高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點規(guī)范練3 運動圖像 追及與相遇問題（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

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1、考點規(guī)范練3 運動圖像 追及與相遇問題 一、單項選擇題 1.A、B兩個物體在同一直線上運動,速度圖像如圖所示,下列說法正確的是(　　) A.A、B運動方向相反 B.0~4 s內(nèi),A、B的位移相同 C.t=4 s時,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都沿正方向運動,它們的運動方向相同,故A錯誤;根據(jù)圖像與坐標軸圍成的面積表示位移,可知0~4s內(nèi)B的位移大于A的位移,故B錯誤;在t=4s時,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錯誤。 2.(2

2、019·浙江卷)甲、乙兩物體零時刻開始從同一地點向同一方向做直線運動,位移—時間圖像如圖所示,則在0~t1時間內(nèi)(　　) A.甲的速度總比乙大 B.甲、乙位移相同 C.甲經(jīng)過的路程比乙小 D.甲、乙均做加速運動 答案:B 解析:在位移—時間圖像中,斜率表示速度,在t1時刻,乙的斜率大于甲的斜率,乙的速度大于甲的速度,A錯誤;在位移—時間圖像中,位移就是兩時刻的位置差,0~t1時間內(nèi),甲和乙的位置差相等,B正確;斜率始終為正數(shù),表明速度始終沿著正方向,位移等于路程,甲和乙的路程相等,C錯誤;甲的斜率不變,甲做勻速運動,D錯誤。 3.質(zhì)點做直線運動時的加速度隨時間變化的關(guān)系如圖所

3、示,該圖線的斜率為k,圖中陰影部分面積為S,下列說法正確的是(　　) A.斜率k表示速度變化的快慢 B.斜率k表示速度變化的大小 C.面積S表示t1~t2的過程中質(zhì)點速度的變化量 D.面積S表示t1~t2的過程中質(zhì)點的位移 答案:C 解析:加速度—時間圖像中,斜率k表示加速度變化的快慢,選項A、B錯誤;面積S表示t1~t2的過程中質(zhì)點速度的變化量,選項C正確,D錯誤。 4.一物體的速度—時間圖像如圖所示。若將該物體的運動過程用位移—時間圖像表示出來,下列四幅圖像正確的是(　　) 答案:C 解析:由v-t圖像可知,0~t1為正方向的勻速直線運動,t1~t2靜止,t2

4、~t3為負方向的勻速直線運動,0~t1和t2~t3的速度大小相等,所以位移—時間圖像為C圖。 5.汽車A在紅燈前停住,綠燈亮起時啟動,以0.4 m/s2的加速度做勻加速運動,經(jīng)過30 s后以該時刻的速度做勻速直線運動。設(shè)在綠燈亮的同時,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動,運動方向與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相遇時速度相同 C.相遇時A車做勻速運動 D.兩車不可能相遇 答案:C 解析:作出A、B兩車運動的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,A車運動圖像所圍面積

5、小于B車,所以在A車加速運動的過程中,兩車并未相遇,A錯誤;30s后A車以12m/s的速度做勻速直線運動,隨著圖像所圍面積越來越大,可以判斷在30s后某時刻兩車圖像所圍面積會相等,即兩車會相遇,此時A車的速度要大于B車的速度,C正確,B、D錯誤。 6.A、B兩個物體在水平面上沿同一直線運動,它們的v-t圖像如圖所示。在t=0時刻,B在A的前面,兩物體相距7 m,B物體做勻減速運動的加速度大小為2 m/s2。則A物體追上B物體所用時間是(　　) A.5 s B.6.25 s C.7 s D.8 s 答案:D 解析:B物體減速到零所需的時間 t=0-vBa=0-10-2s=5s

6、, xB=12×(v+0)t=12×10×5m=25m, A物體在5s內(nèi)的位移xA=vAt=4×5m=20m, 因為xA

7、速度—時間圖像中,圖線與時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時甲車反超乙車2m,故選項A正確;4~8s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時是甲在乙前面2m,那么8s時乙車反超甲車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,并且距離會一直拉大,4s時兩車的距離不是最大,故選項B錯誤;由上述分析知最終相互超越三次也就是相遇三次,故選項C錯誤,D正確。 8

8、.右圖為A、B兩質(zhì)點在同一直線上運動的位置—時間(x-t)圖像。A質(zhì)點的圖像為直線,B質(zhì)點的圖像為過原點的拋物線,兩圖像交點C、D的坐標如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.A、B相遇兩次 B.t1~t2時間段內(nèi)B質(zhì)點的平均速度與A質(zhì)點勻速運動的速度相等 C.兩質(zhì)點速度相等的時刻一定在t1~t2時間段內(nèi)的中間時刻 D.A在B前面且離B最遠時,B的位置坐標為x1+x22 答案:ABC 解析:x-t圖像交點表示同一時刻到達同一位置,即相遇,故選項A正確;由圖像可知,t1~t2時間段內(nèi),兩質(zhì)點的位置變化相同,則平均速度相等,故選項B正確;B質(zhì)點的x-t圖像為過原點的拋物線,所以B質(zhì)

9、點做勻加速運動,B質(zhì)點在t1~t2時間段內(nèi)的平均速度等于其中間時刻的瞬時速度,故選項C正確;當A、B速度相等時,A在B前面且離B最遠,即t1~t2時間段內(nèi)的中間時刻,此時A的位置坐標為x1+x22,B的位置坐標小于x1+x22,故選項D錯誤。 9.a、b兩質(zhì)點沿直線Ox軸正向運動,t=0時,兩質(zhì)點同時到達坐標原點O,測得兩質(zhì)點在之后的運動中,其位置坐標x與時間t的比值(即平均速度)隨時間t變化的關(guān)系如圖所示,以下說法正確的是(　　) A.質(zhì)點a做勻加速運動的加速度為0.5 m/s2 B.質(zhì)點a做勻加速運動的加速度為1.0 m/s2 C.t=1 s時,a、b再次到達同一位置 D.t

10、=2 s時,a、b再次到達同一位置 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a有12a=1-0.51m/s2,得a=1m/s2,A錯誤,B正確。b做勻速直線運動,到1s時,a的位移為xa=1m,b的位移xb=1m,兩物體再次到達同一位置,C正確,D錯誤。 三、非選擇題 10.(2019·廣西貴港覃塘高級中學(xué)月考)如圖所示,一輛長12 m的客車沿平直公路以8.0 m/s的速度勻速向北行駛,一輛長10 m的貨車由靜止開始以2.0 m/s2的加速度由北向南勻加速行駛,已知貨車剛啟動時兩車相距1

11、80 m,求兩車錯車所用的時間。 答案:0.8 s 解析:設(shè)貨車啟動后經(jīng)過時間t1兩車開始錯車,則有x1+x2=180m 其中x1=12at12 x2=vt1 解得t1=10s 設(shè)貨車從開始運動到兩車錯車結(jié)束所用時間為t2,在數(shù)值上有 x1'+x2'=(180+10+12)m=202m 其中x1'=12at22 x2'=vt2 解得t2=10.8s 故兩車錯車時間Δt=t2-t1=0.8s。 11.如圖甲所示,A車原來臨時停在一水平路面上,B車在后面勻速向A車靠近,A車司機發(fā)現(xiàn)后啟動A車,以A車司機發(fā)現(xiàn)B車為計時起點(t=0),A、B兩車的v-t圖像如圖乙所示。已知

12、B車在第1 s內(nèi)與A車的距離縮短了x1=12 m。 (1)求B車運動的速度vB和A車的加速度a的大小。 (2)若A、B兩車不會相撞,則A車司機發(fā)現(xiàn)B車時(t=0)兩車的距離x0應(yīng)滿足什么條件? 答案:(1)12 m/s　3 m/s2　(2)x0>36 m 解析:(1)在t1=1s時A車剛啟動,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)兩車的速度達到相等時,兩車的距離達到最小,對應(yīng)于v-t圖像的t2=5s時刻,此時兩

13、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,風(fēng)洞試驗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)動車。在彈射裝置使甲車獲得v0=40 m/s的瞬時速度向乙車運動的同時,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

14、質(zhì)量比。 (2)求兩車相距最近時的距離。 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時刻,甲、乙兩車的速度相等,均為v=10m/s,此時兩車相距最近 對甲車有a甲=40-00.4m/s2=100m/s2 t1=40-10100s 可解得t1=0.3s v-t圖線與坐標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 兩車相距最近時的距離為xmin=x0+x乙-x甲=4m。