2024年高考物理试题和模拟题专项训练：直线运动（教师卷）

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专题01直线运动

2024

高考真题

1.（2024浙江1月考题）2.杭州亚运会顺利举行，如图所示为运动会中的四个比赛场景。在下列研究中

可将运动员视为质点的是（）

甲：跳水乙：体操丙：百米比赛丁：攀岩

A.研究甲图运动员的入水动作

B.研究乙图运动员的空中转体姿态

C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度

D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作

【答案】C

【解析】A.研究甲图运动员的入水动作时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此

时运动员不能够看为质点，故A错误；

B.研究乙图运动员的空中转体姿态时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此时运

动员不能够看为质点，故B错误；

C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略,

此时运动员能够看为质点，故C正确；

D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，

此时运动员不能够看为质点，故D错误。

故选Co

2.（2024年辽宁卷考题）1.2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转

移轨道，火箭升空过程中，以下描述其状态的物理量属于矢量的是（）

A.质量B.速率C.动量D.动能

【答案】C

【解析】矢量是既有大小，又有方向的物理量，所以动量是矢量，而质量、速率、动能只有大小没有

方向，是标量。

故选Co

3.（2024年新课标考题）1.一质点做直线运动，下列描述其位移x或速度丫随时间大变化的图像中，

可能正确的是（）

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【答案】C

【解析】AB.物体做直线运动，位移与时间成函数关系，AB选项中一个时间对应2个以上的位移，故

不可能，故AB错误；CD.同理D选项中一个时间对应2个速度，只有C选项速度与时间是成函数关系，故

C正确，D错误。

故选Co

4.（2024年江西卷）3.某物体位置随时间的关系为矛=1+2%+3%则关于其速度与1s内的位移大小,

下列说法正确的是（）

A.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内的位移大小为6m

B.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，Is内的位移大小为6m

C.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，Is内的位移大小为5m

D.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，Is内的位移大小为5m

【答案】C

Av

【解析】根据速度的定义式v=—表明，速度等于位移与时间的比值。位移是物体在一段时间内从一

个位置到另一个位置的位置变化量，而时间是这段时间的长度。这个定义强调了速度不仅描述了物体运动

的快慢，还描述了物体运动的方向。因此，速度是刻画物体位置变化快慢的物理量。再根据物体位置随时

间的关系x=1+2什3〃，可知开始时物体的位置为=Im,Is时物体的位置为=6m,则1s内物体的位移

为△x=&-吊-5m

故选Co

5.（2024年河北卷考题）3.篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球

的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的V-/图像，如图所示。图像中a、氏c、d四点中对应

篮球位置最高的是（）

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A.a点B.b点、C.c点D.d点、

【答案】A

【解析】由图像可知，图像第四象限表示向下运动，速度为负值。当向下运动到速度最大时篮球与地

面接触，运动发生突变，速度方向变为向上并做匀减速运动。故第一次反弹后上升至a点，此时速度第一

次向上减为零，到达离地面最远的位置。故四个点中篮球位置最高的是a点。

故选A。

6.(2024年山东卷考题)3.如图所示，固定的光滑斜面上有一木板，其下端与斜面上/点距离为几

木板由静止释放，若木板长度心通过4点的时间间隔为△%;若木板长度为2/,通过/点的时间间隔为

42.42:A%为()

A.(V3-1):(V2-1)B.(V3-V2):(V2-1)C.(73+1):(V2+1)D.(6+后)：(0+l)

【答案】A

【解析】木板在斜面上运动时，木板的加速度不变，设加速度为。，木板从静止释放到下端到达/点的

_1,

过程，根据运动学公式有1=耳而；

木板从静止释放到上端到达/点的过程，当木板长度为工时，有2£=万4片

当木板长度为21时，有3L=-atf又MH，^t2=t2-t0

联立解得Ar2：Ar1=(V3-l)：(V2-l)

故选Ao

7.(2024年湖南卷考题)10.如图，光滑水平面内建立直角坐标系k46两小球同时从。点出发,

月球速度大小为Vj,方向沿x轴正方向，6球速度大小为唳=2m/s、方向与x轴正方向夹角为P。坐标系第

一象限中有一个挡板乙与x轴夹角为。。6球与挡板/发生碰撞，碰后6球速度大小变为lm/s,碰撞前后

6球的速度方向与挡板/法线的夹角相同，且分别位于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若/、斤两小

球能相遇，下列说法正确的是()

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A.若。=15。，则%的最大值为鬲/s,且。=15。

B.若6=15。,贝Ub的最大值为g©n/s,且a=0。

C.若6=30。，则匕的最大值为gem/s,且tz=0。

D.若6=30。，则上的最大值为&m/s,且々=15。

【答案】AC

【解析】由于水平面光滑，则两小球均做匀速直线运动，若/、6两小球能相遇，则绘出运动轨迹图如

下图

匕］？(。+/2)匕

则根据正弦定理有.「窿。c-—

sin(2a+〃)sin6(sinI180-(2a+20)1

AB.若夕=15。，带入数据上=2m/s,v2'=Im/s,解得当&=15。，七取得最大值为在n/s,故A正确、

B错误；CD.若6=30。，带入数据嗫=2m/s,v2'=Im/s,解得当a=0。，匕取得最大值为,故C

正确、D错误。

故选ACo

8.(2024全国甲卷)11.为抢救病人，一辆救护车紧急出发，鸣着笛沿水平直路从，=0时由静止开始

做匀加速运动，加速度大小a=2m/s2,在。=10s时停止加速开始做匀速运动，之后某时刻救护车停止鸣

笛，马=4人时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速%=340m/s,求:

(1)救护车匀速运动时的速度大小；

(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。

【答案】(1)20m/s；(2)680m

【解析】(1)根据匀变速运动速度公式v=M

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可得救护车匀速运动时的速度大小v=2xl0m/s=20m/s

1,

（2）救护车加速运动过程中的位移X]=—at~=100m

(%—%)20+100

+%3

设在与时刻停止鸣笛，根据题意可得2

%

停止鸣笛时救护车距出发处的距离x=xl+(t3_/Jxv

代入数据联立解得x=680m

2024

高考模拟题

一、单选题

1.（2023•河北张家口•一模）2023年1月16日时速600公里的常导磁悬浮列车亮相《奇妙中国》,

传说中的贴地飞行梦想成真，如图所示为常导磁悬浮列车进站时的工―图像，进站过程可视为匀变速直线

t

运动。下列说法正确的是（）

A.常导磁悬浮列车在2时的速度为2

22

B.阴影部分的面积表示常导磁悬浮列车在0：1•时间内通过的位移

C.常导磁悬浮列车在t.时刻安全停靠到站台

2b

D.常导磁悬浮列车进站时的加速度大小为丁

【答案】D

【解析】ACD.常导磁悬浮列车进站过程可视为匀变速运动，根据运动学公式x=得：

土=%-34，可知图像的斜率为-£,纵截距为1,所以常导磁悬浮列车的加速度大小为a=1,初速度为

t22IQ

b,根据速度时间关系式V=%-勿，带入数据得在!■时的速度为0。所以常导磁悬浮列车在，时刻安全停靠

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到站台，故AC错误，D正确。B.g为0:1■时间内的平均速度，所以0：合时间内常导磁悬浮列车的位移

为驾,故B错误。

4

故选Do

2.（2024•辽宁沈阳•一模）春节假期，小华使用无人机进行航拍，一段时间内无人机在竖直方向上

运动，其位移-时间图像如图所示，取竖直向上为正方向，下列哪个时刻无人机处于最高点（）

A.%B.t2C.t3D.t4

【答案】B

【解析】根据位移时间图像可知4时刻无人机处于最高点。

故选B。

3.（24高三•山东济南•期末）2023年12月19日，甘肃省临夏州发生6.2级地震后，我国多型无人

机迅速驰援救灾现场，通过航空科技助力抢险救灾。某次运送救援物资时，救援人员控制无人机由静止开

始竖直向上做匀加速直线运动，达到一定速度后再做匀减速直线运动减速到零。已知无人机做匀加速运动

的时间为做匀减速直线运动时间的2倍，下列说法正确的是（）

A.无人机做匀加速直线运动的位移为做匀减速直线运动位移的夜倍

B.无人机做匀加速直线运动的位移为做匀减速直线运动位移的2倍

C.无人机做匀加速运动的加速度为做匀减速直线运动加速度的0倍

D.无人机做匀加速运动的加速度为做匀减速直线运动加速度的2倍

【答案】B

【解析】AB.根据匀变速直线运动规律，加速阶段和减速阶段的位移大小分别为

=0+v.q丫=v+0,z=区

力口2力口2，减2减2

因为，加=2/,则匀加速直线运动的位移与匀减速直线运动位移之比为x加：x减=2:1,故A错误，B正确;

CD.加速阶段和减速阶段的加速度大小分别为。加一=—,。减=|乙一=—

‘加'加I"减I,减

vV

匀加速运动的加速度与匀减速直线运动加速度之比为。加：。减=11=1：2

Z加”

故CD错误。

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故选B。

4.（2024.广东茂名•二模）如图所示为小明在竖直方向上练习蹦床运动的情景。若忽略空气阻力，用

X、八a、及t分别表示小明离开蹦床在空中运动的位移、速度、加速度、机械能和时间，下列图像正确的

是（）

【解析】A.根据题意，由对称性可知，小明上升的时间和下降的时间相等，取向上为正方向，根据匀

变速公式可得，小明运动的位移与时间的关系式为无=,则X—图像为开口向下的抛物线，故A错

误;

B.根据匀变速公式可得，小明运动的速度与时间的关系式为v=%-卬，贝卜-图像为向下倾斜的直线,

故B正确；

C.小明整个运动过程中，只受重力，加速度一直为重力加速度，不随时间变化，所以a-t图为一条与

t轴平行的直线，故C错误；

D.小明从离开蹦床后只受重力，机械能不变，所以£不会随时间变化，所以图为一条与大轴平行

的直线，故D错误。

故选B。

5.（2024•江西•模拟预测）一质点以某一速度沿直线做匀速运动，从f=0时刻开始做匀减速运动，

到f=l时刻速度减为零，然后又做反向的匀加速运动，减速阶段和加速阶段的加速度大小相等。在下列质

点的位移x与时间2的关系图像中（其中A图像为抛物线的一部分，D图像为圆的一部分），可能正确的图

像是（）

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【解析】匀变速直线运动的位移X与时间t的关系图像是抛物线，由于减速阶段和加速阶段的加速度

大小相等，第一个，。时间内的位移大小与第二个％时间内的位移大小相等，A正确，BCD错误;

故选Ao

6.（24高三•江苏•期末）利用如图所示的实验器材，不能完成的实验是（）

I皿I叫皿||叩III岬||||叫加叫州皿|||||加|网皿型||叫皿I叫

012345678910

A.验证牛顿第二定律B.研究自由落体运动规律

C.验证机械能守恒定律D.测量重力加速度的大小

【答案】A

【解析】A.由尸=〃?a知验证牛顿第二定律需要改变加速度，以上图片提供的实验装置加速度始终为重

力加速度，无法满足实验要求，A符合题意；

B.在研究自由落体运动规律实验中，必须满足物体只受到重力，需要打点计时器且测量物体的位移,

运动的时间，以上实验器材满足该实验，B不符合题意；

C.在验证机械能守恒定律实验中，关系式也〃=、干不需要测质量，但需要打点计时器且测量物体的

位移，运动的时间，求速度，以上实验器材满足该实验，C不符合题意；

D.在测量重力加速度的大小实验中，必须满足物体只受到重力，需要打点计时器且测量物体的位移,

运动的时间，以上实验器材满足该实验，D不符合题意;

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故选Ao

7.（2024•广东佛山•一模）跳板跳水是我国的奥运强项，从运动员离开跳板开始计时，其V—图像

如下图所示，图中仅0：段为直线，不计空气阻力，则由图可知（）

A.0：。段运动员做加速运动B.。：4段运动员的加速度保持不变

C.J时刻运动员刚好接触到水面D.：右段运动员的加速度逐渐增大

【答案】B

【解析】A.由题图可知，0：;段运动员向上做匀减速运动，选项A错误；

B.根据v—图像斜率表示加速度结合题意可知0：芍段运动员的加速度保持不变，选项B正确;

C.由题意可知0：4段运动员的加速度为重力加速度；马时刻后运动员刚好接触水面；4时刻运动员速

度达到最大，运动员受到合力为零，故c错误;

D.根据V—图像斜率表示加速度可知G：%段运动员的加速度先增大后减小，故D错误。

故选Bo

8.（2024•辽宁辽阳•二模）如图甲所示，从"点到地面上的N点有I、II两条光滑轨道，轨道I为

直线，轨道II为"、N两点间的最速降线，小物块从M点由静止分别沿轨道I、II滑到N点的速率v与

时间，的关系图像如图乙所示。由图可知（）

A.小物块沿轨道I做匀加速直线运动

B.小物块沿轨道H做匀加速曲线运动

C.图乙中两图线与横轴围成的面积相等

D.小物块沿两条轨道下滑的过程中，重力的平均功率相等

【答案】A

【解析】A.对I轨道分析可知，沿轨道I下滑时合力一定，做匀加速直线运动。故A正确；

B.对II轨道分析可知，沿轨道H下滑时合力大小方向都在变化，做变加速曲线运动。故B错误;

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C.图乙速率时间图像中面积表示路程，两轨迹路程不同，面积不等。故c错误；

D.小物块沿两轨道下滑过程中重力做功相等，但时间不同，所以重力的平均功率不等。故D错误。

故选Ao

9.（2024•湖北•模拟预测）如图所示，在2022年北京冬奥会高山滑雪男子大回转比赛中，中国选手

张洋铭沿着雪道加速滑下，途经a、b、c、d四个位置。若将此过程视为匀加速直线运动，张洋铭在a6、

be、cd三段位移内速度增加量之比为1：2：1,a、6之间的距离为〃c、d之间的距离为〃则氏c之

间的距离4为（）

【答案】C

【解析】张洋铭在be、cd三段位移内速度增加量之比为1：2：1,则对应时间之比为1：2：1,

]1,,17

2

有=VQZ+—ut"L,=(Vg+tzZ),2/+—<7(2Z)=2v0Z+4a〃—(v0+3af),t=vot+—

观察可得4=4+4

故选Co

二、多选题

10.（2024•广东韶关•二模）图（a）所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动，图

（b）是该机器人在某段时间内的位移一时间图像（后10s的图线为曲线，其余为直线）。以下说法正确的

A.机器人在0~30s内的位移大小为2m

B.0~10s内，机器人做匀加速直线运动

C.10~30s内，机器人的平均速度大小为0.35m/s

D.机器人在5s末的速度与15s末的速度相同

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【答案】AC

【解析】A.根据图像可知，机器人在。〜30s内的位移大小为2m,A正确；

B.位移时间图线的斜率可反映速度，0〜10s内，图线的斜率不变，机器人做匀速运动，B错误；

-7

C.10〜30s内，平均速度为v=—m/s=0.35m/sC正确；

20

D.0〜10s内图线的斜率与10s〜20s内图线的斜率关系为：kr-k2

所以机器人在5s末的速度与15s末的速度等大反向，因速度是矢量，D错误。

故选ACo

11.（2024•贵州安顺•二模）某同学沿直线运动，其位移£与时间t的关系如图所示，关于该同学的

运动情况，下列说法正确的是（）

A.在0〜。时间内，该同学的速度越来越小

B.在0〜6时间内，该同学的加速度一定越来越小

C.在《〜时间内，该同学可能做匀变速直线运动

D.在彳〜时间内，该同学的加速度一定越来越小

【答案】AC

【解析】AB.位移x与时间t的图像的斜率表示速度，在0〜。时间内，图像的斜率逐渐减小，说明该

同学的速度越来越小，但速度的变化率即加速度可能变大也可能变小也可能不变，所以该同学的加速度大

小无法确定，A正确，B错误；

CD.在4〜G时间内图像斜率变大，该同学的速度逐渐变大，但速度的变化率即加速度无法确定，可能

变大也可能变小也可能不变，故c正确，D错误。

故选AC。

12.（23-24高三上•山东•阶段练习）2022年11月3日，空间站“梦天”实验舱顺利完成转位，“梦

天”实验舱将主要聚焦微重力方向的太空科学实验研究。在人类进入空间站体验微重力环境之前，人们就

开始在地面进行微重力模拟实验工作，图为中国科学院国家微重力实验室落塔。实验过程中，实验装置从

塔的底部加速上升，待加速停止后装置仅在重力作用下竖直上抛，实验装置继续向上运动一段时间到达塔

顶后下落，在下落到一定位置时开始匀减速，直至速度为0。关于该实验装置从顶端下落至减速为0的过程

中的x-t图像及VT图像可能正确的是（）

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【解析】本题考查X-八V-图像，目的是考查学生的理解能力。该过程中，实验装置先做自由落体

运动，之后做匀减速直线运动，因此位移与时间是二次函数图，斜率先增大后减小，速度与时间是直线图,

且最后速度减为零，因此AC错误，BD正确。

故选BD„

三、解答题

13.(2024•广东佛山•一模)2023年9月21日，中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课，为广大

青少年带来一场精彩的太空科普课。在奇妙“乒乓球”实验中，神舟十六号航天员朱杨柱用“特制”乒乓

球拍将静止的水球拍出，若将该直线运动过程看成水球先做匀加速运动后匀速运动，其中加速时间%=人,

加速位移为心=,匀速阶段用时右=3s,求:

(1)水球匀速运动时的速度”的大小；

(2)加速过程中加速度大小；

(3)全过程的总位移的大小。

【答案】(1)0.2m/s；(2)0.2m/s2；(3)0.7m

【解析】(1)据题意水球从静止开始做匀加速直线运动可得电

代入数据解得%=1s末的速度为v=0.2m/s

之后水球做匀速直线运动，速度大小等于％=1s末的速度大小为0.2m/s

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(2)由匀加速直线运动规律得v2=2asi

代入数据解得加速过程中加速度大小为a=0.2m/s2

(3)匀速阶段用时=3s,位移大小为S]=vt2=0.6m

水球运动全过程的总位移的大小为s=邑+$2=0-7m

14.(2024•吉林白山•二模)智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称

号。分拣机器人工作效率高，落袋准确率达99.9%。在供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上，智

能扫码读取包裹目的地信息，经过大数据分析后生成最优路线，包裹自动送至方形分拣口。如图甲，当机

器人抵达分拣口时，速度恰好减速为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣

口中(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g大小取lOm/s?)。如图乙，机器人A把质量：〃=lkg

的包裹从供包台沿直线运至相距£=45m的分拣口处，在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机

器人A运行最大加速度a=3m/s2,运行最大速度为=3m/s,机器人运送包裹途中，看作质点。

(1)求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t；

(2)若包裹与水平托盘的动摩擦因数为〃=[,则在机器人A到达投递口处，要使得包裹刚开始下滑,

托盘的最小倾角。应该是多少；

(3)机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障，机器人A立刻制动，制动时速度为3m/s,由于

惯性，机器人A在地面滑行4.5m后停下来，此时刚好有另一机器人B,以最大速度碰撞3m/s与机器人A发

生弹性正碰，碰撞后机器人A滑行了2nl停下来(其加速度与制动后滑行加速度相等，机器人A、B均看作

质点)。则机器人B的总质量是机器人A的多少倍？

甲乙

【答案】(1)16s；(2)6=30°；(3)0.5倍

【解析】(1)当机器人A先做匀加速直线运动加速至3m/s,然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线

运动至零时，机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式可

得4=%=lsS]=—a/f=1.5m

a2

匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得4=%=1SS2=：ag=L5m

a2

匀速直线阶段根据运动学的公式得――

%

运行总时间t=h+，2+，3-16s

(2)设要使包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角对包裹，受力分析得

然=mgcos0K=mgsin6

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其中耳=〃然，托盘的最小倾角夕=30。

(3)设机器人A制动后滑行过程中的加速度大小为a,则有机器人A制动后滑行4.5m后停下来，则有