(物理)物理直线运动练习题含答案

（物理）物理直线运动练习题含答案
一、高中物理精讲专题测试直线运动
1．一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1s ．分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移到了2m ；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m ，由此可以求得（ ） A ．第1次闪光时质点的速度
B ．质点运动的加速度
C ．质点运动的初速度
D ．从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移
【答案】ABD
【解析】 试题分析：根据得；
，故B 不符合题意；设第一次曝光时的速度为v ，，得：，故A 不符合题意；由于不知道第一次曝光时物体已运动的时间，故无法知道初速度，故C 符合题意；设第一次到第二次位移为；第三次到第四次闪光为，则有：；则；而第二次闪光到第三次闪光的位移
，故D 不符合题意
考点：考查了匀变速直线运动规律的综合应用，要注意任意一段匀变速直线运动中，只有知道至少三个量才能求出另外的两个量，即知三求二．
2．2018年12月8日2时23分，嫦娥四号探测器成功发射，开启了人类登陆月球背面的探月新征程，距离2020年实现载人登月更近一步，若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为中国登月第一人，而你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验：在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落，测出下落高度20h m =时，下落的时间正好为5t s =，则：
（1）月球表面的重力加速度g 月为多大？
（2）小球下落过程中，最初2s 内和最后2s 内的位移之比为多大？
【答案】1.6 m/s 2 1:4
【解析】
【详解】
（1）由h ＝
12g 月t 2得：20＝12
g 月×52 解得：g 月＝1.6m /s 2 （2）小球下落过程中的5s 内，每1s 内的位移之比为1:3:5:7:9，则最初2s 内和最后2s 内的位移之比为：（1+3）：（7+9）=1:4.
3．某物理实验小组在游泳池做了一个实验：将一个小木球离水面5m 高静止释放（不计空气阻力），经1．40s 后落入池底速度刚好为零．假定木球在水中做匀减速直线运动，重力加速度g=10m/s 2．求：
（1）木球刚接触水面时的速度的大小；
（2）木球在水中运动的加速度的大小；
（3）游泳池水的深度．
【答案】（1） 10m/s （2）25m/s 2 （3）2m
【解析】
试题分析：（1）小木球离水面5m 高静止释放，做自由落体运动直到水面，根据位移时间公式得：
h 1=12
gt 12 解得：t 1=1s
所以：v 1=gt 1=10m/s
（2）在水中运动的时间为：t 2=1．4-t 1 所以：21025/1.41
v a m s t ∆===∆- （3）木球在水中做匀加速直线运动，平均速度等于
10 2v + 所以：1220100 0.4222
v h t m ++⨯=⨯==
考点：匀变速直线运动的规律 【名师点睛】该题主要考查了自由落体运动及匀减速直线运动基本公式的应用，难度不大，属于基础题．
4．一列汽车车队以v 1＝10 m/s 的速度匀速行驶，相邻车间距为25 m ，后面有一辆摩托车以v 2＝20 m/s 的速度同向行驶，当它与车队最后一辆车相距S 0＝40 m 时刹车，以a ＝0.5 m/s 2
的加速度做匀减速直线运动，摩托车从车队旁边行驶而过，设车队车辆数n 足够多，问：
(1)摩托车最多能与几辆汽车相遇？
(2)摩托车从赶上车队到离开车队，共经历多少时间？(结果可用根号表示)
【答案】(1)3辆 （2）
【解析】(1)当摩托车速度减为10 m/s 时，设用时为t ，摩托车行驶的距离为x 1，每辆汽车行驶的距离都为x 2.
由速度公式得：v 2＝v 1－at
解得t ＝20 s
由速度位移公式得：v 22－v 12v ＝－2ax 1
解得x 1＝300 m
x 2＝v 2t ＝200 m
摩托车与最后一辆汽车的距离：Δx ＝(300－200－40) m ＝60 m
故摩托车追上的汽车数n ＝60
25＋1＝3.4，则追上汽车3辆. (2)设摩托车追上最后一辆汽车的时刻为t 1，最后一辆汽车超过摩托车的时刻为t 2. 则：Δx ＋v 2t ＝v 1t －12
at 2 解得：Δt ＝t 2－t 1＝815s.
5．.某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征， 使用质量m =0.05kg 的流线型人形模型进行模拟实验．实验时让模型从h =0.8m 高处自由下落进入水中．假设模型入水后受到大小恒为F f =0.3N 的阻力和F =1.0N 的恒定浮力，模型的位移大小远大于模型长度，忽略模型在空气中运动时的阻力，试求模型
（1）落到水面时速度v 的大小；
（2）在水中能到达的最大深度H ；
（3）从开始下落到返回水面所需时间t ．
【答案】（1）4m/s （2）0.5m （3）1.15s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）模型人入水时的速度记为v ，自由下落的阶段加速度记为a 1，则a 1=g ；v 2=2a 1h 解得v=4m/s ；
（2）模型人入水后向下运动时，设向下为正，其加速度记为a 2，则：mg-F f -F=ma 2 解得a 2=-16m/s 2
所以最大深度：2
2
00.52v H m a -== （3）自由落体阶段：1t 0.4v s g =
= 在水中下降22
00.25v t s a -== 在水中上升：F-mg-F f =ma 3
解得a3=4.0m/s2
所以：
30.5
t s
==
总时间：t=t1+t2+t3=1.15s
6．甲、乙两辆车在相邻的两条平行直轨道上同向匀速行驶，甲车的速度为v1＝16m/s，乙车的速度为v2＝l2m/s，乙车在甲车的前面．当两车相距L＝6m时，两车同时开始刹车，从此时开始计时，甲车以a1＝2m/s2的加速度刹车，7s后立即改做匀速运动：乙车刹车的加速度为a2＝lm/s2．求：
（1）在哪些时刻两车速度相等？
（2）两车有几次相遇？在哪些时刻两车相遇？
【答案】（1）4s和8s （2）3次，2s、6s、10s
【解析】
(1)设刹车后经过t时间两车速度相等，则有：v1-a1t=v2-a2t
解得：t=4s
6s后甲车匀速，则速度：v= v1-a1t1=4m/s
两车速度再次相等时，则有：v=v2-a2t′
解得：t′=8s
(2)在甲减速时，设经时间t相遇，甲和乙的位移分别为x1、x2，则有:x1=v1t-1
2
a1t2
x2=v2t-1
2
a2t2
又有：x1-x2=L
解得：t1=2s或t2=6s
甲车减速时间恰好为6s，即在甲车减速阶段，相遇两次，第一次t1=2s，第二次t2=6s 第二次相遇时甲车的速度为：v′1=v1-a1t2=4m/s
乙车的速度为：v′2=v2-a2t2=6m/s
设再经Δt甲追上乙，则有：v′1Δt=v′2Δt-1
2
a2(Δt)2
代入数据解得：Δt=4s
此时乙仍在做减速运动，此解成立，所以甲、乙两车第3次相遇，相遇时刻
为：t3=t2+Δt=10s
点睛：本题中涉及运动情境较为复杂，为比较麻烦的追及相遇问题，要结合位移关系和速度关系并联系实际运动情境加以解决，难度较大．
7．一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5s后警车发动起来，并以2m/s2的加速度做匀加速运动，并尽快追上货车，但警车的行驶速度必须控制在108km/h以内．问：
（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？
（2）求出警车发动后至少要多长时间才能追上货车？
【答案】（1）90m （2）12.5s
【解析】
【分析】
【详解】
()1当两车速度相同时距离最大
由v at =
可得警车达到10/m s 的时间；14t s = 在这段时间警车的位移221111 2.542022
x at m ==⨯⨯= 货车相对于出发点的位移()21074110x m =+=
两车间的最大距离90x m =V
()2108/30/km h m s =；
由v at =
可得警车达到最大速度的时间212t s = 此时警车的位移23211802
x at m == 货车相对于出发点的位移()410712190x m =+=
由于警车的位移小于货车的位移，所以仍末追上
设再经过3t 追上，则()23010190180t -=-
得30.5t s =
则总时间为2312.5t t t s =+=
则警车发动后经过12.5s 才能追上．
故本题答案是：（1）90m （2）12.5s
8．一架质量为 40000kg 的客机在着陆前的速度为 540km/h ，着陆过程中可视为匀变速直线运动，其加速度大小为 10m/s 2，求：
(1)客机从着陆开始滑行经多长时间后静止；
(2)客机从着陆开始经过的位移；
(3)客机所受的合外力。

【答案】(1)t =15s (2)x =1125m (3)F =4×105N
【解析】（1）540km/h=150m/s ， 飞机减速至静止所用的时间01501510
v t s s a ＝＝＝ （2）则客机从着陆开始经过的位移0015015112522v x t m ⨯＝
＝＝
（3）客机受到的合力：F=ma=40000×10N=4×105N
点睛：本题考查了运动学中的“刹车问题”以及牛顿第二定律的应用，是道易错题，注意客机速度减为零后不再运动．
9．为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某公路的最高限v =72km/h ．假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t =0.50s ．刹车时汽车的加速度大小为4m/s 2．该高速公路上汽车间的距离至少应为多少？
【答案】60 m
【解析】
试题分析：后边汽车先做匀速直线运动，再做匀减速直线运动，到前车时刚好速度减为零．
x 1=v 0t =" 20" m/s×0.50 s =" 10" m v =" 2"ax 2，得x 2=" 50" m
x ≥x 1+ x 2 =" 60" m
考点：考查了匀变速直线运动规律的应用
点评：解决本题的关键知道安全距离是反应时间内匀速运动的位移和匀减速运动的位移之和．匀减速运动的位移可以通过速度位移公式求解．
10．如图甲所示，光滑水平面上有A 、B 两物块，已知A 1的质量m 1=2 kg ．初始时刻B 静止，A 以一定的初速度向右运动，之后与B 发生碰撞，它们的x –t 图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物块B 的质量为多少？
【答案】6 kg
【解析】
【分析】
【详解】
由x –t 图知：碰前瞬间，14/v m s =；20v =
碰后瞬间，1
2/v m s =-'；22/v m s '= 两物块组成的系统动量守恒1111
220m v m v m v '+'+= 代入数据解得26m kg =。