2025届高三物理二轮复习训练：过程问题

多过程问题 1. “太空梭”是游乐园中一种利用自由落体现象设计的游乐设施，如图。这种游乐设施使用机械装置将乘坐台上的乘客升至高处，然后近似自由落体竖直下落，最后在落地前用机械装置将乘坐台停下来。将该游乐设施下落时看作自由落体运动和匀变速直线运动，出于安全考虑普通人最多能承受3g的加速度，g＝10 m/s2。如果设计一个自由落体历时6 s的“太空梭”，则该设施的高度至少为(　　) A．420 m B．180 m C．300 m D．240 m 答案　D 解析　下落过程分为两个阶段，自由落体阶段和匀减速阶段， 自由落体高度为h1＝gt2＝180 m， 匀减速的最大加速度为3g， 则匀减速高度至少为h2＝＝60 m， 则总高度至少为H＝180 m＋60 m＝240 m，D正确。 2．(多选)在一次救灾活动中，一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动，在运动了8 s之后，由于前方突然有巨石滚下并堵在路中央，所以又紧急刹车，匀减速运动经4 s停在巨石前。则关于汽车的运动情况，下列说法正确的是(　　) A．加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2＝2∶1 B．加速、减速中的平均速度大小之比为1∶2＝1∶1 C．加速、减速中的位移之比为x1∶x2＝2∶1 D．加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2＝1∶3 答案　BC 解析　汽车由静止运动8 s，又经4 s停止，加速阶段的末速度v与减速阶段的初速度相等，由v＝at，知a1t1＝a2t2，则＝＝，A、D错误；又由v2＝2ax知，a1x1＝a2x2，则＝＝，C正确；由＝知，1∶2＝1∶1，B正确。 3．(2024·广东揭阳市普宁二中月考)一列火车沿直线轨道从静止出发由A地驶向B地，火车先做匀加速运动，加速度大小为a，接着做匀减速运动，加速度大小为2a，到达B地时恰好静止，若A、B两地距离为s，则火车从A地到B地所用时间t为(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　设火车做匀加速运动结束时的速度为v，则＋＝s，解得v＝，则整个过程中的平均速度为＝＝，则火车从A地到B地所用时间t＝＝，故选C。 4．(2022·贵州省贵阳一中高三月考)在东京奥运会田径赛场上，中国运动员在100 m的半决赛中取得了9.83 s的好成绩，打破了亚洲纪录，成功挺进了决赛。我们把该运动员的这次比赛简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段，假设该运动员加速了2.83 s，则他加速阶段的加速度大小及匀速阶段的速度大小分别约为(　　) A．4.2 m/s2　10.17 m/s B．3.6 m/s2　10.17 m/s C．4.2 m/s2　11.88 m/s D．3.6 m/s2　11.88 m/s 答案　C 解析　该运动员运动的速度—时间图像如图所示，由图可知x＝＋7v＝100 m， 则v≈11.88 m/s 所以加速阶段的加速度大小为a＝＝ m/s2≈4.2 m/s2，故C正确，A、B、D错误。 5．(2024·四川宜宾市模拟)我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间。一辆汽车以20 m/s的速度驶向高速收费口，到达自动收费装置前开始做匀减速直线运动，经4 s的时间速度减为5 m/s且收费完成，汽车立即以加速度大小为2.5 m/s2开始做匀加速运动，汽车可视为质点。则下列说法正确的是(　　) A．汽车开始减速时距离自动收费装置110 m B．汽车加速4 s后速度恢复到20 m/s C．汽车从开始减速至速度恢复到20 m/s通过的总路程为125 m D．汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为4 s 答案　C 解析　汽车开始减速时到自动收费装置的距离为x1＝t＝×(20＋5)×4 m＝50 m，故A错误；汽车加速4 s后速度为v＝15 m/s，故B错误；汽车从5 m/s加速到20 m/s通过的路程为x2＝ m＝75 m，所以汽车从开始减速至速度恢复到20 m/s通过的总路程为x1＋x2＝125 m，故C正确；汽车从5 m/s加速到20 m/s的时间t2＝ s＝6 s，所以总时间t总＝4 s＋t2＝10 s，汽车以20 m/s的速度匀速通过125 m需要的时间是6.25 s，所以耽误了3.75 s，故D错误。 6. 如图所示，某一隧道长200 m、限速36 km/h。一列火车长100 m，以72 km/h的速度行驶，驶至距隧道50 m处开始做匀减速运动，以36 km/h的速度匀速通过隧道，求： (1)火车做匀减速运动的加速度大小； (2)火车减速所需要的时间； (3)火车全部通过隧道的时间。 答案　(1)3 m/s2　(2) s　(3)30 s 解析　36 km/h＝10 m/s,72 km/h＝20 m/s (1)根据v2－v02＝2ax 可得a＝＝ m/s2＝－3 m/s2 因此加速度大小为3 m/s2，方向与运动方向相反。 (2)根据v＝v0＋at 可得减速的时间t＝＝ s＝ s (3)根据s＋L＝vt′ 解得t′＝＝ s＝30 s。 7. 有一滑雪运动员(可视为质点)沿斜坡从A点由静止开始以4 m/s2的加速度滑下，到达B点时速度为12 m/s，并以这个速度进入水平面做匀减速运动，经过4 s停在C点，求： (1)在斜坡上做匀加速运动的时间； (2)在水平面上运动的加速度大小； (3)该运动员运动的总路程。 答案　(1)3 s　(2)3 m/s2　(3)42 m 解析　(1)设运动员到达B点的速度为v，在斜坡下滑时间为t1，加速度为a1， 根据运动学公式有t1＝＝ s＝3 s (2)设运动员在水平面上运动的时间为t2，加速度为a2， 根据运动学公式有a2＝＝ m/s2＝－3 m/s2 即在水平面上运动过程的加速度大小为3 m/s2，方向与运动方向相反； (3)根据位移公式可得，在斜坡和水平面上的位移分别为x1＝，x2＝ 该运动员运动的总路程x＝x1＋x2 代入数据可解得x＝42 m。 8．(2024·河南周口市鹿邑第二中学期中)有一部电梯，启动时匀加速上升的加速度大小为2 m/s2，制动时匀减速上升的加速度大小为1 m/s2，中间阶段电梯可匀速运行，电梯运行上升的高度为48 m。问： (1)若电梯运行时最大限速为9 m/s，电梯升到最高处的最短时间是多少？ (2)如果电梯先加速上升，然后匀速上升，最后减速上升，全程共用时间为15 s，上升的最大速度是多少？ 答案　(1)12 s　(2)4 m/s 解析　(1)要想所用时间最短，首先假设电梯只有加速和减速过程，而没有匀速过程，设最大速度为vm，由位移公式得h＝＋，代入数据解得vm＝8 m/s 因为vm＝8 m/s<9 m/s，假设成立 加速的时间为t1＝＝ s＝4 s 减速的时间为t2＝＝ s＝8 s 运动的最短时间为t＝t1＋t2＝12 s。 (2)设加速的时间为t1′，减速的时间为t2′，匀速上升时的速度为v，且v<8 m/s，则加速的时间为t1′＝，减速的时间为t2′＝ 匀速运动的时间为t＝15 s－t1′－t2′ 上升的高度为h＝(t1′＋t2′)＋v(15 s－t1′－t2′)，联立解得v＝4 m/s，另一解大于8 m/s，舍去。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 多过程问题 1. “太空梭”是游乐园中一种利用自由落体现象设计的游乐设施，如图。这种游乐设施使用机械装置将乘坐台上的乘客升至高处，然后近似自由落体竖直下落，最后在落地前用机械装置将乘坐台停下来。将该游乐设施下落时看作自由落体运动和匀变速直线运动，出于安全考虑普通人最多能承受3g的加速度，g＝10 m/s2。如果设计一个自由落体历时6 s的“太空梭”，则该设施的高度至少为(　　) A．420 m B．180 m C．300 m D．240 m 2．(多选)在一次救灾活动中，一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动，在运动了8 s之后，由于前方突然有巨石滚下并堵在路中央，所以又紧急刹车，匀减速运动经4 s停在巨石前。则关于汽车的运动情况，下列说法正确的是(　　) A．加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2＝2∶1 B．加速、减速中的平均速度大小之比为1∶2＝1∶1 C．加速、减速中的位移之比为x1∶x2＝2∶1 D．加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2＝1∶3 3．(2024·广东揭阳市普宁二中月考)一列火车沿直线轨道从静止出发由A地驶向B地，火车先做匀加速运动，加速度大小为a，接着做匀减速运动，加速度大小为2a，到达B地时恰好静止，若A、B两地距离为s，则火车从A地到B地所用时间t为(　　) A. B. C. D. 4．(2022·贵州省贵阳一中高三月考)在东京奥运会田径赛场上，中国运动员在100 m的半决赛中取得了9.83 s的好成绩，打破了亚洲纪录，成功挺进了决赛。我们把该运动员的这次比赛简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段，假设该运动员加速了2.83 s，则他加速阶段的加速度大小及匀速阶段的速度大小分别约为(　　) A．4.2 m/s2　10.17 m/s B．3.6 m/s2　10.17 m/s C．4.2 m/s2　11.88 m/s D．3.6 m/s2　11.88 m/s 5．(2024·四川宜宾市模拟)我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间。一辆汽车以20 m/s的速度驶向高速收费口，到达自动收费装置前开始做匀减速直线运动，经4 s的时间速度减为5 m/s且收费完成，汽车立即以加速度大小为2.5 m/s2开始做匀加速运动，汽车可视为质点。则下列说法正确的是(　　) A．汽车开始减速时距离自动收费装置110 m B．汽车加速4 s后速度恢复到20 m/s C．汽车从开始减速至速度恢复到20 m/s通过的总路程为125 m D．汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为4 s 6. 如图所示，某一隧道长200 m、限速36 km/h。一列火车长100 m，以72 km/h的速度行驶，驶至距隧道50 m处开始做匀减速运动，以36 km/h的速度匀速通过隧道，求： (1)火车做匀减速运动的加速度大小； (2)火车减速所需要的时间； (3)火车全部通过隧道的时间。 7. 有一滑雪运动员(可视为质点)沿斜坡从A点由静止开始以4 m/s2的加速度滑下，到达B点时速度为12 m/s，并以这个速度进入水平面做匀减速运动，经过4 s停在C点，求： (1)在斜坡上做匀加速运动的时间； (2)在水平面上运动的加速度大小； (3)该运动员运动的总路程。 8．(2024·河南周口市鹿邑第二中学期中)有一部电梯，启动时匀加速上升的加速度大小为2 m/s2，制动时匀减速上升的加速度大小为1 m/s2，中间阶段电梯可匀速运行，电梯运行上升的高度为48 m。问： (1)若电梯运行时最大限速为9 m/s，电梯升到最高处的最短时间是多少？ (2)如果电梯先加速上升，然后匀速上升，最后减速上升，全程共用时间为15 s，上升的最大速度是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $$