第2章 微专题2 运动图像的理解与应用(word版练习)-【突破课堂】2025-2026学年高中物理必修第一册同步基础巩固练（人教版）

微专题2 运动图像的理解与应用 建议用时：45分钟 类型1　x-t图像 1.甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图像如图所示,则在0~t1时间内(　　) A.甲的速度总比乙大 B.甲、乙位移相同 C.甲经过的路程比乙小 D.甲、乙均做加速运动 2.如图,两质点由静止开始做直线运动,它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度分别为vⅠ和vⅡ,加速度分别为aⅠ和aⅡ。则(　　) A.vⅠ>vⅡ,aⅠ>aⅡ B.vⅠ>vⅡ,aⅠ<aⅡ C.vⅠ<vⅡ,aⅠ>aⅡ D.vⅠ<vⅡ,aⅠ<aⅡ 3.(多选)图(a)是贵州特有的“独竹漂”表演,此项目已被列入第五批国家级非物质文化遗产保护名录。某次表演过程中,表演者甲在河中心位置完成表演后沿直线划向岸边,同时表演者乙从另一岸边沿同一直线划向河中心并准备表演,该过程甲、乙运动的位置x与时间t的关系图像如图(b)所示,则(　　) 　 图(a) 图(b) A.0~t0内甲、乙的运动方向相反 B.0~t0内甲、乙的位移大小相等 C.0~2t0内乙的平均速度等于甲的平均速度 D.0~2t0内乙的速度最大值大于甲的速度最大值 4.一模型飞机在某段飞行中,其位移随时间变化的关系图像如图所示,其中图线AB、CD段为直线,BC段为抛物线的一部分,且AB、CD分别与BC相切于B点、C点,则下列说法正确的是(　　) A.模型飞机在AB段做匀加速直线运动 B.模型飞机在BC段的运动轨迹为曲线 C.模型飞机在BC段的加速度大小为5 m/s2 D.t=1.2 s时,模型飞机的速度大小为12 m/s 类型2　v-t图像 5.(多选)甲、乙两物体从同一点开始沿一直线运动,甲和乙的运动图像如图所示,下列说法中正确的是(　　) 　　 甲 乙 A.0~6 s内甲的路程为16 m,乙的路程为12 m B.0~2 s内与4~6 s内,甲的速度等大、同向 C.0~6 s内,甲、乙的运动方向均改变一次 D.甲、乙均在第3 s末回到出发点,距出发点的最大距离均为4 m 6.如图甲所示,物块在t=0时刻从斜面底端滑上固定斜面,选取沿斜面向上为正方向,其前3 s内运动的v-t图像如图乙所示,则物块从出发到返回斜面底端的时间为(　　) 　 甲 乙 A.3 s　　B.(1+) s　　C.1.5 s　　D. s 7.某物体做直线运动,它的v-t图像如图所示。以向东为速度v的正方向,则(　　) A.物体在t=1 s时运动方向发生改变 B.物体在0~3 s内的位移为1.5 m C.物体在0~3 s内的平均速度大小为0.5 m/s D.物体在t=1 s到t=3 s内的加速度大小为1 m/s2,方向向西 8.科学训练可以提升运动成绩。某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知(　　) A.0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度大 B.0~t2时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等 C.t2~t3时间内,训练后运动员的平均速度小 D.t3时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动 类型3　非常规运动图像 9.下列图像中符合自由落体运动规律的是(g=10 m/s2)(　　) 　　　　　 　　　　　 A B C D 10.利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像(x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间),则四幅图中物体运动的加速度大小相同的是(　　) A.①②　　B.②③　　C.③④　　D.①③ 11.2023年9月24日,由山东高速集团有限公司投资建设的济青中线济潍段零碳智慧高速正式通车,作为全国首条零碳智慧高速,济青中线济潍段建成通车标志着山东高速公路绿色低碳转型的新飞跃。当车辆在这条高速公路上行驶时,小勤用手机传感器记录了一段时间内汽车加速度随时间变化的图像(如图所示),设汽车前进的方向为正方向,小勤观察到在她计时的零时刻汽车仪表盘显示车速为72 km/h。根据所学知识分析,以下说法正确的是(　　) A.第5 s末汽车的速度约为12 m/s B.第7 s末汽车速度为负,此时小勤可能正在倒车 C.第7 s末汽车的速度约为16 m/s D.汽车在2~5 s内位移小于5~7 s内位移 12.(多选)甲、乙两辆汽车同时同地出发,沿同方向做直线运动,两车速度的二次方v2随x的变化图像如图所示,则下列说法正确的是(　　) A.甲车的初速度大小为6 m/s B.乙车的加速度大小为2 m/s2 C.两车在x=9 m处相遇 D.甲车在0~4 s内前进了8 m 13.“科技让生活更美丽”,自动驾驶汽车呈现出接近实用化的趋势。图1为某无人驾驶的智能汽车的测试照,为了增加乘员乘坐舒适性,程序设定汽车制动时加速度大小随位移均匀变化。某次测试汽车的“a-x”关系图线如图2所示,汽车制动距离为12 m。则关于该次测试,下列判断中正确的是(　　) 图1　　　　　　　　图2　 A.汽车做匀减速直线运动 B.汽车开始制动时的速度大小为12 m/s C.汽车开始制动时的速度大小为6 m/s D.此车制动时间为 s 14.(多选)一辆汽车在平直公路上匀速行驶,突然遇到紧急情况,司机经0.5 s的反应时间后开始刹车,汽车开始刹车到停止这段时间内的-t图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A.汽车刹车过程的初速度大小为12 m/s B.汽车从开始刹车到停止运动,所用时间为4 s C.汽车刹车过程的加速度大小为3 m/s2 D.从司机发现情况到汽车停止运动这段时间内,汽车的平均速度大小为7.2 m/s 类型4　利用图像解决问题 15.大雾天气会影响驾驶员安全驾驶,因此开车在路上时如遇大雾应该保持车距、控制车速。某大雾天,一辆小汽车在水平直线公路上以72 km/h的速度匀速行驶,突然发现正前方一货车正以36 km/h的速度匀速行驶。小汽车驾驶员经过0.6 s反应时间后开始刹车(假设在反应时间内汽车的车速不变),刹车的加速度大小为2 m/s2,小汽车恰好没撞上货车,那么小汽车驾驶员刚发现货车时到货车的距离为(　　) A.30 m　　B.31 m　　C.35 m　　D.40 m 微专题2　运动图像的理解与应用 1.B　因x-t图线的斜率表示速度,可知在0~t1时间内,开始时甲的速度大于乙的速度,后来乙的速度大于甲的速度,选项A错误;由图像可知在0~t1时间内甲、乙位移相同,选项B正确;甲、乙向同一方向做直线运动,则0~t1时间内甲、乙的路程相同,选项C错误;由x-t图线的斜率表示速度可知,甲做匀速直线运动,乙做加速直线运动,选项D错误。 规律总结　从x-t图像中能获取的信息 轴 横轴表示时间t,纵轴表示位移x 线 图线的斜率表示速度 纵截距 表示初位置 特殊点 拐点表示从一种运动变为另一种运动,交点表示相遇 2.A　 一题多解　根据题述,它们的位移x与时间t的图像均为抛物线,可知两质点均做初速度为零的匀加速直线运动。由x-t图像可知在0~t0时间内,Ⅰ的位移大于Ⅱ的位移,由x=at2可知aⅠ>aⅡ,又v=at,则在t0时刻vⅠ>vⅡ,A正确。 3.CD　0~t0内甲、乙的斜率均为负,所以运动方向相同,A错误;0~t0内乙的位移为-x0,甲的位移大小小于x0,所以0~t0内甲、乙的位移大小不相等,B错误;0~2t0内乙的位移等于甲的位移,时间也相同,所以0~2t0内乙的平均速度等于甲的平均速度,C正确;x-t图线斜率的绝对值代表速度的大小,明显乙对应的图线的最大斜率绝对值大于甲对应的图线的最大斜率绝对值,所以0~2t0内乙的速度最大值大于甲的速度最大值,D正确。 4.D　x-t图像描述的是物体做直线运动的情形,则模型飞机在BC段的运动轨迹为直线;x-t图线的斜率代表速度,则模型飞机在AB段做匀速运动,速度大小为v1== m/s=10 m/s,故A、B错误;在CD段,模型飞机的速度为v2== m/s=20 m/s,则模型飞机在BC段的加速度大小为a== m/s2=10 m/s2,故C错误;在1~2 s内,模型飞机做匀加速直线运动,则t=1.2 s时,模型飞机的速度大小为v=v1+a(t-1 s)=10 m/s+10×(1.2-1) m/s=12 m/s,故D正确。 5.AB　由图可知0~6 s内,甲的路程为s=4×4 m=16 m,乙的图像与坐标轴围成的面积代表位移,则路程为s'=2× m=12 m,故A正确;甲的图像斜率表示速度,则0~2 s内与4~6 s内,甲的速度等大、同向,故B正确;由甲的图像的斜率表示速度可知0~6 s内,甲的运动方向改变两次,根据乙的图像可知其运动方向改变一次,故C错误;甲在第3 s末回到出发点,距出发点的最大距离为4 m,根据乙的图像与时间轴围成的面积代表位移,可知乙在第6 s末回到出发点,距出发点的最大距离为6 m,故D错误。 易错警示　不理解两种图像如何表示速度、位移导致出错。x-t图线的斜率表示速度,v-t图线纵坐标的值表示速度;x-t图线纵坐标的差值表示位移,v-t图线与横轴围成的面积表示位移。 6.B　根据v-t图像可知物块上滑过程的位移为x上=×10×1 m=5 m,下滑过程的加速度大小为a== m/s2=2 m/s2,位移大小为x下=x上=a,则物块从最高点返回斜面底端的时间为t下== s= s,则物块从出发到返回斜面底端的时间为t总=t上+t下=(1+) s,故选B。 7.D　由题图可看出,物体在t=2 s时运动方向发生改变,故A错误;v-t图线与时间轴所围的面积表示位移,可知x=×2×1 m-×1×1 m=0.5 m,故B错误;物体在0~3 s内的平均速度大小为== m/s= m/s,故C错误;v-t图线斜率表示加速度,物体在t=1 s到t=3 s内的加速度为a== m/s2=-1 m/s2,可知加速度的大小为1 m/s2,方向向西,故D正确。 8.D　图形剖析　 解题思路　根据加速度a=,可知0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度比训练前的小,故A错误;根据v-t图线与时间轴所围的面积表示位移,可知0~t2时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,故B错误;根据v-t图线与时间轴所围的面积表示位移,可知t2~t3时间内,训练后运动员的位移比训练前的位移大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平均速度大,故C错误;t3时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动,训练后速度增加,做加速运动,故D正确。 9.D　自由落体运动的位移为s=gt2,所以s-t图像为抛物线,A错误;自由落体运动的速度与位移满足v2=2gs,解得v=,则v-s图像为曲线,v2-s图像为过原点的斜率为2g的一条直线,B错误,D正确;自由落体运动的速度为v=gt,则v-t图像为过原点的一条直线,C错误。 10.D　根据运动学公式x=at2可知,①中斜率为k=a=1 m/s2,故物体运动的加速度为a=2 m/s2;根据v2=2ax可知②中斜率为k=2a=1 m/s2,故物体运动的加速度为a=0.5 m/s2;根据x=v0t+at2得=v0+at,可知③中斜率为k=a=1 m/s2,故物体运动的加速度为a=2 m/s2;④中加速度在不断变化。因此①③中的加速度大小相同,选D。 11.C　汽车在零时刻的速度为v0=72 km/h=20 m/s,a-t图像中,图线与时间轴所围的面积表示速度的变化量,则第5 s末汽车的速度约为v5=v0+3×4 m/s=32 m/s,故A错误;第7 s末汽车的速度约为v7=v0+3×4 m/s-2×8 m/s=16 m/s,故B错误,C正确;由公式x=t可得,汽车在2~5 s内位移为x1=t1=78 m,汽车在5~7 s内位移为x2=t2=48 m,可知,汽车在2~5 s内位移大于5~7 s内位移,故D错误。 12.AC　根据匀变速直线运动的规律-=2a甲x,=2a乙x,结合图线可得v0=6 m/s,a甲=-2 m/s2,a乙=1 m/s2,即甲车的初速度大小为6 m/s,甲车的加速度大小为2 m/s2,乙车的加速度大小为1 m/s2,故A正确,B错误;甲车做匀减速直线运动,到停止运动的时间为t0==3 s,在0~4 s内前进的位移为x==9 m,对乙车有x=a乙t2,得t=3 s,则甲车先停,之后乙车再到达9 m处,故C正确,D错误。 13.C　由题图2可知汽车制动过程中其加速度a随位移x均匀增大,为加速度逐渐增大的减速运动,故A错误;匀变速直线运动的速度位移公式为v2-=2ax,汽车做非匀变速直线运动,运用“微元法”,可知“a-x”图线与x轴所围图形的“面积”即“速度二次方变化量的一半”,可知,汽车制动过程有0-=2××(-6)×12 m2/s2,可得汽车制动时的速度大小v0=6 m/s,故B错误,C正确;刹车过程中最大加速度大小为6 m/s2,如果一直以最大加速度刹车,所用的时间为t'== s,实际加速度是逐渐增大的,所以制动时间一定大于 s,故D错误。 14.AD　由图像知=-3t+12(m/s),得x=-3t2+12t(m),对比x=v0t+at2知,汽车刹车过程的初速度v0=12 m/s,加速度a=-6 m/s2,故A正确,C错误;汽车从开始刹车到停止运动,所用时间为t==2 s,故B错误;从司机发现情况到汽车停止运动这段时间内,汽车的位移x0=v0t0+v0t+at2=18 m,平均速度大小为== m/s=7.2 m/s,故D正确。 15.B　解法一:根据题意可知,小汽车恰好没撞上货车,即小汽车与货车速度相等时,恰好追上货车,由运动学公式v2-=2ax可得,小汽车刹车的位移为x1=,由运动学公式v=v0+at可得,小汽车的刹车时间为t1=,其中v0=72 km/h=20 m/s、v=36 km/h=10 m/s、a=-2 m/s2,解得x1=75 m、t1=5 s,小汽车匀速运动的位移为x2=v0Δt=12 m,货车运动的位移为x=v(t1+Δt)=56 m,设小汽车驾驶员刚发现货车时距货车的距离为x0,则有x1+x2=x+x0,解得x0=31 m,故选B。 解法二:作出小汽车和货车的速度-时间图像如图,小汽车恰好没撞上货车,即小汽车与货车速度相等时恰好追上货车,图线与时间轴所围的面积表示位移,则小汽车驾驶员刚发现货车时到货车的距离为图中阴影面积,即x0=×10 m=31 m,故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $