押题精选02 直线运动-2021年高考物理108所名校押题精选（解析版）

押题精选 02 直线运动 1．2020年 11月 25日，一代球星马拉多纳永远离开了我们，马拉多纳是二十世纪最伟大的足球运动员之一、 假设在一次训练中马拉多纳进行了四次颠球，第一次、第二次、第三次和第四次足球分别以大小为 12 m/s、 10 m/s、8 m/s和 7 m/s的速度竖直上抛，1 s后，足球都没有落地，不计空气阻力，g取 10 m/s2，则 1 s后足 球速率最大的是（ ） A．第一次 B．第二次 C．第三次 D．第四次 【答案】D 【详解】以竖直向上为正，则有 0v v gt  当 v0=12 m/s时，v1=2 m/s； 当 v0=10 m/s时，v2=0 m/s； 当 v0=8 m/s时，v3=–2 m/s； 当 v0=7 m/s时，v4=–3 m/s， 则 1 s后足球速率最大的是 3m/s。 故选 D。 2．城市电动助力车在确保安全规范骑行的前提下既能方便市民出行，也可净化城市环境，减少尾气排放。 在一条平直的公路上，某同学以公路上某一位置为原点，记录了骑行电动助力车的甲、乙两位同学的位移 （x）–时间（t）图像，如图所示，甲的图像 t2前是曲线、t2后是直线，乙的图像是一条直线，在 0 ~ t3时间 内，下列说法正确的是（ ） A．甲先做曲线运动，后又做直线运动，乙做单向直线运动 B．途中有两个时刻，甲、乙的速度相同 C．全程甲、乙的位移相同 D．途中甲、乙只相遇一次，然后又分开 【答案】B 【详解】A．位移—时间图像描述的是直线运动的图像，因此甲、乙都做直线运动，A错误； B．图像中图线的切线斜率表示瞬时速度，甲的图线上有两个位置的切线与乙的图线平行，切线斜率相等， 表明速度相同，B正确； C．甲有折返运动，全程的位移较小，C错误； D．图中两图线分别在 t1、t2两个时刻位置重合，相遇两次，D错误。 故选 B。 3． 2020年12月17日，嫦娥五号成功返回，标志着中国全面掌握无人地月往返系列技术。已知地球半径 为月球半径的 p倍，地球质量为月球质量的q倍。若探测器在地球表面以某一初速度竖直向上射出一物体， 忽略空气阻力，其上升的最大高度为 0h 。忽略星球自转的影响，该探测器在月球表面以相同的初速度竖直 向上射出同一物体，其上升的最大高度为（ ） A． 0 2 qh p B． 2 0h p q C． 0 2 h qp D． 2 0qp h 【答案】A 【详解】设月球的重力加速度为 'g ，在月球上抛物体上升的高度为 'h，忽略星球自转的影响，则根据 2 GMm mg R  ，可得    22 G qMGM g R pR   月地 地 月 ' 2 GM g R  月 月 ' 2 g q g p  在地球上上升的高度 2 0 0 2 vh g  在月球上上升的高度 2 ' 0 '2 vh g  ' ' 0 h g h g  解得 0' 2h qh p  故选 A。 4．高速公路的 ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某 ETC 通道的长度为8.4m，一辆汽车以 21.6km / h的速度匀速进入识别区，ETC用了 0.2s的时间识别车载电子 标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好未撞杆。若 刹车的加速度大小为 25m / s ，则司机的反应时间约为（ ） A．0.4s B．0.6s C．0.7s D．0.8s 【答案】B 【详解】21.6km/h=6m/s，设反应时间为 t，汽车反应时间内的位移为 1 0 ( 0.2)x v t  随后汽车做减速运动，位移为 2 0 2 2 vx a  且 1 2 8.4mx x L   联立解得 0.6st  故选 B。 5．在同一直线上的 A、B两个高铁实验站台之间的距离为 s，某次实验中一列实验高铁沿轨道由静止从 A 出发驶向 B，高铁先以大小为 a的加速度匀加速运动一段时间，接着以大小为 2a的加速度匀减速运动，到 达 B时速度恰好为零，该过程中高铁的最大速度为（ ） A． 4 3 as B． as C． 2 3 as D． 3 as 【答案】A 【详解】设高铁最大速度为 vm，加速的时间为 t1，减速的时间为 t2，则 1 2( ) 2 mv t t s  1 22mv at at  联立解得 4 3m asv  故选 A。 6．如图所示，两位同学在教学楼。上做自由落体实验，甲同学在四楼先将小球 A释放，当下落距离为 h时， 乙同学在三楼将小球 B释放，小球 B释放时间 t后，两球恰好同时落地，小球 A、B不在同一条竖直线上， 不计空气阻力，重力加速度为 g，则下列说法中正确的是（ ） A．甲同学释放点离地高度为 22ght h B．甲同学释放点离地高度为 2 21 2 2 gt ght h  C．若两位同学均各上一层楼重做以上实验，两小球仍能同时落地 D．若两位同学均各下一层楼重做以上实验，小球 A先落地 【答案】B 【详解】AB．小球 A下落 h所需时间为 t′，则 21 2 h gt  解得 2ht g   故小球 A下落到地面所需时间为 At t t  下降的高度为 2 2 2 A 1 1( ) 2 2 2 h g t t gt ght h     故 A错误 B正确； C．当两位同学均各上一层楼重做以上实验，相当于在以上实验的基础上，假设两同学不动，地平面下降了 一层楼。则由自由落体运动规律可知，两球会在空中原来地平面处相遇，相遇时小球 A速度大，故 A先落 地，故 C错误； D．若两位同学均各下一层楼重做以上实验，相当于在以上实验的基础上，假设两同学不动，地平面上升了 一层楼，则两小球不能在空中相遇，根据自由落体规律可知小球 B先落地，故 D错误； 故选 B。 7．一个小男孩从楼上窗台突然坠落。幸运的是，楼下老伯高高举起双手接住了孩子，孩子安然无恙。假设 从楼上窗台到老伯接触男孩的位置高度差为 h=10m，老伯接男孩的整个过程时间约为 0.2s，则（忽略空气 阻力，g取 10m/s2）（ ） A．男孩自由下落时间约为 2s B．男孩接触老伯手臂时的速度大小约为 14m/s C．老伯接男孩的整个过程，男孩处于失重状态 D．老伯手臂受到的平均冲力约等于男孩体重的 7倍 【答案】B 【详解】A．由自由落体运动公式 21 2 h gt 可得男孩自由下落时间约为 2 2sht g   故 A错误； B．男孩接触老伯手臂时的速度大小约为 10 2m / s 14m / sv gt   故 B正确； CD．设老伯手臂受到的平均作用力是 F，则老伯对男孩的平均作用力大小也为 F，则根据动量定理得 1 2 2)( 0 0mg t t Ft    解得 8F mg 由于老伯接男童的整个过程 F=8mg，男孩处于超重状态，故 CD错误。 故选 B。 8．为了研究某品牌玩具车的性能，生产厂家拿两辆完全相同的玩具车做测试：将玩具甲、乙放在平直的轨 道上同时沿同一起始线释放，已知两玩具车的运动方向相同，在该过程中通过计算机描绘了两玩具车速度 的平方与位移的关系图像。则下列说法正确的是（ ） A．玩具车乙停止运动前两车的最大间距为 16 m 9 B．玩具车甲、乙的加速度大小之比为 1：1 C．两玩具车在 4 s 3 t  时再次并排 D． 4 s 3 t  时两玩具车的速度相等 【答案】D 【详解】B．由图可知 2v 与 x成一次函数关系，故玩具车甲、乙均做匀变速直线运动，根据 2 2 0 2v v ax  分别代入数据可得 21m/sa 甲 ， 22m/sa  乙 则玩具车甲、乙的加速度大小之比为 1：2，故 B错误； AD．由图可知，玩具车乙的初速度为 0 4m/sv  ，玩具车甲、乙速度相等时相距最远，即 0v a t a t 乙 甲 解得 4 s 3 t  此时两玩具车的速度为 4 m/s 3 v v 甲 乙 此时玩具车甲的位移为 1 4 4 8m m 2 2 3 3 9 v x t    甲 甲 玩具车乙的位移为 0 1 4 4 324 m m 2 3 3 92 v vx t            乙 乙 所以两玩具车在乙停止运动前的最大间距为 8m 3 x x x   乙 甲 故 A错误，D正确； C．根据图像可知，玩具车乙从开始到停止运动所用的时间 00 2sv a t    乙 整个运动过程中乙方的位移为 4mx 乙 乙停止运动时玩具车甲的位移为 22 1 1 2 m 2m 2 2 1x a t     甲 甲 即玩具车乙停止一段时间后两玩具车再次并排，可得 21 2 x a t 乙 甲 代入数据解得 2 2st  故 C错误。 故选 D。 9．中国军队于 2020年 9月 21日至 26日派员赴俄罗斯阿斯特拉罕州参加“高加索 2020”战略演习，演习中 某特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，其运动的速度随时间变化的图像 如图所示， 2t 时刻特种兵着地，关于该特种兵，下列说法正确的是（ ） A． 10 t 时间内处于超重状态 B． 1 2t t 时间内所受阻力越来越大 C． 1 2t t 时间内的平均速度 1 2 2 v vv   D． 20 t 时间内合外力的冲量为零 【答案】B 【详解】A． 10 t 时间内物体向下加速，所以加速度方向向下，属于失重状态，A错误。 B． 1 2t t 时间内物体向下减速，根据牛二则有  f mg ma 图像斜率增加，加速度增加，阻力增加，B正确。 C． 1 2t t 时间内不属于匀变速直线运动，所以无法使用 1 2 2 v vv   来求平均速度，C错误。 D．合外力的冲量等于物体动量的变化量，由于 20 t 时间内速度的变化量不为 0，所以动量的变化量也不 为 0，D错误。 故选 B。 10．在 2020年第 67届校田径运动会上，苏同学以 2.13m的成绩打破了舟山市高中男子跳高纪录 （2.05m）夺得冠军。经了解，苏同学身高 1.91m，据此可估算出他离地时竖直向上的速度最接近（ ） A．6.5m / s B．5.5m / s C． 4.5m / s D．3.5m / s 【答案】C 【详解】该同学跳高时重心升高的高度为 h=2.05- 1 2 ×1.91=1.095m 则他离地时竖直向上的速度 2 2 10 1.095m/s 4.68m/sv gh     故选 C。 11．甲、乙两辆车从同一地点同时出发，在同一平直公路上做直线运动，开始一段时间内两辆车的 v-t图像 如图所示，曲线表示甲车的，直线表示乙车的（ ） A．在 0~t3时间内，两车一定相遇 7次 B．在 t1时刻，甲车的加速度比乙车的小 C．在 t2~t3时间内，甲车的位移比乙车的大 D．在 0~t1时间内，甲乙两车的平均速度相等 【答案】B 【详解】A．速度-时间图像的面积表示位移。由图可知，在 0~t3时间内，两车有 7次速度相等，但是相遇 的次数无法确定，A错误； B．速度-时间图像的斜率表示加速度，在 t1时刻，甲车的加速度比乙车的小，B正确； C．在 t2~t3时间内，根据两图像围成的图形的面积，甲车的要小于乙车的，所以甲车的位移比乙车的小，C 错误； D．在 0~t1时间内，乙车运动的位移大于甲车的，而两车运动的时间相等，所以乙车的平均速度要大于甲车 的，D错误。 故选 B。 12．对于如图所示的情境，交通法规定“车让人”，否则驾驶员将受到处罚，若以8m/s匀速行驶的汽车即将 通过路口，有行人正在过人行横道，此时汽车的前端距停车线8m，该车减速时的加速度大小为 25m/s ，下 列说法中正确的是（ ） A．驾驶员立即刹车制动，则至少需 2s汽车才能停止 B．在距停车线6m处才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处 C．若经 0.2s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处 D．若经0.4s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处 【答案】C 【详解】A．运用逆向思维，车从开始刹车到停止所需时间 0 8 s 1.6s 5 vt a    故 A错误； B．运用逆向思维，对车的刹车过程有 2 0 00 2v ax  解得刹车距离 0 6.4mx  即在距停车线 6.4 m处开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处，故 B错误； CD．距停车线 6.4 m处开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处，汽车还能匀速行驶的时间 0 0 0.2sx xt v     即若经 0.2s后开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处，故 C正确，D错误。 故选 C。 13．某同学在方格纸上建立直角坐标系，根据手拉纸带的 v、t数据，在坐标系中描点，练习画v t 图像， 如图所示。为了更清晰地反映纸带运动速度的变化规律，可以用某种方式把这些点连起来，下列哪种方式 与实际更加接近（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】为了更清晰地反映纸带运动速度的变化规律，可以用平滑的曲线连接各点，曲线所反映的情况就 会与实际更加接近，故 C正确，ABD 错误。 故选 C。 14．新冠疫情让 2020届高三学生少了很多在校学习的时间，返校后为节约时间，小尧同学都是跑步去食堂 吃饭。跑步过程中的 1 x v  图象如图所示，为一条不过坐标原点的直线，假定从小尧的教室门口到食堂的道 路为一水平直线道路，以教室门口为坐标原点，教室到食堂方向为 x轴正方向，下列说法正确的是（ ） A．小尧运动到 x1的时间为 1 1 0 12 2 x x v v  B．小尧运动到 x1的时间为 1 0 1 2x v v C．小尧运动的速度与位移成线性规律变化 D．小尧运动的速度随位移的增加而增加，但不成线性规律 【答案】A 【详解】AB．由运动公式 1xt x v v    可知在 1 x v  图像中图像与横坐标围成的面积为运动时间，故运动到 1x 的时间为图中梯形的面积，即 1 1 0 12 2 x xt v v   故 A正确，B错误； C．根据图像可知斜率为定值 0 1 1 v v k x   即 0 0 1 vv kxv   可见运动的速度与位移不成线性规律变化，且速度随位移的增加而减小，故 CD错误。 故选 A。 15．极限跳伞是世界上最流行的空中极限运动，它的独特魅力在于跳伞者通常起跳后伞并不是马上自动打 开，而是由跳伞者自己控制开伞时间，这样冒险者就可以把刺激域值的大小完全控制在自己手中．伞打开 前可看做是自由落体运动，打开伞后空气阻力与速度平方成正比，跳伞者先减速下降，最后匀速下落．如 果用 h表示下落的高度，t表示下落的时间，Ep表示重力势能(以地面为零势能面)，Ek表示动能，E表示机 械能，v表示下落时的速度．在整个过程中下列图象可能符合事实的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．开始下落阶段做自由落体运动，则 0P PE E mgh  ，可知此过程中 EP-h为直线，选项 A错误； B．开始下落阶段做自由落体运动 kE mgh ，则 Ek-h为直线；在以后的过程中先减速后匀速，可知动能先 减小后不变，则选项 B正确； C．开始阶段做自由落体运动，机械能不变；然后打开伞后，由于受阻力作用机械能逐渐减小，最后匀速下 落阶段机械能仍不断减小，选项 C错误； D．开始阶段做自由落体运动，速度随时间均匀增加；开伞后空气阻力与速度平方成正比，则加速度满足： mg-kv2=ma，则加速度随时间逐渐减小，v-t线不是直线，选项 D错误． 16．ABS是 Anti－lock Brake System 的英文缩写，即“刹车防抱死系统”．某汽车在启用 ABS刹车系统和未 启用该刹车系统紧急刹车过程中，车速与时间的变化关系分别如图中的①②图线所示，由图可知 A．启用 ABS刹车时间大于未启用 ABS 刹车时间 B．启用 ABS汽车做匀速运动，未启用 ABS汽车做匀减速运动 C．0～t1的时间内，启用 ABS加速度大于未启用 ABS加速度 D．刹车过程中，启用 ABS平均速度大于未启用 ABS 平均速度 【答案】D 【详解】A.据图象可知，当速度为零时，启用 ABS后制动所需时间比未启用该刹车系统时短，故 A错误； B.由图看出，启用 ABS后汽车做匀减速运动，故 B错误； C.由斜率等于加速度的大小，则知，启用 ABS后 0～t1的时间加速度小，t1～t2的时间内加速度大．故 C错 误； D.由图可知，若汽车刹车后做匀减速运动经过 t3时间停止，则其平均速度等于启用 ABS做匀减速运动的平 均速度；由于 v-t图像的面积等于位移可知，若汽车刹车后做匀减速运动经过 t3时间停止其位移大于未启用 ABS时的位移，则若汽车刹车后做匀减速运动经过 t3时间停止其平均速度大于未启用 ABS时的平均速度， 则启用 ABS平均速度大于未启用 ABS平均速度．故 D正确． 17．某物体做直线运动，其位移 x与运动时间 t的关系如图所示，下列关于物体的 x t -t图像中，正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据位移 x与运动时间 t的关系可知，物体第一段做匀速直线运动。所以 x t -t图像是一条水平直线， 第二段也是匀速直线运动，则位移为 0 0( )x x v t t   其中， 0x 是第一段时间内的位移，v是第二段匀速运动的速度，变形为 0 0x vtx v t t    根据两段图像的斜率可知 0 0x vt 有 , xt v t   故选 D。 18．甲、乙两质点从同一位置、同时沿同一直线运动，速度随时间变化的v t 图像如图所示，其中甲质点 的图像平行于 t轴，乙质点的图像在0 ~ 3s内为直线，在3s ~ 6s内为曲线。关于两质点的运动情况，下列说 法正确的是（ ） A．乙在0 ~ 3s的初、末位置中点的速度大小为 2m/s B．乙在 3s ~ 6s时间内的加速度一直减小 C．乙在 3s ~ 6s时间内的平均速度等于 1m / s D．在0 ~ 3s内，甲、乙之间的最大距离为 25 m 4 【答案】D 【详解】A．乙在 0～3s内的加速度为 22 4 2m/s 3 ( )va t        根据几何知识可得：0-3s内乙图象与 t轴交点坐标为 2s。根据速度图象与坐标轴围成的面积表示位移，可得 中点位置与初位置的距离 1 1 14 2 2 1 1.5m 2 2 2 s       ( ) 乙在 0~3s的初、末位置中点的速度大小为 ' 2 2 0 2 4 2 2 1.5m/s 10m/sv v as       选项 A错误； B．因 v-t图像的斜率等于加速度，则乙在 3s～6s时间内的加速度先减小后增大，故 B错误。 C．若乙在 3s～6s时间内做匀减速运动，速度从 2m/s减至 0时，平均速度为 3 6 2 0  1m/ s 2 2 vv v      由于乙在 3s～6s时间内的位移大于匀减速运动的位移，所以其平均速度大于 1m/s，故 C错误。 D．在 0～3s内，当两者速度相等时相距最远，设从 t=0时起经过时间 t两者速度相等，则有 v0 乙+at=v 甲 代入得 -4+2t=1 解得 t=2.5s 甲、乙之间的最大距离为 S=v 甲 t-（v0 乙 t+ 1 2 at2） 代入数据解得 25 m 4 S  故 D正确。 故选 D。 19．a、b两车在平直公路上沿同一方向行驶，两车运动的 v—t图象如图所示，在 t＝0时刻，b车在 a车前 方 s0处，在 0～t1时间内，a车的位移为 s．若 s=2s0，则（ ） A．a、b两车只会相遇一次，在 t1时刻相遇 B．a、b两车只会相遇一次，在 1 4 t 时刻相遇 C．a、b两车可以相遇两次，一次在 1 3 t 时刻相遇，另一次在 14 3 t 时刻相遇 D．a、b两车可以相遇两次，一次在 1 2 t 时刻相遇，另一次在 13 2 t 时刻相遇 【答案】D 【详解】由速度-时间可知，图象与时间轴围成的面积表示位移，所以 1 1 32 2 2 vtv vs t   ， 1 0 3 2 4 vtss   ．在 1 2 t 时 a的位移是 1 1 32 72 2 2 8a vv t vts     ，b的位移是 0 1 11 2 2 2 8b v t vts     ,因为 13 4a b vts s  ，故在 1 2 t 时两 相遇；由 v-t 图像可知： 1 13~ 2 2 t t 时，两者的位移相同，所以若在 1 2 t 时两相遇，在 13 2 t 时一定相遇．故 a、b 两车可以相遇两次，一次在 1 2 t 时刻相遇，另一次在 13 2 t 时刻相遇 A. a、b两车只会相遇一次，在 t1时刻相遇，与上述结论不符，故 A错误； B. a、b两车只会相遇一次，在 1 4 t 时刻相遇，与上述结论不符，故 B错误； C. a、b两车可以相遇两次，一次在 1 3 t 时刻相遇，另一次在 14 3 t 时刻相遇，与上述结论不符，故 C错误； D. a、b两车可以相遇两次，一次在 1 2 t 时刻相遇，另一次在 13 2 t 时刻相遇，与上述结论相符，故 D正确．