2.3匀速直线运动的位移与时间的关系 同步练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 聚焦匀速直线运动规律，通过基础辨析、情境应用、综合建模三阶分层设计，强化运动观念与科学推理，适配新授课知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|x-t图像识别、匀变速公式直接应用|单选1-5（如x-t图像平均速度计算），占比50%，强化物理观念| |中档应用|多过程运动分析、图像斜率与面积意义|单选6-10及多选题（如追及问题、刹车位移计算），占比30%，培养科学推理| |综合提升|复杂情境建模、矢量运算综合|解答题13-15（如加速度-时间图像应用），占比20%，深化模型建构|

2.3 匀速直线运动的位移与时间的关系 姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．智能机器人已经广泛应用于宾馆、医院等服务行业，用于给客人送餐、导引等服务，深受广大消费者喜爱。如图甲所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊运动，图乙是该机器人在某段时间内的位移-时间图像（20~30s时间内的图线为曲线，其余为直线）。下列说法正确的是（　　） A．0~30s内，机器人的平均速度大小为0.2m/s B．时机器人的速度大小为2.1m/s C．0~10s内，机器人做匀加速直线运动 D．20~30s内，机器人的运动轨迹为曲线 2．彩虹滑道是近年来新兴的游玩项目，游客坐在橡皮圈上随之一起滑下，如图所示。假设游客（设为质点）从时刻由静止开始做匀加速直线运动，已知0~2s内的位移为4m，则（　　） A．该游客在0~2s内速度增量的大小为2m/s B．该游客第2s末的瞬时速度大小为3m/s C．该游客第3s内的平均速度大小为5m/s D．该游客第2s内与第1s内的位移差为1.5m 3．如图所示，是一辆汽车做直线运动的x-t图像，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法不正确的是（　　） A．OA段运动最快 B．AB段汽车静止不动 C．CD段表示的运动方向与初始运动方向相反 D．运动4h后汽车的路程为60km 4．小李讲了龟兔沿直线赛道赛跑，故事情节中，兔子和乌龟从同一位置出发，兔子和乌龟运动的位移时间图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．乌龟在整个过程中做匀加速直线运动 B．时间段兔子做匀速直线运动 C．兔子和乌龟分别在和时刻相遇 D．时刻兔子的加速度为 5．我国自主研发的CR450动车组试验时的速度可达450km/h。若以120m/s的初速度在平直轨道上行驶的CR450动车组，匀减速运行14.4km后停止，则减速运动中其加速度的大小为（　　） A．0.1m/s2 B．0.5m/s2 C．1.0m/s2 D．1.5m/s2 6．水平面上一物体从静止开始，沿直线先做匀加速直线运动，3s后接着又做匀减速直线运动，再经9s停止。在加速和减速的两个过程中，下列说法正确的是（    ） A．两过程的位移大小之比为1∶1 B．两过程的平均速度大小之比为1∶3 C．在第1s内和9~12s内的位移大小之比为1∶3 D．第3s末和第9s末的速度大小之比为2∶1 7．如图所示，一小车从A点由静止开始做匀加速直线运动，若到达B点时速度为v，到达C点时速度为2v，则等于（　　） A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 8．汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站，先做加速度大小为a的匀加速运动，位移大小为x；接着在t时间内做匀速运动；最后做加速度大小也为a的匀减速运动，到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为，则（　　） A． B． C． D． 9．如图所示的位移-时间图像和速度-时间图像中，给出四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（     ） A．图线1表示物体做曲线运动 B．图像中，t1时刻 C．图像中，时间内3和4的平均速度大小相等 D．两图像中，、时刻分别表示2、4开始反向运动 10．如图所示，装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车，当车速v满足，且与前方行人之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与行人相撞。若该车在不同路况下“全力自动刹车”的加速度取值范围是，则该系统设置的安全距离约为（　　） A．10m B．80m C．6.25m D．5.08m 二、多选题 11．如图甲所示，A车和B车在同一平直公路的两个平行车道上行驶，该路段限速54km/h。当两车车头平齐时开始计时，两车运动的位移—时间图像如图乙所示，0~5s时间内，A车的图线是抛物线的一部分，B车的图线是直线，在两车不违章的情况下，下列说法正确的是（　　） A．A车运动的加速度大小为1m/s2 B．t＝3.5s时，两车的速度相同 C．A车追上B车的最短时间为7.2s D．两车相遇两次 12．一辆汽车正以的速度在公路上沿直线行驶，为“礼让行人”，司机以加速度刹车，则汽车在刹车过程中，以下说法正确的是（　　） A．刹车后时的速度大小为 B．汽车滑行停下 C．刹车后时的速度大小为 D．刹车后内的位移大小为 三、解答题 13．受台风影响，某市境内所有高速公路实施封闭管控。假设某客车行驶到高速路口又沿原路返回，如图所示为其沿直线运动的x−t图像，取客车开始运动的方向（向东）为正方向，根据x−t图像，通过分析回答以下问题。 (1)据图说明客车在各时间段的运动情况； (2)求客车在前25s内的速度； (3)求客车在74~94s内的速度。 14．两架无人机a、b分别悬停在空中A、B处，A点在B点正上方且。时刻，a沿与水平方向夹角的方向匀速运动，同时b做初速度为零的匀加速直线运动。时刻，a、b在C点相遇，且。a、b均可视为质点，求： (1)a飞行的速度大小； (2)b飞行的加速度大小，以及b刚到达C处时的速度大小。 15．在足够大的水平地面上建立一个一维直线坐标系，水平向右为坐标系的正方向。0时刻，一个可以看作质点的小滑块在外力作用下，从轴上位置坐标为处由静止出发沿轴运动，在以后的运动过程中，小滑块的加速度随时间变化的关系如图所示。求： (1)时小滑块的速度； (2)小滑块向右运动到最远处的位置坐标。 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 《2.3 匀速直线运动的位移与时间的关系》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C A C B C C A B A 题号 11 12 答案 BC AD 1．A 【知识点】x-t图像 【详解】A．内，机器人的平均速度为，故A正确； B．机器人在时的速度，故B错误； C．内，图像是一条倾斜直线，表明机器人做匀速直线运动，故C错误； D．图像只能描述直线运动，即使图像是一条曲线，物体的运动也是直线运动，故D错误。 故选A。 2．C 【知识点】平均速度、匀变速直线运动速度与时间的关系、匀变速直线运动位移与时间的关系、匀变速直线运动的位移差Δx=aT² 【详解】A．根据 代入数据，解得 则内速度增量的大小，故A错误； B．游客第2s末的瞬时速度为，故B错误； C．第3s末的速度为 则第3s内的平均速度为，故C正确； D．根据 可知游客第2s内与第1s内的位移差为，故D错误。 故选C。 3．A 【知识点】x-t图像 【详解】A．根据图象的斜率等于物体的速度，由图可知，CD段斜率最大，表示物体速度最大，故A错误，符合题意； B．由图可知，AB段物体的位移不随时间而变化，物体处于静止状态，故B正确，不符合题意； C．由图可知，OA段物体沿正方向运动，CD段物体沿负方向运动，所以CD段的运动方向与初始速度的方向相反，故C正确，不符合题意； D．由图可知，0～4h内，汽车先从0km运动到30km处，再由30km处运动到0km处，故路程为60km，故D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选A。 4．C 【知识点】x-t图像 【详解】A．由图像可知，乌龟在整个过程中做匀速直线运动，故A错误； B．时间段兔子处于静止状态，故B错误； C．由图像可知，纵坐标表示位置，和时刻兔子和乌龟的纵坐标相同，表示相遇，故C正确； D．时间段兔子做匀速直线运动，加速度为零，故D错误。 故选C。 5．B 【知识点】匀变速直线运动速度与位移的关系 【详解】根据速度位移关系 其中， 代入数据可得减速运动中其加速度的大小 故选B。 6．C 【知识点】匀变速直线运动速度与时间的关系、匀变速直线运动位移与时间的关系、中间时刻的瞬时速度 【详解】A．设3s时的速度大小为，则加速阶段位移为 减速阶段位移为 故两过程的位移大小之比为，故A错误； B．两阶段平均速度均为 故两过程的平均速度大小之比为，故B错误。 C．根据可知，加速阶段与减速阶段的加速度大小之比为 在第1s内的位移大小为 根据逆向思维可知，9~12s内的位移大小为 则在第1s内和9~12s内的位移大小之比为，故C正确； D．第3s末的速度大小为 根据逆向思维可知，第9s末的速度大小为 则第3s末和第9s末的速度大小之比为，故D错误。 故选C。 7．C 【知识点】匀变速直线运动速度与位移的关系 【详解】设小车的加速度为a，由v2－v02＝2ax 得xAB＝ xBC＝xAC－xAB＝－＝ xAB∶xBC＝1∶3 故C正确。 8．A 【知识点】匀变速直线运动位移与时间的关系 【详解】由题意可知，设匀加速直线运动时间为，匀速运动的速度为， 匀加速直线运动阶段，由位移公式 根据逆向思维，匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移， 则匀速直线运动阶段有 联立解得 再根据 解得 BCD错误，A正确。 故选A。 9．B 【知识点】x-t图像、v-t图像反映的物理量 【详解】A．图线1是位移-时间图像，图像的斜率等于速度，可知图线1表示物体做变速直线运动，A错误； B．图线上某点斜率的绝对值的大小表示速度的大小，由题图可知t1时刻，B正确； C．图像中图像与坐标轴所围的面积表示位移，时间内3和4位移不同，所以平均速度大小不相等，C错误； D．时刻物体2开始反向运动，物体4的速度始终为正值，表明物体4始终向正方向运动，时刻物体4的运动方向不变，只是物体开始做减速运动，D错误。 故选B。 10．A 【知识点】匀变速直线运动速度与位移的关系 【详解】汽车从开始刹车到停止发生的位移 系统设置的安全距离应为减速的最大位移，即初速度取最大值，加速度取最小值的位移，代入数据可得 故选A。 11．BC 【知识点】x-t图像、变速物体追匀速物体、相遇次数问题 【详解】A．A车的图线是抛物线的一部分，可知A车做匀变速直线运动，由题图乙可知当t＝2 s时x＝10 m，当t＝5 s时x＝40 m，代入 解得v0＝3 m/s，a＝2 m/s2，故A错误； B．由题图乙可知B车匀速运动的速度vB＝ m/s＝10 m/s 两车速度相同，有v0＋at＝vB 解得t＝3.5 s，故B正确； CD．A车加速到vmax＝54 km/h＝15 m/s后做匀速运动，追上B车的时间最短，由vmax＝v0＋at0 可知A车的加速时间t0＝6 s A车追上B车时满足vBt＝＋vmax（t－t0） 解得t＝7.2 s，此后A车速度大于B车，不会再相遇，故两车相遇一次，故C正确，D错误。 故选BC。 12．AD 【知识点】计算停车时间和位移 【详解】A．已知汽车的初速度为 设汽车减速到零的时间为，则有 因 说明t=2s时汽车仍在运动，根据速度时间公式有 故A正确； B．根据速度位移公式，可得汽车减速到零的位移为 故B错误； CD．因 说明t=6s时汽车已停止运动，此时速度为零，故刹车后内的位移大小等于刹车后内的位移大小，为50m，故C错误，D正确。 故选AD。 13．(1)见解析 (2)大小2m/s，方向向东 (3)大小2.5m/s，方向向西 【知识点】平均速度、x-t图像 【详解】（1）0~25s内，x−t图像为倾斜上升直线，斜率恒定且为正，客车向东做匀速直线运动； 25~74s内，x−t图像为水平直线，斜率为零，客车静止； 74~94s内，x−t图像为倾斜下降直线，斜率恒定且为负，客车向西做匀速直线运动。 （2）客车在前25s内的速度大小为 方向向东。 （3）客车在74~94s内的速度为 负号表示方向向西。 14．(1) (2)， 【知识点】机械运动、匀变速直线运动位移与时间的关系 【详解】（1）设a飞行的速度大小为，根据题意可得 解得 （2）设b飞行的加速度大小为a，从B点运动到C点的位移大小为x，由几何关系可得 解得 又由 解得 因此，b刚到达C点时的速度大小为 15．(1)，负号表示方向沿x轴负方向 (2) 【知识点】匀变速直线运动速度与时间的关系、匀变速直线运动位移与时间的关系、匀变速直线运动速度与位移的关系 【详解】（1）根据运动学公式，有 在末， 在末， 解得，负号表示方向沿x轴负方向 （2）根据运动学公式，在内， 末至向右减到0的过程中，有 设小滑块向右运动到最远处的位置坐标为，则 联立解得 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 $