浙江省杭州市八中第二章 匀变速直线运动单元练习(Word版 含答案)

一、第二章 匀变速直线运动的研究易错题培优（难）
1．假设列车经过铁路桥的全过程都做匀减速直线运动，已知某列车长为L 通过一铁路桥时的加速度大小为a ，列车全身通过桥头的时间为t 1，列车全身通过桥尾的时间为t 2，则列车车头通过铁路桥所需的时间为 （ ）
A ．1212
·t t L a t t +
B ．122112·2t t t t L a t t +--
C ．212112·2t t t t L a t t ---
D ．212112·2
t t t t L a t t --+ 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
设列车车头通过铁路桥所需要的时间为t 0，从列车车头到达桥头时开始计时，列车全身通过桥头时的平均速度等于
1
2
t 时刻的瞬时速度v 1，可得： 11
L v t =
列车全身通过桥尾时的平均速度等于2
02t t +
时刻的瞬时速度v 2，则 22
L v t =
由匀变速直线运动的速度公式可得：
2121022t t v v a t ⎛
⎫=-+- ⎪⎝
⎭
联立解得：
2121
0122
t t t t L t a t t --=
⋅- A. 12
12
·t t L a t t +，与计算不符，故A 错误. B. 1221
12·2t t t t L a t t +--，与计算不符，故B 错误.
C. 2121
12·2
t t t t L a t t ---，与计算相符，故C 正确.
D. 2121
12·
2
t t t t L a t t --+，与计算不符，故D 错误.
2．某物体做直线运动，设该物体运动的时间为t ，位移为x ，其
2
1
x t t
-图象如图所示，则
下列说法正确的是（ ）
A ．物体做的是匀加速直线运动
B ．t =0时，物体的速度为ab
C ．0～b 时间内物体的位移为2ab 2
D ．0～b 时间内物体做匀减速直线运动，b ～2b 时间内物体做反向的匀加速直线运动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AD ．根据匀变速直线运动位移时间公式201
2
x v t a t =+
加得 02112
x v a t t =+加 即
21
x t t
-图象是一条倾斜的直线。

所以由图象可知物体做匀变速直线运动，在0～b 时间内物体做匀减速直线运动，b ～2b 时间内物体做反向的匀加速直线运动，选项A 错误，D 正确； B ．根据数学知识可得：
0221a
v k ab b
==
= 选项B 错误； C ．根据数学知识可得
1
-2a a =加
解得
-2a a =加
将t =b 代入201
2
x v t a t =+
加得 ()222011
2222
x v t a t ab b a b ab =+=⨯+⨯-⨯=加
选项C 错误。

故选D 。

3．甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动，t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标．在描述两车运动的v－t图中（如图），直线a、b分别描述了甲乙两车在0~20秒的运动情况．关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是
A．在0~10秒内两车逐渐靠近
B．在10~20秒内两车逐渐远离
C．在5~15秒内两车的位移相等
D．在t=10秒时两车在公路上相遇
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．在0－10 s内，乙车的速度一直比甲车大，两车应逐渐远离，则A错误；
B．在10－20 s内，甲车的速度一直比乙车大，两车逐渐靠近，则B错误；
C．在5－15 s内，两图象与坐标轴的面积相等，则两车的位移相等，则C正确；
D．在t＝10 s时两车速度相等，相距最远，则D错误．
4．频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。

在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。

如图是小球自由下落时的频闪照片示意图，某同学以下落过程中的某一点为原点，竖直向下为正方向建立坐标轴，并测量各时刻的位置坐标x1、x2、x3、x4。

为了利用频闪照片证明自由落体运动是匀加速直线运动，以下几种方案合理的是（）
A．看各位置坐标x1、x2、x3、x4是否成等差数列
B．看各相邻位置坐标差（x1-0）、（x2-x1）、（x3-x2）、（x4-x3）是否成等差数列
C．作x-t图，看图线是否为一条直线
D．作x-t2图，看图线是否为一条直线
【答案】B
【解析】 【分析】 【详解】
A.由自由落体运动可知
212
x gt =
因此各位置坐标x 1、x 2、x 3、x 4不成等差数列，故选项A 错误； B.根据逐差法公式
2x aT ∆=
可知，邻位置坐标差（x 1-0）、（x 2-x 1）、（x 3-x 2）、（x 4-x 3）成等差数列，故选项B 正确；
C.在x -t 图中，匀变速运动的图像为二次函数图像，因此选项C 错误；
D.在x -t 2图中，存在水平直线，这表示静止，而不表示匀变速运动，故选项D 错误。

故选B 。

5．一沿直线运动的物体的a x -图像如图所示，则其2v x -图像可能是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
CD ．对于加速度恒定的匀变速直线运动有
22
02v v ax -=
由此可知12~x x 段2v x -图线为直线，故CD 错误；
AB ．10~x 段，加速度由0均匀增大，将一小段x ∆视为匀加速直线运动，则有
22
02v v a x -=∆
可知对应2v x -图线切线的斜率应为2a ，可知10~x 段2v x -图线切线的斜率应由0均匀增大，故A 错误，B 正确｡ 故选B 。

6．一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。

行驶过程中，司机忽然发现前方有一警示牌，立即刹车。

刹车后汽车立即开始做匀减速直线运动，直至停止。

已知从刹车开始计时，汽车在 0~2s 内的位移大小为48m ，4s~6 s 内的位移大小为3m 。

用v 、a 分别表示汽车匀速行驶时的速度大小及刹车后的加速度大小，则 A ．245237
m/s ,m/s 88
a v =
= B ．232104
m/s ,m/s 33
a v =
= C ．28m/s ,32m/s a v == D ．26m/s ,30m/s a v ==
【答案】D 【解析】 【详解】
设汽车的加速度大小为a ，初速度为v 0，则在0～2s 内，2s t =的位移为：
2101
2
x v t at =- ①
汽车在4s 时的速度为
04v v a =- ②
则4～6s 内的位移为：
221
2
x vt at =-
代入数据解得
v 0=29.625m/s ， a =5.625m/s 2；
但当t =6s 时，可得速度为v 6=-4.125m/s ，这说明在t =6s 时汽车已停止运动，因此上面的计算不成立。

则4～6s 内的位移为
2202v ax -=- ③
联立①②③式计算可得
a =6m/s 2， v 0=30m/s ，
故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

7．甲、乙两车某时刻由同一地点，沿同一方向开始做直线运动，以该时刻作为计时起点,得到两车的位移—时间图象，即x —t 图象，如图所示，甲图象过O 点的切线与AB 平行，
过C点的切线与OA平行，则下列说法正确的是( )
A．在两车相遇前，t2时刻两车相距最远
B．在两车相遇前，t1时刻两车相距最远
C．0-t2时间内甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度
D．甲车的初速度大于乙车在t3时刻的速度
【答案】B
【解析】
【详解】
A B. 从图象可知在两车相遇前，t1时刻两车距离大于t2时刻两车距离，t1时刻两车相距最远，选项A错误，B正确；
C. x—t图象斜率表示物体的速度，由图可知t1时刻后甲车的瞬时速度小于乙车的瞬时速度，选项C错误；
D. 甲车的初始时图象的斜率等于乙车在t3时刻图象的斜率，所以甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度，选项D错误。

故选B。

8．一个物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动，其速度随时间变化的规律如图所示，在连续两段时间m和n内，对应面积均为S，则经过b时刻物体的速度大小v为
A．() ()
22
m n S m n mn
+
+
B．() m n S
mn
+
C．m n S mn
-
（）
D．() ()
22 m n
S
m n mn
+
-
【答案】A
【解析】
【详解】
s
在连续两段时间m和n内，对应面积均为S，根据匀变速直线运动的规律有
2
2
1
-
2
1
2
b
b
S v m a m
S v n a n
=⋅⋅⋅
=⋅+⋅⋅
解得经过b时刻物体的速度大小为
()
()
22
b
m n S
v
m n mn
+
=
+
故选A。

9．一质点由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a1，经时间t后做匀减速直线运动，加速度大小为a2，若再经过时间kt恰能回到出发点。

则a1:a2为
A．
21
k
k+
B．
2
21
k
k+
C．
2
1
k
k+
D．
2
1
k
k+
【答案】B
【解析】
【详解】
根据匀变速直线运动的位移时间关系可知，质点的总位移为0，列式可得
2
2
112
11
22
a t a t kt a kt，
2
1
2
21
a k
a k
故选B
10．甲、乙两质点同时沿同一直线运动,速度随时间变化的v-t图象如图所示。

关于两质点的运动情况,下列说法正确的是（）
A．在t=0时,甲、乙的运动方向相同
B．在0~t0内,乙的加速度先增大后减小
C．在0~2t0内,乙的平均速度等于甲的平均速度
D．若甲、乙从同一位置出发,则t0时刻相距最远
【答案】D 【解析】
试题分析：在t=0时，甲的速度为正，乙的速度为负，说明甲、乙的运动方向相反．故A 错误．根据斜率表示加速度，可知在0～t 0内，乙的加速度逐渐减小，故B 错误．根据图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为负，则知在0～2t 0内，乙的位移小于甲的位移，则乙的平均速度小于甲的平均速度，故C 错误．若甲、乙从同一位置出发，甲一直沿正向运动，乙先沿负向运动，两者距离增大，后沿正向，在t 0时刻前甲的速度大于乙的速度，两者间距增大，t 0时刻后乙的速度大于甲的速度，两者间距减小，所以t 0时刻相距最远，故D 正确．故选D 。

考点：v-t 图像
11．一质量为m 的滑块在粗糙水平面上匀减速滑行，已知滑块在最开始2 s 内的位移是最后2 s 内的位移的两倍，且已知滑块第1 s 内的位移为2.5 m ，由此可求得（ ） A ．滑块的加速度为5 m/s 2 B ．滑块的初速度为5 m/s C ．滑块运动的总时间为3 s D ．滑动运动的总位移为4.5 m 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】 方法一：
AB ．滑块做匀减速直线运动减速至0，逆过程为初速度为0的匀加速直线运动，设滑块的加速度大小为a ，初速度为v 0，则最后2s 、最开始2s 和第1s 滑块分别运行的位移为：
221
22
x at a ==最后
200221
2222x v t at v a x =-=-=最后开始
20011
'' 2.5m 22
x v t at v a =-=-=1开始
联立可解得
21m/s a =，03m/s v =
故AB 错误；
CD ．则滑块运行的总时间和总位移分别为
=
3s v t a =总，0= 4.5m 2
v t x =总总 故CD 正确。

故选CD 。

方法二：
CD ．滑块做匀减速直线运动减速至0，逆过程为初速度为0的匀加速直线运动，初速度为0的匀加速直线运动中，从速度为0开始，连续相等时间的位移比为奇数之比，即
123:::...1:3:5:...x x x =
根据题意，滑块在最开始2 s 内的位移是最后2 s 内的位移的两倍，即满足
23
12
2x x x x +=+ 所以滑块减速的时间为
3s t =
滑块第1s 内的位移为2.5m ，根据上述比例关系求解总位移
2.5m 1.5m 0.5m=4.5m x =++
CD 正确；
A ．滑块匀减速至0，逆过程为初速度为0的匀加速直线运动
212
x at =
解得
22
22
22 4.5m/s 1m/s 3x a t ⨯=
== A 错误； B ．初速度为
013m/s 3m/s v at ==⨯=
B 错误。

故选CD 。

12．一小球自5m 高处自由下落，当它与水平地面每碰撞一次后，速度大小减小为碰撞前的
4
5
，不计空气阻力，g 取210m/s ，则下列说法正确的是（ ） A ．第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为54
B ．第二次弹起的高度为第一次弹起时高度的54
C ．小球运动的总时间约为9s
D ．小球运动的总位移为5m 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．设小球第一次落地时速度为0υ，则有
010m/s υ==
则第二，第三，第1n +次落地速度分别为1045υυ=，2
2045υυ⎛⎫= ⎪⎝⎭，…，2
045n υυ⎛⎫= ⎪⎝⎭
根据
gt υ=
则小球第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为
012154
t t υυ== A 正确；
B ．小球开始下落到第一次与地相碰经过的路程为
2
005m 2h g
υ=
=
小球第一次与地相碰后弹起的高度是
2
2
1145m 25h g υ⎛⎫
==⨯ ⎪⎝⎭
小球第二次与地相碰后弹起的高度是2h ，则
4
22
245m 25h g υ⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭
所以第二次弹起的高度为第一次弹起时高度的2
45⎛⎫ ⎪⎝⎭
，B 错误；
C ．小球第1次下落时间为
01s t =
= 小球从第1次与地面相撞到第2次与地面相撞经过的时间为
11422452s 5
t g g υυ⨯===⨯ 小球从第2 次与地面相撞到第3次与地面相撞经过的时间为
2
22242s 5t g υ⎛⎫==⨯ ⎪⎝⎭
小球从第3次与地面相撞到第4次与地面相撞经过的时间为
3
33242s 5t g υ⎛⎫
==⨯ ⎪⎝⎭
…
由数学归纳推理得：小球从第n 次与地面相撞到第()1n +次与地面相撞经过的时间为
425n
n t ⎛⎫
=⨯ ⎪⎝⎭，所以小球运动的总时间为
123n t t t t t =+++
+=23
44441s 2s 5555n
⎡⎤
⎛⎫⎛⎫⎛⎫
⎛⎫+⨯+++
+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥
⎣
⎦4
51s 2s 9s 415
=+⨯=-
C 正确；
D ．小球最终停在地面上，总位移为5m ，D 正确。

故选ACD 。

13．甲、乙两物体相距100米，沿同一直线向同一方向运动，乙在前，甲在后，请你判断哪种情况甲可以追上乙（ ）
A ．甲的初速度为20m/s ，加速度为1m/s 2，乙的初速度为10m/s ，加速度为2m/s 2
B ．甲的初速度为10m/s ，加速度为2m/s 2，乙的初速度为30m/s ，加速度为1m/s 2
C ．甲的初速度为30m/s ，加速度为1m/s 2，乙的初速度为10m/s ，加速度为2m/s 2
D ．甲的初速度为10m/s ，加速度为2m/s 2，乙的初速度为20m/s ，加速度为1m/s 2 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．设经过时间t 甲追上乙，则根据位移时间公式2
012
x v t at =+得 甲的位移为
21
2012
t t +⨯
乙的位移为
210t t +
相遇时有
221
20100102
t t t t +-=+
整理得
2202000t t -+=
此方程无解，故不可能追上，选项A 错误； B ．甲的位移为
210t t +
乙的位移为
21302
t t +
相遇时有
221
101002
t t t +-=
整理得
2402000t t --=
解得
20t =+
选项B 正确； C ．甲的位移为
21302
t t +
乙的位移为
210t t +
相遇时有
221
30100102
t t t t +-=+
整理得
2402000t t --=
解得
20t =s
选项C 正确； D ．甲的位移为
210t t +
乙的位移为
21202
t t +
相遇时有
221
10100202
t t t t +-=+
整理得
2202000t t --=
解得
10t =+
选项D 正确。

故选BCD 。

14．如图所示，t ＝0时，质量为0.5kg 的物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（经过B 点前后速度大小不变），最后停在C 点。

每隔2 s 物体的瞬时速度记录在下表中，重力加速度g 取10 m/s 2，下列说法正确的是（ ）
t /s
0 2 4 6 v /（1m s -⋅）
8
12
8
A ．物体运动过程中的最大速度为12m/s
B ．t =
10s
3
的时刻物体恰好经过B 点 C ．t =10s 的时刻物体恰好停在C 点
D ．A 、B 间的距离大于B 、C 间的距离 【答案】BC 【解析】 【详解】
A ．根据表格中数据，计算物体加速阶段的加速度大小
2218
m/s 4m/s 2
v a t ∆=
==∆ 减速阶段的加速度大小
222812
m/s 2m/s 2
a -=
= 根据运动学公式
11228m/s 12m/s a t a t +-=
122s t t +=
解得
14s 3
t =
则运动过程中的最大速度在B 点
max 11440
8m/s 8m/s 4m/s m/s 33
v a t =+=+⨯=
A 错误；
B ．到达B 点用时
410
2s s s 33
B t =+=
B 正确；
C ．从6s 末减速至0，用时
2
8m/s
4s 2m/s t =
= 则一共用时10s ，即10s 末停在C 点，C 正确； D ．根据平均速度计算位移
max max 010
s 223
AB B v v x t +==⨯ max max 020(10s )s 223
BC B v v x t +=
-=⨯ 所以A 、B 间的距离小于B 、C 间的距离，D 错误。

故选BC 。

15．屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m 的窗子的上、下沿，如图，（g 取10m/s 2）则下列说法中正确的是（ ）
A ．滴水的时间间隔是0.2s
B ．此屋檐离地面的高度是3.2 m
C ．此时第3滴水的速度大小是4m/s
D ．水滴通过窗子的平均速度大小是6 m/s 【答案】ABC 【解析】 【详解】
A.设第二滴水的位移为x 2，第三滴水的位移为x 3，水滴落下的时间间隔为T ，由2
12
h gt =得，
()2
2132
x g T =， ()2
3122
x g T =
， 231m x x -=，
得：
0.2s T =，
故A 正确； B.下落时间为
40.2s=0.8s t =⨯，
下降高度为：
2
1 3.2m 2
h gt =
=， 故B 正确；
C.此时第3滴水下落时间为
0.4s t =，
故速度为：
4m/s v gt ==，
故C 正确；
D.滴通过窗子的平均速度大小为
231
m/s 5m/s 0.2
x x v T -=
==， D 错误；。