直线运动-2023年高考物理母题题源(全国通用)原卷版

专题01直线运动

考向一匀变速直线运动的规律及应用

【母题来源一】2022年高考全国甲卷

【母题题文】（2022•全国甲卷（15）长为/的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为％,要通过前方一

长为4的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v（v<%）。已知列车加速和减

速时加速度的大小分别为。和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率%所用时间至少为（）

v-vL+lv-vL+213（v-v）L+l3（v-v）L+21

A.o+B.o4-C.——Q------+--------D.——Q------+---------

2avav2avav

【母题来源二】2022年高考湖北卷

（2022•湖北・T6）我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里

程为1080km,W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通

列车的最高速度为108km/h,高铁列车的最高速度为324km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程

中，加速度大小均为0.5m/s2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车

时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（）

A.6小时25分钟B,6小时30分钟

C.6小时35分钟D.6小时40分钟

【命题意图】本类题通常主要考查位移、速度、平均速度、加速度等基本运动概念的理解及匀变速直线运动

的规律和应用。在特定情境中运用匀变速直线运动模型、公式、推论解决问题。

【考试方向】这类试题在考查题型上，通常基本以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中

以考查匀变速直线运动的规律及应用。以生产、生活实际为背景的匀变速直线运动规律的应用尝试用能将

运动学知识运用到生活中，如体育运动、行车安全、追及和相遇问题尝试用能将运动学知识运用到生活中，

如体育运动、行车安全、追及和相遇问题。

【得分要点】求解这类问题的基本思路与方法有：

1.基本思路

画过程示意图1-1判断运动性质］一|选取正方向］-I选用公式列方程IT解方程并加以讨论

2.正方向的选定

无论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动，通常以初速度%的方向为正方向；当%=0时，一般以加速

度。的方向为正方向.速度、加速度、位移的方向与正方向相同时取正，相反时取负.

3.解决匀变速运动的常用方法

(1)逆向思维法：

对于末速度为零的匀减速运动，采用逆向思维法，可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动.

(2)图像法：借助v-f图像(斜率、面积)分析运动过程.

4.两种匀减速直线运动的比较

1.刹车类问题

(1)其特点为匀减速到速度为零后停止运动，加速度a突然消失.

(2)求解时要注意确定实际运动时间.

(3)如果问题涉及最后阶段(到停止)的运动，可把该阶段看成反向的初速度为零的匀加速直线运动.

2.双向可逆类问题

(1)示例：如沿光滑固定斜面上滑的小球，到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑，全过程加速度大小、方

向均不变.

(2)注意：求解时可分过程列式也可对全过程列式，但必须注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义.

5.匀变速直线运动的常用推论

(1)平均速度公式：做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间内初、末时刻速度矢量

和的一半，还等于中间时刻的瞬时速度.即：不二中二］.此公式可以求某时刻的瞬时速度.

2

(2)位移差公式：连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等.

即：^x=x2—xt—x3—x2=...—xn—xn_t—aT2.

不相邻相等的时间间隔T内的位移差与一七=(〃?一")“72,此公式可以求加速度.

2.初速度为零的匀加速直线运动的四个重要比例式

(1)7末、27末、37末、…、仃末的瞬时速度之比为。□为□匕□…□乙=1口2口3口…口〃.

(2)前T内、前27内、前3T内....前“T内的位移之比为入口々口工3口…13匕=1口4口9口…口”2.

(3)第1个T内、第2个7内、第3个T内、…、第〃个T内的位移之比为％%”口□…％=1口3口5口…口(2〃

—1)-

⑷从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为，1口4口4□…口,"=1□(也一1)口(/一也)口…口(5一

、”一］)

考向二运动图像的理解及应用

I图题呈现

【母题来源三】2022年高考河北卷

【母题题文】(2022•河北高考真题)1.科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程

测试中，速度V与时间，的关系图像如图所示。由图像可知（)

B.0~《时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等

C.，，~1时间内，训练后运动员的平均速度小

D.1时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动

【命题意图】本类题通常主要考查对位移、路程、速度、速率、平均速度、时间、时刻、加速度等基本

运动概念的理解与图象的应用。

【考试方向】这类试题在考查题型上，通常基本以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中

以考查识图、读图的能力，难度一般不大；在考查内容上一般以XY图象、VT图象的形式出现，少数情况下

会出现所图象、XW图象等不常见的运动图象，着重考查对基本概念和基本规律的理解与应用，以及读.图、

识图、画图、用图的能力。

【得分要点】在中学教材中出现了XY图象、VY图象两种运动图象，因此要对这两种运动图象有深刻的

理解：

1.处理图像问题的基本思路

2.运动学图像的理解

（1）x-r图象和v-t图象都是对物体运动的一种描述，分别反映了做直线运动时的物体的位移（位置）

x和速度v随时间r变化的关系，并不表示物体的运动轨迹；

（2）通过XT图象可以知道某时刻运动物体的位置，以及在这一位置的运动情况，通过回图象可以知

道某时刻运动物体的速度，以及在这一时刻的运动情况；

（3）在XY图象中，若图线为平行于时间轴的直线，则表示物体处于静止状态，若图线为倾斜直线，则

表示物体做匀速直线运动，直线的斜率表示了物体的运动速度，若图线为曲线，则表示物体做变速直线运

动，曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻L的运动速度；

（4）在y图象中，若图线为平行于时间轴的直线，则表示物体做匀速直线运动，若图线为倾斜直线，

则表示物体做匀变速直线运动，直线的斜率表示了物体的运动的加速度，若图线为曲线，则表示物体做变加

速直线运动，曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻运动的加速度。

（5）几种特殊、相同形状的x-r图象与v-f图象的比较。

XY图象区v-t图象

①表示从参考点开始的匀速直线运动（斜率表示速①表示初速为零的匀加速直线运动（斜率表示加速

度丫）度a）

②表示物体处于静止状态②表示物体做匀速直线运动

③表示物体向与规定的正方向相反的方向做匀速

③表示物体做匀减速直线运动

直线运动

④交点横坐标表示三个运动质点相遇的时刻，纵坐

④交点表示三个运动质点速度相同的时刻

标表示三个运动质点相遇时相对参考点的位移

⑤人时刻物体的速度为匕，图线下方的面积表示物

⑤4时刻物体相对参考点的位移为X,

体在0（时间内的位移

纵截距表示初始位置纵截距表示初速度

横截距表示回到参考点的时刻横截距表示速度为零的时刻

（6）常见直线运动的运动图象的比较。

XY图象图象a-f图象

a

昌1…

匀速直线运动1•t

C

V=常数a=0

:

匀加速直线运动

:v=v+at二

（%>0,a>0）

物线1

a=常数

匀减速直线运动

v=v+at

（v>0,a<0）

0=

a=常数

①图线（或点的切线）的斜率表示加速度；

图线与时间轴所围

图线（或点的切线）②图线与时间轴所围的面积表示位移，图

备注的面积表示速度变

的斜率表示速度。线分布在时间轴的上方，面积为正值，图

化量。

线分布在时间轴的下方，面积为负值。

需要强调的是：在分析物理图象时，图象中的斜率、截距、图线与轴所围面积等，往往都是描述和解决

物理问题的重要手段。

考向三运动图像与动力学及功'功率的综合问题

图题呈现

【母题来源四】2022年高考广东卷

【母题题文】3.图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的"点由静止自由滑下，经过水平

NP段后飞入空中，在。点落地。不计运动员经过N点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力。下列能表

示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间/变化的图像是（）

VV

()

O

【命题意图】本类题通常主要结合运动图像考查及对牛顿第二定律、直线运动规律、功、功率等物理概

念与规律的理解与综合应用。

【考试方向】这类试题在考查题型上，通常基本以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中

以考查识图、读图的能力，难度中等或较难；在考查内容上一般以VY、a-八X”图象的形式出现，，着重考

查对基本概念和基本规律的理解与应用，以及读-图、识图、画图、用图的能力。

【得分要点】运用数形结合的方法求解。同时关注运动图象有深刻的理解:

(-)读图六点关注

1.坐标轴

弄清两个坐标轴表示的物理量。注意坐标原点是否从零开始；注意纵轴物理量为矢量情况时，横轴以上

表示此物理量为正，横轴以下表示此物理量为负。

2.图线形状

注意观察图像形状是直线、曲线还是折线等，从而弄清图像所反映的两个物理量之间的关系，明确图像

反映的物理意义。

3.斜率的意义

图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率，大小等于两个物理量增量的比值。

(1)x-/图像中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速

度。v-r图像中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度。

(2)W-/图像的斜率表示外力的大小。

(3)0-x图像的斜率表示电场强度的大小。

(4)图像的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小。

4.面积的意义

图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往往表示纵、横坐标所表示的物理量的乘•积的

物理意义。

(1)v-t图像与/轴所围面积表示这段时间内质点的位移。

(2)a-f图像与f轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化。

(3)F-x图像与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功。

(4)E-x图像与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差。

(5)i-t图像与，轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量。

5.交点、拐点的意义

(1)图线与坐标轴的交点坐标的含义与图像有关，如xY图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置，

而v-r图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度。

(2)拐点表示图像的斜率大小或方向发生突变。

(3)同一坐标系中不同图像的交点表示具有相同的物理量，如x-t图线交点表示此刻相遇(在同一位

置)，VY图线的交点表示此刻物体速度相同。

6.坐标单位和数量级

在识图和用图时，一定要看清坐标轴的单位和数量级，如m、cm、xlO-3m等。

(二)突破三类题型

1.图像选择类

(1)依据某一物理过程，设计某一物理量随时间(或位移、高度、速度等)变化的几个图像或此物理

过程中某几个物理量随某一量的变化图像，从中判断其正误。

(2)解决该类问题一般依据物理过程，运用对应规律，确定某物理量的变化情况，从而判断选项的正

确与否•

2.图像规律类

(1)该类问题一般由某一图像提出几个结论，通过分析、判断或简单计算确定结论的正误。

(2)解决该类问题应对图像描述的物理过程，运用该过程遵循的规律做出判断。特别对非常规图像，

一般由遵循的规律推导出相.应的函数表达式，进一步确定截距、交点、斜率、面积等的意义，从而对结论做

出判断。

3.图像信息类

(1)一般在解答题中，对某一物理情景给出某一物理量的具体变化图像，由图像提取相关信息从而对

问题做出分析解答。

(2)解决此类问题时要根据物理情景中遵循的规律，由图像提取信息和有关数据，根据对应的规律公式对

问题做出正确的解答。

⑶题题愿叫除

1.（2022•广东省高三（下）一模）如图，一名小朋友用力沿着箭头方向将推拉门的一扇门从贴近右门框的

地方拉到图示位置后放手，这扇门与左右门框各撞击一次后，又几乎回到了图示位置。则从小朋友拉门开始

到最终门停止，这扇门运动的V」图像符合实际的是（）

国用

2.（2022•福建省龙岩市高三（下）一模）蹦床运动员朱雪莹在东京奥运会夺冠一跳如图所示。某段过程中,

她从某高度由静止下落，与网接触后，竖直向上弹离，不计空气阻力，运动员从离开网到运动至最高点，以

下图像可能正确的是（）

3.（2022•青海•海东市第一中学二模）中国跳水“梦之队”在东京奥运会上荣获7金5银12枚奖牌。某同学

将一小球（可看成质点）从平台边缘竖直向上抛出来模拟运动员的跳水运动，从小球抛出时开始计时，若

小球的速度与时间关系的图像如图所示，不计空气阻力。则下列说法正确的是（）

v/fms1)

：L7U

u1/0.41.22.0/7s

A.小球在1.2s时到达最高点

B.小球在水中最深处时加速度最大

C.跳台与水面的高度差是2.4m

D.小球潜入水中的深度为3.2m

4.（2022•山西•怀仁市第一中学校模拟预测）北京冬奥会滑雪训练场上有一段斜坡滑道，滑雪运动员沿滑

道下滑可看作匀加速直线运动。一次训练时，某运动员从滑道上的。点由静止出发匀加速下滑，途径力、

B、C三点,测得N8间距为％,运动时间为夕8c间距为运动时间为缶根据以上所测数据

（）

A.无法求得W的距离

B.无法求得运动员的加速度

C.可以求得运动员经过4点时的速度

L+L

D.求得运动员经过8点的速度为7R

I2

5.（2022•上海交大附中模拟预测）两质点从同一地点开始沿直线运动，图中①、②分别为两质点的v图

线，则两质点相距最远的时刻在（）

C.片3sD.片4s

6.（2022・上海松江•二模）如图，初速度为零的某质点加速度随时间的变化图像。以下关于它在07时间

4

内相应时刻的说法正确的是（）

f2时刻动能最大

C.f时刻位移为零D.（、q时刻的速度方向相反

4

7.（2022•陕西•西乡县第一中学模拟预测）随着新能源轿车的普及，人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越

高。加速度对时间的变化率物理学中称之为“加加速度”，通常用符号'了'表示，如果/值过大，会形成冲击

力，影响乘客乘坐的舒适性。对汽车来说，人体可以承受的/值通常在0.4-1.0之间。如图为某国产新能

源轿车，测得其启动后。与时间f的变化关系为a=3-0.5f,则（）

A.国际单位制中“加加速度”的单位应是m/s2

B./为0的运动一定是匀速直线运动

C.该汽车启动后做匀变速直线运动

D.该汽车启动后）的值大小为0.5

8.（2022•湖北省罗田县第一中学模拟预测）2020年初，新冠肺炎疫情暴发，为了控制疫情的传播，各地

采取了严格的管控措施。一辆运送防疫物资的货车（可视为质点）以54km/h的速度在平直公路上匀速行

驶，司机发现前方60m有一防疫卡口后立即刹车减速，货车刹车后做匀减速运动并恰好停在卡口处。经

45s检查完毕，司机启动车辆以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，货车加速54km/h后继续做匀速直线

运动。若未遇到这一卡口，货车可节省的时间为（）

A.7sB.52sC.56.9sD.59s

9.（2022•河南•濮阳一高模拟预测）一个质点做初速度为零的直线运动，其位移一速度（x＞关系图像如

图所示，图像为抛物线，则质点从静止开始运动后，第1s末的速度大小为（）

v/(ms')

戊m/sC.1.5m/sD.2m/s

、10.（2022•海南海口•模拟预测）2021年7月28日，在东京奥运会男子双人跳板决赛中，中国选手谢思

埸、王宗源获得冠军。如图1所示是他们踏板起跳的精彩瞬间，从离开跳板开始计时，跳水过程中运动员

重心的u图像如图2所示，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是（）

图1图2

A.运动员在入水前做的是自由落体运动

B.运动员在/=2s时已浮出水面

C.运动员在水中的加速度逐渐增大

D.运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为3m

11.（2022•湖南•长郡中学二模）甲、乙两名运动员同时从泳池的两端出发，在泳池里训练，甲、乙的速度

—时间图像分别如图（。）、（6）所示，不计转向的时间，两人的运动均可视为质点的直线运动。则

()

v/(ms')nv/(ms"')

1.25

1.0

00J—

20!4060：5075//s

25II

-1.0

-1.25

(a)(b)

A.两人第一次相遇时处于泳池的正中间处

B.两人前两次相遇的时间间隔为20s

C.50