第1单元 04 专题一 直线运动中的图像问题（word练习）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习课时作业（基础版）

**基本信息** 聚焦直线运动各类图像（x-t、v-t、a-t等）的概念辨析与综合应用，通过典型题例构建从图像特征到运动规律的逻辑链条，培养运动观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础图像辨析|1-3题|考查x-t/v-t/a-t图像斜率、面积物理意义|从图像特征（斜率/面积）推导运动状态（速度/加速度/位移）| |综合图像应用|4-10题|涉及图像转换（a-t→v-t）、多图像对比（P/Q物体运动）、实际情境（汽车制动/急动度）|整合匀变速直线运动规律，建立图像与运动过程的对应关系| |实验探究|11题|基于斜面实验数据处理（图像分析）|通过实验数据图像化，深化对匀变速直线运动规律的理解|

专题一　直线运动中的图像问题 (限时40分钟) 　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.一物体做匀变速直线运动的x⁃t图像如图所示,t2为t1、t3的中间时刻,则 (　) A.A、C连线的斜率等于t2时刻的瞬时速度 B.A、C连线的斜率等于t3时刻的瞬时速度 C.A、B连线的斜率等于t1时刻的瞬时速度 D.A、B连线的斜率等于t2时刻的瞬时速度 2.[2024·河北卷] 篮球比赛前,常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性.某同学拍摄了该过程,并得出了篮球运动的v⁃t图像,如图所示.图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是 (　) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 3.[2025·贵州遵义质监] 小明利用手机传感器,测得电梯从静止开始运行的加速度—时间图像如图所示.手机传感器中加速度向上时为正值,下列说法正确的是 (　) A.0.6~0.8 s电梯处于匀加速上升阶段 B.0.9~1.2 s电梯处于匀速上升阶段 C.0.9~1.2 s电梯处于匀加速上升阶段 D.1.7~2.3 s电梯处于静止阶段 4.一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图所示.取物体开始运动的方向为正方向,则物体运动的v⁃t图像正确的是 (　) 5.[2026·山东日照校际联考] t=0时刻,P、Q两物体均从静止开始做直线运动,其中P物体的加速度a随时间t变化的图像如图甲所示,Q物体的速度v随时间t变化的图像如图乙所示,下列判断正确的是 (　) A.P物体做往返运动 B.P物体在0~4 s的时间内,第2 s末的速度最大 C.Q物体在1~2 s内和2~3 s内,加速度方向相反 D.Q物体在0~6 s的时间内,平均速度为零 6.水平面上运动的物块在外力作用下其速度随时间变化的图像如图所示,图中v0、v1、v2、t1、t2、t3已知,则下列说法正确的是 (　) A.在t1时刻物块的加速度为零 B.在0~t1时间内物块做匀变速运动 C.在t1~t2时间内物块运动的平均速度大于 D.在t2时刻物块的加速度最大 7.[2026·四川南充高级中学开学考] 一物体在水平面上做直线运动,运动图像如图所示,下列说法正确的是 (　) A.若为x⁃t图像,则物体做匀减速直线运动 B.若为⁃t图像,则图像中所有点的纵坐标均表示物体在该时刻的瞬时速度 C.若为a⁃t图像且物体初速度为零,则在0~2Q时间内,Q时刻物体的速度最大 D.若为v⁃x图像,则物体做匀变速直线运动 8.如图所示为甲、乙两物体在同一直线上做匀变速直线运动的位移—时间图像,两图像相切于A点,其坐标为(2.0 s,4.0 m).已知甲物体的初速度为零,乙物体的加速度大小为1 m/s2,由图像可知 (　) A.甲、乙两物体的运动方向相反,加速度方向相同 B.乙物体的初速度大小为6 m/s C.甲物体的加速度大小为4 m/s2 D.t=0时刻,甲、乙两物体相距10 m 9.无人驾驶汽车作为汽车的前沿科技,目前尚在完善中,该汽车车头装有一个激光雷达,就像车辆的“鼻子”,随时“嗅”着前方88 m范围内车辆和行人的“气息”,制动反应时间为0.2 s,比有人驾驶汽车平均反应时间快1秒.下图为在某次测试场地进行制动测试时获得的一部分图像(v为汽车的速度,x为位置坐标).关于该无人驾驶汽车在该路段的制动测试中,下列说法正确的是 (　) A.制动加速度大小为20 m/s2 B.以30 m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要3 s C.以30 m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为45 m D.最大安全速度是40 m/s 10.[2026·广东深圳外国语月考] 汽车工程学中将加速度随时间的变化率称为急动度k,急动度k是评判乘客是否感到舒适的重要指标.如图所示为一辆汽车启动过程中的急动度k随时间t变化的关系,已知t=0时刻汽车速度和加速度均为零,汽车沿直线运动.关于汽车在该过程中的运动,下列说法正确的是 (　) A.0~3 s汽车做匀加速直线运动 B.3~6 s汽车做匀速直线运动 C.6 s末汽车的加速度大小为零 D.9 s末汽车的速度大小为18 m/s 11.[2026·湖南长沙一中月考] 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材反映了深刻的物理本质,例如伽利略的斜面实验就揭示了匀变速直线运动的规律.某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验,如图甲所示,他让小球以某一确定的初速度从固定斜面顶端O点滚下,经过A、B两个传感器,其中B传感器固定在斜面底端,测出了A、B间的距离x及小球在A、B间运动的时间t.改变A传感器的位置,多次重复实验,计算机作出图像如图乙所示.请回答下列问题: (1)小球在斜面上运动的加速度大小为多少? (2)小球在顶端O处的速度大小为多少? (3)固定斜面的长度为多少? 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题一　直线运动中的图像问题 1.A　[解析] A、C连线的斜率等于t1~t3时间内的平均速度,因物体做匀变速直线运动,可知t1~t3时间内的平均速度等于t1到t3中间时刻的瞬时速度,即等于t2时刻的瞬时速度,选项A正确,B错误;同理可分析,A、B连线的斜率等于t1~t2中间时刻的瞬时速度,选项C、D错误. 2.A　[解析] 所给图像表示篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况,起初速度由零变为负值,表示篮球下落;然后速度突变为正值,表示篮球落地反弹;接着速度由正值减小,表示篮球上升;当速度等于零时,篮球到达最高点;之后重复上述过程.由图像可知,篮球后一次反弹的速度都比前一次的小,说明篮球第一次反弹后上升到的最高点是所有上升过程中能达到的最高点,故a点对应篮球位置最高,A正确. 3.C　[解析] 由题图可知,0.6~0.8 s电梯加速度不断变化,且图线与t轴所围面积为正值,即电梯处于加速度增大的加速上升阶段,故A错误;0.9~1.2 s图线与t轴平行,面积均匀增大,且为正值,则电梯处于匀加速上升阶段,故B错误,C正确;1.7~2.3 s电梯加速度为0,做匀速运动,故D错误. 4.C　[解析] 根据加速度随时间变化的图像可得,0~1 s内物体做匀加速直线运动,末速度v=at=1 m/s,速度为正方向,选项D错误;1~2 s内加速度变为负值,而速度为正方向,因此做减速运动,到2 s末,v'=1 m/s-a(t-1)=0,选项B错误;2~3 s,加速度为正,初速度为0,物体做正方向的匀加速直线运动,即从第3 s开始又重复前面的运动,选项C正确,A错误. 5.B　[解析] 由题图甲可知,P物体在0~1 s内沿正方向做加速度增大的加速运动,1~2 s内沿正方向做加速度减小的加速运动,2~3 s内,加速度反向,物体沿正方向做加速度增大的减速运动,3~4 s内,物体沿正方向做加速度减小的减速运动,4 s时速度减小到零,由此可知,P物体一直沿正方向运动,不是往返运动,2 s末物体开始做减速运动,所以2 s末速度最大,故A错误,B正确;Q物体在1~2 s内和2~3 s内,v⁃t图线的斜率不变,即加速度相同,故C错误;v⁃t图线与坐标轴所围区域的面积表示位移,由图可知,Q物体在0~6 s的时间内,位移为2 m,平均速度为= m/s= m/s,故D错误. 6.C　[解析] v⁃t图像的斜率表示加速度,所以在t1时刻物块的加速度不为零,在t2时刻物块的加速度为零,A、D错误;在0~t1时间内图线的斜率逐渐减小,所以物块做加速度减小的减速运动,B错误;用直线连接t1与t2两时刻图像上的两点,则该运动图像的平均速度为,与原图像对比,在相同时间内,物块运动的位移较小,所以物块的平均速度大于,C正确. 7.C　[解析] 若为x⁃t图像,根据x⁃t图像的斜率表示速度,知物体做匀速直线运动,故A错误;由x=v0t+at2,可知=v0+at,而v=v0+at≠v0+at,所以图像中除P点外任意点的纵坐标均不能表示物体在该时刻的瞬时速度,故B错误;若为a⁃t图像,则图线与坐标轴围成的面积表示速度的变化量,结合物体初速度为零,可知Q时刻物体的速度最大,故C正确;由v2-=2ax,可知v=,即匀变速直线运动的v⁃x图像不是直线,故D错误. 8.B　[解析] 甲物体沿正方向做匀加速运动,乙物体沿正方向做匀减速运动,故甲、乙两物体速度方向相同,但加速度方向相反,故A错误;甲物体的初速度为零,根据位移—时间公式有x甲=a甲t2,将(2.0 s,4.0 m)代入解得a甲=2 m/s2,故C错误;两图像相切于A点,图像的斜率表示速度,有a甲t=v0-a乙t,解得v0=6 m/s,故B正确;乙物体的位移—时间关系为x乙=v0t-a乙t2,将(2.0 s,4.0 m)代入解得x乙=10 m,则乙物体的出发位置为x0=4 m-x乙=-6 m,所以t=0时刻,甲、乙两物体相距6 m,故D错误. 9.D　[解析] 根据位移—速度公式v2-=2ax,结合图像斜率得a=10 m/s2,A错误;以30 m/s的速度匀速行驶时,制动时间为t==3 s,所以从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要t'=t0+t=3.2 s,B错误;以30 m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为s=vt0+=51 m,C错误;以40 m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为s=vt0+=88 m,D正确. 10.D　[解析] 根据题意有k=,0~3 s内急动度k恒定,表明汽车的加速度均匀增大,即0~3 s汽车做加速度增大的加速直线运动,故A错误;结合上述有Δa=kΔt,可知k⁃t图线与时间轴围成的面积表示加速度的变化量,由于0时刻的加速度为0,该面积能够间接表示加速度大小,则3 s末汽车的加速度大小为1×3 m/s2=3 m/s2,3~6 s汽车的加速度保持不变,仍然为3 m/s2,则3~6 s汽车做匀加速直线运动,故B错误;结合上述,可知6 s末汽车的加速度大小为3 m/s2,故C错误;结合上述,可知k⁃t图线时间轴上侧面积表示加速度在增大,时间轴下侧面积表示加速度在减小,由k⁃t图像作出a⁃t图像如图所示,根据a=,即Δv=aΔt,可知a⁃t图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,由于0时刻的速度为0,则该面积能够间接表示速度大小,则9 s末汽车的速度大小v= m/s=18 m/s,故D正确. 11.(1)4 m/s2　(2)4 m/s　(3)6 m [解析] (1)根据位移与时间的关系可得x=vAt+at2 根据速度与时间的关系可得vB=vA+at 联立并变形可得=vB·-a 结合图乙可得-a=-2 m/s2,vB= m/s=8 m/s 解得a=4 m/s2 (2)当A传感器放置在O点时,传感器所测时间最长,对应图线上横坐标的最小值,即=1 s-1 所以tAB=1 s 根据速度与时间的关系可得vB=vO+atAB 代入数据解得vO=4 m/s (3)固定斜面的长度为l=tAB=6 m 学科网（北京）股份有限公司 $