專題01直線運動

2024

高考真題

1.（2024浙江1月考題）2.杭州亞運會順利舉行，如圖所示為運動會中的四個比賽場景。在下列研究中

可將運動員視為質點的是（）

甲：跳水乙：體操丙：百米比蹇T：攀巖

A.研究甲圖運動員的入水動作

B.研究乙圖運動員的空中轉體姿態

C.研究丙圖運動員在百米比賽中的平均速度

D.研究丁圖運動員通過某個攀巖支點的動作

【答案】C

【解析】A.研究甲圖運動員的入水動作時，運動員的形狀和體積對所研究問題的影響不能夠忽略，此

時運動員不能夠看為質點，故A錯誤；

B.研究乙圖運動員的空中轉體姿態時，運動員的形狀和體積對所研究問題的影響不能夠忽略，此時運

動員不能夠看為質點，故B錯誤；

C.研究丙圖運動員在百米比賽中的平均速度時，運動員的形狀和體積對所研究問題的影響能夠忽略，

此時運動員能夠看為質點，故C正確；

D.研究丁圖運動員通過某個攀巖支點的動作時，運動員的形狀和體積對所研究問題的影響不能夠忽略,

此時運動員不能夠看為質點，故D錯誤。

故選Co

2.（2024年遼寧卷考題）1.2024年5月3日，長征五號遙八運載火箭托舉嫦娥六號探測器進入地月轉

移軌道，火箭升空過程中，以下描述其狀態的物理量屬于矢量的是（）

A.質量B.速率C.動量D.動能

【答案】C

【解析】矢量是既有大小，又有方向的物理量，所以動量是矢量，而質量、速率、動能只有大小沒有

方向，是標量。

故選C。

3.（2024年新課標考題）1.一質點做直線運動，下列描述其位移x或速度/隨時間力變化的圖像中，

可能正確的是（）

OtOtoto

【答案】c

【解析】AB.物體做直線運動，位移與時間成函數關系，AB選項中一個時間對應2個以上的位移，故

不可能，故AB錯誤；CD.同理D選項中一個時間對應2個速度，只有C選項速度與時間是成函數關系，故

C正確，D錯誤。

故選Co

4.（2024年江西卷）3.某物體位置隨時間的關系為x=1+26+3論則關于其速度與1s內的位移大

小，下列說法正確的是（）

A.速度是刻畫物體位置變化快慢的物理量，1s內的位移大小為6m

B.速度是刻畫物體位移變化快慢的物理量，1s內的位移大小為6m

C.速度是刻畫物體位置變化快慢的物理量，1s內的位移大小為5m

D.速度是刻畫物體位移變化快慢的物理量，Is內的位移大小為5m

【答案】C

Ax

【解析】根據速度的定義式V=—表明，速度等于位移與時間的比值。位移是物體在一段時間內從一

Nt

個位置到另一個位置的位置變化量，而時間是這段時間的長度。這個定義強調了速度不僅描述了物體運動

的快慢，還描述了物體運動的方向。因此，速度是刻畫物體位置變化快慢的物理量。再根據物體位置隨時

間的關系x=l+2t+3t2,可知開始時物體的位置為=Im,Is時物體的位置xi=6m,則1s內物體的位移

為Ax=xi~xa=5m

故選Co

5.（2024年河北卷考題）3.籃球比賽前，常通過觀察籃球從一定高度由靜止下落后的反彈情況判斷籃球

的彈性。某同學拍攝了該過程，并得出了籃球運動的V—/圖像，如圖所示。圖像中a、6、c、d四點中對應

籃球位置最高的是（）

A.a點B.b點C.c點D.d點

【答案】A

【解析】由圖像可知，圖像第四象限表示向下運動，速度為負值。當向下運動到速度最大時籃球與地

面接觸，運動發生突變，速度方向變為向上并做勻減速運動。故第一次反彈后上升至a點，此時速度第一

次向上減為零，到達離地面最遠的位置。故四個點中籃球位置最高的是a點。

故選Ao

6.(2024年山東卷考題)3.如圖所示，固定的光滑斜面上有一木板，其下端與斜面上A點距離為L。

木板由靜止釋放，若木板長度L,通過A點的時間間隔為△乙；若木板長度為2L,通過2點的時間間隔為八幺

MM為()

A.(V3-l):(72-l)B.(73-72):(72-1)C.(73+1):(A/2+1)D.(G+收)：(0+1)

【答案】A

【解析】木板在斜面上運動時，木板的加速度不變，設加速度為木板從靜止釋放到下端到達/點的

1,

過程，根據運動學公式有L=

木板從靜止釋放到上端到達/點的過程，當木板長度為人時，有2乙=5G；

19

當木板長度為2L時，有3L=-atf又MU,Az2=z2-z0

聯立解得AZ2:AZ1=(73-1):(V2-1)

故選Ao

7.(2024年湖南卷考題)10.如圖，光滑水平面內建立直角坐標系x夕.46兩小球同時從。點出發，

/球速度大小為V1,方向沿x軸正方向，笈球速度大小為v2=2m/s、方向與x軸正方向夾角為90坐標系

第一象限中有一個擋板。與x軸夾角為。。6球與擋板上發生碰撞，碰后6球速度大小變為lm/s,碰撞前

后6球的速度方向與擋板/法線的夾角相同，且分別位于法線兩側。不計碰撞時間和空氣阻力，若48兩

小球能相遇，下列說法正確的是()

y

A.若。=15。，則匕的最大值為em/s,且。=15。

B.若6=15。，則％的最大值為|若m/s,且夕=0。

C.若8=30。，則％的最大值為|島Vs,且2=0。

D.若8=30。，則外的最大值為&m/s,且夕=15。

【答案】AC

【解析】由于水平面光滑，則兩小球均做勻速直線運動，若46兩小球能相遇，則繪出運動軌跡圖如

下圖

V272(%+12)匕

則根據正弦定理有?爪=f=

sm(2i+6)sm0s.ml二180。-(J2；^+26^)J

1

AB.若。=15。，帶入數據彩=2m/s,v2=Im/s,解得當a=15。，匕取得最大值為&m/s,故A正確、

B錯誤；CD.若6=30。，帶入數據%=2m/s,v21=lm/s,解得當夕=()。，匕取得最大值為g括m/s,故C

正確、D錯誤。

故選ACo

8.(2024全國甲卷)11.為搶救病人，一輛救護車緊急出發，鳴著笛沿水平直路從/=0時由靜止開始

做勻加速運動，加速度大小a=2m/s2,在4=10s時停止加速開始做勻速運動，之后某時刻救護車停止鳴

笛，，2=41s時在救護車出發處的人聽到救護車發出的最后的鳴笛聲。已知聲速為=340m/s,求：

(1)救護車勻速運動時的速度大?。?/p>

(2)在停止鳴笛時救護車距出發處的距離。

【答案】(1)20m/s；(2)680m

【解析】(1)根據勻變速運動速度公式v=M

可得救護車勻速運動時的速度大小v=2x10m/s=20m/s

19

(2)救護車加速運動過程中的位移x1=-atf=100m

設在與時刻停止鳴笛，根據題意可得—~!--------+?3=72

%

停止鳴笛時救護車距出發處的距離x=x1+(?3-?1)xv

代入數據聯立解得x=680m

2024

高考模擬題

一、單選題

1.(2023?河北張家口?一模)2023年1月16日時速600公里的常導磁懸浮列車亮相《奇妙中國》，

傳說中的貼地飛行夢想成真，如圖所示為常導磁懸浮列車進站時的土T圖像，進站過程可視為勻變速直線

t

運動。下列說法正確的是()

A.常導磁懸浮列車在?t時的速度為bg

22

B.陰影部分的面積表示常導磁懸浮列車在0~2時間內通過的位移

2

C.常導磁懸浮列車在辦時刻安全?？康秸九_

2b

D.常導磁懸浮列車進站時的加速度大小為丁

*0

【答案】D

【解析】ACD.常導磁懸浮列車進站過程可視為勻變速運動，根據運動學公式工二為”：。產得：

]2Z?

'可知圖像的斜率為-彳，縱截距為%,所以常導磁懸浮列車的加速度大小為a=『，初速度為

6,根據速度時間關系式%-內，帶入數據得在■時的速度為0。所以常導磁懸浮列車在|■時刻安全?？?/p>

到站臺，故AC錯誤，D正確。B.2為0~2時間內的平均速度，所以0~2時間內常導磁懸浮列車的位移

222

為粵,故B錯誤。

4

故選Do

2.（2024?遼寧沈陽?一模）春節假期，小華使用無人機進行航拍，一段時間內無人機在豎直方向上

運動，其位移一時間圖像如圖所示，取豎直向上為正方向，下列哪個時刻無人機處于最高點（）

【答案】B

【解析】根據位移時間圖像可知L時刻無人機處于最高點。

故選Bo

3.（24高三?山東濟南?期末）2023年12月19日，甘肅省臨夏州發生6.2級地震后，我國多型無人

機迅速馳援救災現場，通過航空科技助力搶險救災。某次運送救援物資時，救援人員控制無人機由靜止開

始豎直向上做勻加速直線運動，達到一定速度后再做勻減速直線運動減速到零。已知無人機做勻加速運動

的時間為做勻減速直線運動時間的2倍，下列說法正確的是（）

A.無人機做勻加速直線運動的位移為做勻減速直線運動位移的加倍

B.無人機做勻加速直線運動的位移為做勻減速直線運動位移的2倍

C.無人機做勻加速運動的加速度為做勻減速直線運動加速度的加倍

D.無人機做勻加速運動的加速度為做勻減速直線運動加速度的2倍

【答案】B

【解析】AB.根據勻變速直線運動規律，加速階段和減速階段的位移大小分別為

0+v_vt^_v+0_vt^

x加一三1?'加-"減一三一"減一光-

因為，加=2%,則勻加速直線運動的位移與勻減速直線運動位移之比為x加："=2:1,故A錯誤,B正確；

CD.加速階段和減速階段的加速度大小分別為時=

VV

勻加速運動的加速度與勻減速直線運動加速度之比為。加：。減=；-：1=1：2

故CD錯誤。

故選Bo

4.（2024.廣東茂名?二模）如圖所示為小明在豎直方向上練習蹦床運動的情景。若忽略空氣阻力，用

X、八a、區［分別表示小明離開蹦床在空中運動的位移、速度、加速度、機械能和時間，下列圖像正確的

是（）

【解析】A.根據題意，由對稱性可知，小明上升的時間和下降的時間相等，取向上為正方向，根據勻

變速公式可得，小明運動的位移與時間的關系式為x=，則X-圖像為開口向下的拋物線，故人錯

誤;

B.根據勻變速公式可得，小明運動的速度與時間的關系式為丫=%-即，則VT圖像為向下傾斜的直線,

故B正確；

C.小明整個運動過程中，只受重力，加速度一直為重力加速度，不隨時間變化，所以a-力圖為一條與

力軸平行的直線，故C錯誤；

D.小明從離開蹦床后只受重力，機械能不變，所以￡不會隨時間變化，所以圖為一條與t軸平行

的直線，故D錯誤。

故選B。

5.（2024?江西?模擬預測）一質點以某一速度沿直線做勻速運動，從7=0時刻開始做勻減速運動，

到公辦時刻速度減為零，然后又做反向的勻加速運動，減速階段和加速階段的加速度大小相等。在下列質

點的位移x與時間t的關系圖像中（其中A圖像為拋物線的一部分，D圖像為圓的一部分），可能正確的圖

像是（）

【解析】勻變速直線運動的位移X與時間t的關系圖像是拋物線，由于減速階段和加速階段的加速度

大小相等，第一個務時間內的位移大小與第二個務時間內的位移大小相等，A正確，BCD錯誤;

故選Ao

6.（24高三?江蘇?期末）利用如圖所示的實驗器材，不能完成的實驗是（）

A.驗證牛頓第二定律B.研究自由落體運動規律

C.驗證機械能守恒定律D.測量重力加速度的大小

【答案】A

【解析】A.由尸=利”知驗證牛頓第二定律需要改變加速度，以上圖片提供的實驗裝置加速度始終為重

力加速度，無法滿足實驗要求，A符合題意；

B.在研究自由落體運動規律實驗中，必須滿足物體只受到重力，需要打點計時器且測量物體的位移，

運動的時間，以上實驗器材滿足該實驗，B不符合題意；

C.在驗證機械能守恒定律實驗中，關系式｝加不需要測質量，但需要打點計時器且測量物體的

位移，運動的時間，求速度，以上實驗器材滿足該實驗，C不符合題意；

D.在測量重力加速度的大小實驗中，必須滿足物體只受到重力，需要打點計時器且測量物體的位移,

運動的時間，以上實驗器材滿足該實驗，D不符合題意;

故選Ao

7.（2024?廣東佛山?一模）跳板跳水是我國的奧運強項，從運動員離開跳板開始計時，其VT圖像

如下圖所示，圖中僅。~馬段為直線，不計空氣阻力，則由圖可知（）

A.。~4段運動員做加速運動B.。~弓段運動員的加速度保持不變

C.6時刻運動員剛好接觸到水面D.。段運動員的加速度逐漸增大

【答案】B

【解析】A.由題圖可知，。~匕段運動員向上做勻減速運動，選項A錯誤；

B.根據VT圖像斜率表示加速度結合題意可知段運動員的加速度保持不變，選項B正確;

C.由題意可知。段運動員的加速度為重力加速度；々時刻后運動員剛好接觸水面；匕時刻運動員速

度達到最大，運動員受到合力為零，故C錯誤;

D.根據VT圖像斜率表示加速度可知。段運動員的加速度先增大后減小，故D錯誤。

故選Bo

8.（2024?遼寧遼陽?二模）如圖甲所示，從M點到地面上的N點有I、II兩條光滑軌道，軌道I為

直線，軌道H為M、N兩點間的最速降線，小物塊從〃點由靜止分別沿軌道I、口滑到N點的速率v與

時間r的關系圖像如圖乙所示。由圖可知（）

A.小物塊沿軌道I做勻加速直線運動

B.小物塊沿軌道H做勻加速曲線運動

C.圖乙中兩圖線與橫軸圍成的面積相等

D.小物塊沿兩條軌道下滑的過程中，重力的平均功率相等

【答案】A

【解析】A.對I軌道分析可知，沿軌道I下滑時合力一定，做勻加速直線運動。故A正確；

B.對n軌道分析可知，沿軌道n下滑時合力大小方向都在變化，做變加速曲線運動。故B錯誤;

C.圖乙速率時間圖像中面積表示路程，兩軌跡路程不同，面積不等。故c錯誤；

D.小物塊沿兩軌道下滑過程中重力做功相等，但時間不同，所以重力的平均功率不等。故D錯誤。

故選Ao

9.（2024?湖北?模擬預測）如圖所示，在2022年北京冬奧會高山滑雪男子大回轉比賽中，中國選手

張洋銘沿著雪道加速滑下，途經a、b、c、，四個位置。若將此過程視為勻加速直線運動，張洋銘在a6、be、

cd三段位移內速度增加量之比為1：2：1,a、6之間的距離為L,c、，之間的距離為〃則6、c之間的

距離心為（）

A.8L,C.Ly+LyD.-(￡,+L3)

【答案】C

【解析】張洋銘在ab、be、cd三段位移內速度增加量之比為1：2：1,則對應時間之比為1：2：1,

1272

有4=VQ?+—L]—(VQ+txt'),2t+5°(2/)2=+4a產—(VQ+3ut^?t-cit—v^t-cit

觀察可得4=4

故選C。

二、多選題

10.（2024?廣東韶關?二模）圖（a）所示的醫用智能機器人在巡視中沿醫院走廊做直線運動，圖（b）

是該機器人在某段時間內的位移一時間圖像（后10s的圖線為曲線，其余為直線）。以下說法正確的是（）

圖(a)圖(b)

A.機器人在0~30s內的位移大小為2m

B.0~10s內，機器人做勻加速直線運動

C10~30s內,機器人的平均速度大小為0.35m腹

D.機器人在5s末的速度與15s末的速度相同

【答案】AC

【解析】A.根據圖像可知，機器人在0?30s內的位移大小為2m,A正確;

B.位移時間圖線的斜率可反映速度，0?10s內，圖線的斜率不變，機器人做勻速運動，B錯誤；

-7

C.10?30s內，平均速度為v=—m/s=0.35m/sC正確；

D.0?10s內圖線的斜率與10s?20s內圖線的斜率關系為：kp-k2

所以機器人在5s末的速度與15s末的速度等大反向，因速度是矢量，D錯誤。

故選AC。

11.（2024?貴州安順?二模）某同學沿直線運動，其位移x與時間t的關系如圖所示，關于該同學的

運動情況，下列說法正確的是（）

A.在0~4時間內，該同學的速度越來越小

B.在0~4時間內，該同學的加速度一定越來越小

C.在％~。時間內，該同學可能做勻變速直線運動

D.在彳?今時間內，該同學的加速度一定越來越小

【答案】AC

【解析】AB.位移x與時間t的圖像的斜率表示速度，在0~彳時間內，圖像的斜率逐漸減小，說明該

同學的速度越來越小，但速度的變化率即加速度可能變大也可能變小也可能不變，所以該同學的加速度大

小無法確定，A正確，B錯誤；

CD.在％時間內圖像斜率變大，該同學的速度逐漸變大，但速度的變化率即加速度無法確定，可能

變大也可能變小也可能不變，故C正確，D錯誤。

故選ACo

12.（23-24高三上?山東?階段練習）2022年11月3日，空間站“夢天”實驗艙順利完成轉位，“夢

天”實驗艙將主要聚焦微重力方向的太空科學實驗研究。在人類進入空間站體驗微重力環境之前，人們就

開始在地面進行微重力模擬實驗工作，圖為中國科學院國家微重力實驗室落塔。實驗過程中，實驗裝置從

塔的底部加速上升，待加速停止后裝置僅在重力作用下豎直上拋，實驗裝置繼續向上運動一段時間到達塔

頂后下落，在下落到一定位置時開始勻減速，直至速度為0。關于該實驗裝置從頂端下落至減速為0的過程

中的XT圖像及VT圖像可能正確的是（）

【解析】本題考查XT、VT圖像，目的是考查學生的理解能力。該過程中，實驗裝置先做自由落體

運動，之后做勻減速直線運動，因此位移與時間是二次函數圖，斜率先增大后減小，速度與時間是直線圖,

且最后速度減為零，因此AC錯誤，BD正確。

故選BD。

三、解答題

13.（2024?廣東佛山?一模）2023年9月21日，中國航天員首次在夢天實驗艙內進行授課，為廣大

青少年帶來一場精彩的太空科普課。在奇妙“乒乓球”實驗中，神舟十六號航天員朱楊柱用“特制”乒乓

球拍將靜止的水球拍出，若將該直線運動過程看成水球先做勻加速運動后勻速運動，其中加速時間乙=人，

加速位移為Si=O」m,勻速階段用時^=3s,求:

（1）水球勻速運動時的速度v的大?。?/p>

（2）加速過程中加速度大小；

（3）全過程的總位移的大小。

【答案】(1)0.2m/s；(2)0.2m/s2；(3)0.7m

【解析】（1）據題意水球從靜止開始做勻加速直線運動可得名=；%

代入數據解得％=1s末的速度為v=0.2m/s

之后水球做勻速直線運動，速度大小等于％=1s末的速度大小為0.2m/s

(2)由勻加速直線運動規律得V2=2°S]

代入數據解得加速過程中加速度大小為a=0.2m/s2

(3)勻速階段用時L=3S,位移大小為$2=%=0-6m

水球運動全過程的總位移的大小為s=.+S?=0.7m

14.(2024?吉林白山?二模)智能機器人自動分揀快遞包裹系統被賦予“驚艷世界的中國黑科技”稱

號。分揀機器人工作效率高，落袋準確率達99.9隊在供包臺工作人員將包裹放在機器人的水平托盤上，智

能掃碼讀取包裹目的地信息，經過大數據分析后生成最優路線，包裹自動送至方形分揀口。如圖甲，當機

器人抵達分揀口時，速度恰好減速為零，翻轉托盤使托盤傾角緩慢增大，直至包裹滑下，將包裹投入分揀

口中(最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，重力加速度g大小取lOm/s?)。如圖乙，機器人A把質量m=lkg

的包裹從供包臺沿直線運至相距L=45m的分揀口處，在運行過程中包裹與水平托盤保持相對靜止。己知機

器人A運行最大加速度“=3m/s2,運行最大速度%=3m/s,機器人運送包裹途中，看作質點。

(1)求機器人A從供包臺運行至分揀口所需的最短時間t-,

(2)若包裹與水平托盤的動摩擦因數為〃=g，則在機器人A到達投遞口處，要使得包裹剛開始下滑，

托盤的最小傾角。應該是多少；

(3)機器人A投遞完包裹后返回供包臺途中發生故障，機器人A立刻制動，制動時速度為3m/s,由于

慣性，機器人A在地面滑行4.5m后停下來，此時剛好有另一機器人B,以最大速度碰撞3m/s與機器人A發

生彈性正碰，碰撞后機器人A滑行了2m停下來(其加速度與制動后滑行加速度相等，機器人A、B均看作

質點)。則機器人B的總質量是機器人A的多少倍？

甲

【答案】(1)16s；(2)0=30°；(3)0.5倍

【解析】(1)當機器人A先做勻加速直線運動加速至3m/s,然后做勻速直線運動，最后做勻減速直線

運動至零時，機器人A從供包臺運行至分揀口所需時間最短。做勻加速直線運動階段根據運動學的公式可

得^=—=Iss=—atf=1.5m

a{2

勻減速直線運動階段根據運動學的公式得r,=%=lss,==m；=1.5m

a2

勻速直線階段根據運動學的公式得勾=j二魚=14s

%

運行總時間t=tx+t2+t3=16s

(2)設要使包裹剛開始下滑，托盤的最小傾角對包裹，受力分析得

FN=mgcos0F{=mgsin0

其中耳=〃然，托盤的最小傾角。=30°

(3)設機器人A制動后滑行過程中的加速度大小為a,則有機器人A