专题1.5 其它运动图像--2024高考物理模拟题分类（名师解析）

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2024高考物理模拟题分类解析
第一部分 运动的描述和直线运动
专题1.5 其他图像
1． (2024安徽”江南十校”3月联考)某人驾驶汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶，某时刻看到前方路上有障碍物，经过一段反应时间，开始刹车，假设刹车后汽车做匀减速直线运动。从看到障碍物到车子停下的过程，汽车的位移x随速度ν变化的关系图像由一段平行于x轴的直线与一段曲线组成，直线与曲线的分界点为P点（如图所示）。则下列说法正确的是（ ）
A．曲线部分是一段抛物线
B．司机的反应时间为0.5s
C．刹车的加速度大小为
D．刹车的时间是6s
【参考答案】AB
【名师解析】对匀减速运动，满足
故为抛物线，A正确；汽车在反应时间内做匀速直线运动，由图可知对应于直线段，反应时间内的位移，速，则反应时间,，B正确；
刹车过程的位移为
由，解得，故C错误；
刹车的时间为，故D错误。
2. （2024安徽六校教育研究会第二次素养测试）智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。为能让小车及时停下来获得高分，需要测试小车的刹车性能。小庐同学在平直路面上做了刹车实验。右图是刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像。下列说法正确的是（ ）
A.由图像知刹车过程中加速度大小为2m/s2
B.从开始刹车时计时经2s，位移大小为0.5m
C.某次得分96分一定是刹车阻力偏小造成的
D.车轮与地面间的动摩擦因数μ大约是0.1
【参考答案】：BD。
【名师解析】小车刹车过程，x=v0t-，变化为=v0-t，对照刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像，可知v0=1.0m/s，a=1m/s2，A错误；由v0=at，可知经过t=1s时间小车静止，小车刹车位移x= v02/2a=0.5m，即从开始刹车时计时经2s，位移大小为0.5m，B正确；由牛顿第二定律，μmg=ma，解得车轮与地面间的动摩擦因数μ大约是0.1，D正确；若刹车阻力偏小，则小车停止时车尾越过的最后一条分值线可能是91，所以某次得分96分是刹车阻力不一定时偏小造成的，C错误。
3. （2024江苏苏州期末）如图所示，某机车在运动过程中的图像，已知其在水平路面沿直线行驶，规定初速度的方向为正方向，已知机车的质量为5t，运动过程中所受阻力恒定为。下列说法正确的是（　　）
A. 该机车做匀加速直线运动
B. 该机车的加速度大小为
C. 该机车在前3秒的位移是24m
D. 零时刻机车的牵引力的功率为
【参考答案】D
【名师解析】
根据匀变速直线运动的位移与时间关系
则的关系式为
．图像的斜率为初速度v0，则
纵轴截距为，则
即
a与v0反向，所以该机车做匀减速直线运动，故AB错误；
该机车速度减为0所用的时间为t，则
解得
该机车在前3秒 的位移是前2.5s内的位移，则
故C错误；
根据牛顿第二定律可知
解得
所以零时刻机车的牵引力的功率为
故D正确。
4. （2024广东百日冲刺联合检测）甲、乙两个质点在平面直角坐标系的坐标平面内运动，同时经过A点，然后同时到达B点，运动过程如图所示，则从A到B过程中，甲、乙两个质点（　　）
A．平均速度相同
B．平均速率相同
C．经过A点时速度可能相同
D．经过B点时，乙的速度比甲的速度大
【参考答案】A
【名师解析】．从A到B位移相同，时间相同，平均速度相同，故正确；
乙的路程大，乙的平均速率大，故错误；
甲、乙经过A点时速度方向不同，故C错误；
无法比较经过B点时速度大小，故错误。
5. （2024黑龙江牡丹江市第二共同体期末联考）如图1所示小王开着新能源汽车去外婆家，在笔直的公路上以某一速度匀速行驶，发现正前方处有一队小朋友要过马路，小王为了礼让行人立即刹车。假设刹车过程中新能源汽车运动的图像如图2所示，则新能源汽车（ ）
A. 刹车的加速度大小为
B. 在时停下来
C. 最终停在人行道前10米处
D. 在内行驶的位移大小为
【参考答案】B
【名师解析】
根据匀变速直线运动位移公式
可得
由图像可知
，
即
A错误；
停下的时间
停下来的位移
停下来距人行道5m，B正确，C错误；
在内已经停下，则行驶的位移大小为， D错误。
6. （2022山东泰安三模）利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列说法中正确的是（　　）
A. 甲图中图可求出物体的加速度大小为1m/s2
B. 乙图中图可求出物体的加速度大小为5m/s2
C. 丙图中图可求出物体的加速度大小为2m/s2
D. 丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
【参考答案】B
【名师解析】
根据匀变速运动的位移与时间关系公式，根据甲图中图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为，解得，A错误；
根据匀变速运动的速度与位移时间关系，根据乙图中图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为，解得，B正确；
根据匀变速运动的位移与时间关系公式，整理得
根据丙图中图像为一次关系图线，可求出物体的加速度大小为
解得，，物体的加速度大小为4m/s2，C错误；
根据微元法可以得到，物理学中图像的图线与坐标轴所围成的面积表示这段时间内物理的速度变化量，则丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为，D错误。
7. (2022上海七宝中学模拟)如图（a），在一竖直线有两点A、B，其距离记为x，一质量为m的小球（可视为质点）从A点自由下落到达B点所用时间记为t。上下移动B的位置，可得到多组x、t数值，据此作出随t变化的图线为如图（b）所示的一条直线，直线的斜率为k。由图线可知，当地重力加速度大小为___________；若某次测得小球从A到B的时间为，则小球经过B点的动能为___________。
【参考答案】 ①. ②.
【名师解析】
小球下落的位移随时间的关系式为
整理得
可知，斜率为
重力加速度为
小球到达B点的速度为
动能为
8. （2022山东青岛二模）速度—位移（）图像可以直观表示物体运动的速度随空间位置的变化情况。如图，某物体运动的图线为抛物线，下列说法正确的是（　　）
A. 物体做加速度越来越小的加速运动
B. 与时物体的速度之比等于
C. 物体在和内的平均速度相等
D. 物体在和内的平均速度之比等于
【参考答案】B
【名师解析】
由题意，某物体运动图线为抛物线，结合图像中抛物线的开口方向，可知与的关系式为
，可知物体做初速度为零的匀加速直线运动，A错误；设物体的加速度为，根据，可得与时物体的速度之比为，B正确；根据，物体在的平均速度为，物体在的平均速度为
可得物体在和内的平均速度之比为，CD错误；
9.（2022吉林一模改编）港珠澳大桥是目前世界上最长的桥梁，为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道。图甲是港珠澳大桥中的一段，一辆小汽车在长度为L＝21m的平直桥面上提速，图乙是该车在该段的车速的二次方（v2）与位移（x）的关系图像。则关于小汽车通过该段平直桥面的加速度和时间分别为
A．4m/s2 6s B．2m/s2 3s C．2m/s2 5s D．2m/s2 s
【参考答案】B
【名师解析】由匀变速直线运动的位移速度公式v2- v02=2ax，变化为与图乙的图像相符合的函数关系式，v2 = v02+2ax，结合图象可知汽车的初速度v0＝4m/s，位移x=21m时的速度v＝10m/s，代入v2- v02=2ax，可得加速度a=2m/s2，由vt＝v0+at，得所用时间t＝3s，选项B正确。
【一题多解】根据与图乙的图像相符合的函数关系式，v2 = v02+2ax，可知车速的二次方（v2）与位移（x）的关系图像斜率k=2a，可解得汽车的加速度。
10. (2022四川乐山重点高中质检)在某地客车和货车在同一时刻，从同一地点沿同一方向做直线运动。客车做初速度为零、加速度大小为a1的匀加速直线运动；货车做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动，至速度减小为零后保持静止。客车和货车在运动过程中的x—v（位移——速度）图像如图所示。其中，虚线与对应的坐标轴垂直。在两车从开始运动，至货车停止运动过程中，下列说法正确的是
A.货车运动的位移为18m
B.两车同时到达6m处
C.两车最大间距为18m
D.两车最大间距为6m
【参考答案】AD
【名师解析】根据匀变速直线运动规律，客车的位移与速度、加速度关系为v12=2a1x1，对照图像可得，v1=8m/s时，x1==，货车的位移与速度、加速度关系为v22-v202=-2a2x2，对照图像可得，v2=6m/s时，x2===0，解得：v20=6m/s。当v1=v2时，=6，=6，当x1= x2时，v2=2m/s，v1=8m/s，即=，=，联立解得：a1=2m/s2，a2=1m/s2，货车运动的位移x2==18m，选项A正确；
经过t时间货车运动到的位置坐标为x2=v20t-a2t2，将：v20=6m/s，a2=1m/s2，x2=6m代入解得货车到达x2=6m处时间t=（6-2）s，客车运动的位置坐标为x1=a1t2，客车到达x1=6m处时间t=6s，即货车先到达x=6m处，选项B错误；当两车速度相等时，即a1t==v20-a2t，t=2s时两车间距最大，最大间距△x= v20t-a2t2- a1t2=6×2m-×1×22m-×2×22m =6m，选项D正确B错误。
【创新解读】此题以主要位移随速度变化的图像给出解题信息，考查图像思维迁移和灵活运用匀变速直线运动规律、追击和相遇及其相关知识点。
10. （2022河南重点高中联考）小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况而绘制的-图像（如图）。已知机动车的运动轨迹是直线，但是不知机动车是处于加速还是刹车状态，请你帮助他判定以下合理的说法是
A. 机动车处于匀加速运动状态
B. 机动车的初速度为零
C. 机动车的加速度大小为8m/s2。
D. 机动车在前3s时间内的位移是24m
【参考答案】C
【名师解析】绘制的-图像对应的函数关系式为=-4+20，变化为x=20t-4t2，对照匀变速直线运动位移公式，x=v0t+at2，可知机动车初速度v0=20ms，由a=-4m/s2可得a=-8m/s2，即机动车的加速度大小为8m/s2，机动车处于匀减速运动状态，选项C正确AB错误；机动车匀减速运动，由v0=at，可知刹车时间t=2.5s，机动车在前3s时间内的位移是x=v0t+at2=20×2.5m+×（-8）×2.52m=25m，选项D错误。
11.（2024湖北山东部分重点中学质检）2018年5月17日，我国发布了《电动自行车安全技术规范》国家标准，并于2019年4月15日起正式执行。某电动自行车在平直的实验公路上先匀速运动，从t=0时刻开始进行电动自行车刹车实验，以检验该性能是否符合国家标准，通过传感器在电脑上自动描绘出其--t图象如图所示。则下列分析正确的是
A. 刚要刹车时车的速度为15m/s
B. 刹车加速度大小为2.5m/s2
C. 刹车过程的位移为10m
D. 开始刹车之前1s和刹车过程中最后1s通过的位移比为5：1
【参考答案】C
【名师解析】刹车后，电动自行车做匀减速直线运动，有：x=v0t-at2，变形得： =v0-at，结合图象可知：v0=10m/s，a =2.5m/s2，得：a =5m/s2，故AB错误。由v=v0-at，得刹车持续时间为t=2s，刹车过程的位移为：x= v0t=10m，故C正确。由题意可知，开始刹车前1s的位移为：x前1= v0t=10×1m=10m，刹车过程的最后1s内的位移为：x后1=x=2.5m，故刹车前1s和最后1s通过的位移比为4：1，故D错误。
【关键点拨】刹车后，电动自行车做匀减速直线运动，根据位移时间公式写出位移与时间的关系，从而得到与t的关系，结合图象的信息求出初速度和加速度，再根据运动学公式求刹车过程的位移和开始刹车前1s和刹车最后1s通过的位移之比。
解决本题的关键是要得出与t的关系式，结合位移时间公式分析初速度和加速度。
【考点】匀变速直线运动图像问题
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