小为 2m/s2，B 项正确；同理，可解得当车的速度 为 v=10m/s 时，位置为 x=18.75m，C 项错误；同理，可解得 x=14m 处时，车的速度为 v3=9m/s，故从 x=14m 处运动到 x=50m 过程所需时间为 3s，D 项正确。 4．某实验小组为研究在一条直线上运动的两个物体 A、B 运动情况，在实验室借助于位移 传感器与计算机，描绘出两个物体的 x-t 图象如图所示，其中 a 为直线，b 为抛物线，且交 点对应坐标为(1s，3.0m)，(3s，6.0m)。关于两个物体的运动情况，下列说法中正确的是（ ） A．物体 A 做速度为 3m/s 的匀速直线运动 B．物体 A 初位置坐标为(0，1m) C．物体 B 的位移公式为 D．两个物体在运动过程中相遇两次 4．D 解析：因为物体 A 对应的 x-t 图象为一条倾斜直线，可判断物体 A 做匀速直线运动， 直线 a 的斜率表示其速度大小 m/s，选项 A 错误；1s 时，物体 A 的位移为 3m，故初位置位于原点正向 3m-1.5×1m=1.5m，其坐标应为(0，1.5m) ，选项 B 错误；令物 体 B 对应 x-t 图象的方程为 ，结合两个坐标值可联立解得 v0=3.5m/s，a=-1m/s2， a vvx 2 2 1 2 2 −= =−= a vvt t 0 25.3 ttx −= 5.1=∆ ∆= t xv 2 0 2 1 attvx += x/m v/m·s-1 0 图 20 40 15 5 10 10 30 50 t/s x/m 0 3 1 6.0 3.0 a b所以物体 B 的位移公式为 ，选项 C 错误；由图可知，在运动过程中两物体的 位移有两次相同，故两物体相遇两次，选项 D 正确。 5．2019 年 1 月 13 日达喀尔拉力赛中，如图所示为某选手在越野自行车训练中的路线图。 他用地图计算出始发地 A 和目的地 B 的直线距离为 15 km，实际从 A 运动到 B 用时 45 min， 实际里程表指示的里程数比直线距离多了 12 km，当他经过某路标 C 时，车上速度计指示的 示数为 40 km/h，下列说法不正确的是 (　　) A．经过路标 C 时自行车的瞬时速度大小为 40 km/h B．经过路标 C 时自行车的速度方向为由 A 指向 B C．整个过程中自行车的平均速度大小为 20km/h D．整个过程中自行车的平均速率为 36 km/h 5．B 解析：速度计显示的是瞬时速度大小，A 正确；经过路标 C 时自行车的速度方向沿实 际运动路线的切线指向运动方向，B 错误；从 A 到 B，自行车的位移为 15 km，路程为 27 km，用时 0.75 h，由平均速度和平均速率的定义可得整个过程中的平均速度大小为 20 km/h，平均速率为 36 km/h，C、D 正确。 6．如图所示在 2018 年平昌冬奥会短道速滑男子 500m 决赛中，中国选手武大靖从出发便占 据第一位，没有给对手任何机会，以绝对实力第一个冲过终点，他的比赛成绩定格在了 39.800s，打破了尘封 6 年的世界纪录，这也是中国代表团本届冬奥会的首枚 金牌。下列说法正确的是 （　　） A．在研究武大靖的技术动作时，可以把武大靖看成质点 B．“39.800s”指的是时刻 C．在转弯过程中，以武大靖的冰刀为参考系，他是运动的 D．武大靖 500m 短道速滑的平均速率约为 12.6 m/s 6．D 解析：质点是理想化的物理模型，物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或影响 很小时，物体才可以看做质点，所以研究武大靖的技术动作时，他的形状不能忽略，即武大 靖不能看做质点，A 错误；时间间隔指一段时间，对应一过程，故 39.800s 为时间间隔，B 2 2 15.3 ttx −=错误；在转弯过程中，以武大靖的冰刀为参考系，他是静止的，C 错误；根据平均速速率定 义式 m/s，D 正确。 二、计算题 7．一物块在水平粗糙地面上以一定的初速度做匀减速直线运动。若已知物块在第 1 s 内位 移为 8.0 m，在第 3 s 内位移为 0.5 m。求： （1）物块的加速度大小 （2）物块初速度。 7．答案：（1）4.0 m/s2 ；（2） 10 m/s 解析：（1）假设物体一直做匀减速直线运动，在第 3 s 末未停下来，根据匀变速直线 运动规律可知，某段时间内的平均速度等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，故 t1＝0.5 s 时 刻的瞬时速度 v1＝8.0 m/s，t2＝2.5 s 时刻的瞬时速度为 v2＝0.5 m/s，根据加速度的定义式可 得加速度大小为 a1＝v1－v2 t2－t1 ＝3.75 m/s2，则物体从 0.5 s 时刻开始到停下来所用时间为 t＝v1 a1 ＝32 15 s，即物体整个运动时间为 0.5 s＋32 15 s＜3 s，故假设不成立，v2 并非 2.5 s 时刻的瞬时 速度，物体一定在 3 s 时刻之前停止运动。 故设物体在 2 s 时刻后再运动 t0 时间停下，则 v1＝a(1.5 s＋t0)，从 2 s 时刻开始到物体停 下来的这段时间内，即 t0 时间内物体运动的位移 x＝1 2at20＝0.5 m，解得 t0＝0.5 s，a＝4 m/s2。 （2）故物块实际上在 t=2.5 s 时刻停止运动，此后静止。 故物块初速度为 v0＝at=10 m/s 8．跳伞运动以自身的惊险和挑战性，受到世界各国越来越多年轻人的喜爱。一跳伞运 动员进行某次跳伞训练，他从离地面的高度为 h＝323.5 m 的高空中，以恒定速度 v0＝10 m/s 的速度竖直上升的直升飞机上跳出。他先上升后又下降到一定高度时，立即打开降落伞， 并以加速度大小为 a＝12 m/s2 做匀减速直线运动，落地时的速度不大于 6 m/s。若运动员打 开降落伞之前，忽略空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2，求： (1)跳伞运动员打开降落伞瞬间的速度大小； (2)跳出直升机后，跳伞运动员在空中运动的时间。 8．答案：(1)60 m/s　； (2)11.5 s 解析：(1)设跳伞运动员打开降落伞 v1，从跳出到降落伞打开，跳伞运动员下降的高度 为 h1，打开降落伞的位置距离地面的高度为 h2，落地时的临界速度大小取 v2＝6 m/s，则 v12－v02＝2gh1 6.12≈= t svv22－v12＝2(－a)h2 h＝h1＋h2＝323.5 m 代入数据联立解得 v1＝60 m/s (2)运动员从直升飞机上跳出到降落伞打开的时间 t1＝ ＝7 s 从打开降落伞到落地的时间为 t2＝ ＝4.5 s 跳伞运动员在空中运动的总时间为 t＝t1＋t2＝11.5 s g vv 01 − a vv − − 12