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专题01 匀变速直线运动
考点
五年考情（2020-2024）
命题趋势
考点1 匀变速
直线运动的规
律（含实验）
2020 年江苏和全国卷；
2021 年湖北；
2022 年北京和全国卷；
2023 年山东和全国卷等
匀变速直线运动，考生要掌
握描述这些运动的公式，理解这
些公式中各个量准确的物理含
义，并能正确地使用。准确理解
这些运动的物理过程，弄懂在运
动的全过程中，物体的位移、速
度、加速度等物理量怎样变化，
是什么原因引起的这些变化．搞
清物理过程，会正确地分析物理
现象，切忌不加分析地套用公式
做题。
近年考查的热点内容是匀变
速直线运动的规律及对运动学图
象的理解与应用。命题时常以现
实生活和生产实际的问题作为背
景，旨在考查学生运用知识的能
力、建立物理模型的能力和解决
实际问题的能力。
考点2 运动图
像
2021 年广东、海南和辽宁；
2023 年广东、湖北和全国卷；
2024 年甘肃、福建和全国卷等
1
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考点01 匀变速直线运动的规律
1．(2023·山东卷·6)如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T 三点，已知ST 间的
距离是RS 的两倍，RS 段的平均速度是10 m/s，ST 段的平均速度是5 m/s，则公交车经过T 点时的瞬时速
度为( )
A．3 m/s B．2 m/s C．1 m/s D．0.5 m/s
【答案】 C
【解析】由题知，电动公交车做匀减速直线运动，设RS 间的距离为x，则根据题意有RS＝＝，ST＝＝，联
立解得t2＝ 4t1，vT＝vR－10，再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有vT＝vR－a·5t1，则at1＝ 2
m/s，又有RS＝vR－a·＝10 m/s，则vR＝11 m/s，联立解得vT＝1 m/s，故选C。
2．(2022·全国甲卷·15)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
【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，若用时最少，则列车先匀减速到v 进入隧道，再在隧道中匀速运动，出了隧道再匀加速到v0.
则有v＝ v0－2at1
解得t1＝，
在隧道内匀速有t2＝
列车尾部出隧道后立即加速到v0，有v0＝v＋at3
解得t3＝
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t＝＋，故选C.
3．(2021·湖北卷·2)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．0.4 s C．1.0 s D．1.4 s
【答案】 B
2
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【解析】 陈芋汐下落的整个过程所用的时间为
t＝＝ s≈1.4 s
下落前5 m 的过程所用的时间为
t1＝＝ s＝1 s
则陈芋汐用于姿态调整的时间约为t2＝t－t1＝0.4 s
故B 正确．
4．（2020·全国卷Ⅰ·24）我国自主研制了运20 重型运输机．飞机获得的升力大小F 可用F＝kv2描写，k 为
系数；v 是飞机在平直跑道上的滑行速度，F 与飞机所受重力相等时的v 称为飞机的起飞离地速度，已知飞
机质量为1.21×105 kg 时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为1.69×105 kg，装载货物前后起飞
离地时的k 值可视为不变．
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度；
(2)若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m 起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和
所用的时间．
【答案】(1)78 m/s (2)2 m/s2 39 s
【解析】 (1)设飞机装载货物前质量为m1，起飞离地速度为v1；装载货物后质量为m2，起飞离地速度为
v2，重力加速度大小为g.飞机起飞离地应满足条件
m1g＝kv1
2①
m2g＝kv2
2②
由①②式及题给条件得v2＝78 m/s ③
(2)设飞机滑行距离为s，滑行过程中加速度大小为a，所用时间为t.
由匀变速直线运动公式有
v2
2＝2as ④
v2＝at ⑤
联立③④⑤式及题给条件得a＝2 m/s2，t＝39 s.
5.（2020·江苏·统考高考真题）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。
3
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(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】 15.75 4.30 9.85 AB
本题考查重力加速度的测量，意在考查考生对实验原理的理解以及处理实验数据的能力。
【详解】（1）[1]由游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为
（2）[2][3]由题意可知，小球下落H =0.9423 m 时的速度
由运动学公式
得
（3）[4]A．小球下落一定高度时的瞬时速度近似为曝光时间内的平均速度，曝光时间越短，曝光时间内的
平均速度越接近瞬时速度，实验误差越小，故A 正确；
4
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B．让小球在真空管中自由下落，可减小空气阻力的影响，可减小实验误差，故B 正确；
C．质量相等的实心铝球代替实心钢球时，铝球体积更大，阻力对铝球的影响较大，实验误差较大，故C
错误。
6．(2023·全国甲卷·23)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。
让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出
纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。
(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s。以打出A 点时小车位置为初始位置，将打出B、
C、D、E、F 各点时小车的位移Δx 填到表中，小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt 和，表中
ΔxAD＝________ cm，AD＝________ cm/s。
位移区间
AB
AC
AD
AE
AF
Δx(cm)
6.60
14.60
ΔxAD
34.90
47.30
(cm/s)
66.0
73.0
AD
87.3
94.6
(2)根据表中数据得到小车平均速度随时间Δt 的变化关系，如图(c)所示。在图中补全实验点。
(3)从实验结果可知，小车运动的－Δt 图线可视为一条直线，此直线用方程＝kΔt＋b 表示，其中k＝
________ cm/s2，b＝________ cm/s。(结果均保留3 位有效数字)
(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A 点时小车速度大小vA＝________，小
车的加速度大小a＝________。(结果用字母k、b 表示)
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【答案】 (1)24.00 80.0 (2)见解析图 (3)70.0 59.0 (4) b 2k
【详解】 (1)根据纸带的数据可得
ΔxAD＝xAB＋xBC＋xCD＝6.60 cm＋8.00 cm＋9.40 cm＝24.00 cm
平均速度AD＝＝80.0 cm/s
(2)根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像得
(3)从实验结果可知，小车运动的－Δt 图线可视为一条直线，图像为
此直线用方程＝kΔt＋b 表示，由图像可知其中
k＝ cm/s2＝70.0 cm/s2，b＝59.0 cm/s
(4)小球做匀变速直线运动，由位移公式x＝v0t＋at2，整理得＝v0＋at
即＝vA＋at
故根据图像斜率和截距可得vA＝b，a＝2k。
7.（2022·北京·高考真题）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1 所示，打点计时
器接在频率为
的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。
挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1，2，…，8，相邻计数点之间还有1 个计时点。分别测出相
邻计数点之间的距离
，并求出打点2，3，…，7 时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立
坐标系，根据重锤下落的速度作出
图线并求重力加速度。
6
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（1）图2 为纸带的一部分，打点3 时，重锤下落的速度
______________
（结果保留3 位有效数
字）。
（2）除点3 外，其余各点速度对应的坐标点已在图3 坐标系中标出，请在图中标出速度
对应的坐标点，
并作出
图线______________。
（3）根据图3，实验测得的重力加速度
______________
（结果保留3 位有效数字）。
（4）某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴
下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手
机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。
_________________________
【答案】 (1)1.15 (2)见解析图 (3)9.79 (4)见解析
【详解】（1）[1]打点计时器接在频率为
的交流电源上，相邻计数点之间还有1 个计时点，则相邻
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两计数点之间的时间为
纸带做自由落体运动，打点3 时的瞬时速度等于点2 到点4 之间的平均速度，由纸带数据可知
（2）[2]做出图像如图所示
（3）[3]根据
，可知
根据
图像可知其斜率为重力加速度，则有
（4）[4]需要测量的物理量：水滴下落的高度h 和下落的时间t。
测量h 的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值；
测量t 的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。
用手机测量n 滴水下落的总时间
，则
.
考点02 运动的图像
1. （2024·甘肃·高考真题）小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的
图像如图所示，此两站间的距离约为（ ）
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A. 980m
B. 1230m
C. 1430m
D. 1880m
【答案】C
【解析】
图像中图线与横轴围成的面积表示位移，故可得两站间的距离约为
故选C。
2.(2023·全国甲卷·16)一小车沿直线运动，从t＝0 开始由静止匀加速至t＝t1时刻，此后做匀减速运动，
到t＝t2时刻速度降为零，在下列小车位移x 与时间t 的关系曲线中，可能正确的是( )
【答案】 D
【解析】 x－t 图像的斜率表示速度，0～t1时间内小车做匀加速运动，速度变大，所以图像斜率变大，t1
～t2时间内小车做匀减速运动，则图像的斜率变小，在t2时刻小车停止，图像的斜率变为零，故选D。
3.（2024·高考全国新课程卷）一质点做直线运动，下列描述其位移x 或速度v 随时间t 变化的图像中，
可能正确的是（ ）
A.
B.
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C.
D.
【答案】 C
【解析】质点做直线运动，不能出现同一时间两个位移，AB 错误；不能出现同一时间两个速度，D 错误C
正确。
4．（2021·辽宁·统考高考真题）某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置x 与
时间t 的关系如图所示，则汽车行驶速度v 与时间t 的关系图像可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】
图象斜率的物理意义是速度，在
时间内，
图象斜率增大，汽车的速度增大；在
时间内，
图象斜率不变，汽车的速度不变；在
时间内，
图象的斜率减小，汽车做减速
运动，综上所述可知A 中
图象可能正确。
故选A。
5．(多选)（2021·海南·高考真题）甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动，
时经过路边的同一路标，
下列位移-时间
图像和速度-时间
图像对应的运动中，甲、乙两人在
时刻之前能再次相遇的是
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（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】BC
【详解】A．该图中，甲乙在t0时刻之前位移没有相等的时刻，即两人在t0时刻之前不能相遇，选项A 错误；
B．该图中，甲乙在t0时刻之前图像有交点，即此时位移相等，即两人在t0时刻之前能再次相遇，选项B 正
确；
C．因v-t 图像的面积等于位移，则甲乙在t0时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇，选项C 正确；
D．因v-t 图像的面积等于位移，由图像可知甲乙在t0时刻之前，甲的位移始终大于乙的位移，则两人不能
相遇，选项D 错误。
故选BC。
6．(多选)（2021·广东·高考真题）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．
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【答案】BD
【详解】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。
7.（2024·福建·高考真题） 质点做直线运动的
图像如图所示，其中
为直线，
为曲线，
为直线，则以下说法正确的是（ ）
A.
的平均速度为
B.
做匀减速直线运动
C.
的加速度比
的大
D.
的位移比
的小
【答案】B
【解析】根据速度图像的面积表示位移可知
的位移为45m，平均速度为15m/s，A 错误；
的位
移小于
时间内的位移，D 错误；
质点做匀减速运动，B 正确；根据速度图像的斜率表示加速
度，根据图像信息，不能判断出
的加速度比
的大，C 错误。
8．(2023·高考广东卷·3)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯
原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，
到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v 或
加速度a 随时间t 变化的图像是( )
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【答案】D
【解析】铯原子团仅受重力的作用，加速度g 竖直向下，大小恒定，在v－t 图像中，斜率绝对值等于重力
加速度，故斜率不变，所以图像应该是一条倾斜的直线，故选项A、B 错误；因为加速度恒定，且方向竖直
向下，故为负值，故选项C 错误，选项D 正确。
9．(多选)(2023·湖北卷·8)t＝0 时刻，质点P 从原点由静止开始做直线运动，其加速度a 随时间t 按图
示的正弦曲线变化，周期为2t0。在0～3t0时间内，下列说法正确的是( )
A．t＝2t0时，P 回到原点
B．t＝2t0时，P 的运动速度最小
C．t＝t0时，P 到原点的距离最远
D．t＝t0时，P 的运动速度与t＝t0时相同
【答案】 BD
【解析】质点在0～t0时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动再做加速度减小的加速运动，此过程
一直向前加速运动，t0～2t0时间内加速度和速度反向，先做加速度增加的减速运动再做加速度减小的减速
运动，2t0时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动，2t0～4t0重复此过程的运动，即质点一直向前
运动，A、C 错误，B 正确；a－t 图像的面积表示速度变化量，～t0时间内速度的变化量为零，因此时刻的
速度与t0时刻相同，D 正确。
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