（通用版）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練3 運(yùn)動(dòng)圖像 追及與相遇問題 新人教版

考點(diǎn)規(guī)范練3運(yùn)動(dòng)圖像追及與相遇問題一、單項(xiàng)選擇題1.A、B兩個(gè)物體在同一直線上運(yùn)動(dòng),速度圖像如圖所示,下列說法正確的是()A.A、B運(yùn)動(dòng)方向相反B.04 s內(nèi),A、B的位移相同C.t=4 s時(shí),A、B的速度相同D.A的加速度比B的加速度大答案C解析由題圖看出,速度均為正值,說明A、B都沿正方向運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)方向相同,故A錯(cuò)誤;根據(jù)圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,可知04s內(nèi)B的位移大于A的位移,故B錯(cuò)誤;在t=4s時(shí),A的速度等于B的速度,故C正確;圖像斜率表示物體的加速度,A、B的斜率大小相等,即二者加速度大小相等,故D錯(cuò)誤。2.某一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖像如圖所示,則下列說法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)一定做直線運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)可能做曲線運(yùn)動(dòng)C.t=20 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)D.在t=10 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度最大答案A解析位移圖像只能反映位移正負(fù)兩個(gè)方向,所以只能描述直線運(yùn)動(dòng),故A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)位移等于坐標(biāo)的變化量分析可知,在10s時(shí)質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)為4m,而在20s時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的距離只有1m,故C錯(cuò)誤;圖像的斜率表示速度大小,在t=10s速度為零,故D錯(cuò)誤。3.甲、乙兩車在公路上沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),它們的v-t圖像如圖所示。兩圖像在t=t1時(shí)相交于P點(diǎn),P在橫軸上的投影為Q,OPQ的面積為S。在t=0時(shí)刻,乙車在甲車前面,相距為d。已知此后兩車相遇兩次,在t=t'時(shí)第一次相遇,在t=t時(shí)第二次相遇。則下面四組t',d和t的組合可能的是()A.t'=t1,d=S,t=2t1B.t'=12t1,d=14S,t=t1C.t'=13t1,d=49S,t=53t1D.t'=14t1,d=716S,t=74t1答案D解析若t'=t1,d=S,即t1時(shí)間兩車第一次相遇,由于此后乙車的速度大于甲車的速度,所以兩者不可能再相遇,故A錯(cuò)誤。若t'=12t1,根據(jù)“面積”表示位移,可知d=S-14S=34S,則第二次相遇時(shí)刻為t=32t1,故B錯(cuò)誤。若t'=13t1,可知d=1-49S=59S,則第二次相遇時(shí)刻為t=t1+23t1=53t1,故C錯(cuò)誤。若t'=14t1,可知d=716S,則第二次相遇時(shí)刻為t=t1+34t1=74t1,故D正確。4.一物體的速度時(shí)間圖像如圖所示。若將該物體的運(yùn)動(dòng)過程用位移時(shí)間圖像表示出來,下列四幅圖像正確的是()答案C解析由v-t圖像可知,0t1為正方向的勻速直線運(yùn)動(dòng),t1t2靜止,t2t3為負(fù)方向的勻速直線運(yùn)動(dòng),0t1和t2t3的速度大小相等,所以位移時(shí)間圖像為C圖。5.汽車A在紅燈前停住,綠燈亮起時(shí)啟動(dòng),以0.4 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過30 s后以該時(shí)刻的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)在綠燈亮的同時(shí),汽車B以8 m/s的速度從A車旁邊駛過,且一直以不變的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向與A車相同。則從綠燈亮?xí)r開始()A.A車在加速過程中與B車相遇B.A、B相遇時(shí)速度相同C.相遇時(shí)A車做勻速運(yùn)動(dòng)D.兩車不可能相遇答案C解析作出A、B兩車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示,v-t圖像所包圍的“面積”表示位移,經(jīng)過30s時(shí),A車運(yùn)動(dòng)圖像所圍面積小于B車,所以在A車加速運(yùn)動(dòng)的過程中,兩車并未相遇,A錯(cuò)誤;30s后A車以12m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),隨著圖像所圍面積越來越大,可以判斷在30s后某時(shí)刻兩車圖像所圍面積會(huì)相等,即兩車會(huì)相遇,此時(shí)A車的速度要大于B車的速度,C正確,B、D錯(cuò)誤。6.A、B兩個(gè)物體在水平面上沿同一直線運(yùn)動(dòng),它們的v-t圖像如圖所示。在t=0時(shí)刻,B在A的前面,兩物體相距7 m,B物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2 m/s2。則A物體追上B物體所用時(shí)間是()A.5 sB.6.25 sC.7 sD.8 s答案D解析B物體減速到零所需的時(shí)間t=0-vBa=0-10-2s=5s,xB=12(v+0)t=12×10×5m=25m,A物體在5s內(nèi)的位移xA=vAt=4×5m=20m,因?yàn)閤A<xB+x,所以B物體在停止運(yùn)動(dòng)后被追上,設(shè)A物體追上B物體所用時(shí)間為t0,則vAt0=x+xB,解得t0=324s=8s,故選項(xiàng)D正確。二、多項(xiàng)選擇題7.甲、乙兩車在同一水平道路上,一前一后相距x=6 m,乙車在前,甲車在后,某時(shí)刻兩車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),兩車運(yùn)動(dòng)的過程如圖所示,則下列表述正確的是()A.當(dāng)t=4 s時(shí),甲車在乙車前方B.當(dāng)t=4 s時(shí),兩車間的距離最大C.兩車有兩次相遇D.兩車有三次相遇答案AD解析在速度時(shí)間圖像中,圖線與時(shí)間軸圍成的面積代表位移。前4s甲車位移為(8+16)×42m=48m,乙車位移為(8+12)×42m=40m,之前乙車在甲車前6m,前4s甲車比乙車多走8m,所以4s時(shí)甲車反超乙車2m,故選項(xiàng)A正確;48s內(nèi),乙車位移為(4+8)×42m=24m,甲車位移為(4+8)×22m+2×4m=20m,此過程乙車比甲車多走4m,由于4s時(shí)是甲在乙前面2m,那么8s時(shí)乙車反超甲車2m,此后乙車減速到停止而甲車一直勻速,那么最終甲車還是要超過乙車,并且距離會(huì)一直拉大,4s時(shí)兩車的距離不是最大,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由上述分析知最終相互超越三次也就是相遇三次,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。8.右圖為A、B兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)間(x-t)圖像。A質(zhì)點(diǎn)的圖像為直線,B質(zhì)點(diǎn)的圖像為過原點(diǎn)的拋物線,兩圖像交點(diǎn)C、D的坐標(biāo)如圖所示。下列說法正確的是()A.A、B相遇兩次B.t1t2時(shí)間段內(nèi)B質(zhì)點(diǎn)的平均速度與A質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)的速度相等C.兩質(zhì)點(diǎn)速度相等的時(shí)刻一定在t1t2時(shí)間段內(nèi)的中間時(shí)刻D.A在B前面且離B最遠(yuǎn)時(shí),B的位置坐標(biāo)為x1+x22答案ABC解析x-t圖像交點(diǎn)表示同一時(shí)刻到達(dá)同一位置,即相遇,故選項(xiàng)A正確;由圖像可知,t1t2時(shí)間段內(nèi),兩質(zhì)點(diǎn)的位置變化相同,則平均速度相等,故選項(xiàng)B正確;B質(zhì)點(diǎn)的x-t圖像為過原點(diǎn)的拋物線,所以B質(zhì)點(diǎn)做勻加速運(yùn)動(dòng),B質(zhì)點(diǎn)在t1t2時(shí)間段內(nèi)的平均速度等于其中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,故選項(xiàng)C正確;當(dāng)A、B速度相等時(shí),A在B前面且離B最遠(yuǎn),即t1t2時(shí)間段內(nèi)的中間時(shí)刻,此時(shí)A的位置坐標(biāo)為x1+x22,B的位置坐標(biāo)小于x1+x22,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.a、b兩質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox軸正向運(yùn)動(dòng),t=0時(shí),兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O,測得兩質(zhì)點(diǎn)在之后的運(yùn)動(dòng)中,其位置坐標(biāo)x與時(shí)間t的比值(即平均速度)隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示,以下說法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)a做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為0.5 m/s2B.質(zhì)點(diǎn)a做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為1.0 m/s2C.t=1 s時(shí),a、b再次到達(dá)同一位置D.t=2 s時(shí),a、b再次到達(dá)同一位置答案BC解析根據(jù)公式x=v0t+12at2,得對應(yīng)的關(guān)系式xt=v0+12at,可知縱截距表示初速度,圖線的斜率k=12a,所以對質(zhì)點(diǎn)a有12a=1-0.51m/s2,得a=1m/s2,A錯(cuò)誤,B正確。b做勻速直線運(yùn)動(dòng),到1s時(shí),a的位移為xa=1m,b的位移xb=1m,兩物體再次到達(dá)同一位置,C正確,D錯(cuò)誤。三、非選擇題10.甲、乙兩車沿平直公路同向行駛,當(dāng)兩車并排行駛時(shí)同時(shí)剎車,剎車后兩車的v-t圖像如圖所示,求兩車之間的最大距離。答案25 m解析由v-t圖像得,甲車的加速度大小a1=1m/s2,乙車的加速度大小a2=0.5m/s2,當(dāng)兩車速度相等時(shí)距離最大,設(shè)經(jīng)時(shí)間t兩車速度相等,有v甲-a1t=v乙-a2t,甲車的位移x1=v甲t-12a1t2,乙車的位移x2=v乙t-12a2t2,兩車間的距離為x=x1-x2,解得x=25m;兩車均停止運(yùn)動(dòng)后,x'=25m,所以,兩車之間的最大距離為25m。11.如圖甲所示,A車原來臨時(shí)停在一水平路面上,B車在后面勻速向A車靠近,A車司機(jī)發(fā)現(xiàn)后啟動(dòng)A車,以A車司機(jī)發(fā)現(xiàn)B車為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t=0),A、B兩車的v-t圖像如圖乙所示。已知B車在第1 s內(nèi)與A車的距離縮短了x1=12 m。(1)求B車運(yùn)動(dòng)的速度vB和A車的加速度a的大小。(2)若A、B兩車不會(huì)相撞,則A車司機(jī)發(fā)現(xiàn)B車時(shí)(t=0)兩車的距離x0應(yīng)滿足什么條件?答案(1)12 m/s3 m/s2(2)x0>36 m解析(1)在t1=1s時(shí)A車剛啟動(dòng),兩車間縮短的距離x1=vBt1,代入數(shù)據(jù)解得B車的速度vB=x1t1=121m/s=12m/s,A車的加速度a=vBt2-t1,將t2=5s和其余數(shù)據(jù)代入解得A車的加速度大小a=3m/s2。(2)兩車的速度達(dá)到相等時(shí),兩車的距離達(dá)到最小,對應(yīng)于v-t圖像的t2=5s時(shí)刻,此時(shí)兩車已發(fā)生的相對位移為梯形的面積,則x=12vB(t1+t2)=12×12×(1+5)m=36m,因此,若A、B兩車不會(huì)相撞,則兩車的距離x0應(yīng)滿足x0>36m。12.航空事業(yè)的發(fā)展離不開風(fēng)洞試驗(yàn),風(fēng)洞試驗(yàn)簡化模型如圖甲所示。在光滑的水平軌道上停放相距x0=10 m的甲、乙兩車,其中乙車是風(fēng)力驅(qū)動(dòng)車。在彈射裝置使甲車獲得v0=40 m/s的瞬時(shí)速度向乙車運(yùn)動(dòng)的同時(shí),乙車的風(fēng)洞開始工作,將風(fēng)吹向固定在甲車上的擋風(fēng)板,從而使乙車獲得了速度,測繪裝置得到了甲、乙兩車的v-t圖像如圖乙所示,設(shè)兩車始終未相撞。(1)若甲車的質(zhì)量與其加速度的乘積等于乙車的質(zhì)量與其加速度的乘積,求甲、乙兩車的質(zhì)量比。(2)求兩車相距最近時(shí)的距離。答案(1)13(2)4 m解析(1)由題圖乙可知甲車加速度的大小a甲=(40-10)m/st1,乙車加速度的大小a乙=(10-0)m/st1因甲車的質(zhì)量與其加速度的乘積等于乙車的質(zhì)量與其加速度的乘積,所以有m甲a甲=m乙a乙解得m甲m乙=13。(2)在t1時(shí)刻,甲、乙兩車的速度相等,均為v=10m/s,此時(shí)兩車相距最近對甲車有a甲=40-00.4m/s2=100m/s2t1=40-10100s可解得t1=0.3sv-t圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積就等于位移,有x甲=(40+10)×0.32m=7.5m,x乙=10×0.32m=1.5m兩車相距最近時(shí)的距離為xmin=x0+x乙-x甲=4m。8