专题02 直线运动-2021年高考物理真题与模拟题分类训练(教师版含解析)

1．(2021·广东高考真题）赛龙舟是端午节的传统活动。下列vt和st图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有( ）

A．

B．

C．

D．

【答案】BD

【解析】A．此图是速度图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并齐，故A错误；B．此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围C．成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故B正确；此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C错误；D．此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故D正确。故选BD。

2．(2021·湖南高考真题）物体的运动状态可用位置x和动量p描述，称为相，对应px图像中的一个点。物体运动状态的变化可用px图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度

为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是( ）

A． B．C．

D．

【答案】D

【解析】质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有v22ax，而动量为pmv，联立可得

ppm2axm2ax，动量关于x为幂函数，且x0，故正确的相轨迹图像为D。故选D。

3．(2021·河北高考真题）铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以100m/s的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面MN所用时间为t1；图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为t2，O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2m，重力加

2速度取g10m/s，则t1:t2为( ）

12

A．100∶1 【答案】C

B．1∶100 C．1∶200 D．200∶1

【解析】铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即xvt1，解得t1xv0.2s，铯原子做竖直100上抛运动，抛至最高点用时

1t2t28x80.20.4s，，逆过程可视为自由落体，即xg(2)，解得t2222g100.2则t11001，故选C。 t20.4200

1．(2021·安徽淮北市·高三一模）图示为某物体做直线运动的速度v随时间t变化的图像，则物体( ）

A．加速度一直不变 B．2s末和6s末速度相同 C．0~ 8s内一直做匀减速直线运动 D．0~ 8s内，8s末离出发点最远 【答案】A

【解析】A．0~ 8s内图线的斜率不变，即加速度一直不变，故A正确；B．2s末速度方向为正，6s末速度方向为负，速度不相同，故B错误；CD．0~ 4s内做正方向的匀减速直线运动，4~ 8s内做负方向的匀加速直线运动，所以4s末离出发点最远，故CD错误。故选A。

2．(2021·全国高二）在某次检测国产某品牌汽车的刹车性能时，通过传感器发现踩下刹车后，汽车的位移与时间的关系满足x30t5t2，则关于该次测试，下列说法正确的是( ） A．汽车4s内的位移是40m B．汽车的加速度是﹣5m/s2 C．汽车的初速度是20m/s D．汽车刹车2s后的速度是10m/s 【答案】D 【解析】

A．根据位移与时间的关系与匀变速直线运动位移公式xv0t12at，对比x30t5t2，可得v030m/s，2v02t3s， ，汽车做匀减速直线运动，汽车速度变为零所需时间为则3s末汽车已经停止，a10m/s1a2v0所以t=4s时汽车位移为x145m，A错误；BC. 根据位移与时间的关系与匀变速直线运动位移公式

2a1xv0tat2，对比x30t5t2，可得v030m/s，a10m/s2，由分析得v030m/s，a10m/s2，

2BC错误；D.汽车刹车2s后的速度为v1v0at210m/s，D正确。故选D。

3．(2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高三其他模拟）公路上行驶的甲乙两辆汽车的位移—时间图像，如图中直线a和曲线b所示，t时刻直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是( ）

A．甲车做匀变速直线运动 B．乙车做曲线运动

C．t时刻，甲乙两车速度相等 D．前t秒内，甲乙两车的位移相等 【答案】C

【解析】AB．位移-时间图像中，斜率代表速度，由图可知直线a的斜率不变，则甲车做匀速直线运动。直线b的斜率一直在减小，且速度方向不变，则乙车做减速直线运动。故AB错误；C．t时刻直线a和曲线b刚好相切，所以甲乙两车速度相等。故C正确；D．前t秒内，甲乙两车的初位置不同，末位置相同，所以位移不相等。故D错误。故选C。

4．(2021·江西抚州市·临川一中高三三模）高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离，总长为9.6m。某汽车以6m/s的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是紧急刹车，汽车恰好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.5s，则刹车的加速度大小为( ）

A．5m/s2 【答案】C

【解析】汽车速度为v06m/s，依题意，知汽车先匀速，后减速。根据匀变速运动的规律可得

2v0sv0(0.30.5)9.6m，解得刹车的加速度大小为a=3.75m/s2，故选C。

2aB．4m/s2 C．3.75m/s2 D．3.25m/s2

5．(2021·江西抚州市·临川一中高三三模）自由落体实验是物理学史上著名的实验之一，某同学在课余时间重现自由落体实验，他让小球从一近似光滑的斜面上的最高点由静止滚下，利用滴水计时的方法记录小球运动的时间。保持其他条件不变，依次增大斜面倾角，共做了五次实验(每变一次倾角记为一次实验），下列说法正确的是( ）

A．这五次实验滴水计时的时间可能越来越长 B．这五次实验小球运动的平均速率可能相等

C．伽得略通过对自由落体运动的研究，进行合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动

D．伽得略通过对研究小球在斜面上的运动，进行合理外推得出自由落体运动是匀变速直线运动 【答案】D

【解析】AB．保持其他条件不变，依次增大斜面倾角，则小球的加速度不断增大，下滑位移大小不变，则这五次实验滴水计时的时间越来越短，平均速率越来越大，故AB错误；CD．伽得略通过对研究小球在斜面上的运动，进行合理外推得出自由落体运动是匀变速直线运动，故C错误，D正确。故选D。

6．(2021·吉林长春市·东北师大附中高三其他模拟）伽利略在研究变速运动问题时，坚信自然界的规律是简洁明了的。他从这个信念出发，猜想自由落体也一定是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算“均匀”呢？他考虑了两种可能：第一种是在相等时间内速度的增量相等，第二种是在相等位移内速度的增量相等。下列哪个是第二种匀变速运动的v—t图像( ）

A． B．

C． D．

【答案】C

【解析】若是在相等位移内速度的增量相等，则相同的位移内速度一直增加，所需要的的时间越来越少，而速度变化量一样，因此加速度越来越大，斜率越来越大。故选C。

7．(2021·四川雅安市·高三三模）如图是某质点做直线运动的速度－时间图像，由图像可知( ）

A．在t=2s时该质点的速度方向发生了改变 B．在0~2s内该质点的平均速度大小为3m/s C．在2~4s内该质点的位移大小为24m D．在4~6s内该质点运动的加速度大小为3m/s2 【答案】D

【解析】A．由图可知，第2s末前后速度都为负值，所以在t=2s时，该质点的速度方向没有改变，选项A错误；B．在速度图像中，面积表示位移，在0～2s内横轴上方三角形面积与横轴下方三角形面积相等，所以在0～2s内该质点的位移是0，平均速度为0，选项B错误；C．在速度图像中，面积表示位移，在2～4s内该质点的位移大小是x(42)6m12m，选项C错误；D．在速度图像中，斜率表示加速度，在4～6s内该质点运动的加速度是av0(6)m/s23m/s2，选项D正确。故选D。 t648．(2021·内蒙古赤峰市）甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的v-t图像如图所示，t1为乙图线最低点的横坐标，t2为甲图线与乙图线交点的横坐标。关于两物体的运动，下列说法正确的是( ）

A．t1时刻乙物体的速度方向改变 B．t2时刻甲乙两物体相遇

C．0～t2时间内，甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度 D．0～t1时间内，乙物体的加速度始终大于甲物体的加速度 【答案】C

【解析】A．速度的正负表示方向，整个过程乙物体的速度方向始终为正，方向未改变，A错误；B．两物t2时刻甲的位移大于乙的位移，B错误；C．体从同一位置出发，故甲在前、乙在后，两物体未相遇，由vs，t0～t2时间内，C正确；D．v-t图线的斜率表示加速度，0～可知，甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度，t1时间内，有一个时刻乙图线的切线与甲平行，此刻甲、乙物体的加速度相等，故乙物体的加速度先大于甲物体的加速度，后小于甲物体的加速度，D错误。故选C。

9．(2021·湖南衡阳市八中高三其他模拟）某电动汽车沿平直公路启动、匀速和制动三个过程的速度变化情况，若汽车启动和制动的过程可以看成是匀变速直线运动，则下列说法正确的是( ） 时间s 0 2 4 6 8 10 12 14 16 速度m/s 0 12 24 27 27 27 27 20 0 A．汽车加速到6s开始匀速运动 B．加速阶段位移的大小为108米 C．5秒末汽车的速度大小一定为27m/s D．制动过程的加速度大小一定为10m/s2 【答案】C

v6m/s2，根据表中信息可知加速的末速度为27m/s，根据公tv式有vat，解得t4.5s，故A错误；B．加速阶段位移的大小为xt60.75m，故B错误；C．汽

2【解析】A．汽车加速时的加速度为a车加速到4.5s开始匀速运动，5秒末汽车的速度大小一定为27m/s。故C正确；D．制动过程的末速度为零，速度为零的时刻不一定是16s末，则速度从20m/s减至零所需时间不一定是2s，所以加速度不一定为10m/s2。故D错误。故选C。

10．(2021·广东广州市·华南师大附中高三三模）甲乙两汽车在路上行驶。在t0到tt1的时间内，它们的位移—时间图像如图所示。在这段时间内( ）

A．甲乙两汽车的平均速度大小相等 B．汽车甲的平均速度比汽车乙大 C．汽车甲加速运动，汽车乙减速运动 D．甲乙两汽车做曲线运动 【答案】A 【解析】AB．在0t1时间内甲、乙的位移大小相等，由vs，可知，甲乙两汽车的平均速度大小相等，tA正确，B错误；C．图线的斜率表示速度，故甲、乙均做减速运动，C错误；D．由图可知甲朝S轴正方向做直线运动，乙朝S轴负方向做直线运动，D错误。故选A。

11．(2021·广东广州市·华南师大附中高三三模）物体做匀变速直线运动，则( ） A．在相等的时间内位置变化相等 B．在相等的时间内速度变化相等 C．速度大小不断改变，方向一定不变 D．加速度只改变速度大小，不改变速度方向 【答案】B

【解析】A．对于匀变速直线运动，xv0t12at，可知在相等时间内的初速度不同，则位移不同，即位2△t，故应该是在相等时间内的速度改变始终相等，故B置变化不相同，故A错误；B．速度该变量△v=a·

正确；C．若加速度的方向与初速度方向相反，则物体速度的方向可能发生变化，如竖直上抛运动，故C错误；D．加速度既可以改变速度的大小，又可以改变 的方向，故D错误；故选B。

12．(2021·广西南宁市·南宁二中高三二模）近期特斯拉电动车刹车问题成为媒体热点，为检测某新能源动力车的刹车性能，如图所示是一次在平直公路上实验时，某新能源动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像，下列说法正确的是( ）

A．刹车过程经过6s时新能源动力车的位移为30m B．刹车过程新能源动力车的加速度大小为5m/s2 C．刹车过程持续的时间为10s D．新能源动力车的初速度为40m/s 【答案】B

2v0400【解析】A．刹车过程中6 s内的位移等于4 s内的位移，则xm40m，故A错误；B．根据

2a10v2v022ax，得图线斜率k140x1，可知，解得刹车过程中加速度的大小a5m/s2，2v2a2a400v020s4s，故C错误；D．由题图可知，新能源动力车的初速a5故B正确；C．刹车过程持续的时间t2度的平方v0400，则v020m/s，D错误；故选B。

13．(2021·山西太原市·高三二模）如图，平板车在拖拉机的牵引下沿水平道路匀速前进。某段时间内甲在水平蹦床上跳跃且上升的最大高度越来越大，而坐在车上的乙观察到甲始终沿竖直方向运动。将甲视为质点，不考虑空气阻力，下列判断正确的是( ）

A．乙观察到甲做匀变速曲线运动 B．甲与蹦床间的作用力始终沿竖直方向

C．每次与蹦床作用的过程中，蹦床对甲的冲量均为零 D．甲每次从离开到落回蹦床的时间均相同

【答案】B

【解析】A．由于甲和乙在水平方向上是相对静止的，并且题中说明坐在车上的乙观察到甲始终沿竖直方向运动，但是甲每次与蹦床相互作用的过程中，蹦床对甲的弹力为变力，故在此过程中甲受到的合力为变力，根据牛顿第二定律可知乙观察到甲不是做匀变速运动，故A错误；B．由于甲与床之间的作用力为弹力，垂直作用于接触面，坐在车上的乙观察到甲始终沿竖直方向运动，所以甲与蹦床间的作用力始终沿竖直方向，故B正确；C．蹦床对甲的冲量为IFt，由于每次与蹦床作用的过程中相互作用力F不为零，时间t不为零；故蹦床对甲的冲量不为零，故C错误；D．由题意有甲上升的高度越来越大，说明每次甲离开蹦床时的速度越来越大，根据vgt1，可知上升时间变大，下降时间也变大；故甲从离开蹦床至落灰蹦床的时间变长，故D错误。故选B。

14．(2021·江苏泰州市·泰州中学高三其他模拟）如图所示，下列四幅图是描述物体运动的速度时间关系图像，其中不可能发生的是( ）

A． B．

C． ．

【答案】C

【解析】ABD三个选项均是一个时刻对应一个瞬时速度，而C项一个时刻对应两个瞬时速度，则时间不可倒流，所以C是不可能发生的，故选C。

15．(2021·贵溪市实验中学高二期末）甲、乙两车在同一车道同向直线运动，运动中速度随时间变化的v-t图如图所示，运动中两车恰好没有发生碰撞，最终两车均停止，则( ）

A．t=0时，甲车在乙车前方9 处

B．t=0时，甲车在乙车后方8.4 处

C．当甲车刚停下时，乙车运动速度大小为1.2 /s D．当两车均停止时相距0.4 【答案】C

【解析】AB．由题意可知，辆车恰好未碰撞故在交点处，甲乙的距离为0，则在3秒时甲乙两个物体的位移只差为t=0时乙车在甲车前方的距离，有速度时间图像的面积表示位移可得x181239m，故2AB错误；C．由图可得k甲318312v185，k乙3，当甲停下时，时间为t3.6s，3.6s33a5此时乙的速度为v1233.61.2m/s，故C正确；D．当t=3s时辆车距离为0，故均停止的距离为图线相交后，图像与x 轴围成的面积为x11343.60.6m，故D错误。故选C。 216．(2021·西藏昌都市第一高级中学高三一模）一步行者以匀速运动跑去追赶被红灯阻停的公交车，在跑到距汽车36 m处时，绿灯亮了，汽车匀加速启动前进，其后两者的v–t图像如图所示，则下列说法正确的是( ）

A．人不能追上公共汽车，人、车最近距离为4 m B．人能追上公共汽车，追赶过程中人跑了32 m C．汽车开动16 s时人能追上公共汽车

D．人不能追上公共汽车，且车开动后，人车距离越来越远 【答案】A

【解析】ABC．由图可知，汽车的加速度a=1 m/s2，经过时间t=8 s两者速度相等，此时步行者的位移

x1vt64m，汽车的位移x212at32m，因为x1x232m<36m，故人不能追上汽车，人车最2近距离x(x2x0)x14m，A正确，BC错误；D．开始阶段，人的速度大于汽车的速度，人和车的距离在减小，当人的速度小于汽车的速度时，人和车的距离增大，D错误；故选A。

17．(2021·湖南益阳市箴言中学高三其他模拟）无人驾驶汽车作为汽车的前沿科技，目前尚在完善中，它车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方88m范围内车辆和行人的“气息”，制动反应时间为0.2s，比有人驾驶汽车平均快1秒。下图为在某次测试场地进行制动测试时获得的一部分图像(v为汽车的速度，x为位置坐标）。关于该无人驾驶汽车在该路段的制动测试中，下列说法正确的是( ）

A．制动加速度大小为10m/s2

B．以30m/s的速度匀速行驶时，从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要3s C．以30m/s的速度匀速行驶时，从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为51m D．最大安全速度是40m/s 【答案】ACD

v2【解析】A．根据位移速度公式得x，结合图像斜率得a10m/s2，A正确；B．以30m/s的速度

2a匀速行驶时，制动时间为tvB错误；C．3s，所以从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要tt0t3.2s，以

av2C正确；从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为svt030m/s的速度匀速行驶时，64551m，

2av2D．以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为svt088088m，D

2a正确。故选ACD。

18．(2021·新疆乌鲁木齐市·高三二模）甲、乙两车在同一条平直公路的不同车道上同向匀速行驶，当两车司机发现前方限速指示牌时，同时开始减速，在整个减速过程中两车的加速度大小随时间变化的a-t图像如图所示。t=4s时两车速度相等且并排行驶，则t=0时( ）

A．两车速度相等 B．两车速度不等 C．甲车在前，乙车在后 D．甲车在后，乙车在前 【答案】AD

【解析】AB．at图像围成的面积表示速度变化量，由图可知，两车的速度变化大小均为8m/s，两车末速度相同，故两车的初速度也相同，故A正确，B错误；CD．甲车做匀减速运动，乙车做加速度减小的减速运动，两车的初速度和末速度相同，故甲车的位移大于乙车，因此甲车在后，乙车在前，故C错误，D正确；故选AD。