2019-2023年物理高考真题分类练--专题一 质点的直线运动（有解析）

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2019-2023年物理高考真题分类
专题一 质点的直线运动
题组一
一、选择题
1. [2023江苏，4分]电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示.电梯加速上升的时段是( )
A.从 到 B. 从 到
C. 从 到 D. 从 到
2. [2023全国甲，6分]一小车沿直线运动，从 开始由静止匀加速至 时刻，此后做匀减速运动，到 时刻速度降为零.在下列小车位移 与时间 的关系曲线中，可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3. [2023湖北，4分，多选] 时刻，质点 从原点由静止开始做直线运动，其加速度 随时间 按图示的正弦曲线变化，周期为 .在 时间内，下列说法正确的是( )
A. 时， 回到原点
B. 时， 的运动速度最小
C. 时， 到原点的距离最远
D. 时， 的运动速度与 时相同
4. [2022浙江1月选考，3分]如图所示，下列说法正确的是( )
图甲 图乙 图丙 图丁
A. 研究图甲中排球运动员的扣球动作时，排球可以看成质点
B. 研究图乙中乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点
C. 研究图丙中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小可以忽略
D. 研究图丁中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同
5. [2022辽宁，4分]如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成.在某次作业中，桥架沿轨道单向移动了 ，小车在桥架上单向移动了 ，该次作业中小车相对地面的位移大小为( )
A. B. C. D.
6. [2022全国甲，6分]长为 的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为 ，要通过前方一长为 的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过 .已知列车加速和减速时加速度的大小分别为 和 ，则列车从减速开始至回到正常行驶速率 所用时间至少为( )
A. B.
C. D.
7. [2021湖北，4分]2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军.某轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前 完成技术动作，随后 完成姿态调整.假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取 ,则她用于姿态调整的时间约为( )
A. B. C. D.
8. [2021上海，3分]做直线运动的物体的 图像为一个半圆，如图所示.则它在 内的平均速度为( )
A. B. C. D.
9. [2021海南，4分，多选]甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动， 时经过路边的同一路标，下列位移—时间 图像和速度—时间 图像对应的运动中，甲、乙两人在 时刻之前能再次相遇的是( )
A.
B.
C.
D.
二、非选择题
10. [2021浙江6月选考，9分]机动车礼让行人是一种文明行为.如图所示，质量 的汽车以 的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线 处，驾驶员发现小朋友排着长 的队伍从斑马线一端开始通过,立即刹车，最终恰好停在斑马线前.假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间.
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；
（2）若路面宽 ，小朋友行走的速度 ,求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间;
（3）假设驾驶员以 超速行驶,在距离斑马线 处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度.
题组二
一、选择题
1. [2023浙江1月选考，3分]“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则( )
A. 选地球为参考系，“天和”是静止的
B. 选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C. 选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D. 选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
2. [2023全国乙，6分]一同学将排球自 点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到 点.设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比，则该排球( )
A. 上升时间等于下落时间 B. 被垫起后瞬间的速度最大
C. 达到最高点时加速度为零 D. 下落过程中做匀加速运动
3. [2022河北，4分]科学训练可以提升运动成绩.某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度 与时间 的关系图像如图所示.由图像可知( )
A. 时间内,训练后运动员的平均加速度大
B. 时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等
C. 时间内,训练后运动员的平均速度小
D. 时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
4.[2022上海，3分]如图，两质点由静止开始做直线运动，它们的位移 与时间 的图像均为抛物线. 时刻它们的速度分别为 Ⅰ和 Ⅱ，加速度分别为 Ⅰ和
Ⅱ.则( )
A. Ⅰ Ⅱ, Ⅰ Ⅱ B. Ⅰ Ⅱ, Ⅰ Ⅱ
C. Ⅰ Ⅱ, Ⅰ Ⅱ D. Ⅰ Ⅱ, Ⅰ Ⅱ
5. [2022湖北，4分]我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间.假设两火车站 和 间的铁路里程为 ， 和 之间还均匀分布了4个车站.列车从 站始发，经停4站后到达终点站 .设普通列车的最高速度为 ，高铁列车的最高速度为 .若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为 ，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从 到 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( )
A. 6小时25分钟 B. 6小时30分钟 C. 6小时35分钟 D. 6小时40分钟
6. [2021上海，4分]物体做直线运动的频闪照片如图所示，则( )
A. 加速度向左 B. 速度向左 C. 加速度向右 D. 速度向右
7. [2021福建，4分]一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途经双乳峰附近的 点和玉女峰附近的 点，如图所示.已知该游客从 点漂流到 点的路程为 ，用时 ， 、 间的直线距离为 ，则从 点漂流到 点的过程中( )
A. 该游客的位移大小为
B. 该游客的平均速率为
C. 该游客的平均速度大小为
D. 若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0
8. [2021广东，6分，多选]赛龙舟是端午节的传统活动.下列 和 图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有( )
A.
B.
C.
D.
9. [2021辽宁，4分]某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置 与时间 的关系如图所示，则汽车行驶速度 与时间 的关系图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
10. （2019全国Ⅰ，6分）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为 .上升第一个 所用的时间为 ，第四个 所用的时间为 .不计空气阻力，则 满足( )
A. B. C. D.
二、非选择题
11. [2020全国Ⅰ，12分]我国自主研制了运 重型运输机.飞机获得的升力大小 可用 描写， 为系数； 是飞机在平直跑道上的滑行速度， 与飞机所受重力相等时的 称为飞机的起飞离地速度.已知飞机质量为 时，起飞离地速度为 ;装载货物后质量为 ,装载货物前后起飞离地时的 值可视为不变.
（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；
（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行 起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间.
专题一 质点的直线运动
题组一
一、选择题
1. [2023江苏，4分]电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示.电梯加速上升的时段是( A )
A.从 到 B. 从 到
C. 从 到 D. 从 到
[解析] 电梯上升
2. [2023全国甲，6分]一小车沿直线运动，从 开始由静止匀加速至 时刻，此后做匀减速运动，到 时刻速度降为零.在下列小车位移 与时间 的关系曲线中，可能正确的是( D )
A.
B.
C.
D.
[解析] 图像的斜率表示速度 ，小车在 时间内从静止开始做匀加速直线运动，则 图像的斜率从零开始不断增大； 时间内小车开始做匀减速直线运动至速度为零，则 图像的斜率不断减小至零，故 对， 错.
3. [2023湖北，4分，多选] 时刻，质点 从原点由静止开始做直线运动，其加速度 随时间 按图示的正弦曲线变化，周期为 .在 时间内，下列说法正确的是( BD )
A. 时， 回到原点
B. 时， 的运动速度最小
C. 时， 到原点的距离最远
D. 时， 的运动速度与 时相同
[解析] 质点在 时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，此过程一直向前加速运动， 时间内加速度反向，先做加速度增大的减速运动，再做加速度减小的减速运动， 时刻速度减速到零，此过程一直做减速运动， 时间内重复 时间内的运动，即质点一直向前运动， 、 错误， 正确； 图像与 轴所围的面积表示速度变化量， ~ 时间内速度的变化量为零，因此 时刻与 时刻的速度相同， 正确.
4. [2022浙江1月选考，3分]如图所示，下列说法正确的是( B )
图甲 图乙 图丙 图丁
A. 研究图甲中排球运动员的扣球动作时，排球可以看成质点
B. 研究图乙中乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点
C. 研究图丙中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小可以忽略
D. 研究图丁中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同
[解析]
选项 分析 正误
研究排球运动员的扣球动作时，要注意扣球时手与球的接触位置，排球的大小与形状不能忽略，不能把排球看成质点. ×
研究乒乓球运动员的发球技术时，要注意发球时球拍与球的接触位置，乒乓球的大小与形状不能忽略，不能把乒乓球看成质点. √
研究羽毛球运动员回击羽毛球动作时，要注意击球时球拍与球的接触位置，羽毛球的大小与形状不能忽略. ×
研究体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度不可以视为相同. ×
5. [2022辽宁，4分]如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成.在某次作业中，桥架沿轨道单向移动了 ，小车在桥架上单向移动了 ，该次作业中小车相对地面的位移大小为( C )
A. B. C. D.
[解析] 由题意，桥架沿轨道移动的位移为 ，小车沿桥架移动的位移为 ，则小车相对地面的位移大小为 ， 正确.
6. [2022全国甲，6分]长为 的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为 ，要通过前方一长为 的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过 .已知列车加速和减速时加速度的大小分别为 和 ，则列车从减速开始至回到正常行驶速率 所用时间至少为( C )
A. B.
C. D.
[解析] 当列车恰好以速度 匀速通过隧道时，从减速开始至回到原来正常行驶速度所用时间最短，列车减速过程所用时间 ，匀速通过隧道所用时间 ，列车加速到原来速度 所用时间 ，所以列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为 ， 项正确.
7. [2021湖北，4分]2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军.某轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前 完成技术动作，随后 完成姿态调整.假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取 ,则她用于姿态调整的时间约为( B )
A. B. C. D.
[解析] 陈芋汐下落的整个过程所用的时间为 ，下落前 的过程所用的时间为 ，则陈芋汐用于姿态调整的时间约为 ， 正确， 错误.
【一题多解】 陈芋汐做自由落体运动，通过相同位移所用时间之比为 ： ：…下落前 所用的时间为 ，可以估算出随后 所用时间约为 ，B正确.
8. [2021上海，3分]做直线运动的物体的 图像为一个半圆，如图所示.则它在 内的平均速度为( B )
A. B. C. D.
[解析] 图线与横轴围成图形的面积表示物体的位移，则该物体的位移为 ，在 内的平均速度为 ， 正确， 错误.
9. [2021海南，4分，多选]甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动， 时经过路边的同一路标，下列位移—时间 图像和速度—时间 图像对应的运动中，甲、乙两人在 时刻之前能再次相遇的是( BC )
A.
B.
C.
D.
[解析] 题 项图中，甲、乙在 时刻之前位移没有相等的时刻，即两人在 时刻之前不能相遇， 错误；题 项图中，甲、乙在 时刻之前图像有交点，即此时位移相等，即两人在 时刻之前能再次相遇， 正确；因题 项图中 图像与 轴所围图形的面积表示位移，则甲、乙在 时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇， 正确；同理，在题 项图中，甲、乙在 时刻之前，甲的位移始终大于乙的位移，则两人不能相遇， 错误.
二、非选择题
10. [2021浙江6月选考，9分]机动车礼让行人是一种文明行为.如图所示，质量 的汽车以 的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线 处，驾驶员发现小朋友排着长 的队伍从斑马线一端开始通过,立即刹车，最终恰好停在斑马线前.假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间.
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；
[答案] 根据运动学知识有 , （1分）
解得刹车时间 （1分）
刹车的加速度大小 （1分）
根据牛顿第二定律有 （1分）
联立解得所受阻力大小 （1分）
（2）若路面宽 ，小朋友行走的速度 ,求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间;
[答案] 小朋友通过马路所用时间 （1分）
等待时间 （1分）
（3）假设驾驶员以 超速行驶,在距离斑马线 处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度.
[答案] 根据匀变速直线运动规律有 （1分）
解得汽车到斑马线时的速度 （1分）
题组二
一、选择题
1. [2023浙江1月选考，3分]“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则( C )
A. 选地球为参考系，“天和”是静止的
B. 选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C. 选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D. 选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
[解析] “神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱对接后环绕地球做匀速圆周运动，因此以地球为参考系，“神舟十五号”和“天和”均是运动的， 错误；选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的， 正确；选“神舟十五号”为参考系，“天和”是静止的， 错误.
2. [2023全国乙，6分]一同学将排球自 点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到 点.设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比，则该排球( B )
A. 上升时间等于下落时间 B. 被垫起后瞬间的速度最大
C. 达到最高点时加速度为零 D. 下落过程中做匀加速运动
[解析] 空气阻力与速度大小成正比，即 （ 为大于0的常量）
从 点垫起到
下落回到 点 , 错
，垫起后瞬间 最大， 对
最高点速度为 只受重力 , 错
下落过程 , 错
【一题多解】 本题还可以使用 图像结合限制条件判断，如图所示， ，排球上升和下降过程中经过的位移大小相同，因此图中 区域中阴影部分的面积和下降过程中 区域中阴影部分的面积相等，因此上升阶段用时更短, 图像斜率表示加速度，则加速度一直减小.
3. [2022河北，4分]科学训练可以提升运动成绩.某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度 与时间 的关系图像如图所示.由图像可知( D )
A. 时间内,训练后运动员的平均加速度大
B. 时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等
C. 时间内,训练后运动员的平均速度小
D. 时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
[解析] 在 图像中，训练前运动员在 时刻的速度较大，因此在 时间内，运动员训练后的平均加速度小于训练前的平均加速度， 项错； 图线与横轴所围面积表示运动员的位移，由图可知，在 时间内，运动员训练前跑过的距离较大， 项错；同理，由图像可知， 时间内，训练后运动员通过的位移较大，故训练后平均速度较大， 项错； 时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动， 项正确.
4.[2022上海，3分]如图，两质点由静止开始做直线运动，它们的位移 与时间 的图像均为抛物线. 时刻它们的速度分别为 Ⅰ和 Ⅱ，加速度分别为 Ⅰ和
Ⅱ.则( A )
A. Ⅰ Ⅱ, Ⅰ Ⅱ B. Ⅰ Ⅱ, Ⅰ Ⅱ
C. Ⅰ Ⅱ, Ⅰ Ⅱ D. Ⅰ Ⅱ, Ⅰ Ⅱ
[解析] 根据题述知，它们的位移 与时间 的图像均为抛物线，可知两质点均做初速度为零的匀加速直线运动.由 图像可知在 时间内，Ⅰ的位移大于Ⅱ的位移，由 可知 ，又 ，则在 时刻 ， 正确.
【光速解法】
5. [2022湖北，4分]我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间.假设两火车站 和 间的铁路里程为 ， 和 之间还均匀分布了4个车站.列车从 站始发，经停4站后到达终点站 .设普通列车的最高速度为 ，高铁列车的最高速度为 .若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为 ，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从 到 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( B )
A. 6小时25分钟 B. 6小时30分钟 C. 6小时35分钟 D. 6小时40分钟
[解析] 依题意可得两相邻车站间的距离为 ，普通列车的最高速度为 ，高铁列车的最高速度为 ，作出两车在相邻两站间运动的 图像如图所示.对于高铁,由 知， ，故 ，对于普通列车，由 知， ，故 ,解得 ， ，所以 ，从 到 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为 ，即6小时30分钟，选项 正确, 错误.
6. [2021上海，4分]物体做直线运动的频闪照片如图所示，则( C )
A. 加速度向左 B. 速度向左 C. 加速度向右 D. 速度向右
[解析] 由频闪照片可知，从左向右相邻两点之间的距离逐渐增大，如果物体向左运动，则应向左做减速运动，物体的加速度向右；如果物体向右运动，则应向右做加速运动，物体的加速度向右， 正确， 错误.
7. [2021福建，4分]一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途经双乳峰附近的 点和玉女峰附近的 点，如图所示.已知该游客从 点漂流到 点的路程为 ，用时 ， 、 间的直线距离为 ，则从 点漂流到 点的过程中( C )
A. 该游客的位移大小为
B. 该游客的平均速率为
C. 该游客的平均速度大小为
D. 若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0
[解析] 根据位移的定义可知，从 点漂流到 点的过程中,该游客的位移大小为 ，根据平均速度的定义知，平均速度的大小 ， 错误， 正确.平均速率 ， 错误.若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为 ， 错误.
8. [2021广东，6分，多选]赛龙舟是端午节的传统活动.下列 和 图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有( BD )
A.
B.
C.
D.
[解析] 在 图像中图线与 轴围成图形的面积表示位移大小，龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐即在相同的时间内的位移相同，通过分析可知，选项 错误， 正确；在 图像中图线有交点即为相遇，通过分析可知，选项 错误， 正确.
9. [2021辽宁，4分]某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置 与时间 的关系如图所示，则汽车行驶速度 与时间 的关系图像可能正确的是( A )
A.
B.
C.
D.
[解析] 根据位置随时间变化的图线的斜率表示速度可知，在 时间内速度逐渐增大， 时间内速度不变， 时间内速度逐渐减小，整个过程中，汽车一直沿正方向运动，则汽车行驶速度 与时间 的关系图像可能正确的是 .
10. （2019全国Ⅰ，6分）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为 .上升第一个 所用的时间为 ，第四个 所用的时间为 .不计空气阻力，则 满足( C )
A. B. C. D.
[解析] 本题应用逆向思维求解，即运动员的竖直上抛运动可等同于从一定高度处开始的自由落体运动，所以第四个 所用的时间为 ，第一个 所用的时间为 ，因此有 ，即 ，选项 正确.
【光速解法】 运动员的竖直上抛运动可等同于从一定高度处开始的自由落体运动，运动员通过连续四段相同位移所用时间之比为 ： ： ，所以 ，C正确.
二、非选择题
11. [2020全国Ⅰ，12分]我国自主研制了运 重型运输机.飞机获得的升力大小 可用 描写， 为系数； 是飞机在平直跑道上的滑行速度， 与飞机所受重力相等时的 称为飞机的起飞离地速度.已知飞机质量为 时，起飞离地速度为 ;装载货物后质量为 ,装载货物前后起飞离地时的 值可视为不变.
（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；
[答案] 设飞机装载货物前质量为 ，起飞离地速度为 ;装载货物后质量为 ,起飞离地速度为 ，重力加速度大小为 .飞机起飞离地应满足条件 ①（2分）
②（2分）
由①②式及题给条件得 ③（2分）
（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行 起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间.
[答案] 设飞机滑行距离为 ，滑行过程中加速度大小为 ，所用时间为 .由匀变速直线运动公式有 ④（2分）
⑤（2分）
联立③④⑤式及题给条件得 ⑥（1分）
⑦（1分）
【快解秘诀】 求解本题的关键是理解升力 和重力相等时的速度为起飞离地速度，可正确求出第（1）问；再应用匀变速直线运动规律即可正确求出第（2）问.
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