备考2019年高考物理一轮复习文档:第1章 第3讲《运动图象 追及相遇问题》练习(含解析)
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时间:45分钟 满分:100分
一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中1~6为单选,7~10为多选)
1.[2018·长春模拟]如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移—时间(xt)图象,由图象可以看出在0~4 s这段时间内( )
A.甲、乙两物体始终同向运动
B.4 s时甲、乙两物体之间的距离最大
C.甲的平均速度大于乙的平均速度
D.甲、乙两物体之间的最大距离为3 m
答案 D
解析 由图象可知,甲物体在2 s后运动方向改变,A错误;4 s时两车相遇,B错误;2 s末甲、乙距离最大为3 m,D正确;0~4 s这段时间内甲、乙位移相等,所以平均速度相等,故C错误。
2.[2018·奉贤区模拟]一物体运动的速度随时间变化的关系如图所示,根据图象可知( )
A.4 s内物体在做曲线运动
B.4 s内物体的速度一直在减小
C.物体的加速度在2.5 s时方向改变
D.4 s内物体速度的变化量的大小为8 m/s
答案 D
解析 vt图象只能描述直线运动,A错误;4 s内由图象知物体的速度先减小后反向增大,B错误;2.5 s时,物体速度改变方向,加速度方向不变,C错误;4 s内速度变化量大小为Δv=8 m/s,D正确。
3.如图所示为某质点做直线运动的vt图象,图中t2=3t1,质点在0~t1时间内和t1~t2时间内位移相等。则( )
A.在0~t1时间内,质点的加速度逐渐变小
B.在t1~t2时间内,质点的加速度逐渐变大
C.质点在0~t1时间内和t1~t2时间内的平均速度是相等的
D.质点在0~t1时间内和t1~t2时间内,速度方向相同,加速度方向相反
答案 D
解析 根据vt图线的斜率可得,在0~t1时间内,质点的加速度逐渐变大,在t1~t2时间内,质点的加速度逐渐变小,A、B错误;质点在0~t1时间内和t1~t2时间内位移相等,但时间不相等,所以平均速度不相等,C错误;质点在0~t1时间内和t1~t2时间内,速度都沿正方向,方向相同,加速度方向相反,D正确。
4.如图所示,甲从A地由静止匀加速跑向B地,当甲前进距离为s1时,乙从距A地s2处的C点由静止出发,加速度与甲相同,最后二人同时到达B地,则A、B两地距离为( )
A.s1+s2 B.
C. D.
答案 B
解析 设甲前进距离为s1时,速度为v,甲和乙做匀加速直线运动的加速度为a,则有vt+at2-at2=s2-s1,及v2=2as1,联立解得乙运动的时间t=,则A、B的距离s=s1+vt+at2=,故B正确。
5.在一平直路面上,甲、乙两车从同一地点同时出发,其运动的vt图象如图所示。在乙车从开始运动到停下的过程中,下列说法正确的是( )
A.甲车与乙车在t1时刻的距离达到最小值
B.甲车与乙车在t2时刻的距离达到最大值
C.甲车与乙车相遇两次
D.甲车的平均速度小于乙车的平均速度
答案 D
解析 t<t1时,v乙>v甲,两车距离增大,t>t1时,v乙<v甲,两车距离减小,故A、B错误;由图线面积知,0~t2时间内,乙车位移一直大于甲车位移,故乙>甲,C错误,D正确。
6.随着空气质量的恶化,雾霾现象增多,危害加重。雾和霾都是视程障碍物,会使有效水平能见度降低,从而带来行车安全隐患。在一大雾天,一辆小汽车以30 m/s的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方30 m处有一辆大卡车以10 m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,刹车过程中刹车失灵。如图中a、b分别为小汽车和大卡车的vt图线,以下说法正确的是( )
A.因刹车失灵前小汽车已减速,不会追尾
B.在t=5 s时追尾
C.在t=3 s时追尾
D.由于初始距离太近,即使刹车不失灵也会追尾
答案 C
解析 由图象可知,在t=5 s时,两车的速度相等,若此时小汽车与大卡车没有追尾,则以后再不会发生追尾。由vt图象与坐标轴所围图形的面积表示位移的大小可得:t=5 s 时,xa-xb=35 m,t=3 s时,xa-xb=30 m,所以在t=3 s时,小汽车与大卡车出现了追尾,C正确,A、B错误;如果刹车不失灵,则两车在t=2 s时共速,此时xa-xb=20 m<30 m,故不会追尾,D错误。
7.[2018·湖南十二校联考]汽车A在红绿灯前停住,绿灯亮起时启动,以0.4 m/s2的加速度做匀加速直线运动,30 s后以该时刻的速度做匀速直线运动,设在绿灯亮的同时,汽车B以8 m/s的速度从A车旁边驶过,且一直以此速度做匀速直线运动,运动方向与A车相同,则从绿灯亮时开始( )
A.A车在加速过程中与B车相遇
B.A、B两车相遇时速度相同
C.相遇时A车做匀速运动
D.A车追上B车后,两车不可能再次相遇
答案 CD
解析 A车在匀加速直线运动过程中的位移xA1=aAt=180 m,此过程中B车的位移xB1=vBt1=240 m>xA1,故A车在加速过程中没有与B车相遇,A错误,C正确;之后因vA=aAt1=12 m/s>vB,故A车一定能追上B车,相遇之后不能再相遇,A、B相遇时的速度一定不相同,B错误,D正确。
8.甲、乙两质点从同一位置出发,沿同一直线路面运动,它们的vt图象如图所示。对这两质点在0~3 s内运动的描述,下列说法正确的是( )
A.t=2 s时,甲、乙两质点相遇
B.在甲、乙两质点相遇前,t=1 s时,甲、乙两质点相距最远
C.甲质点的加速度比乙质点的加速度小
D.t=3 s时,乙质点在甲质点的前面
答案 BD
解析 由图可知,甲的加速度a甲=- m/s2,做匀减速直线运动,乙的加速度a乙=0.5 m/s2,做匀加速直线运动,C错误;开始时甲速度大,甲在前,乙追甲的过程中,t=1 s前两者距离在增大,t=1 s时,两者速度相等,甲、乙两质点距离最大,故B正确;t=2 s时,分别求它们的位移x甲=2×2 m-××22 m= m,x乙=1×2 m+×0.5×22 m=3 m,这时乙已在甲前,A错误,D正确。
9.一辆汽车从甲地出发,沿平直公路开到乙地刚好停止,其速度图象如图所示。那么0~t和t~3t两段时间内,下列说法中正确的是( )
A.加速度的大小之比为2∶1
B.位移的大小之比为1∶2
C.平均速度的大小之比为2∶1
D.中间时刻速度的大小之比为1∶1
答案 ABD
解析 设t时刻速度为v1,则0~t时间内加速度a1=,位移x1=t, 平均速度1=,中间时刻速度等于平均速度。t~3t时间内加速度a2=,位移x2=·2t,平均速度2=。故正确的是A、B、D。
10.某物体在t=0时刻的速度为零,则下列四个选项中表示该物体做往返运动的图象是( )
答案 ABD
解析 选项A中的位移图象的纵坐标代表位移,其值有时取正值,有时取负值,这说明该物体围绕起点做往返运动,A符合题意;vt图象的纵坐标代表速度,速度的正负代表方向,速度取正值时代表速度方向与规定的正方向相同,取负值时代表物体的速度方向与正方向相反,可见B符合题意;根据C、D中的at图象作出对应的vt图象(如下图所示),参考选项B的分析可知,C不符合题意,D符合题意。
二、非选择题(本题共2小题,共30分)
11.[2018·贵州三校联考](12分)如图所示,在光滑的水平地面上,相距L=10 m的A、B两小球均以v0=10 m/s向右运动,随后两球相继滑上倾角为30°的足够长的光滑斜坡,地面与斜坡平滑连接,取g=10 m/s2。求:
(1)B球刚要滑上斜坡时A、B两球的距离;
(2)A球滑上斜坡后经过多长时间两球相遇。
答案 (1)7.5 m (2)2.5 s
解析 (1)设A球滑上斜坡后经过t1时间B球刚要滑上斜坡,则有
t1==1 s
A球滑上斜坡后加速度a=gsin30°=5 m/s2
设这段时间内A球向上运动的位移为x,则
x=v0t1-at=7.5 m。
(2)B球刚要滑上斜坡时A球速度v1=v0-at1=5 m/s
B球滑上斜坡时,加速度与A球相同,以A球为参考系,B球相对于A球以v=v0-v1=5 m/s
做匀速运动,设再经过时间t2两球相遇,有
t2==1.5 s
则两球相遇时已经过的时间t=t1+t2=2.5 s。
12.(18分)交通路口是交通事故的多发地,驾驶员到交通路口时应格外小心。现有甲、乙汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为v0=9 m/s。当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成黄灯,立即紧急刹车,乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车。已知甲车紧急刹车的加速度大小a1=5 m/s2,乙车紧急刹车的加速度大小a2=4.5 m/s2,乙车司机的反应时间Δt=0.5 s(即乙车司机看到甲车刹车后0.5 s才开始刹车),则:
(1)若甲车司机看到黄灯时车头距离警戒线9 m,他采取上述措施能否避免闯红灯?
(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车在行驶过程中应保持多大距离?
答案 (1)能 (2)5.4 m
解析 (1)甲车刹车时,有:
-2a1x=0-v
解得x=8.1 m<9 m
故甲车司机能避免闯红灯。
(2)由于a1>a2,故甲车停止后乙车继续靠近甲车
对乙车,反应时间内x1=v0Δt=4.5 m
刹车后,有:-2a2x2=0-v
解得x2=9 m
两车恰好相遇时,有:Δx=x1+x2-x=5.4 m
故应保持的距离:Δx=5.4 m。