高考物理压轴题之比例法解决物理试题(高考题型整理,突破提升)附详细答案
一、比例法解决物理试题
1.光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端,经历的时间为t,则下列说法不正确的是( ) A.物体运动全过程中的平均速度是 B.物体在时的瞬时速度是
C.物体运动到斜面中点时的瞬时速度是
D.物体从顶端运动到斜面中点所需的时间是【答案】B 【解析】 【分析】
考查匀变速直线运动中平均速度,时间中点、位移中点瞬时速度相关计算,代入公式计算即可。 【详解】 A.全程的平均速度
,A不符合题意。
B.时,物体的速度等于全程的平均速度,B符合题意; C.若末速度为,则
,
,中间位置的速度由
,
对前半程有
,
对后半程有
,
联立可得:
,
故C不符合题意;
D.设物体加速度为,到达中间位置用时,则
t, ,
所以【点睛】
,D不符合题意。
匀变速直线运动时间中点的瞬时速度,位移中点的瞬时速度公式
灵活选择研究阶段、公式可使计算大为简化。
2.图中ae为珠港澳大桥上四段l10m的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则通过ce段的时间为
A.t 【答案】C 【解析】 【详解】
B.2t C.(2-2)t D.(2+2) t
设汽车的加速度为a,经历bc段、ce段的时间分别为t1、t2,根据匀变速直线运动的位移时间公式有:xab1211at, xaca(tt1)2,xaea(tt1t2)2,解得:222t2(22)t,故C正确,A、B、D错误;
故选C。
3.如图所示,从A点由静止释放一弹性小球,一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞,碰后小球速度大小不变,方向变为水平方向,又经过相同的时 间落于地面上C点,已知地面上D点位于B点正下方, B、D间的距离为h,不计空气阻力,则
A.A、B两点间的距离为 B.A、B两点间的距离为
C.C、D两点间的距离为D.C、D两点间的距离为2h 【答案】D 【解析】 【详解】
AB.AB段小球做自由落体运动,BC段小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,两段时间相同,所以A、B两点间距离与B、D两点间距离相等,均为h,故AB错误; CD.BC段平抛的初速度
,所用的时间为
,所以C、D两点间距离为
,故C错误,D正确。
4.几个水球可以挡住子弹?实验证实:4 个水球就足够了!4个完全相同的水球紧挨在一起 水平排列,如图所示,子弹(可视为质点)在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好穿 出第 4 个水球,则以下说法正确的是( )
A.子弹在每个水球中速度变化相同
B.由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间 C.由题干信息可以确定子弹在每个水球中运动的时间相同 D.子弹穿出第 3 个水球的瞬间速度与全程的平均速度相等 【答案】D 【解析】 【详解】
BC.设水球的直径为d,子弹运动的过程为匀减速直线运动,直到末速度为零,我们可以应用逆过程,相当于子弹初速度为零做匀加速直线运动。因为通过最后1个、最后2个、以及后3个、全部4个的位移分别为d,2d,3d和4d,根据x12at知,所以时间之比2为1:2:3:2,所以子弹在每个水球中运动的时间不同;由以上的分析可知,子弹依次穿过4个水球的时间之比为:(2-3):(3−2):(2−1):1;由题干信息不可以确定子弹穿过每个水球的时间,故BC错误;
A.子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,则受力是相同的,所以加速度相同,由△v=at可知,运动的时间不同,则速度的变化量不同,故A错误;
D.由以上的分析可知,子弹穿过前3个水球的时间与穿过第四个水球的时间是相等的,由匀变速直线运动的特点可知,子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等,故D正确。
5.某质点做匀加速度直线运动,加速度为2m/s2,关于此质点的速度和位移的说法中,
正确的是( ) A.2s末的速度为4m/s
B.在任意1s内,末速度等于初速度的2倍 C.任意1s内的位移是前1s内位移的2倍 D.任意1s内的位移比前1s内的位移增加2m 【答案】D 【解析】
根据速度时间关系vv0at可知,因不知道初速度,故不能确定2s末的速度大小,故A错误;加速度为2m/s2说明单位时间1s内物体的速度变化2m/s,而不是速度变为原来的2倍,故B错误;根据xaT2知任意1s内的位移比前1s内位移大2m,而不是前1s内位移的2倍,故C错误,D正确;故选D.
6.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+2t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( ) A.第1s内的位移是5m
C.任意相邻的1s内位移差都是4m 【答案】C 【解析】 【详解】
A.第1s内质点的位移
B.前2s内的平均速度是6m/s D.任意1s内的速度增量都是2m/s
x5tt2511m =6m
故A错误;
B.质点在前2s内的位移
x5tt2524m =14m
则前2s内的平均速度
v故B错误; C.由公式:
x14m/s = 7m/s t21xv0tat25t2t2
2得加速度
a4m/s2
根据xaT2 得,
x412m = 4m
故C正确;
D.任意1s内速度的变化量
vaT41m/s = 4m/s
故D错误。
7.一列车由等长的车厢连接而成.车厢之间的间隙忽略不计,一人站在站台上与第一节车厢的最前端相齐.当列车由静止开始做匀加速直线运动时开始计时,测量第一节车厢通过他的时间为1 s,则从第5节至第16节车厢通过他的时间为( ) A.1s B.2s C.4s D.6s 【答案】B 【解析】 【详解】
取车为参考系,把车的运动转化为人做匀加速直线运动,设每节车厢长为L,加速度为a,
则由,得人通过第一节车厢的时间为:, 人通过前4节车厢的时间
为:故选B。 【点睛】
,人通过前16节车厢的时间为:,从第5节至
,故B正确,A、C、D错误;
第16节车厢通过他的时间为:
取车为参考系,把车的运动转化为人做匀加速直线运动,结合位移时间公式求出人通过第一节车厢和前4节、前16节车厢所用的时间,从而得出第5节至第16节车厢通过的时间。
8.已知O、A、B、C为同一直线上的四点,A、B间的距离为l1,B、C间的距离为l2,物体自O点由静止开始沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点.已知物体通过AB段与通过BC段所用时间相等.则下列说法正确的是()
A.物体通过A、B、C三点的速度大小一定满足vBvAvCvB B.l1:l21:3
C.物体通过B点的速度等于在AC段的平均速度
23l1l2D.O、A间的距离为
8l2l1【答案】ACD 【解析】 【详解】
由于物体通过AB段与通过BC段所用的时间相等,根据vat,有vBvAvCvB,故A正确;由于物体在A点速度不为0,有l1:l21:3,故B错误;根据匀变速直线运动
的推论,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故物体通过B点的速度等于在AC段的平均速度,故C正确;由xaT2得l2l1aT,物体在B点的速度
2vBl1l22,由速度一位移公式有vB2aOB,根据几何关系得OAOBl1,联立可2T23l1l2得OA8l2l1
,故D正确.
9.一质点做匀加速直线运动,第3 s内的位移是2 m,第4 s内的位移是2.5 m,那么以下说法中正确的是( ) A.这2 s内平均速度是2.25 m/s C.质点的加速度是0.125 m/s2 【答案】ABD 【解析】 【详解】
A.依据平均速度公式,故2s内的平均速度vB.第3 s末瞬时速度是2.25 m/s D.质点的加速度是0.5 m/s2
22.5=2.25m/s;故A正确; 2B.第3s末的瞬时速度等于这2s时间内的平均速度,则v3v=2.25m/s,故B正确; CD.根据△x=aT2得,质点的加速度a故选ABD。
Vx2.522==0.5m/s,故C错误,D正确; 2T1
10.物体做匀加速直线运动,在时间T内通过位移x1到达A点,接着在时间T内又通过位移x2到达B点,则物体( ) A.在A点的速度大小为B.在B点的速度大小为C.运动的加速度为D.运动的加速度为【答案】AB 【解析】
2试题分析:根据x2x1=aT得,加速度ax1x2 2T3x2x1 2T2x1 T2x1x2 T2x2x1,故C、D错误;A点的瞬时速度T2x1x23xx1,故A正确;B点的速度vB=vAaT=2,故B正确. 2T2T考点:匀变速直线运动的速度与位移的关系 vA=【名师点睛】根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出A点的速度,结合速度时间公式求出B点的速度.
11.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1s,分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.4m;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8m,由上述条件可知 A.质点运动的加速度是0.2 m/s² C.第1次闪光时质点的速度是0.2m/s 【答案】AD 【解析】
AB. 根据x3−x1=2aT2得,加速度a=
B.质点运动的加速度是0.4 m/s² D.第1次闪光时质点的速度是0.3 m/s
x3x10.80.4=0.2m/s2,故A正确,B错误; 222T21C. 第2次、第3次闪光时间间隔内的位移x2=x1+aT2=0.4+0.2×1m=0.6m,则第2次闪光的瞬时速度v2=
x1x20.40.6=0.5m/s, 2T21则第1次闪光时质点的速度v1=v2−aT=0.5−0.2×1=0.3m/s.故C错误,D正确. 故选AD.
点睛:根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出质点的加速度,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出第2次闪光的速度,从而结合速度时间公式求出第1次闪光时的速度.
12.汽车刹车后做匀减速直线运动,经3s后停止,对这一运动过程,下列说法正确的有
( )
A.这连续三个1s的初速度之比为3:2:1 B.这连续三个1s的平均速度之比为3:2:1 C.这连续三个1s发生的位移之比为5:3:1 D.这连续三个1s的速度改变量之比为1:1:1 【答案】CD 【解析】 【详解】
A.采用逆向思维,汽车做初速度为零的匀加速直线运动,根据v=at知,1s末、2s末、3s末的速度之比为1:2:3,则这连续三个1s的初速度之比为3:2:1,故A错误; BC.采用逆向思维,根据x12at 知,1s内、2s内、3s内的位移之比为1:4:9,则第1s2内、第2s内、第3s内的位移之比为1:3:5,所以连续三个1s内的位移之比为5:3:1,连续三个1s内的平均速度之比为5:3:1,故B错误,C正确; D.根据△v=at知,在连续三个1s内的速度变化量之比为1:1:1,故D正确。
13.如图所示为甲、乙两质点做直线运动时,通过打点计时器记录的两条纸带,两纸带上
各计数点间的时间间隔都相 同.关于两质点的运动情况的描述,正确的是( )
A.两质点在 t0~t4 时间内的平均速度大小相同 B.两质点在 t2 时刻的速度大小相等 C.两质点速度相等的时刻在 t3~t4 之间
D.两质点不一定是从同一地点出发的,但在 t0 时刻甲的速度为 0 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A.平均速度等于位移与时间的比值,两质点在t0~t4时间内,通过的位移相等,经历的时间相等,故平均速度相等,故A正确;
BC.在甲图中,相邻相等时间内位移之比满足1:3:5,由匀变速直线运动的规律
xat2
t0时刻速度为零,甲图做匀加速直线运动,t2时刻的速度等于t1到t3时刻的平均速度即
v2x1342 2t2tt2 t 乙图做匀速运动,t2时刻的速度即为整个过程的平均速度即
v故B正确,C错误;
D.两质点不一定是从同一地点出发的,在甲图中,相邻相等时间内位移之比满足1:3:5,故t0时刻速度为零,故D正确.
14.一观察者站在第一节车厢前端,当列车从静止开始作匀加速运动时( ) A.每节车厢末端经过观察者的速度之比是1:2:3::n B.每节车厢经过观察者所经历时间之比是1:2:3::n C.经过连续相等的时间间隔时,车厢经过观察者的速度之比是1:4:9::n2 D.在连续相等时间里经过观察者的车厢数之比是1:3:5::2n1 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
设每节车厢长度为L,列车加速度为a
22A、一节车厢通过:v12aL,n节车厢通过vn2anL,得到vn2v1,则每节车厢末
端经过观察者的速度之比是1:2:3:n;故A正确. B、第一节车厢通过观察者时L前n节车厢通过nL1212at1,前(n-1)节车厢通过观察者时(n1)Latn1;
2212atn;由数学知识得到tnnt1,tn1n1t1.则第n节车厢通2过时间Tn(nn1)t1.所以每节车厢经过观察者所经历时间之比是
1:(21):(32):(nn1);故B错误.
C、由速度公式vat可知,经过连续相等的时间间隔时车厢经过观察者的速度之比是1:2:3:4…;故C错误.
D、据初速度为零匀加速运动的推论,在相等时间里物体位移之比1:3:5:…,则经过观察者的车厢数之比是1:3:5:…;故D正确. 故选AD. 【点睛】
本题的技巧是利用匀加速直线运动的推论.对于匀加速直线运动推导的一些推论,应在理解的基础上记忆,解选择题时加以运用,可大大提高解题速度.
15.如图所示,质量不等的木块A和B的质量分别为m1和m2,置于光滑的水平面上.当水平力F作用于左端A上,两物体一起做匀加速运动时,A、B间作用力大小为F1.当水平力F作用于右端B上,两物体一起做匀加速运动时,A、B间作用力大小为F2,则( )
A.在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等 B.在两次作用过程中,F1F2F C.在两次作用过程中,F1F2F D.在两次作用过程中,【答案】AC 【解析】 【详解】
两次作用过程,对整体分析,整体的加速度为:a一种情况,A对B的作用力为:F1m2aF1m1 F2m2F,故A正确;隔离分析,第
m1m2m2F,第二中情况,A对B的作用力为:
m1m2F2m2aD错误.
F1m2m1F,则有:F1+F2=F,故B错误;C正确;以上数据可知,,故F2m1m1m2