2019年高考物理母题题源系列专题01运动图象(含解析)

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

母题01 运动图象
【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(浙江卷)
【母题原题】(2019·浙江)一辆汽车沿平直道路行驶,其v –t 图象如图所示。

在t =0到t =40 s 这段时间内,汽车的位移是
A .0
B .30 m
C .750 m
D .1 200 m
【答案】C
【解析】在v –t 图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,故在40 s 内的位移为
()()1
104030m 750m 2
x =⨯+⨯=,C 正确。

【母题来源二】2019年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国III 卷)
【母题原题】(2019·新课标全国Ⅲ卷)如图(a ),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。

t =0时,木板开始受到水平外力F 的作用,在t =4 s 时撤去外力。

细绳对物块的拉力f 随时间t 变化的关系如图(b )所示,木板的速度v 与时间t 的关系如图(c )所示。

木板与实验台之间的摩擦可以忽略。

重力加速度取g =10 m/s 2。

由题给数据可以得出
A .木板的质量为1 kg
B .2 s~4 s 内,力F 的大小为0.4 N
C .0~2 s 内,力F 的大小保持不变
D .物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 【答案】AB
【解析】结合两图像可判断出0~2 s 物块和木板还未发生相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,此过程力F 等于f ,故F 在此过程中是变力,即C 错误;2~5 s 内木板与物块发生相对滑动,摩擦力转变为滑动
摩擦力,由牛顿运动定律,对2~4 s 和4~5 s 列运动学方程,可解出质量m 为1 kg ,2~4 s 内的力F 为0.4 N ,故A 、B 正确;由于不知道物块的质量,所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D 错误。

【命题意图】本类题通常主要考查对位移、路程、速度、速率、平均速度、时间、时刻、加速度等基本运动概念的理解以及对牛顿第二定律、直线运动规律、功、功率等物理概念与规律的理解与简单的应用。

【考试方向】这类试题在考查题型上,通常基本以选择题的形式出现,极个别情况下会出现在计算题中以考查识图、读图的能力,难度一般不大;在考查内容上一般以x -t 图象、v -t 图象的形式出现,少数情况下会出现a -t 图象、x -v 图象等不常见的运动图象,着重考查对基本概念和基本规律的理解与应用,以及读图、识图、画图、用图的能力。

【得分要点】在中学教材中出现了x -t 图象、v -t 图象两种运动图象,因此要对这两种运动图象有深刻的理解:
(1)x -t 图象和v -t 图象都是对物体运动的一种描述,分别反映了做直线运动时的物体的位移(位置)
x 和速度v 随时间t 变化的关系,并不表示物体的运动轨迹;
(2)通过x -t 图象可以知道某时刻运动物体的位置,以及在这一位置的运动情况,通过v -t 图象可以知道某时刻运动物体的速度,以及在这一时刻的运动情况;
(3)在x -t 图象中,若图线为平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态,若图线为倾斜直线,则表示物体做匀速直线运动,直线的斜率表示了物体的运动速度,若图线为曲线,则表示物体做变速直线运动,曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻的运动速度;
(4)在v -t 图象中,若图线为平行于时间轴的直线,则表示物体做匀速直线运动,若图线为倾斜直线,则表示物体做匀变速直线运动,直线的斜率表示了物体的运动的加速度,若图线为曲线,则表示物体做变加速直线运动,曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻运动的加速度。

(5)几种特殊、相同形状的x -t 图象与v -t 图象的比较。

①表示从参考点开始的匀速直线运动①表示初速为零的匀加速直线运动②


④ ⑤
② ①

④ ⑤
v =常数
a =0
a =常数
a =常数
图线(或点的切线)(或点的切线)的斜率表示加速度;图线与时间轴所围决物理问题的重要手段。

(一)读图六点关注 1.坐标轴
弄清两个坐标轴表示的物理量。

注意坐标原点是否从零开始;注意纵轴物理量为矢量情况时,横轴以上表示此物理量为正,横轴以下表示此物理量为负。

2.图线形状
注意观察图像形状是直线、曲线还是折线等,从而弄清图像所反映的两个物理量之间的关系,明确图像反映的物理意义。

3.斜率的意义
图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率,大小等于两个物理量增量的比值。

(1)x ­t 图像中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度,某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速
抛物线
at v v +=0at
v =抛物线
at
v v +=0
度。

v­t图像中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度,某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度。

(2)W­l图像的斜率表示外力的大小。

(3)φ­x图像的斜率表示电场强度的大小。

(4)Φ­t图像的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小。

4.面积的意义
图线与横轴所围的面积常代表一个物理量,这个物理量往往表示纵、横坐标所表示的物理量的乘积的物理意义。

(1)v­t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移。

(2)a­t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化。

(3)F­x图像与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功。

(4)E­x图像与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差。

(5)i­t图像与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量。

5.交点、拐点的意义
(1)图线与坐标轴的交点坐标的含义与图像有关,如x­t图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置,而v­t图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度。

(2)拐点表示图像的斜率大小或方向发生突变。

(3)同一坐标系中不同图像的交点表示具有相同的物理量,如x­t图线交点表示此刻相遇(在同一位置),v­t图线的交点表示此刻物体速度相同。

6.坐标单位和数量级
在识图和用图时,一定要看清坐标轴的单位和数量级,如m、cm、×10-3m等。

(二)突破三类题型
1.图像选择类
(1)依据某一物理过程,设计某一物理量随时间(或位移、高度、速度等)变化的几个图像或此物理过程中某几个物理量随某一量的变化图像,从中判断其正误。

(2)解决该类问题一般依据物理过程,运用对应规律,确定某物理量的变化情况,从而判断选项的正确与否。

2.图像规律类
(1)该类问题一般由某一图像提出几个结论,通过分析、判断或简单计算确定结论的正误。

(2)解决该类问题应对图像描述的物理过程,运用该过程遵循的规律做出判断。

特别对非常规图像,一般由遵循的规律推导出相应的函数表达式,进一步确定截距、交点、斜率、面积等的意义,从而对结论做出判断。

3.图像信息类
(1)一般在解答题中,对某一物理情景给出某一物理量的具体变化图像,由图像提取相关信息从而对问题做出分析解答。

(2)解决此类问题时要根据物理情景中遵循的规律,由图像提取信息和有关数据,根据对应的规律公式对问题做出正确的解答。

1.(2019·广东省潮州市期末)如图所示为某物体的x–t图象,下列说法正确的是
1m/s
A.在第1 s内物体的加速度是2
B.从第2 s至第3s内物体的位移是3 m
C.4 s内通过的路程是4 m,位移是2m
D.4 s内物体的运动方向不变
【答案】C
【解析】x–t图象的斜率表示速度,可知0~1 s内物体的速度不变,做匀速直线运动,加速度是0,故A错误;1~3s内物体的速度为0,物体静止,则从第2 s至第3 s内物体的位移是0,故B错误;物体在4 s内的路程为s=(3 m–2 m)+(3 m–0 m)=4 m,位移为x=0 m–2 m=–2 m,故C正确;斜率的正负表示速度的方向,则物体在0~1 s内的速度方向与3~4 s内的速度方向相反,故D错误。

2.(2019·陕西省西安市远东第一中学月考)如图所示甲、乙两人从O点同时出发,并同时到达A点,两人的路径已在图中标出,则
A.甲的平均速度大于乙的平均速度
B.两人运动的平均速度相等
C.甲的路程大于乙的路程
D.甲的位移大于乙的位移
【答案】BC
【解析】ABD、由图看出,甲、乙两人起点都在O点,终点都在A点,位移相同,所用时间相同,则根
据平均速度的公式x
v t
=
知,两人运动的平均速度相等,故B 正确,A 、D 错误;C 、路程是物体运动路线的长度,从图看出,甲的路程大于乙的路程,故C 正确;故选BC 。

3.(2019·辽宁省盘锦市兴隆台区辽河油田二中月考)汽车在平直公路上做刹车试验,若从t =0时起汽车在运动过程中的位移与速度的平方之间的关系如图所示,下列说法正确的是
A .t =0时汽车的速度为20 m/s
B .刹车过程持续的时间为5s
C .刹车过程经过3s 时汽车的位移为10m
D .刹车过程汽车的加速度大小为10m/s 2 【答案】C
【解析】AD 、由图象可得211010x v =-+,根据22
02v v ax -=可得:2
20122v x v a a
=-
解得:a =﹣5 m/s 2,v 0=10 m/s ,AD 错误;B 、汽车刹车过程的时间为:0
02s v t a
-=
=,B 错误;C 、汽车经过2 s 停止,因而经过3 s 时汽车的位移为x =10 m (要先判断在所给时间内,汽车是否已停止运动),C 正确。

4.(2019·湖南省长沙市宁乡市高三模拟)在冰壶比赛中,某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶,两者在大本营中心发生对心碰撞如图(a )所示,碰撞前后两壶运动的v –t 图线如图(b )中实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行,两冰壶质量相等,则
A .两壶发生了弹性碰撞
B .碰后蓝壶速度为0.8 m/s
C .碰后蓝壶移动的距离为2.4 m
D .碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受摩擦力 【答案】B
【解析】由图知:碰前红壶的速度v 0=1.0 m/s ,碰后速度为v ′0=0.2 m/s ,可知,碰后红壶沿原方向运动,设碰后蓝壶的速度为v ,取碰撞前红壶的速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得:mv 0=
mv ′0+mv ,代入数据解得:v =0.8m/s ,2
22111
+222
mv mv mv '>
00
,碰撞过程机械能有损失,碰撞为非弹性碰撞,故A 错误,B 正确;根据速度图象与坐标轴围成的面积表示位移,可得,碰后蓝壶移动的位移大小0.8
52m 22
v x t =
=⨯=,故C 错误;根据图象的斜率表示加速度,知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度,两者的质量相等,由牛顿第二定律知碰后红壶所受摩擦力大于蓝壶所受的摩擦力,故D 错误。

5.(2019·黑龙江省哈尔滨市第六中学月考)如图所示的三条直线描述了a 、b 、c 三辆车在同一直线上的运动,下列说法中正确的是
A .小车a 的加速度最大
B .小车a 、b 的加速度方向相同
C .a 、c 两直线相交的时刻两车加速度相同
D .b 、c 两直线相交的时刻两车速度相同 【答案】D
【解析】A 、根据速度图象的斜率等于加速度可知,小车c 的加速度最大,故选项A 错误;B.、a 的斜率为负值,b 的斜率为正值,则知小车a 的加速度方向为负方向,小车b 的加速度方向为正方向,两车加速度方向相反,故选项B 错误;CD 、b 、c 两直线相交的时刻两车速度相同,由于加速度方向相同,大小不等,故加速度不同,故选项C 错误,D 正确。

6.(2019·江苏省泰州市期末)静止的物体在合外力F 作用下运动,F 随时间t 变化的图象如图所示,则下图中与F –t 图象对应的v –t 图象、a –t 图象正确的是
A .
B .
C .
D .
【答案】BD
【解析】由F –t 图象可知,0~t 0时间内,物体做初速度为零的匀加速度运动,加速度为a 1;t 0~2t 0物体沿原方向做匀减速运动,加速度为a 2;根据牛顿第二定律F =ma 可知a 1=–a 2,所以,2t 0时刻速度为0,故A 错误,B 正确。

CD 、根据牛顿第二定律F =ma 可知,a –t 图象与F –t 图象形状相同,故C 错误,D 正确。

故选:BD 。

7.(2019·广东省深圳市高级中学高三适应性考试)一个质点由静止开始沿直线运动,速度随位移变化的图线如图所示,关于质点的运动下列说法正确的是
A .质点做匀变速直线运动
B .质点运动0s 过程中的平均速度小于
2
v C .质点做加速度逐渐增大的加速运动 D .质点运动中过程中,机械能可能减小 【答案】BCD
【解析】从图可知,s 与v 成正比,即s =kv ,k 是比例系数(常量),则s k v
v ka t t
∆∆=
==∆∆,显然加速度与速度成正比,随着速度增大,质点的加速度增大,所以质点做加速度逐渐增大的变加速运动,故A 错误,C 正确。

根据v –t 图象的斜率等于加速度,图象与时间轴所围的面积表示位移,知该质点通过的位移小于匀加速直线运动的位移,所以该质点的平均速度小于匀加速直线运动的平均速度0
2
v 。

故B 正确。

质点运动中过程中,可能有外力对质点做负功,机械能可能减小,故D 正确。

8.(2019·湖南省怀化市高三二模)如图所示为甲物体和乙物体在平直地面上同向运动的v –t 图象,已知t =0时甲在乙前方x 0=70 m 处。

下列说法正确的是
A .2 s 时,甲物体的速度方向发生改变
B .在0~4 s 内,甲和乙之间的最大距离为78 m
C .3 s 时,甲、乙物体相遇
D .在0~3 s 内,甲物体在乙物体前面,3 s~4 s 内乙物体在甲物体前面 【答案】B
【解析】A 、根据图象可知,0~4 s 内甲的速度都为正,方向没有发生变化,故A 错误;BC 、t =3 s 时甲和乙两物的速度相等,两者之间的距离最大,最大距离为s =x 甲+x 0–x 乙=288443
(
170)m 78m 222
⨯+⨯+⨯+-=,故B 正确,C 错误;D 、t =3 s 两者之间的距离最大,则3 s 之后的一段时间内,甲仍在乙的前面,故D 错误。

9.(2019·江西省新余市四模)A 、B 、C 、D 四个物体在同一条直线上做直线运动,A 物体的x –t 、B 物体的v –t 、C 物体和D 物体的a –t 图象依次如图所示,规定水平向右为正,已知物体在t =0时的速度均为零,且此时C 物体在D 物体的左边1.75 m 处,则
A .其中0~4 s 内物体运动位移最大的是
B 物体 B .其中0~4 s 内物体运动位移最大的是
C 物体 C .t=2.5 s 时C 物体追上
D 物体 D .t=3.5 s 时C 物体追上D 物体 【答案】BD
【解析】0~4 s 内物体A 、B 的位移为零;物体C 一直向右运动;物体D 在0~1 s 内先加速,在1~2 s 内减速到零,然后2~3 s 内反向加速,3~4 s 内减速到零回到出发点,故0~4 s 内物体运动位移最大的是
C 物体,选项B 正确,A 错误;1~3 s 内C 的位移2211
3 1.511m 1.5m 2
C x at =⨯=⨯⨯=;3~3.5 s 内C
的位移:221
x 110.510.5m 0.375m 2
C =⨯⨯-
⨯⨯=;即C 向右的位移为1.5 m+0.375 m=1.875 m ;同理在0~3.5 s 内D 的位移22211121111110.510.50.125m 222D x ⎛⎫
=⨯
⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯= ⎪⎝⎭
,因开始时C 物体在D 物体的左边1.75 m 处,则t =3.5 s 时C 物体追上D 物体,选项D 正确,C 错误;故选BD 。

10.(2019·辽宁省沈阳市高三三模)根据动滑轮省力的特点设计如图甲所示装置(滑轮质量、摩擦均不
计)。

质量为2 kg 的物体在竖直向上的拉力F 作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知(取g =10 m/s 2)
A .物体加速度大小为0.5 m/s 2
B .拉力F 的大小为12 N
C .2 s 末拉力F 的功率大小为96 W
D .2 s 内拉力F 做的功为48 J 【答案】BC
【解析】A 、根据v –t 图象知加速度24
2m/s 2
a ==,故A 错误;B 、牛顿第二定律得,2F –mg =ma ,解得22210
N 12N 22
mg mg F +⨯+⨯=
==,故B 正确;C 、2 s 末物体的速度v =4 m/s ,则F 的功率P =Fv ′=2Fv =12×8 W=96 W,故C 正确;D 、物体在2 s 内的位移22
1122m 4m 22
x at ==⨯⨯=;则拉
力作用点的位移x =8 m ,则拉力F 做功的大小为W =Fx =12×8 J=96 J,故D 错误。

故选BC 。

11.(2019·广东省潮州市高三二模)某同学为了研究物体下落的过程的特点,设计了如下实验,将两本
书AB 从高楼楼顶放手让其落下,两本书下落过程中没有翻转和分离,由于受到空气阻力的影响,其v –t
图像如图所示,虚线在P 点与速度图线相切,已知2
,1kg 10m/s A B m m g ===,由图可知:
A .t =2 s 时A 处于超重状态
B .t =2 s 时AB 的加速度大小为2 m/s 2
C .下落过程中AB 的机械能守恒
D .0~2 s 内AB 机械能减少量大于99 J
【答案】BD
【解析】根据v –t 图象的斜率表示加速度,知t =2 s 时A 的加速度为正,方向向下,则A 处于失重状态,故A 错误。

t =2 s 时AB 的加速度大小为2295m/s 2m/s 2
v a t ∆-=
==∆,故B 正确。

由于空气阻力对AB 做功,则AB 的机械能不守恒,故C 错误。

0~2 s 内AB 下落的高度h >12
×9×2 m=9 m,AB 重力势能减少量△E p =(m A +m B )gh >2×10×9=180 J,动能增加量△E k =12(m A +m B )v 2=12×2×92=81 J ,则AB 机械能减少量△E =△E p –△E k >180 J –81 J=99 J ,故D 正确。

相关文档
最新文档