2023届高考物理三轮测试：力与直线运动1含解析物理试题试卷分析

训练1匀变速直线运动一、选择题(本大题共8小题，每小题8分，共64分．第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．)1.eq\a\vs4\al(2016·全国卷Ⅲ)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍．该质点的加速度为()A.eq\f(s,t2)B.eq\f(3s,2t2)C.eq\f(4s,t2)D.eq\f(8s,t2)解析：本题考查匀变速直线运动规律，意在考查学生对匀变速直线运动规律的理解和应用能力．设质点的初速度为v0，由末动能为初动能的9倍，得末速度为初速度的3倍，即vt＝3v0，由匀变速直线运动规律可知，eq\f(s,t)＝eq\f(v0＋3v0,2)＝2v0，由加速度的定义可知质点的加速度a＝eq\f(3v0－v0,t)＝eq\f(2v0,t)，由以上两式可知，a＝eq\f(s,t2)，A项正确，B、C、D项错误．答案：A2．一质点沿坐标轴Ox做变速直线运动，它在坐标轴上的坐标x随时间t的变化关系为x＝5＋2t3，速度v随时间t的变化关系为v＝6t2，其中v、x和t的单位分别是m/s、m和s.设该质点在t＝0到t＝1s内运动位移为s，平均速度为eq\x\to(v)，则()A．s＝6m，eq\x\to(v)＝6m/sB．s＝2m，eq\x\to(v)＝2m/sC．s＝7m，eq\x\to(v)＝7m/sD．s＝3m，eq\x\to(v)＝3m/s解析：当t＝0时，x0＝5m，t＝1s时，x1＝7m，因此s＝x1－x0＝2m，而平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(s,t)＝2m/s，故B正确，A、C、D错误．答案：B3．如图，两光滑斜面在B处连接，小球从A处由静止释放，经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s，AB＝BC.设球经过B点前后速度大小不变，则球在AB、BC段的加速度大小之比及球由A运动到C过程中的平均速率分别为()A．3∶4,2.1m/sB．9∶16,2.5m/sC．9∶7,2.1m/sD．9∶7,2.5m/s解析：设AB＝BC＝x，则在AB段a1＝eq\f(v\o\al(2,B),2x)，在BC段a2＝eq\f(v\o\al(2,C)－v\o\al(2,B),2x)，所以eq\f(a1,a2)＝eq\f(32,42－32)＝eq\f(9,7)，AB段平均速率为v1＝eq\f(1,2)vB＝1.5m/s，BC段平均速率为v2＝eq\f(1,2)(vB＋vC)＝3.5m/s，因此从A到C的平均速率v＝eq\f(2x,\f(x,v1)＋\f(x,v2))＝eq\f(2v1v2,v1＋v2)＝2.1m/s，选C.答案：C4．物体由静止开始做匀加速直线运动，3s后速度变为v，则下列说法正确的是()A．2s末、3s末的速度之比为1∶2B．第1s内与第2s内的位移之比为1∶3C．1s内与2s内的位移之比为1∶3D．0～3s时间内的平均速度为eq\f(v,3)解析：由初速度为零的匀加速直线运动的比例关系可知，1s末、2s末、3s末的速度之比为1∶2∶3，A错；同理，由静止开始，连续的3个1s内的位移之比为1∶3∶5，B对；故1s内、2s内、3s内的位移之比为1∶(1＋3)∶(1＋3＋5)＝1∶4∶9，C错；平均速度为eq\f(v,2)，D错．答案：B5．测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335m，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动，当B接收到反射回来的超声波信号时，A、B相距355m，已知声速为340m/s，则汽车的加速度大小为()A．20m/s2B．10m/s2C．5m/s2D．无法计算解析：从发出超声波到接收到反射回来的超声波信号，汽车前进了20m，根据超声波的往返运动时间相等，可判断汽车在超声波往返的两段时间内通过的位移之比为1∶3，所以超声波到达汽车处时两者之间距离为340m，超声波往返的时间都是t＝eq\f(340m,340m/s)＝1s，汽车在1s内由静止开始运动，位移为5m，可得加速度a＝10m/s2，选项B正确．答案：B6.如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将到达路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m．该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2.此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s，则下列说法中正确的有()A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车能停在停车线前D．如果距停车线5m时汽车开始减速，汽车能停在停车线处解析：如果立即做匀加速直线运动，t1＝2s末汽车的最大位移x＝v0t1＋eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝20m>18m，此时汽车的速度为v1＝v0＋a1t1＝12m/s<12.5m/s，汽车没有超速，A对，B错；如果立即做匀减速运动，速度减为零需要的最短时间t2＝eq\f(v0,a2)＝1.6s<2s，设从刹车到停下汽车运动的位移为x2，由0－veq\o\al(2,0)＝－2a2x2，得x2＝6.4m<18m，即停下时没有过停车线，C对；由x2＝6.4m>5m知，D错．答案：AC7.一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图．在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()A．t1B．t2C．t3D．t4解析：已知质点在外力作用下做直线运动，在题图中的t1时刻v－t图象的斜率大于零，此时的速度大于零，因此t1时刻质点所受合外力的方向与速度方向相同，故A选项正确；在题图中的t2时刻v－t图象的斜率小于零，此时的速度大于零，因此t2时刻质点所受合外力方向与速度方向相反，故B选项错误；同理可知，t3时刻质点所受合外力的方向与速度方向相同，t4时刻质点所受合外力的方向与速度的方向相反，故C选项正确，D选项错误．答案：AC8．下列图象能正确反映物体在直线上运动，经2s又回到初始位置的是()解析：选项A为x－t图象，由图象可知t＝0时物体位于坐标原点，在t＝2s时纵坐标为x＝0，回到初始位置；选项B为v－t图象，由图象可知在0～2s内v－t图线与时间轴所围的面积越来越大，物体离初始位置越来越远；选项C仍为v－t图象，由图象可知在0～2s内v－t图线与时间轴所围的面积为零，所以物体的位移为零，物体回到初始位置；选项D为a－t图象，物体在前1s内和后1s内加速度等大反向，但物体的初速度未知，物体并不一定回到初始位置．答案：AC二、计算题(本大题共2小题，共36分．需写出规范的解题步骤)9．汽车前方s＝120m处有一自行车正以v2＝6m/s的速度匀速前进，汽车以v1＝18m/s的速度追赶自行车，已知两车在同一条公路不同车道上做同方向的直线运动．(1)经多长时间，两车第一次相遇？(2)若汽车追上自行车后立即刹车，汽车刹车过程中的加速度大小为2m/s2，则再经过多长时间两车第二次相遇？解析：(1)设经时间t两车相遇，由位移关系有v1t＝v2t＋s，解得：t＝10s.(2)设汽车经时间t1后停下，则有t1＝eq\f(0－v1,a)＝9s，该时间内的位移为s1＝eq\f(0－v\o\al(2,1),2a)＝81m，此时间内自行车的位移为s2＝v2t1＝54m，即自行车没有在汽车停下前追上，则第二次相遇又经过的时间为t3＝eq\f(s1,v2)＝13.5s.答案：(1)10s(2)13.5s10.一小型玩具火箭从地面由静止匀加速竖直上升，燃料用尽后落回地面，其运动的v－t图象如图所示，求：(1)上升阶段和下降阶段的加速度；(2)火箭离地面的最大高度；(3)从发射到落地，火箭经历的时间．解析：(1)由题图可知上升阶段的0～2s的加速度为a1＝eq\f(10,2)m/s2＝5m/s2，上升阶段的2～3s加速度为a2＝eq\f(－10,1)m/s2＝－10m/s2，下降阶段的加速度a3＝a2＝－10m/s2，加速度取竖直向上为正方向．(2)由