2025届高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第4讲专题提升运动图像问题练习含答案

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题组一 运动图像的理解及应用
1.如图所示为甲、乙两物体做直线运动的s-t图像,对于0~t1时间内两物体的运动,下列说法正确的是( )
A.甲物体速度方向与加速度方向相同
B.乙物体加速度方向与速度方向相反
C.甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度
D.乙物体位移变小,速度变大
2.(2023山东济南高三期中考试)某无人驾驶小车在水平路面上行驶的位移—时间图像如图所示,该图像为抛物线的一部分,t=8 s时刻对应图像的最高点,下列说法正确的是( )
A.t=0时小车的速度为零
B.t=8 s时小车的加速度为零
C.t=4 s时小车的速度为整个过程最大速度的
D.s=8 m时小车的速度为整个过程最大速度的
3.(2024广东汕头一模)汽车的制动安全和制动舒适性是考量制动性能的两大标准,ABS系统(防抱死制动系统)能让车辆在紧急制动时保有理想的抓地力而让制动依然可控,车速平稳下降从而化解险情。检测人员在某直线路段测试,如图为当ABS启动时车身速度—时间图像(图中直线)和车轮的转速—时间图像(图中曲线),则制动后( )
A.车轮转速不断减小
B.车身的加速度不断减小
C.车身做匀减速直线运动
D.车身速度大小始终与车轮转速大小相等
4.(2024广东佛山一模)跳板跳水是我国的奥运强项,从运动员离开跳板开始计时,其v-t图像如图所示,图中仅0~t2段为直线,不计空气阻力,则由图可知( )
A.0~t1段运动员做加速运动
B.0~t2段运动员的加速度保持不变
C.t3时刻运动员刚好接触到水面
D.t3~t4段运动员的加速度逐渐增大
题组二 三类非常规图像
5.(2024广东广州模拟)一个物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间的倒数的变化规律如图所示,则下列判断正确的是( )
A.物体在t0之前做加速度增大的加速运动
B.在t0时刻,物体的速度大小为a0t0
C.物体在0~t0内的速度增加量为a0t0
D.t0时刻之后,物体做减速运动
6.如图为甲车沿平直公路行驶过程中,位移s和时间t的比值与时间t的关系图像。下列说法正确的是( )
A.甲车的加速度大小为5 m/s2
B.t=2 s时,甲车的速度大小为10 m/s
C.0~2 s内甲车的位移大小为10 m
D.0~2 s内甲车的位移大小为20 m
7.如图是某物体做直线运动的v2-s图像,其中v为速度,s为位置坐标,下列关于物体从s=0处运动至s=s0处的过程分析,正确的是( )
A.该物体做匀加速直线运动
B.该物体的加速度大小为
C.当该物体的速度大小为v0时,位移大小为s0
D.当该物体的位移大小为s0时,速度大小为v0
综合提升练
8.利用图像法研究物理量之间的关系是一种常用的方法。物体做直线运动时各物理量之间的关系图像(s、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间)如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲图中s-t2图像可求出物体的加速度大小为1 m/s2
B.乙图中v2-s图像可求出物体的加速度大小为5 m/s2
C.丙图中-t图像可求出物体的加速度大小为2 m/s2
D.丁图中a-t图像可求出物体在前2 s内的速度变化量大小为6 m/s
9.(2024广东潮州模拟)某高速公路上ETC专用通道是长为20 m的直线通道,且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时,可以不停车而低速通过,限速为5 m/s。一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动,车尾一到通道末端立即加速前进的v-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.由图像可知,小汽车的车身长度为5 m
B.图像中小汽车减速过程的加速度大小为1.25 m/s2
C.图像中小汽车减速过程的位移大小为200 m
D.图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大
10.根据机动车的运动情况,绘制如图所示的图像,已知其在水平路面沿直线行驶,规定初速度v0的方向为正方向,运动过程中所受阻力恒定。以下说法正确的是( )
A.机动车匀加速运动
B.机动车的初速度为0
C.机动车的加速度为8 m/s2
D.机动车在前3 s内的位移是25 m
11.(2023河北石家庄质检)某品牌汽车在测试场进行直线行驶性能测试,测试车内所装加速度传感器记录的数据经简化处理后,得到加速度a随时间t的变化关系如图所示,已知该测试车由静止开始运动,则关于测试车的说法正确的是( )
A.0~8 s内先加速运动然后匀速运动最后减速运动
B.2 s末和7 s末的加速度方向相反
C.8 s末的速度大小为24 m/s
D.0~8 s内的平均加速度大小为5 m/s2
12.(多选)(2024广东模拟)图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。下列为物体做直线运动的图像,关于图像说法正确的是( )
A.甲图中,物体在0~t0这段时间内的位移大于v0t0
B.乙图中,物体的加速度为2 m/s2
C.丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的加速度变化量
D.丁图中,t=3 s时物体的速度为25 m/s
参考答案
第4讲 专题提升:运动图像问题
1.B 解析 s-t图像的斜率表示速度,0~t1时间内甲物体速度减小,做减速运动,所以甲物体速度方向与加速度方向相反,故A错误;0~t1时间内乙物体速度减小,做减速运动,所以乙物体速度方向与加速度方向相反,故B正确,D错误;由于在0~t1时间内甲、乙两物体的位移大小相等,所以它们的平均速度大小相等,故C错误。
2.C 解析 根据s-t图像的切线斜率表示速度,可知t=0时小车的速度不为零,t=8s时小车的速度为零,A错误;由于s-t图像为抛物线,可知小车做匀变速直线运动,由于t=8s时小车的速度为零,设t=0时小车的速度为v0,则小车在0~8s内的位移为s1=t1,解得v0=m/s=4m/s,则小车的加速度为a=m/s2=-0.5m/s2,B错误;t=4s时小车的速度为v'=v0+at'=4m/s-0.5×4m/s=2m/s=,即t=4s时小车的速度为整个过程最大速度的,C正确;设s=8m时小车的速度大小为v1,则有2as=,代入数据可得v1=2m/s>=2m/s,即s=8m时小车的速度大于整个过程最大速度的,D错误。
3.C 解析 从车轮的转速—时间图像可知,车轮做减速—加速—减速—加速……的变速运动,并不是不断减小,故A错误;从车身的速度—时间图像可知,速度与时间的图像关系为斜率恒定的直线,直线斜率表示加速度,因此车身做的是加速度恒定的匀减速直线运动,故B错误,C正确;车身的速度—时间图像与车轮转速—时间图像不重叠,因此车身速度大小与车轮转速大小并不相等,故D错误。
4.B 解析 由题图可知,0~t1段运动员向上做匀减速运动,故A错误;根据v-t图像斜率表示加速度,结合题意可知0~t2段运动员的加速度保持不变,故B正确;由题意可知0~t2段运动员的加速度为重力加速度,t2时刻运动员刚好接触水面,t3时刻运动员速度达到最大,运动员受到的合力为零,故C错误;根据v-t图像斜率表示加速度可知,t3~t4段运动员的加速度先增大后减小,故D错误。
5.B 解析 由题图可知,物体在t0之前做初速度为0、加速度为a0的匀加速直线运动,故A错误;在t0时刻,物体的速度大小v=a0t0,故B正确;物体在0~t0内的速度增加量Δv=v-0=a0t0,故C错误;t0时刻之后,物体做加速度减小的加速运动,故D错误。
6.D 解析 根据运动学公式s=v0t+at2整理可得=v0+at,结合-t图像可得v0=0,a=m/s2,解得a=10m/s2,故A错误;由运动学公式v=v0+at可得,t=2s时,甲车的速度大小为v2=at=20m/s,故B错误;由运动学公式s=v0t+at2可得,0~2s内甲车的位移大小为s2=×10×22m=20m,故C错误,D正确。
7.C 解析 由匀变速直线运动速度与位移的关系式v2-=2as可得v2=2as+,由题图可知物体的加速度恒定不变,由于物体的速度减小,故物体做匀减速直线运动,选项A错误;由v2=2as+知,v2-s图像的斜率等于2a,由题图可得2a=-,则物体的加速度大小为,选项B错误;当该物体速度大小为v0时,代入关系式v2=2as+,可得s=,选项C正确;当该物体位移大小为s0时,代入关系式v2=2as+可得v2=,速度大小为v0,选项D错误。
8.B 解析 根据匀变速直线运动的位移与时间关系s=v0t+at2,及甲图中s-t2图像为正比关系图线,可知a=m/s2,解得物体的加速度大小a=2m/s2,A错误;根据匀变速直线运动的速度与位移关系v2-=2as,及乙图中v2-s图像为正比关系图线,可知2a=m/s2,解得物体的加速度大小a=5m/s2,B正确;根据匀变速直线运动的位移与时间关系s=v0t+at2,整理得=v0+at,由丙图中-t图像为一次函数关系图线,可知a=m/s2=-2m/s2,解得a=-4m/s2,所以物体的加速度大小为4m/s2,C错误;a-t图像的图线与坐标轴所围成的面积表示这段时间内物体的速度变化量,则丁图中a-t图可求出物体在前2s内的速度变化量大小Δv=×3×2m/s=3m/s,D错误。
9.A 解析 由题图可知,小汽车匀速运动的位移为s=vt=5×(25-20)m=25m,由于通道长为20m,则小汽车的车身长度为5m,故A正确;根据v-t图像的斜率表示加速度,由题图可知,小汽车减速过程的加速度大小为a1=m/s2=1m/s2,小汽车加速过程的加速度大小为a2=m/s2=0.71m/s2,所以图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小,故B、D错误;根据v-t图像与横轴所围图形的面积表示位移,由题图可知,小汽车减速过程的位移大小为s1=×(25+5)×20m=300m,故C错误。
10.D 解析 由s=v0t+at2变形可得=v0·a,由截距知a=-4m/s2,解得机动车的加速度a=-8m/s2,由于机动车的加速度为负值,因此机动车做匀减速运动,由斜率知v0=m/s=20m/s,故A、B、C错误;机动车速度变为零所需时间为t==2.5s,因此3s末机动车已静止,其在前3s内的位移是s'==25m,故D正确。
11.D 解析 根据a-t图像可知0~4s内汽车做加速度逐渐增大的加速直线运动,4~6s内汽车做匀加速直线运动,6~8s内汽车做加速度逐渐减小的加速直线运动,即0~8s内汽车都在做加速运动,选项A错误;0~8s内整个a-t图线均在时间轴的上方,虽然加速度的大小在变化,但加速度的方向没有改变,选项B错误;设8s末的瞬时速度为v,a-t图线与时间轴所围成的梯形面积表示速度变化量,即Δv=v-0=×8×(2+8)m/s=40m/s,解得v=40m/s,选项C错误;0~8s内的平均加速度大小m/s2=5m/s2,选项D正确。
12.AD 解析 由v-t图线与时间轴围成的面积表示位移可知,甲图中物体在0~t0这段时间内的位移大于v0t0,故A正确;根据v2=2as,可知乙图中2a=1m/s2,则物体的加速度为a=0.5m/s2,故B错误;根据Δv=at可知,丙图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量,故C错误;由s=v0t+at2可得=v0+at,结合丁图可知v0=-5m/s,a=m/s2=5m/s2,即a=10m/s2,则t=3s时物体的速度为v3=m/s=25m/s,故D正确。