高中物理高考 专题1 2 运动学图像、追及相遇及实验【练】解析版

这是一份高中物理高考 专题1 2 运动学图像、追及相遇及实验【练】解析版，共15页。试卷主要包含了6)×1，6 m>L2，等内容，欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc25292" 一．练经典题型 PAGEREF _Tc25292 \h 1
\l "_Tc31575" 二、练创新情景 PAGEREF _Tc31575 \h 6
\l "_Tc10639" 三．练规范解答 PAGEREF _Tc10639 \h 12
一．练经典题型
1．(2021·湖北武汉调研)通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和在1.39～1.98 s之间。若高速公路上两辆汽车行驶的速度均为100 km/h，刹车时的加速度大小相同，前车发现紧急情况立即刹车，后车发现前车开始刹车时，也立刻采取相应措施。为避免两车追尾，两车行驶的间距至少应为( )
A．39 mB．55 m
C．100 mD．139 m
【答案】B
【解析】由于两车的加速度相同，所以两车行驶的安全距离即为汽车在反应时间内的位移，有Δx＝eq \f(100,3.6)×1.98 m＝55 m，故B正确。
2．(2020·绵阳月考)1．刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．图中所示的图线甲、乙分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离x与刹车前的车速v的关系曲线，已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦．据此可知，下列说法中正确的是( )
A．以相同的车速开始刹车，甲车先停止运动
B．乙车与地面间的动摩擦因数大，乙车的刹车性能好
C．甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快，甲车的刹车性能好
D．乙车受到地面的摩擦力大
【答案】：B
【解析】：汽车刹车后做减速运动，根据运动学公式可知：x＝eq \f(v2,2a)，故x和v的图象是抛物线，根据抛物线特点可知a甲x1>L2
则小狗会与车相撞，选项A错误；
若汽车刹车减速，则在t1＝1 s内的位移x2＝v1t1－eq \f(1,2)a2t12＝8.6 m>L2，
则汽车也会与小狗相撞，选项B错误；
若汽车加速通过，则在t1＝1 s内的位移
x3＝v1t1＋eq \f(1,2)a1t12＝13.1 m>L2＋d1＝13 m
则可避免车与小狗相撞，选项C正确，选项D错误.
7.(2021届·云教金版N+1第一次联考)一步行者以6.0 m/s的速度跑步去追赶被红灯阻停的公共汽车，在跑到距汽车20 m处时，绿灯亮了，汽车即刻以1.0 m/s2的加速度匀加速启动前进，则( )
A．人经6 s时间能追上了公共汽车
B．人追不上公共汽车，人车之间的最近距离为2 m
C．人能追上公共汽车，追上车前人共跑了36 m
D．人追不上公共汽车，且车开动后，人车之间的距离先减小，后增大
【答案】：BD
【解析】：当汽车速度与人的速度相等时，经历的时间t＝eq \f(v,a)＝eq \f(6,1) s＝6 s，此时人的位移x1＝vt＝6×6 m＝36 m，汽车的位移x2＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)×1×36 m＝18 m，因为x1＜x2＋20 m，可知人不能追上汽车，速度相等时有最小距离，最小距离Δx＝x2＋x0－x1＝(18＋20－36) m＝2 m，在追及的整个过程中，人车距离先减小再增大，故B、D正确．
8．(2020·湖南永州市高三三模)在某个恶劣天气中，能见度很低，甲、乙两汽车在一条平直的单行道上，甲在前、乙在后同向行驶.某时刻两车司机听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车，两车刹车后的v－t图象如图所示，下列说法正确的是( )
A.甲车的加速度大于乙车的加速度
B.若t＝24 s时两车未发生碰撞，则此时两车相距最远
C.为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为48 m
D.若两车发生碰撞，则可能是在开始刹车24 s以后的某时刻发生的
【答案】 C
【解析】 甲车的加速度大小a1＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(Δv1,Δt1)))＝eq \f(16,48) m/s2＝eq \f(1,3) m/s2
乙车的加速度大小a2＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(Δv2,Δt2)))＝eq \f(20,40) m/s2＝eq \f(1,2) m/s2
所以甲车的加速度小于乙车的加速度，故A错误；
t＝24 s时，两车速度相等，开始时，甲在前、乙在后同向行驶，所以若t＝24 s时两车未发生碰撞，则此时两车相距最近，故B错误；
0～24 s内，甲车的位移x1＝eq \f(16＋8,2)×24 m＝288 m
乙车的位移x2＝eq \f(20＋8,2)×24 m＝336 m
两者位移之差Δx＝x2－x1＝48 m
所以为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为48 m，故C正确；
t＝24 s时，两车速度相等，若两车速度相等时没有相撞，则速度相等后，甲车的速度比乙车的大，两车不可能相撞，故D错误.
9.(2020·重庆市南开中学月考)某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图甲)．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2.
(1)用游标卡尺测量AB、AC的长度，其中AB的长度如图乙所示，其值为________ mm.

(2)该同学利用vAB＝eq \f(AB,t1)及vAC＝eq \f(AC,t1＋t2)，求出vAB、vAC，再利用测量的时间t1和t2，可得到重力加速度的表达式为________(用vAB、vAC及给出的时间表示)；若狭缝宽度不能忽略，则测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)．
【答案】：(1)74.3 (2)eq \f(2（vAC－vAB）,t2) 偏大
【解析】：(1)游标卡尺的主尺读数为74 mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.1×3 mm＝0.3 mm，所以最终读数为：74 mm＋0.3 mm＝74.3 mm.
(2)该同学利用vAB＝eq \f(AB,t1)，vAC＝eq \f(AC,t1＋t2)，根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度表示钢条运动的中间时刻瞬时速度，重力加速度为g＝eq \f(vAC－vAB,\f(t1＋t2,2)－\f(t1,2))＝eq \f(2（vAC－vAB）,t2).若狭缝宽度不能忽略，A到C的实际时间大于t1＋t2，所以测量得到的重力加速度值比其真实值偏大．
10.(2020·山东卷·13)2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度.某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小.实验步骤如下：
①如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出).
②调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能.将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况.然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据.
③该同学选取部分实验数据，画出了eq \f(2L,t)－t图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s2.
④再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验.
回答以下问题：
(1)当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示.由图像可得，物块过测量参考点时速度的大小为_______ m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点，利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为_______ m/s2.(结果均保留2位有效数字)
(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为_______ m/s2.(结果保留2位有效数字，sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80 )
【答案】 (1)0.32或0.33 3.1 (2)9.4
【解析】 (1)根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式得L＝v0t＋eq \f(1,2)at2，
所以eq \f(2L,t)＝2v0＋at，
即eq \f(2L,t)－t图像的纵截距为2v0，斜率为加速度a，由题图乙知2v0＝65×10－2 m/s，
所以初速度v0≈0.33 m/s
加速度a＝eq \f((185－70)×10－2,(39.5－2)×10－2) m/s2≈3.1 m/s2
(2)当θ＝53°时，a0＝5.6 m/s2
当θ＝37°时，a＝3.1 m/s2
根据牛顿第二定律得a0＝gsin 53°－μgcs 53°
a＝gsin 37°－μgcs 37°
联立两式并代入数据解得g≈9.4 m/s2.
三．练规范解答
1.警匪之战不仅仅是电影中的情节，现实中警察也会面临相似的挑战。如图所示，白色警车以v1＝30 m/s行驶，掠过A位置时发现一黑色可疑车辆停在A线位置，于是立即以a1＝3 m/s2的加速度开始制动减速，白色警车掠过A地作为计时起点，黑车3 s后开始以a2＝3 m/s2的加速度开始加速向前逃窜，警车欲在车速减为零的同时斜打车身将黑色车逼停，但疯狂的黑色车一直加速直至撞上警车。把这个过程两车看成质点，问：
(1)什么时刻两车相撞；
(2)相撞前瞬间，黑色车的速度多大？
【答案】 (1)13 s (2)30 m/s
【解析】(1)设警车停下来所需的时间为t1，停车时所行驶位移为x1，则有
v1＝a1·t1
veq \\al(2,1)＝2a1x1
解得t1＝10 s，x1＝150 m
在t1＝10 s时，黑色车所走位移x2＝eq \f(1,2)a2(t1－3)2＝73.5 m