1、专题03 回归基础专题训练直线运动的图像一、单项选择题1某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后，绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图像如图1所示，若该物体在t0时刻，初速度为零，则下列图像中该物体在04 s内位移最大的是()图1【解析】选C图像A、B、D所表示的物体的运动均为往复运动，只有图像C所表示的物体的运动为单向运动，在04 s内的位移最大。2我国“蛟龙号”深潜器，在2012年6月24日以7 020 m深度成为世界上下潜最深的载人潜水器。假设在某次实验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10 min内速度图像，下列说法正确的是()图2A
2、本次下潜的最大深度为 7 020 mB全过程中最大加速度是 0.025 m/s2C04 min内平均速度为1.5 m/sD01 min和810 min的时间内潜水员处于超重状态【解析】选C“蛟龙号”深潜器在04 min内一直向下运动，在t4 min时，达最大深度，hm(42)260 m360 m，A错误；最大加速度am m/s2 m/s2，B错误；04 min内的平均速度v m/s1.5 m/s，C正确；潜水员在01 min内的加速度竖直向下，处于失重状态，D错误。3将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。皮球在上升过程中的加速度大小a与时间t关系图像正确的是(
3、)图3【解析】选C由于皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。上升过程中的加速度大小a随时间t减小，当速度减小到很小时，加速度趋近于g，上升过程中的加速度大小a与时间t关系图像正确的是图C。4.跳伞运动员在下降过程中沿竖直方向运动的v t图像如图4所示，则0t1过程中()图4A速度一直在增大B加速度一直在增大C机械能保持不变D位移为 vmt1【解析】选A加速度一直在减小，选项B错误。有空气阻力，机械能减小，选项C错误。位移大于vmt1，选项D错误，选项A正确。5.个质点沿x轴做匀加速直线运动。其位置时间图像如图5所示，则下列说法正确的是()图5A该质点的加速度大小为2 m/s2B该质点
4、在t1 s时的速度大小为2 m/sC该质点在t0到t2 s时间内的位移大小为6 mD该质点在t0时速度为零【解析】选D质点做匀加速直线运动，设t0时质点的速度为v0，加速度为a，由图像知t11 s时，x12 m；t22 s时，x28 m，利用公式xv0tat2得：x1v0t1at，x2v0t2at，代入数据解得a4 m/s2，v00，t1 s时的速度大小为4 m/s，故只有D正确。6.将一小球从高处水平抛出，最初2 s内小球动能Ek随时间t变化的图像如图6所示，不计空气阻力，取g10 m/s2。根据图像信息，不能确定的物理量是()图6A小球的质量B小球的初速度C最初2 s内重力对小球做功的平均
5、功率D小球抛出时的高度【解析】选D由机械能守恒定律可得EkEk0mgh，又因为hgt2，所以EkEk0mg2t2。当t0时，Ek0mv5 J，当t2 s时，EkEk02mg230 J，联立方程解得：m0.125 kg，v04 m/s。t2 s时，由动能定理得WGEk25 J，故12.5 W。根据图像信息，无法确定小球抛出时离地面的高度。综上所述，应选D。7一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力)。设抛出时t0，得到物体上升高度随时间变化的ht图像如图7所示，则该行星表面重力加速度大小与物体被抛出时的初速度大小分别为()图7A8 m/s2,20 m/sB10 m/s2,25 m/sC8
6、m/s2,25 m/s D10 m/s2,20 m/s【解析】选A由题图可知，物体上升的最大高度Hm25 m，上升和下落的时间均为t2.5 s，由Hmgt2可得出该行星表面的重力加速度大小为g8 m/s2。由t可得：v0gt20 m/s，故A正确。8如图8甲所示，质量为m的物块沿足够长的粗糙斜面从底端以初速度v0上滑先后通过A、B，然后又返回到底端。设从A到B的时间为t1，加速度大小为a1，经过A的速率为v1，从B返回到A的时间为t2，加速度大小为a2，经过A的速率为v2，则正确的是()图8At1t2，a1a2，v1v2Bt1t2，a1a2，v1v2C物块全过程的速度时间图线如图乙所示D物块全
7、过程的速度时间图线如图丙所示【解析】选D由于从B返回到A所受合外力小，加速度小，所以从A到B的时间t1t2，a1a2，v1v2，故A、B错误；物块全过程的速度时间图线如图丙所示，故C错误，D正确。9.当前我国“高铁”事业发展迅猛。假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其vt图像如图9所示，已知在0t1时间内为过原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度v3，以后匀速运动。下述判断正确的是()图9A从0至t3时间内，列车一直做匀加速直线运动Bt2时刻的加速度大于t1时刻的加速度C在t3时刻以后，机车的牵引力为零D该列车所
8、受的恒定阻力大小为【解析】选D0t1时间内，列车匀加速，t1t3时间内，加速度变小，故A、B错；t3以后列车匀速运动，牵引力等于阻力，故C错；匀速运动时FfF牵，故D正确。10如图10甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其Fv2图像如图乙所示。则由图中数据得出的结果正确的是()图10A小球的质量为B当地的重力加速度大小为Cv2c时，小球对杆的弹力方向向上Dv22b时，小球受到的弹力与重力大小相等【解析】选B当弹力F方向向下时，Fmg，解得Fmg，当弹力F方向向上时，mgF
9、m，解得Fmgm，对比Fv2图像可知，bgR，amg，联立解得：g，m，选项A正确B错误；v2c时，小球对杆的弹力方向向上，选项C正确；v22b时，小球受到的弹力与重力大小相等，选项D正确。二、多项选择题11.如图11是甲、乙两物体从同一点开始做直线运动的运动图像，下列说法正确的是()图11A若y表示位移，则t1时间内甲的位移小于乙的位移B若y表示速度，则t1时间内甲的位移小于乙的位移C若y表示位移，则tt1时甲的速度大于乙的速度D若y表示速度，则tt1时甲的速度大于乙的速度【解析】选BC若y表示位移， t1时间内两物体位移相等，图线的斜率表示物体的速度，故t1时刻v甲v乙，C正确，A错误；若
10、y表示速度，t1时刻v甲v乙，由图线与t轴所围面积表示物体的位移可知，x甲x乙，B正确，D错误。12质量分别为m1、m2的A、B两物体放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自由静止开始运动。经过时间t0，撤去A物体的外力F；经过4t0，撤去B物体的外力F。两物体运动的vt关系如图12所示，则A、B两物体()图12A与水平面的摩擦力大小之比为512B在匀加速运动阶段，合外力做功之比为41C在整个运动过程中，克服摩擦力做功之比为12D在整个运动过程中，摩擦力的平均功率之比为53【解析】选AC撤去外力后两物体匀减速的加速度大小相同，对应图像可知， g，由牛顿第二定律可得：FFf1m1，F
11、Ff2m2，Ff1m1g，Ff2m2g，可解得：Ff1Ff2512，A正确；匀加速阶段合外力的功等于动能增量，故在匀加速阶段，合外力做功之比为m1(2v0)2m2v53，B错误；由Wf1m1g2v03t0，Wf2m2gv05t0，解得：Wf1Wf212，C正确；由P可得：Pf1，Pf2，解得Pf1Pf256，D错误。13一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能E与物体位移s关系的图像如图13所示，其中0s1过程的图线为曲线，s1s2过程的图线为直线。由此可以判断()图13A0s1过程中物体所受拉力是变力，且一定不断增大B0s1过程中物体的动能一定是不断减小Cs1s
12、2过程中物体一定做匀速运动Ds1s2过程中物体可能做匀加速运动【解析】选AD由题意知，小球受重力和绳子的拉力，由图知在0s1过程中拉力在逐渐增大，故A正确；若拉力小于重力，则小球加速运动，动能增大，故B错误；s1s2过程中拉力不变，若拉力等于重力，小球做匀速运动，若拉力小于重力，小球可能做匀加速运动，故C错误、D正确。14 2012年6月9日晚，受沿线焚烧秸秆产生烟雾的影响，宁洛高速公路安徽省蒙城段发生多起车辆追尾事故。假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v030 m/s，距离s0100 m。t0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化分别如图1
13、4(a)、(b)所示，取运动方向为正方向，下面说法正确的是()图14At6 s时两车等速Bt6 s时两车距离最近C06 s内两车位移之差为90 mD两车在09 s内会相撞【解析】选ABC由加速度图像可画出两车的速度图像，如图所示。由图像可知，t6 s时两车等速，此时距离最近，图中阴影部分面积为06 s内两车位移之差，x303 m30(63)m90 m100 m，两车不会相撞，69 s内两车相距越来越远，故两车在09 s内不会相撞。15水平面上质量为m10 kg的物体受到的水平拉力F随位移s变化的规律如图15所示，物体匀速运动一段时间后，拉力逐渐减小，当s7.5 m时拉力减为零，物体也恰好停下。
14、取g10 m/s2，下列结论正确的是()图15A物体与水平面间的动摩擦因数为0.12B合外力对物体所做的功约为40 JC物体匀速运动时的速度为2 m/sD物体运动的时间为0.4 s【解析】选AB由02.5 m内物体匀速运动可得：Fmg，解得0.12，A正确；由Fs图线与s轴所围面积表示力F所做的功可得WF50 J，设物体的初速度为v，由动能定理得：W总WFmgs0mv2，解得：W总40 J，v2 m/s，B正确，C错误；物体匀速运动的时间约为 s s0.4 s，故D错误。16.一质量为m的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中(如图16甲)，某时刻剪断细线，铝球开始在油槽中下沉，通过传感器得到铝球
15、的加速度随下沉速度变化的图像如图乙所示，已知重力加速度为g，根据上述信息，下列说法正确的是()图16A铝球下沉的速度先增大后不变B开始释放时，铝球加速度a0gC铝球下沉过程所受到油的阻力fD铝球下沉过程机械能的减少等于克服浮力所做功【解析】选AC铝球下沉的速度先增大后不变，选项A正确；开始释放时，铝球除受重力外，还受到竖直向上的浮力作用，其加速度a0小于g，选项B错误；根据通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图像可知，aa0。设液体浮力为F，刚剪断细线时，v0，油的阻力f0，由牛顿第二定律，mgFma0。铝球下沉过程中，由牛顿第二定律，mgFfma。联立解得铝球下沉过程所受到油的阻力f，选项C正确；铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力和浮力所做功，选项D错误。8
