2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 同步练 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本同步练习以匀变速直线运动速度与时间关系为核心，通过基础概念辨析、图像分析到综合应用的三阶分层设计，强化物理观念建构与科学思维培养，适配新授课知识巩固与能力进阶需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|加速度概念、v-t图像斜率、简单计算|如单选题1（匀加速加速度特点）、填空题10（v-t斜率理解），夯实运动观念| |中档|概念辨析、图像综合分析、实验基础|如多选题7（匀变速运动判断）、填空题11（打点计时器实验），培养科学推理| |提高|多过程问题、实际情境应用|如解答题18（斜面-水平面多过程）、填空题13（平陆运河航运动态），发展综合应用能力|

2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系（同步练）原卷版 姓名：___________班级：高一（ ）班 学号：___________ 一、单选题 1．我国全海深潜载人潜水器“奋斗者”号实现了多次万米载人深潜。如图所示，在某次海试中，潜水器沿直线匀加速下潜，则潜水器（　　） A．加速度均匀增大 B．加速度保持不变 C．加速度方向与速度方向相反 D．加速度方向与位移方向相反 2．高铁已成为我国一张亮丽的名片，让世界见证了中国速度。一列高铁由静止启动，经过100s速度达到，将此过程视为匀加速直线运动，其加速度大小为（　　） A． B． C． D． 3．2026年2月24日，宇树科技发布旗下第四款四足机器人UnitreeAs2。在性能测试时，机器人从零时刻开始沿直线运动，其运动的速度时间（）图像如图所示，则机器人离出发点最远的时刻是（     ） A． B． C． D． 4．冰壶比赛中，运动员需要在冰壶第二段运动过程中持续刷冰，从而改变其加速度。假设冰壶在t=0时以某一初速度滑出，4s后开始刷冰，0~4s内的位移与4~16s内的位移之比为5：6，且16s末速度刚好减为零，若冰壶在这两个时间段的运动过程均可视为匀变速直线运动，则前4s与后12s冰壶的加速度之比为（　　） A．2：3 B．3：2 C．2：15 D．5：12 5．一物体做匀变速直线运动，初速度为15m/s，方向向东，第5s末速度为10m/s，方向向西，则何时开始向西运动（　　） A．第1s初 B．第2s初 C．第3s初 D．第4s初 6．某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车行驶速度与时间的关系如图所示，则汽车的位置与时间的关系图像可能正确的是（     ） A． B． C． D． 二、多选题 7．下列关于匀变速直线运动的说法正确的是（    ） A．匀变速直线运动的加速度恒定不变 B．匀加速直线运动的速率一定随时间均匀增大 C．匀减速直线运动的速率一定随时间均匀减小 D．匀变速直线运动的图像是条倾斜的直线 8．小球以的初速度冲上足够长的光滑斜面，加速度大小为。当小球速度大小为时，所用时间可能是（　　） A．3s B．6s C．9s D．12s 9．甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在到的时间内，它们的图像如图所示。在这段时间内（　　） A．汽车甲和乙做匀变速直线运动 B．汽车乙的平均速度小于 C．汽车甲和乙的加速度大小逐渐减小 D．甲乙两汽车的位移相同 三、填空题 10．对v-t图线的斜率的理解 （1）v-t图像为直线时，斜率的绝对值表示________；斜率的正负表示加速度的方向。 （2）v-t图像为曲线时，曲线上某点的切线的斜率表示此时的加速度。 11．某物理学习小组在进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，采用的电磁打点计时器是一种使用________（选填“交变”或“直流”）电源的计时仪器；某次实验中小组成员根据实验数据作出了如图所示的图像，由图像可判断小车做________（填字母代号）。 A．匀加速直线运动    B．匀减速直线运动    C．匀速直线运动 12．在一段时间内，甲、乙两个物体做直线运动，甲的加速度为，乙的加速度为，请比较甲乙在这段时间内速度变化量的大小为___________，速度的大小为___________（填“>”“＜”“=”或“无法比较”）。 13．广西平陆运河建设是我国新时代西部大开发的重要组成部分，它被称为世纪工程，全长约135公里，北起郁江西津水库南至钦州湾，有大约65米的落差，为实现船舶的连续航行需要建设三个梯级船闸（马道、企石、青年闸）来克服落差，如下图所示。 （1）下列能将船舶当作质点的过程是_______ A．船舶避让来往船只 B．船舶通过闸室 C．计算船舶完成航程的时间 （2）一艘货运船为运输货物往返于西津水库和北部湾之间，往返过程的位移__________（选填：A．相同  B．不同）；船舶平均航速为22km/h，则单次航程所需要的时间约为__________h（保留3位有效数字）。 （3）假设刚通过企石闸后，船舶具有2m/s的速度，此时它开始在平直的航道上做匀加速运动，经过3分钟航速达到6.5m/s，则船舶的加速度为__________，再经过4分钟，船舶的速度为__________m/s。 14．一枚火箭由地面竖直向上发射的速度图像如图所示，则火箭上升到最高点的位置对应图中的是______点，加速度最大的是______段。 四、解答题 15．小明在操场上向西跑步，刚开始的速度是1m/s，加速度是2m/s2，方向也是向西，试计算： (1)3秒后，小明的速度； (2)经过几秒，小明的速度为21m/s； 16．如图所示，一汽车遇到紧急情况，立即刹车直至停止。汽车刹车过程可视为匀减速直线运动，其速度随时间变化的关系式为，v和t单位分别是和s。求： (1)汽车刹车过程初速度的大小和加速度的大小a； (2)刹车后末速度的大小。 17．某沿直线运动（东西方向）的小车其速度关于时间的表达式为（单位：t/s，），小车从零时刻开始计时后共运动了6s。以向东为正方向，试回答以下问题： (1)小车在第3s末的速度大小和方向； (2)小车在何时运动方向发生改变？ (3)描述小车在这6s内的运动方向（向东还是向西？）以及速度变化情况（两方面：①v增大还是减小？②v增大/减小得越来越快还是越来越慢？）。 18．如图甲所示，t=0时，质量为0.5kg的物体从倾角的斜面上A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。运动过程中速度的大小随时间的变化如图乙所示（重力加速度g取，，），求： (1)物体在斜面上的加速度； (2)物体从开始下滑，经过多长时间恰好停在C点； (3)物体到达斜面底端B时的速度大小是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系（同步练）解析版 姓名：___________班级：高一（ ）班 学号：___________ 一、单选题 1．我国全海深潜载人潜水器“奋斗者”号实现了多次万米载人深潜。如图所示，在某次海试中，潜水器沿直线匀加速下潜，则潜水器（　　） A．加速度均匀增大 B．加速度保持不变 C．加速度方向与速度方向相反 D．加速度方向与位移方向相反 【参考答案】B 【解析】潜水器做匀加速直线运动，加速度不变，加速度与速度方向相同，而位移方向与速度方向相同，则加速度方向与位移方向相同。 故选B。 2．高铁已成为我国一张亮丽的名片，让世界见证了中国速度。一列高铁由静止启动，经过100s速度达到，将此过程视为匀加速直线运动，其加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【参考答案】D 【解析】高铁由静止启动，此过程为初速度为0的匀加速直线运动。已知初速度，末速度，运动时间，根据匀变速直线运动速度与时间的关系，得 整理得加速度 故选D。 3．2026年2月24日，宇树科技发布旗下第四款四足机器人UnitreeAs2。在性能测试时，机器人从零时刻开始沿直线运动，其运动的速度时间（）图像如图所示，则机器人离出发点最远的时刻是（     ） A． B． C． D． 【参考答案】B 【解析】机器人从零时刻开始沿直线运动，由题图可知在内机器人一直沿正方向运动；在内机器人一直沿负方向运动；所以机器人离出发点最远的时刻是。 故选B。 4．冰壶比赛中，运动员需要在冰壶第二段运动过程中持续刷冰，从而改变其加速度。假设冰壶在t=0时以某一初速度滑出，4s后开始刷冰，0~4s内的位移与4~16s内的位移之比为5：6，且16s末速度刚好减为零，若冰壶在这两个时间段的运动过程均可视为匀变速直线运动，则前4s与后12s冰壶的加速度之比为（　　） A．2：3 B．3：2 C．2：15 D．5：12 【参考答案】B 【解析】设冰壶在4s末的速度为， 0~4s内的加速度大小为，4s~16s内的加速度大小为，两段均做匀减速直线运动。 4s~16s内冰壶匀减速到速度为0，根据速度公式有 冰壶在 4s~16s内的加速度大小 冰壶在 0~4s内的位移 冰壶在4s~16s内的位移 又知 联立解得 冰壶在 0~4s内的加速度大小 前4s与后12s冰壶的加速度大小之比 故选B。 5．一物体做匀变速直线运动，初速度为15m/s，方向向东，第5s末速度为10m/s，方向向西，则何时开始向西运动（　　） A．第1s初 B．第2s初 C．第3s初 D．第4s初 【参考答案】D 【解析】规定向东为正方向，则初速度 第5s末速度 所以物体运动的加速度为 负号表示加速度方向向西，物体速度减为0时开始向西运动，则 即物体在第3s末或第4s初开始向西运动。 故选D。 6．某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车行驶速度与时间的关系如图所示，则汽车的位置与时间的关系图像可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【参考答案】A 【解析】由图像可知，内汽车向正方向做加速运动，可知图像的斜率为正且越来越大；内汽车向正方向做匀速直线运动，图像是一段斜率为正的直线；内汽车向正方向做减速直线运动，可知图像的斜率为正且越来越小。 故选A。 二、多选题 7．下列关于匀变速直线运动的说法正确的是（    ） A．匀变速直线运动的加速度恒定不变 B．匀加速直线运动的速率一定随时间均匀增大 C．匀减速直线运动的速率一定随时间均匀减小 D．匀变速直线运动的图像是条倾斜的直线 【参考答案】ABD 【解析】A．匀变速直线运动的定义是加速度大小和方向都恒定的直线运动，因此加速度恒定不变，故A正确； B．根据速度时间关系可得匀加速直线运动的速率一定随时间均匀增大，故B正确； C．根据速度时间关系可得匀减速直线运动的速率随时间均匀减小，但是速率减到零后可能反向加速，其速率会增大，故C错误； D．图像的斜率表示加速度，可得匀变速直线运动的图像是条倾斜的直线，故D正确。 故选ABD。 8．小球以的初速度冲上足够长的光滑斜面，加速度大小为。当小球速度大小为时，所用时间可能是（　　） A．3s B．6s C．9s D．12s 【参考答案】AC 【解析】取初速度方向为正方向， 初速度，加速度。小球仍向上运动，速度方向与初速度同向， 末速度，代入匀变速速度公式 可得 小球到达最高点后向下返回，速度方向与初速度反向， 末速度，代入公式得 故选AC。 9．甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在到的时间内，它们的图像如图所示。在这段时间内（　　） A．汽车甲和乙做匀变速直线运动 B．汽车乙的平均速度小于 C．汽车甲和乙的加速度大小逐渐减小 D．甲乙两汽车的位移相同 【参考答案】BC 【解析】A．图像的斜率表示加速度，甲乙图像均为曲线，斜率时刻变化，说明加速度在变化，不是匀变速直线运动，故A错误； B．乙车做变减速运动，若做匀减速直线运动，平均速度为，乙车图像下凹，与时间轴围成的面积（位移）小于匀减速运动的位移，根据可知平均速度小于，故B正确； C．图像切线斜率的绝对值表示加速度大小，由图可知甲乙图像切线斜率绝对值均逐渐减小，故加速度大小逐渐减小，故C正确； D．图像与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知甲的面积大于乙的面积，故位移不同，故D错误。 故选BC。 三、填空题 10．对v-t图线的斜率的理解 （1）v-t图像为直线时，斜率的绝对值表示________；斜率的正负表示加速度的方向。 （2）v-t图像为曲线时，曲线上某点的切线的斜率表示此时的加速度。 【参考答案】加速度大小 【解析】v-t图像为直线时，斜率的绝对值表示加速度大小； 11．某物理学习小组在进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，采用的电磁打点计时器是一种使用________（选填“交变”或“直流”）电源的计时仪器；某次实验中小组成员根据实验数据作出了如图所示的图像，由图像可判断小车做________（填字母代号）。 A．匀加速直线运动    B．匀减速直线运动    C．匀速直线运动 【参考答案】交变 C 【解析】[1]电磁打点计时器使用交流电。 [2]根据图像可知，速度不随时间改变，小车做匀速直线运动。 故选C。 12．在一段时间内，甲、乙两个物体做直线运动，甲的加速度为，乙的加速度为，请比较甲乙在这段时间内速度变化量的大小为___________，速度的大小为___________（填“>”“＜”“=”或“无法比较”）。 【参考答案】> 无法比较 【解析】[1]在这段时间内速度变化量的大小为 由于 可得 [2]根据匀变速直线运动速度时间公式 由于甲、乙两个物体的初速度未知，故无法比较甲、乙两个物体速度的大小。 13．广西平陆运河建设是我国新时代西部大开发的重要组成部分，它被称为世纪工程，全长约135公里，北起郁江西津水库南至钦州湾，有大约65米的落差，为实现船舶的连续航行需要建设三个梯级船闸（马道、企石、青年闸）来克服落差，如下图所示。 （1）下列能将船舶当作质点的过程是_______ A．船舶避让来往船只 B．船舶通过闸室 C．计算船舶完成航程的时间 （2）一艘货运船为运输货物往返于西津水库和北部湾之间，往返过程的位移__________（选填：A．相同  B．不同）；船舶平均航速为22km/h，则单次航程所需要的时间约为__________h（保留3位有效数字）。 （3）假设刚通过企石闸后，船舶具有2m/s的速度，此时它开始在平直的航道上做匀加速运动，经过3分钟航速达到6.5m/s，则船舶的加速度为__________，再经过4分钟，船舶的速度为__________m/s。 【参考答案】C B 6.14 0.025 12.5 【解析】（1）[1]A．船舶避让来往船只，船舶的形状大小不能忽略不计，不能将船舶看成质点，故A错误； B．船舶通过闸室，船舶的形状大小不能忽略不计，不能将船舶看成质点，故B错误； C．计算船舶完成航程的时间，船舶的形状大小可以忽略不计，可以将船舶看成质点，故C正确。 故选C。 （2）[2] 一艘货运船为运输货物往返于西津水库和北部湾之间，往返过程的位移方向不同； 故选B。 [3]船舶平均航速为22km/h，则单次航程所需要的时间约为6.14h （3）[4]假设通过企石闸后，船舶在平直的航道上由静止开始匀加速运动，经3min航速达到6.5m/s，则船舶的加速度大小为 [5] 再经过4分钟，船舶的速度为 14．一枚火箭由地面竖直向上发射的速度图像如图所示，则火箭上升到最高点的位置对应图中的是______点，加速度最大的是______段。 【参考答案】 【解析】[1]由图知火箭的速度一直为正，说明火箭一直上升，所以火箭上升到最高点的位置对应图中的是点。 [2]图线的斜率表示加速度，斜率越大，加速度越大，则知加速度最大的是段 四、解答题 15．小明在操场上向西跑步，刚开始的速度是1m/s，加速度是2m/s2，方向也是向西，试计算： (1)3秒后，小明的速度； (2)经过几秒，小明的速度为21m/s； 解：（1）3秒后，小明的速度 （2）当小明的速度为21m/s时，由v＝v0+at 可得 16．如图所示，一汽车遇到紧急情况，立即刹车直至停止。汽车刹车过程可视为匀减速直线运动，其速度随时间变化的关系式为，v和t单位分别是和s。求： (1)汽车刹车过程初速度的大小和加速度的大小a； (2)刹车后末速度的大小。 解：（1）用与对比可得初速度，加速度。 （2）刹车至末速度为零所用时间 故刹车后末速度的大小。 17．某沿直线运动（东西方向）的小车其速度关于时间的表达式为（单位：t/s，），小车从零时刻开始计时后共运动了6s。以向东为正方向，试回答以下问题： (1)小车在第3s末的速度大小和方向； (2)小车在何时运动方向发生改变？ (3)描述小车在这6s内的运动方向（向东还是向西？）以及速度变化情况（两方面：①v增大还是减小？②v增大/减小得越来越快还是越来越慢？）。 解：（1）根据可知，小车在第3s末的速度 即速度大小为1m/s，方向向西。 （2）根据，则当v=0时，即 解得t=2s或t=4s 即在t=2s和t=4s时运动方向改变。 （3）运动方向：0-2s时，v>0，则速度向东，2-4s时，v<0，则速度向西，4-6s时，v>0，则速度向东。 速度变化：大小变化：0-2s：速度减小；2-3s：速度增大；3-4s：速度减小；4-6s：速度增大。 根据二次函数可知变化快慢：0-2s：减小得越来越慢； 2-3s：增大得越来越慢； 3-4s：减小得越来越快； 4-6s：增大得越来越快。 18．如图甲所示，t=0时，质量为0.5kg的物体从倾角的斜面上A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。运动过程中速度的大小随时间的变化如图乙所示（重力加速度g取，，），求： (1)物体在斜面上的加速度； (2)物体从开始下滑，经过多长时间恰好停在C点； (3)物体到达斜面底端B时的速度大小是多少？ 解：（1）速度—时间图像的斜率等于加速度，由图像可得物体在斜面上的加速度为 方向沿斜面向下； 在水平面上的加速度为 方向水平向左。 （2）物体在6s时的速度为8m/s，由速度公式可得 解得s 则经过时间为 物体恰好停在C点。 （3）物体在6s时的速度为8m/s，设物体经过B点的速度为v，则 解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $