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2024 高考物理一轮复习100 考点100 讲
第一章 直线运动
第1.6 讲 匀变速直线运动中的STSE 问题
【考点知识精讲】
STSE 是科学(Science)，技术(Technology)，社会(Society)，环境(Environment)的英文
缩写，是对STS 的延伸，因为由于在发展科技、生产的同时，保护人类赖以生存的环境已
成为当今的社会可持续发展的重大课题。运动学是高中物理最重要、最基础的内容，是和
生活、体育、交通结合紧密的知识点，也是高考命题的重点和热点。
【方法归纳】
解决STSE 问题的方法
在解决生活和生产中的实际问题时：
(1)根据所描述的情景分析
→
物理过程建构
→
物理模型
(2)分析各阶段的物理量
(3)选取合适的匀变速直线运动规律求解．
【典例分析】
题型1 结合汽车通过ETC 通道的情景，考查直线运动中的临界问题
【典例1】 [2021·广州一模]高速公路的ETC 电子收费系统如图所示，ETC 通道的长
度是识别区起点到自动栏杆的水平距离．某汽车以21.6 km/h 的速度匀速进入识别区，ETC
天线用了0.3 s 的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏
杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆．已知司机的反应时间为0.7 s，刹车
的加速度大小为5 m/s2，则该ETC 通道的长度约为( )
A．4.2 m B．6.0 m C．7.8 m D．9.6 m
【名师解析】：本题考查直线运动中的临界问题．汽车的速度21.6 km/h＝6 m/s，汽车
在前0.3 s＋0.7 s 内做匀速直线运动，位移为x1＝v0(t1＋t2)＝6×(0.3＋0.7) m＝6 m，随后汽
车做匀减速运动，位移为x2＝v0
2
2a
＝6
2
2×5 m＝3.6 m，所以该ETC 通道的长度为L＝x1＋x2
1
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＝6 m＋3.6 m＝9.6 m，故A、B、C 错误，D 正确．
答案：D
题型2 以“酒驾”为背景考查匀变速直线运动规律
【典例2】 (多选)酒后驾驶会导致许多安全隐患，这是因为驾驶员的反应时间变长．
反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间．下表中“思考距离”是指驾驶员发现
情况到采取制动的时间内汽车的行驶距离，“制动距离”是指驾驶员发现情况到汽车停止
行驶的距离．(假设汽车制动加速度都相同)
速度(m/s)
思考距离(m)
制动距离(m)
正常
酒后
正常
酒后
15
7.5
15.0
22.5
30.0
20
10.0
20.0
36.7
46.7
25
12.5
25.0
54.2
66.7
分析上表可知，下列说法正确的是( )
A．驾驶员正常情况下反应时间为0.5 s
B．驾驶员酒后反应时间比正常情况慢0.5 s
C．驾驶员采取制动措施后汽车加速度大小为3.75 m/s2
D．当车速为25 m/s 时，发现前方60 m 处有险情，酒驾者不能安全停止
【名师解析】反应时间＝思考距离÷车速，因此正常情况下反应时间为0.5 s，酒后反
应时间为1 s，故A、B 正确；设汽车从开始制动到停车的位移为x，则x＝x 制动－x 思考，根
据匀变速直线运动公式v2＝2ax，解得a＝7.5 m/s2，C 错误；根据表格知，车速为25 m/s 时，
酒后制动距离为66.7 m>60 m，故不能安全停车，D 正确．
答案：ABD
题型3 以体育运动为背景考查多过程运动问题
【典例3】 如图所示，甲、乙两个同学在直跑道上练习4×100 m 接力，他们在奔跑
时有相同的最大速度．乙从静止开始全力奔跑需跑出25 m 才能达到最大速度，这一过程可
看成匀变速直线运动．现在甲持棒以最大速度向乙奔来，乙在接力区伺机全力奔出．若要
求乙接棒时奔跑达到最大速度的80%，则：
(1)乙在接力区需跑出多少距离？
(2)乙应在距离甲多远时起跑？
【名师解析】本题涉及两个研究对象，其中甲运动员做匀速直线运动，乙运动员做初
速度为零的匀加速直线运动，关联的地方是：①从开始运动至完成交接棒过程，他们的运
动时间相等；②在这段时间内，甲的位移等于乙的位移与乙起跑时甲、乙之间距离的和．
2
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设甲、乙的最大速度为v，从乙起跑到接棒的过程中，甲、乙运动时间为t.
(1)乙起跑后做初速度为零的匀加速直线运动，设其加速度为a，v2＝2ax.
乙接棒时奔跑达到最大速度的80%，得v1＝v×80%，
v1
2＝2ax 乙，x 乙＝0.64 v
2
2a
＝16 m.
乙在接力区需跑出的距离为16 m.
(2)乙的运动为匀加速直线运动，乙从起跑到接棒的时间为t，t＝v1
a ＝0.8 v
a
，x 乙＝
0+ v1
2
t；甲做匀速直线运动，其在乙从起跑到接棒的时间t 内的位移为x 甲＝vt＝40 m；
乙起跑时距离甲的距离为Δx＝x 甲－x 乙＝24 m.
答案：(1)16 m (2)24 m
题型4. 交通安全
【典例4】 为了安全，学校校门前马路一般有限速标志．如图所示，为一学校门口
前面马路的俯视图．绿灯时，在十字路口A 线处有一轿车(可视为质点)从静止开始做匀加
速直线运动，轿车的最大启动加速度为10 m/s2.距A 线l1＝500 m 处有一减速区，减速区宽
度l2＝15 m，在减速区能达到的加速度数值足够大．设学校门口限速36 km/h，市区内轿车
限速72 km/h.要求轿车从进入减速区时开始减速，减速时视为做匀减速直线运动．在不违
规的情况下，试求轿车从A 开始启动到学校门口B 的最短时间．
【名师解析】：轿车以最大加速度启动达到限速v1的时间t1，v1＝at1
启动经过的位移为x1，v1
2＝2ax1；
匀速运动的时间为t2，l1－x1＝v1t2
在减速区内时间为t3， v1+ v2
2
t3＝l2
总时间为t，t＝t1＋t2＋t3，
代入数据得t＝27 s.
【高考真题精练】
1．（2022·全国理综甲卷·15）长为l 的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为
，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
3
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。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a 和
，则列车从减速开始至回
到正常行驶速率
所用时间至少为（ ）
A．
B．
C．
D．
2. （2022 山东物理）无人配送小车某次性能测试路径如图所示，半径为
的半圆弧
与长
的直线路径
相切于B 点，与半径为
的半圆弧
相切于C 点。小车以最大
速度从A 点驶入路径，到适当位置调整速率运动到B 点，然后保持速率不变依次经过
和
。为保证安全，小车速率最大为
。在
段的加速度最大为
，
段
的加速度最大为
。小车视为质点，小车从A 到D 所需最短时间t 及在
段做匀速
直线运动的最长距离l 为（ ）
4
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A.
B.
C.
D.
3. （2022 高考湖北物理）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
4. （2021 高考新课程湖北卷）2019 年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人
10 米跳台冠军。某轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m 完成技术动作，
随后5 m 完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10
m/s2，则她用于姿态调整的时间约为（ ）
A.0.2 s B.0.4s C.1.0 s D.1.4s
5. （2021 年6 月浙江选考物理） 机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量
的汽车以
的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线
5
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处，驾驶员发现小朋友排着长
的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，
最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；
（2）若路面宽
，小朋友行走的速度
，求汽车在斑马线前等待小朋友
全部通过所需的时间；
（3）假设驾驶员以
超速行驶，在距离斑马线
处立即刹车，求汽车到
斑马线时的速度。
6．（2019 全国理综I 卷18）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上
升的最大高度为H。上升第一个
所用的时间为t1，第四个
所用的时间为t2。不计
空气阻力，则
满足
6
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A．1<
<2
B．2<
<3
C．3<
<4
D．4<
<5
7．（2017 海南高考·3）汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在
地面上留下的痕迹称为刹车线。由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度。已知汽车轮胎
与地面之间的动摩擦因数为0.80，测得刹车线长25 m。汽车在刹车前的瞬间的速度大
小为（重力加速度g 取10m/s2）
A．10 m/s B．20 m/s C．30 m/s D．40 m/s
8．（2017 年4 月浙江选考）汽车以10m/s 的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发
现正前方15m 处的斑马线上有行人.于是刹车礼让,汽车恰好停在斑马线前。假
设驾驶员反应时间为0.5s,汽车运动的v-t 图如图所示。则汽车的加速度大小为
A．20m/s2 B．6m/s:
C．5m/s2 D．4m/s;
9.（2017 全国II 卷·24）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和
s1（s1<s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。训练时，让运动员和冰球都位于
起跑线上，教练员将冰球以速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板。
冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板
时，运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的
速度为v1。重力加速度为g。求：
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（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；
（2）满足训练要求的运动员的最小加速度。
v1
2 v0
2 s0 v0 v1
10．(2015·四川)严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾
的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点，地铁列车可实现零排放，大力发展
地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。
若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s 达到最高速度
72km/h，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s 到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵
引力为1×106N，匀速阶段牵引力的功率为6×103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。
⑴求甲站到乙站的距离；
⑵如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放
气体污染物的质量。(燃油公交车每做1 焦耳功排放气体污染物3×10－6克)
【最新模拟题精练】
一．选择题
1. （2023 石家庄重点中学高一质检）位移传感器由发射器A 和接收器B 组成，发射器A 能
够发射红外线和超声波信号。将发射器固定在小车上，接收器固定在地面上。小车由静止
开始做匀加速运动的同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，此后每间隔10s 发射一
个红外线脉冲和一个超声波脉冲。已知接收器接收到第一个红外线脉冲和第一个超声波脉
冲的时间差为1.25s，接收第二个红外线脉冲和第二个超声波脉冲的时间差为1s。已知发射
器A 和接收器B 均视为质点，不计红外线传播的时间，超声波在空气中传播速度为340
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，则（ ）
A.小车远离接收器
B.小车靠近接收器
C.A、B 起始相距425m
D.小车做匀加速运动的加速度大小为8.5
2. (2022 广东潮州二模)顾诵芬院士主持建立了我国飞机设计体系，开创了我国自行设计研
制歼击机的历史。“歼—20”在某次训练时着舰不成功，飞行员经短暂反应后迅速启动“逃逸
复飞”，若启动复飞时飞机距离航母跑道末端为210m，速度为20m/s。复飞过程可看成匀
变速直线运动，飞机起飞所需的最小速度为50m/s，为使飞机能复飞成功，则复飞过程的
加速度至少为（ ）
A. 4m/s2
B. 7m/s2
C. 6m/s2
D. 5m/s2
3. （2022·河北石家庄三模）如图所示，某飞机着陆时的速度
，随后沿直
线匀减速滑行到静止。从飞机着陆开始计时，该飞机在倒数第
内的位移为
，下列说
法正确的是（ ）
A. 该飞机的加速度大小为
B. 该飞机着陆后
时的速度大小为
C. 该飞机在跑道上滑行的时间为
D. 该飞机在跑道上滑行的距离为
4. （2022 河北唐山三模）不久前，万众瞩目的北京冬奥会已圆满落幕。如图，在高山滑雪
训练中，运动员从斜坡上A 点由静止匀加速下滑，到最底端B 后，在水平面做匀减速直线
最后停止在C 点。已知
，
。忽略运动员在B 点的速度损失，则由
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两段时间之比
为（ ）
A
B.
C.
D.
5. （2022 河北重点中学期中素养提升）第24 届冬季奥林匹克运动会将于2022 年2 月4 日
在北京开幕，其中滑雪是冬奥会中的一个比赛大项。如图所示，某滑雪运动员以某一初速
度冲上斜面做匀减速直线运动，到达斜面顶端时的速度为零。已知运动员在前四分之三位
移中的平均速度大小为v，则滑雪者整个过程的平均速度为（ ）
A.
B.
C.
D.
6．（2020 年3 月武汉质检）玩具车的遥控距离为25m．某同学手持遥控器和玩具车同时
从同地由静止沿同方向做匀加速直线运动。若该同学加速度的大小为1 m/s2，最大速度为
5m/s;玩具车加速度的大小为2m/s2，最大速度为l0m/s。在达到最大速度后，二者都能长时
间保持最大速度匀速运动。下列说法正确的是
A．该同学对玩具车的控制时间为7.0s
B．该同学对玩具车的控制时间为7.5s
C．在控制时间内，该同学的位移大小为25m
D．与静止不动相比，该同学因运动而增加了2.5s 的控制时间
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7．[2023·江西红色七校联考]我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网，大大缩
短了车辆通过收费站的时间．一辆汽车以20 m/s 的速度驶向高速收费口，到达自动收费装
置前开始做匀减速直线运动，经4s 的时间速度减为5 m/s 且收费完成，司机立即加速，产
生的加速度大小为2.5 m/s2，汽车可视为质点．则下列说法正确的是( )
A．汽车开始减速时距离自动收费装置110 m
B．汽车加速4 s 后速度恢复到20 m/s
C．汽车从开始减速至速度恢复到20 m/s 通过的总路程为125 m
D．汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为4 s
8. 汽车在刹车过程中位移和时间的比值
与之间的关系图象如图所示，则下列说法正
确的是（ ）
A. 汽车的初速度为
B. 刹车过程汽车的加速度大小为
C. 刹车过程持续的时间为
D. 从开始刹车计时，经过
，汽车的位移为
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9． （2022 湖北武汉武昌区5 月模拟）无人驾驶汽车通过车载传感系统识别道路环境，自
动控制车辆安全行驶。无人驾驶有很多优点，如从发现紧急情况到车开始减速，无人车需
要0.1s，人需要0.5s。人驾驶汽车以72km/h 匀速行驶，从发现情况到停下的运动距离为
30m，汽车减速过程视为匀减速运动。同一条件下，无人驾驶汽车从发现情况到停下的运
动距离为（ ）
A 22m
B. 20m
C. 18m
D. 10m
10.（2023 河南开封名校联考）在我国新交通法中规定“车让人”，驾驶员驾车时应考虑到
行人过马路的情况．若有一汽车以8 m/s 的速度匀速行驶即将通过路口，此时正有行人在
过人行横道，而汽车的前端距停车线8 m，该车减速时的加速度大小为5 m/s2．下列说法中
正确的是
A．驾驶员立即刹车制动，则至少需2 s 汽车才能停止
B．在距停车线7.5 m 处才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处
C．若经0.25 s 后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处
D．若经0.2 s 后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处
11、（2023·山东省济南名校联考）“道路千万条，安全第一条．”《道路交通安全法》第四
十七条规定：“机动车行经人行横道，应减速行驶；遇行人正在通过人行横道时，应停车让
行．”一辆汽车以7.5m/s 的速度匀速行驶，驾驶员发现前方的斑马线上有行人通过，随即刹
车使车做匀减速直线运动至停止．若驾驶员的反应时间为0.6s，汽车在最后2s 内的位移为
5m，则汽车距斑马线的安全距离至少为（ ）
A. 14.75 m
B. 6.25m
C. 15.75m
D. 8.75m
12 [2021·吉林长春摸底考试]强行超车是道路交通安全的极大隐患之一．下图是汽车
超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36 km/h 的速度在路面上匀速行驶，其中甲车车身
长L1＝5 m、货车车身长L2＝8 m，货车在甲车前s＝3 m 处．若甲车司机开始加速从货车左
侧超车，加速度大小为2 m/s2.假定货车速度保持不变，不计车辆变道的时间及车辆的宽度．
(1)甲车完成超车至少需要多长时间？
(2)若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距110 m，乙车
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速度为54 km/h.甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析甲车能
否安全超车．
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