匀变速直线运动-2020-2024年高考物理试题分类汇编（解析版）

4<01勺变速直铁运劭

五年考情­探规律

考点五年考情(2020-2024)命题趋势

2020年江苏和全国卷；匀变速直线运动，考生要掌握

考点1匀变速描述这些运动的公式，理解这些公

2021年湖北;

直线运动的规式中各个量准确的物理含义，并能

年北京和全国卷；

律(含实验)2022正确地使用。准确理解这些运动的

2023年山东和全国卷等物理过程，弄懂在运动的全过程

中，物体的位移、速度、加速度等

物理量怎样变化，是什么原因引起

的这些变化.搞清物理过程，会正

确地分析物理现象，切忌不加分析

地套用公式做题。

近年考查的热点内容是匀变

2021年广东、海南和辽宁;速直线运动的规律及对运动学图

考点2运动图象的理解与应用。命题时常以现实

2023年广东、湖北和全国卷；

像生活和生产实际的问题作为背景，

2024年甘肃、福建和全国卷等旨在考查学生运用知识的能力、建

立物理模型的能力和解决实际问

题的能力。

分考点二精准练上

考点01匀变速直线运动的规律

1.（2023•山东卷•6）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过爪S、T三点,已知S7■间

的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是10m/s,S厂段的平均速度是5m/s,则公交车经过1点时的瞬时

速度为（）

RST

〃，刖〃〃,力〃〃〃〃〃〃，»〃〃

A.3m/sB.2m/sC.1m/sD.0.5m/s

【答案】C

【解析】由题知，电动公交车做匀减速直线运动，设雨间的距离为X,则根据题意有了跖=9=吗W，~

tiZ

2Y1/■<--—I—YT

ST=—=—^一，联立解得方2=4ti,v=n>—10,再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有v=VR—a*5t

L2NTTlf

--t\

则2m/s,又有vRS=VR—Q•y—10m/s,则vR=\\m/s,联立解得5=1m/s,故选C。

2.（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I/O,要通过前方一长为£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r（Kkb）.已知列车加速和减速时加速度的大

小分别为d和2石，则列车从减速开始至回到正常行驶速率自所用时间至少为（）

Vo—v,L-\-lVo—v,L-\-2l

A.";—+——B.-----+——

2avav

3（yo—^）_i_L~\~l3（研）一o）_1_L+2/

,2〃。D.〃。

【答案】C

【解析】由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过MX⑻，则列车进隧道前必须减

速到心若用时最少，则列车先匀减速到/进入隧道，再在隧道中匀速运动，出了隧道再匀加速到出

则有v=vo—2ab

在隧道内匀速有力2="

V

列车尾部出隧道后立即加速到西，有vo=v+ah

1

解得方3=上二

a

则列车从减速开始至回到正常行驶速率的所用时间至少为t=3丁+士,故选c

3.（2021•湖北卷•2）2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军.某轮比赛

中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前5m完成技术动作，随后5m完成姿态调整.假设整个下落

过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10m/s1则她用于姿态调整的时间约为（）

A.0.2sB.0.4sC.1.0sD.1.4s

【答案】B

【解析】陈芋汐下落的整个过程所用的时间为

下落前5m的过程所用的时间为

则陈芋汐用于姿态调整的时间约为fe=t-ti=0.4s

故B正确.

4.（2020•全国卷I-24）我国自主研制了运-20重型运输机.飞机获得的升力大小尸可用描写,k

为系数；u是飞机在平直跑道上的滑行速度，尸与飞机所受重力相等时的H称为飞机的起飞离地速度，已知

飞机质量为1.21X105kg时，起飞离地速度为66m/s；装载货物后质量为1.69X105kg,装载货物前后起

飞离地时的A■值可视为不变.

⑴求飞机装载货物后的起飞离地速度；

（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1521m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和

所用的时间.

【答案】⑴78m/s(2)2m/s239s

【解析】（1）设飞机装载货物前质量为防，起飞离地速度为小装载货物后质量为施，起飞离地速度为电

重力加速度大小为g飞机起飞离地应满足条件

mig=kv：①

nhg=kv2®

由①②式及题给条件得吸=78m/s③

⑵设飞机滑行距离为s,滑行过程中加速度大小为a,所用时间为工

由匀变速直线运动公式有

/=2a盘

V2=at@

联立③④⑤式及题给条件得a=2m/s2,t=39s.

5.（2020•江苏•统考高考真题）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍

摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题

图1所示。

图2

⑴家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是O

⑵下列主要操作步骤的正确顺序是o（填写各步骤前的序号）

①把刻度尺竖直固定在墙上

②捏住小球，从刻度尺旁静止释放

③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置

④打开手机摄像功能，开始摄像

⑶停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之

间的时间间隔为：S,刻度尺的分度值是1mm,由此测得重力加速度为m/s2o

O

⑷在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图

片,（选填"仍能"或"不能"）用⑶问中的方法测出重力加速度。

【答案】15,754.309.85AB

本题考查重力加速度的测量，意在考查考生对实验原理的理解以及处理实验数据的能力。

【详析】(1)[1]由游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为

15mm+15x0.05mm=15.75mm

(2)⑵⑶由题意可知，小球下落H=0.9423m时的速度

AZ0.86x10-2

V=一m/s=4.30?

1

500

由运动学公式

v2=2gh

4.102

9=-----m/s2=9.85m/s2

得2H2x0.8530

(3)⑷A.小球下落一定高度时的瞬时速度近似为曝光时间内的平均速度，曝光时间越短，曝光时间内的

平均速度越接近瞬时速度，实验误差越小，故A正确；

B.让小球在真空管中自由下落，可减小空气阻力的影响，可减小实验误差，故B正确;

C.质量相等的实心铝球代替实心钢球时，铝球体积更大，阻力对铝球的影响较大，实验误差较大，故C错

误。

6.(2023•全国甲卷23)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让

小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸

带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。

打点计时器纸带小车

(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1So以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、

C、D、E、厂各点时小车的位移Ax填到表中，小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为加和石，表

中\XAD~cm,vAD=cm/So

(6.6Q48.0049.404^10.90412.4()-j

\••••••(

EQ

单位：cm

(b)

位移区间ABACADAEAF

Ax(cm)6.6014.60故AD34.9047.30

v(cm/s)66.073.0VAD87.394.6

(2)根据表中数据得到小车平均速度。随时间人的变化关系，如图(c)所示。在图中补全实验点。

F/(cms-|)

105

95

35

75

63

Ar/s

55

00.10.20.30.40.50.6

(c)

(3)从实验结果可知，小车运动的。-At图线可视为一条直线，此直线用方程。=kM+b表示，其中k=

2

cm/s,b—cm/so(结果均保留3位有效数字)

(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小以，小

车的加速度大小a。(结果用字母底匕表示)

【答案】(1)24.0080.0(2)见解析图(3)70.059.0(4)b2k

【详析】(1)根据纸带的数据可得

AXAD=XAB~\~XBC-\-XCD—^.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm

平均速度=80.0cm/s

⑵根据第⑴小题结果补充表格和补全实验点图像得

⑶从实验结果可知，小车运动的y—△力图线可视为一条直线，图像为

此直线用方程/="△力+人表示，由图像可知其中

101.0—59.0.2.2.

k=-----T-T----cm/s—70.0cm/s,8=59.0cm/s

0.o

1V

⑷小球做匀变速直线运动，由位移公式x=%t+]a也整理得飞二匹十万二方

即/=以+5at

故根据图像斜率和截距可得以=6,a=2瓦

7.（2022•北京•高考真题）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时

器接在频率为50.0Hz的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。

挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1,2,8,相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻

计数点之间的距离“9，…，X],并求出打点2,3,7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立VT坐标

系，根据重锤下落的速度作出VT图线并求重力加速度。

图1

（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度匕=m/s（结果保留3位有效数字）。

234单位：cm

!

P——f8-3------------53--6------4n

图2

（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度匕对应的坐标点,

并作出v-t图线

v/(m,s-1)

3.0

2.5

2.0

1.0

0.5

00.040.080.120.160.20024Js

图3

（3）根据图3,实验测得的重力加速度8=m/s?（结果保留3位有效数字）。

（4）某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下

落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机

的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。

【答案】（1）115（2）见解析图（3）9.79（4）见解析

【详析】（1）⑴打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上，相邻计数点之间还有1个计时点，则相邻

两计数点之间的时间为

♦=2x0.02s=0.04s

纸带做自由落体运动，打点3时的瞬时速度等于点2到点4之间的平均速度，由纸带数据可知

_x24_(3.83+5.36)x10-2

%==m/s=1.15m/s

32t2x0.04

（2）[2]做出图像如图所示

(3)[3]根据v=gf,可知

根据VT图像可知其斜率为重力加速度，则有

g=二---:—m/s2=9.79m/s2

0.24

（4）⑷需要测量的物理量；水滴下落的高度和下落的时间人

测量/7的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值；

测量/的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。用

手机测量“滴水下落的总时间乙，贝卜=l.

n

考点02运动的图像

1.（2024•甘肃・高考真题）小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的V—1图

像如图所示，此两站间的距离约为（）

东方红广场兰州大学

A.980mB.1230mC.1430mD.1880m

【答案】C

【解析】y-7图像中图线与横轴围成的面积表示位移，故可得两站间的距离约为

x=(74-25+94)x20xgm=1430m

故选c。

2.（2023■全国甲卷•16）一小车沿直线运动，从f=0开始由静止匀加速至时刻，此后做匀减速运动,

到f=f2时刻速度降为零，在下列小车位移尤与时间，的关系曲线中，可能正确的是（）

【答案】D

【解析】x-t图像的斜率表示速度，0〜心时间内小车做匀加速运动，速度变大，所以图像斜率变大，心〜

友时间内小车做匀减速运动，则图像的斜率变小，在友时刻小车停止，图像的斜率变为零，故选D。

3.（2024•高考全国新课程卷）一质点做直线运动，下列描述其位移x或速度/随时间古变化的图像中,

可能正确的是（）

【答案】C

【解析】质点做直线运动，不能出现同一时间两个位移，AB错误；不能出现同一时间两个速度，D错误C

正确。

4.（2021•辽宁•统考高考真题）某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置x与

时间亡的关系如图所示，则汽车行驶速度1/与时间方的关系图像可能正确的是（）

【答案】A

【详析】XT图象斜率的物理意义是速度，在0~彳时间内，XT图象斜率增大，汽车的速度增大；在彳

时间内，XT图象斜率不变，汽车的速度不变；在，2~13时间内，XT图象的斜率减小，汽车做减速运动，

综上所述可知A中v-t图象可能正确。

故选Ao

5.（多选）（2021•海南•高考真题）甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动，1=0时经过路边的同一路标，

下列位移-时间（x-0图像和速度-时间（v-t）图像对应的运动中，甲、乙两人在办时刻之前能再次相遇的是

（）

D.

【答案】BC

【详析】A.该图中，甲乙在加时刻之前位移没有相等的时刻，即两人在历时刻之前不能相遇，选项A错

误；

B.该图中，甲乙在山时刻之前图像有交点，即此时位移相等，即两人在3时刻之前能再次相遇，选项B正

确；

C.因VI图像的面积等于位移，则甲乙在山时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇，选项C正确;

D.因VI图像的面积等于位移，由图像可知甲乙在山时刻之前，甲的位移始终大于乙的位移，则两人不能

相遇，选项D错误。

故选BCo

6.（多选）（2021•广东•高考真题）赛龙舟是端午节的传统活动。下列v-r和s-f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（）

【答案】BD

【详析】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；

C.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BDo

7.（2024•福建•高考真题）质点做直线运动的V—7图像如图所示，其中0~3s为直线，3〜3.5s为曲线,

3.5~6s为直线，则以下说法正确的是（）

A.0~3s的平均速度为10m