2026届高三物理一轮复习-同步分层精练(三)匀变速直线运动的图像(有解析)

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名称 2026届高三物理一轮复习-同步分层精练(三)匀变速直线运动的图像(有解析)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2025-06-13 23:25:03

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同步分层精练(三) 匀变速直线运动的图像
1.(2025年1月·八省联考河南卷)某运动员参加百米赛跑,起跑后做匀加速直线运动,一段时间后达到最大速度,此后保持该速度运动到终点。下列速度-时间(v t)和位移-时间(x t)图像中,能够正确描述该过程的是 (  )
2.(2024·重庆高考)如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行,然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其到达N点时速度为0,在水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M点到N点的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是 (  )
3.(2025·杭州模拟)甲、乙两辆小车在同一平直公路上同向做直线运动,甲和乙的位移(x)随时间(t)变化的图像如图所示,则 (  )
A.在t1时刻,两车的速度相等
B.在t2时刻,甲车速度大于乙车速度
C.在0~t2时间内,两车的平均速度相等
D.在t1~t2之间的某一时刻,两车加速度相等
4.(2024年1月·九省联考江西卷)某兴趣小组做发射水火箭实验。假设水火箭竖直上升至最高点开始匀加速竖直下落,一段时间后,其降落伞打开,再匀减速竖直下降。若从最高点开始计时,下列关于水火箭v t图像可能正确的是 (  )
5.(2025·济南模拟)如图为研究某新能源车的运动情况绘制的 图像。已知该车的运动轨迹是直线,但是不知该车是处于加速还是刹车状态,请判断以下说法合理的是 (  )
A.该车处于匀加速状态
B.该车的初速度为0
C.该车的加速度大小为6 m/s2
D.该车在前3 s的位移是18 m
6.(2025·烟台高三模拟)甲、乙两物体沿同一方向做直线运动,其a t图像如图所示,t=0时刻,两物体处于同一位置且速度均为0,则在0~2t0时间内 (  )
A.t0时刻两物体的速度相等
B.t0时刻两物体再次相遇
C.t0时刻两物体的间距大于a0
D.2t0时刻两物体再次相遇
7.(2025·韶关二模)(多选)如图(a)所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动,图(b)是该机器人在某段时间内的位移—时间图像(后10 s的图线为曲线,其余为直线)。以下说法正确的是 (  )
A.机器人在0~30 s内的位移大小为2 m
B.0~10 s内,机器人做匀加速直线运动
C.10~30 s内,机器人的平均速度大小为0.35 m/s
D.机器人在5 s末的速度与15 s末的速度相同
8.(2024·六安模拟)一个物体在光滑的水平面上受到水平恒力F的作用,从静止开始做匀加速直线运动,其 t图像如图甲所示,v2 x图像如图乙所示,根据图像的特点与信息分析,下列说法正确的是 (  )
A.x=1 m时物体的速度为8 m/s
B.图乙的斜率是图甲的2倍
C.图甲中的y=8 m/s
D.t=1 s时物体的速度为4 m/s
9.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 (  )
10.(2025·武汉模拟)甲、乙两物体沿x轴正方向做直线运动,某一时刻两物体以速度v0同时经过O点,之后它们运动的 x图像如图所示,则甲、乙两物体速度从v0增加到2v0的过程,下列说法正确的是 (  )
A.速度均随位移均匀变化
B.速度均随时间均匀变化
C.经历的时间之比为1∶2
D.经历的时间之比为2∶1
11.(2025·烟台模拟)(多选)智能手机安装软件后,可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度,带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放,落到地面上,手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系如图所示,g为当地的重力加速度。下列说法正确的是 (  )
A.释放时,手机离地面的高度为g
B.手机第一次与地面碰撞的作用时间为t2-t1
C.手机第一次与地面碰撞的作用时间为t3-t1
D.0至t2时间内图线与横坐标围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等
同步分层精练(三) 匀变速直线运动的图像
1.(2025年1月·八省联考河南卷)某运动员参加百米赛跑,起跑后做匀加速直线运动,一段时间后达到最大速度,此后保持该速度运动到终点。下列速度-时间(v t)和位移-时间(x t)图像中,能够正确描述该过程的是 (  )
解析:选B 因为v t图像的斜率表示加速度,由匀加速直线运动速度与时间的关系可知v=at,则v t 图像在匀加速阶段为一条倾斜直线,匀速阶段为一条平行于时间轴的直线,故A错误,B正确;根据匀加速直线运动位移与时间的关系x=at2,可知在匀加速阶段x t图像为开口向上的抛物线,根据匀速直线运动位移与时间的关系x=vt,可知匀速阶段x t图像为一条倾斜直线,故C、D错误。故选B。
2.(2024·重庆高考)如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行,然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其到达N点时速度为0,在水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M点到N点的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是 (  )
解析:选C 滑雪爱好者在水平雪道上做匀速直线运动,滑上平滑连接(没有能量损失,速度大小不变)的倾斜雪道,在倾斜雪道上做匀减速直线运动。故选C。
3.(2025·杭州模拟)甲、乙两辆小车在同一平直公路上同向做直线运动,甲和乙的位移(x)随时间(t)变化的图像如图所示,则 (  )
A.在t1时刻,两车的速度相等
B.在t2时刻,甲车速度大于乙车速度
C.在0~t2时间内,两车的平均速度相等
D.在t1~t2之间的某一时刻,两车加速度相等
解析:选B 根据x t图像中图线某点切线的斜率表示速度,可知在t1时刻两车速度不相等,在t2时刻甲车图像的切线斜率比乙车大,即甲车速度大于乙车速度,故A错误,B正确;由图像可知,0时刻两车的位置不同,t2时刻两车的位置相同,可知从0到t2时间内,两车行驶的位移不相等,两车的平均速度也不相等,故C错误;由两车x t图像可知,在t1到t2时间内,乙车为一条倾斜的直线,做匀速直线运动,故加速度始终为零,甲车图像为曲线,斜率一直在变化,即速度一直在改变,加速度不为零,即两车加速度始终不相等,故D错误。
4.(2024年1月·九省联考江西卷)某兴趣小组做发射水火箭实验。假设水火箭竖直上升至最高点开始匀加速竖直下落,一段时间后,其降落伞打开,再匀减速竖直下降。若从最高点开始计时,下列关于水火箭v t图像可能正确的是 (  )
解析:选B 从最高点开始计时,开始匀加速竖直下落,加速度不变,一段时间后,速度达到最大,此时降落伞打开,再匀减速竖直下降,加速度不变,又因为v t图像的斜率表示加速度,经分析可得图B可能正确。故选B。
5.(2025·济南模拟)如图为研究某新能源车的运动情况绘制的 图像。已知该车的运动轨迹是直线,但是不知该车是处于加速还是刹车状态,请判断以下说法合理的是 (  )
A.该车处于匀加速状态
B.该车的初速度为0
C.该车的加速度大小为6 m/s2
D.该车在前3 s的位移是18 m
解析:选C 根据x=v0t+at2,可整理为=+a,由 图像与坐标轴的两个交点可得v0=15 m/s,a=-6 m/s2,该车做初速度为15 m/s、加速度大小为6 m/s2的匀减速运动,故A、B错误,C正确;由0=v0+at可判断,该车在2.5 s时停止运动,由0-=2ax,可得该车在前3 s的位移为x= m=18.75 m,故D错误。
6.(2025·烟台高三模拟)甲、乙两物体沿同一方向做直线运动,其a t图像如图所示,t=0时刻,两物体处于同一位置且速度均为0,则在0~2t0时间内 (  )
A.t0时刻两物体的速度相等
B.t0时刻两物体再次相遇
C.t0时刻两物体的间距大于a0
D.2t0时刻两物体再次相遇
解析:选C 将a t图像转换为v t图像,如图所示。两个图像结合分析,t0时刻两物体的加速度相等,速度不相等,故A错误;t0时刻,由a t图像与横轴所围成的图形面积表示速度变化量,可知甲的速度为a0t0,乙的速度为a0t0,0~t0时间内,甲的位移为a0,乙的位移小于a0,所以t0时刻两物体的间距大于a0,故C正确,B错误;0~2t0时间内甲的速度一直大于乙的速度,所以两物体的间距一直增大,2t0时刻两物体的速度相等,相距最远,故D错误。
7.(2025·韶关二模)(多选)如图(a)所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动,图(b)是该机器人在某段时间内的位移—时间图像(后10 s的图线为曲线,其余为直线)。以下说法正确的是 (  )
A.机器人在0~30 s内的位移大小为2 m
B.0~10 s内,机器人做匀加速直线运动
C.10~30 s内,机器人的平均速度大小为0.35 m/s
D.机器人在5 s末的速度与15 s末的速度相同
解析:选AC 根据图像可知,机器人在0~30 s内的位移大小为2 m,A正确;位移-时间图像的斜率表示速度,0~10 s内,图像的斜率不变,机器人做匀速直线运动,B错误;10~30 s内,平均速度为= m/s=0.35 m/s,C正确;0~10 s内图像的斜率与10~20 s内图像的斜率关系为k1=-k2,所以机器人在5 s末的速度与15 s末的速度等大反向,D错误。
8.(2024·六安模拟)一个物体在光滑的水平面上受到水平恒力F的作用,从静止开始做匀加速直线运动,其 t图像如图甲所示,v2 x图像如图乙所示,根据图像的特点与信息分析,下列说法正确的是 (  )
A.x=1 m时物体的速度为8 m/s
B.图乙的斜率是图甲的2倍
C.图甲中的y=8 m/s
D.t=1 s时物体的速度为4 m/s
解析:选D 当x=1 m时,由题图乙可知v2=8 m2/s2,解得v=2 m/s,故A错误;由初速度为0的匀加速直线运动规律可得x=at2,则有=t,可得题图甲的斜率为k甲==,由v2=2ax可知,题图乙的斜率为k乙=2a=8 m/s2,解得a=4m/s2,则k乙=4k甲,题图甲中的y=4 m/s,故B、C错误;t=1 s时物体的速度为v'=at=4 m/s,故D正确。
9.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 (  )
解析:选A x t图像斜率的物理意义是速度,在0~t1时间内,x t图像斜率增大,汽车的速度增大;在t1~t2时间内,x t图像斜率不变,汽车的速度不变;在t2~t3时间内,x t图像的斜率减小,汽车的速度减小,综上所述可知A中v t图像可能正确。
10.(2025·武汉模拟)甲、乙两物体沿x轴正方向做直线运动,某一时刻两物体以速度v0同时经过O点,之后它们运动的 x图像如图所示,则甲、乙两物体速度从v0增加到2v0的过程,下列说法正确的是 (  )
A.速度均随位移均匀变化
B.速度均随时间均匀变化
C.经历的时间之比为1∶2
D.经历的时间之比为2∶1
解析:选C 由图像的坐标轴的意义和倾斜直线可知,速度与位移成反比关系,速度不随位移均匀变化,故A错误; x图像与x轴围成的面积表示时间,由图像可知,速度不随时间均匀变化,故B错误;则甲、乙两物体速度从v0增加到2v0的过程,经历的时间之比为1∶2,故C正确,D错误。
11.(2025·烟台模拟)(多选)智能手机安装软件后,可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度,带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放,落到地面上,手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系如图所示,g为当地的重力加速度。下列说法正确的是 (  )
A.释放时,手机离地面的高度为g
B.手机第一次与地面碰撞的作用时间为t2-t1
C.手机第一次与地面碰撞的作用时间为t3-t1
D.0至t2时间内图线与横坐标围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等
解析:选CD 由图像可知,t1时刻手机开始接触地面,则0~t1时间内做自由落体运动,释放时,手机离地面的高度为h=g,故A错误;由图像可知,t1时刻手机开始接触地面,t3时刻手机开始离开地面,则手机第一次与地面碰撞的作用时间为t3-t1,故B错误,C正确;由图像可知,t2时刻手机的加速度最大,此时手机受到地面的弹力最大,手机处于最低点,手机的速度为零,则0~t2时间内手机的速度变化量为零,根据a t图像与横轴所围成的面积表示速度变化量,可知0至t2时间内图像与横坐标轴围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等,故D正确。
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