2.3匀变速运动的速度与时间的关系 分层练习-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本同步练习通过“基础训练+能力提升”分层设计，以匀变速直线运动公式应用为核心，从单一知识点巩固到综合情境分析，培养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|位移与时间关系、速度与位移关系单一公式应用|含刹车问题计算（题3）、航天软着陆情境（题5），强化运动观念| |能力提升|速度方向不确定性、多段运动综合问题|如ETC通道运动分析（题13），需模型建构与科学推理，提升综合应用能力|

2.3匀变速运动的速度与时间的关系和速度与位移的关系 姓名：___________班级：___________ { 基础训练 } 一、位移与时间的关系 1．质点做直线运动的位移与时间的关系为（各物理量均采用国际单位制单位），下列说法正确的是（　　） A．该质点的加速度大小为 B．该质点在1s末的速度大小为 C．该质点第2s内的平均速度为 D．该质点前2s内的位移为8m 2．物体做匀加速直线运动，已知第1s末的速度为6m/s，第3s初的速度为8m/s，则下列结论中不正确的是（　　） A．物体的初速度为4m/s B．物体在任意1s内的速度变化量都是1m/s C．前3s内物体的位移为21m D．第2s内物体的平均速度为7m/s 3．汽车以12m/s的速度行驶，刹车后做匀减速直线运动，加速度大小为，则 (1)需经多长时间汽车才能停止？ (2)汽车在4s内通过的位移是多少？ (3)如果必须在10s内停下来，则该汽车的行驶速度最大不能超过多少？ 二、速度与位移的关系 4．飞机在起飞时，在水平跑道上以加速度从静止开始做匀加速直线运动至最小起飞速度v=80m/s，则飞机加速跑道长度至少为（    ） A．1200m B．1400m C．1600m D．1800m 5．“神舟十三号”飞船采用“快速返回技术”，在距离地面1m处时，反推发动机点火，返回舱速度由6m/s减至2m/s软着陆，此阶段的运动可看作匀减速直线运动。此阶段（   ） A．返回舱的加速度方向向下 B．返回舱的加速度大小为 C．返回舱运动的时间为0.5s D．返回舱的平均速度大小为4m/s 6．一物体做初速度为，加速度为a的匀加速直线运动，当它的速度增加到初速度的n倍时，物体位移的大小是（     ） A． B． C． D． 7．如图所示，一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B点时速度为，到达C点时速度为，则等于（     ） A．1∶2 B．1∶3 C．1∶8 D．1∶9 8．某新能源电动汽车进行动力测试时，测得该车从静止启动加速到v=30m/s所用时间为t=6s，设测试时该车在做匀加速直线运动。汽车刚启动的时刻为0时刻。求∶ (1)该车测试过程中的加速度大小a； (2)0~2s内该车的位移大小x1； (3)该车测试过程中从静止加速到108km/h所通过的位移大小x。 { 能力提升 } 9．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为2m/s，1 s后速度的大小变为6m/s。在这1 s内该物体的（　　） A．位移的大小可能小于2m B．位移的大小可能大于6m C．加速度的大小可能小于2m/s2 D．加速度的大小可能大于6m/s2 10．一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，某时刻司机发现前方有障碍物，立刻进行紧急制动做匀减速直线运动，汽车恰好没有与障碍物相撞。已知汽车匀减速过程中第1s内位移的大小为16m，最后1s内位移的大小为，汽车可视为质点。下列说法正确的是（     ） A．汽车匀速时的速度大小为 B．汽车减速时的加速度大小约为 C．司机从发现障碍物到停下所用时间为 D．司机发现障碍物时与障碍物的距离为 11．“极限滑草”受到青少年的追捧，如图所示，某同学（可视为质点）在滑草斜面上从点由静止开始做匀加速直线运动，先后通过三点，已知通过的时间分别为，距离为，则该同学（     ） A．通过两段的位移之比为9∶7 B．通过两段的平均速度之比为 C．通过两点的速度之比为 D．运动过程的加速度为 12．如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点，已知间的距离是的两倍，段的平均速度是10 m/s，段的平均速度是5 m/s，则公交车经过R点时的瞬时速度为（     ） A．11 m/s B．12 m/s C．12.5 m/s D．13 m/s 13．ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图汽车以v0=16m/s的速度行驶，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至0，停车t0=25s缴费后，再加速至16m/s行驶；如果过ETC通道，需要在中心线前方x0=8m处减速至v=4m/s，匀速到达中心线后，再加速至16m/s行驶。设汽车减速和加速的加速度大小分别为a1=2m/s2，a2=1m/s2。 (1)汽车走人工收费通道应该在离中心线多远开始减速？ (2)求汽车从开始减速到恢复原来的速度，走ETC通道的位移是多少？ (3)求汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约多少时间； 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．C 【详解】A．根据位移与时间的关系与对比可得质点的初速度为 加速度为，A错误； B．该质点在末的速度大小为，B错误； CD．该质点前内的位移为 该质点内的位移为 该质点第内的位移为 该质点第内的平均速度为，C正确；D 错误； 故选C。 2．B 【详解】A．根据题意，物体在时，速度，第初即第末，故时，速度 物体做匀加速直线运动，加速度 由匀变速直线运动速度与时间的关系，得 解得，故A正确，不符合题意； B．物体在任意内的速度变化量，故B错误，符合题意； C．由匀变速直线运动位移与时间的关系，在内，物体的位移，故C正确，不符合题意； D．第2s内物体的平均速度为，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．(1)6s (2)32m (3)20m/s 【详解】（1）汽车停止时间 （2）汽车在4s内通过的位移 （3）根据速度时间公式 解得 4．C 【详解】飞机做初速度为0的匀加速直线运动，已知：初速度，末速度，加速度 。用匀变速直线运动公式： 代入已知条件求得，故选C。 5．D 【详解】已知返回舱向下运动的位移大小为，初速度大小为，末速度大小为，设竖直向下为正方向。 A．返回舱向下运动且速度逐渐减小，因此加速度方向竖直向上，故A错误； B．根据匀变速直线运动规律有 解得 负号表示加速度方向竖直向上，加速度大小为，故B错误； C．根据速度公式有 解得，故C错误； D．返回舱做匀减速直线运动，平均速度大小为 解得，故D正确。 故选D。 6．A 【详解】匀变速直线运动的速度-位移公式为 由题意可知末速度，代入公式得 整理可得位移大小 故选A。 7．C 【详解】根据匀变速直线运动的速度位移关系可得， 已知，可得 其中 解得 故选C。 8．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据匀变速直线运动速度公式 ，代入、末速度、运动时间，得 （2） 根据匀变速直线运动位移公式 ，代入、、时间，得 （3），根据匀变速直线运动速度-位移公式 ，代入、、，得 9．D 【详解】AB．规定初速度方向为正方向，则初速度为。运动后，末速度大小为，其方向可能与初速度同向，也可能与初速度反向。由匀变速直线运动的平均速度公式可知，物体的位移满足 当末速度与初速度同向时，代入数据解得1s内该物体的位移为 当末速度与初速度反向时，末速度取负值，代入数据解得1s内该物体的位移为 因此位移大小只能为或，故AB错误； CD．由加速度的定义式可知，物体的加速度满足 当末速度与初速度同向时，代入数据解得该物体的加速度为 当末速度与初速度反向时，代入数据解得该物体的加速度为 因此加速度的大小只能为或，故C错误，D正确。 故选D。 10．C 【详解】AB．匀减速过程的最后1s位移，对应反向匀加速第1s的位移，由初速度为0的匀加速位移公式 代入得 匀减速第1s内位移满足匀减速位移公式 代入得 ，故AB错误； C．题干明确说明司机发现障碍物后立刻紧急制动，即反应时间为0，从发现到停下的时间等于匀减速总时间 ，故C正确。 D．汽车恰好不撞障碍物，说明该距离等于匀减速总位移，故D错误； 故选Ｃ。 11．B 【详解】A．由题意可知，该同学从点由静止开始做匀加速直线运动，到达三点的时间分别为、、 根据初速度为零的匀加速直线运动位移公式 可得到的位移分别为、、 通过段的位移 通过段的位移 则通过两段的位移之比为，故A错误； B．通过段的平均速度 通过段的平均速度 则通过两段的平均速度之比为，故B正确； C．根据速度公式，通过点的速度 通过点的速度 则通过两点的速度之比为，故C错误； D．已知距离为，即 解得运动过程的加速度，故D错误。 故选B。 12．A 【详解】公交车做匀减速直线运动，设，经过，，三点的瞬时速度大小分别为、、，减速度大小为。由平均速度定义，，。 由匀变速直线运动的速度—位移关系，RS段有 同理，ST段有 联立两段距离关系，得 由前述平均速度关系，得， 代入上式得 解得 因此，公交车经过点时瞬时速度大小为，方向沿→→的运动方向。 故选A。 13．(1)64m (2)188m (3) 【详解】（1）汽车走人工收费通道时，匀减速的位移大小 （2）汽车走ETC通道时，匀减速的位移大小 匀加速的位移大小 总位移大小 （3）汽车走人工收费通道时，匀减速的位移大小 匀加速的位移大小 总位移大小 汽车走ETC通道时，匀减速的时间 匀速的时间 匀加速的时间 总时间 汽车走人工收费通道时，匀减速的时间 匀加速的时间 总时间 又 则节省的时间 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 $