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课时跟踪检测(十一) 运动学图像和追及相遇问题
1.(2023·宿迁高一调研)有甲、乙两物体在直线上运动,其xt图像如图所示,则下列描述中说法错误的是( )
A.在前5 s内,乙的位移和甲的位移一样
B.在前3 s内时,甲运动的位移为-6 m
C.t=5 s时两物体相遇
D.在0~5 s内的某一时刻,甲、乙瞬时速度相同
解析:选B 由xt图像可知,在前5 s内,乙的位移和甲的位移一样,大小为15 m,方向为负方向,故A正确;由xt图像斜率表示速度,可求得甲的速度为v甲= m/s=-3 m/s,则在前3 s内时,甲运动的位移为x=v甲t=-3×3 m=-9 m,故B错误;t=5 s时两图像相交,表示该时刻两物体相遇,故C正确;由xt图像斜率表示速度,可知在0~5 s内的某一时刻,乙图像切线的斜率与甲相同,所以在某一时刻二者瞬时速度相同,故D正确。
2.(2023·江苏兴化高一检测)在同一条笔直的公路上行驶的三辆汽车a、b、c,它们的xt图像如图所示,汽车a对应的图像是一条抛物线,其顶点坐标为(0,10 m)。下列说法正确的是( )
A.在0~5 s内,a、b两辆汽车间的距离减小
B.b和c两辆汽车做匀速直线运动,两汽车的速度相同
C.汽车c的速度逐渐增大
D.汽车a在5 s末的速度为4 m/s
解析:选D a、b两汽车间的距离等于纵坐标x之差,由题图可知在0~5 s内,a、b两汽车间的距离增大,A错误;根据xt图线的斜率表示速度可知,b和c两汽车做匀速直线运动,两汽车的速度大小相等,方向相反,说明速度不同,B、C错误;设a汽车的加速度为a,则有x=x0+at2,代入数据解得加速度a=0.8 m/s2,所以汽车a在5 s末的速度v=at=4 m/s,D正确。
3.跳伞运动员从高空悬停的直升机上进行跳伞训练,运动员竖直向下运动的vt图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.10 s末运动员的速度方向改变
B.从15 s末开始运动员悬停在空中
C.运动员在0~10 s内的平均速度大于20 m/s
D.10~15 s内运动员做加速度逐渐增大的减速运动
解析:选C 10 s末运动员的速度方向仍然为正方向,A错误;15 s末开始图像的加速度为零,运动员做匀速直线运动,B错误;0~10 s内,如果运动员做匀加速直线运动,平均速度= m/s=20 m/s,而运动员在0~10 s内的位移大于做匀加速直线运动的位移,由=知,时间相同,位移x越大,平均速度就越大,所以运动员在0~10 s的平均速度大于20 m/s,C正确;图像的斜率表示加速度,10~15 s斜率绝对值逐渐减小,说明10~15 s运动员做加速度逐渐减小的减速运动,D错误。
4.我国“蛟龙号”载人潜水器进行下潜试验,从水面开始竖直下潜,最后返回水面,其vt图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.0~4 min和6~10 min两时间段平均速度大小相等
B.全过程中的最大加速度大小为0.025 m/s2
C.3~4 min和6~8 min加速度方向相反
D.本次下潜的最大深度为350 m
解析:选A 根据vt图像与横轴围成的面积表示位移,则0~4 min内的位移大小为:x=×(120+240)×2.0 m=360 m;6~10 min内位移大小为 x′=×3.0×240 m=360 m,可知,0~4 min和6~10 min两时间段位移大小相等,所用时间相等,则平均速度大小相等,故A正确;第1 min内加速度最大,大小为a==≈0.033 m/s2,故B错误;vt图线的斜率的正负反映加速度的方向,可知3~4 min和6~8 min加速度方向相同,C错误;由题图可知t=4 min时“蛟龙号”下潜到最深处,最大深度为:h=×(120+240)×2.0 m=360 m,故D错误。
5.(2023·江苏江阴高一检测)如图所示的xt图像和vt图像中,给出的四条曲线1、2、3、4分别代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是( )
A.曲线1表示物体做曲线运动
B.xt图像中,t1时刻v1>v2
C.vt图像中0至t3时间内物体3和物体4的平均速度大小相等
D.两图像中,t2、t4时刻分别表示物体2、4开始反向运动
解析:选B xt图像和vt图像都只能表示直线运动,曲线1表示物体做直线运动,故A错误;xt图像中图线的切线斜率表示物体的速度,t1时刻图线1切线的斜率大于图线2的斜率,则此时刻物体1的速度大于物体2的速度,即v1>v2,故B正确;vt图像中,根据图像与时间轴围成的面积表示位移,可知0至t3时间内,3的位移小于4的位移,故由=可知3的平均速度小于4的平均速度,故C错误;xt图像的斜率表示速度,图像的转