2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案004-课时作业4 运动图像（教用）

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1．（2024· 新课标卷·14）一质点做直线运动，下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】在x−t图像中，同一时刻不可能对应两个位置，即相同时间内不可能对应两个位移，故A、B错误；在v−t图像中，同一时刻不可能对应两个速度，故C正确，D错误。
2．（2024·河北卷·3）篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的v−t图像，如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是（ ）
A. a点B. b点C. c点D. d点
【答案】A
【解析】由图像可知，图像在第四象限时速度为负值，当向下运动到速度最大时篮球与地面接触，运动发生突变，速度方向变为向上并做匀减速运动，速度第一次向上减为0时，到达反弹后离地面最远的位置，故四个点中篮球位置最高的是a点。故选A。
3．多选 动力车在刹车过程中位移和时间的比值xt与t之间的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 动力车的初速度为20m/s
B. 刹车过程中动力车的加速度大小为2.5m/s2
C. 刹车过程持续的时间为4s
D. 4s内刹车位移为60m
【答案】AC
【解析】根据匀变速直线运动的位移公式x=v0t+12at2，变形得xt=v0+12at，可知题图表示动力车刹车时做匀减速直线运动，图线的纵截距表示初速度，所以初速度为20m/s；图线的斜率的绝对值表示加速度大小的12，则12a=20−104m/s2，解得加速度大小为a=5m/s2，A项正确，B项错误；根据匀变速直线运动的速度公式可求得刹车过程持续的时间为t=v0a=4s，C项正确；由C项可知，4s末速度已经减为0，根据匀变速直线运动的位移公式，将此匀减速直线运动看成反方向的初速度为0的匀加速直线运动，则可得4s内的位移为x=12at2=40m，D项错误。
4．（2024·福建卷·3）某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试，某次测试的速度-时间图像如图所示。已知0～3.0s和3.5～6.0s内图线为直线，3.0～3.5s内图线为曲线，则该车（ ）
A. 在0～3.0s内的平均速度大小为10m/s
B. 在3.0～6.0s内做匀减速直线运动
C. 在0～3.0s内的位移大小比在3.0～6.0s内的大
D. 在0～3.0s内的加速度大小比在3.5～6.0s内的小
【答案】D
【解析】依题意可知0～3.0s内汽车做匀加速直线运动，平均速度大小v1=0+302m/s=15m/s，A错误；3.0～3.5s内v−t图线为曲线，说明汽车做非匀变速运动，B错误；v−t图线与时间轴所围面积表示位移，在图中作一条辅助线（如图），可判断该车在3.0～6.0s内的位移要大于在0～3.0s内的位移，C错误；v−t图线斜率的绝对值表示加速度的大小，图中辅助线斜率的绝对值与0～3.0s内v−t图线斜率的绝对值相等，3.5～6.0s内v−t图线斜率的绝对值大于辅助线斜率的绝对值，故该车在0～3.0s内的加速度大小比在3.5～6.0s内的小，D正确。
5．（2025·湖北武汉外国语学校检测）一质点沿直线运动，下列所给的质点运动图像中，能反映质点回到初始位置的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、B反映的均为单方向的直线运动，质点不会回到初始位置。C反映质点初状态位置坐标为正，末状态位置坐标为负，没有回到初始位置。D图对应质点先沿正方向匀减速运动2.5m，再反方向匀加速直线运动2.5m，2s末回到初始位置。故A、B、C错误，D正确。
6．（2025·广东广州模拟）物体从静止开始做直线运动，v−t图像如图所示，则该物体（ ）
A. 在第8s末相对于起点的位移最大
B. 在第4s末相对于起点的位移最大
C. 在2～4s时间内的加速度大小最大
D. 在4～8s时间内的加速度大小保持不变
【答案】D
【解析】由题图知，物体在0～6s内沿正方向运动，在6～8s内沿负方向运动，所以在第6s末相对于起点的位移最大，故选项A、B错误；v−t图线的斜率等于物体的加速度，由题图可知，4～8s内物体的加速度大小不变并且最大，故选项C错误，D正确。
7．在国际军事比赛中，一辆坦克从t=0时刻开始，做初速度为3m/s的加速直线运动，其a−t图像如图。则下列说法中正确的是（ ）
A. 在3～6s内坦克做匀减速运动
B. 在0～6s内坦克的位移为18m
C. 在0～3s内坦克的平均速度为6m/s
D. 6s末坦克的速度大小为10m/s
【答案】C
【解析】由图可知，3～6s内坦克做加速度减小的加速运动，故A错误；0～3s内坦克做匀加速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，则位移大小x=v0t+12at2=18m，平均速度v=xt=6m/s，0～6s内坦克一直做加速直线运动，位移一定大于18m，故B错误，C正确；a−t图线与t轴围成的面积表示速度的变化量，0～6s内坦克速度变化量为Δv=3+62×2m/s=9m/s，则6s末坦克速度大小为v6=v0+Δv=3m/s+9m/s=12m/s，故D错误。
能力强化练
8．（2025·鄂东南联盟模拟）四个质量不同的物体，t=0时刻从坐标x=0位置由静止开始运动，下列图像分别是描述它们的运动情况的图像，在t=4s内，位移最大的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】图A，物体做初速度为0的匀加速直线运动，由v2=2ax可得a=v22x=0.25m/s2，在t=4s内，位移x=12at2=12×0.25×42m=2m；图B，v−t图线与时间轴所包围的面积表示位移，所以在t=4s内，位移x=12×4×2m=4m；图C，a−t图线与时间轴所包围的面积表示速度变化量，因初速度为0，所以4s末物体的速度v=12×4×2m/s=4m/s，定性作出物体的v−t图像如图所示，图中直线AB为v−t图像在A点的切线，由题意知该切线交时间轴于t=2s，设图中实线在t=4s内与时间轴所包围的面积为S，则S△ABC4m；图D，物体在t=4s内，位移为x=2m。故选C。
9．多选 如图所示为两辆汽车A、B运动过程中的xt−t图像，已知两辆汽车同时由同一地点出发。则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车B的初速度大小为20m/sB. 汽车A的加速度大小为10m/s2
C. t=1s时两辆汽车的速度相同D. t=1s时两辆汽车再次相遇
【答案】AD
【解析】根据匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+12at2，可得xt=v0+12at，对比题图可知，两汽车均做匀变速直线运动，对汽车B，v0B=20m/s，又12aB=−202m/s2，解得aB=−20m/s2，A正确；对汽车A，由题图可知v0A=0，又12aA=202m/s2，解得aA=20m/s2，B错误；t=1s时，汽车A的速度为vA=aAt=20m/s，位移为xA=12aAt2=10m，同理t=1s时，汽车B的速度为vB=v0B+aBt=0，根据逆向思维，把汽车B的运动看成反方向的初速度为0的匀加速直线运动，则汽车B的位移为xB=10m，由于t=1s时两汽车的位移相同，则t=1s时两辆汽车再次相遇，C错误，D正确。
创新思维练
10．（12分）某国产新能源汽车上市之前在一直线跑道上进行“单踏板模式”性能测试，测试过程分为三个阶段。Ⅰ阶段：驾驶员踩下电门踏板至某一位置，汽车由静止启动，其加速度a与速度v满足关系a=qv+p（其中p=8m/s，q=16m2/s3），当汽车加速至v1=16m/s时进入Ⅱ阶段。Ⅱ阶段：驾驶员通过适当调节电门踏板使汽车做匀加速直线运动，加速度a′=1.5m/s2，加速至v2=25m/s时进入Ⅲ阶段。Ⅲ阶段：驾驶员松开电门踏板，汽车的能量回收制动系统启动，汽车开始减速直至停下，该减速过程中汽车运动的xt2−1t图像如图甲所示。
（1） 求Ⅱ阶段汽车运动的时间和位移大小；
（2） 求Ⅲ阶段汽车的加速度大小；
（3） 在图乙中作出Ⅰ阶段的1a−v图像，并根据该图像求Ⅰ阶段经历的时间。
【答案】（1） 6s；123m
（2） 1.5m/s2
（3） 见解析
【解析】
（1） Ⅱ阶段汽车运动的时间t2=v2−v1a′，
代入数据解得t2=6s，
位移大小x2=v2+v12×t2，
代入数据解得x2=123m。
（2） 根据x=v2t−12a3t2可得xt2=v2⋅1t−12a3，
由图像可知1t=3100s−1时，xt2=0，
代入解得a3=1.5m/s2。
（3） 根据a=qv+p（其中p=8m/s，q=16m2/s3），
可得1a=vq+pq=(v16+12)(s2⋅m−1)，
则1a−v图像如图，
根据加速度的定义式a=ΔvΔt，
可得Δt=Δva=1a⋅Δv，
即1a−v图线与横轴所围面积为加速时间，则Ⅰ阶段经历的时间为t1=(0.5+1.5)2×16s=16s。