内容正文:
专题1 运动图像 跟踪练习
基础过关
一.选择题:
1.(2025·八省联考河南卷)某运动员参加百米赛跑,起跑后做匀加速直线运动,一段时间后达到最大速度,此后保持该速度运动到终点。下列速度—时间(v-t)和位移—时间(x-t)图像中,能够正确描述该过程的是( )
2.(2024·新课标卷)一质点做直线运动,下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中,可能正确的是( )
3.(2025·广东茂名高三调研)如图所示为小明在竖直方向上练习蹦床运动的情景。若忽略空气阻力,用x、v、a、E、t分别表示小明离开蹦床在空中运动的位移、速度、加速度、机械能和时间,下列图像正确的是( )
4.(2025·江西模拟预测)一质点以某一速度沿直线做匀速运动,从t=0时刻开始做匀减速运动,到t=t0时刻速度减为零,然后又反向做匀加速运动,减速阶段和加速阶段的加速度大小相等。在下列质点的位移x与时间t的关系图像中(其中A图像为抛物线的一部分,D图像为圆的一部分),可能正确的图像是( )
5.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
6.(2025·四川成都阶段考)无人驾驶汽车制动过程分为制动起作用阶段和持续制动阶段,制动起作用阶段,汽车的加速度大小随时间均匀增大,持续制动阶段,汽车的加速度大小恒定。如图为某次试验中,无人驾驶汽车制动全过程的加速度随时间的变化关系图像,若汽车的初速度v0=12.9 m/s,则持续制动阶段的位移为( )
A.13.9 m B.12.9 m
C.12 m D.11 m
7.(多选)(2025·广东韶关开学考)图(a)所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动,图(b)是该机器人在某段时间内的位移—时间图像(后10 s的图线为曲线,其余为直线)。以下说法正确的是( )
A.机器人在0~30 s内的位移大小为2 m
B.0~10 s内,机器人做匀加速直线运动
C.10~30 s内,机器人的平均速度大小为0.35 m/s
D.机器人在5 s末的速度与15 s末的速度相同
能力提升
一.选择题:
8.如图所示是某质点沿直线运动时的位置与时刻之间的关系图像,图线经数学图像拟合,可视为抛物线x=4t2+t。0时刻的速度记为v0,下列说法正确的是( )
A.0~4 s内的平均速度大小为33 m/s
B.3 s时的瞬时速度大小为13 m/s
C.v0=2 m/s
D.v0=1 m/s
9.一个物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间的倒数的变化规律如图所示,则下列判断正确的是( )
A.物体在t0时刻之前做加速度增大的加速运动
B.在t0时刻,物体的速度大小为a0t0
C.物体在0~t0时间内的速度增加量为a0t0
D.t0时刻之后,物体做减速运动
10.一物块沿x轴正方向运动,t=0时经过坐标原点,物块的位置坐标x与其速率的二次方v2关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.物块可能做匀速直线运动
B.物块运动的加速度大小为2 m/s2
C.t=2 s时物块的速率为5 m/s
D.t=2 s时物块位于x=6 m处
11.如图所示为某质点做直线运动的加速度与时间的关系图像,其中t=0时刻,质点的速度为零,下列说法正确的是( )
A.在2~4 s内,质点做匀变速直线运动
B.在0~6 s内,质点在t=2 s时刻速度最大
C.在0~6 s内,质点在t=4 s时刻离出发点最远
D.在t=2 s和t=6 s时,质点速度相同
培优训练
12.根据机动车的运动情况,绘制如图所示的-图像,已知一质量为1 000 kg的机动车在水平路面沿直线减速行驶,规定初速度v0的方向为正方向。以下说法正确的是( )
A.机动车的初速度v0=10 m/s
B.机动车的加速度大小为2 m/s2
C.机动车在前3 s的位移是12 m
D.机动车前3 s的动量变化量为1.2×104 kg·m/s
参考答案:
1.B解析 因为v-t图像的斜率表示加速度,由速度与时间关系可知v=at,则匀加速阶段为一条倾斜直线,匀速阶段为一条平行于时间轴的直线,故A错误,B正确;根据位移与时间的关系x=at2,则x-t图像在匀加速阶段为开口向上的抛物线,匀速阶段为一条倾斜直线,故C、D错误。
2. C 解析 A、B选项中一个时间对应2个以上的位移,故不可能,故A、B错误;同理D选项中一个时间对应2个速度,只有C选项一个时刻对应一个速度,故C正确,D错误。
3.B解析 根据题意,由对称性可知,小明上升的时间和下降的时间相等,取向上为正方向,根据匀变速直线运动规律可得,小明运动的位移与时间的关系式为x=v0t-gt2 ,则x-t图像为开口向下的抛物线,故A错误;根据匀变速直线运动规律可得,小明运动的速度与时间的关系式为v=v0-gt,则v-t图像为向下倾斜的直线,故B正确;小明整个运动过程中,只受重力,加速度一直为重力加速度,不随时间变化,所以a-t图像为一条与t轴平行的直线,故C错误;小明离开蹦床后只受重力,机械能不变,所以E不会随时间变化,所以E-t图像为一条与t轴平行的直线,故D错误。
4.A解析 匀变速直线运动的位移x与时间t的关系图像是抛物线,由于减速阶段和加速阶段的加速度大小相等,第一个t0时间内的位移大小与第二个t0时间内的位移大小相等,A正确,B、C、D错误。
5.D解析 根据v-t图像的斜率表示加速度,由题图可知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图像与横轴围成的面积表示位移,由题图可知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;由题图可知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;根据v-t图像可直接判断知,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。
6.C解析 a-t图像与横轴围成的面积表示速度变化量,则0~0.3 s内有Δv=×6×0.3 m/s=0.9 m/s,可知0.3 s时的速度为v1=12.9 m/s-0.9 m/s=12 m/s,此后以加速度a=6 m/s2减速到零,则持续制动阶段的位移为x== m=12 m,故选C。
7.AC 解析 根据题图可知,机器人在0~30 s内的位移大小为2 m,A正确;位移—时间图线的斜率表示速度,0~10 s内,图线的斜率不变,机器人做匀速运动,B错误;10~30 s内,平均速度为= m/s=0.35 m/s,C正确;0~10 s内图线的斜率与10~20 s内图线的斜率关系为k1=-k2,所以机器人在5 s末的速度与15 s末的速度等大反向,D错误。
8. D解析 将t=4 s代入抛物线方程,得到位移x=68 m,所以0~4 s内的平均速度v==17 m/s,A错误;由位移方程x=4t2+t,对比x=at2+v0t,可以得到v0=1 m/s,a=8 m/s2,可得速度方程v=(8t+1) m/s,将t=3 s代入,得到此时瞬时速度为v3=25 m/s,B、C错误,D正确。
9.B解析 由题图可知,物体在t0时刻之前做初速度为0、加速度为a0的匀加速直线运动,故A错误;在t0时刻,物体的速度大小v=a0t0,故B正确;物体在0~t0时间内的速度增加量Δv=v-0=a0t0,故C错误;t0时刻之后,物体做加速度减小的加速运动,故D错误。
10.D解析 依题意,根据匀变速直线运动位移速度公式v2-v=2ax,可得x==v2-,结合题图可知该物块做匀加速直线运动,故A错误;根据题图可得== (m/s2)-1= (m/s2)-1,v=4 (m/s)2,可得该物块经过坐标原点时的速度及加速度分别为v0=2 m/s,a=1 m/s2,故B错误;t=2 s时物块的速率为v=v0+at=(2+1×2) m/s=4 m/s,故C错误;t=2 s时,物块的位置坐标为x=v0t+at2=(2×2+×1×22) m=6 m,故D正确。
11.D解析 在2~4 s内,质点的加速度不断变化,质点做的不是匀变速直线运动,选项A错误;0~4 s内,质点做加速运动,4~6 s内,质点做减速运动,质点在t=4 s时刻速度最大,选项B错误;因a-t图线与t轴所围面积表示速度的变化量,而初速度为零,则a-t图像与t轴所围的面积表示某时刻的速度值,则在6 s末速度为正,在0~6 s内,质点速度方向一直没有改变,在t=6 s时刻离出发点最远,选项C错误;因a-t图线与t轴所围面积表示速度的变化量,从2 s到6 s,质点速度变化量为零,所以在t=2 s和t=6 s时,质点速度相同,选项D正确。
12.A解析 由x=v0t+at2变形可得=v0·+a,与题目给定的图线对比,由纵截距可知a=-2 m/s2,解得a=-4 m/s2,由图像斜率可知v0= m/s=10 m/s,故A正确,B错误;机动车速度变为0所需时间为t==2.5 s,故机动车在前3 s的位移是x== m=12.5 m,故C错误;机动车前3 s的动量变化量为Δp=p2-p1=0-1 000×10 kg·m/s=-104 kg·m/s,故D错误。
学科网(北京)股份有限公司
$