2021年高考物理真题和模拟题分类汇编专题02 直线运动（含答案解析）

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1、专题专题 02 直线运动直线运动 选择题选择题 1.(2021 浙江卷)用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是（ ） A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点 B.研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点 C.研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视质点 D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点 2.(2021 全国甲卷)如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板 P处，上部架在 横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角 可变。将小物块由平 板与竖直杆交点 Q 处静止释放，物块沿平板从 Q 点滑至 P 点所用的时

2、间 t 与夹角 的大小 有关。若由 30 逐渐增大至 60 ，物块的下滑时间 t将（ ） A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 3.(2021 湖南卷)物体的运动状态可用位置x和动量 p描述，称为相，对应px 图像中的一 个点。物体运动状态的变化可用p x 图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点 沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（ ） A. B. C. D. 4.(2021春 浙江卷)2020年11月10日， 我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底， 坐底深度 10909m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”

3、号一定可视为质点的是 （ ） A.估算下降总时间时 B.用推进器使其转弯时 C.在海沟中穿越窄缝时 D.科学家在其舱内进行实验时 5.(2021 广东卷)赛龙舟是端午节的传统活动。 下列v t和st图像描述了五条相同的龙舟从 同一起点线同时出发、 沿长直河道划向同一终点线的运动全过程， 其中能反映龙舟甲与其它 龙舟在途中出现船头并齐的有（ ） A.B.C.D. 6.(2021 河北唐山一模)A、B两物体沿同一直线同向运动，0 时刻开始计时，A、B两物体的 x t t 图像如下图所示， 已知在 t=10s时 A、 B在同一位置， 根据图像信息， 下列正确的是 （ ） A.B做匀加速直线运动，加速

4、度大小为 1m/s B.t=6s 时，A 在前、B在后，B 正在追赶 A C.A、B在零时刻相距 30m D.在 010s内 A、B之间的最大距离为 49m 7.(2021 河北石家庄一模)某汽车在平直公路上紧急利车，其刹车过程可认为是匀减速直线运 动。汽车的位置坐标 x 与汽车的速度 v 的 x-v2图象如图所示。以汽车刚刹车时为计时起点， 下列说法正确的是（ ） A.该汽车的加速度大小为 0.9m/s2 B.该汽车在 t=3s时速度为 0 C.该汽车在前 2s 内的位移大小为 4.2m D.该汽车在 t=1s时的位置坐标为 1m 8.(2021 河北石家庄一模)一质点做匀加速直线运动， 速

5、度变化v 时发生位移 x1， 紧接着速度 变化同样的v 时发生位移 x2，则该质点的加速度大小为（ ） A. 2 12 11 () ()v xx B. 2 12 11 2() ()v xx C. 2 21 2()v xx D. 2 21 ()v xx 9.(2021 河北石家庄一模)如图所示。“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身 上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直到人第一 次下降至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ） A.人先处于失重状态后处于超重状态 B.绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小 C.绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动

6、能最大 D.人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力 10.(2021 河北石家庄一模)如图所示。直线表示甲物休从 A 地向 B 地运动的图象，折线表示 同时开始运动的乙物体静止从 A地向 B地运动的 v-t图象。下列说法正确的是（ ） A.在 0-1s 内，甲乙两物体的加速度大小相等 B.在 1-3s 内，乙物体处于静止状态 C.在 t=3s时，甲、乙两物体相遇 D.在 t=3s 时，甲、乙两物体机距最远 11.(2021 广西柳州一模)a、b 两质点同时、同地沿同一直线运动，其 v-t 图像分别如图中 a、 b 所示，t0时刻 a、b两质点速度均为 v0，在 0t0时间内，下列说法正确的

7、是（ ） A.a、b两质点不存在加速度相同的时刻 B.t0时刻两质点相遇 C.质点 a 一直做匀加速直线运动 D.质点 b 的平均速度大于 0 2 v 计算题计算题 12.(2021 河北石家庄一模)随着车流量的日益增多，交通问题不容忽视。如图所示，某科研 小组在平直路面上研究车辆避碰问题，甲、乙两模型车同向匀速行驶，甲在前、乙在后，速 度大小分别为 25m/s 和 40m/s，当两车相距 20m时乙以 5m/s2的加速度开始刹车。甲车保持 匀速运动，试通过计算分析两模型车是否会相撞。 专题专题 02 直线运动直线运动 选择题选择题 1. (2021浙江卷)用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，

8、下列说法正确的是（ ） A. 研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点 B. 研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点 C. 研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视质点 D. 研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点 【答案】A 【解析】 研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫的大小可忽略不计，可将猫看做质点，选项 A 正 确；故选 A。 2. (2021全国甲卷)如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板 P 处，上部架 在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角 可变。将小物块由 平板与竖直杆交点 Q 处静止释放，物块沿平板从 Q

9、 点滑至 P 点所用的时间 t 与夹角 的大 小有关。若由 30 逐渐增大至 60 ，物块的下滑时间 t将（ ） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 答案 D 解析： 设 PQ的水平距离为 L，由运动学公式可知 2 1 sin cos2 L gt 可得 2 4 sin2 L t g 可知45时，t 有最小值，故当从由 30 逐渐增大至 60 时下滑时间 t先减小后增大。 故选 D。 3. (2021湖南卷)物体的运动状态可用位置x和动量p描述，称为相，对应p x 图像中的 一个点。物体运动状态的变化可用p x 图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质 点

10、沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（ ） A. B. C. D. 答案 D 解析： 质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有 2 2vax 而动量为p mv 联立可得 1 2 22pmaxma x 动量p关于x为幂函数，且0 x，故正确的相轨迹图像为 D。故选 D。 4. (2021 春 浙江卷)2020年 11 月 10日， 我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功 坐底，坐底深度 10909m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视 为质点的是（ ） A. 估算下降总时间时 B. 用推进器使其转弯时 C. 在海沟中穿越窄缝时 D.

11、 科学家在其舱内进行实验时 【答案】A 【解析】 A估算潜水器下降的总时间时，潜水器的大小和形状相对运动的轨迹可以忽略，可以视为 质点，A正确； BD用推进器使其转弯时和科学家在其舱内进行实验时，都需要研究潜水器本身的特点， 不可视为质点，BD错误； C 在海沟中穿越窄缝时， 潜水器的大小和形状相对窄缝， 尺寸不可以忽略， 不可视为质点， C错误。 故选 A。 5. (2021广东卷)赛龙舟是端午节的传统活动。 下列v t和st图像描述了五条相同的龙舟 从同一起点线同时出发、 沿长直河道划向同一终点线的运动全过程， 其中能反映龙舟甲与其 它龙舟在途中出现船头并齐的有（ ） A. B. C. D

12、. 答案 BD 解析： 此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围 成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐， 故 B 正确；此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故 D 正确。故选 BD 6. (2021河北唐山一模)A、B 两物体沿同一直线同向运动，0 时刻开始计时，A、B 两物体 的 x t t 图像如下图所示，已知在 t=10s 时 A、B 在同一位置，根据图像信息，下列正确的是 （ ） A. B 做匀加速直线运动，加速度大小为 1m/s B. t=6s 时，A 在前、B在后，B正在追赶 A C

13、. A、B在零时刻相距 30m D. 在 010s内 A、B之间的最大距离为 49m 【答案】BD 【解析】 A由匀变速直线运动的位移公式 2 0 1 2 xv tat 可得 0 1 2 x vat t 对比 B物体的图线可知 22 114-10 m/s =1m/s 210-6 a 由相似三角形可知， 图线与纵轴的交点坐标为4m/s， 即初速度 0 4m/sv ， 加速度 2 2m/sa ， B物体做匀加速直线运动，A 错误； C对比 A物体的图线可知，A 物体做匀速直线运动，速度为 v=10m/s，在 t=10s时 A、B的 位移分别为100m A xvt、 2 0 1 =140m 2 B

14、xv tat 此时到达同一位置，故在 0 时刻，A在 B前 40m处，C 错误； Bt=6s 时，由 C 中位移公式可得，A、B 位移均为 60m，故 A 在前、B 在后，B 正在追赶 A，B正确； D当 A、B速度相等时，相距最远， 0 vatv 代入数据可得3st，由 C 中位移公式可得，A、B 的位移分别为 30m、21m，故此时的距 离为40m 30m 21m=49mx D正确。 故选 BD。 7. (2021河北石家庄一模)某汽车在平直公路上紧急利车，其刹车过程可认为是匀减速直线 运动。 汽车的位置坐标 x与汽车的速度 v的 x-v2图象如图所示。 以汽车刚刹车时为计时起点， 下列说

15、法正确的是（ ） A. 该汽车的加速度大小为 0.9m/s2 B. 该汽车在 t=3s时速度为 0 C. 该汽车在前 2s 内的位移大小为 4.2m D. 该汽车在 t=1s时的位置坐标为 1m 【答案】AC 【解析】 A由图象可知，汽车做匀减速直线运动， 222 0 9msv ，则 0 3m sv ，图线的斜率为 15 29a 解得 2 0.9m sa 该汽车的加速度大小为 0.9m/s2，A正确； B由 v a t 可得该汽车速度等于零时所用时间 10 s 3 v t a ，B 错误； C 由 公 式 2 0 1 2 xv tat得 该 汽 车 在 前2s内 的 位 移 大 小 为 2 2

16、 1 3 2m0.9 2 m4.2m 2 x ，C 正确； D 汽车在 1s内的位移大小为 2 1 1 3 1m0.9 1 m2.55m 2 x ， 该汽车在 t=1s时的位置 坐标为 2.55m，D错误。 故选 AC。 8. (2021河北石家庄一模)一质点做匀加速直线运动，速度变化v时发生位移 x1，紧接着速 度变化同样的v 时发生位移 x2，则该质点的加速度大小为（ ） A. 2 12 11 () ()v xx B. 2 12 11 2() ()v xx C. 2 21 2()v xx D. 2 21 ()v xx 【答案】D 【解析】 发生v所用的时间为 v t a 根据 2 xat得

17、 2 21 v xxa a 解得 2 21 v a xx ABC错误，D正确。 故选 D。 9. (2021河北石家庄一模)如图所示。“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在 人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直到人 第一次下降至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 人先处于失重状态后处于超重状态 B. 绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小 C. 绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大 D. 人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力 【答案】A 【解析】 从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中， 刚开始时重力大于弹力， 人向

18、下做加速运 动，后来重力小于弹力，人向下做减速运动，重力等于弹力时，速度最大。 A先向下做加速运动，加速度向下，后向下做减速运动，加速度向上，所以人先处于失重 状态后处于超重状态，故 A 正确； B在该过程中，拉力与运动方向始终相反，绳子的力一直做负功；由于人在下降中速度先 增大后减小，则人的动能先增大后减小，故 B 错误； C绳子恰好伸直时，绳子的形变量为零，弹性势能为零；但此时弹力为 0，速度不是最大， 人的动能不是最大，故 C错误； D 人在最低点时， 加速度的方向向上， 此时绳子对人的拉力大于人受到的重力， 故 D 错误。 故选 A。 10. (2021河北石家庄一模)如图所示。直线表

19、示甲物休从 A地向 B 地运动的图象，折线表 示同时开始运动的乙物体静止从 A 地向 B 地运动的 v-t图象。下列说法正确的是（ ） A. 在 0-1s 内，甲乙两物体的加速度大小相等 B. 在 1-3s 内，乙物体处于静止状态 C. 在 t=3s时，甲、乙两物体相遇 D. 在 t=3s时，甲、乙两物体机距最远 【答案】D 【解析】 A在 0-1s 内，甲物体的加速度 22 1 084 m/sm/s 63 a 在 0-1s 内，甲乙两物体的加速度 22 2 40 m/s4m/s 1 a 所以，在 0-1s 内，甲乙两物体的加速度大小不相等，故 A错误； B由 v-t图象可知，在 1-3s 内

20、，乙物体以 4m/s 的速度做匀速直线运动，故 B错误； CD由 v-t 图象可知，在 t=3s 时，甲、乙两物体速度相等，两者距离最远，故 D 正确，C 错误； 故选 D。 11. (2021 广西柳州一模)a、b 两质点同时、 同地沿同一直线运动， 其 v-t图像分别如图中 a、 b 所示，t0时刻 a、b两质点速度均为 v0，在 0t0时间内，下列说法正确的是（ ） A. a、b两质点不存在加速度相同的时刻 B. t0时刻两质点相遇 C. 质点 a 一直做匀加速直线运动 D. 质点 b的平均速度大于 0 2 v 【答案】D 【解析】 A因为 v-t图像的斜率等于加速度，可知 a、b 两质

21、点的图像存在斜率相等的时刻，即存在 加速度相同的时刻，选项 A错误； B图线与 t轴所围面积表示位移大小，t0时刻两质点的速度相等，此时两质点的 v-t图象与 t轴所围面积差最大，即相距最远；故 B 错误； C质点 a 先向负方向做匀减速直线运动，然后向正方向做匀加速直线运动，故 C 错误； D若质点 b 在 0t0时间内做匀加速运动，则平均速度等于 0 2 v ；因图线与 t轴所围面积表示 位移大小，在 0t0时间内质点 b 的位移大于做匀加速运动时的位移，则平均速度大于 0 2 v ， 选项 D正确。 故选 D。 计算题计算题 12. (2021河北石家庄一模)随着车流量的日益增多，交通问题不容忽视。如图所示，某科 研小组在平直路面上研究车辆避碰问题，甲、乙两模型车同向匀速行驶，甲在前、乙在后， 速度大小分别为 25m/s 和 40m/s，当两车相距 20m时乙以 5m/s2的加速度开始刹车。甲车保 持匀速运动，试通过计算分析两模型车是否会相撞。 【答案】会相撞 【解析】 设恰好不相撞时两车的速度相等，即 v1+at=v2 解得 t=3s 乙车前进的距离 12 1 97.5m 2 vv st 甲车前进的距离 s2=v2t=75m 因s1-s2=22.5ms0=20m 故两车会相撞。