2020屆高考物理 精準(zhǔn)培優(yōu)專練一 直線運(yùn)動(dòng)的圖象（含解析）

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1、直線運(yùn)動(dòng)的圖象 1．物理圖象能形象地表達(dá)物理規(guī)律、直觀地描述物理過(guò)程、鮮明地表示物理量之間的相互關(guān)系，是分析物理問(wèn)題的有效手段之一，也是當(dāng)今高考命題的熱點(diǎn)。近幾年高考，主要是在選擇題中考查兩種運(yùn)動(dòng)學(xué)圖象的理解和應(yīng)用。 2．圖象問(wèn)題的解題技巧： (1)圖象反映了兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，因此首先要由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出兩個(gè)物理量間的關(guān)系式，再分析圖象及斜率、截距、面積等幾何元素的物理意義。 (2)注意把處理常規(guī)圖象問(wèn)題的思想方法加以遷移應(yīng)用，必要時(shí)可將該圖象所反映的物理過(guò)程轉(zhuǎn)換為常見的x－t或v－t圖象。 二、考題再現(xiàn) 典例1.( 2019浙江4月選考?9)甲、乙兩物體零時(shí)刻開始從同

2、一地點(diǎn)向同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，位移－時(shí)間圖象如圖所示，則在0～t4時(shí)間內(nèi)(　　) A．甲的速度總比乙大 B．甲、乙位移相同 C．甲經(jīng)過(guò)的路程比乙小 D．甲、乙均做加速運(yùn)動(dòng) 典例2.( 2018全國(guó)II卷?19)甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運(yùn)動(dòng)，其速度－時(shí)間圖象分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時(shí)刻并排行駛。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．兩車在t1時(shí)刻也并排行駛 B．在t1時(shí)刻甲車在后，乙車在前 C．甲車的加速度大小先增大后減小 D．乙車的加速度大小先減小后增大 三、對(duì)點(diǎn)速練 1．如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的

3、ν－t圖象。已知t0時(shí)刻的速度為v0，2t0時(shí)刻的速度為2v0，圖中OA與AB是關(guān)于A點(diǎn)中心對(duì)稱的曲線，由圖可得(　　) A．0～t0時(shí)間內(nèi)的位移為v0t0 B．0～2t0時(shí)間內(nèi)的位移為2v0t0 C．t0時(shí)刻的加速度為 D．2t0時(shí)刻的加速度為 2．(多選)如圖所示為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移x隨時(shí)間t變化的圖象，由此可知質(zhì)點(diǎn)在0～4 s內(nèi)(　　) A．先沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，后沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) B．一直做勻變速運(yùn)動(dòng) C．t＝2 s時(shí)速度一定最大 D．速率為5 m/s的時(shí)刻有兩個(gè) 3．宇航員的訓(xùn)練、競(jìng)技體育的指導(dǎo)、汽車的設(shè)計(jì)等多種工作都會(huì)用到急動(dòng)度的概念。急動(dòng)度j是加速度變化

4、量Δa與發(fā)生這一變化所用時(shí)間Δt的比值，即，它的方向與物體加速度變化量的方向相同。一物體從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖，則該物體在(　　) A．t＝0時(shí)和t＝2 s時(shí)加速度等大反向 B．t＝2 s時(shí)和t＝4 s時(shí)急動(dòng)度等大反向 C．1～3 s內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng) D．0～5 s內(nèi)速度方向不變 4．一名跳傘運(yùn)動(dòng)員從懸停在高空的直升機(jī)中跳下，研究人員利用運(yùn)動(dòng)員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運(yùn)動(dòng)情況，通過(guò)分析數(shù)據(jù)，畫出了運(yùn)動(dòng)員從跳離飛機(jī)到落地的過(guò)程中在空中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，如圖所示，則對(duì)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．0～10 s內(nèi)位移大小為100 m

5、 B．10～15 s內(nèi)加速度逐漸增大 C．0～10 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員所受阻力逐漸增大 D．10～15 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員所受阻力逐漸増大 5．如圖所示為甲、乙兩個(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)圖象，則下列敘述正確的是(　　) A．甲物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線 B．甲物體8 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大位移為80 m C．乙物體前2 s的加速度為10 m/s2 D．乙物體8 s末距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) 6．我市某十字路口允許公交車通過(guò)的最大速度為10 m/s，一輛公交車在距離十字路口50 m的車站停留，乘客上下完后，公交車司機(jī)啟動(dòng)公交車，司機(jī)看到紅燈顯示還有10 s，要使公交車在耗能最少的情況下盡快通過(guò)十字路口且不違章

6、，則公交車啟動(dòng)后的運(yùn)動(dòng)圖象可能是(　　) 7．甲、乙兩物體從同一位置沿同一直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度—時(shí)間圖象如圖所示，在0?6 s這段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．甲、乙兩物體的運(yùn)動(dòng)方向始終相反 B．5 s時(shí)甲、乙兩物體相遇 C．4 s時(shí)甲、乙兩物體相距最遠(yuǎn) D．5 s時(shí)甲、乙兩物體相距最遠(yuǎn) 8．入冬以來(lái)，全國(guó)多地多次發(fā)生霧霾天氣，能見度不足20 m。在這樣的惡劣天氣中，甲、乙兩汽車在一條 平直的公路上行駛，當(dāng)兩車同時(shí)行駛到同一位置時(shí)，兩車司機(jī)聽到前方有事故發(fā)生的警笛提示，同時(shí)開始剎車，直到減速為0，兩輛車剎車時(shí)的v－t圖象如圖，則(　　) A．甲車減速的加速度為

7、0.5 m/s2 B．甲車減速的加速度比乙車減速的加速度大0.75 m/s2 C．減速過(guò)程中甲乙兩車間的最大距離為100 m D．減速過(guò)程中甲乙兩車間的最大距離為87.5 m 9．靜止于粗糙水平面上的物體，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小隨時(shí)間變化如圖甲所示。在拉力F從0逐漸增大的過(guò)程中，物體的加速度隨時(shí)間變化如圖乙所示，g取10 m/s2。則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．物體與水平面間的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變 B．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1 C．物體的質(zhì)量為6 kg D．4 s末物體的速度為4 m/s 10．如圖所示為物體做直線

8、運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．甲圖中，物體在0～t0這段時(shí)間內(nèi)的位移小于v0t0 B．乙圖中，物體的加速度為2 m/s2 C．丙圖中，陰影面積表示t1～t2時(shí)間內(nèi)物體的加速度變化量 D．丁圖中，t＝3 s時(shí)物體的速度為25 m/s 11．(多選)一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，其－t的圖象如圖所示，則(　　) A．質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為1 m/s2 B．質(zhì)點(diǎn)在1 s末速度為2 m/s C．質(zhì)點(diǎn)在第1 s內(nèi)的平均速度0.75 m/s D．質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為0.5 m/s 12．(多選)某同學(xué)為了研究物體下落

9、的過(guò)程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，將兩本書A、B從高樓樓頂放手讓其落下，兩本書下落過(guò)程中沒有翻轉(zhuǎn)和分離，由于受到空氣阻力的影響，其v－t圖象如圖所示，虛線在P點(diǎn)與速度圖線相切，已知mA＝mB＝1 kg，g＝10 m/s2，由圖可知(　　) A．t＝2 s時(shí)A處于超重狀態(tài) B．t＝2 s時(shí)A、B的加速度大小為2 m/s2 C．下落過(guò)程中A、B的機(jī)械能守恒 D．0～2 s內(nèi)A、B機(jī)械能減少量大于99 J 13．(多選)如圖所示，斜面傾角為θ，P為斜面的中點(diǎn)，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一個(gè)小物體由頂端靜止釋放，沿斜面下滑到底端時(shí)速度為零。以沿斜面向下為正方向，則物體下滑過(guò)程中的位移x、速度v

10、、合外力F、合外力的沖量I與時(shí)間t的關(guān)系圖象可能正確的是(　　) 答案 二、考題再現(xiàn) 典例1.【解析】因x－t圖象的斜率等于速度，可知在0～t1時(shí)間內(nèi)開始時(shí)甲的速度大于乙，后來(lái)乙的速度大于甲，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖象可知在0～t1時(shí)間內(nèi)甲、乙位移相同，選項(xiàng)B正確；甲、乙均向同方向做直線運(yùn)動(dòng)，則甲乙的路程相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由斜率等于速度可知，甲做勻速運(yùn)動(dòng)，乙做加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【答案】B 典例2.【解析】本題可巧用逆向思維分析，兩車在l2時(shí)刻并排行駛，根據(jù)題圖分析可知在t1～t2時(shí)間內(nèi)甲車運(yùn)動(dòng)的位移大于乙車運(yùn)動(dòng)的位移，所以在t1時(shí)刻甲車在后，乙車在前，B正確，A錯(cuò)誤；依據(jù)v－t

11、圖象斜率表示加速度分析出C錯(cuò)誤，D正確。 【答案】BD 三、對(duì)點(diǎn)速練 1．【答案】B 【解析】直線運(yùn)動(dòng)的ν－t圖象，面積代表位移，所以0－t0時(shí)間內(nèi)的位移大于v0t0，故A錯(cuò)誤；直線運(yùn)動(dòng)的ν－t圖象，面積代表位移，因?yàn)閳D中OA與AB是關(guān)于A點(diǎn)中心對(duì)稱的曲線，所以0～2t0時(shí)間內(nèi)的面積為2v0t0，位移為2v0t0，故B正確；直線運(yùn)動(dòng)的ν－t圖象，斜率代表加速度，t0時(shí)刻的斜率不是，加速度就不是，故C錯(cuò)誤；直線運(yùn)動(dòng)的ν－t圖象，斜率代表加速度，2t0時(shí)刻的斜率不是，加速度就不是， 故D錯(cuò)誤。 2．【答案】CD 【解析】從圖中可知正向位移減小，故質(zhì)點(diǎn)一直朝著負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；圖

12、象的斜率表示速度大小，故斜率先增大后減小，說(shuō)明物體速率先增大后減小，做變速運(yùn)動(dòng)，但不能判斷是不是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，t＝ 2s時(shí)，斜率最大，速度最大，B錯(cuò)誤，C正確；因?yàn)樾甭氏仍龃蠛鬁p小，并且平均速度為5m/s，故增大過(guò)程中有一刻速度為5m/s，減小過(guò)程中有一刻速度為5m/s，共有兩個(gè)時(shí)刻速度大小為5m/s，D正確。 3．【答案】D 【解析】由圖可知，t＝0時(shí)和t＝2s時(shí)加速度等大同向，故A錯(cuò)誤；加速度對(duì)時(shí)間的變化率稱為急動(dòng)度，等于a－t圖象的斜率，則知t＝2s時(shí)的急動(dòng)度和t＝4s時(shí)的急動(dòng)度等大同向，故B錯(cuò)誤；根據(jù)a－t圖象與t軸所圍的面積表示速度的變化量，知1－3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度增大，做加

13、速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)a－t圖象與t軸所 圍的面積表示速度的變化量，知0－5s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度的變化量均為正，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)速度方向不變，故D正確。 4．【答案】C 【解析】0～10s內(nèi)，若運(yùn)動(dòng)員勻加速下降，則位移為100m，由圖象可知運(yùn)動(dòng)員的位移大小大于100m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；v－t圖象的斜率等于加速度，可知10s～15s內(nèi)加速度逐漸減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0～10s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員向下的加速度逐漸減小，根據(jù)mg－f＝ma所受阻力逐漸增大，選項(xiàng)C正確；10s～15s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員向上的加速度逐漸減小，根據(jù)f－mg＝ma，所受阻力逐漸減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．【答案】B 【解析】甲物體的位移圖象并不是其運(yùn)動(dòng)軌跡，位

14、移圖象表示甲物體做的是直線運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；x－t圖象中縱坐標(biāo)的變化量表示物體的位移，則知t＝4s時(shí)刻甲的位移最大為△x＝8m－0＝8m，故B項(xiàng)正確；v－t圖象中斜率表示加速度，則乙物體前2s加速度為5 m/s2，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；乙物體在前4s內(nèi)沿正向運(yùn)動(dòng)，后4s內(nèi)沿負(fù)向運(yùn)動(dòng)，t＝8s末回到了出發(fā)點(diǎn)，所以乙物體4s末距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．【答案】C 【解析】速度時(shí)間圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移，可知只有C圖所圍的面積可能小于等于50m，ABD均大于50m，C正確。 7．【答案】D 【解析】由圖象可知，4~5.5s內(nèi)甲、乙兩物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；5s時(shí)甲、乙兩物體的速度相

15、同，二者相距最遠(yuǎn)，D項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。 8．【答案】C 【解析】v－t圖象的斜率表示加速度，故甲車減速的加速度為－1 m/s2，乙車減速的加速度的為－0.5 m/s2，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)甲乙兩車速度相等時(shí)，即t=20s時(shí)甲乙兩車間的距離最大，圖象面積之差表示位移之差，即，故C正確，D錯(cuò)誤。 9．【答案】C 【解析】由乙知，0－2s內(nèi)物體靜止不動(dòng)，物體所受的靜摩擦力與拉力平衡，則知摩擦力逐漸增大．t＝2s時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值，t＝2s后物體開始運(yùn)動(dòng)，受到滑動(dòng)摩擦力作用，滑動(dòng)摩擦力小于最大靜摩擦力，并且保持不變，所以物體所受的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變，故A正確；在2－4

16、s內(nèi)，由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma ①，由圖知：當(dāng)F＝6N時(shí)，a＝1m/s2，代入①式得 6－10μm＝m②，當(dāng)F＝12N時(shí)，a＝3m/s2，代入①式得 12－10μm＝3m?③，由②③解得 μ＝0.1，m＝3kg，故B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù) a－t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示速度的變化量，可知4s內(nèi)物體速度的變化量為，由于初速度為0，所以4s末物體的速度為4m/s，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選C。 10．【答案】D 【解析】甲圖中，因v－t圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積等于位移，可知物體在0～t0這段時(shí)間內(nèi)的位移大于v0t0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乙圖中，根據(jù)v2＝2ax可知2a=1，則物體的加速度

17、為0.5m/s2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；丙圖中，根據(jù)?v＝at可知，陰影面積表示t1~t2時(shí)間內(nèi)物體的速度變化量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；丁圖中，由x＝v0t+at2可得，由圖象可知，則a＝5m/s2； v0＝－5m/s，則t＝3s時(shí)物體的速度為v3＝v0+at3＝25m/s，選項(xiàng)D正確。 11．【答案】AB 【解析】由圖得：，根據(jù)，得，對(duì)比可得：，則加速度為a＝2×0.5＝1 m/s2，由圖知質(zhì)點(diǎn)的加速度不變，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確，D錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)的初速度v0＝1 m/s，在1 s末速度為v＝v0+at＝2 m/s，故B正確；質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)的平均速度，故C錯(cuò)誤。 12．【答案】BD 【解析】根據(jù)

18、v－t圖象的斜率表示加速度，知t＝2s時(shí)A的加速度為正，方向向下，則A處于失重狀態(tài)， 故A錯(cuò)誤。t＝2s時(shí)A、B的加速度大小為，故B正確；由于空氣阻力對(duì)A、B做功，則A、B的機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤。0－2s內(nèi)A、B下落的高度h＞×9×2m＝9m，A、B重力勢(shì)能減少量ΔEp＝(mA+mB)gh＞2×10×9＝180J，動(dòng)能增加量ΔEk＝(mA+mB)v2＝×2×92＝81J，則A、B機(jī)械能減少量ΔE＝ΔEp－ΔEk＞180J－81J＝99J，故D正確。 13．【答案】BD 【解析】物體在光滑的斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由x＝at2知，位移時(shí)間圖線的開口應(yīng)先向上，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；物體在前半段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后半段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由于到達(dá)底端的速度為零，則前半段和后半段的平均速度相等，由位移相等，則在前半段和后半段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，勻 加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度等于勻減速直線運(yùn)動(dòng)的初速度，則勻加速和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等，方向相反，則合力大小相等，方向相反，故B正確，C錯(cuò)誤；合力大小相等，方向相反，根據(jù)I＝F合t可知，合外力的沖量在前半段和后半段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)也是大小相等，方向相反，故D正確。 8