专题01 直线运动-【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编(新高考通用)
2025-04-17
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内容正文:
专题01 直线运动
运动的描述
1.(2025·河北秦皇岛·一模)以下关于矢量和标量的说法正确的是( )
A.同一个物理量在一些情况下是矢量,在另一些情况下也可以是标量
B.电流有方向,故电流是矢量
C.功有正负;故功是矢量
D.功率是标量
2.(2025·浙江宁波·一模)北京时间2024年8月4日凌晨,中国选手郑钦文击败克罗地亚选手维基奇获得首枚女网奥运金牌。图中郑钦文挥拍打出一个强烈的上旋球,网球划过一条优美的弧线直飞对方的底线。下列说法正确的是( )
A.研究击打出上旋球时可以把网球看作质点
B.研究网球的飞行轨迹时可以把网球看作质点
C.该网球的飞行轨迹长度就是它的位移的大小
D.某次郑钦文的发球速度达到了,这里是指平均速度
3.(2025·宁夏石嘴山·一模)某公司在测试无人机的机动性能时,记录了无人机从地面起飞后其竖直方向的速度-时间图像如图所示,其中4-6s内的图线为曲线,其余均为直线。关于无人机,下列说法正确的是( )
A.4s时加速度为零
B.6s时离地面最高
C.4~6s内平均速度大小为9m/s
D.6~7s内竖直位移大小为5m
4.(2025·宁夏银川·一模)对质点运动的描述,以下说法正确的是( )
A.平抛运动是加速度变化的运动
B.匀速圆周运动是加速度不变的运动
C.某时刻质点的加速度为零,则此时刻质点的速度一定为零
D.某时刻质点的加速度为零,则此时刻质点的速度不一定为零
5.(2024·广东·一模)一辆汽车沿平直公路先以平均速度行驶的位移,接着又以平均速度行驶剩余的位移。如果汽车全程的平均速度为,则汽车在后位移的平均速度大小为( )
A. B. C. D.
6.(2024·四川内江·一模)下列几组物理量中,全部属于矢量的一组是( )
A.位移、功率、动量 B.动量、冲量、位移
C.速度、动能、向心力 D.时间、冲量、加速度
7.(2024·浙江嘉兴·一模)在校运会百米决赛中,小沈同学起跑落后但中途追赶并最终超越小姚同学。发令枪响时刻,如图所示是他们俩在t1、t2、t3时刻的照片,t2时刻两人齐头并进,则( )
A.小沈超越小姚是因为他的加速度大 B.t2时刻小沈和小姚的瞬时速度一定相同
C.0到t2这段时间内,小沈和小姚的平均速度相同 D.t1到t3这段时间内,小沈和小姚的位移相同
8.(2024·浙江嘉兴·一模)据报道,我国隐形战机歼在安装涡扇发动机后,其最大飞行速度可以达到马赫。马赫数常用来表示飞行器速度大小。下列单位中属于速度单位的是( )
A.N B. C. D.
匀变速直线运动
9.(2025·北京门头沟·一模)跳水运动员保持直立状态,双脚朝下由静止开始下落。开始时双脚距离水面5m。下列说法正确的是( )
A.运动员在空中运动的时间约为2s
B.运动员在空中运动的时间约为1s
C.运动员入水时速度大小约为5m/s
D.运动员入水时速度大小约为1m/s
10.(2025·北京房山·一模)2025年2月第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨成功举办,跳台滑雪是极具观赏性的项目之一。某滑道示意图如图所示,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高为10m,C是半径为20m圆弧的最低点。质量为60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,BC段的阻力忽略不计。AB长为100m,运动员到达B点时速度大小为30m/s,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)在AB段运动过程中,运动员加速度的大小a。
(2)运动员经过C点时的动能Ek。
(3)运动员经过C点时所受支持力的大小FN。
11.(2025·河北秦皇岛·一模)跳水比赛时,运动员离水面一定高度处竖直向上跳起,以跳起时为计时起点,记录该运动员的位移一时间图像如图所示,时刻运动到最高点,时刻运动到水面。不计空气阻力,运动员视为质点,运动员所受重力大小为,下列说法正确的是( )
A.
B.和时刻速度大小之比为
C.时刻,运动员所受重力的功率为0
D.时间内,运动员所受重力的平均功率为
12.(2025·湖北·一模)用无人机进行高空救援模拟演练,其上安装有位移记录仪,竖直向上运动的位移x随时间t变化的图像如图所示,加速和减速阶段的运动均可看作匀变速直线运动,已知无人机在时由静止开始运动,时速度最大,无人机质量为,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A.无人机的最大速度为
B.到内无人机的平均速度为
C.无人机加速和减速过程的加速度大小之比为1∶3
D.无人机升力的最大功率为6600W
13.(2025·吉林白城·一模)某同学在汽车中观察速度表指针位置的变化,开始时指针位置如图(a)所示,经过6s后指针位置如图(b)所示。若汽车做匀变速直线运动,则( )
A.汽车的加速度大小约为10m/s2 B.汽车的加速度大小约为2.8m/s2
C.汽车在这段时间内的位移约为50m D.汽车在这段时间内的位移约为100m
14.(2025·北京大兴·一模)在2024年的巴黎奥运会中,我国小将全红婵力压群芳,取得了女子10米跳台比赛的冠军。假设全红婵的质量为m = 50 kg,其体型可等效为长度l = 1 m、底面积S = 0.06 m2的圆柱体,不计空气阻力,当她起跳到达最高点时,她的重心离跳台表面的高度为0.8 m。
(1)求全红婵起跳瞬间的速度大小;
(2)全红婵落水后将受到水的浮力。若以落水点为坐标原点,竖直向下为正方向建立x轴,请在答题纸给出的坐标上画出她所受浮力F的大小随落水深度x变化的函数关系图像(已知物体在水中所受浮力为F = ρgV,V为物体所排开的水的体积);
(3)若全红婵从跳台自由下落,忽略空气阻力和她入水后受到的水的阻力,为了确保她的安全,求水池中水的深度h至少应等于多少?(水的密度ρ = 1.0 × 103 kg/m3,g = 10 m/s2)。
15.(2025·河南安阳·一模)一只猎豹发现猎物,启动后其速度随位移变化的图像如图所示,下列关于猎豹运动的描述正确的是( )
A.猎豹做的是匀加速直线运动
B.猎豹运动的加速度与时间成正比
C.猎豹运动的加速度与位移成正比
D.猎豹运动的加速度与位移是正相关,但不成正比
16.(2025·山西太原·一模)物体由静止从O点沿直线做匀加速运动,依次经过A、B两点,物体加速度的大小为a,若通过OA段所用的时间为,通过AB段走过位移的大小也为,下列说法正确的是( )
A.物体在A点速度的大小为
B.若物体通过AB段所用的时间为,则的大小为
C.若物体通过OA段走过位移的大小为,则的大小为
D.物体通过OA段与AB段的平均速度之比为
17.(2025·河北·一模)一个质量为15kg的机器人沿直线运动的速度一时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.内机器人运动的距离为18m
B.内机器人受到的合力大小为30N
C.机器人减速时的加速度大小为
D.内机器人的动能减少了480J
18.(2025·河北·一模)中国选手郑钦文夺得巴黎奥运会网球女子单打金牌。比赛中郑钦文将网球竖直向上抛出,并在网球抛出1s时完成击球。已知网球在上升到最高点的过程中,最初0.4s与最后0.4s内上升的高度之比为2∶1,重力加速度g=10m/s²,不计空气阻力,则击球瞬间网球至抛出点的距离为( )
A.1.2m B.1m C.0.8m D.0.6m
19.(2025·安徽·一模)2024年11月,江淮前沿技术协同创新中心与启元实验室联合组建的具身智能团队在中关村仿生机器人大赛决赛中夺得冠军。沿同一条直线运动的机器人甲、乙的位置x随时间t变化的图像(均为抛物线)如图所示,已知倾斜虚线的斜率为k,下列说法正确的是( )
A.甲、乙同地但不同时出发
B.甲、乙两次相遇时,甲的速度均大于乙的速度
C.t0~3t0时间内,甲、乙的平均速度均为k
D.t0~3t0时间内,甲、乙均做加速运动
20.(2025·云南昆明·一模)春节期间,小明和家人在水平桌面上玩推盒子游戏。如图所示,将盒子从O点推出,盒子最终停止位置决定了可获得的奖品。在某次游戏过程中,推出的盒子从O点开始做匀减速直线运动,刚好停在e点。盒子可视为质点,a、b、c、d、e相邻两点间距离均为0.25m,盒子从d点运动到e点的时间为0.5s。下列说法正确的是( )
A.盒子运动的加速度大小为1m/s2 B.盒子运动到a点的速度大小为2m/s
C.盒子运动到c点的速度大小为1m/s D.盒子从a点运动到e点的时间为2s
21.(2025·广东深圳·一模)有一个质量为m的运动员竖直向上弹离蹦床时的速度为,当地的重力加速度为g。某同学描绘了该运动员在弹离绷床后的运动过程中位移y、速度v、加速度a、机械能E随时间t变化的四个图像(以人弹离蹦床时的重心处为参考平面),不计空气阻力,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
22.(2025·山东潍坊·一模)汽车自动驾驶技术依赖于传感器,实时感知周围环境并进行决策。在一次测试中,一辆自动驾驶汽车因感知到前方存在障碍物而紧急刹车,刹车过程可看作匀减速直线运动。以开始刹车时为计时零点,自动驾驶汽车的图像如图所示,则自动驾驶汽车( )
A.前4s内刹车的加速度大小为
B.计时零点的速度大小为40m/s
C.前4秒内平均速度大小为10m/s
D.0~4s内和0~8s内平均速度大小相等
23.(2025·河北廊坊·一模)2025年唐山南湖春节灯会,以“神奇中国”为主题,活动现场约有2000架无人机参与演出,呈现出新春特色的图案。表演中某个无人机在一段时间内沿一直线运动,通过位移传感器描绘出该无人机的位置随时间的变化规律,如图所示。已知该图像为开口向上的抛物线,则无人机运动的( )
A.速度始终不变
B.速度先变大再变小
C.加速度始终不变
D.加速度先变大后变小
24.(2025·湖南·一模)利用手机软件可以记录物体运动的加速度,现用某款智能手机进行户外游乐项目“跳楼机”测试,将手机放在“跳楼机”的电梯地板上,打开手机软件,电梯由静止开始上升后,测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示,以竖直向上为正方向,则( )
A.在时间内电梯先加速后减速
B.在时刻电梯到达最高点
C.在时间内手机受到的支持力逐渐减小
D.在时间内,手机处于失重状态
25.(2025·福建厦门·一模)甲、乙物体在外力的作用下从同一位置沿同一直线运动。其速度v随时间t的变化图线如图所示,则( )
A.时,两物体的速度和加速度的方向均改变
B.时,甲、乙两物体相距2m
C.在内,甲、乙的加速度大小之比为3:1
D.在内,两物体间的距离先增大后减少
26.(2025·福建厦门·一模)如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度L,通过A点的时间间隔为;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为。为 。
27.(2025·甘肃·一模)某品牌汽车的自主刹车系统可以在距离障碍物5m时启动刹车功能,立即做匀减速直线运动,若该车减速时的最大加速度为,要使车辆在碰到障碍物前安全停下,行驶速度不能超过( )
A.72km/h B.54km/h
C.36km/h D.18km/h
28.(2025·福建厦门·一模)一只气球以的速度匀速上升,达到离地面10m高度时,从气球上掉下一物体。不计空气阻力,则从物体掉下开始,物体在第1秒内速度改变量的大小为 ,物体落到地面所用的时间为 s,物体落到地面时速度大小为 。(取)
29.(2025·宁夏银川·一模)如图所示,甲图是x-t图像,乙图是v-t图像,图中给出的四条曲线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.x-t图像中0至t1时间内物体1和物体2的平均速度相等
B.v-t图像中0至t3时间内物体3和物体4的平均速度相等
C.两图像中,t2、t4时刻分别表示物体2、物体4已经向负方向运动
D.两图像中,物体1和物体2在t1时刻相遇,物体3和物体4在t3时刻相遇
30.(2025·河北秦皇岛·一模)随着社会的进步,世界各地建筑物的高度越来越高。一同学为了估测某建筑物的高度,由楼顶静止释放一物体,测得物体落地前1s内下落的高度为95m,重力加速度g取,则该建筑物的高度约为( )
A.450m B.500m C.550m D.600m
31.(2025·河北沧州·一模)中国“黑豹2.0”于2025年1月13日正式发布,速度可达,成为全球跑得最快的四足机器人。一次测试中,高速运动的四足机器人先做匀减速直线运动直到停止,一小段时间后,机器人又继续沿原方向做匀加速直线运动,直到重新达到原来的速度。下列能正确反映该过程中机器人速度随位移变化关系的图像是( )
A. B.
C. D.
32.(2025·内蒙古呼和浩特·一模)避免碰撞是智能扫地机器人的重要功能,如图a所示。机场某大型扫地机器人在水平面匀速直线前行,通过激光雷达和传感器检测到前方有旅客,系统立即自动控制,使之做加速度大小为a1的匀减速直线运动,并向旅客发出提醒,若旅客未避让,机器人前行至某处时自动触发“紧急制动”,做加速度大小为a2的匀减速直线运动,最终没有与旅客发生碰撞,机器人运动的v2-x图像如图b所示,求:
(1)机器人在两个阶段的加速度a1、a2;
(2)机器人从检测到有旅客至停止运动所用的总时间t。
33.(2025·河北张家口·一模)如图甲所示是我国自主研发建造的第一艘万米级深海潜水器-“奋斗者”号,最大下潜深度可达。如图乙所示是某次潜水器从海面由静止竖直下降的速度—时间图像,已知声音在海水中的传播速度为。下列说法正确的是( )
A.潜水器本次下潜的最大深度为
B.潜水器在内的加速度大小为
C.潜水器本次下潜过程的平均速度大小为
D.潜水器在此次下潜最大深度处与海面上母船通过声波通信时,声音会有的延迟
34.(2025·黑龙江·一模)如图所示,将完全相同的小球1、2从同一高度处同时由静止释放,其中斜面固定在地面上且表面光滑,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.两个小球同时落地
B.两个小球落地瞬间的速度相同
C.两个小球落地瞬间的动能相同
D.两个小球落地瞬间重力的功率相同
35.(2025·新疆喀什·一模)汽车以的速度行驶在平直公路上,当汽车行驶到距十字路口停车线时,交通信号灯为红灯,后信号灯将转为绿灯。
(1)若汽车速度保持不变,汽车到达停车线所需的时间是多少?是否会闯红灯?
(2)若司机马上采取制动措施,使汽车做匀减速运动,信号灯转为绿灯时,汽车恰好到达停车线。求汽车加速度大小和到达停车线时的速度大小。
36.(2025·江西·一模)一辆汽车刹车过程中可看成匀减速直线运动,刹车t时间内的位移为x,其刹车过程的图像如图所示(图中横轴截距b和纵轴截距c均已知),则整个刹车过程的( )
A.平均速度大小为 B.平均速度大小为c
C.加速度大小为 D.加速度大小为
37.(2025·江西赣州·一模)2024年10月,以“智焕新生共创AI+低空新时代”为主题的2024低空经济产业创新发展大会在广州举办,赣州是十五座低空经济领航城市之一。如图甲是无人机快递运输和配送的测试现场,已知质量为的邮件在被无人机从地面吊起后,在竖直方向上运动的图像如图乙所示(取竖直向上为正方向),重力加速度g取,不计邮件所受空气阻力.则( )
A.在时邮件上升到最大高度
B.邮件所受的拉力在内比在内大
C.在内拉力对邮件做功的平均功率为
D.在内拉力对邮件做正功,其功率逐渐减小
38.(2025·山东临沂·一模)一辆公共汽车以初速度14m/s进站后开始刹车,做匀减速直线运动直到停下。刹车后3s内的位移与最后3s内的位移之比是,则刹车后4s内通过的距离与刹车后3s内通过的距离之比为( )
A. B. C. D.
39.(2025·山西吕梁·一模)甲、乙两物体沿同一直线运动,其位移随时间变化的图像如图所示,两条曲线都是抛物线,已知倾斜虚线的斜率为,通过图像中所给的已知信息,判断下列说法正确的是( )
A.时间内某时刻,甲、乙的速度相同为
B.时刻甲的速度大于乙的速度
C.甲、乙两物体同地不同时出发
D.时刻甲、乙速度不相等
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专题01 直线运动
运动的描述
1.(2025·河北秦皇岛·一模)以下关于矢量和标量的说法正确的是( )
A.同一个物理量在一些情况下是矢量,在另一些情况下也可以是标量
B.电流有方向,故电流是矢量
C.功有正负;故功是矢量
D.功率是标量
【答案】D
【详解】A.一个物理量要么是矢量(既有大小又有方向,且运算遵循平行四边形定则 ),要么是标量(只有大小,没有方向 ),不会在不同情况下性质发生改变,故A错误;
B.电流虽有方向,但电流运算不遵循平行四边形定则,而是代数运算,所以电流是标量,并非矢量,故B错误;
C.功的正负表示是动力做功还是阻力做功,不表示方向,功只有大小,没有方向,是标量,故C错误;
D.功率只有大小,没有方向,是标量 ,故D正确。
故选D。
2.(2025·浙江宁波·一模)北京时间2024年8月4日凌晨,中国选手郑钦文击败克罗地亚选手维基奇获得首枚女网奥运金牌。图中郑钦文挥拍打出一个强烈的上旋球,网球划过一条优美的弧线直飞对方的底线。下列说法正确的是( )
A.研究击打出上旋球时可以把网球看作质点
B.研究网球的飞行轨迹时可以把网球看作质点
C.该网球的飞行轨迹长度就是它的位移的大小
D.某次郑钦文的发球速度达到了,这里是指平均速度
【答案】B
【详解】AB.研究击打出上旋球时,网球各部分运动情况不同,不能将其看成质点,而研究网球飞行轨迹时,可以忽略网球的大小和各部分的旋转情况,将其看成质点,A错误,B正确;
C.该网球的飞行轨迹长度就是它的路程的大小,位移大小是指从起始位置到终止位置有向线段的长度,C错误;
D.某次郑钦文的发球速度达到了,这里是指瞬时速度,D错误。
故选B。
3.(2025·宁夏石嘴山·一模)某公司在测试无人机的机动性能时,记录了无人机从地面起飞后其竖直方向的速度-时间图像如图所示,其中4-6s内的图线为曲线,其余均为直线。关于无人机,下列说法正确的是( )
A.4s时加速度为零
B.6s时离地面最高
C.4~6s内平均速度大小为9m/s
D.6~7s内竖直位移大小为5m
【答案】D
【详解】A.v-t图像的斜率等于加速度,4s时,图像的斜率不等于0,所以4s时加速度不为零,故A错误;
B.0~7s,速度方向一直为正,7s时,离地面最高,故B错误;
C.假设4~6s内速度均匀变化,则平均速度大小为
由图可知,4~6s内任意时刻速度均比假设时大,所以4~6s内平均速度大于9m/s,故C错误;
D.v-t图像与t轴围成的面积等于位移,6~7s的位移为
故D正确。
故选D。
4.(2025·宁夏银川·一模)对质点运动的描述,以下说法正确的是( )
A.平抛运动是加速度变化的运动
B.匀速圆周运动是加速度不变的运动
C.某时刻质点的加速度为零,则此时刻质点的速度一定为零
D.某时刻质点的加速度为零,则此时刻质点的速度不一定为零
【答案】D
【详解】A.平抛运动的加速度为重力加速度,保持不变,故A错误;
B.匀速圆周运动的加速度大小不变,方向总是指向圆心,即加速度方向时刻发生变化,故B错误;
CD.加速度与速度没有直接关系,某时刻质点的加速度为零,此时刻质点的速度不一定为零,故C错误,D正确。
故选D。
5.(2024·广东·一模)一辆汽车沿平直公路先以平均速度行驶的位移,接着又以平均速度行驶剩余的位移。如果汽车全程的平均速度为,则汽车在后位移的平均速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设全程位移为,则前位移的时间
后位移的时间
根据平均速度的定义有
代入数据联立可得
故选D。
6.(2024·四川内江·一模)下列几组物理量中,全部属于矢量的一组是( )
A.位移、功率、动量 B.动量、冲量、位移
C.速度、动能、向心力 D.时间、冲量、加速度
【答案】B
【详解】矢量是既有大小又有方向且符合矢量合成的物理量,标量是只有大小没有方向的物理量,动量、冲量、位移、速度、向心力、加速度是矢量。
故选B。
7.(2024·浙江嘉兴·一模)在校运会百米决赛中,小沈同学起跑落后但中途追赶并最终超越小姚同学。发令枪响时刻,如图所示是他们俩在t1、t2、t3时刻的照片,t2时刻两人齐头并进,则( )
A.小沈超越小姚是因为他的加速度大 B.t2时刻小沈和小姚的瞬时速度一定相同
C.0到t2这段时间内,小沈和小姚的平均速度相同 D.t1到t3这段时间内,小沈和小姚的位移相同
【答案】A
【详解】A.根据 ,时间相同,位移大的加速度大,所以小沈超越小姚是因为他的加速度大,A正确;
B.根据 ,时间相同,加速度大的末速度大,所以t2时刻小沈的瞬时速度一定大于小姚的瞬时速度,B错误;
C.根据 ,0到t2这段时间内,时间相同,位移大的平均速度大,所以小沈的平均速度比小姚大,C错误;
D.t1到t3这段时间内,小沈的位移比小姚的位移大,D错误。
故选A。
8.(2024·浙江嘉兴·一模)据报道,我国隐形战机歼在安装涡扇发动机后,其最大飞行速度可以达到马赫。马赫数常用来表示飞行器速度大小。下列单位中属于速度单位的是( )
A.N B. C. D.
【答案】B
【详解】由速度公式
可知速度单位的是。N是力的单位;由加速度定义式,可知加速度单位为。由功率公式
可知功率的单位是。故ACD错误,B正确。
故选B。
匀变速直线运动
9.(2025·北京门头沟·一模)跳水运动员保持直立状态,双脚朝下由静止开始下落。开始时双脚距离水面5m。下列说法正确的是( )
A.运动员在空中运动的时间约为2s
B.运动员在空中运动的时间约为1s
C.运动员入水时速度大小约为5m/s
D.运动员入水时速度大小约为1m/s
【答案】B
【详解】AB.根据位移时间关系
代入数据解得运动员在空中运动的时间
故B正确,A错误;
CD.运动员入水时速度大小
代入数据可得运动员入水时速度大小
故CD错误。
故选B。
10.(2025·北京房山·一模)2025年2月第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨成功举办,跳台滑雪是极具观赏性的项目之一。某滑道示意图如图所示,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高为10m,C是半径为20m圆弧的最低点。质量为60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,BC段的阻力忽略不计。AB长为100m,运动员到达B点时速度大小为30m/s,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)在AB段运动过程中,运动员加速度的大小a。
(2)运动员经过C点时的动能Ek。
(3)运动员经过C点时所受支持力的大小FN。
【答案】(1)4.5m/s2
(2)3.3×104J
(3)3900N
【详解】(1)运动员沿AB段做匀加速直线运动,由
可得:a=4.5m/s2
(2)BC段由动能定理:
运动员经过C点时的动能为=3.3×104J
(3)运动员在C点受力情况:
则可得=3900N
11.(2025·河北秦皇岛·一模)跳水比赛时,运动员离水面一定高度处竖直向上跳起,以跳起时为计时起点,记录该运动员的位移一时间图像如图所示,时刻运动到最高点,时刻运动到水面。不计空气阻力,运动员视为质点,运动员所受重力大小为,下列说法正确的是( )
A.
B.和时刻速度大小之比为
C.时刻,运动员所受重力的功率为0
D.时间内,运动员所受重力的平均功率为
【答案】BC
【详解】A.因为不计空气阻力,所以运动员在时间内做竖直上抛运动,时刻运动到最高点,所以运动员初始位置的高度和运动员在最高点的高度之比为
故A错误;
B.结合前面分析可知,则和时刻速度大小之比为
故B正确;
C.时刻,运动员到达最高点,速度为零,根据功率公式可知,运动员所受重力的功率为0,故C正确;
D.时间内运动员重力所做的功为
重力的平均功率为
故D错误。
故选BC。
12.(2025·湖北·一模)用无人机进行高空救援模拟演练,其上安装有位移记录仪,竖直向上运动的位移x随时间t变化的图像如图所示,加速和减速阶段的运动均可看作匀变速直线运动,已知无人机在时由静止开始运动,时速度最大,无人机质量为,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A.无人机的最大速度为
B.到内无人机的平均速度为
C.无人机加速和减速过程的加速度大小之比为1∶3
D.无人机升力的最大功率为6600W
【答案】D
【详解】C.根据
设加速时加速度为,由图可得
得
减速时加速度为,利逆向思维有
得
则无人机加速和减速过程的加速度大小之比为1∶2,故C错误:
A.最大速度
故A错误;
B.到内无人机的平均速度
故B错误;
D.无人机匀加速时升力为F,由牛顿第二定律,有
求得
升力最大功率
故D正确。
故选D。
13.(2025·吉林白城·一模)某同学在汽车中观察速度表指针位置的变化,开始时指针位置如图(a)所示,经过6s后指针位置如图(b)所示。若汽车做匀变速直线运动,则( )
A.汽车的加速度大小约为10m/s2 B.汽车的加速度大小约为2.8m/s2
C.汽车在这段时间内的位移约为50m D.汽车在这段时间内的位移约为100m
【答案】B
【详解】AB.由题图可知,
所以汽车的加速度大小为
故A错误,B正确;
CD.汽车在这段时间内的位移为
故CD错误。
故选B。
14.(2025·北京大兴·一模)在2024年的巴黎奥运会中,我国小将全红婵力压群芳,取得了女子10米跳台比赛的冠军。假设全红婵的质量为m = 50 kg,其体型可等效为长度l = 1 m、底面积S = 0.06 m2的圆柱体,不计空气阻力,当她起跳到达最高点时,她的重心离跳台表面的高度为0.8 m。
(1)求全红婵起跳瞬间的速度大小;
(2)全红婵落水后将受到水的浮力。若以落水点为坐标原点,竖直向下为正方向建立x轴,请在答题纸给出的坐标上画出她所受浮力F的大小随落水深度x变化的函数关系图像(已知物体在水中所受浮力为F = ρgV,V为物体所排开的水的体积);
(3)若全红婵从跳台自由下落,忽略空气阻力和她入水后受到的水的阻力,为了确保她的安全,求水池中水的深度h至少应等于多少?(水的密度ρ = 1.0 × 103 kg/m3,g = 10 m/s2)。
【答案】(1)
(2)
(3)53 m
【详解】(1)设全红婵起跳瞬间的速度大小v0,则
解得
(2)向上为正,由浮力概念可得,
图像如图
(3)为保证安全,则运动员到达水底时速度恰减为零,则由能量关系
其中
可得
15.(2025·河南安阳·一模)一只猎豹发现猎物,启动后其速度随位移变化的图像如图所示,下列关于猎豹运动的描述正确的是( )
A.猎豹做的是匀加速直线运动
B.猎豹运动的加速度与时间成正比
C.猎豹运动的加速度与位移成正比
D.猎豹运动的加速度与位移是正相关,但不成正比
【答案】C
【详解】由图像可知
则有
解得
而正比于,可知正比于位移。
故选C。
16.(2025·山西太原·一模)物体由静止从O点沿直线做匀加速运动,依次经过A、B两点,物体加速度的大小为a,若通过OA段所用的时间为,通过AB段走过位移的大小也为,下列说法正确的是( )
A.物体在A点速度的大小为
B.若物体通过AB段所用的时间为,则的大小为
C.若物体通过OA段走过位移的大小为,则的大小为
D.物体通过OA段与AB段的平均速度之比为
【答案】A
【详解】A.由题知,物体的初速度为零,物体通过OA段所用的时间为,根据
可得物体在A点速度的大小为
故A正确;
B.若物体通过AB段所用的时间为,则物体通过OB段所用的时间为
根据
可得物体在B点速度的大小为
又物体通过AB段走过位移的大小为,则有
即
解得
故B错误;
C.若物体通过OA段走过位移的大小为,则有
解得
故C错误;
D.物体通过OA段的平均速度为
物体通过AB段,则有
则有
解得
则物体在AB段的平均速度为
故物体通过OA段与AB段的平均速度之比为
故D错误。
故选A。
17.(2025·河北·一模)一个质量为15kg的机器人沿直线运动的速度一时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.内机器人运动的距离为18m
B.内机器人受到的合力大小为30N
C.机器人减速时的加速度大小为
D.内机器人的动能减少了480J
【答案】AD
【详解】A.根据图像与轴围成的面积表示位移可得内机器人运动的距离为
故A正确;
B.内机器人受到的合力大小机器人的加速度大小
内机器人受到的合力大小为
故B错误;
C.机器人减速时的加速度大小为
故C错误;
D.内机器人的动能减少量
故D正确。
故选AD。
18.(2025·河北·一模)中国选手郑钦文夺得巴黎奥运会网球女子单打金牌。比赛中郑钦文将网球竖直向上抛出,并在网球抛出1s时完成击球。已知网球在上升到最高点的过程中,最初0.4s与最后0.4s内上升的高度之比为2∶1,重力加速度g=10m/s²,不计空气阻力,则击球瞬间网球至抛出点的距离为( )
A.1.2m B.1m C.0.8m D.0.6m
【答案】B
【详解】网球上升过程中,最后0.4s内上升的高度
可知网球抛出后最初0.4s内上升的高度
设网球抛出时的初速度大小为,则有
解得
所以击球瞬间网球至抛出点的距离
(其中t'=1s)。
故选B。
19.(2025·安徽·一模)2024年11月,江淮前沿技术协同创新中心与启元实验室联合组建的具身智能团队在中关村仿生机器人大赛决赛中夺得冠军。沿同一条直线运动的机器人甲、乙的位置x随时间t变化的图像(均为抛物线)如图所示,已知倾斜虚线的斜率为k,下列说法正确的是( )
A.甲、乙同地但不同时出发
B.甲、乙两次相遇时,甲的速度均大于乙的速度
C.t0~3t0时间内,甲、乙的平均速度均为k
D.t0~3t0时间内,甲、乙均做加速运动
【答案】C
【详解】A.由图像可知,甲、乙既不同地也不同时出发,A错误;
B.根据图像切线的斜率表示速度的大小可知,第一次相遇时甲切线的斜率小于乙切线的斜率,即甲的速度小于乙的速度,第二次相遇时,甲切线的斜率大于乙切线的斜率,即甲的速度大于乙的速度,B错误;
C. t0~3t0时间内,甲、乙的位移相等,时间相等平均速度均为k,C正确;
D.根据图像切线的斜率表示速度的大小可知, t0~3t0时间内,甲做加速运动,乙做减速运动,D错误。
故选C。
20.(2025·云南昆明·一模)春节期间,小明和家人在水平桌面上玩推盒子游戏。如图所示,将盒子从O点推出,盒子最终停止位置决定了可获得的奖品。在某次游戏过程中,推出的盒子从O点开始做匀减速直线运动,刚好停在e点。盒子可视为质点,a、b、c、d、e相邻两点间距离均为0.25m,盒子从d点运动到e点的时间为0.5s。下列说法正确的是( )
A.盒子运动的加速度大小为1m/s2 B.盒子运动到a点的速度大小为2m/s
C.盒子运动到c点的速度大小为1m/s D.盒子从a点运动到e点的时间为2s
【答案】B
【详解】A.由题知,滑块在停止运动前的最后1s内通过的距离为2m,根据逆向思维法有
代入数据有
故A错误;
B.根据逆向思维法有
解得盒子运动到a点的速度大小为
故B正确;
C.根据逆向思维法有
解得盒子运动到c点的速度大小为
故C错误;
D.根据逆向思维法有
盒子从a点运动到e点的时间为
故D错误。
故选B。
21.(2025·广东深圳·一模)有一个质量为m的运动员竖直向上弹离蹦床时的速度为,当地的重力加速度为g。某同学描绘了该运动员在弹离绷床后的运动过程中位移y、速度v、加速度a、机械能E随时间t变化的四个图像(以人弹离蹦床时的重心处为参考平面),不计空气阻力,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】A.运动员在弹离绷床后做竖直上抛运动,则有
上升到最高点时,利用逆向思维有
解得
根据对称性可知,运动员返回弹离绷床位置的时间
运动员在弹离绷床后的运动过程中位移与时间呈现二次函数关系,图像为一条抛物线,且开口向下,故A正确;
B.运动员在弹离绷床后做竖直上抛运动,则有
运动员在弹离绷床后的运动过程中速度与时间呈现线性关系,且斜率为负值,减速至0的时间为,运动员返回弹离绷床位置的时间为,故B正确;
C.运动员在弹离绷床后做竖直上抛运动,加速度始终等于重力加速度,即运动员的加速度为一条平行于时间轴的直线,故C错误;
D.运动员仅受重力作用,运动员运动过程的机械能守恒,以人弹离蹦床时的重心处为参考平面,则机械能始终等于,可知,机械能随时间的变化关系图像为一条平行于时间轴的直线,故D正确。
故选ABD。
22.(2025·山东潍坊·一模)汽车自动驾驶技术依赖于传感器,实时感知周围环境并进行决策。在一次测试中,一辆自动驾驶汽车因感知到前方存在障碍物而紧急刹车,刹车过程可看作匀减速直线运动。以开始刹车时为计时零点,自动驾驶汽车的图像如图所示,则自动驾驶汽车( )
A.前4s内刹车的加速度大小为
B.计时零点的速度大小为40m/s
C.前4秒内平均速度大小为10m/s
D.0~4s内和0~8s内平均速度大小相等
【答案】C
【详解】A.前4s内刹车的距离为,将刹车的过程逆向来看,根据
解得,故A错误;
B.计时零点的速度大小为,故B错误;
C.前4秒内平均速度大小为,故C正确;
D.根据图像可知0~4s内和0~8s内位移相等,由于时间不等,故平均速度不等,故D错误。
故选C。
23.(2025·河北廊坊·一模)2025年唐山南湖春节灯会,以“神奇中国”为主题,活动现场约有2000架无人机参与演出,呈现出新春特色的图案。表演中某个无人机在一段时间内沿一直线运动,通过位移传感器描绘出该无人机的位置随时间的变化规律,如图所示。已知该图像为开口向上的抛物线,则无人机运动的( )
A.速度始终不变
B.速度先变大再变小
C.加速度始终不变
D.加速度先变大后变小
【答案】C
【详解】AB.根据x-t图像的斜率表示速度,由图可知斜率先减小后增大,所以速度先减小后增大,故AB错误;
CD.根据题意可知图像为开口向上的抛物线,位移-时间关系为,根据数学知识可知该图像为抛物线,所以加速度始终保持不变,故C正确,D错误。
故选C。
24.(2025·湖南·一模)利用手机软件可以记录物体运动的加速度,现用某款智能手机进行户外游乐项目“跳楼机”测试,将手机放在“跳楼机”的电梯地板上,打开手机软件,电梯由静止开始上升后,测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示,以竖直向上为正方向,则( )
A.在时间内电梯先加速后减速
B.在时刻电梯到达最高点
C.在时间内手机受到的支持力逐渐减小
D.在时间内,手机处于失重状态
【答案】C
【详解】A.图像中图线与坐标轴所围面积表示速度的变化量,可知时间内速度一直增加,所以电梯一直加速,A错误;
B.图像中图线与坐标轴所围面积表示速度的变化量,由图可知,时刻后加速度方向向下,为失重状态,速度方向向上,所以向上做减速运动,时刻还没有达到最高点,B错误;
C.对手机进行受力分析可知,时间内,根据牛顿第二定律,该段时间内,a逐渐减小,因此支持力。逐渐减小,C正确;
D.在时间内,手机加速度先向上后向下,则手机先处于超重状态后处于失重状态,D错误。
故选C。
25.(2025·福建厦门·一模)甲、乙物体在外力的作用下从同一位置沿同一直线运动。其速度v随时间t的变化图线如图所示,则( )
A.时,两物体的速度和加速度的方向均改变
B.时,甲、乙两物体相距2m
C.在内,甲、乙的加速度大小之比为3:1
D.在内,两物体间的距离先增大后减少
【答案】BC
【详解】A.根据两物体的图像信息可知,时,甲的速度方向不变,加速度方向改变,乙速度方向改变,加速度方向不变,故A错误;
B.根据图像的面积的物理意义,时,甲、乙物体相距
故B正确;
C.内,甲的加速度大小
乙的加速度大小
则甲、乙加速度大小之比为3:1,故C正确;
D.根据追及的条件可知,甲、乙的速度相等时,两物体相距最远,在内,两物体的间距一直增大,故D错误。
故选BC。
26.(2025·福建厦门·一模)如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度L,通过A点的时间间隔为;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为。为 。
【答案】:
【详解】设斜面的倾角为,加速度为a,根据牛顿第二定律
解得
设木块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动木板前端到达A点的时间为,当木板长度为L时,木板后端通过A点的时间为;根据运动学公式,
解得
木板通过A点的时间
当木板长度为2L,木板后端通过A点的时间为,根据运动学公式
联立解得
木板通过A点的时间
解得
27.(2025·甘肃·一模)某品牌汽车的自主刹车系统可以在距离障碍物5m时启动刹车功能,立即做匀减速直线运动,若该车减速时的最大加速度为,要使车辆在碰到障碍物前安全停下,行驶速度不能超过( )
A.72km/h B.54km/h
C.36km/h D.18km/h
【答案】C
【详解】由题意可知,根据匀变速直线运动公式,由逆向思维有
解得
故选C。
28.(2025·福建厦门·一模)一只气球以的速度匀速上升,达到离地面10m高度时,从气球上掉下一物体。不计空气阻力,则从物体掉下开始,物体在第1秒内速度改变量的大小为 ,物体落到地面所用的时间为 s,物体落到地面时速度大小为 。(取)
【答案】 10 2 15
【详解】[1]从气球上掉出后,不计空气阻力,物体做竖直上抛运动,速度改变量的大小为
[2]设竖直向上为正方向,物体初速度,落到地面位移,代入位移-速度公式,得
[3]落地速度
故物体落到地面的速度大小为。
29.(2025·宁夏银川·一模)如图所示,甲图是x-t图像,乙图是v-t图像,图中给出的四条曲线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.x-t图像中0至t1时间内物体1和物体2的平均速度相等
B.v-t图像中0至t3时间内物体3和物体4的平均速度相等
C.两图像中,t2、t4时刻分别表示物体2、物体4已经向负方向运动
D.两图像中,物体1和物体2在t1时刻相遇,物体3和物体4在t3时刻相遇
【答案】A
【详解】ABD.甲图中物体1和物体2在t1时刻位移相等,此时两物体相遇,所用时间相等,所以0至t1时间内物体1和物体2的平均速度相等,物体3和物体4在t3时刻速度相等,但位移不相等,没有相遇,则0至t3时间内物体3和物体4的平均速度不相等,故A正确,BD错误;
C.甲图中图像的斜率表示速度,可知甲图中t2时刻表示物体2已经向负方向运动;而乙图中物体4速度一直为正,可知t4时刻物体运动方向没有变,故C错误。
故选A。
30.(2025·河北秦皇岛·一模)随着社会的进步,世界各地建筑物的高度越来越高。一同学为了估测某建筑物的高度,由楼顶静止释放一物体,测得物体落地前1s内下落的高度为95m,重力加速度g取,则该建筑物的高度约为( )
A.450m B.500m C.550m D.600m
【答案】B
【详解】设物体下落的时间为,则测得物体落地前1s内下落的高度为
解得
则该建筑物的高度约为
故选B。
31.(2025·河北沧州·一模)中国“黑豹2.0”于2025年1月13日正式发布,速度可达,成为全球跑得最快的四足机器人。一次测试中,高速运动的四足机器人先做匀减速直线运动直到停止,一小段时间后,机器人又继续沿原方向做匀加速直线运动,直到重新达到原来的速度。下列能正确反映该过程中机器人速度随位移变化关系的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】先做匀减速直线运动直到停止,得
又继续沿原方向做匀加速直线运动,根据
整理得
故选C。
32.(2025·内蒙古呼和浩特·一模)避免碰撞是智能扫地机器人的重要功能,如图a所示。机场某大型扫地机器人在水平面匀速直线前行,通过激光雷达和传感器检测到前方有旅客,系统立即自动控制,使之做加速度大小为a1的匀减速直线运动,并向旅客发出提醒,若旅客未避让,机器人前行至某处时自动触发“紧急制动”,做加速度大小为a2的匀减速直线运动,最终没有与旅客发生碰撞,机器人运动的v2-x图像如图b所示,求:
(1)机器人在两个阶段的加速度a1、a2;
(2)机器人从检测到有旅客至停止运动所用的总时间t。
【答案】(1)0.25m/s2,0.50m/s2,方向与速度方向相反
(2)3s
【详解】(1)根据
可知图像的斜率为2a,可知加速度大小为,
方向与速度方向相反。
(2)机器人从检测到有旅客至停止运动所用的总时间
33.(2025·河北张家口·一模)如图甲所示是我国自主研发建造的第一艘万米级深海潜水器-“奋斗者”号,最大下潜深度可达。如图乙所示是某次潜水器从海面由静止竖直下降的速度—时间图像,已知声音在海水中的传播速度为。下列说法正确的是( )
A.潜水器本次下潜的最大深度为
B.潜水器在内的加速度大小为
C.潜水器本次下潜过程的平均速度大小为
D.潜水器在此次下潜最大深度处与海面上母船通过声波通信时,声音会有的延迟
【答案】C
【详解】AC.根据图像与横轴围成的面积表示位移,由图乙可知潜水器本次下潜的最大深度为
则潜水器本次下潜过程的平均速度大小为
故A错误,C正确;
B.根据图像的斜率表示加速度,可知潜水器在内的加速度大小为
故B错误;
D.潜水器在此次下潜最大深度处与海面上母船通过声波通信时,声音延迟的时间为
故D错误。
故选C。
34.(2025·黑龙江·一模)如图所示,将完全相同的小球1、2从同一高度处同时由静止释放,其中斜面固定在地面上且表面光滑,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.两个小球同时落地
B.两个小球落地瞬间的速度相同
C.两个小球落地瞬间的动能相同
D.两个小球落地瞬间重力的功率相同
【答案】C
【详解】A.小球1做自由落体运动,小球2做初速度为零的匀加速直线运动,小球2的加速度小于g,位移大于小球1的位移,所以小球2的运动时间比小球1的运动时间长,即小球2后落地,故A错误;
BC.两个小球运动过程中机械能守恒,重力势能的减少量相等,动能的增加量也相等,末动能也相等,末速度大小也相等,但方向不同,所以两个小球落地瞬间的速度不相同,故B错误,C正确;
D.两个小球落地瞬间速度大小相等,但方向不同,所以重力的功率不同,故D错误。
故选C。
35.(2025·新疆喀什·一模)汽车以的速度行驶在平直公路上,当汽车行驶到距十字路口停车线时,交通信号灯为红灯,后信号灯将转为绿灯。
(1)若汽车速度保持不变,汽车到达停车线所需的时间是多少?是否会闯红灯?
(2)若司机马上采取制动措施,使汽车做匀减速运动,信号灯转为绿灯时,汽车恰好到达停车线。求汽车加速度大小和到达停车线时的速度大小。
【答案】(1),会闯红灯
(2),
【详解】(1)若汽车保持速度不变,到达十字路口停车线所需时间为t,则
代入题给条件解得
根据题给条件有
汽车若保持速度不变,会闯红灯。
(2)设汽车加速度大小为,到达十字路口停车线时的速度大小为,则,
联立并代入题给数据,得加速度和速度大小为,
36.(2025·江西·一模)一辆汽车刹车过程中可看成匀减速直线运动,刹车t时间内的位移为x,其刹车过程的图像如图所示(图中横轴截距b和纵轴截距c均已知),则整个刹车过程的( )
A.平均速度大小为 B.平均速度大小为c
C.加速度大小为 D.加速度大小为
【答案】A
【详解】AB.根据位移时间关系可得
变形可得
则初速度大小
整个刹车过程的平均速度
故A正确,B错误;
CD.结合图线可得
解得
故CD错误。
故选A。
37.(2025·江西赣州·一模)2024年10月,以“智焕新生共创AI+低空新时代”为主题的2024低空经济产业创新发展大会在广州举办,赣州是十五座低空经济领航城市之一。如图甲是无人机快递运输和配送的测试现场,已知质量为的邮件在被无人机从地面吊起后,在竖直方向上运动的图像如图乙所示(取竖直向上为正方向),重力加速度g取,不计邮件所受空气阻力.则( )
A.在时邮件上升到最大高度
B.邮件所受的拉力在内比在内大
C.在内拉力对邮件做功的平均功率为
D.在内拉力对邮件做正功,其功率逐渐减小
【答案】D
【详解】A.根据图像围成的面积表示位移,可知在时邮件上升到最大高度,故A错误;
B.根据图像的斜率表示加速度,可知邮件在内的加速度大小大于在内的加速度大小,且邮件在内向上减速,在内向下加速,根据牛顿第二定律均有
可得邮件所受的拉力
所以邮件所受的拉力在内比在内小,故B错误;
C.根据图像的斜率表示加速度,可知邮件在内的加速度大小
根据牛顿第二定律有
该过程拉力对邮件的平均功率
故C错误;
D.在内邮件匀减速上升,拉力对邮件做正功,根据可知其功率逐渐减小,故D正确。
故选D。
38.(2025·山东临沂·一模)一辆公共汽车以初速度14m/s进站后开始刹车,做匀减速直线运动直到停下。刹车后3s内的位移与最后3s内的位移之比是,则刹车后4s内通过的距离与刹车后3s内通过的距离之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意可知
可得a=4m/s2
汽车停止运动需要时间
则刹车后4s内通过的距离
刹车后3s内通过的距离
则刹车后4s内通过的距离与刹车后3s内通过的距离之比为49:48。
故选D。
39.(2025·山西吕梁·一模)甲、乙两物体沿同一直线运动,其位移随时间变化的图像如图所示,两条曲线都是抛物线,已知倾斜虚线的斜率为,通过图像中所给的已知信息,判断下列说法正确的是( )
A.时间内某时刻,甲、乙的速度相同为
B.时刻甲的速度大于乙的速度
C.甲、乙两物体同地不同时出发
D.时刻甲、乙速度不相等
【答案】A
【详解】A.在位移与时间图像中,图线的斜率表示速度。倾斜虚线的斜率为k,图像可知在时间内,甲、乙图线在某时刻的切线斜率可以与倾斜虚线斜率相同,即时间内某时刻,甲、乙的速度相同为k,故A正确;
B.在时刻,甲图线的斜率小于乙图线的斜率,所以时刻甲的速度小于乙的速度,故B错误;
C.从图像可以看出,0时刻乙的位移不为0,甲从0-t0之间某一时刻开始运动且初始位移为0,说明甲、乙两物体不同地不同时出发,故C错误;
D.在到中间时刻为,由于和时刻甲、乙两物体位移相同,根据运动的对称性,时刻甲、乙图像的切线斜率相等,即速度相等 ,故D错误。
故选A。
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