专题1 直线运动相关-【好题汇编】1年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（上海专用）

专题1 直线运动相关 （上海市徐汇区2024届高三物理二模试卷）测速 在“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验中，某小组同学分别采用“光电门传感器”和“位移传感器”进行测量。 7．采用光电门传感器测量时，实验装置如图（a）所示，光电门传感器固定在导轨上，使固定有挡光片的小车沿倾斜导轨下滑。 实验序号 1 2 3 4 挡光片宽度Δx/cm 6 4 2 1 挡光时间Δt/s 平均速度v/(m·s-1) （1）更换宽度∆x不同的挡光片，每次由同一位置静止释放小车，将挡光时间∆t记录在表格内。其中挡光时间最短的应是序号 ，平均速度最小的应是序号 ，挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度最接近序号 的平均速度。 （2）将表中平均速度v和挡光时间∆t的数据绘制成v-∆t图像，经计算机拟合得到的函数关系如图（b）所示。则小车运动的加速度a＝ m/s2（保留3位有效数字），图像截距0.8211的物理含义是： 。 8．采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（c）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的x-t图线，如图（d）所示。 （1）红外线属于： ，超声波属于： 。 A．电磁波                    B．机械波 （2）当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波频率应： ，波长应： 。 A．变大            B．变小                C．不变 （3）（论证）根据实验数据，论证0.45s-0.65s之间，小车的运动是否为匀加速直线运动： 。 【直线运动、波】 【答案】7．4 4 4 1.33 挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度 8．A B A B 见解析 【解析】7．（1）[1][2][3]由于速度与通过光电门的时间的乘积为挡光片的宽度，由题中数据可知其中挡光时间最短的应是序号4；由图可知，平均速度最小的应是序号4；遮光片通过光电门的时间越短，测得的平均速度越接近挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度，则挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度最接近序号4的平均速度； （2）[4][5]根据 可得 由图可知 可得小车运动的加速度大小为 其中 故图像截距0.8211的物理含义是挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度。 8．（1）[1]红外线属于电磁波。 故选A。 [2]超声波属于机械波。 故选B。 （2）[3]根据多普勒效应，当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波频率应变大。 故选A。 [4]根据 可知波长应变小。 故选B。 （3）[5]对图上7个数据点进行数据分析，由图可知：7个点的位置分别为 x1=0.617m，x2=0.586m，x3=0.551m，x4=0.512m，x5=0.469m 每隔0.05s，小车的位移分别为 s1 = 0.586m – 0.617 m= – 0.031m s2 = – 0.035m s3 = – 0.039m s4 = – 0.043m 所以在相等时间内，小车的位移增量 ∆s12 =0.004m，∆s23=0.004m，∆s34=0.004m 符合匀加速直线运动的特点：在相等的时间间隔内，位移的增量相同说明小车是在做匀加速直线运动。 （上海市长宁区2024届高三物理一模试卷）实验室中的小车配合直轨道，可以研究多个问题。小车在轨道上运动时，受到的滑动摩擦力比较小。 1．传感器一般是将非电学量转换成易于传输或测量的 量。分体式位移传感器由发射器和接收器组成，研究小车在轨道上的运动情况时，固定在小车上的发射器同时向接收器发射红外线脉冲和 脉冲。 2．选取一段时间内小车沿倾斜轨道向下滑动的图像，如图所示。对测量点用二次函数进行拟合，得到函数对应的常数：，，（物理量所用单位均为国际单位制基本单位），则小车在该段时间内运动的加速度为 。 3．根据小车沿倾斜轨道运动的图像，定性画出对应的速度—时间图像。 4．根据第3题中的图像、图像，猜测小车下滑过程中的速度—位移图像为右图中的 （选填“甲”或“乙”）。为判断小车是否为匀变速直线运动，可将图线的纵坐标设置为 ，从而使图线“化曲为直”。 5．如图所示，小车静止在水平轨道上，在桌上放一根柱子标记小车中间的初始位置。快速将水平轨道向左拉动一下，小车将在柱子的 （选填“左边”“中间”或“右边”），其理由是： 。 6．如图所示，两个相同的小车A、B放在水平轨道上，每辆小车的两侧均装有弹簧圈，忽略轨道对小车的摩擦。用棍子给A车水平向右的初速度，使A车撞击静止的B车，此碰撞过程，动量 守恒，机械能 守恒， 属于非弹性碰撞（均选填“是”或“不”）。碰撞后A车速度为 ，B车速度为 。 【直线运动、牛顿定律、动量和机械能】 【答案】1．电学量 超声波 2． 3． 4．甲 5．右边 由于惯性，小车保持静止状态 6．是 是 不 0 【解析】1．[1]传感器一般是将非电学量转换成易于传输或测量的电学量，如电压、电流等。 [2] 分体式位移传感器由发射器和接收器组成，发射器同时向接收器发射红外线脉冲和超声波脉冲 2．[1]根据匀变速直线运动位移时间关系有 结合二次函数可得 可得加速度大小为 3．[1]由图像知，小车前面和后面部分位移不变，则其速度为0；中间部分小车运动位移随时间变化近似为二次函数，则其加速度的大小为一不变的常数，所以其图像的斜率不变，作图如下： 4．[1]由图像、图像知，速度增加相同量时，越往后位移的增加量越多，故可猜测小车下滑过程中的图像为图甲。 [2] 为判断小车是否为匀变速直线运动，可将图线的纵坐标设置为，从而使图线“化曲为直”。 5．[1][2] 快速将水平轨道向左拉动一下，小车由于惯性保持静止，则小车将在柱子的右边。 6．[1] 忽略轨道对小车的摩擦，两小车碰撞过程所受的合外力为零，故动量守恒。 [2] [3]每辆小车的两侧均装有弹簧圈，则碰撞过程只有弹力做功，则机械能守恒，为弹性碰撞，不属于非弹性碰撞。 [4][5]两车质量相同，碰撞为弹性碰撞，则碰后两车的速度交换，因此碰撞后A车速度为0，B车速度为。 （上海市闵行区2024届高三物理一模试卷）二、智能寻迹小车 智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。 6．如图，小车沿水平黑色轨迹匀速率运动， （1）经过圆弧上A、B两位置时的向心力由 提供； （2）其大小分别为、，则有 。 A．            B．        C． 7．小车以恒定功率从起点由静止沿水平黑色直线轨迹做加速运动，在其车尾刚越过“60分”线时恰好达到最大速度v，如图。 （1）设小车受到的阻力恒定，牵引力大小的变化情况 （选涂：A．一直变大        B．不变        C．一直减小 ）； （2）这个过程的平均速度 （选涂：A．>   B．=   C．< ）。 8．为能让小车及时停下来获得高分，需要测试小车的刹车性能，小闵同学在平直路面上做了刹车实验。如图是刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像， （1）刹车过程中加速度大小为 m/s2； （2）从开始刹车时计时，经过2s，该车的位移大小为 m。 【曲线运动、机械能、直线运动】 【答案】6．静摩擦力 C 7．C A 8．1 0.5 【解析】6．（1）[1]小车在水平面内行走，在水平方向上只受到摩擦力的作用；小车匀速率运动，因此小车牵引力与运动方向相反的动摩擦力平衡，经过圆弧时的向心力由指向圆心的静摩擦力提供。 （2）[2]根据向心力公式 由图可知，经过圆弧上A、B两位置时的半径有，小车匀速率运动，则有 故选C。 7． （1）[1]设小车以恒定功率加速运动，受到的阻力恒定，根据，可知牵引力一直减小，故选C； （2）[2]若小车做匀加速运动，则这个过程的平均速度，而小车做加速度减小的变加速运动，位移大于匀加速运动的位移，可知这个过程的平均速度大于，故选A。 8．（1）[1]根据 可得 由图像可知 解得 a=1m/s2 （2）[2]刹车停止的时间为 从开始刹车时计时经过2s车已经停止，该车的位移大小为 （上海市松江区2024届高三物理一模试卷）11．舞蹈表演《弄潮涛头立》飘逸而唯美。飞行过程中，质量为50kg演员身上有数根绳索控制速度大小和方向。假设表演中最大飞行速度为4m/s，最大加速度为0.5m/s2： （1）某时刻演员静止在空中，受到两根绳索的拉力，且每根绳索承受的拉力大小相同，则每根绳索的拉力可能为 A．200N    B．250 N    C． 500N    D．1000N （2）若演员在竖直方向加速上升的加速度为0.2m/s2，此时她处于 （选涂：A．超重  B．失重）；绳索中拉力为 N； （3）若舞台高度为51.7m，演员身高为170cm，请定量画出如图身姿从舞台地面用最短时间上升到最高处的速度-时间图像 。 【静力学、牛顿定律、直线运动】 【答案】 BCD/BDC/CBD/CDB/DBC/DCB 超重 【详解】（1）[1] 演员静止在空中，根据平衡推论知，两根绳索的拉力的合力大小等于重力，则每根绳索的拉力最小为，最大不限，故选BCD。 （2）[2][3]演员在竖直方向加速上升的加速度为0.2m/s2，具有向上的加速度，故此时她处于超重，根据牛顿第二定律 绳索中拉力为 （3）[4] 根据题中数据，演员上升的高度为 H=51.7m-1.7m=50m 表演中最大飞行速度为，最大加速度，则加速过程的位移 该过程经历的时间 为了使得时间最短，演员最后以最大飞行速度为，最大加速度做匀减速运动至0，利用逆向思维，减速过程的位移 该过程经历的时间 则匀速过程的位移为 匀速过程的时间 则最短时间为 根据上述，定量画出如图身姿从舞台地面用最短时间上升到最高处的速度—时间图像如图所示 （上海市青浦区2024届高三物理二模试卷）二、能源 能源，是指能够提供能量的资源。这里的能量通常指热能、电能、光能、机械能、化学能等。 6．“能源分类相关图”如图甲所示，下列选项中全部符合图中阴影部分的能源是（　　） A．太阳能、风能 B．水能、天然气 C．地热能、核能 D．煤炭、潮汐能 7．关于能量和能源，下列表述中正确的是（　　） A．只要能量守恒的过程就一定能自发进行 B．能量是守恒的，所以能源永不枯竭 C．能量可以从一种形式转化为另一种形式 D．能量的可利用价值变小，能的总量会不断减少 8．一辆新能源小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图乙所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），则汽车在前5s内的牵引力为 N，汽车的最大速度为 m/s。 9．今年我国新能源纯电车“800V高压平台”车型开始逐渐普及。相比原“400V”车型，不但补能时间大大缩短，同时降低了整车的能耗，缓解了车主续航的焦虑。如图丙是新能源汽车驱动电路简单示意图，高压动力电池总功率为P，内阻不计，电池两端电压为U，整个回路的电阻为r。试用所学知识阐述当高压动力电池总功率P不变时，随着动力电池两端电压U的提升，驱动系统上功率的变化情况： 。 10．质量为1500kg的新能源汽车以10m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检测到正前方22m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，首先使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告。当汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，汽车切断动力系统，同时提供12000N的总阻力使其做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。求： （1）汽车在“紧急制动”过程的加速度大小； （2）汽车在上述22m的运动全过程中的平均速度的大小。 【能源、机械能与动量、直线运动、电路】 【答案】6．A 7．C 8．7.5×103 30 9．由可知，功率一定时，随着动力电池两端电压U的提高，电路中电流I将减小，根据焦耳定律可得电路上损耗的功率将减小，所以驱动系统的功率将增大。 10．（1）；（2） 【解析】6．A．太阳能、风能符合图中阴影部分的能源，故A正确； B．水能不是一次能源，故B错误； C．核能不是来自太阳辐射的能源，故C错误； D．潮汐能不是来自太阳辐射的能源，故D错误。 故选A。 7．A．自然界的宏观热现象的过程都有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行，故A错误； BD．能量与能源不同，能量是守恒的，但随着能量的耗散，能量可以利用的品质会下降，则依然要节约能源，故BD错误； C．根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，故C正确； 故选C。 8．[1]汽车受到的阻力 前5s内，由图可得，由牛顿第二定律 解得 [2]末功率达到额定功率 当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度 9．由可知，功率一定时，随着动力电池两端电压U的提高，电路中电流I将减小，根据焦耳定律可得电路上损耗的功率将减小，所以驱动系统的功率将增大。 10．（1）由牛顿第二定律可得，“紧急制动”过程的加速度 其中，，代入解得 ； （2）设触发“紧急制动”时汽车的速度大小为v，其到障碍物的距离为，则有 已知“紧急制动”前的加速度为，位移为 且有 已知总位移，，解得 ， 紧急制动前的时间为 紧急制动后的时间为 总时间为 所以 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题1 直线运动相关 （上海市徐汇区2024届高三物理二模试卷）测速 在“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验中，某小组同学分别采用“光电门传感器”和“位移传感器”进行测量。 7．采用光电门传感器测量时，实验装置如图（a）所示，光电门传感器固定在导轨上，使固定有挡光片的小车沿倾斜导轨下滑。 实验序号 1 2 3 4 挡光片宽度Δx/cm 6 4 2 1 挡光时间Δt/s 平均速度v/(m·s-1) （1）更换宽度∆x不同的挡光片，每次由同一位置静止释放小车，将挡光时间∆t记录在表格内。其中挡光时间最短的应是序号 ，平均速度最小的应是序号 ，挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度最接近序号 的平均速度。 （2）将表中平均速度v和挡光时间∆t的数据绘制成v-∆t图像，经计算机拟合得到的函数关系如图（b）所示。则小车运动的加速度a＝ m/s2（保留3位有效数字），图像截距0.8211的物理含义是： 。 8．采用分体式位移传感器测量时，实验装置如图（c）所示，发射器安装在小车上，接收器固定在导轨底端。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量，并绘制出小车的x-t图线，如图（d）所示。 （1）红外线属于： ，超声波属于： 。 A．电磁波                    B．机械波 （2）当小车滑向接收器时，理论上接收器接收到的超声波频率应： ，波长应： 。 A．变大            B．变小                C．不变 （3）（论证）根据实验数据，论证0.45s-0.65s之间，小车的运动是否为匀加速直线运动： 。 （上海市长宁区2024届高三物理一模试卷）实验室中的小车配合直轨道，可以研究多个问题。小车在轨道上运动时，受到的滑动摩擦力比较小。 1．传感器一般是将非电学量转换成易于传输或测量的 量。分体式位移传感器由发射器和接收器组成，研究小车在轨道上的运动情况时，固定在小车上的发射器同时向接收器发射红外线脉冲和 脉冲。 2．选取一段时间内小车沿倾斜轨道向下滑动的图像，如图所示。对测量点用二次函数进行拟合，得到函数对应的常数：，，（物理量所用单位均为国际单位制基本单位），则小车在该段时间内运动的加速度为 。 3．根据小车沿倾斜轨道运动的图像，定性画出对应的速度—时间图像。 4．根据第3题中的图像、图像，猜测小车下滑过程中的速度—位移图像为右图中的 （选填“甲”或“乙”）。为判断小车是否为匀变速直线运动，可将图线的纵坐标设置为 ，从而使图线“化曲为直”。 5．如图所示，小车静止在水平轨道上，在桌上放一根柱子标记小车中间的初始位置。快速将水平轨道向左拉动一下，小车将在柱子的 （选填“左边”“中间”或“右边”），其理由是： 。 6．如图所示，两个相同的小车A、B放在水平轨道上，每辆小车的两侧均装有弹簧圈，忽略轨道对小车的摩擦。用棍子给A车水平向右的初速度，使A车撞击静止的B车，此碰撞过程，动量 守恒，机械能 守恒， 属于非弹性碰撞（均选填“是”或“不”）。碰撞后A车速度为 ，B车速度为 。 （上海市闵行区2024届高三物理一模试卷）二、智能寻迹小车 智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。 6．如图，小车沿水平黑色轨迹匀速率运动， （1）经过圆弧上A、B两位置时的向心力由 提供； （2）其大小分别为、，则有 。 A．            B．        C． 7．小车以恒定功率从起点由静止沿水平黑色直线轨迹做加速运动，在其车尾刚越过“60分”线时恰好达到最大速度v，如图。 （1）设小车受到的阻力恒定，牵引力大小的变化情况 （选涂：A．一直变大        B．不变        C．一直减小 ）； （2）这个过程的平均速度 （选涂：A．>   B．=   C．< ）。 8．为能让小车及时停下来获得高分，需要测试小车的刹车性能，小闵同学在平直路面上做了刹车实验。如图是刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像， （1）刹车过程中加速度大小为 m/s2； （2）从开始刹车时计时，经过2s，该车的位移大小为 m。 （上海市松江区2024届高三物理一模试卷）11．舞蹈表演《弄潮涛头立》飘逸而唯美。飞行过程中，质量为50kg演员身上有数根绳索控制速度大小和方向。假设表演中最大飞行速度为4m/s，最大加速度为0.5m/s2： （1）某时刻演员静止在空中，受到两根绳索的拉力，且每根绳索承受的拉力大小相同，则每根绳索的拉力可能为 A．200N    B．250 N    C． 500N    D．1000N （2）若演员在竖直方向加速上升的加速度为0.2m/s2，此时她处于 （选涂：A．超重  B．失重）；绳索中拉力为 N； （3）若舞台高度为51.7m，演员身高为170cm，请定量画出如图身姿从舞台地面用最短时间上升到最高处的速度-时间图像 。 （上海市青浦区2024届高三物理二模试卷）二、能源 能源，是指能够提供能量的资源。这里的能量通常指热能、电能、光能、机械能、化学能等。 6．“能源分类相关图”如图甲所示，下列选项中全部符合图中阴影部分的能源是（　　） A．太阳能、风能 B．水能、天然气 C．地热能、核能 D．煤炭、潮汐能 7．关于能量和能源，下列表述中正确的是（　　） A．只要能量守恒的过程就一定能自发进行 B．能量是守恒的，所以能源永不枯竭 C．能量可以从一种形式转化为另一种形式 D．能量的可利用价值变小，能的总量会不断减少 8．一辆新能源小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图乙所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），则汽车在前5s内的牵引力为 N，汽车的最大速度为 m/s。 9．今年我国新能源纯电车“800V高压平台”车型开始逐渐普及。相比原“400V”车型，不但补能时间大大缩短，同时降低了整车的能耗，缓解了车主续航的焦虑。如图丙是新能源汽车驱动电路简单示意图，高压动力电池总功率为P，内阻不计，电池两端电压为U，整个回路的电阻为r。试用所学知识阐述当高压动力电池总功率P不变时，随着动力电池两端电压U的提升，驱动系统上功率的变化情况： 。 10．质量为1500kg的新能源汽车以10m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检测到正前方22m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，首先使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告。当汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，汽车切断动力系统，同时提供12000N的总阻力使其做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。求： （1）汽车在“紧急制动”过程的加速度大小； （2）汽车在上述22m的运动全过程中的平均速度的大小。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$