内容正文:
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A 夯实基础
(1-5题,每题4分)
1.(多选)(2026·广东东莞模拟)甲、乙两车同时、同地向同一个方向做直线运动。它们在0~4 s内运动的v-t图像如图所示。由图像可知( )
A.乙车运动的加速度大小为5 m/s2
B.在第2 s末,两车相遇
C.在第4 s末,两车相距最远
D.在0~4 s内,甲、乙两车的位移相等
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解析:根据速度—时间图像的斜率表示加速度可得,乙车运动的加速度大小为a=||= m/s2=5 m/s2,故A正确;由题图知,在前2 s内乙车比甲车运动得快,乙车在甲车的前方,两车间距增大,在后2 s内,乙车比甲车运动得慢,乙车在甲车的前方,两车间距减小,因此在第2 s末两车相距最远,故B、C错误;根据v-t图像与坐标轴所围图形面积表示位移可知,在0~4 s内甲、乙两车的位移相等,故D正确。
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2.(2026·广东汕头开学考)如图所示,在平直公路上有两辆同向匀速行驶的A、B汽车,A车的速度为10 m/s,B车的速度为12 m/s,A车在前,B车在后,两车相距10 m时,B车开始加速变道超车(B车超车过程看作是匀加速直线运动,忽略变道过程中速度方向的变化和位移的侧向变化),A车速度不变,为使5 s内能完成超车并回到右侧车道,且保证两车之间至少有
15 m的安全距离,B车超车过程的加速度应不小于( )
A.1.6 m/s2 B.2 m/s2
C.1.2 m/s2 D.3 m/s2
B
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解析:A车做匀速直线运动,t秒内的位移为sA=vAt,B车做加速度为a的匀加速直线运动,t秒内的位移为sB=vBt+at2,5 s内完成超车并回到右侧车道,为保证安全,需满足sB≥sA+35 m,解得a≥2 m/s2,故B正确。
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3.(多选)(2026·广东深圳模拟)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,t=0时经过路边的同一路标,下列位移—时间(s-t)图像和速度—时间(v-t)图像对应的运动中,甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是( )
BC
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解析:s-t图像中两图线交点表示两人相遇,A项图中两人相遇在t0之后,B项图中两人相遇在t0之前,故A错误,B正确;v-t图像与t轴所围面积表示位移,C项图中在t0时乙已经超过甲,即在t0之前两人再次相遇,故C正确;在D项图中,t0时乙的位移大小仍小于甲的位移,t0时刻之前两人未再次相遇,故D错误。
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4.(多选)(2026·广东深圳模拟)我国宋代已经出现冲天炮这种玩具,也叫“起火”,如图,逢年过节人们都要放“起火”庆祝。若冲天炮从地面由静止发射竖直升空可认为做a=8 m/s2的匀加速直线运动,当到达离地面25 m的高处时燃料恰好用完,忽略空气阻力,g取10 m/s2,则( )
A.燃料恰好用完时冲天炮的速度大小为20 m/s
B.燃料用完后继续向上运动的位移大小为17 m
C.冲天炮上升离地面的最大高度为38 m
D.冲天炮从发射到最大高度所用的时间为4.5 s
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解析:根据初速度为0的匀变速直线运动中位移与速度的关系式有v2=2ah1,解得v==20 m/s,故A正确;燃料用完后,冲天炮继续向上做竖直上抛运动,利用逆向思维有v2=2gh2,解得h2=20 m,故B错误;结合上述可知,冲天炮上升离地面的最大高度为H=h1+h2=45 m,故C错误;根据初速度为0的匀变速直线运动中平均速度与位移的关系有h1=t1,h2=t2,解得冲天炮从发射到最大高度所用的时间为t=t1+t2=4.5 s,故D正确。
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5.(2026·广东中山烟洲中学月考)中国高铁向世界展示了中国速度,和谐号动车和复兴号高铁相继从沈阳站点由静止出发,沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.复兴号高铁追上和谐号动车前,t=70 s时两车相距最远
B.复兴号高铁经过95 s加速达到最大速度
C.t=140 s时,复兴号高铁追上和谐号动车
D.复兴号高铁追上和谐号动车前,两车最远相距4 900 m
B
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解析:由v-t图像可知,0≤t≤140 s时,和谐号动车速度大于复兴号高铁,t>140 s时,和谐号动车速度小于复兴号高铁,故复兴号高铁追上和谐号动车前,t=140 s时两车相距最远,根据v-t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,可知复兴号高铁追上和谐号动车前,两车最远相距Δs=×140×70 m-×(140-70)×70 m=2 450 m,故A、C、D错误;复兴号高铁的加速度为a== m/s2=1 m/s2,复兴号高铁加速达到最大速度所需的时间为t1== s=95 s,故B正确。
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6.(10分)(2026·广东佛山模拟)如图甲所示,A车原来临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发现后启动A车,以A车司机发现B车为计时起点(t=0),A、B两车的v-t图像如图乙所示。已知B车在第1 s内与A车的距离缩短了s1=12 m。
B 能力提升
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(1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小。
解析:在t1=1 s时,A车刚启动,第1 s内两车间缩短的距离为B车的位移,可得s1=vBt1,解得B车的速度大小为vB=12 m/s,由v-t图像中图线的斜率表示加速度,可得A车的加速度大小为a=,其中t2=5 s,解得A车的加速度大小为a=3 m/s2。
答案:12 m/s 3 m/s2
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(2)若A、B两车不会相撞,则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离s0应满足什么条件?
解析:两车的速度达到相同时,两车的距离达到最小,对应v-t图像的t2=5 s时刻,此时两车已发生的相对位移为梯形的面积,则s=vB(t1+t2),代入数据解得s=36 m,因此,若A、B两车不会相撞,则两车的距离应满足的条件为s0>36 m。
答案:s0>36 m
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7.(12分)(2026·广东肇庆开学考)在平直公路上,有甲、乙两辆汽车同方向运动,甲汽车的速度是72 km/h,乙汽车的速度是108 km/h。
(1)若在t=0时刻同时经过某一个路标A,乙汽车立即以大小为2 m/s2的加速度刹车,甲汽车始终以72 km/h的速度匀速运动,经过一段时间,甲、乙两汽车又在路标B处相遇,求在路标A、B路段,甲、乙两汽车之间的最大距离。
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解析:根据题意可知,甲汽车的速度为
v1=72 km/h=20 m/s,
乙汽车的速度为v2=108 km/h=30 m/s,
设经过时间t,两车的速度相等,此时甲、乙两汽车之间的距离最大,则v2-at=v1,解得t=5 s,
则两车之间的最大距离sm=v2t-at2-v1t,
解得sm=25 m。
答案:25 m
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(2)若甲汽车在前乙汽车在后,当乙汽车距离前方的甲汽车50 m时,乙汽车驾驶员发现了甲汽车,设甲、乙两汽车驾驶员的反应时间均为Δt=
0.5 s。若乙汽车驾驶员发现甲汽车经反应时间Δt后,由于乙汽车刹车失灵只能采取鸣笛警告措施,甲汽车驾驶员听到鸣笛后经反应时间Δt后立即做匀加速运动,为了防止两车相撞,求甲汽车加速运动的最小加速度的大小(保留三位有效数字,声音的传播时间忽略不计)。
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解析:设甲汽车的加速度最小为a',且加速t'时间后两车速度相等,则
v2=v1+a't',
当甲汽车开始加速时两车的距离为
s0=s-(v2-v1)·2Δt=40 m,
两车速度相等时,恰好到达同一位置,根据位移关系有
v2t'=s0+t',
解得甲汽车加速运动的最小加速度的大小为
a'=1.25 m/s2。
答案:1.25 m/s2
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8.(14分)(2026·广东广州模拟)城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生。假设某公路边的高楼距地面高H=47 m,往外凸起的阳台上的花盆因受到扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动。阳台下方有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,以v0=9 m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方。花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=
24 m(示意图如图所示,花盆可视为质点,重力加速度g取10 m/s2)。
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(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持速度v0匀速直行,请计算说明货车是否被花盆砸到。
解析:花盆落下到达车顶的位移为
h0=(47-2)m=45 m,
花盆做自由落体运动,有h0=gt2,
解得t=3 s,
在这段时间内汽车位移大小为s=v0t=27 m,
由于L2<s<L1+L2,货车会被花盆砸到。
答案:货车会被花盆砸到,计算过程见解析
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(2)若司机发现花盆掉落,采取制动(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,使货车在花盆砸落点前停下,求货车的最小加速度。
解析:货车匀减速运动的距离为L2-v0Δt=15 m,
设制动过程中最小加速度为a0,
由=2a0(L2-v0Δt),
解得a0=2.7 m/s2。
答案:2.7 m/s2
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(3)若司机发现花盆掉落,采取加速(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度才能避免被花盆砸到?
解析:司机反应时间内货车的位移大小为s1=v0Δt=9 m,
此时车头离花盆的水平距离为d=L2-s1=15 m。
采取加速方式,要成功避险,则加速运动的位移大小为s2=d+L1=23 m,
加速时间为t'=t-Δt=2 s,
设货车加速度大小至少为a才能避免被花盆砸到,则有s2=v0·t'+at'2,
代入数据解得a=2.5 m/s2,
即货车至少以2.5 m/s2的加速度加速才能避免被花盆砸到。
答案:2.5 m/s2
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