微专题1 运动学图像问题 专项练习 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦运动学图像问题，按常规图像、非常规图像、实际应用分层设计，结合高考真题，系统覆盖图像识别与运动分析，强化科学思维与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |常规图像|5题（含v-t/x-t图像辨析）|基础图像要素（斜率/面积）应用|从图像概念到运动参量（速度/位移）推导| |非常规图像|4题（含x/t-t、v²-x图像）|图像转换与公式关联（如x=v₀t+½at²）|非常规图像向常规模型转化| |实际应用|5题（火箭发射/汽车制动）|过程分析与多过程运动|图像与实际运动情境结合| |真题演练|4题（2024-2025高考真题）|高频考点（平均速度/位移计算）|高考命题趋势与核心素养对接|

微专题1 运动学图像问题（专项练习）（解析版） 题型01 运动学常规图像---------------------------------1 题型02 运动学非常规图像-------------------------------5 题型03 运用v-t图像解决实际问题----------------------------------------9 真题实战 →演练-----------------------------------------12 题型01 运动学常规图像 1．（浙江省A9协作体2026-2027学年高三上学期暑假返校学情诊断物理试题）小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，取，则不正确的是（     ） A．本题中空气阻力忽略不计 B．小球第一次反弹初速度的大小为 C．小球能弹起的最大高度为 D．与水平地面碰撞过程中无能量损失 【答案】D 【详解】A．在内，小球处于下落过程，加速度为 根据，可知本题中空气阻力忽略不计，故A正确； B．在时刻速度由正变成负，可知小球被反弹，反弹初速度的大小为，故B正确； C．图像的面积可以表示位移的大小，所以小球能弹起的最大高度，故C正确； D．小球与水平地面相碰前速度大小为，小球与水平地面相碰后速度大小为，小球与水平地面碰撞过程中有能量损失，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 2．（2026·重庆渝中·模拟预测）2026年4月19日，中国人形机器人半程马拉松比赛在北京举办，参赛队伍超百支，其中多支队伍的参赛成绩都超越了人类男子半马世界纪录。下列四幅图像描述了五个机器人从同一起点线同时出发、沿长直赛道到达同一终点线的运动全过程，其中能反映机器人甲先到达终点并且甲与另一机器人在途中有相遇的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图像的面积代表位移，甲全程速度始终大于乙，甲的总位移一直比乙大，甲先到达终点，但全程两者位移没有相等的时刻，途中没有相遇，不符合要求，故A错误； B．丙启动后短时间内速度大于甲，位移一度领先，之后甲的速度超过丙，两者位移存在相等的时刻，也就是途中相遇，最终甲先到达终点，符合要求，故B正确； C．图像的交点代表两机器人位置相同、即相遇，图中丁的图线始终在甲上方，丁先到达终点，不符合条件，故C错误； D．二者图线有交点代表途中相遇，但最终戊先到达终点，甲后到，不符合要求，故D错误。 故选B。 3．（2026·安徽合肥·模拟预测）和谐号动车和复兴号高铁相继从同一站点由静止沿同一方向做直线运动，两车运动的图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．0~t1阶段和谐号动车的平均速度等于 B．0~t2阶段复兴号高铁的平均速度等于 C．t1时刻和谐号动车在复兴号高铁前的距离最远 D．t2时刻和谐号动车在复兴号高铁前的距离最远 【答案】C 【详解】AB．已知匀变速直线运动的平均速度为 在阶段，和谐号动车先做变加速直线运动，再做匀速直线运动，其位移大于匀加速直线运动的位移，所以阶段和谐号动车的平均速度大于 在阶段，复兴号高铁先静止一段时间后再做匀加速直线运动，所以该过程的平均速度小于，故AB错误； CD．图像与坐标轴围成的面积表示位移。在刚开始的一段时间内，和谐号动车在前复兴号高铁在后，且和谐号动车的速度大于复兴号高铁的速度，所以两车的距离越来越大。 时刻以后，和谐号动车的速度小于复兴号高铁的速度，所以两车的距离越来越小，因此在时刻当两车速度相等时，和谐号动车在复兴号高铁前的距离最远，故C正确，D错误。 故选C。 4.（多选）（2026·河北保定·模拟预测）下列位移—时间图像、速度—时间图像能够反映出物体做往返运动的是（    ） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】A．图为图像，图像的斜率表示速度。该图像是一条倾斜直线，斜率恒定且为负，说明物体一直沿负方向做匀速直线运动，速度方向未发生改变，不是往返运动。故A错误； B．图为图像，图像的斜率表示速度。图像先是一段斜率为正的直线，后是一段斜率为负的直线，说明物体先沿正方向运动，后沿负方向运动，速度方向发生了改变，是往返运动。故B正确； C．图为图像，纵坐标表示速度。图像显示速度先为负值，后为正值，说明物体先沿负方向运动，减速至零后反向沿正方向加速运动，速度方向发生了改变，是往返运动。故C正确； D．图为图像，纵坐标表示速度。图像始终在时间轴上方，速度始终为正，说明物体一直沿正方向运动，只是先加速后减速，速度方向未发生改变，不是往返运动。故D错误。 故选BC。 5.（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）四个物体从时刻起做直线运动，运动图像如图中的、、、所示，图中v为速度、为位移、为平均速度、为时间。物体完成10m位移用时最长对应的图像为（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．速度与时间的关系为，图像与横轴围成的面积表示位移 解得 B．位移与时间的关系为，解得 C．平均速度与时间的关系为，根据平均速度的定义，可得位移与时间的关系为，解得 D．方法1：在图像中对位移取微元Δx，则Δx非常小时可认为v不变，故 故图像的面积代表时间，根据图线可知物体完成10m位移用时为100s 方法2：函数关系为，根据速度的微元定义，可以得到，两边积分可知，图像与横轴围成的面积对应的物理意义就是时间，解得。 故选D。 题型02 运动学非常规图像 一、单选题 1．（25-26高一上·河南许昌·期中）图像能够直观描述物理过程、形象表述物理规律、有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（     ） A．甲图中，阴影面积表示时间内物体的加速度变化量 B．图乙中，内物体的加速度大小为 C．丙图中所描述的物体正在做匀减速直线运动，该物体的初速度大小为 D．丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动，该物体的加速度大小为 【答案】C 【详解】A．甲图为图像，根据可知，图线与时间轴围成的面积表示时间内物体的速度变化量，故A错误； B．乙图为图像，根据匀变速直线运动公式可知，图像斜率 在内，斜率 因此加速度大小，故B错误； C．丙图为图像，根据位移公式 可得 由此可知图像斜率=，由图可知 即 纵轴截距为，由图可知截距为负值（延长线交于负半轴），说明加速度与初速度方向相反，物体做匀减速直线运动，故C正确； D．丁图为图像，根据位移公式 可得 由此可知图像斜率 由图可知 解得加速度 又因为 所以丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动，该物体的加速度大小为，故D错误。 故选C。 2．（25-26高一上·四川内江·期中）、两物体从同一地点同时出发，沿相同方向运动。图甲是做匀加速直线运动的图像，图乙是做匀减速直线运动的图像。则下列说法正确的是（     ） A．时刻，的速度为，的速度为 B．的加速度大小为，的加速度大小为 C．前内两物体间距离一直在变大 D．时两物体速度相等 【答案】D 【详解】A．由图甲，图像为抛物线，设 代入和解得， 即时刻的速度为；由图乙，当时，即的初速度，故A错误； B．由A分析知的加速度大小为；由图乙，当时，根据 代入数据 解得 即的加速度大小为，故B错误； CD．的速度，的速度 当时，即 解得 前内，在之前，距离变大，之后，距离变小，故C错误，D正确。 故选D。 3．（25-26高三上·黑龙江绥化·期中）如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，物体在这段时间内的平均速度为 B．乙图中，物体的加速度大小为 C．丙图中，阴影面积表示时间内物体的速度变化量 D．丁图中，秒内物体的位移大小为 【答案】CD 【详解】A．若图甲为初速度为0的匀加速直线运动，则在这段时间内的平均速度为 但图甲图像为加速度逐渐减小的加速运动，在时间内位移大于匀变速直线运动的位移，由可知，物体在时间内的平均速度大于，故A错误； B．由运动学公式，初速度为零的直线运动满足，故图乙中图线斜率为 由图乙，故，故B错误； C．图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则可知图丙中阴影面积表示时间内物体速度的变化量，故C正确； D．匀变速直线运动位移与时间公式 变形得 将图丁中坐标、代入解得， 秒内，故D正确。 故选CD。 二、多选题 4．（24-25高一上·江西南昌·阶段检测）在某次安全测试中，某款汽车在平直公路上行驶，突然发现前方有障碍物，智能系统识别后紧急恒力制动。从制动开始计时，该汽车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．该汽车的初速度为20m/s B．该汽车2s时的速度为12m/s C．该汽车的加速度大小为4m/s2 D．该汽车从制动到停止用时2.5s 【答案】AD 【详解】匀变速直线运动位移公式为 ，两边除以可得： A．当时，图像纵轴截距为20m/s，对应公式中的初速度，故A正确。 C．将、代入 解得，即加速度大小为，故C错误； B．根据速度公式，2s时速度，故B错误； D．汽车恒力制动后做匀减速直线运动，到速度减为0的总时间，故D正确。 故选 AD。 题型03 运用v-t 图像解决实际问题 一、多选题 1．（24-25高一上·广东惠州·阶段检测）某研究性学习小组进行课外实验，一枚小火箭由地面竖直向上发射，火箭升空后某时刻开始计时，图像如图所示，由图像可知（     ） A．内火箭的平均速度为 B．2s末火箭离地面最远 C．时间内火箭上升，3s末火箭开始下落 D．内加速度大小为 【答案】CD 【详解】A．在图像中，图线与时间轴围成的面积表示位移。内图线位于连接初、末状态点的线段上方，因此该段平均速度大于，故A错误； BC．由图可知，内速度为正，火箭一直上升，末速度减为零，此时离地面最远，之后速度为负，火箭开始下落，故B错误，C正确。 D．内图线为倾斜直线，加速度，加速度大小为，故D正确。 故选CD。 2．（26-27高三上·福建龙岩·阶段检测）2021年4月5日配备自动驾驶技术的某车型在上海公开试乘。据悉，该车型在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试乘时，甲、乙两车同时从同一位置出发，沿着同一平直路面行驶，它们的速度v随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（     ） A．时间内，甲车的加速度先减小后增大 B．时间内，两车间的距离先增大后减小 C．时间内，甲车先沿正方向运动，再沿负方向运动 D．时间内，甲车的平均速度大于乙车的平均速度 【答案】AD 【详解】A．在速度－时间图像中，曲线切线斜率表示加速度。由甲车曲线在至内的斜率变化可知，加速度先减小后增大，故A正确； B．两车在至内满足，甲车相对乙车的位移持续增大，因此两车间距离持续增大，并非先增大后减小，故B错误； C．至内甲车的速度始终在时间轴上方，速度为正，甲车始终沿正方向运动，故C错误； D．速度－时间图像与时间轴所围面积表示位移。在至内甲车图线始终位于乙车图线上方，甲车位移较大；两车运动时间相同，所以甲车平均速度较大，故D正确。 故选AD。 3．（25-26高三上·福建泉州·期中）a、b两个质点运动的速度—时间图像如图。下列说法正确的是（　　） A．在内，a、b均做曲线运动 B．第末，a的加速度比b的加速度大 C．在内，a的平均速度大于b的平均速度 D．在内，b的平均速度小于 【答案】CD 【详解】A．图像只能描述直线运动（速度只有正、负两个方向，反映一维直线运动），因此a、b都做直线运动，故A错误。 B．图像斜率的大小表示加速度大小。第末，、的图像均在顶点处，切线斜率为，即、的加速度均为，故B错误。 C．图像与时间轴围成的面积表示位移。内，的位移为面积 平均速度 的面积 则 故C正确； D．内，的平均速度与b在内一样，为 故D正确。 故选CD。 4．（25-26高一上·四川成都·期中）一汽车沿直线由静止开始向右运动，汽车的速度和加速度方向始终向右。汽车速度的平方与汽车前进位移的图像如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．汽车从开始运动到前进过程中，汽车的加速度越来越大 B．汽车运动相同的时间，速度的变化量相同 C．汽车从开始运动到前进过程中，汽车的平均速度小于 D．汽车从开始运动到前进过程中，汽车的平均速度大于 【答案】AC 【详解】A．由运动学公式 可得，即图像的切线斜率等于。由图可知，图像的斜率逐渐增大，因此逐渐增大，即加速度越来越大，故A正确； B．速度变化量，相同时间内，加速度越来越大，因此速度变化量越来越大，故B错误； CD．若汽车做匀加速直线运动（不变），初速度为0、末速度为，平均速度为 本题中汽车是加速度增大的加速运动，其图像斜率逐渐增大（向下凸）：两次运动图像如图所示 相同位移下，汽车加速度逐渐增大时，全程运动时间比匀加速运动更长，由平均速度公式 相同，更大，因此平均速度小于匀加速的平均速度，故C正确，D错误。 故选AC。 二、知识点填空题 5．（24-25高一上·福建莆田·期中）某学校课外物理兴趣小组的同学们自制了一条直轨道用于遥控赛车比赛。制作完成后，他们用一辆遥控赛车对轨道进行了测试，并用传感器记录下赛车在14s内的运动数据，用电脑处理数据后得到如图所示的速度—时间图像。则BC段的加速度大小是______m/s2，为了保证测试的顺利进行，直轨道应不短于______m。 【答案】 2 28 【详解】[1]由图像可知，段内速度从在内减小到，图线斜率表示加速度，因此加速度大小为 [2]图像与时间轴所围面积表示位移。赛车在内始终沿正方向运动，位移为 内速度为负，赛车返回，位置不再超过时的最大位置。因此直轨道长度至少为 真题实战 →演练 1．（2024·新疆河南·高考真题）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（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．物体做直线运动，位移与时间成函数关系，AB选项中一个时间对应2个以上的位移，故不可能，故AB错误； CD．同理D选项中一个时间对应2个速度，只有C选项速度与时间是成函数关系，故C正确，D错误。 故选C。 2.（2024·甘肃·高考真题）小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的图像如图所示，此两站间的距离约为（　　） A．980m B．1230m C．1430m D．1880m 【答案】C 【详解】图像中图线与横轴围成的面积表示位移，故可得 故选C。 3.（2024·福建·高考真题）某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试，某次测试的速度一时间图像如图所示。已知和内图线为直线，内图线为曲线，则该车（　　） A． 在的平均速度为 B．在做匀减速直线运动 C．在内的位移比在内的大 D．在的加速度大小比的小 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，在内汽车做匀加速直线运动，3s末时速度大于30m/s，则平均速度 故A错误； B．根据图像可知，在内速度一时间图像为曲线，汽车做非匀变速运动，在内图像为倾斜的直线，汽车做匀减速直线运动，故B错误； C．根据图像与横轴围成的面积表示位移大小，在图中做一条辅助线，如图所示： 可得在汽车的位移大小为 在汽车的位移大小 可知的位移比的小，故C错误。 D．根据图像的斜率绝对值表示加速度大小，由C选项中图可知，辅助线的加速度大小与在的加速度大小相等，在的汽车加速度大于辅助线的加速度大小，则在的加速度大小比的小，故D正确。 故选D。 4.（2025·贵州·高考真题）为测试人形机器人的稳定性和灵活性，让人形机器人按指令在一条直线上“跑步”，如图（a）所示。人形机器人在一段时间内的位置—时间图像如图（b）所示，设该机器人在内的位移为、速度为内的位移为、速度为，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据图像可知，内的位移为 速度为 内的位移为 速度为 所以 故选D。 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题1 运动学图像问题（专项练习）（解析版） 题型01 运动学常规图像------------------------------------1 题型02 运动学非常规图像---------------------------------5 题型03 运用v-t图像解决实际问题---------------------------9 真题实战 →演练-----------------------------------------------------------------------------------12 题型01 运动学常规图像 1．（浙江省A9协作体2026-2027学年高三上学期暑假返校学情诊断物理试题）小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，取，则不正确的是（     ） A．本题中空气阻力忽略不计 B．小球第一次反弹初速度的大小为 C．小球能弹起的最大高度为 D．与水平地面碰撞过程中无能量损失 2．（2026·重庆渝中·模拟预测）2026年4月19日，中国人形机器人半程马拉松比赛在北京举办，参赛队伍超百支，其中多支队伍的参赛成绩都超越了人类男子半马世界纪录。下列四幅图像描述了五个机器人从同一起点线同时出发、沿长直赛道到达同一终点线的运动全过程，其中能反映机器人甲先到达终点并且甲与另一机器人在途中有相遇的是（　　） A．B．C． D． 3．（2026·安徽合肥·模拟预测）和谐号动车和复兴号高铁相继从同一站点由静止沿同一方向做直线运动，两车运动的图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．0~t1阶段和谐号动车的平均速度等于 B．0~t2阶段复兴号高铁的平均速度等于 C．t1时刻和谐号动车在复兴号高铁前的距离最远 D．t2时刻和谐号动车在复兴号高铁前的距离最远 4.（多选）（2026·河北保定·模拟预测）下列位移—时间图像、速度—时间图像能够反映出物体做往返运动的是（    ） A． B． C． D． 5.（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）四个物体从时刻起做直线运动，运动图像如图中的、、、所示，图中v为速度、为位移、为平均速度、为时间。物体完成10m位移用时最长对应的图像为（   ） A．B．C． D． 题型02 运动学非常规图像 一、单选题 1．（25-26高一上·河南许昌·期中）图像能够直观描述物理过程、形象表述物理规律、有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（     ） A．甲图中，阴影面积表示时间内物体的加速度变化量 B．图乙中，内物体的加速度大小为 C．丙图中所描述的物体正在做匀减速直线运动，该物体的初速度大小为 D．丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动，该物体的加速度大小为 2．（25-26高一上·四川内江·期中）、两物体从同一地点同时出发，沿相同方向运动。图甲是做匀加速直线运动的图像，图乙是做匀减速直线运动的图像。则下列说法正确的是（     ） A．时刻，的速度为，的速度为 B．的加速度大小为，的加速度大小为 C．前内两物体间距离一直在变大 D．时两物体速度相等 3．（25-26高三上·黑龙江绥化·期中）如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，物体在这段时间内的平均速度为 B．乙图中，物体的加速度大小为 C．丙图中，阴影面积表示时间内物体的速度变化量 D．丁图中，秒内物体的位移大小为 二、多选题 4．（24-25高一上·江西南昌·阶段检测）在某次安全测试中，某款汽车在平直公路上行驶，突然发现前方有障碍物，智能系统识别后紧急恒力制动。从制动开始计时，该汽车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．该汽车的初速度为20m/s B．该汽车2s时的速度为12m/s C．该汽车的加速度大小为4m/s2 D．该汽车从制动到停止用时2.5s 题型03 运用v-t 图像解决实际问题 一、多选题 1．（24-25高一上·广东惠州·阶段检测）某研究性学习小组进行课外实验，一枚小火箭由地面竖直向上发射，火箭升空后某时刻开始计时，图像如图所示，由图像可知（     ） A．内火箭的平均速度为 B．2s末火箭离地面最远 C．时间内火箭上升，3s末火箭开始下落 D．内加速度大小为 2．（26-27高三上·福建龙岩·阶段检测）2021年4月5日配备自动驾驶技术的某车型在上海公开试乘。据悉，该车型在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试乘时，甲、乙两车同时从同一位置出发，沿着同一平直路面行驶，它们的速度v随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（     ） A．时间内，甲车的加速度先减小后增大 B．时间内，两车间的距离先增大后减小 C．时间内，甲车先沿正方向运动，再沿负方向运动 D．时间内，甲车的平均速度大于乙车的平均速度 3．（25-26高三上·福建泉州·期中）a、b两个质点运动的速度—时间图像如图。下列说法正确的是（　　） A．在内，a、b均做曲线运动 B．第末，a的加速度比b的加速度大 C．在内，a的平均速度大于b的平均速度 D．在内，b的平均速度小于 4．（25-26高一上·四川成都·期中）一汽车沿直线由静止开始向右运动，汽车的速度和加速度方向始终向右。汽车速度的平方与汽车前进位移的图像如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．汽车从开始运动到前进过程中，汽车的加速度越来越大 B．汽车运动相同的时间，速度的变化量相同 C．汽车从开始运动到前进过程中，汽车的平均速度小于 D．汽车从开始运动到前进过程中，汽车的平均速度大于 二、知识点填空题 5．（24-25高一上·福建莆田·期中）某学校课外物理兴趣小组的同学们自制了一条直轨道用于遥控赛车比赛。制作完成后，他们用一辆遥控赛车对轨道进行了测试，并用传感器记录下赛车在14s内的运动数据，用电脑处理数据后得到如图所示的速度—时间图像。则BC段的加速度大小是______m/s2，为了保证测试的顺利进行，直轨道应不短于______m。 真题实战 →演练 1．（2024·新疆河南·高考真题）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（　　） A． B． C． D． 2.（2024·甘肃·高考真题）小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的图像如图所示，此两站间的距离约为（　　） A．980m B．1230m C．1430m D．1880m 3.（2024·福建·高考真题）某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试，某次测试的速度一时间图像如图所示。已知和内图线为直线，内图线为曲线，则该车（　　） A． 在的平均速度为 B．在做匀减速直线运动 C．在内的位移比在内的大 D．在的加速度大小比的小 4.（2025·贵州·高考真题）为测试人形机器人的稳定性和灵活性，让人形机器人按指令在一条直线上“跑步”，如图（a）所示。人形机器人在一段时间内的位置—时间图像如图（b）所示，设该机器人在内的位移为、速度为内的位移为、速度为，则（　　） A． B． C． D． 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $