專題2勻變速直線運動（2）（解析版）-2025年高考物理二輪復習培優(yōu)練（新高考用）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁專題2勻變速直線運動（2）TOC\o"1-1"\h\u一、豎直上拋運動 2二、運動圖像問題 7三、追擊相遇問題 12四、剎車問題 18五、直線運動的多過程問題 21專題一豎直上拋運動1．（2023·河北·高考真題）某科研團隊通過傳感器收集并分析運動數(shù)據(jù)，為跳高運動員的技術(shù)動作改進提供參考。圖為跳高運動員在起跳過程中，其單位質(zhì)量受到地面的豎直方向支持力隨時間變化關(guān)系曲線。圖像中至內(nèi)，曲線下方的面積與陰影部分的面積相等。已知該運動員的質(zhì)量為，重力加速度g取。下列說法正確的是（）A．起跳過程中運動員的最大加速度約為B．起跳后運動員重心上升的平均速度大小約為C．起跳后運動員重心上升的最大高度約為D．起跳過程中運動員所受合力的沖量大小約為【答案】C【詳解】A．由圖像可知，運動員受到的最大支持力約為根據(jù)牛頓第二定律可知，起跳過程中運動員的最大加速度約為故A錯誤；BCD．根據(jù)圖像可知，起跳過程中支持力的沖量為起跳過程中運動員所受合力的沖量大小約為根據(jù)動量定理可得解得起跳離開地面瞬間的速度為則起跳后運動員重心上升的平均速度為起跳后運動員重心上升的最大高度為故BD錯誤，C正確。故選C。2．（2024·河南新鄉(xiāng)·二模）時刻，小球甲（視為質(zhì)點）從地面開始做豎直上拋運動，小球乙（視為質(zhì)點）從距地面高度為處由靜止釋放，兩小球距地面的高度與運動時間的關(guān)系圖像如圖所示，重力加速度大小為，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．甲的初速度比乙落地時的速度大B．甲上升過程的平均速度比乙下降過程的平均速度小C．甲、乙處于同一高度的時刻為D．甲、乙落地的時間差為【答案】C【詳解】AB．由題圖可知，乙由靜止釋放時距地面的高度與甲上升到最高點時距地面的高度相等，乙由靜止釋放直到落地與甲由拋出直到上升到最高點所用時間相等，所以，甲的初速度與乙落地時的速度大小相等，甲上升過程的平均速度與乙下降過程的平均速度大小相等，故A、B錯誤；C．設(shè)甲豎直上拋的初速度為，則當甲、乙到達同一高度時有又聯(lián)立求得故C正確；D．乙落地時甲剛好上升到最高點，所以甲、乙落地的時間差就等于甲從最高點下落到地面所用的時間，滿足得故D錯誤。故選C。3．（2024·全國·二模）如圖所示，將一小球豎直向上拋出，小球先后兩次經(jīng)過窗口下沿M的時間間隔為t1，先后兩次經(jīng)過窗口上沿N的時間間隔為t2。忽略空氣阻力，重力加速度為g，小球可視為質(zhì)點，運動過程中未碰到障礙物，則窗口上、下沿之間的高度差為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】設(shè)小球所到最高點到窗口上沿N的距離為h，窗口上、下沿之間的高度差為H，根據(jù)豎直上拋運動的對稱性有解得故選C。4．（2021·河北·高考真題）銫原子鐘是精確的計時儀器，圖1中銫原子從O點以的初速度在真空中做平拋運動，到達豎直平面所用時間為；圖2中銫原子在真空中從P點做豎直上拋運動，到達最高點Q再返回P點，整個過程所用時間為，O點到豎直平面、P點到Q點的距離均為，重力加速度取，則為（）A．100∶1 B．1∶100 C．1∶200 D．200∶1【答案】C【詳解】銫原子做平拋運動，水平方向上做勻速直線運動，即解得銫原子做豎直上拋運動，拋至最高點用時，逆過程可視為自由落體，即解得則故選C。5．（2023·廣東·高考真題）銫原子噴泉鐘是定標“秒”的裝置。在噴泉鐘的真空系統(tǒng)中，可視為質(zhì)點的銫原子團在激光的推動下，獲得一定的初速度。隨后激光關(guān)閉，銫原子團僅在重力的作用下做豎直上拋運動，到達最高點后再做一段自由落體運動。取豎直向上為正方向。下列可能表示激光關(guān)閉后銫原子團速度或加速度隨時間變化的圖像是（）A．

B．

C．

D．

【答案】D【詳解】AB．銫原子團僅在重力的作用，加速度g豎直向下，大小恒定，在圖像中，斜率為加速度，故斜率不變，所以圖像應(yīng)該是一條傾斜的直線，故選項AB錯誤；CD．因為加速度恒定，且方向豎直向下，故為負值，故選項C錯誤，選項D正確。故選D。6．（2023·天津·高考真題）質(zhì)量的物體A自距地面高度自由落下，與此同時質(zhì)量的物體B由地面豎直上拋，經(jīng)過與A碰撞，碰后兩物體粘在一起,碰撞時間極短,忽略空氣阻力。兩物體均可視為質(zhì)點，重力加速度，求A、B：（1）碰撞位置與地面的距離x；（2）碰撞后瞬時的速度大小v；（3）碰撞中損失的機械能。【答案】（1）1m；（2）0；（3）12J【詳解】（1）對物體A，根據(jù)運動學公式可得（2）設(shè)B物體從地面豎直上拋的初速度為，根據(jù)運動學公式可知即解得可得碰撞前A物體的速度方向豎直向下；碰撞前B物體的速度方向豎直向上；選向下為正方向，由動量守恒可得解得碰后速度（3）根據(jù)能量守恒可知碰撞損失的機械能專題二運動圖像問題7．（2025·廣西·二模）一小朋友在安全環(huán)境下練習蹦床，若小朋友離開蹦床后一直在同一豎直線上運動，且忽略空氣阻力，用x、a、p、E、t分別表示小朋友豎直向上離開蹦床在空中運動的位移、加速度、動量、機械能和時間，取豎直向上為正方向，則下列圖像可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】A．小朋友豎直向上離開蹦床在空中做豎直上拋運動，加速度設(shè)置為重力加速度，根據(jù)對稱性可知，小朋友上升的時間和下降的時間相等，取豎直向上為正方向，由勻變速直線運動公式有可知，x—t圖像為開口向下的一條拋物線，故A錯誤；B．整個運動過程中小朋友只受重力，加速度一直為重力加速度，不隨時間發(fā)生變化，故B錯誤；C．根據(jù)動量定理有解得可知，p—t圖像為一條傾斜的直線，且斜率為負值，故C正確；D．小朋友離開蹦床后只受重力作用，小朋友的機械能不變，故D錯誤。故選C。8．（2024·重慶·高考真題）如圖所示，某滑雪愛好者經(jīng)過M點后在水平雪道滑行。然后滑上平滑連接的傾斜雪道，當其達到N點時速度為0，水平雪道上滑行視為勻速直線運動，在傾斜雪道上的運動視為勻減速直線運動。則M到N的運動過程中，其速度大小v隨時間t的變化圖像可能是（

）A． B．C． D．【答案】C【詳解】滑雪愛好者在水平雪道上做勻速直線運動，滑上平滑連接（沒有能量損失，速度大小不變）的傾斜雪道，在傾斜雪道上做勻減速直線運動。故選C。9．（2024·甘肅·高考真題）小明測得蘭州地鐵一號線列車從“東方紅廣場”到“蘭州大學”站的圖像如圖所示，此兩站間的距離約為（）A．980m B．1230m C．1430m D．1880m【答案】C【詳解】圖像中圖線與橫軸圍成的面積表示位移，故可得故選C。10．（2023·福建·高考真題）甲、乙兩輛完全相同的小車均由靜止沿同一方向出發(fā)做直線運動。以出發(fā)時刻為計時零點，甲車的速度—時間圖像如圖（a）所示，乙車所受合外力—時間圖像如圖（b）所示。則（

）A．0~2s內(nèi)，甲車的加速度大小逐漸增大B．乙車在t=2s和t=6s時的速度相同C．2~6s內(nèi)，甲、乙兩車的位移不同D．t=8s時，甲、乙兩車的動能不同【答案】BC【詳解】A．由題知甲車的速度一時間圖像如圖（a）所示，則根據(jù)圖（a）可知0~2s內(nèi)，甲車做勻加速直線運動，加速度大小不變，故A錯誤；B．由題知乙車所受合外力一時間圖像如圖（b）所示，則乙車在0~2s內(nèi)根據(jù)動量定理有I2=mv2，I2=S0~2=2N·s乙車在0~6s內(nèi)根據(jù)動量定理有I6=mv6，I6=S0~6=2N·s則可知乙車在t=2s和t=6s時的速度相同，故B正確；C．根據(jù)圖（a）可知，2~6s內(nèi)甲車的位移為0；根據(jù)圖（b）可知，2~6s內(nèi)乙車一直向正方向運動，則2~6s內(nèi)，甲、乙兩車的位移不同，故C正確；D．根據(jù)圖（a）可知，t=8s時甲車的速度為0，則t=8s時，甲車的動能為0；乙車在0~8s內(nèi)根據(jù)動量定理有I8=mv8，I8=S0~8=0可知t=8s時乙車的速度為0，則t=8s時，乙車的動能為0，故D錯誤。故選BC。11．（2024·河北·高考真題）籃球比賽前，常通過觀察籃球從一定高度由靜止下落后的反彈情況判斷籃球的彈性。某同學拍攝了該過程，并得出了籃球運動的圖像，如圖所示。圖像中a、b、c、d四點中對應(yīng)籃球位置最高的是（

）A．a(chǎn)點 B．b點 C．c點 D．d點【答案】A【詳解】由圖像可知，圖像第四象限表示向下運動，速度為負值。當向下運動到速度最大時籃球與地面接觸，運動發(fā)生突變，速度方向變?yōu)橄蛏喜⒆鰟驕p速運動。故第一次反彈后上升至a點，此時速度第一次向上減為零，到達離地面最遠的位置。故四個點中籃球位置最高的是a點。故選A。12．（2024·新疆河南·高考真題）一質(zhì)點做直線運動，下列描述其位移x或速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】AB．物體做直線運動，位移與時間成函數(shù)關(guān)系，AB選項中一個時間對應(yīng)2個以上的位移，故不可能，故AB錯誤；CD．同理D選項中一個時間對應(yīng)2個速度，只有C選項速度與時間是成函數(shù)關(guān)系，故C正確，D錯誤。故選C。專題三追擊相遇問題13．（2024·山東·二模）相距為的甲、乙兩輛汽車同向行駛在一條平直公路上，其圖像如圖所示，圖中的面積為，初始時甲車在前乙車在后，下列說法正確的是（）A．若，則時刻后乙車追上甲車B．若，則時刻前乙車追上甲車C．若，則甲、乙兩車可能相遇2次D．若，則甲、乙兩車一定只能相遇1次【答案】B【詳解】A．由圖像可知，甲乙兩車做勻減速運動，若可知t0時刻兩車速度相等時兩車恰好相遇，故A錯誤；BD．若兩車應(yīng)在時刻前相遇，設(shè)兩車在時刻相遇，如圖所示。此時刻乙車追上甲車，乙車的速度大于甲車速度，故乙車在前甲車在后，之后在時刻甲車追上乙車，兩車可能再次相遇，故B正確，D錯誤；C．若在速度相等時乙車沒有追上甲車，以后甲車速度大于乙車，因此以后也不可能追上，故C錯誤。故選B。14．（2024·重慶·二模）一輛公交車以的速度勻速直線行駛，一名送餐員騎一輛電動車以的速度突然駛?cè)牍卉囌胺?0m處的機動車道并以此速度繼續(xù)勻速直線行駛，公交車與電動車行駛方向相同。公交車司機見狀立即緊急剎車，為了避免突然剎車讓乘客有明顯的頓挫感，其剎車的加速度大小隨時間按圖所示規(guī)律變化。若剎車結(jié)束時，公交車恰好不會撞上電動車，則公交車的剎車時間為（

）A．2s B．3s C．4s D．5s【答案】C【詳解】恰好不相撞，即時刻公交車與電動車速度相等。由圖像可得，剎車過程中，公交車和電動車的圖像分別如圖所示。時間段內(nèi)，公交車的平均速度“恰好不相撞”需滿足代入解得故選C。15．（2024·湖北·二模）一款彈珠游戲簡化示意圖如圖所示，質(zhì)量為m的均勻圓環(huán)B靜止平放在粗糙的水平桌面上，其半徑為R=0.5m。另一質(zhì)量為2m的光滑彈珠A以水平速度v0=0.3m/s穿過圓環(huán)上的小孔正對環(huán)心射入環(huán)內(nèi)，與圓環(huán)發(fā)生第一次碰撞后到第二次碰撞前彈珠恰好不會從小孔中穿出。假設(shè)彈珠與圓環(huán)內(nèi)壁的碰撞為彈性正碰，忽略彈珠與桌面間的摩擦，只考慮圓環(huán)與桌面之間的摩擦（且桌面粗糙程度各處相同），桌面足夠長。求：(1)第一次碰撞后瞬間彈珠的速度大小和方向；(2)第n次碰撞后瞬間圓環(huán)的速度大?。?3)圓環(huán)從開始運動至最終停止的過程中通過的總位移?！敬鸢浮?1)大小為0.1m/s，方向與入射的方向相同(2)(3)2m【詳解】（1）設(shè)彈珠入射的方向為正方向，第一次碰撞后瞬間彈珠和圓環(huán)的速度分別為v1和v1′，碰撞瞬間根據(jù)動量守恒和機械能守恒有兩式聯(lián)立，解得即第一次碰撞后瞬間彈珠的速度大小為0.1m/s，方向與入射的方向相同。（2）發(fā)生第一次碰撞后，圓環(huán)做勻減速直線運動，彈珠做勻速直線運動，因為彈珠與圓環(huán)發(fā)生第一次碰撞后到第二次碰撞前彈珠恰好不會從小孔中穿出，所以，圓環(huán)勻減速到與彈珠速度相等時二者相對位移恰好等于2R，設(shè)第一次碰撞后到二者速度相等所用時間為t，圓環(huán)勻減速的加速度大小為a，則有求得二者速度相等后，圓環(huán)繼續(xù)勻減速至停止通過的位移和所用時間分別為這段時間內(nèi)彈珠的位移為因為所以，圓環(huán)停止前，彈珠與圓環(huán)未發(fā)生第二次碰撞，彈珠與圓環(huán)第二次碰撞瞬間，根據(jù)動量守恒和機械能守恒有兩式聯(lián)立，解得同理，彈珠與圓環(huán)第三次碰撞瞬間，根據(jù)動量守恒和機械能守恒有兩式聯(lián)立，解得由以上計算可以得出規(guī)律，第n次碰撞后瞬間圓環(huán)的速度大?。?）圓環(huán)從開始運動至最終停止的過程中，根據(jù)能量守恒有對圓環(huán)根據(jù)牛頓第二定律有其中聯(lián)立，求得16．（23-24高三下·安徽·二模）均可視為質(zhì)點的A、B兩物體沿同一直線做同向運動，從0時刻起同時出發(fā)，A做勻減速直線運動直至速度為零，整個運動過程中速度平方隨位置坐標的變化關(guān)系如圖甲所示。B做勻加速直線運動，位置坐標隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示。已知A、B兩物體在同一坐標系中運動，求：（1）B物體追上A物體之前，二者相距最遠的時刻；（2）B物體追上A物體所用的時間。【答案】（1）=2.4s；（2）【詳解】（1）A做勻減速直線運動，根據(jù)圖甲和運動學公式得解得B做勻加速直線運動，在第1s內(nèi)和第2s內(nèi)的位移之比為1：3，可知B做的是初速度為零的勻加速直線運動，1s時的速度為前2s的平均速度加速度為當A、B兩物體速度相等時，二者相距最遠，則解得=2.4s（2）假設(shè)A物體停止之前，B物體追上A物體，則解得而A物體速度減為零需要的時間為說明B追上A時，A已經(jīng)停止，則B物體追上A物體所用的時間解得專題四剎車問題17．（2025·全國·二模）假設(shè)一飛機在機場著陸后做勻減速直線運動，從著陸開始計時，測得第2s內(nèi)飛機通過的位移為59.1m，倒數(shù)第2s內(nèi)的位移為0.9m，則關(guān)于從著陸到停止的過程，飛機的（

）A．初速度大小為60m/s B．加速度大小為C．總位移大小為2000m D．平均速度大小為【答案】A【詳解】B．根據(jù)題意可知，飛機做勻減速直線運動，通過逆向思維將飛機看成做初速度為0的勻加速直線運動，根據(jù)初速度為零、勻加速直線運動的物體在連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的位移之比為可知，倒數(shù)第內(nèi)的位移為根據(jù)勻加速直線運動規(guī)律有解得故B錯誤。A．設(shè)初速度為，則減速過程第1s末的速度為第2s末的速度為第2s內(nèi)的位移為解得故A正確。C．根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有解得故C錯誤。D．平均速度大小為故D錯誤。故選A。18．（24-25高一上·陜西咸陽·二模）平直道路上的電動車以6m/s的速度勻速行駛，某時刻（取為0時刻）開始剎車做勻減速直線運動，第2s末速度大小為3m/s，則下列說法正確的是（）A．電動車剎車時的加速度大小為 B．電動車第1s末的速度大小為C．電動車第5s末的速度大小為 D．電動車第3s末的速度大小為【答案】B【詳解】A．由可知即電動車剎車時的加速度大小為，故A錯誤；BD．電動車第1s末的速度大小第3s末的速度大小故B正確，D錯誤；C．電動車剎車所用的時間即電動車第4s末的速度為0，因此電動車第5s末的速度為0，故C錯誤。故選B。19．（2024·四川自貢·二模）科技發(fā)展促使汽車性能逐漸優(yōu)化，現(xiàn)在很多車輛具有AEB“自動緊急制動”功能。即當車輛與正前方靜止障礙物之間的距離小于安全距離時，系統(tǒng)能實現(xiàn)自動減速、自動剎車，將碰撞危險降到最低。若某車的安全距離為10m，汽車正以速度v在路面上行駛，恰好在安全距離處車輛檢測到前方有障礙物，及時啟動“自動緊急制動”后立即做勻減速直線運動，加速度大小為5m/s2，正好在障礙物處停下，下列說法錯誤的是（）A．汽車的速度v為10m/sB．汽車剎車時間為2sC．汽車開始“自動緊急制動”后第1s末的速度為6m/sD．汽車開始自動緊急制動后第2s內(nèi)的平均速度為2.5m/s【答案】C【詳解】A．汽車的速度選項A正確，不符合題意；B．汽車剎車時間為選項B正確，不符合題意；C．汽車開始“自動緊急制動”后第1s末的速度為選項C錯誤，符合題意；D．汽車開始自動緊急制動后第2s內(nèi)的平均速度等于剎車后1.5s時刻的瞬時速度，則為選項D正確，不符合題意。故選C。專題五直線運動的多過程問題20．（2024·廣西·二模）汽車工程學中將加速度隨時間的變化率稱為急動度k，急動度k是評判乘客是否感到舒適的重要指標，按照這一指標，具有零急動度的乘客較舒服。如圖所示為一輛汽車在啟動過程中的急動度隨時間變化的關(guān)系，已知汽車質(zhì)量，啟動過程中所受阻力f，在該過程中，下列說法正確的是（）。A．從0到，汽車牽引力大于fB．從到，乘客感覺比較舒服C．從到，汽車速度變化量為D．汽車在時恰好停下【答案】AB【詳解】AB．依題意，則圖像與坐標軸圍成的面積代表加速度變化，則3s時加速度正方向最大為由題圖可知加速度的變化圖像如圖由圖可知，從0到，汽車做變加速運動，根據(jù)牛頓第二定律可知牽引力大于f。從