2025新高考物理二轮复习【核心素养测评】四 运动图像（练习，含解析）

这是一份2025新高考物理二轮复习【核心素养测评】四 运动图像（练习，含解析），共14页。
【基础巩固练】
1.(6分)a、b两物体沿一直线运动,其位置坐标与时间t的关系如图所示,两物体在t1~t2时间内( )
A.a的平均速度大
B.b的平均速度大
C.a的速度一直在增大
D.b的速度先减小后增大
2.(6分)(多选)如图甲、乙所示为某物体在0~t1时间内运动的x-t图线和v-t图线,由图可知,在0~t1时间内( )
A.物体做的是曲线运动
B.物体做加速度越来越小的运动
C.图甲中t12时刻,图线的斜率为v02
D.x1-x0=v02t1
3.(6分)(2023·宁波模拟)据悉,配备自动驾驶技术的新能源汽车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试乘时,甲、乙两车同时从同一位置出发,沿着同一平直路面行驶,它们的速度v随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.t2时刻,甲、乙车相遇
B.t1到t2时间内,甲车的平均速度等于乙车的平均速度
C.t1到t2时间内,甲车的速度变化率先减小后增大
D.t1到t2时间内,甲车做曲线运动,乙车做直线运动
4.(6分)在如图所示的v-t图像中,A、B两质点同时从同一点沿一条直线开始运动,运动规律用A、B两图线表示,下列叙述正确的是( )
A.t=1 s时,B质点加速度方向发生改变
B.t=2 s前后,B质点运动方向和加速度方向均发生改变
C.A、B同时从静止出发,朝相同的方向运动
D.在t=4 s时,A、B两物体相遇
【加固训练】
(多选)甲、乙两物体同时从同一位置出发,二者的速度随时间变化的关系如图所示,下列说法正确是( )
A.0~1 s时间内,甲的平均速率比乙的大
B.相遇前,两物体在t=1 s时距离最大
C.t=2 s时,甲、乙相遇
D.t=4 s时,甲、乙相遇
5.(6分)(交通运输)(多选)(2024·长春模拟)为检测某新能源动力车的刹车性能,如图所示是一次在平直公路上实验时,动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像。下列说法正确的是( )
A.动力车的初速度为20 m/s
B.刹车过程动力车的加速度大小为10 m/s2
C.刹车过程持续的时间为4 s
D.刹车过程经过6 s时动力车的位移为30 m
6.(6分)(多选)甲、乙两物体自同一地点同时同向出发做直线运动,两物体运动过程中的v2-x图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲的加速度大小是乙加速度大小的0.5倍
B.甲物体在x=3 m处的速度大小为9 m/s
C.甲、乙两物体在x=4 m处相遇
D.开始运动43 s时,甲、乙之间的距离是乙停止运动前的最远距离
【综合应用练】
7.(6分)(生产生活)(2023·宁波模拟)有一段关于飞机、跑车和摩托车比赛的视频,他们在直道上同时从同一起跑线O静止启动。之后每隔相等的时间间隔T便记录一次三者的位置,如图所示。则正确描述这一过程的v-t图像为( )
8.(6分)(交通运输)(2023·枣庄模拟)高铁列车做直线运动进站,利用计算机控制,能准确地停靠在对应车门的位置,实现列车安全准确地进站停车。如图所示为某列车在进站停车过程中加速度a随速度v的变化图线。则该列车( )
A.速度从17 m/s降至3 m/s经过的时间为20 s
B.速度从20 m/s降至3 m/s行进的距离为11.9 m
C.进站过程,先做加速度越来越小的减速运动,后做匀减速运动
D.进站过程,先做匀减速运动,后做加速度越来越小的减速运动
9.(6分)(2023·安庆模拟)小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况绘制的xt2 -1t图像(如图)。已知机动车运动轨迹是直线,但是不知机动车是处于加速还是刹车状态,请你帮他判定以下合理的说法是( )
A.机动车处于匀加速状态
B.机动车的初速度为20 m/s
C.机动车的加速度大小为10 m/s2
D.机动车在前3 s的位移是24 m
【情境创新练】
10.(16分)在一条平直公路上,甲、乙、丙三辆车(均看成质点)分别在各自的车道(三条相邻的车道)上做直线运动,计时开始时(t=0时刻)三辆车同处在坐标原点,甲做速度v甲=8 m/s的匀速直线运动,乙做初速度为0的匀加速直线运动,丙做初速度v0=4 m/s的匀加速直线运动,三辆车的x-t图像如图所示,已知t1时刻三辆车的x-t图线的切线互相平行,t2=4 s时刻三辆车的x-t图线交于一点,求:
(1)三辆车的x-t图线的切线互相平行的时刻t1;
(2)乙与丙的加速度之差;
(3)0~1 s时间内甲与乙的位移大小的比值。
解析版
1.(6分)a、b两物体沿一直线运动,其位置坐标与时间t的关系如图所示,两物体在t1~t2时间内( )
A.a的平均速度大
B.b的平均速度大
C.a的速度一直在增大
D.b的速度先减小后增大
【解析】选D。根据x-t图像可知,在t1~t2时间内,两物体的位移相同,根据v=xt,可知a、b两物体的平均速度相等,故A、B错误;根据x-t图像的斜率表示速度可知,a的速度保持不变,b的速度先减小后增大,故C错误,D正确。
2.(6分)(多选)如图甲、乙所示为某物体在0~t1时间内运动的x-t图线和v-t图线,由图可知,在0~t1时间内( )
A.物体做的是曲线运动
B.物体做加速度越来越小的运动
C.图甲中t12时刻,图线的斜率为v02
D.x1-x0=v02t1
【解析】选C、D。x-t图线和v-t图线只能用来描述直线运动的规律,由图乙可知,物体做加速度恒定的匀减速直线运动,A、B错误;因为物体做匀变速运动,中间时刻的速度等于全程的平均速度vt2=v0+02=v02,则图甲中t12时刻,图线的斜率为v02,故C正确;乙图所围面积表示物体运动的位移,即x1-x0=v02t1,故D正确。
3.(6分)(2023·宁波模拟)据悉,配备自动驾驶技术的新能源汽车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试乘时,甲、乙两车同时从同一位置出发,沿着同一平直路面行驶,它们的速度v随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.t2时刻,甲、乙车相遇
B.t1到t2时间内,甲车的平均速度等于乙车的平均速度
C.t1到t2时间内,甲车的速度变化率先减小后增大
D.t1到t2时间内,甲车做曲线运动,乙车做直线运动
【解析】选C。该图像为v-t图像,图像的交点表示两物体速度相同,并不是相遇,A错误;v-t图像与坐标系所围成的面积表示物体的位移,如题图所示,t1到t2时间内,甲的位移大于乙的位移,而v=xt,所以甲的平均速度大于乙的平均速度,B错误;如题图所示,在t1到t2时间内甲图像的斜率即速度变化率是先减小后增大,C正确;v-t图像所描述的运动都是直线运动,D错误。
4.(6分)在如图所示的v-t图像中,A、B两质点同时从同一点沿一条直线开始运动,运动规律用A、B两图线表示,下列叙述正确的是( )
A.t=1 s时,B质点加速度方向发生改变
B.t=2 s前后,B质点运动方向和加速度方向均发生改变
C.A、B同时从静止出发,朝相同的方向运动
D.在t=4 s时,A、B两物体相遇
【解析】选A。根据v-t图线的斜率表示加速度可知,t=1 s时,B图线的倾斜方向发生变化,说明加速度方向变化,故A正确;由题图知,t=2 s前后,B质点运动方向发生变化,斜率不变,则加速度方向不发生改变,故B错误;A、B同时从静止出发,A向正方向运动,而B向负方向运动,故C错误;在t=4 s时,图像的交点表示速度相同;图线与坐标轴围成的面积表示位移,A、B两物体在t=4 s时位移不等,不是相遇,故D错误。
【加固训练】
(多选)甲、乙两物体同时从同一位置出发,二者的速度随时间变化的关系如图所示,下列说法正确是( )
A.0~1 s时间内,甲的平均速率比乙的大
B.相遇前,两物体在t=1 s时距离最大
C.t=2 s时,甲、乙相遇
D.t=4 s时,甲、乙相遇
【解析】选A、D。0~1 s内,甲的平均速度v甲=-2+02 m/s=-1 m/s,乙的平均速度v乙=0+12 m/s=0.5 m/s,正负号仅表示方向,甲的平均速率比乙的大,故A正确;相遇前,两物体速度相等时距离最大,在t=2 s时两物体距离最大,故B错误;设经过时间t,甲、乙相遇,则有12a1t2-(v0t+12a2t2)=0,其中a1=22 m/s2=1 m/s2,a2=21 m/s2=2 m/s2,解得t=4 s,故C错误,D正确。
5.(6分)(交通运输)(多选)(2024·长春模拟)为检测某新能源动力车的刹车性能,如图所示是一次在平直公路上实验时,动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像。下列说法正确的是( )
A.动力车的初速度为20 m/s
B.刹车过程动力车的加速度大小为10 m/s2
C.刹车过程持续的时间为4 s
D.刹车过程经过6 s时动力车的位移为30 m
【解析】选A、C。根据刹车过程速度与位移的关系可得v02-v2=2ax,整理得x=v022a-12av2,结合图像可得-12a=-110,v022a=40 ,解得v0=20 m/s,a=5 m/s2,A正确,B错误;刹车过程持续时间为t=v0a=4 s,C正确;由题图可知,刹车距离为40 m,且汽车刹车时间为4 s,则刹车过程经过6 s时动力车的位移为40 m,D错误。
6.(6分)(多选)甲、乙两物体自同一地点同时同向出发做直线运动,两物体运动过程中的v2-x图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲的加速度大小是乙加速度大小的0.5倍
B.甲物体在x=3 m处的速度大小为9 m/s
C.甲、乙两物体在x=4 m处相遇
D.开始运动43 s时,甲、乙之间的距离是乙停止运动前的最远距离
【解析】选A、D。根据初速度为零的匀变速直线运动规律v2=2ax可知,v2-x图像斜率为定值,表示的是匀变速直线运动,甲的v2-x图像斜率为2a,即甲的加速度a1=1.5 m/s2,将乙的末速度为零的匀减速直线运动视为初速度为零的匀加速直线运动,可知乙的加速度a2=3 m/s2,可知甲的加速度大小是乙加速度大小的0.5倍,故A正确;甲物体在x=3 m处的速度大小满足v12-0=2a1x,解得v1=3 m/s,故B错误;由题图可知乙做初速度为6 m/s的匀减速直线运动,当乙停下时t停=v2a2=63 s=2 s,当甲、乙相遇时满足12a1t12=v2t1-12a2t12,解得t1=83 s,此时,乙已经静止,故甲、乙相遇时应满足12a1t22=v2t停-12a2t停2,解得t2=22 s,此时离出发点的位移为x1=12a1t22= 12×1.5×(22)2 m=6 m,故C错误;在乙停止运动前,甲、乙速度相等时相距最远,满足a1t3=v2-a2t3,解得t3=43 s,故D正确。
【综合应用练】
7.(6分)(生产生活)(2023·宁波模拟)有一段关于飞机、跑车和摩托车比赛的视频,他们在直道上同时从同一起跑线O静止启动。之后每隔相等的时间间隔T便记录一次三者的位置,如图所示。则正确描述这一过程的v-t图像为( )
【解析】选B。飞机、跑车和摩托车在直道上同时从同一起跑线O静止启动,0~T时间内,有x=12aT2,由题图可得x1v3,即飞机的最大速度最大,摩托车的最大速度最小。故选B。
8.(6分)(交通运输)(2023·枣庄模拟)高铁列车做直线运动进站,利用计算机控制,能准确地停靠在对应车门的位置,实现列车安全准确地进站停车。如图所示为某列车在进站停车过程中加速度a随速度v的变化图线。则该列车( )
A.速度从17 m/s降至3 m/s经过的时间为20 s
B.速度从20 m/s降至3 m/s行进的距离为11.9 m
C.进站过程,先做加速度越来越小的减速运动,后做匀减速运动
D.进站过程,先做匀减速运动,后做加速度越来越小的减速运动
【解析】选A。由题图可知,列车速度从17 m/s 降至3 m/s该过程为匀变速运动,加速度大小为a=0.7 m/s2,所用时间为t=Δva=20 s,故A正确;由题图知,列车速度从20 m/s降至3 m/s该过程为匀变速直线运动,加速度大小为a=0.7 m/s2,行进的距离满足2ax=v2-v02,解得x≈279.3 m,故B错误;进站过程列车速度越来越小,由题图可知,列车先做加速度越来越大的减速运动,后做匀减速运动,故C、D错误。
9.(6分)(2023·安庆模拟)小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况绘制的xt2 -1t图像(如图)。已知机动车运动轨迹是直线,但是不知机动车是处于加速还是刹车状态,请你帮他判定以下合理的说法是( )
A.机动车处于匀加速状态
B.机动车的初速度为20 m/s
C.机动车的加速度大小为10 m/s2
D.机动车在前3 s的位移是24 m
【解析】选B。根据匀变速直线运动的位移—时间公式x=v0t+12at2,变形可得:xt2=v0t+12a,可知xt2 -1t的图像斜率k=v0=40.2 m/s=20 m/s,纵轴截距为b=-4 m/s2=12a,可得a=-8 m/s2,所以机动车处于匀减速状态,加速度大小为8 m/s2,初速度为20 m/s,故A、C错误,B正确;根据速度—时间公式,可得机动车匀减速运动的总时间为t=-v0a=2.5 s,则机动车在前3 s的位移等于机动车在前2.5 s的位移,可得机动车在前3 s的位移为x=v02t=25 m,故D错误。
【情境创新练】
10.(16分)在一条平直公路上,甲、乙、丙三辆车(均看成质点)分别在各自的车道(三条相邻的车道)上做直线运动,计时开始时(t=0时刻)三辆车同处在坐标原点,甲做速度v甲=8 m/s的匀速直线运动,乙做初速度为0的匀加速直线运动,丙做初速度v0=4 m/s的匀加速直线运动,三辆车的x-t图像如图所示,已知t1时刻三辆车的x-t图线的切线互相平行,t2=4 s时刻三辆车的x-t图线交于一点,求:
(1)三辆车的x-t图线的切线互相平行的时刻t1;
答案:(1)2 s
【解析】(1)由题图可知,甲做匀速直线运动,乙和丙做匀加速直线运动,则
x甲=v甲t2 x乙=12a乙t22
t2=4 s时刻三辆车的x-t图线交于一点,说明t2=4 s时刻三辆车相遇,则有
x甲=x乙
t1时刻三辆车的x-t图线的切线互相平行,说明t1时刻三车的速度相等,
则有v甲=a乙t1 解得a乙=4 m/s2,t1=2 s
(2)乙与丙的加速度之差;
答案: (2)2 m/s2
【解析】(2)0~2 s时间内,对丙有a丙=v甲-v0t1=2 m/s2
则有a乙-a丙=2 m/s2
(3)0~1 s时间内甲与乙的位移大小的比值。
答案: (3)4
【解析】(3)0~1 s时间内x'甲=v甲t0
其中t0=1 s,且x'乙=12a乙t02
解得x'甲x'乙=4