2023年高考物理预测题之直线运动

试卷更新日期：2023-02-09 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，两车的位置x随时间t的变化如图所示。甲的图线是抛物线，乙的图线是直线。下列说法正确的是（）

A、t₁时刻两车速度相等 B、甲车一直在乙车的前面 C、甲的加速度不断增大 D、t₁-t₂的中间某时刻，甲乙相距最远

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2. 如图所示，质量相等的a、b两球从同一水平地面同时向上抛出，a抛出时的初速度大小为v₀ ，方向竖直向上，b抛出时初速度与水平方向夹角为53°，此后两球在空中运动过程中，始终处在同一高度，不计空气阻力，两球在运动过程中任意时刻的（）

A、速度大小之比为定值 B、速度大小之差为定值 C、动能大小之比为定值 D、动能大小之差为定值

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3. 科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知（）

A、 $0 ~ t_{1}$ 时间内，训练后运动员的平均加速度大 B、 $0 ~ t_{2}$ 时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等 C、 $t_{2} ~ t_{3}$ 时间内，训练后运动员的平均速度小 D、 $t_{3}$ 时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动

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4. 无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为 $3m$ 的半圆弧 $B C$ 与长 $8m$ 的直线路径 $A B$ 相切于B点，与半径为 $4m$ 的半圆弧 $C D$ 相切于C点。小车以最大速度从A点驶入路径，到适当位置调整速率运动到B点，然后保持速率不变依次经过 $B C$ 和 $C D$ 。为保证安全，小车速率最大为 $4m/s$ ．在 $A B C$ 段的加速度最大为 ${2m/s}^{2}$ ， $C D$ 段的加速度最大为 ${1m/s}^{2}$ ．小车视为质点，小车从A到D所需最短时间t及在 $A B$ 段做匀速直线运动的最长距离l为（）

A、 $t = (2 + \frac{7 π}{4}) s ， l = 8m$ B、 $t = (\frac{9}{4} + \frac{7 π}{2}) s ， l = 5 m$ C、 $t = (2 + \frac{5}{12} \sqrt{6} + \frac{7 \sqrt{6} π}{6}) s ， l = 5.5 m$ D、 $t = [2 + \frac{5}{12} \sqrt{6} + \frac{(\sqrt{6} + 4) π}{2}] s ， l = 5.5 m$

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5. 长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为 $v_{0}$ ，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过 $v (v < v_{0})$ 。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和 $2 a$ ，则列车从减速开始至回到正常行驶速率 $v_{0}$ 所用时间至少为（）

A、 $\frac{v_{0} - v}{2 a} + \frac{L + l}{v}$ B、 $\frac{v_{0} - v}{a} + \frac{L + 2 l}{v}$ C、 $\frac{3 (v_{0} - v)}{2 a} + \frac{L + l}{v}$ D、 $\frac{3 (v_{0} - v)}{a} + \frac{L + 2 l}{v}$

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6. 北京时间2021年8月1日，东京奥运会男子100米半决赛中，苏炳添（Su）和罗尼贝克（Baker）都跑出了9秒83的好成绩，打破了亚洲纪录。两人比赛中的分段用时统计如下表：

	用时（秒）
参赛选手	0-30米	30-60米	60-80米	80-100米	0-100米
苏炳添（Su）	3.73	2.56	1.74	1.80	9.83
罗尼贝克（Baker）	3.82	2.55	1.69	1.77	9.83

由以上信息判断：下列哪一个图最能反映两位运动员比赛过程的速度-时间关系？（）

A、

B、

C、

D、

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7. 某物体沿水平方向做直线运动，其v-t图像如图所示，规定向右为正方向，则（）

A、在0～1s内，物体做匀加速运动 B、在1s～2s内，物体向左运动 C、在1s～3s内，物体的加速度不变 D、在2s末，物体回到出发点

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8. 从地面以大小为v₁的初速度竖直向上抛出一个皮球，经过时间t皮球落回地面，落地时皮球的速度的大小为v₂。已知皮球在运动过程中受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，重力加速度大小为g。下面给出时间t的四个表达式中只有一个是合理的。你可能不会求解t，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，你认为t的合理表达式应为（）

A、t＝ $\frac{v_{1} + v_{2}}{g}$ B、t＝ $\frac{v_{1} - v_{2}}{g}$ C、t＝ $\frac{v_{1} v_{2}}{g}$ D、t＝ $\sqrt{\frac{v_{1} v_{2}}{g}}$

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二、多选题

9. 如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N，传送带M、N做匀速直线运动的速度大小分别为0.6m/s、0.8m/s，方向均已在图中标出，一小煤块（视为质点）离开传送带M前已经与传送带M的速度相同，并平稳地传送到传送带N上。小煤块的质量为1kg，与传送带N的动摩擦因数为0.2，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，传送带N的宽度足够大。下列说法正确的是（）

A、小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为1.4m/s B、小煤块传送到传送带N上后，经0.5s与传送带N保持相对静止 C、小煤块在传送带N上滑动的划痕是直线，其长度为0.25m D、小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为1J

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10. 抗日战争期间，某次战斗中，我军一战士沿平直道路追击敌人。若战士运动的速度-时间图像（ $v - t$ 图像）如图所示，其中 $v_{0}$ 、 $t_{0}$ 均为已知量，则下列说法正确的是（）

A、战士在 $0 ∼ t_{0}$ 时间内的加速度增大，在 $2 t_{0} ∼ 3 t_{0}$ 时间内的加速度减小 B、战士在 $0 ∼ t_{0}$ 时间内的加速度减小，在 $2 t_{0} ∼ 3 t_{0}$ 时间内的加速度增大 C、战士在 $0 ∼ 3 t_{0}$ 时间内的平均速度大于 $\frac{2}{3} v_{0}$ D、战士在 $0 ∼ 3 t_{0}$ 时间内的平均速度小于 $\frac{2}{3} v_{0}$

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11. 一质量 $m = 2 k g$ 的滑块在恒力F作用下沿水平面运动，其运动过程的 $\frac{x}{t} - t$ （其中x为滑块的位移）图像如图所示，重力加速度大小为 $g = 10 m / s^{2}$ ，则下列说法中正确的是（）

A、滑块受力F的大小为20N B、滑块运动的加速度大小为10 $m / s^{2}$ C、1s末滑块的速度为10m/s D、0~1s内滑块的位移为10m

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三、实验探究题

12. 某同学为测量当地的重力加速度，设计了图甲所示的实验装置。一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时球心刚好位于光电门处。主要实验步骤如下：

a、用游标卡尺测出钢球直径d；

b、钢球悬挂静止不动时，记下力传感器的示数 $F_{1}$ ，量出线长L（线长L远大于钢球直径d）；

c、将钢球拉到适当的高度后由静止释放，细线始终于拉直状态，计时器测出钢球通过光电门时的遮光时间t，记下力传感器示数的最大值 $F_{2}$ 。

(1)、游标卡尺示数如图乙，则钢球直径d=mm；

(2)、钢球经过光电门时的速度表达式v=；

(3)、通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=（用题干中所给物理量的符号表示）。

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四、综合题

13. 小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏，游戏中蛙和虫都在 $x O y$ 竖直平面内运动。虫可以从水平x轴上任意位置处由静止开始做匀加速直线运动，每次运动的加速度大小恒为 $\frac{5}{9} g$ （g为重力加速度），方向均与x轴负方向成 $37 °$ 斜向上（x轴向右为正）。蛙位于y轴上M点处， $O M = H$ ，能以不同速率向右或向左水平跳出，蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点，取 $\sin 37 ° = \frac{3}{5}$ 。

(1)、若虫飞出一段时间后，蛙以其最大跳出速率向右水平跳出，在 $y = \frac{3}{4} H$ 的高度捉住虫时，蛙与虫的水平位移大小之比为 $2 \sqrt{2} ： 3$ ，求蛙的最大跳出速率。

(2)、若蛙跳出的速率不大于（1）问中的最大跳出速率，蛙跳出时刻不早于虫飞出时刻，虫能被捉住，求虫在x轴上飞出的位置范围。

(3)、若虫从某位置飞出后，蛙可选择在某时刻以某速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为 $1 ： \sqrt{2}$ ；蛙也可选择在另一时刻以同一速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为 $1 ： \sqrt{17}$ 。求满足上述条件的虫飞出的所有可能位置及蛙对应的跳出速率。

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14. 如图，长L＝5m的水平轨道AB与半径R＝0.5m的 $\frac{1}{4}$ 光滑圆弧轨道BC连接，圆弧轨道处于竖直平面内且C端的切线竖直。在C端上方h＝0.5m处有一薄圆盘，圆盘绕其圆心在水平面内做匀速圆周运动。圆盘上沿某一直径方向开有小孔P、Q，且圆盘旋转时孔P、Q均能转至C端正上方。一质量m＝2kg、与轨道AB间动摩擦因数μ＝0.25的小滑块静置于轨道A端。现对该滑块施加一水平向右的恒力F，使其由静止开始运动；当滑块运动至B点时撤去F，滑块运动到C端时对轨道的压力为60N；滑块冲出圆弧轨道后恰好穿过小孔P，后又通过小孔Q落回圆弧轨道。不计空气阻力，滑块无阻碍通过小孔，g取10m/s²。求：

(1)、滑块经过C端时的速率v_C；

(2)、水平恒力F的大小；

(3)、圆盘转动的角速度ω。

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15. 在2022年北京冬季奥运会上，中国运动员谷爱凌夺得自由式滑雪女子大跳台金牌。如图为该项比赛赛道示意图，AO段为助滑道，OB段为倾角α＝30°的着陆坡。运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，到达起跳点O时，借助设备和技巧，保持在该点的速率不变而以与水平方向成θ角（起跳角）的方向起跳，最后落在着陆坡上的某点C。已知A、O两点间高度差h＝50m，不计一切摩擦和阻力，重力加速度g取10m/s²。可能用到的公式：积化和差 $s i n A c o s B = \frac{s i n (A - B) + s i n (A + B)}{2}$ 。

(1)、求运动员到达起跳点O时的速度大小v₀；

(2)、求起跳角θ为多大时落点C距O点最远，最远距离L为多少。

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