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专题01 运动学图像
一、单选题
1．（2023·广东·高考真题）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或
加速度
随时间变化的图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】AB．铯原子团仅在重力的作用，加速度g 竖直向下，大小恒定，在
图像中，斜率为加速度，
故斜率不变，所以图像应该是一条倾斜的直线，故选项AB 错误；
CD．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。
故选D。
2．（2022·广东·高考真题）图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M 点由静止自由滑下，
经过水平NP 段后飞入空中，在Q 点落地。不计运动员经过N 点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力。
下列能表示该过程运动员速度大小v 或加速度大小a 随时间t 变化的图像是（ ）
1
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A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】设斜坡倾角为
，运动员在斜坡MN 段做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
可得
运动员在水平
段做匀速直线运动，加速度
运动员从
点飞出后做平抛运动，加速度为重力加速度
设在
点的速度为
，则从
点飞出后速度大小的表达式为
由分析可知从
点飞出后速度大小与时间的图像不可能为直线，且
C 正确，ABD 错误。
故选C。
3．（2024·广东·模拟预测）随着自动驾驶技术不断成熟，无人汽车陆续进入特定道路进行实验。如图所示
是两辆无人汽车在某一水平直线道路上同时同地出发的运动v-t 图像，运动过程没有发生相碰，对两辆无
人汽车的运动过程，下列说法正确的是（ ）
2
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A．前2s 内，甲的加速度始终大于乙的加速度
B．2.5s 时，甲无人汽车回到出发点
C．2.5s 时，甲、乙无人汽车的加速度方向相同
D．4s 时，两辆无人汽车距离为12m
【答案】D
【详解】A．图像的斜率等于加速度，可知在0~1s 内甲的加速度大于乙的加速度；在1~2s 时甲的加速度小
于乙的加速度，选项A 错误；
B．0~2.5s 内甲的速度一直为正，则一直向前运动，则2.5s 时，甲无人汽车距离出发点最远，选项B 错误；
C．图像斜率的符号反映加速度的方向，则2.5s 时，甲、乙无人汽车的加速度方向相反，选项C 错误；
D．图像的面积等于位移，可知4s 时，甲的位移
乙的位移
即两辆无人汽车距离为12m，选项D 正确。
故选D。
4．（2024·广东茂名·一模）每次看到五星红旗冉冉升起，我们都会感到无比的自豪和骄傲，在两次升旗仪
式的训练中，第一次国旗运动的
图像如图中实线所示，第二次国旗在开始阶段加速度较小，但跟第一
次一样，仍能在歌声结束时到达旗杆顶端，其运动的
图像如图中虚线所示，下列图像可能正确的是
（ ）
A．
B．
C．
D．
3
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【答案】C
【详解】A．两次训练，国旗上升的高度相等，所以
图像围成的面积相等，A 错误；
B．两次训练，升旗时间相等，B 错误；
CD．第二次开始阶段加速度较小，虚线刚开始斜率较小，C 正确，D 错误。
故选C。
5．（2024·广东肇庆·二模）雨雪天气时路面湿滑，与干燥路面相比，汽车在湿滑路面上刹车时的刹车距离
将明显增大。某驾驶员驾驶同一辆汽车在这两种路面上刹车过程中的v-t 图像如图所示。对这两种刹车过
程，下列说法正确的是（ ）
A．图线a 是汽车在湿滑路面刹车过程中的v-t 图像
B．两种刹车过程中汽车的平均速度相同
C．汽车在湿滑路面上刹车时的加速度较大
D．汽车在两种路面上刹车时的位移大小与加速度大小成正比
【答案】B
【详解】AC．在其他条件相同的情况下，汽车在湿滑路面紧急刹车过程中的加速度较小，刹车距离较大，
可得图线b 是汽车在湿滑路面紧急刹车过程中的
图线，故AC 错误；
B．因为汽车在两过程中均做匀变速直线运动，且初速度和末速度均相同，所以汽车在两过程中的平均速
度相同，故B 正确；
D．汽车做匀减速直线运动，由
知汽车在两种路面上刹车时的位移大小与加速度大小成反比，故D 错误。
故选B。
6．（2024·广东江门·模拟预测）2023 年10 月3 日，全红婵在杭州亚运会跳水比赛中勇夺十米跳台金牌。
4
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某次跳水时她可视为先竖直向上跳起，争取了更多的时间来完成动作。忽略空气阻力，以下哪副图像可以
描述她从起跳到入水前的运动（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】AB．路程只有大小，没有正负之分，且从起跳到入水前的路程越来越大，故AB 不符合题意；
CD．以向下为正方向，从起跳到最高点，速度方向为负，且越来越小，从最高点到入水前，速度方向为正，
且越来越大，故C 符合题意，D 不符合题意。
故选C。
7．（23-24 高三上·广东深圳·期末）第十四届中国航展于2022 年11 月8 日至13 日在珠海举行，中国自主
研发的具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机歼-20 在航展亮相。歼-20 战
机在空中飞行表演结束后，降落至跑道并打开了阻力伞，直至减速到零。已知歼-20 战机落地至停止一直
沿直线运动，该过程歼-20 战机运动的速度一时间图像如图所示，以战机降落到地面的时刻记作零时刻，
落地速度为
，那么下列关于歼-20 战机运动过程的说法正确的是（ ）
A．歼-20 战机在
时间内的平均速度为
B．歼-20 战机在
时间内运动的加速度逐渐增大
C．歼-20 战机在
时间内受到的阻力逐渐增大
D．阻力在
时间内对歼-20 战机做功的功率大小逐渐减小
【答案】D
【详解】A．由图可知，战机在时间
内的位移小于做匀变速直线运动的情况下在时间
内速度由
5
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减小到0 时的位移，所以其平均速度小于
，A 错误；
B．在速度一时间图像中，曲线在某点的斜率的绝对值等于该时刻加速度的大小；由图可知，战机在时间
内运动的加速度逐渐减小，B 错误；
C．根据牛顿第二定律可得阻力
，由图可知战机的加速度在逐渐减小，说明战机受到的阻力也在逐
渐减小，C 错误；
D．由于阻力
和速度都在逐渐减小，根据功率表达式
可知阻力对战机做功的功率逐渐减小，D 正
确。
故选D。
8．（23-24 高三上·广东·阶段练习）国家跳水队以10 金6 银的成绩圆满结束了杭州亚运会的征程。在这辉
煌成绩的背后，离不开运动员们日复一日的刻苦训练。从运动员离开跳板开始计时，跳水过程中运动员重
心的v-t 图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度g 取
，运动员的运动轨迹视为直线。则下列说法
正确的是（ ）
A．运动员在入水前做的是自由落体运动
B．运动员在0~1s 内的机械能先减小后增大
C．运动员在1~2s 内的位移大小为4m
D．运动员在1~2s 内所受的阻力逐渐减小
【答案】D
【详解】A．运动员离开跳板时，有向上的初速度，则运动员在入水前做的不是自由落体运动，故A 错误；
B．运动员在0~1s 内只受重力作用，故机械能守恒，故B 错误；
C．运动员在
内做自由落体运动，由公式
可得，
时运动员的速度为
，若运动员
在
内做匀减速运动，
图像如图所示。
6
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由
图像中面积表位移。
可知，此时，运动员在
内的位移为
则运动员在
内的实际位移小于
，故C 错误；故C 错误；
D．由图可知，图像的斜率不断减小，即加速度不断减小，由
可知，运动员在1~2s 内所受的阻力逐渐减小，故D 正确。
故选D。
一、单选题
9．（23-24 高三上·广东东莞·期末）我国时速600 公里的高速磁悬浮试验样车在青岛下线。在某次制动测
试过程中，试验样车做匀减速直线运动直到速度为零。用t、x、v、a 分别表示样车运动的时间、位移、速
度和加速度。关于样车的运动，下列图像不正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
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【详解】AB．样车做匀减速直线运动，直到速度为零，所以其位移应该随着时间而增加，而其位移与时间
图像的斜率代表速度，即图像的斜率应该逐渐减小，直至为零，故A 错误，符合题意，B 正确，不符合题
意；
CD．其做匀减速直线运动，速度应该逐渐减小直至为零，其速度与时间图像的斜率表示加速度，其加速度
不变，即图像的斜率不变。对于加速度与时间的图像，其加速度的大小不变，图像是一条平行于时间轴的
横线，故CD 正确，不符合题意。
故选A。
10．（23-24 高三上·广东广州·阶段练习）一遥控玩具小车在平直路上运动的位移-时间图像如图所示，则
下列说法正确的是（ ）
A．前
内汽车的平均速度为
B．前
内汽车的平均速度为
C．
末汽车的速度大小为
D．前
内汽车做单方向直线运动
【答案】A
【详解】A．前10s 内汽车的平均速度为
故A 正确；
B．前15s 内汽车的平均速度为
故B 错误；
C．20s 末汽车的速度大小为
故C 错误；
D．15s 之后图像斜率为负，10s 之前图像斜率为正，所以汽车运动方向发生变化， 故D 错误。
故选A。
8
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11．（2024·广东惠州·二模）甲、乙、丙三位同学，晚饭后在学校田径场100 米赛道上散步，其位移-时间
图像如图所示，图线丙为直线，下列说法正确的是（ ）
A．三位同学同时从同一位置出发
B．在t₂ 时刻，三位同学相遇
C．在
内，甲同学的平均速度最大
D．甲、乙两位同学在做曲线运动
【答案】B
【详解】A．甲同学和丙同学从坐标原点出发，乙同学从x 轴正半轴某处出发，故A 错误；
B．在t₂ 时刻，三位同学位置坐标均在
处，故三位同学相遇。故B 正确；
C．在
内，由图像可知甲同学的位移小于乙和丙的位移，故甲同学的平均速度最小。故C 错误；
D．甲、乙两位同学在做直线运动。故D 错误。
故选B。
12．（23-24 高三上·广东佛山·阶段练习）如图甲所示为某医院的医用智能机器人，如图乙所示为该机器人
在医院走廊做直线运动的位移—时间图像（后24~36s 的图线为曲线，其余为直线）。下列说法正确的是（
）
A．机器人在0~36s 内的路程大小为3m
B．机器人在24~36s 内的平均速度大小为0.25m/s
C．机器人在12~24s 内的加速度大小为
D．机器人在第6s 末的速度与第18s 末的速度相同
【答案】B
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【详解】A．根据图像可知，机器人在0~36s 内的路程大小为
s=5m+8m=13m
故A 错误；
B．24~36s 内，机器人的平均速度大小为
故B 正确；
CD．位移一时间图线的斜率表示速度，由图可知，机器人在6s 末与18s 末的斜率大小相同，方向相反，
即速度大小相等，方向相反。12~24s 内，图线的斜率不变，机器人做匀速运动，加速度为0。故CD 错误。
故选B。
13．（23-24 高三上·广东揭阳·阶段练习）甲、乙两车在同一条平直公路上行驶，其x-t 图像如图所示，已
知甲车做匀变速直线运动，其余数据已在图中标出。根据图中数据可知（ ）
A．t=2s 时刻，甲乙两车速度大小相等
B．t=2s 时刻，甲乙两车相遇
C．0~2s 内，甲车位移等于乙车位移
D．相遇之前，t=ls 时两车相距最远
【答案】B
【详解】A．
图象的斜率表示速度，可知t=2s 时刻，甲车的速度比乙车大，故A 错误；
B．t=2s 时刻，甲乙两车相遇，故B 正确；
C．0~2s 内，甲车位移的位移为
0~2s 内，乙车位移的位移为
故0~2s 内，甲车位移大于乙车位移，故C 错误；
D．设甲的位移表达式为
将（0，
）（1,0）（2,6）代入
10
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可得
，
，
乙的速度为
两车速度相同时，两车相距最远，运动至两车相距最远的时间为
故D 错误。
故选B。
14．（22-23 高三上·广东珠海·阶段练习）科技节上有“车模竞速”项目，下列v-t 和s-t 图像描述了五辆自
制小车从同一起点线同时出发、沿长直赛道驶向同一终点线的运动全过程，其中能反映“小车甲最初比某
车快，后面又被其反超”的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】A．从出发开始，甲车的位移一直大于乙车的位移，因为出发点相同，所以甲车一直在乙车的前
方，故A 错误；
B．从出发开始甲车的位移先小于丙车的位移，后大于丙车的位移，故B 错误；
C．从图像可知，从开始出发，甲车的位移一直小于丁车的位移，所以甲车一直在乙车的后方，故C 错误；
D．从图像可知，小车甲最初比戊车快，后面又被其反超，故D 正确。
11
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故选D。
15．（23-24 高三上·广东江门·阶段练习）某同学乘坐高速列车时，利用智能手机中的加速度传感器研究了
火车的运动过程，取火车前进方向为x 轴正方向，若测得火车沿x 轴方向的加速度—时间图像如图所示，
下列说法正确的是（ ）
A．
时间内，火车在做匀速运动
B．
时间内，火车在做加速运动
C．
时刻，火车的速度开始减小
D．
时间内，火车的位移变化率在减小
【答案】B
【详解】A．
时间内加速度不变﹐火车做匀加速直线运动，故A 错误；
BCD．
时间内，火车仍然做加速运动，速度增加，则位移的变化率增大，故B 正确，CD 错误。
故选B。
16．（2023·广东湛江·模拟预测）一遥控小车在遥控器控制下在水平地面上匀加速直线运动（如图甲所
示），碰到前方挡板后反弹，小车与挡板作用时间不计，其速度v 随时间t 变化的关系如图乙所示，图中
两斜线的斜率相等。以静止开始运动起点为坐标原点，以小车开始运动时刻为t=0 时刻，则下列选项中能
正确反映小车运动的图像是（ ）
12
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A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】AB．由小车运动的v—t 图像可知，小车前进和后退过程都做匀变速直线运动，图中两斜线的斜率
相同，故车前进和后退过程加速度保持不变，故AB 错误；
CD．小车前进过程做初速度为零的匀加速直线运动，由
可知，
图像为过原点的直线，且位
移x 随时间增大，小车后退过程末速度为零，可看作反向的初速度为零的匀加速直线运动，位移随时间减
小，因此，
图像也是一条直线，由v—t 图像可知，小车后退过程的初速度小于小车前进过程的末速度，
后退时间比前进时间短，因此小车后退至速度为零时没有回到初始位置，故C 正确，D 错误。
故选C。
17．（23-24 高三上·广东佛山·阶段练习）如图所示为“迈耶”号在海面上运动的速度—时间图像，则下列
说法正确的是（ ）
13
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A．美舰在0~66s 内的平均速度大小等于7.5m/s
B．美舰在66s 末开始调头逃离
C．美舰在66~96s 内运动了225m
D．美舰在96~116s 内做匀减速直线运动
【答案】C
【详解】A．速度—时间图像的斜率为加速度，若美舰在0~66s 内做匀加速直线运动。平均速度大小为
根据图像可知美舰做加速度减小的加速运动，所以平均速度大小大于7.5m/s，故A 错误；
B．美舰在96s 末速度开始反向，此时开始调头逃离，故B 错误；
C．速度—时间图线与时间轴围成的面积为位移，则66~96s 内内运动了
故C 正确；
D．美舰在96~116s 内做反向的匀加速直线运动，故D 错误。
故选C。
一、单选题
18．（23-24 高三上·广东广州·阶段练习）ETC 是高速公路上不停车电子收费系统的简称，甲车通过ETC
通道，乙车通过人工通道，两车同时到达收费站中心线并开始计时。此时甲车速度为
，ETC 自动抬杆
放行，乙车停在人工通道中心线处缴费，缴费后开始加速。过中心线后的最初一段时间两辆车的
图像
如图所示。下列说法正确的是（ ）
14
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A．乙车25 时追上甲车
B．乙车启动时，甲车在其前方
处
C．乙车超过甲车后，两车还会再次相遇
D．运动过程中，乙车落后甲车的最大距离为
【答案】D
【详解】B．由v-t 图像面积代表位移可知，乙车启动时，甲车在其前方
故B 错误；
A．由图像可知，乙启动25s 后的位移
此时甲车距离中心线的距离为
此时乙车没有追上甲，故A 错误；
C．由图可知，甲车超过乙车后，乙车速度一直大于甲车，两车不会再次相遇，故C 错误；
D．当二者速度相等时，两车相距最远，此时甲车位移为
乙车位移为
则两车最大距离为
故D 正确。
故选D。
15
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19．（23-24 高三下·广东·开学考试）一位同学玩弹性很好的弹力球，他由静止释放弹力球后，观察弹力球
在竖直方向往复运动的过程，他发现弹力球每次反弹能达到的高度几乎不变，他画出了两幅“速度—时间
图像”和两幅“位移—时间图像”，描述弹力球连续多次往复运动的过程，下列四幅图中最合适的是（
）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】AB．弹力球每次反弹的高度几乎不变，可以认为球从地面反弹后速度大小不变。球从最高点释放，
先做自由落体运动，弹回后速度大小不变做竖直上抛运动，加速度均为向下的g 不变，则
图像的斜率
不变，故A 正确，B 错误；
CD．因球上升和下落的过程都做匀变速运动，根据
则位移与时间不成线性关系，故
图像不可能是直线，故CD 错误。
故选A。
16
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