高考物理十年真题精解（全国Ⅰ卷）质点的直线运动（原卷版）

三观一统十年高考真题精解 01 质点的直线运动十年树木，百年树人，十年磨一剑。本专辑按照最新2020年考纲，对近十年高考真题精挑细选，去伪存真，挑选符合最新考纲要求的真题，按照考点/考向同类归纳，难度分层精析，对全国卷具有重要的应试性和导向性。三观指的观三题（观母题、观平行题、观扇形题），一统指的是统一考点/考向，并对十年真题进行标灰（调整不考或低频考点标灰色）。（一）2020考纲主题内容要求质点的直线运动参考系、质点位移、速度和加速度匀变速直线运动及其公式、图像 （二）本节考向题型研究汇总题型考向考点/考向匀变速直线运动及其公式 （1）运动学基本方法运用；匀变速直线运动及其图象（2）匀变速直线运动图象分析；追及相遇问题（3）多物体追及相遇；动力学求解直线运动问题（4）牛顿第二定律；带电粒子在匀强电场中的直线运动（5）带电粒子在匀强电场中的直线运动问题；动生电磁感应模型单杆直线运动问题（6）法拉第电磁感应定律单杆动生电容器模型。一、考向题型研究一：匀变速直线运动及其公式 （2019年新课标卷T18）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H。上升第一个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足（ ）A. 1<<2B. 2<<3C. 3<<4D. 4<<5 （2010年新课标卷T24）短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是969 s和l930 s。假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是015 S，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动。200 m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00 m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑l00 m时最大速率的96。求： (1)加速所用时间和达到的最大速率： (2)起跑后做匀加速运动的加速度。 (结果保留两位小数)（2013年新课标卷T14）如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据。伽利略可以得出的结论是（ ）A.物体具有惯性B.斜面倾角一定时，加速度与质量无关C.物体运动的距离与时间的平方成正比D.物体运动的加速度与重力加速度成正比（2013年新课标卷T24)水平桌面上有两个玩具车A和B，两者用一轻质细橡皮筋相连，在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态，A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0，l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动；B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中，标记R在某时刻通过点(l，l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的，求B运动速度的大小。一、匀变速直线运动的规律1匀变速直线运动2初速度为零的匀变速直线运动的四个重要推论(1)1T末、2T末、3T末nT末瞬时速度的比为 v1v2v3vn123n.(2)1T内、2T内、3T内nT内位移的比为 x1x2x3xn122232n2.(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内第n个T内位移的比为x1x2x3xn135(2n1)(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为t1t2t3tn1(1)()()二、自由落体运动和竖直上抛运动三、解决匀变速直线运动的常用方法二、考向题型研究二： 匀变速直线运动及其图象（2015年新课标卷T20）如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的、均为已知量，则可求出（ ）A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度（2011年新课标卷T21）如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（ ）ABCD（2010年新课标卷T16）如图所示，在外力作用下某质点运动的图象为正弦曲线。从图中可以判断（ ）A在0t1时间内，外力做正功B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在t2时刻，外力的功率最大D在t1t2时间内，外力做的总功为零（2019年新课标卷T21）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其ax关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则（ ）A. M与N的密度相等B. Q的质量是P的3倍C. Q下落过程中的最大动能是P的4倍D. Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍（2013年新课标卷T20）2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则()图(a)图(b)A从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B在0.4 s2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变运动图象的理解与应用1三种运动图象图象xt图象vt图象at图象图象实例图线含义图线表示质点做匀速_直线运动 (斜率表示速度v)图线表示质点做匀加速直线运动 (斜率表示加速度a)图线表示质点做加速度逐渐增大的直线运动图线表示质点静止图线表示质点做匀速直线运动图线表示质点做匀变速直线运动图线表示质点向负方向做匀速直线运动图线表示质点做匀减速直线运动图线表示质点做加速度减小的直线运动交点表示此时三个质点相遇交点表示此时三个质点有相同的速度交点表示此时三个质点有相同的加速度点表示t1时刻质点位移为x1(图中阴影部分的面积没有意义)点表示t1时刻质点速度为v1(图中阴影部分面积表示质点在0t1时间内的位移)点表示t1时刻质点加速度为a1(图中阴影部分面积表示质点在0t1时间内的速度变化量)2.对vt图象的“三点”提醒(1)vt图象的斜率大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向(2)vt图象在t轴上方表示速度为正，物体沿正方向运动；vt图象在t轴下方表示速度为负，物体沿负方向运动(3)vt图象与t轴所围成的图形的面积表示该段时间内的位移围成的面积在t轴上方，表示位移为正；围成的面积在t轴下方，表示位移为负若图线与时间轴有交点，则物体在该段时间内的总位移为上、下面积的代数和三、考向题型研究三：追及相遇问题 （2016年新课标卷T21）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其vt图像如图所示。已知两车在t=3 s时并排行驶，则A在t=1 s时，甲车在乙车后B在t=0时，甲车在乙车前7.5 mC两车另一次并排行驶的时刻是t=2 sD甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m（2013年新课标卷T19）如图，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置时间(xt)图线。由图可知()A在时刻t1，a车追上b车B在时刻t2，a、b两车运动方向相反C在t1到t2这段时间内，b车的速率先减少后增加D在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a车的大（2011年新课标卷T24）甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。追及与相遇问题的类型及解题思路1相遇问题的两类情况(1)同向运动的两物体追及即相遇，各自位移之差等于开始时两物体之间的距离(2)相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇2追及问题涉及两个不同物体的运动关系，分析时要紧抓“一个图和三个关系式”，即：过程示意图或vt图象，速度关系式、时间关系式和位移关系式，同时要关注题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等3vt图象具体情况如下：(1)速度小者追速度大者类型图象说明匀加速追匀速tt0以前，后面物体与前面物体间距离增大tt0时，两物体相距最远为x0xtt0以后，后面物体与前面物体间距离减小能追及且只能相遇一次匀速追匀减速匀加速追匀减速(2)速度大者追速度小者类型图象说明匀减速追匀速开始追及时，后面物体与前面物体间的距离在减小，当两物体速度相等时，即tt0时刻：若xx0，则恰能追及，两物体只能相遇一次，这也是避免相撞的临界条件若x<x0，则不能追及，此时两物体最小距离为x0x若x>x0，则相遇两次，设t1时刻x1x0，两物体第一次相遇，则t2时刻两物体第二次相遇匀速追匀加速匀减速追匀加速四、考向题型研究四：动力学求解直线运动问题（2018年新课标卷T15）如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（ ）A B C D （2015年新课标卷T20）如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的-t图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的0，1，t1均为已知量，则可求出( )A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度（2014年新课标卷T24）公路上行驶的两辆汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下，人的反应时间和汽车