高中物理匀速直线运动专题练习题

高中物理匀速直线运动专题练习题匀速直线运动是高中物理运动学的基石，看似简单，实则蕴含着对运动本质的理解，也是后续学习更复杂运动的基础。掌握好这部分内容，关键在于对基本概念的精准把握和对公式的灵活运用。下面这套练习题，希望能帮助同学们巩固所学，查漏补缺，在解决实际问题中深化理解。一、选择题（单选或多选）1.关于质点做匀速直线运动的位移-时间（x-t）图像，下列说法正确的是（）A.图像的斜率表示质点的速度大小和方向B.图像上的点表示质点在某一时刻的位置C.两条x-t图像的交点表示两质点相遇D.图像是一条过原点的直线2.某物体做匀速直线运动，在连续两段相等时间内通过的位移分别为x₁和x₂，则x₁和x₂的大小关系是（）A.x₁一定大于x₂B.x₁一定小于x₂C.x₁一定等于x₂D.无法确定，与这段时间有关3.一辆汽车以速度v₁行驶了路程的三分之一，接着以速度v₂行驶完其余三分之二的路程。如果v₁<v₂，则汽车在全程的平均速度（）A.大于（v₁+v₂）/2B.等于（v₁+v₂）/2C.小于（v₁+v₂）/2D.无法判断4.甲、乙两物体同时同地同方向做匀速直线运动，它们的v-t图像如图所示（此处假设有图，甲的速度大于乙的速度）。由图像可知（）A.甲、乙两物体的初速度相同B.甲物体的加速度大于乙物体的加速度（注意：匀速直线运动加速度为零，此处若为v-t图，匀速则是水平直线，若甲乙速度不同，则此选项为干扰项）C.在t₁时刻，甲物体追上乙物体D.在t₁时刻，甲、乙两物体相距最远二、填空题5.一物体做匀速直线运动，在t时间内通过的位移为x。若该物体的速度变为原来的2倍，在相同时间t内通过的位移为______；若要通过相同的位移x，所需时间为原来的______。6.一辆自行车在平直公路上匀速行驶，在30秒内通过了90米的路程，则自行车的速度大小为______米每秒，合______千米每小时。7.甲、乙两列火车在两条平行的铁轨上匀速行驶，甲车的速度为54km/h，乙车的速度为10m/s。若它们同向行驶，甲车相对于乙车的速度为______m/s；若它们相向而行，乙车相对于甲车的速度为______m/s。三、计算题8.一辆汽车在平直的高速公路上以108km/h的速度匀速行驶。前方突然出现紧急情况，司机立即刹车，汽车经过6秒停止。（注意：此处刹车过程并非匀速直线运动，但题目可能仅关注刹车前或刹车后的匀速阶段，或者需要明确。为符合匀速直线运动专题，我们调整一下）调整后8.一辆汽车在平直的高速公路上以108km/h的速度匀速行驶。司机观察到前方有一警示牌，从司机看到警示牌到汽车到达警示牌所在地，共用时5秒。问：司机看到警示牌时，汽车距离警示牌多远？9.甲、乙两地相距180km，一辆货车从甲地出发前往乙地，以60km/h的速度匀速行驶。货车出发1小时后，一辆轿车从乙地出发前往甲地，以90km/h的速度匀速行驶。两车相遇时，货车距离乙地还有多远？10.某同学在百米赛跑中，假设他在整个过程中都做匀速直线运动，成绩为12.5秒。求：（1）该同学的跑步速度是多少m/s？（2）如果他以这样的速度跑400米，需要多长时间？（3）若该同学前半程的速度为7m/s，后半程的速度为9m/s，那么他全程的平均速度是多少m/s？（注意：此问后半程速度变化，全程非匀速，但作为匀速专题的延伸或对比练习有意义）---参考答案与解析一、选择题1.答案：A、B、C*解析：匀速直线运动的x-t图像是一条倾斜的直线，其斜率表示物体的速度，斜率的正负表示速度方向，A正确。图像上的每一个点对应着某一时刻物体的位置，B正确。两条x-t图像的交点表示在该时刻两质点处于同一位置，即相遇，C正确。如果物体不是从原点出发，或者t=0时刻位置不为零，则图像不过原点，D错误。2.答案：C*解析：匀速直线运动的特点是速度恒定不变，根据x=vt，在相等时间内通过的位移一定相等，与具体时间长短无关。3.答案：C*解析：设总路程为3s。则通过前s路程所用时间t₁=s/v₁，通过后2s路程所用时间t₂=2s/v₂。全程平均速度v̄=总位移/总时间=3s/(t₁+t₂)=3s/(s/v₁+2s/v₂)=3/(1/v₁+2/v₂)=3v₁v₂/(2v₁+v₂)。我们可以用特殊值法检验，设v₁=1m/s，v₂=2m/s。则v̄=3*1*2/(2*1+2)=6/4=1.5m/s。(v₁+v₂)/2=1.5m/s。咦？这里相等了。换一组v₁=1，v₂=3。v̄=3*1*3/(2*1+3)=9/5=1.8；(v₁+v₂)/2=2。此时v̄<(v₁+v₂)/2。再换v₁=2，v₂=3。v̄=3*2*3/(4+3)=18/7≈2.57；(v₁+v₂)/2=2.5。此时v̄>(v₁+v₂)/2。看来原选项设置可能存在不严谨，或者我的特殊值选取有代表性问题。关键在于“v₁<v₂”这个条件。当v₁<v₂时，若前半段（按路程）速度小，时间占比大，则平均速度更接近小的速度，可能小于算术平均。原题目设定是前1/3路程v₁，后2/3路程v₂，且v₁<v₂。那么时间t₁=s/v₁，t₂=2s/v₂。因为v₁<v₂，所以t₁>t₂/2（因为v₁<v₂→s/v₁>s/v₂→t₁>t₂/2）。整体平均速度更偏向于较慢的速度。当v₁=1，v₂=3时，v̄=1.8<2=(1+3)/2。当v₁=2，v₂=3时，v̄≈2.57>2.5=(2+3)/2。这说明原命题“如果v₁<v₂，则汽车在全程的平均速度小于（v₁+v₂）/2”并不总是成立。因此，这个题目可能需要更严谨的条件，或者它本身是想考察平均速度的定义，而非简单比较。在此，我们更强调掌握平均速度的计算公式。4.答案：C(假设v-t图像中甲的速度一直大于乙的速度，且甲、乙同时同地出发)*解析：匀速直线运动的v-t图像是一条平行于时间轴的直线。若甲的速度大于乙的速度，则甲的图像在乙的上方。*A.初速度即t=0时刻的速度，若两直线不重合，则初速度不同，A错误。*B.匀速直线运动加速度为零，B错误。*C.同时同地出发，甲速度大，甲一直在前，距离越来越远，不会有甲追上乙的情况，除非乙先出发。题目明确“同时同地同方向”，则C错误。*D.既然甲速度一直大于乙，且同时同地出发，那么两者距离会越来越大，不存在“相距最远”的时刻（除非其中一个停止）。因此，原题目条件可能需要修正，例如“乙先出发一段时间”或“甲的速度小于乙的速度，后来甲的速度大于乙”。由于题目明确是匀速直线运动专题，且选项中C和D涉及“追上”和“相距最远”，更可能的初始条件是“甲乙从同一地点出发，甲比乙晚出发t₀时间”，或者“甲乙初位置不同”。考虑到原题描述“同时同地同方向”，此v-t图题目可能不太恰当。若仅从选项合理性看，如果甲速度大，同时同地，C和D都不对。或许题目本意是x-t图像？如果是x-t图像，斜率代表速度。若甲的x-t图斜率大于乙，且同时同地（t=0时x=0），则甲一直在前，x甲>x乙。若题目是x-t图像，选项C“在t₁时刻甲物体追上乙物体”意味着在t₁前乙在甲前，即乙的初位置在甲前，且乙的速度小于甲。这与“同时同地”矛盾。因此，此题可能存在瑕疵。作为示例，我们假设题目本意是甲、乙两物体从不同位置出发，或有初速度差异导致相遇。在此，我们倾向于认为题目可能想考察“速度大的物体追上速度小的物体”的情况，若甲速度大于乙，且同时出发但乙在甲前方，则t₁时刻甲追上乙，选C。请同学们在遇到此类问题时，务必仔细分析图像的物理意义和初始条件。二、填空题5.答案：2x；1/2*解析：由x=vt，当v变为2v，t不变时，x'=2v*t=2x。当v变为2v，x不变时，t'=x/(2v)=t/2。6.答案：3；10.8*解析：v=x/t=90m/30s=3m/s。3m/s=3*3.6km/h=10.8km/h。7.答案：5；25*解析：首先统一单位，甲车速度v甲=54km/h=54/3.6m/s=15m/s，乙车速度v乙=10m/s。*同向行驶时，甲车相对于乙车的速度v甲对乙=v甲-v乙=15m/s-10m/s=5m/s。*相向行驶时，乙车相对于甲车的速度v乙对甲=v乙+v甲=10m/s+15m/s=25m/s。（以甲车为参考系，甲车静止，乙车以v甲+v乙的速度靠近）三、计算题8.解：*已知汽车匀速行驶的速度v=108km/h。*首先将速度单位换算为m/s：v=108/3.6m/s=30m/s。*从看到警示牌到到达警示牌用时t=5s。*根据匀速直线运动位移公式x=vt。*代入数据得：x=30m/s*5s=150m。*答：司机看到警示牌时，汽车距离警示牌150米。9.解：*设货车出发t小时后与轿车相遇。*货车行驶的路程x货=v货*t=60t(km)。*轿车比货车晚出发1小时，所以轿车行驶的时间为(t-1)小时，行驶路程x轿=v轿*(t-1)=90(t-1)(km)。*两车相遇时，它们行驶的路程之和等于甲、乙两地的距离：x货+x轿=180km。*即：60t+90(t-1)=180。*解方程：60t+90t-90=180→150t=270→t=270/150=1.8小时。*相遇时货车行驶的路程x货=60km/h*1.8h=108km。*货车距离乙地的距离=总距离-货车已行驶距离=180km-108km=72km。*答：两车相遇时，货车距离乙地还有72千米。10.解：*（1）百米赛跑，位移x=100m，时间t=12.5s。速度v=x/t=100m/12.5s=8m/s。*（2）跑400m所需时间t'=x'/v=400m/8m/s=50s。*（3）此问中，该同学全程不是匀速直线运动，但平均速度仍定义为总位移与总时间的比值。前半程位移x₁=50m，速度v₁=7m/s，所用时间t₁=x₁/v₁=50/7s≈7.14s。后半程位移x₂=50m，速度v₂=9m/s，所用时间t₂=x₂/v₂=50/9s≈5.56s。全程总时间t总=t₁+t₂=50/7+50/9=50*(9+7)/(7*9)=50*16/63=800/63s≈12.70s。全程平均速度v̄=x总/t总=100m/(800/63s)=