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专题01 运动的描述 匀变速直线运动
一、单选题
1.(2024·黑龙江大庆·三模)在跳水训练中,某运动员(可看作质点)
时刻从距
水面1m 高度处竖直向上起跳,运动过程中不计空气阻力,其运动的速度与时间关系图
像如图所示,规定竖直向下为正方向,g 取
,则( )
A.
时刻运动员进入水面
B.
时刻运动员到达最高点
C.运动员在最高点时距水面
D.运动员入水速度为
【答案】C
【分析】根据题中运动员的速度与时间关系图像,分析运动员的运动情况是先在竖直
向上做匀减速运动,到达最高点后,再竖直向下做自由落体运动,最后进入水面做匀
减速运动。本题考查速度与时间图象问题,图中图象包围的面积表示位移,再结合匀
变速直线运动规律进行求解。【详解】A.由于运动员t=0 时刻从距水面1m 高度处竖
直向上起跳,做匀减速直线运动,运动员t1时刻速度为0,刚好到达最高点,故A 错
误;B.运动员时刻速度为0,刚好到达最高点,
时刻运动员刚好进入水面,之后
做减速,故B 错误;C.运动员时刻到达最高点,速度与时间围成的图像为运动员上
升的最大高度
,
之间为下降高度
,则有
假设每个方格的时间为
,
则有
解得
由运动员在
之间做自由落体,则运动
员在最高点时距水面高度
故C 正确;D.运动员在
之间做自
由落体,则运动员入水速度
故D 错误。故选C。
1
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2.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)一物体从
开始由静止做直线运动,物体运动的加
速度a 随时间t 变化的图象如图所示。在
内,下列说法正确的是( )
A.在
内,物体做匀加速直线运动
B.在
内,物体所受合力不断减小
C.在第
末,物体离出发点最远,速率最大
D.在第
末,物体的速度和加速度都为零,且离出发点最远
【答案】D
【详解】A.由图可得,在0~1s 内,物体的加速度大小在增大,所以物体做变加速直
线运动,故A 错误;B.由图可得,在2~3s 内,物体的加速度大小在增大,根据牛顿
第二定律
物体所受合力不断增大,故B 错误;CD.根据
可得,
图
线与t 轴围成的面积表示物体的速度变化量,由图可得0~2s 内物体加速,当
时,
物体的速度最大,
内与t 轴围成的面积为负,表示物体在减速,且0~2s 内和
2~4s 内图线与坐标轴围成的面积相等,故
时,物体速度减小为零,由图可知,此
时加速度也为零,物体距离出发点最远,故C 错误,D 正确。故选D。
3.(2024·黑龙江·三模)如图所示为一无人机由地面竖直向上运动的v-t 图像。关于
无人机的运动,下列说法正确的是( )
A.0~
段无人机的加速度大于
~
段无人机的加速度
2
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B.0~
段,无人机的平均速度大小为
C.
时刻无人机到达最高点
D.
~
段,无人机处于失重状态
【答案】D
【详解】A.
图像中,其斜率表示加速度的大小,由于
段倾斜程度小于
段的倾斜程度,所以
段的加速度小于
加速度,A 错误;B.
段无人机
的加速度发生了变化,不是匀变速运动,所以其平均速度不是
,而是小于
,B 错
误;
C.由图像可知,无人机
加速上升,
也是加速上升,只不过这一阶段的加速
度更大,
阶段开始减速上升,
时刻减速到0,达到最高点,C 错误;D.
阶段开始减速上升,加速度方向向下,无人机处于失重状态,D 正确。故选D。
4.(2024·安徽·三模)一小球由A 点从静止开始做直线运动,经过B 点到达C 点,在
B 点时的速度大小为
。小球在AB 段和BC 段均做匀加速直线运动,B、C 之间的距离
是A、B 之间距离的2 倍,小球在B、C 之间运动的加速度为其在A、B 之间加速度的
,则小球到达C 点的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】小球从A 到B,满足
从小球从B 到C,满足
根据题意
已知
联立解得
故选A。
5.(2024·安徽马鞍山·三模)汽车在出厂前要进行刹车性能测试。某次测试过程中,
汽车做匀减速直线运动,从开始刹车到停止,行驶的距离为40m,所用的时间为4s。
则( )
A.在减速行驶的全过程中,汽车的平均速度为5m/s
3
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B.汽车在减速过程中的加速度大小为
C.汽车开始刹车时的速度为10m/s
D.汽车刹车后,前2s 内位移为25m
【答案】B
【详解】A.在减速行驶的全过程中,汽车的平均速度为
故A 错
误;B.看成初速度为0 的匀加速直线运动,根据
则
故B 正确;C.汽车开始刹车时的速度为
故C 错误;D.汽车刹
车后,前2s 内位移为
故D 错误。故选B。
6.(2024·安徽合肥·三模)A、B 两个质点在同一地点沿同一方向运动,运动的位移x
随时间t 变化规律如图所示,A 的图像为抛物线,B 的图像为倾斜直线,两图像相切于
P 点,则0~3s 内,A、B 两质点的最大距离为( )
A.4.5m
B.6m
C.9m
D.13.5m
【答案】A
【详解】由题图可知,A 做的是初速度为零的匀加速运动,B 做的是匀速直线运动,
时A、B 的速度大小相等,为
A 的加速度
由于
前,A 的速度总比B 的速度小,因此
时A、B 间的距离最大,即最大距离
故选A。
7.(2024·贵州·三模)某游泳运动员在
时间内运动的
图像如图所示。关于
该运动员,下列说法正确的是( )
4
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A.在
内所受的合力一直不为0
B.在
内的位移大小为
C.在
内一定处于超重状态
D.在
内的位移大小为
【答案】D
【详解】A.
图像的斜率代表加速度,由图像可知,在
该运动员的有加速度,
由牛顿第二定律可知
在
与
运动员并无加速度,即此时合力为零,
综上所述,运动员在
与
所受合力为零,在
,所受合力不为零,故A
项错误;B.由于
图像与坐标轴围成的面积表示位移,所以在
内的位移为
故B 项错误;C.由之前的分析,在
结合图像可知,其
加速度为
由于不知道运动员运动方向,只知道该时间内运动员加
速度方向与运动员的运动方向相同,而超重则加速度方向为竖直向上,所以其不一定
是超重状态,故C 项错误;D.结合之前的分析,在
的位移为
故D 项正确。故选D。
8.(2024·贵州遵义·三模)在2024 年世界泳联跳水世界杯女子10m 跳台的决赛中,
中国选手再次夺冠。如图所示为中国选手(可视为质点)跳水过程简化的v﹣t 图像,
以离开跳台时作为计时起点,取竖直向上为正方向,关于运动员说法正确的是( )
5
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A.
时刻达到最高点
B.
时刻到达最低点
C.
时间段与
时间段的加速度方向相同
D.
时间段的平均速度比
时间段的平均速度大
【答案】A
【详解】A.
时间段向上做减速运动,
时刻达到最高点,选项A 正确;B.
时
刻运动员到达水面,
时刻到达水内最低点,选项B 错误;C.图像的斜率等于加速度,
可知
时间段与
时间段的加速度方向相反,选项C 错误;D.
时间段的
位移比
时间段的位移小,但是
时间段比
时间段长,根据
可知,
时间段的平均速度比
时间段的平均速度小,选项D 错误。故选A。
9.(2024·江西南昌·三模)某物体在竖直方向做直线运动的
图像如图所示,则物
体在
内的平均速度大小( )
A.等于
B.大于
C.小于
D.等于
【答案】B
【详解】0 2s
∼
内如果物体沿正反向先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,最大
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速度为
,
图线如图所示
则0 2s
∼
内,物体的
平均速度大小为
但物体先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减
速运动,又因为
图线与横轴所围成的面积表示位移,由图可知,0 2s
∼
内物体的实
际位移大于匀变速运动时的位移,故0 2s
∼
内物体的实际平均速度大小大于
。
故选B。
10.(2024·江西·三模)甲乙两质点同时同地向同一方向做直线运动,它们的速度时间
图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.乙比甲运动得快
B.在
末乙追上甲
C.在
内,甲的平均速度大于乙的平均速度
D.乙追上甲时距出发点
远
【答案】D
【详解】A.从
图象中可以看出
内,
,
内,
,故A 错误;
B.根据
图象中图形所包围的面积知
内,位移为
所以第
末乙没有追上甲,故B 错误;C.在
内,甲的位移
为
两者位移相等,时间也相等,则甲的平均速度
等于乙的平均速度,故C 错误;D.4s 末乙追上甲,由上面分析可知距出发点20m 远,
故D 正确。故选D。
11.(2024·江西景德镇·三模)2023 年2 月26 日和27 日,景德镇一中和景德镇二中分
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别举行了2023 届成人礼暨高考百日冲刺誓师大会(如图)。如图1 为大会上某队列的
走方阵示意图,
与
垂直操场跑道,某时刻该队伍前排刚到直线
处,正在
点的政教处工作人员准备沿直线
方向从静止开始穿到对面,已知工作人员的速度
的平方
与人离
点的距离
变化的关系如图2 所示,
与
相距
,队列前进
的速度
为
,操场宽
,则以下说法正确的是( )
A.该工作人员会在到达
点之前影响到队伍前进
B.该工作人员穿过操场用时
C.该工作人员的加速度大小为
D.该工作人员相对队伍最大的速度为
【答案】D
【详解】ABC.由图2 知,工作人员前半段匀加速运动,后半段匀减速运动,由
结合图2 中直线斜率解得
前半段时间
由对称性,后半段时间也是
12s,总时间为
队伍到达CD 的时间
所以该工作人员到达C 点前恰好
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不影响到队伍前进,故ABC 错误;D.如图
当
达到最大值时,工作人员相
对队伍最大速度为
故D 正确;故选D。
12.(2024·贵州黔东南·三模)两辆可视为质点的小汽车a、b 从同一地点出发,它们
的
图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.b 车启动时,a 车在其前方
处
B.b 车启动后经过
追上a 车
C.在b 车追上a 车之前,
时两车相距最远
D.b 车追上a 车后,两车可能会再次相遇
【答案】C
【详解】A.由图可知,
时b 车启动,
图像与时间轴围成的面积代表位移,
可知在b 车启动时,a 车在其前方超过
的距离,A 选项错误;B.b 车做匀加速直线
运动的加速度大小为
假设b 车启动后
时间追上a 车,计算得
则假设不成立,B 选项错误;C.b 车追上a 车前,两者速度相等时相距最远,
即
,C 选项正确;D.b 车超越a 车后,b 车的速度一直大于a 车,则两车不可能
相遇,D 选项错误。故选C。
13.(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)汽车从发现情况到开始减速到停止运动的情景过程
如下,已知减速过程的加速度大小为a,减速过程的平均速度大小为,减速过程时间
是反应过程时间的5 倍,反应过程可视为匀速,下列说法正确的是( )
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A.汽车正常行驶的速度大小为
B.反应过程的时间为
C.减速过程位移是反应过程位移的
倍
D.从发现情况到汽车停止整个过程的平均速度大小为
【答案】A
【详解】A.设汽车正常行驶的速度为
,由匀变速直线运动的平均速度与瞬时速度
的关系可得
可得
A 正确;B.减速过程时间为
反应过程的时间
为
B 错误;C.减速过程的位移为
反应过程的位移为
则有
C 错误;D.发现情况到汽车停止整个过程的平均速度为
D 错误。故选A。
14.(2024·黑龙江大庆·三模)一个物体从离地某一高度处开始做自由落体运动,该物
体第1s 内的位移恰为最后1s 内位移的二分之一,已知重力加速度大小取
,则它
开始下落时距落地点的高度为( )
A.15m
B.12.5m
C.11.25m
D.10m
【答案】C
【详解】物体第1s 内的位移为
则物体最后1s 内的位移为
物体最后1s 内的平均速度为
解得
则下落的时间为
10
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则物体开始下落时距落地点的高度为
故选C。
二、多选题
15.(2024·广西柳州·三模)甲、乙两车在平直公路上从同一地点同时出发,两车位移
x 和时间t 的比值
与时间t 之间的关系如图所示,则( )
A.乙车的初速度大小为15m/s
B.乙车的加速度大小为
C.前5s 内乙车的位移为12.5m
D.图像的交点表示
时甲、乙两车相遇
【答案】AD
【详解】AB.根据匀变速直线运动位移—时间公式有
可得
甲
车的加速度大小为
m/s2=10 m/s2由图像可知,乙车的初速度为
v=15m/s,加速度为
m/s2=5 m/s2则速度减为零的时间为
s
故A 正确,BC 错误;C.前5s 内乙车的位移即前3s 内的位移,大小为
mD.甲车追上乙车时,两车位移相等,则有
解得t=2s 故D 正确。故
选AD。
16.(2024·广西·三模)某物体从静止开始做直线运动的v-t 图像如图所示,下列说法
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中正确的是( )
A.0~2s 内,速度变化越来越快
B.4s 末物体受到的合力为0
C.2~4s 内与4~6s 内物体的加速度方向相同
D.8s 末物体回到出发点
【答案】CD
【详解】A.0~2s 内,物体做匀加速直线运动,速度均匀增加,故A 错误;B.4s 末
物体加速度不为零,所以受到的合力不为零,故B 错误;C.2~4s 内与4~6s 内图线的
斜率不变,即物体的加速度大小相等,方向相同,故C 正确;D.图线与横轴所围区
域的面积表示物体发生的位移,由图可知,0~8s 内物体的位移为零,即8s 末物体回到
出发点,故D 正确。故选CD。
17.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)如图为同学通过传感器测得的甲、乙两物体的运动图
像,横轴为时间,纵轴忘记标记。已知甲图两部分均为抛物线,且
与
分别
为开口向上和开口向下的抛物线的顶点。下列说法正确的是( )
A.若图像为位移—时间图像,甲物体
和
加速度大小相等
B.若图像为位移—时间图像,
乙物体平均速度大于甲物体平均速度
C.若图像为速度—时间图像,
乙物体平均速度为甲物体平均速度的两倍
D.若图像为速度—时间图像,两物体一定在
时刻相遇
【答案】AC
【详解】A.0-1s 内甲物体做匀加速运动
1-2s 做反向匀加速直线运动,两个过
程位移大小相等,时间相同,加速度大小相等,选项A 正确;B.若为位移-时间图像,
0-1s 乙物体的位移和甲的位移相等,两者平均速度相等,选项B 错误;C.若图像为速
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度一时间图像,根据面积大小关系,
内乙物体位移是甲的位移的两倍,乙物体平
均速度为甲位移平均速度的两倍,选项C 正确;D.若图像为速度-时间图像,乙的图
像面积比甲的大,况且甲乙的初始位置不确定,则两物体不一定在
时刻相遇,选
项D 错误。故选AC。
三、解答题
18.(2024·吉林·三模)如图甲所示的“冰爬犁”是北方儿童在冬天的一种游戏用具。
上坐一人,双手握铁篱,向后下方用力点冰,则冰床前进如飞。在空旷的水平冰面上,
小孩从静止开始,连续三次“点冰”后达到最大速度
(未知),之后沿直线匀减速
滑行了
后停下。某同学用
图像描述了上述运动过程,如图乙所示。若每次“点
冰”获得的加速度恒定且相等。求:
(1)“冰爬犁”最大速度
以及匀减速运动过程的加速度大小;
(2)小孩“点冰”时“冰爬犁”加速度的大小.
【答案】(1)3m/s,0.5m/s2;(2)
【详解】(1)在7~13s 内,“冰爬犁”做匀减速直线运动,由运动学规律得
代入数据
s=9m,t1=13s-7s=6s
解得匀减速过程加速度大小为
a1=0.5m/s2
最大速度
vm=3m/s
(2)由v-t 图像可知,在0~7s 内,匀加速总时间为t2=3s,匀减速总时间为t3=4s,有
vm=a2t2-a1t3
代入数据解得加速过程的加速度大小为
13
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