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文档简介
匀变速直线运动的研究
一.选择题(共10小题)
1.(2024•浑南区校级模拟)如图所示的一次函数图像,横轴与纵轴所表示的物理量并未标出,已知图像
的横轴、纵轴的截距分别为%、%,根据所学的匀变速直线运动的规律来分析,下列说法正确的是(
A.若横轴表示时间f,纵轴表示物体的速度v,则为时刻物体的速度为九(与+外
%0
B.若横轴表示位移X,纵轴表示物体速度的平方V2,则物体的加速度为-加
%
C.若横轴表示时间E,纵轴表示物体的平均速度〜则物体的加速度为-加
D.当物体受到竖直向下的拉力F在真空中下落,若横轴表示尸,纵轴表示物体加速度则物体的质
量为-包
g
2.(2024•扶绥县一模)某型新能源汽车在测试场做紧急制动测试。汽车以30/n/s的速度匀速行驶,某时
刻开始紧急制动,汽车制动过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为6加/S2。该型汽车6s内的位移大
小为()
A.75mB.72mC.180mD.108/77
3.(2024•重庆)如图所示,某滑雪爱好者经过”点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,
当其达到N点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。
则M到N的运动过程中,其速度大小口随时间f的变化图像可能是()
4.(2024•茂名二模)甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯,甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过,
他们的V?-X图像如图所示,下列说法正确的是()
B.甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为继
C.从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为出
%
D.两车在0-%内,乙受到座椅的作用力竖直向上,甲受到座椅的作用力水平向前
5.(2024•莲湖区校级模拟)如图所示,小球甲从距离地面高度为4=15相处以速度%=10m/s竖直向上抛
出,同时小球乙从距离地面高度为%=20机处开始自由下落,小球运动的过程中不计空气阻力,重力加速
度取g=10m/s2,则下列说法中正确的是()
'AI"
20m
15m
A.小球乙落地前,两小球的速度差逐渐变大
B.落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速率之比为5:6
C.至小球乙落地时,甲、乙两球的位移大小之比为3:4
D.小球甲、乙运动的第1s内位移相同
6.(2024•雨花区校级模拟)小明利用手机传感器,测得电梯从静止开始运行的加速度一时间图像,如图
所示。手机传感器中加速度向上时为正值,下列说法正确的是()
a/(m-s-2)
C.0.95~1.2s电梯处于匀加速上升阶段
D.1.7s~2.3s电梯处于静止阶段
7.(2024•贵州模拟)汽车行驶时应与前车保持一定的安全距离,通常情况下,安全距离与驾驶者的反应
时间和汽车行驶的速度有关。郭老师采用如下方法在封闭平直道路上测量自己驾驶汽车时的反应时间:汽
车以速度匕匀速行驶,记录下从看到减速信号至汽车停下的位移士;然后再以另一速度%匀速行驶,记录
下从看到减速信号至汽车停下的位移马,假设两次实验的反应时间不变,加速度相同且恒定不变。可测得
郭老师的反应时间为()
-匕£-吁:
B2(匕/一匕1)
匕匕
C2(匕--匕%)
-匕匕
2
,匕片-匕片
8.(2024•镇海区校级模拟)鲤鸟为了捕食小鱼,有时会像箭一样竖直扎入水中。设鲤鸟在空中做自由落
体运动,在水中做匀减速直线运动,其运动速度与时间图像如图所示,下列说法正确的是()
B.在空中加速的时间为1s
C.减速阶段的加速度大小为3g
D.减速阶段的平均速度为自由落体阶段的2倍
9.(2024•四川一模)在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车,其位移尤随时间f的变化规律分别如图中
直线。和曲线b所示,直线。和曲线b相切于A点。在。时间内,关于两辆车的运动情况,下列说法正
A.甲车一直做匀加速运动
B.乙车一直做匀减速运动
C,乙车在办时刻的速率等于甲车速率
D.甲车的速度始终大于乙车的速度
10.(2024•山东模拟)如图所示,1、2、3、4、5为某高架桥上五根竖直钢丝吊绳,绳间距均相等。两辆
相同的小汽车甲、乙在两条车道上同向行驶,从/=0时刻开始甲做初速度为零的匀加速直线运动,乙匀速
运动,此时车头分别对齐1、3绳,,时刻甲、乙两车头都对齐绳5,在0~务时间内,下列分析正确的
是()
A.甲车在办时刻的速度大小为乙车的4倍
B.甲车车头经过绳2时甲、乙相距最远
C.甲车车头经绳3时的速度是乙车的2倍
D.从开始经工甲车车头与绳3平齐
20
二.多选题(共5小题)
11.(2024•长春一模)甲、乙两物体沿x轴做匀变速直线运动的位置一时间图像如图所示,两图线相切于A
点,其坐标为(2.0s,4Ow)。已知甲物体的初速度为零,乙物体的加速度大小为2/w/s2。两物体均可视为质
点,下列说法正确的是()
1x/m
甲
°r/2.0Ws
A.乙物体的初速度大小为8〃?/s
B.甲、乙两物体的加速度方向相同
C.乙物体的初始位置坐标为8加
D.,=2.0s时,甲、乙两物体的速度大小均为4.0m/s
12.(2024•湖南一模)2022年“互联网之光”博览会上,无人驾驶技术上线,无人驾驶汽车以其反应时间
短而备受众多参会者的青睐。在同样测试条件下,对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试,从
发现紧急情况到车静止,两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到①②两线所示的位移x随
时间f变化的关系图像,图中。4和03段为直线,已知两测试车均由同一位置沿相同平直公路运动,且汽
车紧急制动车轮抱死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是()
A.图中的①线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
B.图中的②线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
C.两测试车在图中曲线部分的位移大小不相等
D.当发现紧急情况时两汽车的速度为90Am/〃
13.(2024•湖北三模)如图甲所示,一射手从同一地点射出速度大小相同、发射仰角不同的两颗子弹,发
射的时间间隔为、经过时间三在V点相遇。两颗子弹的水平方向的分速度匕,随时间变化的图像如图乙
所示,竖直方向的分速度vv随时间变化的图像如图丙所示(图像中图线和坐标轴以及辅助线围成了多个互
相不重叠的几何图形,其中部分几何图形的面积大小如图中标注所示),下列说法中一定正确的是()
A.sx=s2B.4=S3—§2C.s4+s5=s6D.s4=s5+s6
14.(2024•东西湖区校级模拟)一质点做减速直线运动过程中速度和位置坐标的关系如图v-x所示,下列
分析正确的是()
A.0~2尤。过程中质点的加速度恒定
B.2无。~3%过程中质点的加速度逐渐减小
C.质点在v=碧时的加速度等于丫=也时的加速度
48
D.质点在v=组时的加速度大于v=也时的加速度
48
15.(2024•天心区校级模拟)我国新能源汽车近几年实现了新的跨越,“车能路云”融合发展,将构造全
新的智能出行生态系统。某品牌不同型号的A、8两辆新能源汽车在同一条平直公路的两个车道上测试刹
车性能,两车同时同地点刹车后,它们的速度v与刹车位移x的关系如图,刹车后两车恰好并排停下,刹
车过程两车均做匀减速直线运动。贝)
A.刹车过程中A车始终在前面
B.刹车过程中3车始终在前面
C.A、3两车刹车的加速度大小之比为4:9
D.A、3两车刹车的时间之比为2:3
三.填空题(共5小题)
16.(2024•漳州三模)为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,某次测试该车做
匀减速直线运动,由于位移x和时间f的关系图像为抛物线,为便于直观研究该运动规律,改作如图所示
的2与f关系图像,则该车的初速度为—mis,刹车过程中加速度大小为—mis1,刹车距离为
t
mo
17.(2024•岳麓区校级模拟)近年来手机更新换代,飞速发展,手机功能越来越强大。某同学在研究直线
运动的实验中,先将手机拍摄的时间间隔设置为T,一小球靠近墙面竖直向上抛出,分别拍摄了上升和下
降两个阶段的频闪照片,如图甲和乙所示,测出每块砖的厚度为d。己知小球所受阻力大小不变,不计砖
和砖之间的缝隙宽度。
(1)试判断O点是否为小球上升的最高点―(选填“是"或"否")o
(2)小球上升过程的加速度大小为—o
(3)小球下落过程通过A的速度大小为—,上升过程通过A点的速度大小为—o
18.(2023•奉贤区二模)一身高1.80加的跳高运动员进行背越式跳高,经过25根弧线助跑,下蹲0.2机蹬腿、
起跳,创造出他的个人最好成绩2.39〃?(设其站立时重心在身高一半处,越杆时其重心的最大高度实际低
于横杆0.1加,越过横杆的速度为05w/s,则他起跳速度约为—m/s.如果他在月球上以同样的速度
起跳且越过横杆的速度也不变,估算他能跃过横杆的高度约为—机。已知月球表面重力加速度约为地
球表面重力加速度的取重力加速度g=10"z/s2。
19.(2022•青浦区二模)如图。所示,地面上方高度为d的空间内有水平方向的匀强磁场,质量相=14正
方形闭合导线框abed的边长I=2m,从be边距离地面高为h处将其由静止释放。从导线框开始运动到be边
即将落地的过程中,导线框的v-f图像如图。所示。重力加速度g取10〃?/s',不计空气阻力,则导线框中
20.(2022•湖南模拟)如图所示是某质点的v-f图像,0~2s内的加速度大小是mis1,2~5s内位
移大小是mo
四.解答题(共5小题)
21.(2024•金台区模拟)在十字路口,红灯拦停了很多汽车和行人,拦停的汽车排成笔直的一列,最前面
一辆汽车的前端刚好于路口停车线相齐,相邻两车的前端间距均为d=6.0〃?,且车长为4=4.8〃],最前面
的行人站在横道线边缘,已知横道线宽s=20根。若汽车启动时都以q=2.5m/s2的加速度做匀加速直线运
动,加速到匕=10.0根/s后做匀速直线运动通过路口。行人起步的加速度为々=0-5〃?/s2,达到%=1.0m/s
后匀速通过横道线。已知该路口亮绿灯的时间f=40s,而且有按倒计时显示的时间显示灯(无黄灯)。另
外交通法规定:原在绿灯时通行的汽车,红灯亮起时,车头已越过停车线的允许通过。由于行人和汽车司
机一直关注着红绿灯,因此可以不考虑行人和汽车的反应时间。(提示:绿灯亮起时,行人从A走向3,
第1辆汽车从C朝向。行驶。)
请回答下列问题:
(1)按题述情景,亮绿灯的这段时间里最多能有多少辆车通过路口?
(2)按题述情景,不能通过路口的第一辆汽车司机,在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车,使车匀减速
运动,结果车的前端与停车线相齐,求该汽车刹车后经多少时间停下?
(3)路口对面最前面的行人在通过横道线的过程中与几辆车擦肩而过?
C
回
国
同
22.(2024•泉州模拟)如图甲所示,银行取款机房装有单边自动感应门,其中有一扇玻璃门与墙体固定,
另一扇是可动玻璃门。当人进入了感应区时,可动玻璃门将自动开启,反之将自动关闭,图乙为感应门的
俯视图。当某人一直在感应区内时,可动玻璃门先匀加速运动了0.3加,用时0.5s,而后立即匀减速运动了
0.6m恰好停下。求可动玻璃门:
墙体墙体
甲乙
(1)匀加速运动的加速度大小;
(2)运动过程中的最大速度大小;
(3)开启全程运动的总时间。
23.(2024•甲卷)为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从f=0时由静止开始做匀加速运
动,加速度大小。=2加/$2,在%=10s时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,匀=41s
时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速为=340机/s,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
24.(2024•重庆模拟)做直线运动的物体,其v-r图象如图所示,试根据v-r图象判断:
(1)第1秒内,物体的加速度为多大?
(2)第2秒和第4秒内的加速度是否相同?
(3)在第4秒内,物体做什么运动?
25.(2024•合肥一模)如图为合肥轨道交通地铁2号线部分线路图,某同学从2号桂庄站乘上地铁,7:10
发车,依次经过3、4、5、6、7号站,7:23刚好停靠8号科学大道站。假设地铁线路为直线,相邻地铁站
间的距离相等,列车在相邻两站间的运动情况均相同;列车从一站由静止开始匀加速运动165,接着匀速
运动,再匀减速运动12s恰停靠下一站,列车在每个地铁站停靠时间均为30s。2号桂庄站与8号科学大道
站的距离为10.92初?=求地铁运行的加速度大小和最大速度大小。
35
号
号
线
8令
线
一
D①①◎①◎①®西®©G^
七
汽
南
桂
振
蜀
大
科
十
安
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五
三
三
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庄
山
蜀
车
兴
里
农
学
柱
孝
里
里
里
口
西
山
路
庙
大
西
路
大
墩
庵
塘
站
道
2025年高考物理压轴训练2
参考答案与试题解析
选择题(共10小题)
1.(2024•浑南区校级模拟)如图所示的一次函数图像,横轴与纵轴所表示的物理量并未标出,已知图像
的横轴、纵轴的截距分别为%、%,根据所学的匀变速直线运动的规律来分析,下列说法正确的是(
)
A.若横轴表示时间f,纵轴表示物体的速度v,则"时刻物体的速度为&@+帆
%
B.若横轴表示位移尤,纵轴表示物体速度的平方商,则物体的加速度为一比
C.若横轴表示时间f,纵轴表示物体的平均速度v,则物体的加速度为-.
D.当物体受到竖直向下的拉力方在真空中下落,若横轴表示/,纵轴表示物体加速度〃,则物体的质
量为-包
g
【答案】D
【考点】多个类型的运动学图像综合问题
【专题】运动学中的图象专题;比较思想;方程法;理解能力
【分析】根据运动学公式或牛顿第二定律得到图像的解析式,再结合图像的意义解答。
【解答】解:A、若横轴表示时间f,纵轴表示物体的速度V,由v=对比图像可得:
%=%,4=_2
%
则t0时刻物体的速度为v=%-工务=&(%-牝,故A错误;
%毛
B、若横轴表示位移x,纵轴表示物体速度的平方丫2,由丫2=诏+2◎可知图像的斜率左=2a=工,可得
_%0
“=故3错误;
2尤0
。、若横轴表示时间,纵轴表示物体的平均速度九由位移一时间公式有
12
x=vot+—at
可得
结合平均速度公式D=色可得
t
_a
-%+于
对比图像可得
。为
%=%,不=一
2%
可得。=一如,故c错误;
%
。、当物体受到竖直向下的拉力厂在真空中下落,由牛顿第二定律得
F+mg=ma
变形可得:a=-F+g
m
对比图像可得
%=--
mx0
综合可得,m=-显,故。正确。
g
故选:Do
【点评】根据物理规律得到图像的解析式,再根据图像的斜率、截距、面积等等意义来分析图像的意义。
2.(2024•扶绥县一模)某型新能源汽车在测试场做紧急制动测试。汽车以30/w/s的速度匀速行驶,某时
刻开始紧急制动,汽车制动过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为6加/S2。该型汽车6s内的位移大
小为()
A.75mB.12mC.180mD.108/77
【答案】A
【考点】匀变速直线运动速度与时间的关系;匀变速直线运动位移与时间的关系
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力
【分析】根据匀变速直线运动的速度一时间公式求出刹车到停止所需的时间,判断6s时汽车是否已停下,
匀变速直线运动的位移一速度公式求出位移。
【解答】解:汽车停下的时间为
,①卫-
-a-6
5s末汽车已停下,故该型汽车6s内的位移大小为
说3027V
x=—=-----m=75m
2a2x6
故BCD错误,A正确。
故选:Ao
【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式,并能灵活运用,注意该问题是运动学中的刹
车问题,汽车速度为零后不再运动。
3.(2024•重庆)如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,
当其达到N点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。
则闻到N的运动过程中,其速度大小v随时间/的变化图像可能是()
M
【考点】根据物体的运动情况判断v-r图像是否正确
【专题】图析法;运动学中的图象专题;定性思想;理解能力
【分析】滑雪爱好者在水平雪道上为匀速直线运动,速度不变,图线在水平方向不变,在倾斜雪道上为匀
减速直线运动,速度减小至0,减速过程中加速度不变,图线为倾斜向下的直线。
【解答】解:在丫-,图像中,速度不变时图线在水平方向不变,速度减小时图线向下倾斜,减速过程中加
速度不变,图线为倾斜向下的直线,且从水平雪道向倾斜雪道运动时速度不会增加,倾斜图线不能高出水
平图线,由图可知ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】要理解v-f图像中图线的含义。
4.(2024•茂名二模)甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯,甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过,
他们的F-x图像如图所示,下列说法正确的是()
A.两车同时到达尤0处
B.甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为迎
%
C.从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为出
%
D.两车在0-%内,乙受到座椅的作用力竖直向上,甲受到座椅的作用力水平向前
【答案】C
【考点】变速物体追匀速物体问题;匀变速直线运动速度与位移的关系
【专题】推理法;定量思想;推理能力;直线运动规律专题;牛顿运动定律综合专题
【分析】根据速度一位移公式计算甲的加速度;根据他们的运动时间关系判断相遇位置;根据运动学公式
计算速度相等时刻;根据已知运动情况分析受力情况。
【解答】解:B.在。-尤。位移内,设甲的加速度为。,由初速度为0的匀加速直线运动规律可得
2axQ=VQ
解得
,上
2%
故3错误;
A.由图像可知甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动,当甲、乙运动相等的位移%,所需要的运动时
间不相等,即两物体不会在同一时刻到达%处,则两物体不会在毛处相遇,故A错误;
C.由速度一时间公式
%=at
速度一位移公式可得
2%
联立解得甲、乙速度相等的时刻为
,=径
%
故C正确;
D.乙做匀速直线运动,根据平衡条件可知乙受到座椅的作用力竖直向上,甲做匀加速直线运动,座椅对
甲的作用力竖直方向的分力与重力平衡,水平方向的分力提供加速度,根据力的合成可知甲受到座椅的作
用力斜向前上,故。错误。
故选:c。
【点评】熟练掌握运动学公式是解题的基础,在分析座椅对甲的作用力时,要考虑到水平方向的加速度。
5.(2024•莲湖区校级模拟)如图所示,小球甲从距离地面高度为4=15机处以速度为=10m/s竖直向上抛
出,同时小球乙从距离地面高度为也=20根处开始自由下落,小球运动的过程中不计空气阻力,重力加速
度取g=10m/s2,则下列说法中正确的是()
『工
20m
15m
■一
W///////////////////////Z.
A.小球乙落地前,两小球的速度差逐渐变大
B.落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速率之比为5:6
C.至小球乙落地时,甲、乙两球的位移大小之比为3:4
D.小球甲、乙运动的第1s内位移相同
【答案】B
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用;竖直上抛运动
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理能力
【分析】由速度变化量求解速度关系,由自由落体及竖直上抛公式求解时间,并进一步求解平均速率比值,
由位移一时间关系求解位移。
【解答】解:A取竖直向上为正方向,甲球跟乙球的速度差为=-(-gf)=%,故A错误;
,,1,
R由A=-g广
得乙球落地用时间为
J=2s
对甲球:由%%
解得
t1=3s
甲球经过的路程为25根,乙球经过的路程为20机,那么落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速率之比为
5:6,故3正确;
C.乙球落地时,甲球的位移为0,即恰好回到抛出点,则至小球乙落地时,甲、乙两球的位移大小之比为
0,故C错误;
D对甲球,第Is内位移尤'=gg严=gxl0xl2"2=5»7,对乙球,第1s内位移x'=:g/2=gxl0xl2»J=5〃2,
两位移方向不同,故。错误。
故选:Bo
【点评】本题考查匀速直线运动,学生需结合运动学公式综合分析解答。
6.(2024•雨花区校级模拟)小明利用手机传感器,测得电梯从静止开始运行的加速度一时间图像,如图
所示。手机传感器中加速度向上时为正值,下列说法正确的是()
C.0.9s~1.2s电梯处于匀加速上升阶段
D.1.7s~2.3s电梯处于静止阶段
【答案】C
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】直线运动规律专题;定性思想;分析综合能力;推理法
【分析】先通过对。一图像的理解,得出图像上的曲线表达的是在某一时刻电梯的加速度大小,并且0T
图像的面积表达的是电梯的速度大小,从而得出答案。
【解答】解:A、由图像可知,在0.6s~0.8s时的加速度在不断的增加,并且加速度向上为正方向,
所以电梯处于加速度不断增加的加速上升阶段。故A错误。
BC、由图像可知,在0.9s~1.2s时的加速度大小不变,并且加速度为正,所以电梯处于匀加速上升
阶段。故3错误,C正确。
D、由图像可知,在1.7s~2.3s时的加速度为0,因为图像的面积表示的时电梯的速度,而在
L7s~2.3s之前的面积为正,所以电梯此时有向上的速度,所以此时电梯在匀速上升。故。错误。
故选:Co
【点评】此题主要考查的是对图像的理解,主要要注意加速度的方向。
7.(2024•贵州模拟)汽车行驶时应与前车保持一定的安全距离,通常情况下,安全距离与驾驶者的反应
时间和汽车行驶的速度有关。郭老师采用如下方法在封闭平直道路上测量自己驾驶汽车时的反应时间:汽
车以速度匕匀速行驶,记录下从看到减速信号至汽车停下的位移士;然后再以另一速度%匀速行驶,记录
下从看到减速信号至汽车停下的位移马,假设两次实验的反应时间不变,加速度相同且恒定不变。可测得
郭老师的反应时间为()
拗一)々
,匕片-吁:
B2(匕一一匕西)
'匕匕
C2(匕--匕西)
-匕匕
-5-&2
,匕片-匕片
【答案】A
【考点】匀变速直线运动速度与位移的关系
【专题】直线运动规律专题;分析综合能力;定量思想;推理法
【分析】根据位移一时间公式,以及平均速度公式联立求出加速度,从而得到反应时间的表达式。
【解答】解:设司机的反应时间为f,匀减速运动的加速度大小为。,第一次匀减速运动的时间为4,第二
次匀减速运动的时间为芍,则由逆向思维,根据位移与时间的关系有占-卬=
x2-v2t=^atl
由平均速度公式有
力।=%-卬
Vr
力2=%2~2
可得%=2(再一匕0
匕
,2(%-%/)
G=-------------
%
2
联立解得。=——
2(占-v/)
从而得到”马二故A正确,BCD错误。
%%一%匕
故选:Ao
【点评】学生在解答本题时,应注意对于运动学公式的灵活运用,特别是平均速度公式的应用能力。
8.(2024•镇海区校级模拟)鳏鸟为了捕食小鱼,有时会像箭一样竖直扎入水中。设鲤鸟在空中做自由落
体运动,在水中做匀减速直线运动,其运动速度与时间图像如图所示,下列说法正确的是()
B.在空中加速的时间为1s
C.减速阶段的加速度大小为3g
D.减速阶段的平均速度为自由落体阶段的2倍
【答案】B
【考点】利用UT图像的斜率求解物体运动的加速度;利用VT图像与坐标轴围成的面积求物体的位移
【专题】图析法;运动学中的图象专题;比较思想;理解能力
【分析】根据速度正负表示速度方向来分析鳏鸟的速度方向是否改变;鲤鸟在空中做自由落体运动,由
v=gr计算在空中加速的时间;根据图像的斜率计算减速阶段的加速度大小;根据平均速度公式u=4/
计算两个过程平均速度大小。
【解答】解:A、由图可知,鲤鸟的速度一直沿正方向,所以在办时刻速度方向没有发生改变,故A错误;
B、鳏鸟在空中做自由落体运动,由图可知,加速阶段最大速度为v=10〃z/s,所以加速时间为
?=—=—5=15,故3正确;
g10
2
C、根据VT图像的斜率表示加速度,可得减速阶段的加速度大小为a=-^-m/s=20/77/sz,故C错误;
1.5-1
D、减速阶段的平均速度为匕二工32加6=5m/s,自由落体阶段平均速度为匕=上|电机/s=5m/s,则
两个过程平均速度相等,故。错误。
故选:Bo
【点评】解决本题的关键要理清鲤鸟的运动过程,能根据图像的斜率求加速度大小,同时要搞清各个过程
之间的平均速度关系。
9.(2024•四川一模)在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车,其位移x随时间f的变化规律分别如图中
直线。和曲线6所示,直线a和曲线6相切于A点。在O~/o时间内,关于两辆车的运动情况,下列说法正
A.甲车一直做匀加速运动
B.乙车一直做匀减速运动
C.乙车在f。时刻的速率等于甲车速率
D.甲车的速度始终大于乙车的速度
【答案】C
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】定性思想;推理法;运动学中的图象专题;推理能力
【分析】根据位移一时间图像的斜率或者切线斜率的物理意义分析运动速度的变化情况。
【解答】解:A3.题中是位移一时间图像,斜率或者切线斜率代表速度,。是直线,说明甲车一直做匀速
直线运动,6是曲线,运动速度一直在减小,但不能确定是是否为匀减速运动,故回错误;
C.两车的图像相切于A点,根据斜率的物理意义可知,两车该时刻的速度相等,故C正确;
D根据斜率分析,甲车速度初始时小于乙车,务时刻相等,之后大于乙车速度,故。错误。
故选:C»
【点评】考查图像的认识和理解,会通过图像的斜率分析物体的运动情况。
10.(2024•山东模拟)如图所示,1、2、3、4、5为某高架桥上五根竖直钢丝吊绳,绳间距均相等。两辆
相同的小汽车甲、乙在两条车道上同向行驶,从r=0时刻开始甲做初速度为零的匀加速直线运动,乙匀速
运动,此时车头分别对齐1、3绳,,时刻甲、乙两车头都对齐绳5,在0~务时间内,下列分析正确的
是()
A.甲车在办时刻的速度大小为乙车的4倍
B.甲车车头经过绳2时甲、乙相距最远
C.甲车车头经绳3时的速度是乙车的2倍
D.从开始经工务甲车车头与绳3平齐
20
【答案】A
【考点】连续相等时间内的运动比例规律
【专题】推理能力;定量思想;赋值法;直线运动规律专题
【分析】将乙车的位移设为2x,则甲车的位移为4x,结合各个选项,利用直线运动规律列出关系式以判
断正误。
【解答】解:将乙车在为时间段内的位移设为2x,则甲车的位移为4x,假设甲车的加速度大小为。,末
速度大小为除,乙车的速度为V。
A由题可知,在时间段内,甲车的位移大小为乙车的2倍,因此甲车的平均速度是乙车速度的2倍,又
因为甲车做的是初速度为零的匀加速直线运动,平均速度大小为殳,因此甲车的末速度是乙车的4倍,
2
故A正确;
3c因为甲车做的是初速度为零的匀加速直线运动,因此有嚓=8以,当甲车车头经过绳2时,位移大小
为x,假设此时的速度为%,则有¥=2ax,由此可知%烁=2v,因此在经过绳2前,甲车的速度已
经开始大于乙车,甲车已经开始与乙车的距离逐渐接近,故3c错误;
D当甲车车头与绳3平齐时,位移大小为2x,假设此时的速度大小为匕,则有考=4依,因此可知
匕=[珠,已知以。=姝,因此甲车经车头与绳3平齐,故。错误。
故选:Ao
【点评】本题需要将元加速直线运动与直线运动的规律结合,利用体重给出的相等量列出等式以此解决此
类问题。
二.多选题(共5小题)
H.(2024•长春一模)甲、乙两物体沿x轴做匀变速直线运动的位置一时间图像如图所示,两图线相切于A
点,其坐标为(2.0s,4Ow)。已知甲物体的初速度为零,乙物体的加速度大小为2%/s'。两物体均可视为质
点,下列说法正确的是()
1x/m
甲
°r/2.0Ws
A.乙物体的初速度大小为8〃?/s
B.甲、乙两物体的加速度方向相同
C.乙物体的初始位置坐标为8加
D.,=2.0s时,甲、乙两物体的速度大小均为4.0m/s
【答案】AD
【考点】根据XT图像的物理意义对比多个物体的运动情况
【专题】推理能力;定量思想;运动学中的图象专题;图析法
【分析】由XT图像中图线的变化情况结合匀变速直线运动模型进行判断即可。
【解答】解:ABD.由图可知,甲物体做匀加速直线运动,乙物体做匀减速直线运动,由此可知甲、乙两
物体的加速度方向相反,由图可知甲物体做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律,有
可知
x=-at2
2
利用A点坐标(2.0s,4.0㈤可知0-2s内,甲物体通过的位移为:
x=4.0m
可求得甲的加速度为:
a—2m/s2
设乙物体的初速度为%,由图可知两图线相切于A点,即此刻二者速度相等,可得
v=at=v0—印
解得乙物体的初速度为:
%=8772/S
r=2.0s时,甲、乙两物体的速度大小为
v=4.0m/s
故AD正确;3错误;
C.设t=0时刻,乙物体位置在毛处,从0到2s内其位移关系为:
,12
4一/=%一5印
解得:
Xg=-8m
故C错误。
故选:AD.
【点评】本题考查学生对XT图像的理解,解题关键是正确理解图像中图线的物理意义,是一道好题。
12.(2024•湖南一模)2022年“互联网之光”博览会上,无人驾驶技术上线,无人驾驶汽车以其反应时间
短而备受众多参会者的青睐。在同样测试条件下,对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试,从
发现紧急情况到车静止,两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到①②两线所示的位移x随
时间f变化的关系图像,图中。4和03段为直线,已知两测试车均由同一位置沿相同平直公路运动,且汽
车紧急制动车轮抱死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是()
A.图中的①线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
B.图中的②线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
C.两测试车在图中曲线部分的位移大小不相等
D.当发现紧急情况时两汽车的速度为90Am/〃
【答案】AD
【考点】匀变速直线运动位移与时间的关系;复杂的运动学图像问题
【专题】运动学中的图象专题;定量思想;推理能力;推理法
【分析】AB.位移与时间图像斜率表示速度,利用疲劳驾驶和无人驾驶的特点分析反应时间,以此判断;
C、结合图像,利用运动学公式判断刹车位移;
。、结合图像所给信息,利用位移与速度公式判断速度与加速度的线性关系,以此计算紧急情况下的速度
大小。
【解答】解:AB.①线反应时间0.2s,②线反应时间1.0s,疲劳驾驶,反应时间较长,故②是疲劳驾驶,
故A正确5错误;
C、在x-f图像中,前段图像重合,两测试车初速度相同,同样的测试条件,刹车后加速度相等,
由运动学公式尤=至,刹车过程位移大小相等,故C错误;
2a
D、利用速度与位移公式2办=声一喏,将图中所给数据代入公式
可得,图中①线位移关系30=%x0.2+应,②线位移关系50=%xl.0+攻,
2a2a
初速度为=25机/S=90•1/〃,故D正确。
故选:ADo
【点评】本题结合匀变速直线运动规律考查对位移与时间图像理解,其中利用速度与位移公式解决无人驾
驶汽车、疲劳驾驶的运动规律为解决本题的关键。
13.(2024•湖北三模)如图甲所示,一射手从同一地点射出速度大小相同、发射仰角不同的两颗子弹,发
射的时间间隔为:,经过时间L在M点相遇。两颗子弹的水平方向的分速度匕,随时间变化的图像如图乙
所示,竖直方向的分速度匕随时间变化的图像如图丙所示(图像中图线和坐标轴以及辅助线围成了多个互
相不重叠的几何图形,其中部分几何图形的面积大小如图中标注所示),下列说法中一定正确的是()
【答案】AD
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】推理能力;运动学中的图象专题;图析法;定量思想
【分析】将子弹的运动沿水平方向与竖直方向分解,结合相遇的条件解答即可。
【解答】解:他、子弹1运动的时间是6+芍),对应的水平位移为(电+S3),子弹2的水平位移为G+$3);
二者在M点相遇,说明水平位移相等,则当=52,故A正确,3错误;
CD、如图所示
增加S7,58,子弹1的竖直位移为S4+S7-S6-S8,子弹2的竖直位移为Ss+S,-Sg,加点相遇,说明竖直
位移相等,则S4=$5+$6,故C错误,£)正确。
故选:AD.
【点评】该题考查运动学图像的应用,知道在VT图中图线与横坐标围成的面积表示物体的位移,会结合
位移分析问题即可。
14.(2024•东西湖区校级模拟)一质点做减速直线运动过程中速度和位置坐标的关系如图v-x所示,下列
分析正确的是()
A.0~2%过程中质点的加速度恒定
B.2%~3%过程中质点的加速度逐渐减小
C.质点在v=也时的加速度等于v=四时的加速度
48
D.质点在v=也时的加速度大于丫=也时的加速度
48
【答案】BC
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】运动学中的图象专题;分析综合能力;推理法;定性思想
【分析】由图知v=fcc+6,等式两侧对时间求导得。=如,由图可知自=2《,从而求加速度之比。
【解答】解:AB.由图知"=丘+0,等式两侧对时间求导得。=如,故两段运动过程加速度都逐渐减小,
故A错误,5正确;
1k[—%
CD、由图可知履=2仁,则加速度之比为幺="=—I—=1,故C正确,D错误;
a2k2V2k
K]4%v
故选:BCo
【点评】本题考查了v-x图像,特殊图像,可利用求导思想分析图线的加速度特点。
15.(2024•天心区校级模拟)我国新能源汽车近几年实现了新的跨越,“车能路云”融合发展,将构造全
新的智能出行生态系统。某品牌不同型号的A、5两辆新能源汽车在同一条平直公路的两个车道上测试刹
车性能,两车同时同地点刹车后,它们的速度v与刹车位移x的关系如图,刹车后两车恰好并排停下,刹
车过程两车均做匀减速直线运动。贝1()
A.刹车过程中A车始终在前面
B.刹车过程中3车始终在前面
C.A、3两车刹车的加速度大小之比为4:9
D.A、3两车刹车的时间之比为2:3
【答案】AD
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】推理能力;定量思想;直线运动规律专题;推理法
[分析】本题根据匀变速直线运动速度与位移关系,结合v-x图像以及两车同时同地点刹车情况分析求解o
【解答】解:C.又题意可知,两车刹车的位移大小相等,根据匀变速直线运动速度与位移关系
0—VQ=—2ctx
可得
八五
2x
则A、3两车刹车的加速度大小之比为
2
aA_30_9
%一旅一7
故C错误;
D.根据逆向思维有
则A、3两车刹车的时间之比为
代入数值解得:4=2
3
故。正确;
AB.由于A车运动的时间短,又是同时刹车,结合图像,A车始终在3车前面,故A正确,B错误。
故选:AD.
【点评】本题考查了匀变速直线运动的规律,抓出图像的横纵坐标代表的含义,合理利用匀变速运动的公
式分析是解决此类问题的关键。
三.填空题(共5小题)
16.(2024•漳州三模)为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,某次测试该车做
匀减速直线运动,由于位移x和时间r的关系图像为抛物线,为便于直观研究该运动规律,改作如图所示
的色与f关系图像,则该车的初速度为30mis,刹车过程中加速度大小为—mis1,刹车距离为
t
【答案】30,50,900
【考点】复杂的运动学图像问题
【专题】推理法;定量思想;运动学中的图象专题;分析综合能力
【分析】根据位移一时间公式,变形成符合图像坐标的表达式,从而得出物体运动的初始条件,进而得出
答案。
【解答】解:根据位移一时间公式有x=+等式两边都除以乙有:=%+(〃,所以图像中y轴
的截距表示初速度大小,所以初速度为30"〃s,斜率为加速度的一半,工.=止",解得a=-5〃?/s2,
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