2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 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** 三级分层设计，从基础公式应用到复杂情境综合，结合生活与科技实例，强化运动观念与科学推理，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|单一公式应用与基础实验|结合无人机表演等生活情境考查v-t图像理解，夯实运动观念| |能力提升练|多过程问题与图像综合分析|通过“神舟十三号”软着陆等科技情境强化科学推理，提升问题解决能力| |培优拓展练|复杂情境与跨公式综合应用|以追及相遇问题培养模型建构与质疑创新能力，深化科学思维|

2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 【基础过关练】 一、单选题 1．2025年10月“夸下海口”草坪音乐会，千架无人机呈现自贸港主题图案。在表演的一个环节中，一架无人机从地面由静止开始沿竖直方向运动的图像如图所示，由图像可知（　　） A．无人机匀加速上升 B．无人机匀减速下降 C．无人机的平均速度为零 D．时刻无人机向上运动的位移最大 舰载机是指在航空母舰上起降的飞机，其性能决定航空母舰的战斗力，受限于航空母舰的起降距离，为安全起降，舰载机应具有更优越的性能，航空母舰阻拦索。用于将舰载机高速拦停，阻拦索要在短短数秒内使舰载机迅速减速至零，是舰载机名副其实的“生命线”。 2．飞机从制动到停止共用了，这段时间内飞机每前进的距离分别为、、、、，则（     ） A．初速度为 B．末速度为 C．加速度的方向一定向后 D．加速度大小一定减小 3．飞机在减速时的加速度大小为。如果必须在内停下来，则飞机着舰的速度不能超过（     ） A． B． C． D． 4．在用电火花计时器探究小车速度随时间变化的规律实验中，某同学进行了以下实验步骤，其中有明显错误的步骤是（     ） A．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路 B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的槽码 D．先放开小车，再接通电源 5．如图所示，在一儿童游乐园内有一位小朋友从光滑的倾斜直滑梯上由静止开始下滑，下列图像和图像能反映小朋友下滑情况的是（     ） A． B． C． D． 6．2024年11月份，某学校组织高中生进行体能测试。在100米跑测试中，李明从A点由静止开始做匀加速直线运动，通过AB、BC、CD、DE连续四段相等的位移到达E点。已知通过E点时的瞬时速度为，通过AE段的时间为，李明可视为质点。下列说法正确的是（　　） A．李明通过C点的速度为 B．李明通过AC段的时间为 C．李明通过B、C、D、E点的速度之比为 D．李明通过AB、AC、AD、AE所用的时间之比为1:3:5:7 7．一辆汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前方20m处有一障碍物，汽车司机立即刹车，刹车过程可以视为匀减速直线运动，为避免相撞，刹车的最小加速度大小是（     ） A． B． C． D． 8．研究某公交车的刹车性能时，让公交车沿直线运行到最大速度后开始刹车，公交车开始刹车后位移与时间的关系满足（物理量均采用国际制单位），则下列说法正确的是（　　） A．公交车运行的最大速度为 B．公交车刹车的加速度大小为 C．公交车停止运动前最后内的平均速度为 D．公交车从刹车开始内的位移为 【能力提升练】 9．“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 10．如图（a）所示，2023年杭州亚运会田径赛场上，工作人员利用电子狗捡铁饼和标枪，这在世界上尚属首次。电子狗在一次捡铁饼的过程，速度时间图像如图（b）所示，其中2~10s为曲线，其余为直线。下列说法正确的是（     ） A．2~10s时间内，电子狗做匀加速直线运动 B．0~10s时间内，电子狗的平均速度大于 C．16s时，电子狗回到出发点 D．12s时，电子狗开始反向运动 11．如图所示，光滑斜面上的四段距离相等，质点从点由静止开始下滑，做匀加速直线运动，先后通过，下列说法正确的是（　　） A．质点由到达各点的时间之比 B．质点通过各点的速率之比 C．在斜面上运动的平均速度（为物体到达点的速度） D．在斜面上运动的平均速度（为物体到达点的速度） 12．警车A停在路口，一违章货车B恰好经过A车，A车立即加速追赶，它们的v-t图像如图所示，则0~4s时间内，下列说法正确的是（　　） A．A车的加速度为5m/s2 B．3s末A车速度为7.5m/s C．在2s末A车追上B车 D．两车相距最远为10m 13．自然界中某个物理量D的变化可以记为ΔD，发生这一变化所用的时间间隔可以记为Δt；ΔD与Δt之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。在运动学中也可以引入“加速度的变化率”来表示加速度对时间变化的快慢。如图表示某一物体做直线运动时加速度随时间变化的a－t图像。由图像可知，在前2 s内该物体（     ） A．“加速度的变化率”为2 m/s3 B．可能做加速直线运动 C．一定做减速直线运动 D．速度变化量为8 m/s 14．完全相同的三木块并排固定在水平面上，一颗子弹以速度水平射入，若子弹在木块中做匀减速直线运动，恰好射穿三块木块，则子弹依次在每块木块中运动的时间之比为（　　） A． B． C． D． 15．研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m。减速过程中汽车位移x与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动，取重力加速度的大小g=10m/s2，下列说法错误的是（　　） A．饮酒使志愿者的反应时间变为0.7s B．饮酒使志愿者在反应时间内行驶的距离比正常反应时间内（t0=0.4s）多行驶了14m C．减速过程汽车加速度的大小为8m/s2 D．减速过程所用时间为2.5s 【培优拓展练】 二、多选题 16．甲、乙两位同学在两相邻直赛道比赛，时同时起跑，时刻同时到达终点，其速度—时间图像如图所示，下列描述正确的是（     ） A．时间内甲、乙两同学都在做加速直线运动 B．时间内甲、乙两同学保持相对静止 C．时间内甲同学的路程等于乙同学的路程 D．时刻甲同学的速度等于乙同学的速度 17．自驾游是当今比较流行的旅游方式，一辆自驾游汽车正在以15 m/s的速度匀速行驶在乡间笔直的公路上，司机发现前方公路上有几只小动物排成直线横穿公路，小动物对行驶的汽车视而不见。司机经过0.5 s的反应时间后立即刹车，刹车后汽车做匀减速运动，加速度大小为，汽车恰好在小动物前方停下，下列说法正确的是（     ） A．刹车后经过1 s，汽车的瞬时速度大小为10 m/s B．刹车后，汽车经过3.5 s停下 C．刹车后汽车做匀减速运动过程中的平均速度大小为7.5 m/s D．司机发现小动物时，汽车前端到小动物的距离为35 m 18．甲、乙两辆汽车在同一直线上运动，从t=0时刻起同时出发，甲做初速度为0的匀加速直线运动，x—t图像如图（a）所示。乙做刹车运动，整个运动过程的x—v2图像如图（b）所示。则下列说法正确的是（　　） A．甲汽车的加速度大小为4m/s2 B．乙汽车的初速度 C．经过，甲追上乙 D．甲追上乙之前两车相距最远的距离为 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 匀变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 C D D C D C D B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 D B B D B AD AC ABD 1．A 【详解】A．图像的斜率代表加速度，​段是过原点的倾斜上升直线，斜率恒定，说明无人机从静止开始，加速度不变、速度沿正方向（向上）均匀增大，做匀加速上升运动，故A正确； B．段速度始终为正，说明运动方向仍向上，只是速度均匀减小，是匀减速上升，并非下降，故B错误； C．图像与时间轴围成的面积代表位移，区间图像全部在轴上方，总位移为正，根据平均速度定义 ​可知时间内，无人机的平均速度也不为零，故C错误； D．无人机全程速度始终为正，一直向上运动，直到时刻速度减为0时，向上的位移才达到最大，故D错误。 故选A。 2．C 3．C 【详解】2．A．第内的平均速度为 制动过程中速度减小，制动初速度大于，故A错误； B．题中给出，飞机制动后停止，此时末速度为，故B错误； C．飞机做减速运动时，加速度方向与速度方向相反，即向后，故C正确； D．减速运动中加速度大小可以保持不变，例如匀减速直线运动中加速度大小不变，故D错误。 故选C。 3．取飞机着舰时的运动方向为正方向，减速时，由匀变速直线运动速度与时间的关系，停下时，有 由，整理得 故选C。 4．D 【详解】A．实验前需要将打点计时器固定在长木板上，并接好电路，故A正确，不满足题意； B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，通过打出的点迹研究小车的运动情况，故B正确，不满足题意； C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的槽码，故C正确，不满足题意； D．为了充分利用纸带，实验时，应先接通电源，再放开小车，故D错误，满足题意。 故选D。 5．D 【详解】小朋友从光滑的倾斜直滑梯上由静止开始下滑，做匀加速直线运动，，图像A表示物体处于静止状态，图像B和C均表示物体做匀速直线运动，图像D表示物体做初速度为零的匀加速直线运动，故ABC错误，D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．C为AE段中点，根据推论可知李明通过C点的速度为，故A错误； B．设四段相等的位移均为，加速度大小为，设A到C的时间为，则A到E过程有 A到C过程有 联立解得，故B错误； C．设四段相等的位移均为，由 可知 故，故C正确； D．设四段相等的位移均为，由 可知 故通过AB、AC、AD、AE所用时间之比为，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】本题临界条件为汽车刚好滑行20m时速度减为0，此时刹车加速度最小，根据 其中，， 代入解得 故选D。 8．C 【详解】AB．由题知，公交车开始刹车后位移与时间关系 对比匀变速直线运动位移时间公式 可得初速度， 可得 可知公交车运行的最大速度为初速度16m/s，加速度的大小为，故AB错误； C．设经时间公交车的速度为零，则有 根据逆向思维，可将公交车停止运动前最后内的匀减速直线运动看成公交车反向做初速度为零的匀加速直线运动的前1s，则位移为 则平均速度为，故C正确； D．因公交车经速度减为零，故公交车从刹车开始内的位移等于前8s内的位移，则有，故D错误。 故选C。 9．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。 10．B 【详解】A． 由图（b）速度—时间图像可知，内图线为曲线，斜率不断变化，说明加速度变化，电子狗不是做匀加速直线运动，A错误； B．内位移等于图像与时间轴围成的面积。内位移为；由图像可见，曲线段在连接与的直线之上，因此该段位移大于，所以内平均速度，大于，B正确； C．内速度始终不为负，图像始终在时间轴上方，位移一直增加，时速度减为，但没有回到出发点，C错误； D．内速度仍为正，只是速度逐渐减小，直到速度为，因此时没有开始反向运动，D错误。 故选B。 11．D 【详解】A．质点做初速度为零的匀加速直线运动，则位移 由于斜面上的四段距离相等，则有 所以质点由O到达各点的时间之比为，故A错误； B．根据速度公式，则质点通过各点的速率之比为，故B错误； C．由于，可知质点到达a的时间是总时间的一半，所以全过程中的平均速度等于a点的瞬时速度，故C错误； D．质点做初速度为零的匀加速直线运动，由可知，质点在斜面上运动的平均速度，故D正确。 故选D。 12．B 【详解】A．v-t图线斜率表示加速度，所以A车的加速度为，故A错误； B．由速度时间公式可得3s末A车速度为，故B正确； C．2s末两车速度相同，由于图线与坐标轴所围区域的面积表示位移可知，B车的位移大于A车的位移，2s末A车没有追上B车，故C错误； D．两车速度相等时，两车的距离最大，所以两车相距最远为，故D错误。 故选B。 13．B 【详解】A．由图像可得，前2s内“加速度的变化率”为 ， 故A错误； B．由图可知，加速度逐渐减小，但不知加速度与速度方向是否相同，若前两秒方向相同，则做加速直线运动，故B正确； C．由图可知，加速度逐渐减小，但不知加速度与速度方向是否相同，所以无法判断是加速直线运动还是减速直线运动，故C错误； D．由图像可知，图像面积为速度变化量，故D错误。 故选B。 14．D 【详解】由初速度为0的匀加速直线运动有，由此可得当物体从起始位置开始运动至距起始位置、、时，存在关系、、 联立以上三式可得 题中子弹运动的过程可以看成是初速度为0的匀加速运动的反向运动过程，因此，子弹正向穿过三块木块的时间之比为 故选D。 15．B 【详解】A．由图可知，汽车匀减速运动的位移为25m，且 所以匀速运动的位移为 反应时间为，故A正确，不符合题意； B．饮酒使志愿者在反应时间内行驶的距离比正常反应时间内（t0=0.4s）多行驶的距离为，故B错误，符合题意； C．根据速度位移关系可得 代入数据解得，故C正确，不符合题意； D．减速过程的时间为，故D正确，不符合题意。 故选B。 16．AD 【详解】A．时间内甲、乙的图像都是倾斜向上的直线，说明速度都在增大，是加速直线运动，故A正确； B．时间内甲、乙的图像在轴的高度不同，说明速度大小不同，无法相对静止，故B错误； C．时间内（不含两始末端点），乙的速度一直大于甲的速度，经过相同时间，明显乙的路程大于甲的路程，故C错误； D．图像的交点即表示速度相等，时刻甲同学的速度等于乙同学的速度，故D正确。 故选AD。 17．AC 【详解】A．由题意知车初速度大小，加速度大小，刹车后经过，汽车的瞬时速度大小为，故A正确； B．汽车刹车后，匀减速到停下来用时，故B错误； C．刹车后汽车做匀减速运动过程中的平均速度大小，故C正确； D．司机反应时间汽车位移 汽车匀减速过程位移 司机发现小动物时，汽车前端到小动物的距离为，故D错误。 故选AC。 18．ABD 【详解】A．甲初速度为零，取运动方向为正，由匀变速直线运动位移公式得 由图像知时，所以 由图像知时，所以 联立得，故A正确； B．乙刹车过程为匀变速直线运动，由速度与位移关系得 由图像读出乙开始刹车时停车时，；时， 代入上式得 解得，由图可知， 所以，故B正确； C．乙的停车时刻由匀变速直线运动速度公式确定，代入停车条件得 解得乙在时停在处。由中同一位移方程及，，甲的位置为 乙停车后保持在处，甲追上乙需满足 解得，故C错误； D．在乙停车前，两车的位置分别为和 两车间距为 由匀变速直线运动速度公式得，，两车相距最远时相对速度为零，因此 得，小于乙的停车时刻，代入间距方程得，故D正确。 故选ABD。 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 $