2023年高三物理二輪練習(xí)28 有關(guān)位移、速度和加速度的運動學(xué)圖像（解析版）

2023年高三物理二輪高頻考點沖刺突破

專題28有關(guān)位移、速度和加速度的運動學(xué)圖像

專練目標(biāo)______________________________專練內(nèi)容______________________________

目標(biāo)1高考真題(IT—4T)

目標(biāo)2有關(guān)位移的運動學(xué)圖像(5T-8T)

目標(biāo)3有關(guān)速度的運動學(xué)圖像(9T-12T)

目標(biāo)4有關(guān)位移、速度的其他運動學(xué)圖像(13T-16T)

目標(biāo)5有關(guān)加速度的運動學(xué)圖像(17T—20T)

【典例專練】

一、高考真題

1.某駕校學(xué)員在教練的指導(dǎo)下沿直線路段練習(xí)駕駛技術(shù)，汽車的位置X與時間/的關(guān)系如圖所示，則汽車

行駛速度V與時間/的關(guān)系圖像可能正確的是()

【答案】A

【詳解】XT圖象斜率的物理意義是速度，在0?6時間內(nèi)，XT圖象斜率增大，汽車的速度增大；在4?/2

時間內(nèi)，XT圖象斜率不變，汽車的速度不變：在右~?3時間內(nèi)，XT圖象的斜率減小，汽車做減速運動，

綜上所述可知A中VT圖象可能正確。

故選A,,

2.科學(xué)訓(xùn)練可以提升運動成績，某短跑運動員科學(xué)訓(xùn)練前后百米全程測試中，速度V與時間f的關(guān)系圖像

A.O?％時間內(nèi)，訓(xùn)練后運動員的平均加速度大

B.（）?J時間內(nèi)，訓(xùn)練前、后運動員跑過的距離相等

C.G~4時間內(nèi)，訓(xùn)練后運動員的平均速度小

D.4時刻后，運動員訓(xùn)練前做減速運動，訓(xùn)練后做加速運動

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)VT圖像的斜率表示加速度，由題圖可知O?4時間內(nèi)，訓(xùn)練后運動員的平均加速度比訓(xùn)練

前的小，故A錯誤；

B.根據(jù)VT圖像圍成的面積表示位移，由題圖可知O~L時間內(nèi)，訓(xùn)練前運動員跑過的距離比訓(xùn)練后的大,

故B錯誤；

C.根據(jù)VT圖像圍成的面積表示位移，由題圖可知時間內(nèi)，訓(xùn)練后運動員的位移比訓(xùn)練前的位移大,

根據(jù)平均速度等于位移與時間的比值，可知訓(xùn)練后運動員的平均速度大，故C錯誤：

D,根據(jù)VT圖像可直接判斷知，4時刻后，運動員訓(xùn)練前速度減小，做減速運動；4時刻后，運動員訓(xùn)練

后速度增加，做加速運動，故D正確。故選D。

3.甲、乙兩人騎車沿同一平直公路運動，I=O時經(jīng)過路邊的同一路標(biāo)，下列位移-時間（X-。圖像和速度-

時間（VT）圖像對應(yīng)的運動中，甲、乙兩人在/°時刻之前能再次相遇的是（）

【答案】BC

【詳解】A.該圖中，甲乙在力時刻之前位移沒有相等的時刻，即兩人在加時刻之前不能相遇，選項A錯誤;

B.該圖中，甲乙在“時刻之前圖像有交點，即此時位移相等，即兩人在打時刻之前能再次相遇，選項B正

確；

C.因VM圖像的面積等于位移，則甲乙在加時刻之前位移有相等的時刻，即兩人能再次相遇，選項C正確:

D.因修圖像的面積等于位移，由圖像可知甲乙在"時刻之前，甲的位移始終大于乙的位移，則兩人不能

相遇，選項D錯誤。故選BC。

4.賽龍舟是端午節(jié)的傳統(tǒng)活動。下列VT和ST圖像描述了五條相同的龍舟從同一起點線同時出發(fā)、沿長

直河道劃向同一終點線的運動全過程，其中能反映龍舟甲與其它龍舟在途中出現(xiàn)船頭并齊的有（）

【詳解】A.此圖是速度圖像，由圖可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出現(xiàn)甲乙船頭并齊,

故A錯誤；

B.此圖是速度圖像，由圖可知，開始內(nèi)的速度大，后來甲的速度大，速度圖像中圖像與橫軸圍成的面積表

示位移，由圖可以判斷在中途甲、丙位移會相同，所以在中途甲丙船頭會并齊，故B正確；

C.此圖是位移圖像，由圖可知，丁一直運動在甲的前面，所以中途不可能出現(xiàn)甲丁船頭并齊，故C錯誤；

D.此圖是位移圖像，交點表示相遇，所以甲戊在中途船頭會齊，故D正確。

故選

BDo

二、有關(guān)位移的運動學(xué)圖像

5.甲、乙兩車由同一地點沿同一方向做直線運動，下圖為兩車的位移-時間圖像（XT圖像），甲車在O時

刻的速度與乙車在L~4時間內(nèi)的速度相等，甲車在4時刻的速度與乙車在O~G時間內(nèi)的速度相等，則下列

說法正確的是（）

A.4時刻，甲車在乙車的前面

B.O~匕時間內(nèi)，4時刻兩車相距最遠(yuǎn)

C.0~〃時間內(nèi)，甲車的平均速度大于乙車的平均速度

D.O~4時間內(nèi)，甲車的瞬時速度始終大于乙車的瞬時速度

【答案】B

【詳解】A.6時刻，兩車位移相等，則甲車和乙車并列而行，選項A錯誤;

B.0~乙時間內(nèi)甲車的速度大于乙車，4時刻兩車速度相等，以后甲車速度小于乙車，則匕時刻兩車相距最

遠(yuǎn)，選項B正確；

C.0~4時間內(nèi)，兩車的位移相等，則甲車的平均速度等于乙車的平均速度，選項C錯誤；

D.0~f∣時間內(nèi)，甲車的瞬時速度大于乙車的瞬時速度；時間內(nèi)，甲車的瞬時速度小于乙車的瞬時速

度，選項D錯誤。故選B。

6.某同學(xué)應(yīng)用航拍飛機(jī)進(jìn)行實驗并得到如圖所示的位移一時間圖像，Z=O時，飛機(jī)由靜止向上運動，當(dāng)f=f°

時，飛機(jī)上升到％高度并立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)，讓其自由上升，∕=5r。時，飛機(jī)達(dá)到最高點，整個過程中飛機(jī)在

豎直方向做直線運動，圖中的0~。，兩段曲線均為拋物線，下列說法正確的是（）

A.飛機(jī)在時間內(nèi)處于失重狀態(tài)

B.飛機(jī)在0?時間內(nèi)的加速度大小等于辦?5t0時間內(nèi)的加速度大小

C.XT圖像中的兩段曲線在f=f0時刻相切

D.飛機(jī)的最大速度為F

%

【答案】C

【詳解】根據(jù)題意可知，兩段曲線均為拋物線，則飛機(jī)在兩段時間內(nèi)均做勻變速直線運動

A.根據(jù)XT圖像中斜率表示速度，由圖像可知，飛機(jī)在0~%時間內(nèi)，向上做加速運動，具有向上的加速

度，則處于超重狀態(tài)，故A錯誤；

112χ

B.根據(jù)題意，設(shè)飛機(jī)在。?，。時間內(nèi)的加速度大小為％,由公式x=%f+gαf2可得X。=：印;解得4=~∕

設(shè)%?5f。時間內(nèi)的加速度大小為出，由圖UJ^知，飛機(jī)在f=”時速度為0,則可看成反向加速，由公式

2

X=%/+?ɑ/可得5x0-X0=⑸。To『解得出=今可知4產(chǎn)4故B錯誤;

c.根據(jù)XT圖像中斜率表示速度可知，XT圖像中的兩段曲線在/=4時刻相切，故C正確;

D.根據(jù)XT圖像中斜率表示速度，由圖像可知，飛機(jī)在f=。時速度最大，由公式V=%+成可得，最大速

度為%=卬0=手故D錯誤。故選C。

7.如圖所示，為在同一平直路面上運動的甲、乙兩物體的位置X隨時間r的變化關(guān)系圖線，已知乙圖上P

點處的切線（圖中斜虛線）與甲圖直線相互平行。下列說法正確的是（）

A.從0到々時間內(nèi)，一直是甲在前乙在后

B.從0到G時間內(nèi)，甲物體走過的路程大于乙物體走過的路程

C.在4時刻甲、乙兩物體運動的速度相等

D.在與時刻，甲物體運動的加速度大于乙物體運動的加速度

【答案】C

【詳解】A.由圖像可以看出，圖中甲乙都沿X軸負(fù)方向運動，從0到，2時間內(nèi)，乙在前甲在后，〃時刻二

者相遇，A錯誤；

B.從。到4時間內(nèi)，二者都沿X軸負(fù)方向做單向直線運動，甲物體走過的路程等于乙物體走過的路程，B

錯誤;

C.XY圖線（切線）的斜率表示（瞬時）速度，乙圖上P點處的切線（圖中斜虛線）與甲圖宜線相互平行,

說明在4時刻甲、乙兩物體運動的速度相等，C正確；

D.Λf圖線（切線）的斜率表示（瞬時）速度，甲是勻速運動，加速度為零；乙速度在變化，加速度不為零,

所以在4時刻，甲物體運動的加速度小于乙物體運動的加速度，D錯誤。故選C。

8.如圖所示為甲、乙兩物體在同一直線上運動的位移一時間圖像，由圖像可知（）

A.甲、乙兩物體開始運動時的速度方向相反

B.甲、乙兩物體同時同地開始運動

C.甲物體在0~4s內(nèi)的平均速率比乙物體在l~4s內(nèi)的平均速率大

D.兩圖線交點表示兩物體速度相同

【答案】AC

【詳解】A.甲物體開始運動時沿正向運動，乙物體開始運動時沿負(fù)向運動，A正確；

B.甲物體從0時刻在x=-5m位置開始運動，乙物體從IS時開始運動，開始運動的位置為X=Om,B錯誤：

圖線的斜率的絕對值表示速度大小，則甲物體在內(nèi)平均速率為唯=咨投曲

C.XT0~455=2.501/$

乙物體在內(nèi)平均速率為乙=早則甲物體在。?內(nèi)的平均速率比乙物體在內(nèi)的平

1?4sVm∕s=2m∕s4s1?4s

均速率大，C正確；

D.XT圖線的交點表示該時刻位置坐標(biāo)相同，即兩物體相遇，速度應(yīng)看圖線斜率，D錯誤。故選AC。

三、有關(guān)速度的運動學(xué)圖像

9.一輛小汽車A以40m∕s的速度行駛在長直高速公路上，突然發(fā)現(xiàn)正前方50m處另一輛小汽車B以20m∕s的

速度沿同方向勻速行駛。為了避免相撞，小汽車A緊急剎車。兩車的VT圖象如圖所示，A車前2s內(nèi)為直

線，2s?6s內(nèi)為曲線。圖示運動過程中，下列說法正確的是（）

A.在t=6s時兩車發(fā)生追尾B.兩車不會發(fā)生追尾現(xiàn)象

C.t=2s時兩車間距為30mD.兩車最近距離為Iom

【答案】B

【詳解】AB.由小汽車A的v-t圖像可知,0~6s時間內(nèi)小汽車A的位移SA滿足

SA<；x(40+30)x2m+；x(30+20)x4m=17Om小汽車B的位移大小為SB=20x6=12Om故t=6s時，兩汽車

的最近距離d滿足d=50m+SB-SA>0因此不會發(fā)生追尾現(xiàn)象，故A錯誤，B正確；

C.t=2s時，兩車的間距為十=50m+20χ2m-Jχ(40+30)χ2m=20m故C錯誤；

D.兩車最近距離為t=6s時，由于不知道小汽車A在后續(xù)的具體運動情況，題中所給條件不足，無法求出，

故D錯誤。故選B。

10.質(zhì)量為W的物體從坐標(biāo)原點O出發(fā)在Xoy平面內(nèi)運動，在X軸和N軸的VT圖線分別如圖甲、乙所示,

甲

B.物體在平面內(nèi)所受合外力為竽

A.物體在平面內(nèi)做勻變速直線運動

D.物體經(jīng)過%的位移大小為亭%。

C.物體在時的速度大小為2%

【答案】D

【詳解】A.由甲圖可知物體在X軸方向上做勻速直線運動，在V軸方向上做初速度為零勻加速直線運動，

故物體是做類平拋運動，是勻變速曲線運動。故A錯誤；

B.由乙圖可知，物體的加速度大小為。=當(dāng)=包故根據(jù)牛頓第二定律可得，物體所受合外力為尸絲1

△/t0I0

故B錯誤;

C.由甲圖和乙圖可知，物體在J時的速度大小為V=Jv；+v；=J“故C錯誤;

D.根據(jù)平拋運動的特點，物體經(jīng)過的位移大小為S=JX[+1=M)2+(爭=?L故D正確。

故選D。

11.藍(lán)牙耳機(jī)是將藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用在免持耳機(jī)上，讓使用者可以免除電線的牽絆。但藍(lán)牙耳機(jī)與手機(jī)等設(shè)備

實現(xiàn)無線連接需要在一定距離范圍內(nèi)。已知某藍(lán)牙耳機(jī)連接的最遠(yuǎn)距離為5m,小明和小紅兩位同學(xué)做了一

個有趣的實驗。小紅佩戴藍(lán)牙耳機(jī)，小明攜帶手機(jī)進(jìn)行檢測，如圖甲，f=0時兩名同學(xué)同時從起跑線，分

別沿兩條相距4m的平行直線跑道向同一方向運動，其VT圖像如圖乙，則在整個運動過程中，手機(jī)連接藍(lán)

牙耳機(jī)的總時間為()

【詳解】兩人同時同地出發(fā)，根據(jù)VT圖像可知，當(dāng)速度相同時，兩人第一次相距最遠(yuǎn)，圖像面積表示位

移，所以沿運動方向?x∣=gx(4-2)χ2m=2m此時兩人距離為Sl=[&；+d]=,2?+4?m=2括m<5m所以此

時不會斷開連接；假設(shè)經(jīng)過時間f'恰好斷開連接，則沿運動方向Ax?=2t'-gx(l+4)x3+lx(f'-3)]m此時兩

22

人距離為s2=-J?Xj+√=?^?xj+4m=5m聯(lián)立解得t'=7.5s故選C。

12.隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鄉(xiāng)村公路等級越來越高，但汽車超速問題也日益凸顯，為此，一些特殊路段都設(shè)立了

各式減速帶?，F(xiàn)有一輛汽車發(fā)現(xiàn)前方有減速帶，開始減速，減至某一速度，開始勻速運動，勻速通過減速

帶，然后再加速到原來速度。上述過程中汽車行駛的VY圖像如圖所示，由圖像可知()

A.。?2s內(nèi)汽車做加速度逐漸減小的變減速直線運動

B.0~2s內(nèi)汽車的位移等于12m

C.汽車勻速運動的位移等于4m

D.0?2s內(nèi)與4?5s內(nèi)汽車的平均加速度大小相等

【答案】AC

【詳解】A.H圖像上各點切線的斜率表示汽車運動的加速度，。?2s內(nèi)圖線上各點切線的斜率逐漸減小，

則表示汽車的加速度逐漸減小，故A正確；

B.汽車在。?2s內(nèi)做勻減速直線運動從IOm/s減速到2m∕s時位移才等于12m,故B錯誤；

C.勻速運動的位移X=W=2χ2m=4m故C正確；

2_1n1A_O

D.0~2s內(nèi)汽車的平均加速度4=--—m∕s2=-4m∕s2,4~5$內(nèi)汽車的平均加速度萬2=--------m∕s2=8m∕s2

故D錯誤。故選AC。

四、有關(guān)位移、速度的其他運動學(xué)圖像

13.無人駕駛汽車車頭的激光雷達(dá)就像車輛的"鼻子"，隨時"嗅”著正前方135m范圍內(nèi)車輛和行人的"氣息”,

使汽車的制動反應(yīng)時間縮短為0.2s,如圖所示為某次在測試場地進(jìn)行制動測試時獲得的一部分圖像C為汽

車的速度，X為位置坐標(biāo)）。關(guān)于該制動測試，下列說法正確的是（）

oV2∕（m2?s^2）

100、

"O-----------------飛一

A.制動加速度大小為20m/S?

B.最大安全速度是50m/s

C.以30m∕s的速度勻速行駛時，從“嗅"到前方行人"氣息”到停止需要3s

D.以40m∕s的速度勻速行駛時，從"嗅"到前方行人"氣息”到停止的距離為80m

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)位移速度公式得/=片一2"結(jié)合圖像斜率可知加速度大小為q=10m∕s2故A錯誤；

B.設(shè)最大安全速度為V.,從"嗅”到前方行人"氣息"到停止的距離為S=Mo+$解得%=50m∕s故B正確:

2a

C.以30m∕s的速度勻速行駛，從"嗅"到前方行人"氣息"到停止的時間為f=f0+-=3.2s故C錯誤；

a

D.以40m∕s的速度勻速行駛時，從"嗅"到前方行人"氣息”到停止的距離為s=%+二=88m故D錯誤。

2a

故選Bo

14.新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù)，

形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。為檢測新能源汽車的基本性能，某志愿者駕駛汽車以

36km/h的速度駛?cè)胨介L直試驗場，某時刻開始剎車，汽車做勻減速直線運動直到速度減為0,然后馬上

使汽車做勻加速直線運動直到恢復(fù)最初的速度。從開始剎車到恢復(fù)最初速度的過程中汽車位移與速度的關(guān)

系如圖所示，下列說法中正確的是（）

A.汽車加速過程中加速度的大小為5m∕s2

B.該過程中汽車的總位移為20m

C.該過程所用的總時間為8s

D.汽車剎車過程中加速度的大小為5m∕s2

【答案】D

【詳解】A.由圖知，汽車加速過程發(fā)生的位移x∕=20m,末速度v=36km∕h=10m∕s,由勻加速直線運動的規(guī)律

V21n2

3=2α,x∕汽車加速過程中加速度的大小a∣=-=-------m∕s2=2.5m∕s2,A錯誤；

2x∣2×20

B.汽車做勻減速直線運動的位移位=1Om,該過程中汽車的總位移X=X/+X2=2θm+IOm=30m,B錯誤；

?30

C.該過程所用的總時間∕=E=ms=6s,C錯誤；

22

D.汽車剎車過程中加速度大小a2==='9，m/s2=5m/s2,D正確。故選D。

2x22x10

15.作為“一帶一路"中老友誼標(biāo)志性工程的中老鐵路于2021年12月3日正式通車，昆明到萬象之間的距離

Y1

將縮短到】。個小時車程，為研究某越高鐵的某段直線運動過程，王同學(xué)繪制了如圖所示的尸7圖像，但

是沒有告知是處于加速還是減速狀態(tài)，則下列說法正確的是（）

B.該車的初速度為40m∕s

C.該車的加速度為大小為4m∕s2D.該車在前2秒的位移是96m

【答案】B

【詳解】ABC.由勻變速宜線運動規(guī)律x=%f+1∕可得等=%+1α可知之二圖像斜率表示如,與縱軸的

2rt2t2t

截距表示:4,Ill圖可得出%=言，；〃=-4解得%=40m∕s,4=-8mH所以該車處于減速狀態(tài)，初速度為

40m∕s,加速度大小為8m∕s2,故AC錯誤，B正確；

D.將%=40m∕s,.=-8m∕s2帶入位移公式可得χ=40f-4/則前2秒的位移x=64m故D錯誤。故選B。

16.為檢測某新能源動力車的剎車性能，現(xiàn)在平直公路上做剎車實驗，如圖所示是動力車開始剎車后位移

和時間的比值戶，之間的關(guān)系圖像，初前是直線，切后是雙曲線，若動力車開始剎車后做勻減速直線運動

直至靜止，下列說法正確的是（）

?/（m-s'1）

20√

7.5

0—Γ4-----------------'"S

A.動力車的初速度為20m∕sB.剎車過程持續(xù)的時間為5s

C.剎車過程動力車的加速度大小為4m∕s2D.從開始剎車時計時，經(jīng)過4s,動力車的位移為30m

【答案】AD

Iγ1

【詳解】A.由勻減速直線運動的位移公式X=+可得：=%+1必參考圖像可知初速度為20m∕s,A

正確；

B.由于剎車為勻減速運動，3后面圖線為雙曲線則說明4s時動力車已停止，土一圖像表示平均速度隨時間

的變化圖線，故剎車停止時的位移為x=4x7.5m=30m由X=苧°,可得，°=3s,B錯誤；

C.根據(jù)加速度的定義可得"=UF=w20m∕s)C錯誤；

O?

D.3s時動力車已停止，4s時的位移為30m,D正確。故選AD。

五、有關(guān)加速度的運動學(xué)圖像

17.P、Q兩物體從同一位置由靜止開始沿同一直線同向運動，a—圖像如圖所示，下列說法正確的是()

A.t=6s時，P、Q兩物體的速度之比為2：1

B.f=4s時，P、Q兩物體的速度之比為2：1

C.2~4s內(nèi)，Q的位移大小為48m

D.4~6s內(nèi)，Q的位移大小為64m

【答案】D

【詳解】A.a—圖像中圖線與時間軸所圍面積表示速度變化量Av,由于初速度為零，所以V=Av

—×4×164

得f=6s時，P、Q兩物體的速度之比"=T2------------=W故A錯誤；

VQi×(4+6)×85

I—×2×8]

B.∕=4s時，P、Q兩物體的速度之比々=產(chǎn)-------=鼻故B錯誤；

vQ→(2+4)×83

C.∕=2s時，Q的速度M=gx2χ8m∕s=8m∕s,2~4s內(nèi)Q的位移Xl=Ml4∣+gα(A∕∣)2=32m故C錯誤；

D.2-6s內(nèi)Q的位移々=WM)2=961?故4~6$內(nèi)。的位移X=X2-七=64m故D正確。故選D。

18.甲、乙兩質(zhì)點從同一地點沿同一條直線由靜止開始同時向同一方向做加速運動，它們的加速度“隨時

間r變化的關(guān)系圖像(α-√圖像)如圖所示。在0~4時間內(nèi)，兩質(zhì)點間的速度差()

A.不斷增大B.不斷減小

C.先增大后減小D.先減小后增大

【答案】C

【詳解】由圖像可知，甲做勻加速運動，乙做加速度越來越大的變加速運動，乙的加速度比甲小時，甲、

乙兩質(zhì)點的速度差不斷增大；乙的加速度比甲大時，甲、乙兩質(zhì)點的速度差不斷減小，直到力時刻，兩質(zhì)點

的速度大小相等，均為旬4。故選C。

19.質(zhì)量均為加的物體甲和乙，從靜止開始做加速直線運動的和GX關(guān)系圖象分別如圖1、2所示。分

A.甲、乙的運動性質(zhì)相同，加速度隨時間都均勻增大

B.甲、乙都做勻變速直線運動

C.《時刻甲的動能為”

8

D.乙運動到占處的速度為

【答案】C

【詳解