专题1.11 与实际相关的直线运动中--2024高考物理模拟题分类（名师解析）

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2024高考物理模拟题分类解析
第一部分 运动的描述和直线运动
专题1.11 与实际结合的直线运动
1．（2024年4月广东佛山二模）小明同学乘坐动车时发现，车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆，夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影，于是他将手机平放在车的窗台上，利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时，光照强度随时间的变化曲线如下图所示．查阅资料可知每两根电线杆的间隔为50m，则下列说法正确的是（ ）
A．0～10s动车做减速运动
B．0～16s内动车做匀加速运动
C．0～10s内动车平均速率为25m/s
D．14s时动车速率为50m/s
【参考答案】CD
【名师解析】 根据题给的光照强度随时间的变化曲线，可知得出0～10s动车做加速运动，0不能得出0～16s内动车做匀加速运动，AB错误；0～10s内动车经过5个50m间隔，所以动车平均速率为25m/s，C正确；由于动车在10s到16s时间内动车做匀速直线运动，可以得出14s时动车速率为50m/s，D正确。
2. （2024安徽六安质检）深圳赛格大厦高355.8m，游客乘坐观光电梯可以鸟瞰市景，颇为壮观。 已知某段运行过程中，观光电梯从一楼经历加速、匀速、减速的过程到达某一楼层，电梯加速、减速过程可视为匀变速直线运动且加速度大小均为，电梯运行高度为48m，用时 16s，则（ ）
A. 电梯匀速运行的时间为 10s
B. 电梯匀速运行的时间为 6s
C. 电梯运行的最大速度为4m/s
D. 电梯运行的最大速度为 6m/s
【参考答案】C
【名师解析】
设电梯匀速运行的时间为，最大速度为，则
，
将代入解得
，
故ABD错误，C正确。
3. （2024浙江绍兴市期末） 如图甲，是一种重要的医疗检测手段，启动床将人体沿水平直线送入扫描筒中，CT床的速度随时间变化规律如图乙所示，加速和减速阶段的加速度大小都为，测得全程总时间为，总位移为，则该过程中的最大速度为（　　）
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【名师解析】
设加速与减速时间为t，则最大速度为4t，根据图像与坐标轴所围成的面积表示位移可得
解得
故该过程中的最大速度为
故选C。
4. （2024安徽黄山一模）黄山的玉屏索道全长，全程只需要，大大缩短了游客登山的时间。如图所示，缆车最大速度为。若将缆车的运动看成直线运动， 缆车由静止出发到最终停下，通过索道全程的运动分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段，启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则（ ）
A. 缆车匀加速运动的时间为
B. 缆车匀加速运动的位移大小为
C. 缆车匀速运动的时间为
D. 最后内缆车的位移大小为
【参考答案】A
【名师解析】
作出缆车运动的图像，如图所示
设匀加速时间为，匀速时间为，匀减速时间为，由运动学公式可得
，
代入数据解得，缆车匀速运动的时间为
故C错误；
A．启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则
所以缆车匀加速运动的时间为
故A正确；
缆车匀加速运动的位移大小为
故B错误；
最后内缆车的位移大小为
其中
，
解得
故D错误。
。
5. （2024辽宁锦州期末）用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间。甲同学用手握住直尺顶端的地方，乙同学在直尺下端刻度为零的地方做捏住直尺的准备，但手没有碰直尺，当乙同学看到甲同学放开直尺时，立即握住直尺，记录下乙同学握住直尺的刻度，根据所学知识计算出不同刻度对应的反应时间，从而把这把尺子做成“反应时间测量尺”。关于“反应时间测量尺”，下列说法正确的是（　　）
A. 其“时间刻度”是均匀的，与长度刻度成正比例
B. 其“时间刻度”是不均匀的，且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密
C. 其“时间刻度”是不均匀的，且远离直尺零刻度的地方“时间刻度”密
D. 如果在月球上使用此刻度尺测得的“反应时间”与在地球上测得的相等
【参考答案】B
【名师解析】
根据题意，由公式可得
可知，其“时间刻度”是不均匀的，且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密，故AC错误，B正确。
由于月球上的重力加速度小，可知如果在月球上使用此刻度尺，刻度尺下落比地球上慢，同样的下落距离对应反映时间变长，在月球上使用此刻度尺测得的“反应时间”与在地球上测得的不相等，故D错误。
6. （2024河南漯河高中期末质检） 某高速公路上ETC专用通道是长为的直线通道，且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时，可以不停车而低速通过，限速为。如图所示是一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动，车尾一到通道末端立即加速前进的图像，则下列说法正确的是（　　）
A. 图像中小汽车减速过程的加速度大小为
B. 图像中小汽车减速过程的位移大小为
C. 图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大
D. 由图像可知，小汽车的车身长度为
【参考答案】D
【名师解析】
．根据图像中斜率表加速度，由图可知，小汽车减速过程的加速度大小为
小汽车加速过程的加速度大小为
可知，图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小，故AC错误；
根据图像中面积表位移，由图可知，小汽车减速过程的位移大小为
故B错误；
根据题意，由图可知，汽车匀速运动的位移为
由于通道是长为，则小汽车的车身长度为，故D正确。
7. （2024安徽六安质检）疫情结束后的第一个暑假期间，很多家庭自驾去海边游玩。为了安全，我国交通管理部门规定，在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离（即安全距离，取 g=10m/s2）。现根据下面提供的资料，回答下列问题：
（1） 若汽车以 100km/h 的速度在晴朗天气下行驶时的安全距离是多少？ （假定司机的反应时间为0.5s）
（2） 某一路段为湿滑路面，汽车以 72km/h的速度行驶，若安全距离和第（1） 问一样，那么司机的反应时间不允许超过多少秒？
各种路面与轮胎之间的动摩擦因数
路面 动摩擦因数
干沥青与混凝土路面 0.6~ 0.8
湿沥青与混凝土路面 0.32~0.4
【参考答案】（1）；（2）0.785
【名师解析】
（1）由，可知反应时间内行驶的距离
取，匀减速过程的距离
故安全距离
（2）由，，匀减速过程的距离
反应时间内行驶的距离
解得
8. （2024陕西西北工业大学附中二模） 一质量为m=2000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶．行驶过程中，司机忽然发现前方100 m处有一警示牌．立即刹车．刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图（a）中的图线．图（a）中，0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t1=0.8 s；t1~t2时间段为刹车系统的启动时间，t2=1.3 s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从t2时刻开始，汽车第1 s内的位移为24 m，第4 s内的位移为1 m．
（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线；
（2）求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；
（3）求刹车前汽车匀速行驶时速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功；司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）？
【参考答案】（1）
（2）， 28 m/s（3）30 m/s；；87.5 m
【名师解析】
（1）v-t图像如图所示．
（2）设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v1，则t1时刻的速度也为v1，t2时刻的速度也为v2，在t2时刻后汽车做匀减速运动，设其加速度大小为a，取Δt=1s，设汽车在t2+n-1Δt内的位移为sn，n=1,2,3,…．
若汽车在t2+3Δt~t2+4Δt时间内未停止，设它在t2+3Δt时刻速度为v3，在t2+4Δt时刻的速度为v4，由运动学有
①
②
③
联立①②③式，代入已知数据解得
④
这说明在t2+4Δt时刻前，汽车已经停止．因此，①式不成立．
由于在t2+3Δt~t2+4Δt内汽车停止，由运动学公式
⑤
⑥
联立②⑤⑥，代入已知数据解得
，v2=28 m/s⑦
或者，v2=29.76 m/s⑧
第二种情形下v3小于零，不符合条件，故舍去
（3）设汽车的刹车系统稳定工作时，汽车所受阻力的大小为f1，由牛顿定律有：f1=ma⑨
在t1~t2时间内，阻力对汽车冲量的大小为：⑩
由动量定理有：
由动能定理，在t1~t2时间内，汽车克服阻力做的功为：
联立⑦⑨⑩ 式，代入已知数据解得
v1=30 m/s

从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离s约为

联立⑦ ，代入已知数据解得
s=87.5 m
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