高考物理复习 课时过关题03 运动图象追及和相遇问题（含答案解析）

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2020(人教版)高考物理复习 课时过关题03 运动图象追及和相遇问题1.利用传感器与计算机结合，可以绘制出物体运动的图象．某同学在一次实验中得到一沿平直轨道运动小车的速度－时间图象如图所示，由此图象可知(　　)A．小车在20～40 s做加速度恒定的匀变速直线运动B．20 s末小车回到出发点C．小车0～10 s内的平均速度大于10～20 s内的平均速度D．小车10～30 s内的加速度方向相同  2.一物体的速度—时间图像如图所示。若将该物体的运动过程用位移—时间图像表示出来,下列四幅图像正确的是(　　)    3.一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示．取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动的v-t图象正确的是(　　)  4.三个运动物体a、b、c，其位移－时间图象如图所示，关于三个物体在t0时间内的运动，以下说法正确的是(　　)A．a和c做曲线运动，b做直线运动B．三个物体均做单向直线运动，并在t0时刻相遇C．三者平均速度相同D．三者平均速率相等5.某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图象不可能的是(图中x是位移、v是速度、t是时间)(　　)6.某一质点运动的位移—时间图像如图所示,则下列说法正确的是(　　)A.质点一定做直线运动B.质点可能做曲线运动C.t=20 s时刻质点离开出发点最远D.在t=10 s时刻质点速度最大 7.如图所示是某质点做直线运动的v－t图象，由图可知这个质点的运动情况是(　　)A．质点15 s末离出发点最远，20 s末回到出发点B．5～15 s过程中做匀加速运动，加速度为1 m/s2C．15～20 s过程中做匀减速运动，加速度为3.2 m/s2D．5～15 s过程中前5 s位移为120 m 8.一质点做直线运动的v-t的关系图象如图所示，则该质点的x-t关系图象可大致表示为下图中的(　　) 9.如图所示，两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上运动的v－t图象，已知在t3时刻，两车相遇，下列说法正确的是(　　)A．t1～t3时间内，a的加速度大小先增大后减小，b的加速度大小先减小后增大B．t1～t3时间内，a的平均速度大于b的平均速度C．t1～t3时间内，a、b的位移相同D．t1～t3时间内，t2时刻a、b两车相距最远 10.光滑的水平面上有一物体在外力作用下做直线运动，物体的加速度随时间变化的关系如图所示．已知t=0时物体的速度为1 m/s，以此时的速度方向为正方向．下列说法中正确的是(　　)A．0～1 s内物体做匀加速直线运动B．t=1 s时物体的速度为3 m/sC．t=1  s时物体开始反向运动D．t=3 s时物体离出发点最远11. (多选)一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A、B，A在西B在东，一辆匀速行驶的汽车自东向西经过B时，一只小鸟恰自A向B匀速飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A，过一段时间后，汽车也行驶到A.它们的位置—时间图象如图所示，图中t2=2t1，由图可知(　　)A．小鸟的速率是汽车速率的两倍B．第一次相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3：1C．小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍D．小鸟和汽车在0～t2时间内位移相等12. (多选)某时刻，两车从同一地点、沿同一方向做直线运动，下列关于两车的位移x、速度v随时间t变化的图象，能反应t1时刻两车相遇的是(　　)13.甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经过短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程；乙从起跑到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置标记，在某次练习中，甲在接力区前s0=13.5 m处做了标记，并以9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上完成交接棒，已知接力区的长度为L=20 m．求：(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a的大小；(2)完成交接棒时乙离接力区末端的距离．           14.某人驾驶汽车在平直公路上以72 km/h的速度匀速行驶，某时刻看到前方路上有障碍物，立即进行刹车，从看到障碍物到刹车做匀减速运动停下，位移随速度变化的关系如图所示，图象由一段平行于x轴的直线与一段曲线组成．求：(1)该人刹车的反应时间；(2)刹车的加速度大小及匀变速所用的时间．                    
答案解析1.答案为：D；解析：[根据图象的斜率表示加速度，可知小车在20～30 s内和30～40 s内加速度大小相等、方向相反，加速度大小不变，因此在20～40 s内小车做的不是匀变速直线运动，故A错误；在前20 s内小车一直沿正方向运动，则20 s末小车没有回到出发点，故B错误；根据图线与坐标轴所围的“面积”在数值上表示位移的大小，可知小车在0～10 s内的位移小于10～20 s内位移，而时间相等，则小车0～10 s内的平均速度小于10～20 s内的平均速度，故C错误；图象斜率正负表示加速度的方向，则知小车10～30 s内的加速度方向相同，故D正确．]  2.答案为：C；解析：由v-t图像可知,0~t1为正方向的匀速直线运动,t1~t2静止,t2~t3为负方向的匀速直线运动,0~t1和t2~t3的速度大小相等,所以位移—时间图像为C图。  3.答案为：C；解析：根据加速度随时间变化的图象可得，0～1 s物体做匀加速直线运动，速度v=at=t，速度为正方向，选项D错；第1 s末的速度v=1 m/s，1～2 s加速度变为负值，而速度为正方向，因此物体做匀减速直线运动，v′=1 m/s－a(t－1)，第2 s末，速度减小为0，选项B错；2～3 s，加速度为正方向，初速度为0，物体做正方向的匀加速直线运动，v=a(t－2)=t－2，即从第2 s开始重复前面的运动，图象如C，选项C对，A错．  4.答案为：C；解析：[x－t图象只能反映位移的两个方向，则只能表示直线运动，故a、b、c都做直线运动，故A错误；x－t图象的斜率等于速度，则a的速度先正后负，表示做往返的直线运动，故B错误；因三个物体的位移相同，时间相同，由=得平均速度一定相同，故C正确；由图看出a物体先沿正方向运动后返回，其路程最大，则其平均速率最大，故D错误．]  5.答案为：C；解析：物体可能先向上做匀减速直线运动，后向下做匀加速直线运动，根据x=v0t＋at2得知，位移是时间的二次函数，图线是曲线，A是可能的，故A正确；物体可能先向上做匀减速直线运动，停在最高点，故B、D正确；由C项图知：物体返回时速度大于出发时，不符合物体的运动情况，违反了能量守恒定律，不可能，故C错误；本题选不可能的，故选C.    6.答案为：A；解析：位移图像只能反映位移正负两个方向,所以只能描述直线运动,故A正确,B错误;根据位移等于坐标的变化量分析可知,在10s时质点离出发点最远为4m,而在20s时离出发点的距离只有1m,故C错误;图像的斜率表示速度大小,在t=10s速度为零,故D错误。  7.答案为：C；解析：[由v－t图象与时间轴围成的“面积”表示位移可知，20 s末质点离出发点最远，故A错误．由图象可知5～15 s过程中质点做匀加速运动，加速度大小为a=m/s2=0.8 m/s2，故B错误；15～20 s过程中质点做匀减速运动，加速度大小为a= m/s2=3.2 m/s2，故C正确；5～15 s过程中前5 s位移x=8×5 m＋×0.8×52 m=50 m，故D错误．]  8.答案为：B；解析：根据xt图象中图线的斜率表示速度可知，该质点的xt关系图象可大致表示为B图．  9.答案为：B；解析：速度—时间图线切线的斜率表示加速度，可知a、b的加速度大小都是先减小后增大，故A错误；在v－t图象中，与时间轴所围面积为物体运动的位移，故t1～t3时间内a的位移大于b的位移，故a的平均速度大于b的平均速度，故B正确，C错误；由于在t3时刻，两车相遇，由图象可知，t1～t3时间内两者间的距离逐渐减小，故在t1时刻a、b两车相距最远，故D错误．  10.答案为：D；解析：由题图可知，0～1 s内物体的加速度均匀增加，物体做变加速直线运动，故A错误；加速度图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则1 s内速度的变化量为Δv=×2×1 m/s=1 m/s，由于初速度为v0=1 m/s，所以t=1 s时物体的速度为2 m/s，故B错误；0～1 s内物体沿正向加速运动，1 s后加速度反向，物体由于惯性继续沿原方向运动，故C错误；0～3 s内速度的变化量Δv=×2×1 m/s－1×2 m/s=－1 m/s，则3 s末物体的速度为0,0～3 s内物体一直沿正向运动，t=3 s时物体离出发点最远，故D正确． 11.答案为：BC；解析：由题意可知，相遇所用时间t0=t1=t2，故相遇时汽车的位移为全程的，所以小鸟与汽车的位移大小之比为3：1，小鸟飞过的路程为全程的倍，即汽车的1.5倍，所以B、C正确；由题图知，小鸟用时为汽车的，根据v=可得，小鸟的速率为汽车的3倍，所以A错误；位移是矢量，在此过程中，小鸟的位移为0，所以D错误． 12.答案为：BD；解析：x－t图象中，x轴表示物体位移，由A图可知，两车不会相遇，故A错误；由B图可知，t1时刻两图线相交，故两车相遇，故B正确；v－t图象表示物体的速度随时间变化的规律，图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由C图可知，两车通过的位移不同，故不会相遇，故C错误；由D图可知，两车在t1时间内通过的位移相同，故两车相遇，故D正确． 13.解：(1)设经过时间t，甲追上乙，则根据题意有vt－vt=13.5 m，将v=9 m/s代入得到：t=3 s，再有v=at，解得：a=3 m/s2，即乙在接棒前的加速度为3 m/s2.(2)在追上乙的时候，乙走的距离为s，则：s=at2，代入数据得到s=13.5 m．所以乙离接力区末端的距离为Δs=(20－13.5) m=6.5 m.  14.解：(1)汽车在反应时间内做匀速直线运动，由图可知，反应时间内的位移x1=12 m，速度v=72 km/h=20 m/s，反应时间t1== s=0.6 s.(2)开始刹车时，速度v=72 km/h=20 m/s，刹车过程的位移x2=(37－12) m=25 m，根据匀变速直线运动的速度位移关系v2=2ax2，可得刹车时的加速度大小a== m/s2=8 m/s2，根据速度时间关系知，匀变速所用的时间t2== s=2.5 s.