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专题01 直线运动
1、（2022·浙江1 月卷·T2）下列说法正确的是（ ）
A. 研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球可以看成质点
B. 研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点
C. 研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小可以忽略
D. 研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同
【答案】B
【解析】
A．研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球
形状和大小不能忽略，故不可以看成质点，故A 错误；
B．研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，要考虑乒乓球的大小和形状，则乒乓球不能看成质点，故B
正确；
C．研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小不可以忽略，故C 错误；
D．研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分有转动和平动，各部分的速度不可以视为
相同，故D 错误；
故选B。
2、（2022·全国甲卷·T15）长为l 的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L
的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v < v0）。已知列车加速和减速时加
速度的大小分别为a 和2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
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【解析】
由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v < v0），则列车进隧道前必须减速到
v，则有
v = v0 - 2at1
解得
在隧道内匀速有
列车尾部出隧道后立即加速到v0，有
v0 = v + at3
解得
则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为
故选C。
3.(2022·湖北·T6) 我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W 和G 间的铁路里
程为1080 km，W 和G 之间还均匀分布了4 个车站。列车从W 站始发，经停4 站后到达终点站G。设普通
列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程
中，加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时
间相同，则从W 到G 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（ ）
A. 6 小时25 分钟
B. 6 小时30 分钟
C. 6 小时35 分钟
D. 6 小时40 分钟
【答案】B
【解析】
108 km/h=30m/s，324 km/h=90m/s
由于中间4 个站均匀分布，因此节省的时间相当于在任意相邻两站间节省的时间的5 倍为总的节省时间，
相邻两站间的距离
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普通列车加速时间
加速过程的位移
根据对称性可知加速与减速位移相等，可得匀速运动的时间
同理高铁列车加速时间
加速过程的位移
根据对称性可知加速与减速位移相等，可得匀速运动的时间
相邻两站间节省的时间
因此总的节省时间
故选B。
1．（2021·广东卷）赛龙舟是端午节的传统活动。下列
和
图像描述了五条相同的龙舟从同一起点
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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．
【答案】BD
【解析】
A．此图是速度图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并齐，故A
错误；
B．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；
C．此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C 错误；
D．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。
2．（2021·湖南卷）物体的运动状态可用位置
和动量
描述，称为相，对应
图像中的一个点。物
体运动状态的变化可用
图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿
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
轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有
而动量为
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联立可得
动量
关于
为幂函数，且
，故正确的相轨迹图像为D。
故选D。
3．（2021·河北卷）铯原子钟是精确的计时仪器，图1 中铯原子从O 点以
的初速度在真空中做平抛
运动，到达竖直平面
所用时间为
；图2 中铯原子在真空中从P 点做竖直上抛运动，到达最高点Q 再
返回P 点，整个过程所用时间为
，O 点到竖直平面
、P 点到Q 点的距离均为
，重力加速度取
，则
为（ ）
A．100 1∶
B．1 100
∶
C．1 200
∶
D．200 1∶
【答案】C
【解析】
铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即
解得
铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时
，逆过程可视为自由落体，即
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解得
则
故选C。
4、（2021·河北卷）如图，一滑雪道由
和
两段滑道组成，其中
段倾角为
，
段水平，
段和
段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为
的背包在滑道顶端A 处由静止滑下，若
后质量为
的滑雪者从顶端以
的初速度、
的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追
上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为
，重力加速度取
，
，
，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：
（1）滑道
段的长度；
（2）滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
【答案】（1）
；（2）
【解析】
（1）设斜面长度为
，背包质量为
，在斜面上滑行的加速度为
，由牛顿第二定律有
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解得
滑雪者质量为
，初速度为
，加速度为
，在斜面上滑行时间为，落后时
间
，则背包的滑行时间为
，由运动学公式得
联立解得
或
故可得
（2）背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为
、
，有
滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上外力为零，动量守恒，设共同速度为
，有
解得
1．（2020·海南卷）小朋友玩水枪游戏时，若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为
，水射出后落
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到水平地面上。已知枪口离地高度为
，
，忽略空气阻力，则射出的水（ ）
A．在空中的运动时间为
B．水平射程为
C．落地时的速度大小为
D．落地时竖直方向的速度大小为
【答案】BD
【解析】
A．根据
得，运动时间
故A 错误；
B．水平射程为
故B 正确；
CD．竖直方向分速度为
水平分速度为
落地速度为
故C 错误，D 正确。
故选BD。
2．（2020·浙江卷）如图所示，新中国成立70 周年阅兵仪式上，国产武装直升机排列并保持“70”字样编
队从天安门上空整齐飞过。甲、乙分别是编队中的两架直升机，则（ ）
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A．以甲为参考系，乙是运动的
B．以乙为参考系，甲是运动的
C．以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的
D．以乙为参考系，“70”字样编队中所有直升机都是静止的
【答案】D
【解析】
AB．甲和乙相对静止，所以以甲为参考系，乙是静止的，相反以乙为参考系，甲是静止的，故AB 错误；
C．观众相对甲有位置变化，所以以甲为参考系，观众是运动的，故C 错误；
D．乙和编队中的直升机是相对静止的，因此以乙为参考系，编队中的直升机都是静止的，故D 正确。
故选D．
3.（2020·海南卷）（1）滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手
机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。
主要实验过程如下：
①用手机查得当地的重力加速度g；
②找出轨道的最低点O，把滑板车从O 点移开一小段距离至P 点，由静止释放，用手机测出它完成n 次全
振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期
________；
③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式
________（用T﹑g 表示）计算出轨
道半径。
（2）某同学用如图（a）所示的装置测量重力加速度．
实验器材：有机玻璃条（白色是透光部分，黑色是宽度均为
的挡光片），铁架台，数字计时
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器（含光电门），刻度尺．
主要实验过程如下：
①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物；
②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图（b）所示，读出两挡光片间的距离
________cm；
③手提玻璃条上端使它静止在________方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过；
④让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为
和
；
⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度
________
（结果保留三位有效数字）。
【答案】
竖直
【解析】
(1)[1]滑板车做往复运动的周期为
[2]根据单摆的周期公式
，得
(2)[3]两挡光片间的距离
[4]手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。
[5]玻璃条下部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为
玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为
根据速度位移公式有
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代入数据解得加速度
4．（2020·江苏卷）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下
落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题图1 所示。
(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是_____。
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是_____。（填写各步骤前的序号）
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球，从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能，开始摄像
(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图2 所示。已知所截取的图片相邻两帧之
间的时间间隔为
，刻度尺的分度值是
，由此测得重力加速度为_____
。
(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图
片，_____（选填“仍能”或“不能”）用(3)问中的方法测出重力加速度。
【答案】小钢球 ①③④② 9.61（9.5~9.7） 仍能
【解析】
(1)要测量当地重力加速度需要尽量减小空气阻力的影响，所以密度大体积小的小钢球最适合；
(2)要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上，安装好三脚架，调整好手机摄像头的位置；因为下落时
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间很短，所以一定要先打开摄像头开始摄像，然后在将小球从刻度尺旁静止释放，故顺序为①③④②；
(3)由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50cm，26.50cm，77.20cm；小球做自由落体运动，根据
可得
(4)因为就算小球偏离了竖直方向，但是小球在竖直方向上的运动依然是自由落体运动，对实验结果无影响，
故仍能用前面的方法测量出重力加速度。
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