【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版匀变速直线运动速度与时间的关系限时过关练（解析版） 11页

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：匀变速直线运动速度与时间的关系（解析版)‎ ‎1．一质量为‎0.8 kg的球固定在支杆AB的上端，支杆AB的下端固定在升降机上，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，如图所示，已知绳的拉力为6 N，重力加速度g取‎10 m/s2，则以下说法正确的是 A．若升降机是静止状态，则AB杆对球的作用力大小为6 N B．若升降机是静止状态，则AB杆对球的作用力大小为8 N C．若升降机是加速上升，加速度大小‎5 m/s2，则AB杆对球的作用力大小为 N D．若升降机是减速上升，加速度大小‎5 m/s2，则AB杆对球的作用力大小为 N ‎2．两个质点A、B放在同一水平面上，由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动，其运动的v－t图象如图所示．对A、B运动情况的分析，下列结论正确的是(　　)‎ A．A、B加速时的加速度大小之比为2∶1，A、B减速时的加速度大小之比为1∶1‎ B．在t＝3t0时刻，A、B相距最远 C．在t＝5t0时刻，A、B相距最远 D．在t＝6t0时刻，A、B相遇 ‎3．汽车以‎20m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度为‎5m/s2，那么刹车后2s与刹车后6s汽车通过的位移之比为（　　）‎ A．3：4‎ B．3：1‎ C．1：1‎ D．4：3‎ ‎4．一列车队从同一地点先后开出n辆汽车在平直的公路上排成直线行驶，各车均由静止出发先做加速度为a的匀加速直线运动，达到同一速度v后改做匀速直线运动，欲使n辆车都匀速行驶时彼此距离均为x，则各辆车依次启动的时间间隔为(不计汽车的大小)‎ ‎(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎5．一质点自x轴原点O出发，沿正方向以加速度a运动，经过t0时间速度变为v0，接着以-a加速度运动，当速度变为时，加速度又变为a，直至速度变为时，加速度再变为-a，直至速度变为…，其v-t图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　） ‎ A．质点一直沿x轴正方向运动 B．质点将在x轴上一直运动，永远不会停止 C．质点运动过程中离原点的最大距离为 D．质点最终静止时离开原点的距离一定大于 ‎6．以的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第3s内，汽车走过的路程为　　‎ A． m B．‎2m C．‎10m D． m ‎7．质量相同的A、B两个物体静止放在水平面上，从某一时刻起同时受到大小不同的水平外力FA、FB的作用由静止开始运动．经过时间t0，撤去A物体所受的水平外力FA；经过4t0，撤去B物体所受的水平外力FB．两物体运动的v-t关系如图所示，则下列说法中正确的是：（ ）‎ A．A、B两物体所受摩擦力大小之比）fA︰fB=1︰1‎ B．A、B两物体所受水平外力大小之比FA︰FB=12︰5‎ C．水平外力做功之比为WA:WB=4∶1‎ D．A、B两物体在整个运动过程中，摩擦力的平均功率之比为2∶1‎ ‎8．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为‎4 m/s,1 s后速度的大小变为‎10 m/s，在这1 s内该物体的可能运动情况为(　　)‎ A．加速度的大小为‎6 m/s2，方向与初速度的方向相同 B．加速度的大小为‎6 m/s2，方向与初速度的方向相反 C．加速度的大小为‎14 m/s2，方向与初速度的方向相同 D．加速度的大小为‎14 m/s2，方向与初速度的方向相反 ‎9．如图甲所示，静止在水平面C上足够长的木板B左端放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示．A、B间最大静摩擦力大于B、C之间的最大静摩擦力，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在拉力逐渐增大的过程中，下列反映A、B运动过程中的加速度及A与B间摩擦力f1、B与C间摩擦力f2随时间变化的图线中正确的是(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎10．如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t=t1时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长．正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（　　）‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D． ‎ ‎11．一辆货车正以‎12 m/s的速度在平直公路上前进，发现有货物掉下后，立即松开油门以大小为的加速度做匀减速直线运动，货车开始做匀减速直线运动的同时，在其后面‎16 m处一辆自行车上的人立即拾到货物从静止出发，以的加速度同方向追赶货车，已知自行车能达到的最大速度为‎8 m/s，求：‎ ‎（1）货车做匀减速运动的位移大小；‎ ‎（2）自行车至少经过多长时间能追上货车。‎ ‎12．火车正常行驶的速度是‎54km/h，关闭发动机后开始做匀减速直线运动，6s末的速度是 ‎43.2 km/h‎，求：‎ ‎（1）火车的加速度；‎ ‎（2）15 s末的速度；‎ ‎13．如图所示是某质点做直线运动的v－t图象，请回答：‎ ‎(1)质点在AB、BC、CD段各做什么运动？‎ ‎(2)AB、CD段的加速度各是多少？‎ ‎(3)质点在5 s末的速度多大？‎ ‎14． 一颗子弹以‎600 m/s的初速度击中一静止在光滑水平面上的木块，经过0.05 s穿出木块时子弹的速度变为‎200 m/s.‎ ‎(1)若子弹穿过木块的过程中加速度恒定，求子弹穿过木块时加速度的大小和方向；‎ ‎(2)若木块在此过程中产生了恒为‎200 m/s2的加速度，则子弹穿出木块时，木块获得的速度的大小为多少？‎ ‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】‎ 试题分析：A、B若升降机是静止的，球静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，杆的作用力大小：，‎ 故AB错误；‎ C、若升降机加速上升，对球，在竖直方向，由牛顿第二定律得：，解得：，在水平方向，由平衡条件得：，杆对球的作用力大小：，故C正确；‎ D、若升降机减速上升，对球，在竖直方向，由牛顿第二定律得：，解得：，在水平方向，由平衡条件得：，杆对球的作用力大小：，故D错误；故选：C。‎ 考点：牛顿第二定律；物体的弹性和弹力。‎ ‎【名师点睛】本题考查了求杆的作用力大小，根据球的运动状态，应用平衡条件与牛顿第二定律可以解题；解题时注意力的合成与分解的应用。球受到重力、绳子拉力与杆的作用力，球静止时处于平衡状态，应用平衡条件求出杆的作用力；球做匀变速直线运动时，应用牛顿第二定律与力的合成方法求出杆的作用力。‎ ‎2．D ‎【解析】‎ 试题分析：速度时间图象的斜率表示加速度，则A加速时的加速度，B加速时的加速度，所以A、B加速时的加速度大小之比为10：1，故A错误；速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，当AB速度相等时，相距最远，由图象可知，在2t0和3t0之间相距最远，故BC错误；当AB图象与坐标轴围成的面积相等时相遇，根据图象可知，在t=6t0时刻，A、B位移相等，相遇，故D正确．‎ 故选D。‎ 考点v-t图像。‎ ‎3．A ‎【解析】‎ 刹车时间为：，可知车运动4s停止，故刹车2s后的位移为，刹车6s后已经停止，故其位移为：，故刹车后2秒与开始刹车后6秒汽车通过的位移之比为30：40=3：4，A正确；‎ ‎【点睛】在刹车问题中，一定要考虑实际，物体速度减小到零后停止运动，所以需要先考虑物体停止运动时间，然后对比题中给出的时间，看是不是在该时间下物体已经停止运动了，然后结合匀变速直线运动规律分析解题 ‎4．D ‎【解析】‎ 考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．‎ 分析：设某辆车从静止开始做匀加速直线运动经过时间t速度恰好达到v，其前面一辆车运动时间为t+△t，根据两车的位移差为s即可求解．‎ 解答：解：设某辆车从静止开始做匀加速直线运动经过时间t速度恰好达到v，其前面一辆车运动时间为t+△t，‎ 则s1=at2/2，‎ s1+s=at2/2+v?△t．‎ 联立上述方程得各辆车依次启动的时间间隔△t=s/v，故D项正确．‎ 故选D．‎ 点评：该题主要考查了匀加速直线运动位移时间公式，难度不大，属于基础题．‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 速度为矢量，图中物体的速度只有两个相反的方向，故物体时而沿x轴正方向运动，时而沿x轴负方向运动，故A错误；由由图象，2t0时刻位移最大，故质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0，故C正确；图象的面积表示位移，则由图象可知，从2t0开始，质点每次返回的位移均大于后一运动周期前进的位移。所以2t0以后的总位移是负值，故最终静止时离开原点的距离一定小于第一个运动周期的位移v0t0，故B正确；质点最终静止时离开原点的距离为：，故D正确；故选BCD。‎ ‎【点睛】‎ 在速度时间图象中，最常见的问题．一是速度的大小及方向变化；二是速度线与时间轴围成的面积即为该段时间内的位移；三是斜率表示加速度．斜率不变，加速度不变；斜率变化，加速度变化．斜率即可以表示加速度的大小，也可表示方向．‎ ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先求出汽车刹车到停止的时间，因为汽车刹车停止后不再运动．再根据匀变速直线运动的位移公式即可求解．‎ ‎【详解】‎ ‎36km/h‎=‎10m/s，汽车刹车到停止所需的时间。刹车后第3s内的位移，等于停止前0.5s内的位移，则x=at2＝×4×0.25＝‎0.5m，故选D。‎ ‎7．ABD ‎【解析】‎ 试题分析：由图象可得，A加速运动的加速度为，减速运动的加速度为，根据牛顿第二定律知①‎ ‎②‎ 由①②得 B加速运动的加速度为，减速运动的加速度为，根据牛顿第二定律知③‎ ‎④‎ 由③④得 所以与水平面的摩擦力大小之比为））A︰））B=1：1，故A正确；A、B两物体所受水平外力大小之比）A︰）B=12︰5，选项B正确；因A物体在外力作用下的位移；B物体在外力作用下的位移；则水平外力做功之比为，选项C错误；由动能定理可知，A、B两物体在整个运动过程中，摩擦力的功等于力）的功，则摩擦力的平均功率之比为，选项D正确；故选ABD.‎ 考点：动能定理；牛顿定律；功和功率 ‎【名师点睛】此题是动能定理、牛顿定律以及功和功率的综合应用题目；解决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度，根据牛顿第二定律，得出两个力的大小之比，以及知道速度-时间图线与时间轴所围成的面积表示位移.‎ ‎8．AD ‎【解析】‎ 试题分析：当末速度与初速度方向相同时，v0=‎6m/s，vt=‎10m/s，t=1s，则加速度：a==m/s2=‎4m/s2，加速度的大小为‎6m/s2，方向与初速度的方向相同，选项A正确；当末速度与初速度方向相反时，vt=-‎10m/s，则加速度：a==m/s2=-‎16m/s2，加速度的大小为‎16m/s2，方向与初速度的方向相反，选项D正确。‎ 考点：匀变速直线运动 ‎【名师点睛】物体作匀变速直线运动，取初速度方向为正方向，1s后末速度方向可能与初速度方向相同，为‎10m/s，也可能与初速度方向相反，为‎-10m/s，根据加速度的定义式a=求出加速度可能值，根据位移公式x=t求出位移可能的值。矢量的大小是其绝对值。对于矢量，不仅要注意大小，还要注意方向，当方向不明确时，要讨论．矢量的大小是指矢量的绝对值，矢量的符号是表示其方向的．‎ ‎9．ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 试题分析：当F较小且拉动AB整体时，AB整体具有共同的加速度，二者相对静止；当F较大时，二者加速度不同，将会发生相对运动，此后A做变加速直线，B匀加速直线运动；分三个阶段根据牛顿第二定律列式讨论即可．‎ 对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零；对AB整体，当拉力F大于地面对整体的最大静摩擦力时，整体开始加速滑动，加速度为；当拉力足够大时，A、B的加速度不同，故对A，有：，由于，故，故A正确；对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，即物体B开始阶段的加速度为零，故B错误；当拉力小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，此时对物体A，拉力小于，静摩擦力等于拉力；当整体开始加速滑动时，对A，根据牛顿第二定律，有；静摩擦力逐渐增加，但依然小于；当A、B发生相对滑动后，变为滑动摩擦力，为，故C正确；对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，此时静摩擦力等于拉力；滑动后，受地面的滑动摩擦力为，保持不变，故D正确．‎ ‎10．BC ‎【解析】‎ 试题分析：若：向右，若，则向右匀加速到速度为后做匀速运动到离开，则为B图正确；若，则向右做匀减速到速度为0后再向左匀加速到离开。‎ 若：向左，若，则减速到后匀速向右运动离开，无此选项，若，则减速到小于后变为向右，加速度变小，此后加速度不变，继续减速到0后向左加速到离开，则为C图正确，故AD错误，BC正确。‎ 考点：牛顿第二定律、匀变速直线运动的图像 ‎【名师点睛】考查摩擦力的方向与速度的关系，明确其与相对运动方向相反，结合牛顿第二定律分析运动情况，较难。‎ ‎11．（1）‎36m；（2）8.5s．‎ ‎【解析】‎ ‎(1)根据，解得；‎ ‎(2)自行车加速到最大速度所用时间，在4s时间内，自行车的位移：，货车的位移为：，所以在前4s内，自车不能追上货车，设从开始到追上所用时间为t，则有，解得t=4s，但货车从减速到速度为零所用的时间为6s，所以总时间为。‎ ‎12．（1）‎-0.5m/s2 负号表示加速度的方向与初速度的方向相反 （2）‎7.5 m/s 方向与初速度方向相同 ‎【解析】试题分析：火车做匀减速运动，根据初速度、时间和末速度，由加速度的定义式求出加速度；根据加速度、初速度，由速度公式求出汽车刹车到停止运动的时间，再用速度时间公式求15s末的速度。‎ ‎（1）以火车运动的方向为正方向，v0=‎54km/h=‎15m/s；v1=‎43.2km/h=‎12m/s 根据加速度定义式可得匀加速运动的加速度大小为： ，方向与初速度方向相反。‎ ‎（2）火车速度减为零时所用的时间为： ，可知汽车在15s时，还未停止，所以速度为： 。‎ 点睛：本题主要考查了火车刹车问题，即先根据刹车时间判断火车的运动情况，再进行相关计算。‎ ‎13．(1)AB段匀加速的直线运动，BC段匀速直线运动，CD段匀减速直线运动（2） （3）‎2m/s ‎【解析】‎ 试题分析：根据速度随时间的变化规律确定质点的运动情况．根据图线的斜率求出AB段、CD段的加速度．结合速度时间公式求出质点在5s末的速度。‎ ‎（1）AB、CD段的v-t 图象是倾斜直线，说明这两段时间速度是均匀变化的，故质点在这两段做匀变速直线运动，AB段是匀加速，CD段是匀减速；BC平行于t轴，质点做匀速直线运动．‎ ‎(2)由加速度的定义：得：‎ 同理可得CD段的加速度 ‎ ‎ ‎(3)由图象知5 s末的速度 v5＝v4＋aCDt＝‎4 m/s＋(－‎2 m/s2)×1 s＝‎2 m/s.‎ 点睛：解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线斜率表示物体的加速度。‎ ‎14．（1）－8×‎103 m/s2 （2）‎10 m/s ‎【解析】‎ 试题分析：根据匀变速直线运动的速度时间公式求出子弹的加速度大小；根据速度时间公式求出木块获得的速度。‎ ‎(1)设子弹的初速度方向为正方向，对子弹有 v0＝‎600 m/s，v＝‎200 m/s，t＝0.05 s 由速度与时间关系：v＝v0＋at 可得：‎ 负号表示a的方向与子弹初速度的方向相反 ‎(2)设木块获得的速度为v′，则v′＝a′t＝‎200 m/s2×0.05 s＝‎10 m/s 点睛：本题主要考查了匀变速运动的公式，解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式，并能灵活运用，‎