力与直线运动 运动学和动力学图像 高频考点专项练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦运动学与动力学图像的综合应用，通过15道题构建“图像信息提取-运动规律应用-动力学分析”的逻辑链条，强化科学思维与运动观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |图像基础应用|单选1-8|图像识别与物理量计算|图像斜率/面积意义→运动学公式推导| |多过程运动分析|多选9-12|复杂运动过程分析|运动状态变化→受力分析→牛顿定律应用| |综合计算|解答13-15|多对象多过程综合应用|相对运动/能量转化→物理模型建构|

力与直线运动--运动学和动力学图像 高频考点专项练 2027届高中物理高考一轮复习备考 一、单选题 1．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揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。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，他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过A处到达斜面底端B处，通过A、B两处安装的传感器测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置，重复多次实验，计算机作出－t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．小球在斜面上运动的平均速度大小为6 m/s B．小球运动到斜面底端时速度大小为6 m/s C．小球在斜面上运动的加速度大小为3 m/s2 D．小球在斜面上运动的时间为2 s 2．如图为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0～t0这段时间内的位移小于v0t0 B．乙图中，物体的加速度为2m/s2 C．丙图中，阴影面积表示t1～t2时间内物体的加速度变化量 D．丁图中，t=3s时物体的速度为25m/s 3．甲、乙两车在平直的公路上沿相同的方向行驶，两车的速度v随时间t的变化关系如图所示，其中阴影部分面积分别为S1、S2，下列说法正确的是（  ） A．若S1= S2，则甲、乙两车一定在t2时刻相遇 B．若S1 > S2，则甲、乙两车在0～t2时间内不会相遇 C．在t1时刻，甲、乙两车的加速度相等 D．0～t2时间内，甲车的平均速度 4．无人机已广泛应用于各行各业。如图所示，一无人机从地面由静止开始竖直上升到某一高度悬停进行摄影。若无人机加速和减速阶段的加速度大小恒定且相等，取竖直向上为正方向。下列表示在该过程中无人机的运动图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图，一滑块置于光滑水平面上，两相同轻质弹簧一端固定，另一端与滑块连接。t=0时两弹簧均处于原长，以此时滑块位置O为原点，向右为正方向，滑块向右的初速度为v0。设滑块位移为x，速度为v，所受合外力为F，运动时间为t。弹簧始终处于弹性限度内，滑块从t=0时刻到第一次回到O点的过程中，下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 6．甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯，甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过，他们的图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．两车同时到达处 B．甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为 C．从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为 D．两车在内，乙受到座椅的作用力竖直向上，甲受到座椅的作用力水平向前 7．每次看到五星红旗冉冉升起，我们都会感到无比的自豪和骄傲，在两次升旗仪式的训练中，第一次国旗运动的图像如图中实线所示，第二次国旗在开始阶段加速度较小，但跟第一次一样，仍能在歌声结束时到达旗杆顶端，其运动的图像如图中虚线所示，下列图像可能正确的是（    ） A．B． C． D． 8．如图1所示，物块A、B紧靠在一起放置在水平地面上，水平轻弹簧一端与A拴接，另一端固定在竖直墙壁上。开始时弹簧处于原长，物块A、B保持静止。时刻，给B施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左运动，当A、B的速度为零时，立即撤去恒力。物块B的图像如图2所示，其中至时间内图像为直线。弹簧始终在弹性限度内，A、B与地面间的动摩擦因数相同。下列说法正确的是（　　）      A．时刻A、B分离 B．改变水平恒力F大小，的时间不变 C．时间内图像满足同一正弦函数规律 D．和时间内图2中阴影面积相等 二、多选题 9．甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其图像如图所示。已知两车在时并排行驶，则（　　）    A．在时，甲车在乙车后 B．在时，甲车在乙车前7.5 m C．两车另一次并排行驶的时刻是 D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m 10．a、b两质点在同一直线上运动的位移—时间图像如图所示，b质点的加速度大小始终为0.2m/s2，两图线相切于坐标为（5s，-2.7m）的点，则（　　） A．前5s内，a、b两质点的运动方向相同 B．t=5 s时，a、b两质点的速度均为-0.54m/s C．b质点的初速度是-1.8m/s D．图中x0应为2.8 11．小钊同学站在连接计算机的压力传感器上完成下蹲、起立动作，压力传感器示数随时间变化的情况如图所示，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．下蹲过程中，小钊加速度始终向下 B．起立过程中，小钊先超重后失重 C．内小钊完成了两组下蹲、起立动作 D．下蹲过程小钊的最大加速度约为 12．为了避免突然产生的加速度让乘客有明显不舒服的顿挫感，电梯在竖直方向上减速下降过程中加速度随时间变化的图像如图甲所示，取竖直向下为正方向，时刻和时刻的加速度均为零。如图乙所示，时刻，一小物块在电梯中以初速度水平向右滑动，时刻恰好减速至零，该过程中物块在竖直方向与电梯保持相对静止，电梯厢足够长，物块不与电梯发生碰撞，物块与电梯之间的动摩擦因数为，重力加速度为。若取水平向右为正方向，关于小物块水平方向的加速度、水平方向的速度、水平方向的位移随时间变化的图像可能正确的是（　　） A．B． C． D． 三、解答题 13．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的图线如图（b）所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求： （1）木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数； （2）木板的最小长度； （3）木板右端离墙壁的最终距离。 14．小澄同学通过网络查到汕头南站到汕尾站的线路距离为142km，所需时间为35.7分钟。她进而提出了以下模型：假设从汕头南站到汕尾站可近似视为直线，高铁在其间经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段，且匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等。为进一步获取数据，小澄同学将质量为0.2kg的手机放在高铁的水平桌面上，利用手机软件测量高铁启动时的加速度-时间图像如图所示，忽略一开始的加速度测量误差，重力加速度g取，求： （1）高铁启动过程中，手机所受摩擦力的大小； （2）按照该运动模型，根据计算判断高铁在汕头南站和汕尾站之间的最高时速能否达到？ 15．如图甲所示，一定长度、质量为M=2kg的长木板放在水平面上，质量为m=1kg且可视为质点的物块放在长木板的最右端，现在长木板上施加一水平向右的外力F1（大小未知），使长木板和物块均由静止开始运动，将此刻记为t=0 时刻，0~2s内长木板和物块的速度随时间的变化规律如图乙所示，时将外力大小改为F2=22N，物块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与水平面间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中物块始终未离开长木板，重力加速度g=10m/s2求： (1)0~2s内长木板和物块的加速度大小； (2)以及F1的大小； (3)长木板t（t大于）时的速度大小的表达式。 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D B A C C D BD AD 题号 11 12 答案 BD BC 1．B B．由匀变速直线运动规律有 可得 由题图乙知，小球运动到斜面底端时速度大小为 B正确； A．小球在斜面上做匀加速直线运动，平均速度小于，即平均速度小于，A错误； C．由结合图像可知 小球在斜面上运动的加速度大小为 C错误； D．由可得，小球在斜面上运动的时间为 D错误。 故选B。 2．D A．如图所示 v-t图线与坐标轴围成的面积表示位移，可知图甲中，物体在0～t0这段时间内的位移大于虚线与坐标轴围成的面积，故A错误； B．根据，可知图像乙中斜率为2a=1m/s2，则物体的加速度为0.5m/s2，故B错误； C．根据，可知题图丙中，阴影部分的面积表示t1～t2时间内物体的速度变化量，故C错误； D．由，可得 结合图丁，图像过，图像斜率为 解得a=10m/s2，解得v0=-5m/s 故t=3s时物体的速度为，故D正确。 故选D。 3．D A．速度—时间图象与坐标轴所围图形的面积表示位移，由于不知道最初甲、乙两车起点是否相同，因此，若S1= S2，无法判断甲、乙两车是否在t2时刻相遇，A错误； B．同理，若S1 > S2，甲、乙两车在0～t2时间内可能相遇，B错误； C．速度—时间图象的斜率表示加速度，在t1时刻，甲的加速度小于乙的加速度，C错误； D．在0～t2时间内，甲车的平均速度小于t1～t2时间内甲车的平均速度，在t1～t2时间内甲车的速度—时间图线与坐标轴所围图形的面积小于做匀加速直线运动时速度—时间图线与坐标轴所围图形的面积，因此<<，D正确。 故选D。 4．B A．图像中先匀加速，再匀减速，最后匀速运动，不满足题干悬停进行摄影，故A错误； B．图像中先匀加速，在匀速，最后匀减速到零，悬停进行摄影，且匀加速和匀加速阶段斜率大小相等，所以加速度大小相等，满足题干条件，故B正确； C．加速度大小发生变化，故C错误； D．图像面积表示速度变化量，下方面积大于上方面积，即最终速度为向下，与题干不符，故D错误。 故选B。 5．A A．对滑块受力分析可以得出，滑块做简谐运动，滑块先做加速度逐渐增大的减速运动，后向反方向做加速度逐渐减小的加速运动，故滑块速度随时间的图像的斜率先逐渐增大，后逐渐减少，根据对称性，滑块回到O点时速度大小仍为v0，方向向左，故A正确； B．滑块向右运动，速度随位移的增大而减小，当滑块向左运动时，其速度随位移的减小而增大，故B错误； C．滑块向右运动，速度随时间增大而增大，但是合力并不是随时间均匀增大，且合力的方向应该为负，故C错误； D．物块运动过程中，合力确实随位移x的增大而均匀增大，即图像是一条倾斜直线，但是合力方向与位移x的方向相反，即位移为正时，合力为负，故D错误。 故选A。 6．C B．在位移内，设甲的加速度为a，由初速度为0的匀加速直线运动规律可得 解得 故B错误； A．甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，当甲、乙运动相等的位移，所需要的运动时间不相等，即两物体不在同一时刻到达处，则两物体不在处相遇，故A错误； C．由 综合解得甲、乙速度相等的时刻为 故C正确； D．乙做匀速直线运动，根据平衡条件可知乙受到座椅的作用力竖直向上，甲做匀加速直线运动，座椅对甲的作用力竖直方向的分力与重力平衡，水平方向的分力提供加速度，根据力的合成可知甲受到座椅的作用力斜向前上，故D错误。 故选C。 7．C A．两次训练，国旗上升的高度相等，所以图像围成的面积相等，A错误； B．两次训练，升旗时间相等，B错误； CD．第二次开始阶段加速度较小，虚线刚开始斜率较小，C正确，D错误。 故选C。 8．D A．由题意结合题图2可知，时刻弹簧弹力与物块A、B所受的摩擦力大小相等，弹簧处于压缩状态，时刻弹簧刚好恢复原长，A、B刚要分离，故A错误； CD．t=0时刻弹簧处于原长，时刻弹簧刚好恢复原长，根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知，和时间内图2中阴影面积相等，不满足同一正弦函数规律，故D正确，C错误； B．改变水平恒力F大小，则弹簧压缩量变化，两物体分开时B的速度变化，则的时间变化，故B错误； 故选D。 9．BD B．由题中图像得 两车在时并排行驶，此时 所以时甲车在前，距乙车的距离为 故B正确。 AC．时 此时 所以另一次并排行驶的时刻为 故A、C错误； D．两次并排行驶的位置沿公路方向相距 故D正确。 故选BD。 10．AD A．由题意得a质点在t=5s前沿负方向做匀速直线运动，b质点在t=5s前沿负方向做匀减速直线运动，两质点运动方向相同，故A正确； B．两图线相切于（5s，-2.7m），故在t=5s时刻两质点速度相等且 故B错误； C．由题意，做匀减速直线运动的b质点加速度为0.2，根据运动学公式有 解得 m/s 故C错误； D．对于b质点，前5s内，有 m=-5.5m 故b质点出发的位置离坐标原点的距离 x0=-2.7m=2.8m 故D正确。 故选AD。 11．BD A．下蹲过程中，先加速下降，后减速下降，故加速度先向下，后向上，A错误； B．起立过程中，先向上加速运动，后向上减速运动，故小钊先超重后失重，B正确； C．由图可知，内小钊完成了一组下蹲、起立动作，C错误； D．由图可知，小钊的质量为 对传感器的最小压力为 对小钊受力分析，结合牛顿第二定律可得 代入数据解得 D正确。 故选BD。 12．BC AB．由牛顿第二定律可得， 解得 图像的面积为速度变化量 解得水平加速度的最大值，故A错误，B正确； C．图像斜率的绝对值表示加速度的大小，由 可知，随时间的变化满足对称性，加速度先增大后减小，故斜率先增大后减小，C正确； D．图像的面积表示位移，由图像的对称性结合上述分析可得，内的总位移为，内的位移大于总位移的，即大于，故D错误。 故选BC。 13．（1），；（2）；（3） （1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为 碰撞后木板速度水平向左，大小也是 木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有 解得 木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t=1s，位移，末速度，其逆运动则为匀加速直线运动可得 解得 木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即 可得 （2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有 可得 对滑块，则有加速度 滑块速度先减小到0，此时碰后时间为 此时，木板向左的位移为 末速度 滑块向右位移 此后，木块开始向左加速，加速度仍为 木块继续减速，加速度仍为 假设又经历二者速度相等，则有 解得 此过程，木板位移 末速度 滑块位移 此后木块和木板一起匀减速，二者的相对位移最大为 滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6m （3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度 位移 所以木板右端离墙壁最远的距离为 14．（1）0.1N；（2）不能 （1）高铁启动做匀加速运动的加速度为a=0.5m/s2，对手机根据牛顿第二定律 （2）设最高速度为v，匀加速和匀减速的时间均为t1，匀速的时间为t2，则 联立解得 即最高时速不能达到。 15．(1)， (2)， (3)时，（单位：m/s）；时， （1）对于长木板，由图乙可知，0~2s内木板的速度从0增加到18m/s，因此加速度 对于物块，0~2s内物块的速度从0增加到4m/s，因此加速度 （2）物块在0~2s内仅受长木板的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律 解得 长木板在0~2s内受三个力，外力、水平面对它向左的滑动摩擦力、物块对它水平向左的滑动摩擦力。根据牛顿第二定律有 代入数据，解得 （3）时，物块仍受滑动摩擦力，加速度 木板由牛顿第二定律有 代入数据，计算得，即木板将做减速运动。 设从开始，经过时间两者共速，木板的速度为 物块的速度为 共速时 解得 共速速度 所以当时，木板做匀减速运动，速度表达式为（单位：m/s） 当时，假设共速后一起运动，整体加速度满足 代入数据，得，即时，二者一起匀速运动，木板的速度表达式为。 学科网（北京）股份有限公司 $