2020屆高考物理 精準培優(yōu)專練一 直線運動的圖象（含解析）

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1、直線運動的圖象 1．物理圖象能形象地表達物理規(guī)律、直觀地描述物理過程、鮮明地表示物理量之間的相互關系，是分析物理問題的有效手段之一，也是當今高考命題的熱點。近幾年高考，主要是在選擇題中考查兩種運動學圖象的理解和應用。 2．圖象問題的解題技巧： (1)圖象反映了兩個物理量之間的函數關系，因此首先要由運動學公式推導出兩個物理量間的關系式，再分析圖象及斜率、截距、面積等幾何元素的物理意義。 (2)注意把處理常規(guī)圖象問題的思想方法加以遷移應用，必要時可將該圖象所反映的物理過程轉換為常見的x－t或v－t圖象。 二、考題再現 典例1.( 2019浙江4月選考?9)甲、乙兩物體零時刻開始從同

2、一地點向同一方向做直線運動，位移－時間圖象如圖所示，則在0～t4時間內(　　) A．甲的速度總比乙大 B．甲、乙位移相同 C．甲經過的路程比乙小 D．甲、乙均做加速運動 典例2.( 2018全國II卷?19)甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運動，其速度－時間圖象分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時刻并排行駛。下列說法正確的是(　　) A．兩車在t1時刻也并排行駛 B．在t1時刻甲車在后，乙車在前 C．甲車的加速度大小先增大后減小 D．乙車的加速度大小先減小后增大 三、對點速練 1．如圖所示為某質點做直線運動的

3、ν－t圖象。已知t0時刻的速度為v0，2t0時刻的速度為2v0，圖中OA與AB是關于A點中心對稱的曲線，由圖可得(　　) A．0～t0時間內的位移為v0t0 B．0～2t0時間內的位移為2v0t0 C．t0時刻的加速度為 D．2t0時刻的加速度為 2．(多選)如圖所示為一個質點運動的位移x隨時間t變化的圖象，由此可知質點在0～4 s內(　　) A．先沿x軸正方向運動，后沿x軸負方向運動 B．一直做勻變速運動 C．t＝2 s時速度一定最大 D．速率為5 m/s的時刻有兩個 3．宇航員的訓練、競技體育的指導、汽車的設計等多種工作都會用到急動度的概念。急動度j是加速度變化

4、量Δa與發(fā)生這一變化所用時間Δt的比值，即，它的方向與物體加速度變化量的方向相同。一物體從靜止開始做直線運動，其加速度a隨時間t的變化關系如圖，則該物體在(　　) A．t＝0時和t＝2 s時加速度等大反向 B．t＝2 s時和t＝4 s時急動度等大反向 C．1～3 s內做減速運動 D．0～5 s內速度方向不變 4．一名跳傘運動員從懸停在高空的直升機中跳下，研究人員利用運動員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運動情況，通過分析數據，畫出了運動員從跳離飛機到落地的過程中在空中沿豎直方向運動的v－t圖象，如圖所示，則對運動員的運動，下列說法正確的是(　　) A．0～10 s內位移大小為100 m

5、 B．10～15 s內加速度逐漸增大 C．0～10 s內運動員所受阻力逐漸增大 D．10～15 s內運動員所受阻力逐漸増大 5．如圖所示為甲、乙兩個物體做直線運動的運動圖象，則下列敘述正確的是(　　) A．甲物體運動的軌跡是拋物線 B．甲物體8 s內運動所能達到的最大位移為80 m C．乙物體前2 s的加速度為10 m/s2 D．乙物體8 s末距出發(fā)點最遠 6．我市某十字路口允許公交車通過的最大速度為10 m/s，一輛公交車在距離十字路口50 m的車站停留，乘客上下完后，公交車司機啟動公交車，司機看到紅燈顯示還有10 s，要使公交車在耗能最少的情況下盡快通過十字路口且不違章

6、，則公交車啟動后的運動圖象可能是(　　) 7．甲、乙兩物體從同一位置沿同一直線運動，運動過程中的速度—時間圖象如圖所示，在0?6 s這段時間內，下列說法正確的是(　　) A．甲、乙兩物體的運動方向始終相反 B．5 s時甲、乙兩物體相遇 C．4 s時甲、乙兩物體相距最遠 D．5 s時甲、乙兩物體相距最遠 8．入冬以來，全國多地多次發(fā)生霧霾天氣，能見度不足20 m。在這樣的惡劣天氣中，甲、乙兩汽車在一條 平直的公路上行駛，當兩車同時行駛到同一位置時，兩車司機聽到前方有事故發(fā)生的警笛提示，同時開始剎車，直到減速為0，兩輛車剎車時的v－t圖象如圖，則(　　) A．甲車減速的加速度為

7、0.5 m/s2 B．甲車減速的加速度比乙車減速的加速度大0.75 m/s2 C．減速過程中甲乙兩車間的最大距離為100 m D．減速過程中甲乙兩車間的最大距離為87.5 m 9．靜止于粗糙水平面上的物體，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小隨時間變化如圖甲所示。在拉力F從0逐漸增大的過程中，物體的加速度隨時間變化如圖乙所示，g取10 m/s2。則下列說法中錯誤的是(　　) A．物體與水平面間的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變 B．物體與水平面間的動摩擦因數為0.1 C．物體的質量為6 kg D．4 s末物體的速度為4 m/s 10．如圖所示為物體做直線

8、運動的圖象，下列說法正確的是(　　) A．甲圖中，物體在0～t0這段時間內的位移小于v0t0 B．乙圖中，物體的加速度為2 m/s2 C．丙圖中，陰影面積表示t1～t2時間內物體的加速度變化量 D．丁圖中，t＝3 s時物體的速度為25 m/s 11．(多選)一質點沿x軸正方向做直線運動，通過坐標原點時開始計時，其－t的圖象如圖所示，則(　　) A．質點做勻加速直線運動，加速度為1 m/s2 B．質點在1 s末速度為2 m/s C．質點在第1 s內的平均速度0.75 m/s D．質點做勻速直線運動，速度為0.5 m/s 12．(多選)某同學為了研究物體下落

9、的過程的特點，設計了如下實驗，將兩本書A、B從高樓樓頂放手讓其落下，兩本書下落過程中沒有翻轉和分離，由于受到空氣阻力的影響，其v－t圖象如圖所示，虛線在P點與速度圖線相切，已知mA＝mB＝1 kg，g＝10 m/s2，由圖可知(　　) A．t＝2 s時A處于超重狀態(tài) B．t＝2 s時A、B的加速度大小為2 m/s2 C．下落過程中A、B的機械能守恒 D．0～2 s內A、B機械能減少量大于99 J 13．(多選)如圖所示，斜面傾角為θ，P為斜面的中點，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一個小物體由頂端靜止釋放，沿斜面下滑到底端時速度為零。以沿斜面向下為正方向，則物體下滑過程中的位移x、速度v

10、、合外力F、合外力的沖量I與時間t的關系圖象可能正確的是(　　) 答案 二、考題再現 典例1.【解析】因x－t圖象的斜率等于速度，可知在0～t1時間內開始時甲的速度大于乙，后來乙的速度大于甲，選項A錯誤；由圖象可知在0～t1時間內甲、乙位移相同，選項B正確；甲、乙均向同方向做直線運動，則甲乙的路程相同，選項C錯誤；由斜率等于速度可知，甲做勻速運動，乙做加速運動，選項D錯誤。 【答案】B 典例2.【解析】本題可巧用逆向思維分析，兩車在l2時刻并排行駛，根據題圖分析可知在t1～t2時間內甲車運動的位移大于乙車運動的位移，所以在t1時刻甲車在后，乙車在前，B正確，A錯誤；依據v－t

11、圖象斜率表示加速度分析出C錯誤，D正確。 【答案】BD 三、對點速練 1．【答案】B 【解析】直線運動的ν－t圖象，面積代表位移，所以0－t0時間內的位移大于v0t0，故A錯誤；直線運動的ν－t圖象，面積代表位移，因為圖中OA與AB是關于A點中心對稱的曲線，所以0～2t0時間內的面積為2v0t0，位移為2v0t0，故B正確；直線運動的ν－t圖象，斜率代表加速度，t0時刻的斜率不是，加速度就不是，故C錯誤；直線運動的ν－t圖象，斜率代表加速度，2t0時刻的斜率不是，加速度就不是， 故D錯誤。 2．【答案】CD 【解析】從圖中可知正向位移減小，故質點一直朝著負方向運動，A錯誤；圖

12、象的斜率表示速度大小，故斜率先增大后減小，說明物體速率先增大后減小，做變速運動，但不能判斷是不是做勻變速直線運動，t＝ 2s時，斜率最大，速度最大，B錯誤，C正確；因為斜率先增大后減小，并且平均速度為5m/s，故增大過程中有一刻速度為5m/s，減小過程中有一刻速度為5m/s，共有兩個時刻速度大小為5m/s，D正確。 3．【答案】D 【解析】由圖可知，t＝0時和t＝2s時加速度等大同向，故A錯誤；加速度對時間的變化率稱為急動度，等于a－t圖象的斜率，則知t＝2s時的急動度和t＝4s時的急動度等大同向，故B錯誤；根據a－t圖象與t軸所圍的面積表示速度的變化量，知1－3s內質點的速度增大，做加

13、速運動，故C錯誤；根據a－t圖象與t軸所 圍的面積表示速度的變化量，知0－5s內質點速度的變化量均為正，說明質點速度方向不變，故D正確。 4．【答案】C 【解析】0～10s內，若運動員勻加速下降，則位移為100m，由圖象可知運動員的位移大小大于100m，選項A錯誤；v－t圖象的斜率等于加速度，可知10s～15s內加速度逐漸減小，選項B錯誤；0～10s內運動員向下的加速度逐漸減小，根據mg－f＝ma所受阻力逐漸增大，選項C正確；10s～15s內運動員向上的加速度逐漸減小，根據f－mg＝ma，所受阻力逐漸減小，選項D錯誤。 5．【答案】B 【解析】甲物體的位移圖象并不是其運動軌跡，位

14、移圖象表示甲物體做的是直線運動，故A項錯誤；x－t圖象中縱坐標的變化量表示物體的位移，則知t＝4s時刻甲的位移最大為△x＝8m－0＝8m，故B項正確；v－t圖象中斜率表示加速度，則乙物體前2s加速度為5 m/s2，故C項錯誤；乙物體在前4s內沿正向運動，后4s內沿負向運動，t＝8s末回到了出發(fā)點，所以乙物體4s末距出發(fā)點最遠，故D項錯誤。 6．【答案】C 【解析】速度時間圖象與時間軸所圍的面積表示位移，可知只有C圖所圍的面積可能小于等于50m，ABD均大于50m，C正確。 7．【答案】D 【解析】由圖象可知，4~5.5s內甲、乙兩物體的運動方向相同，A項錯誤；5s時甲、乙兩物體的速度相

15、同，二者相距最遠，D項正確，B、C項錯誤。 8．【答案】C 【解析】v－t圖象的斜率表示加速度，故甲車減速的加速度為－1 m/s2，乙車減速的加速度的為－0.5 m/s2，故A、B錯誤；當甲乙兩車速度相等時，即t=20s時甲乙兩車間的距離最大，圖象面積之差表示位移之差，即，故C正確，D錯誤。 9．【答案】C 【解析】由乙知，0－2s內物體靜止不動，物體所受的靜摩擦力與拉力平衡，則知摩擦力逐漸增大．t＝2s時靜摩擦力達到最大值，t＝2s后物體開始運動，受到滑動摩擦力作用，滑動摩擦力小于最大靜摩擦力，并且保持不變，所以物體所受的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變，故A正確；在2－4

16、s內，由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma ①，由圖知：當F＝6N時，a＝1m/s2，代入①式得 6－10μm＝m②，當F＝12N時，a＝3m/s2，代入①式得 12－10μm＝3m?③，由②③解得 μ＝0.1，m＝3kg，故B正確，C錯誤；根據 a－t圖象與時間軸所圍的面積表示速度的變化量，可知4s內物體速度的變化量為，由于初速度為0，所以4s末物體的速度為4m/s，故D正確。本題選錯誤的，故選C。 10．【答案】D 【解析】甲圖中，因v－t圖象與坐標軸圍成的面積等于位移，可知物體在0～t0這段時間內的位移大于v0t0，選項A錯誤；乙圖中，根據v2＝2ax可知2a=1，則物體的加速度

17、為0.5m/s2，選項B錯誤；丙圖中，根據?v＝at可知，陰影面積表示t1~t2時間內物體的速度變化量，選項C錯誤；丁圖中，由x＝v0t+at2可得，由圖象可知，則a＝5m/s2； v0＝－5m/s，則t＝3s時物體的速度為v3＝v0+at3＝25m/s，選項D正確。 11．【答案】AB 【解析】由圖得：，根據，得，對比可得：，則加速度為a＝2×0.5＝1 m/s2，由圖知質點的加速度不變，說明質點做勻加速直線運動，故A正確，D錯誤；質點的初速度v0＝1 m/s，在1 s末速度為v＝v0+at＝2 m/s，故B正確；質點在第1s內的平均速度，故C錯誤。 12．【答案】BD 【解析】根據

18、v－t圖象的斜率表示加速度，知t＝2s時A的加速度為正，方向向下，則A處于失重狀態(tài)， 故A錯誤。t＝2s時A、B的加速度大小為，故B正確；由于空氣阻力對A、B做功，則A、B的機械能不守恒，故C錯誤。0－2s內A、B下落的高度h＞×9×2m＝9m，A、B重力勢能減少量ΔEp＝(mA+mB)gh＞2×10×9＝180J，動能增加量ΔEk＝(mA+mB)v2＝×2×92＝81J，則A、B機械能減少量ΔE＝ΔEp－ΔEk＞180J－81J＝99J，故D正確。 13．【答案】BD 【解析】物體在光滑的斜面上做勻加速直線運動時，由x＝at2知，位移時間圖線的開口應先向上，然后做勻減速直線運動，故A錯誤；物體在前半段做勻加速直線運動，后半段做勻減速直線運動，由于到達底端的速度為零，則前半段和后半段的平均速度相等，由位移相等，則在前半段和后半段的運動時間相等，勻 加速直線運動的末速度等于勻減速直線運動的初速度，則勻加速和勻減速直線運動的加速度大小相等，方向相反，則合力大小相等，方向相反，故B正確，C錯誤；合力大小相等，方向相反，根據I＝F合t可知，合外力的沖量在前半段和后半段的運動時間內也是大小相等，方向相反，故D正確。 8