2.3.0 匀变速直线运动的位移与时间的关系 分层作业-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本同步练习通过“基础训练-能力提升-拓展拔高”三层设计，以匀变速直线运动位移与时间关系为核心，从单一公式应用到复杂情境建模，梯度递进巩固物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|位移公式、v-t图像基础分析|结合舰艇训练、汽车制动等真实情境，5选择1计算巩固运动观念| |能力提升|多过程运动、图像综合应用|通过甲乙追及、多物体图像对比（多选），培养科学推理能力| |拓展拔高|复杂多阶段运动建模|以无人机配送为情境，融合加速-匀速-减速过程，体现科学态度与责任|

2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 学校:___________姓名：___________班级：___________ 【基础训练】 1．2026年1月，广西舰奔赴某海域开展了跨昼夜、多课目的实战化训练。假设某舰艇在某段时间内做匀加速直线运动，该舰艇的位移随时间变化的关系式为，x、t的单位分别为m、s，则该舰艇在时的速度大小、加速度大小分别为（     ） A．、 B．、 C．、 D．、 2．汽车以5m/s的速度在平直路面上匀速前进，突发紧急情况需要紧急制动，制动时以的加速度在路面上滑行，则在制动后3s末的速度和4s内通过的位移分别为（     ） A．；6.25m B．；4m C．0；6.25m D．以上答案都不对 3．在三亚街头，一无人配送车由静止开始沿直线从甲站开往乙站，其整个过程的速度—时间图像如图所示，则甲、乙两站相距（　　） A． B． C． D． 4．毕节交警某中队在贵毕公路某一平直路段利用传感器测定汽车的运动情况。现测得一辆汽车通过这一路段的图像如图所示。则汽车在该路段（     ） A．做匀速直线运动 B．做匀减速直线运动 C．在末的速度大小为 D．在内的平均速度大小为 5．根据如图所示的图像所描述的物体的运动情况，下列结论中正确的是（     ） A．O到A的加速度比B到C的加速度大 B．AB平行于时间轴，则物体在AB这段时间内是静止的 C．O到A的速度方向与B到C的速度方向相反 D．物体的位移越来越大 6．预计截至2025年底，全国高铁通车里程突破5万公里，在一高铁站，列车缓慢地从高铁站驶出后做加速度为的匀加速运动，经240s后速度达到。并保持此速度运行。求： (1)高铁做匀加速运动的初速度？ (2)高铁做匀加速运动所需要的位移？ 【能力提升】 7．甲乙从同一地点同时向同一方向开始运动，图1抛物线为甲的图像，图2为乙的图像，以下说法正确的是（　　） A．时，甲乙共速 B．时甲乙距离最远 C．出发后甲乙会相遇两次 D．甲乙会共速两次 8．（多选）一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度大小变为10m/s。在这段时间内物体的（     ） A．位移的大小可能小于4m B．位移的大小可能大于10m C．加速度的大小可能等于 D．加速度的大小可能等于 9．（多选）有四个运动的物体A、B、C、D，物体A、B运动的图像如图1所示；物体C、D从同一地点沿同一方向运动的图像如图2所示。根据图像做出的判断正确的是（     ） A．物体A和B均做匀速直线运动且A的速度比B更大 B．在的时间内，物体B运动的位移为10m C．时，物体C与物体D相遇 D．前3s内，当时，物体C与物体D之间的距离达到最大 10．某汽车正以72km/h的速度在公路上行驶，为“礼让行人”，若以大小为的加速度刹车，则 (1)汽车刹车的时间； (2)刹车后5s时的速度大小； (3)刹车后6s内的位移大小。 【拓展拔高】 11．某快递公司使用无人机进行紧急药品配送。无人机到达目的地正上方后处于悬停状态，先竖直向下做匀加速运动，经后速度达到，随即匀速下降，距离地面时开始做匀减速运动，落地时恰好速度为零。求： (1)无人机匀减速运动过程中加速度的大小； (2)无人机做匀速直线运动的时间； (3)如果无人机从同样高度由静止开始下落，且加速和减速的最大加速度大小均为，要求落地时速度为零，求启动到落地的最短时间。 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 参考答案 1．D 【详解】匀加速直线运动的位移公式为，和题干给出的逐项对比可得：初速度，且，解得加速度 再根据匀变速直线运动速度公式，代入得： 故选D。 2．C 【详解】汽车从开始制动到停止的时间为 因为，所以制动后末汽车已停止，速度为。 汽车在内实际只运动到停止，位移为，故C正确。 故选C。 3．D 【详解】图像，图线与坐标轴围成面积即为位移。由题图所示，两站相距 故选D。 4．D 【详解】AB．图像斜率表示速度，由图可知，汽车的速度逐渐变大，汽车做加速直线运动，故AB错误； CD．根据题图无法求出1s末的速度大小，根据题图可得汽车在内的平均速度大小为，故C错误，D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．O到A和B到C的速度的变化量大小相等，而O到A所用的时间长，故O到A的加速度比B到C的加速度小，故A错误； B．AB段物体是以匀速运动，故B错误； C．O到A和B到C的速度都大于0，速度方向相同，故C错误； D．物体运动速度方向不变，位移越来越大，故D正确。 故选D。 6．(1)2 m/s (2) 【详解】（1）匀加速直线运动速度公式 变形得初速度 代入数据 （2）匀变速位移公式 代入数据可得 7．B 【详解】A．甲的图像为抛物线，所以，时，可得 时甲的速度大小为 由图2可知，乙前做匀加速直线运动，时，速度大小 BD．时，甲的位移大小 图像，图线与坐标轴围成的面积为乙的位移大小，有，则乙在甲前面。 时，甲的速度大小，乙在后，速度大小恒为 所以时甲和乙速度大小相等，后甲加速运动，乙匀速运动，所以甲乙共速一次，时甲乙距离最远，故B正确，D错误； C．由于甲一直做加速运动，后甲追上乙，甲的速度大于乙的速度，之后两者之间的距离一直增大，所以相遇一次，故C错误。 故选B。 8．ACD 【详解】若后的速度方向与初速度方向相同，则加速度 位移 若后的速度方向与初速度方向相反，则加速度 即加速度大小为14m/s2,位移，即位移大小为3m 故选ACD。 9．ABD 【详解】A．图像斜率表示速度，由图1可知物体A和B的图像都是倾斜的直线，斜率都不变，速度都不变，说明两物体都做匀速直线运动，A图线的斜率大于B图线的斜率，A的速度比B更大，故A正确； B．由图1可知在的时间内，物体B运动的位移为。故B正确； C．图像“面积”表示位移，由图2可知时，D图线所围“面积”大于C图线所围“面积”，说明D的位移大于C 的位移，而两物体从同一地点开始运动的，所以物体C还没有追上物体D，故C错误； D．由图2可知前3s内，D的速度较大，D、C间距离增大，3s后C的速度较大，两者距离减小，时，物体C与物体D之间有最大间距，故D正确。 故选ABD。 10．(1)4s (2)0m/s (3)40m 【详解】（1）由题意，汽车初速度，加速度大小 根据运动学公式，汽车刹车的时间为 （2）由上问可知，汽车在时停止，刹车后5s末的速度大小为 （3）汽车开始刹车后经过4s停止，刹车后6s内的位移大小等于刹车后4s内的位移大小，故刹车后6s内的位移大小为 【点睛】 11．(1) (2)3s (3)4s 【详解】（1）匀减速阶段，由匀变速直线运动速度—位移公式有 解得 （2）匀加速阶段的位移，由平均速度公式得 匀速阶段位移为 匀速的时间为 （3）先以最大加速度匀加速到最大速度，立即以最大加速度匀减速到0，中间无匀速阶段，落地时间最短。由于加速、减速的加速度大小相等，两段运动对称，位移相等。设最大速度为，总位移满足 解得 总最短时间为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $