直线运动规律和运动图象(限时:40分钟)一、单项选择题1.如图1所示,一个小球从地面竖直上抛.已知小球两次经过一个较低点A的时间间隔为TA,两次经过较高点B的时间间隔为TB,重力加速度为g,则A、B两点间的距离为()图1A.TA-TBg2B.T2A-T2Bg2C.T2A-T2Bg4D.T2A-T2Bg8答案D解析设小球上抛的最高点距A点的距离为hA,距B点的距离为hB,根据竖直上抛运动规律,hA=12g(TA2)2,hB=12g(TB2)2,A、B两点间的距离为hA-hB=T2A-T2Bg8,选项D正确.2.一步行者以6.0m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公交车,在跑到距汽车25m处时,绿灯亮了,汽车以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进,则()A.人能追上公共汽车,追赶过程中人跑了36mB.人不能追上公共汽车,人、车最近距离为7mC.人能追上公共汽车,追上车前人共跑了43mD.人不能追上公共汽车,且车开动后,人车距离越来越远答案B解析在人跑到距汽车25m处时,绿灯亮了,汽车以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进,当汽车加速到6.0m/s时二者相距最近.汽车加速到6.0m/s所用时间t=6s,人运动距离为6×6m=36m,汽车运动距离为62×6m=18m,二者最近距离为18m+25m-36m=7m,人不能追上公共汽车,选项A、C错误,B正确.车开动后,人车距离先减小后越来越远,选项D错误.3.质点做直线运动时的加速度随时间变化的关系如图2所示,该图线的斜率为k,图中斜线部分面积为S,下列说法正确的是()图2A.斜率k表示速度变化的快慢B.斜率k表示速度变化的大小C.面积S表示t1~t2的过程中质点速度的变化量D.面积S表示t1~t2的过程中质点的位移答案C解析斜率k表示加速度变化的快慢,选项A、B错误;面积S表示t1~t2的过程中质点速度的变化量,选项C正确,D错误.4.设物体运动的加速度为a,速度为v,位移为x,现有四个不同物体的运动图象如图所示,t=0时刻物体的速度均为零,则其中物体做单向直线运动的图象是()答案C解析由位移-时间图象可知,位移随时间先增大后减小,2s后反向运动,不是单向直线运动,故A错误;由速度-时间图象可知,物体在0~2s内沿正方向运动,2s~4s内沿负方向运动,方向改变,故B错误;由图象C可知:物体在0~2s内做匀加速运动,2s~4s内做匀减速运动,4s末速度减为0,然后重复前面的过程,是单向直线运动,故C正确;由图象D可知:物体在第1s内做匀加速运动,1s~2s内做匀减速运动,2s末速度减为0,第3s内沿反方向运动,不是单向直线运动,故D错误,故选C.5.某运动员做跳伞运动,打开伞前可视为自由落体运动,伞打开后先做减速运动,最后做匀速运动,取竖直向下为正方向.在整个运动过程中,运动员的速度v、加速度a随时间t变化的图象符合事实的是()答案B解析根据题述,打开伞前可视为自由落体运动,加速度恒定,速度图象为倾斜直线.伞打开后先做减速运动,加速度为负值,最后做匀速运动,选项B正确.6.从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的v-t图象如图3所示.在0~t0时间内,下列说法中正确的是()图3A.Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小B.Ⅰ物体的加速度不断增大,Ⅱ物体的加速度不断减小C.Ⅰ、Ⅱ两个物体在t1时刻相遇D.Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是v1+v22答案A解析v-t图象的斜率表示加速度,故两物体运动的加速度都在不断变小,合力不断变小,A正确,B错误;v-t图象与时间轴所围的面积表示位移,0到t1时间内Ⅱ物体运动的位移大,故不可能相遇,C错误;如果两物体做匀变速直线运动,则平均速度大小都是v1+v22,由图象可知,Ⅱ物体运动的位移小于匀减速直线运动的位移,故平均速度小于v1+v22,Ⅰ物体运动的位移大于匀加速直线运动的位移,故平均速度大于v1+v22,D错误.7.质量为1kg的物块在水平拉力的作用下,以一定的初速度沿水平面滑行,利用速度传感器在计算机屏幕上得到其速度随时间的变化关系如图4所示,则物块()图4A.0~1s内的平均速度为2m/sB.0~1s内加速度的数值是1s~3s内加速度数值的6倍C.0~3s内的位移为4mD.所受合力在0~3s做的功为32J答案B解析由匀变速直线运动平均速度公式v=v0+vt2可知,物块在0~1s内的平均速度为3m/s,A错误;由图象的斜率可知,物块在0~1s内的加速度为a1=-6m/s2,在1s~3s内的加速度为a2=-1.0m/s2,则a1=6a2,B正确;由图象的面积可知,物块在0~3s内的位移为x=(12×1×6-12×2×2)m=1m,C错误;由动能定理可知,合力在0~3s内做的功为W=12×1×(22-62)J=-16J,D错误.8.伽利略曾利用对接斜面研究“力与运动”的关系.如图5,固定在水平地面上的倾角均为θ的两斜面,以光滑小圆弧相连接,左侧顶端有一小球,与两斜面的动摩擦因数均为μ.小球从左侧顶端滑到最低点的时间为t1,滑到右侧最高点的时间为t2.规定斜面连接处为参考平面,则小球在这个运动过程中速度的大小v、加速度的大小a、动能Ek及机械能E随时间t变化的关系图线正确的是()图5答案B解析由牛顿第二定律可知,小球在两斜面的运动都是匀变速直线运动,两阶段的加速度都恒定不变,小球在左侧斜面下滑时的加速度较小,因此,选项A错误,B正确;小球的动能与速率的二次方成正比,因此,动能与时间关系图象是曲线,C错误;由于小球在两斜面运动时的加速度大小不相等,因此,小球机械能与时间的关系图象不是连续曲线,D错误.二、多项选择题9.某人在t=0时刻,观察一个正在做匀加速直线运动的质点,现只测出了该质点在第3s内及第7s内的位移,则下列说法正确的是()A.不能求出任一时刻的瞬时速度B.能求出任一时刻的瞬时速度C.不能求出第3s末到第7s初这段时间内的位移D.能求出该质点的加速度答案BD解析测出了该质点在第3s内及第7s内的位移,可以得到运动的加速度a,可以得到2.5s末和6.5s末的瞬时速度.应用速度公式可以求出初速度,故可以求出任一时刻的瞬时速度,选项A错误,B、D正确;应用位移公式可以得到任意时间内的位移,选项C错误.10.在一大雾天,一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,刹车过程中刹车失灵.如图6所示a、b分别为小汽车和大卡车的v-t图象,以下说法正确的是()图6A.因刹车失灵前小汽车已减速,不会追尾B.在t=5s时追尾C.在t=3s时追尾D.若刹车不失灵不会追尾答案CD解析根据速度—时间图象与横轴所围面积等于位移可知,两车速度相等时(t=5s)小汽车相对于大卡车位移为35m,所以会追尾,选项A错误.在t=3s时小汽车相对于大卡车位移等于30m,发生追尾,选项C正确,B错误.若刹车不失灵,在t=2s时两车速度相等,小汽车相对于大卡车位移等于20m,小于开始时的30m距离,所以刹车不失灵不会追尾,选项D正确.11.某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时,其车速与时间的变化关系分别如图7中的①、②图线所示.由图可知,启用ABS后()图7A.t1时刻车速更小B.0~t1的时间内加速度更小C.加速度总是比不启用ABS时大D.刹车后前行的距离比不启用ABS短答案BD解析由题图可知,启用ABS后,t1时刻车速较大,选项A错误.0~t1的时间内加速度更小,选项B正确.启用ABS后t1~t2的时间内加速度较大,而0~t1的时间内加速度较小,选项C错误.启用ABS后,刹车后前行的距离比不启用ABS短,选项D正确.12.我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验,曾于2012年6月27日以7062m的深度创造了作用内载人潜水器新的世界纪录,这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界.假设在某次试验时,深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10min内全过程的深度曲线(如图8甲)和速度图象(如图乙),则关于此次下潜全过程,下列说法正确的是()图8A.由图可知,此次下潜在最深处停留了2minB.全过程中最大加速度的大小是0.025m/s2C.整个潜水器在8min~10min时间内机械能守恒D.潜水员在3min~4min和6min~8min的时间内均处于超重状态答案AD解析由题图知,0~1min潜水器向下加速,处于失重状态,加速度大小a1=130m/s2,1min~3min向下匀速运动,3min~4min向下减速,处于超重状态,加速度大小a2=130m/s2,4min~6min速度为0,处于静止状态,6min~8min向上加速,处于超重状态,加速度大小a3=0.025m/s2,8min~10min向上减速,处于失重状态,加速度大小a4=0.025m/s2,综上,选项B、C错误,选项A、D正确.13.甲、乙两物体在同一地点同时开始做直线运动的v-t图象如图9所示.根据图象提供的信息可知()图9A.6s末乙追上甲B.在乙追上甲之前,甲、乙相距最远为10mC.8s末甲、乙两物体相遇,且离出发点有32mD.在0~4s内与4s~6s内甲的平均速度相等答案BC解析6s末甲停止,8s末乙追上甲,甲、乙两物体相遇,且离出发点有32m,选项A错误,C正确.在乙追上甲之前,5s末甲、乙相距最远,最远为10m,选项B正确.在0~4s内甲的平均速度大于4s~6s内甲的平均速度,选项D错误.【解题方法技巧2】比较排除法对于以上4、6、8、11、12、13几个题目,具有的相同之处就是都有几个不同的运动过程,都是以图象的方式来描述两个物理量间的关系.对于此类特点的题目我们可以逐个过程分析,采用“比较排除法”来分析.这种方法要在读懂题意的基础上,根据题目的要求,先将明显的错误或不合理的备选答案一个一个地排除掉,最后只剩下正确的答案.如果选项是完全肯定或否定的判断,可通过举反例的方式排除;如果选项中有相互矛盾或者是相互排斥的选项,则两个选项中可能有一种说法是正确的,当然,也可能两者都错,但绝不可能两者都正确.注意有的题目要求选出错误的选项,那就要排除正确的选项.