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人教版(2019)高中物理必修一同步学案
第一章:运动的描述
1.2
时间
位移
(参考答案)
1.40
0
时间时隔
【详解】
[1]路程为运动轨迹的长度,则小明在测试中路程为40m;
[2]位移为从起始位置到末位置的有向线段,由于小明的起点与终点相同,则小明的位移为0;
[3]9.87s指的是一段时间,则9.87s指的是时间间隔。
2.AC
D
B
50
10
30
50
【详解】
(1)[1][2]质点在0~20s内和30~40s内离出发点的位移越来越大,离出发点越来越远;
[3]质点在20~30s内位移没有变化,故处于静止状态;质点在40~50
s内离出发点的位移越来越小,离出发点越来越近;
(2)[4]由题图知t=40s时,质点离出发点的距离最远,最远距离为50m;
(3)[5]从题图上可读出质点在10s时距离出发点10m;
[6]质点在30~40s内的位移为30m;
[7]质点在50s时位移为0,即回到出发点。
3.-20
m
0
30
m
20
m,方向向右
30
m,方向向右
50
m,方向向右
【详解】
(1)[1][2][3]马路抽象为坐标轴,因为向右为x轴的正方向,所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,右侧的点的坐标为正值,即:x1=-20
m,x2=0,x3=30
m。
(2)[4]前2
s内的位移
l1=x2-x1=0-(-20)
m=20
m
[5]后3
s内的位移
l2=x3-x2=30
m-0=30
m
[6]这5
s内的位移
l3=x3-x1=30
m-(-20
m)=50
m
上述位移l1、l2和l3都是矢量,大小分别为20
m、30
m和50
m,方向都向右,即与x轴正方向同向。
4.C
【详解】
A.第4
s末与第5
s初在时间轴上是同一个点,是指同一时刻,A错误;
B.“新闻联播在北京时间19∶00开始播出”,这里的19∶00指的是时刻,B错误;
C.第3
s末,指的是时刻,C正确;
D.时间间隔是指时间的长度,第3
s内,指1
s的时间长度,是时间间隔,D错误。
故选C。
5.C
【详解】
试题分析:位移是指从初位置到末位置的有向线段,位移是矢量,有大小也由方向;
路程是指物体所经过的路径的长度,路程是标量,只有大小,没有方向.
解:由题意可知,400m的比赛中,起点和终点相同,所以在400m的比赛中位移的大小是零,而在100m的比赛中,做的是直线运动,位移的大小就是100m,所以甲的位移为100m,乙的位移是零,所以甲的位移大;路程是指物体所经过的路径的长度,所以在100m、400m的比赛中,路程最大的是400m,故乙的路程大,故ABD错误,C正确;
故选C
【点评】本题就是对位移和路程的考查,掌握住位移和路程的概念就能比较它们的大小关系.
6.C
【详解】
位移大小为初末两点的直线距离,由题意可知,安检员的位移向东,大小为160m;而安检员的路程为;故ABD错误,C正确;故选C.
【点睛】
解决本题的关键知道位移和路程的区别,知道位移是矢量,大小等于首末位置的距离,路程是标量,大小等于运动轨迹的长度.
7.C
【详解】
A.矢量是既有大小又有方向的物理量,故A正确,不符合题意;
B.标量只有大小没有方向,故B正确,不符合题意;
C.位移的负号不表示大小,仅表示方向与规定的正方向相反,故C错误,与题意相符;
D.温度是标量,负号表示该温度比0
℃低,正号表示该温度比0
℃高,故-10
℃的温度比5
℃的温度低,故D正确,与题意不符。
故选C。
8.B
【详解】
ABC.位移是矢量,正、负号表示位移的方向,而不表示位移的大小,从A到C的位移大于从C到B的位移,故B正确,AC错误;
D.物体从A到B的位移
Δx=1
m-5
m=-4
m
故D错误。
故选B。
9.A
【详解】
时间间隔是指时间的长度,在时间轴上对应一段距离,时刻是指时间点,在时间轴上对应的是一个点。
A.“一天”表示一个过程,所以是时间间隔,A正确;
B.“三分钟”表示持续的时间,为时间间隔,B错误;
C.“一日”表示寒冷持续的过程,为时间间隔,C错误;
D.“三分”对应一个过程,“一秒”对应一个过程,均为时间间隔,D错误。
故选A。
10.A
【详解】
皮球从高为5m处竖直向下抛出,碰到地面后弹起上升到高为2m,位移是
起点到终点的有向线段长,故位移为3m,位移方向竖直向下;路程为运动轨迹的实际长度,故路程为7m。
故选A。
11.A
【分析】
位移的大小等于首末位置的距离,路程的大小等于运动轨迹的长度;
【详解】
A、出租车按照实际行驶的路程收费,而不是按照位移收费,故A正确、B错误;
C、在曲线运动中,同一运动过程的路程一定大于位移的大小,在单方向直线运动中,路程等于位移的大小,故C错误;
D、只有单向直线运动中,位移的大小才等于路程,位移是描述物体位置变化的物理量,是矢量,而路程描述的是物体实际运动的轨迹长度,是标量,即不能说位移就是路程,故D错误.
【点睛】
解决本题的关键知道路程和位移的区别,知道路程是标量,位移是矢量.
12.C
【详解】
A.时刻表示时间轴上的一个点。而时间间隔表示一段时间,A错误;
B.作息时间表上的数字均表示时刻,B错误;
C.火车站大屏幕上显示的列车时刻表,显示列车到站和离开站的时刻,C正确;
D.1分钟可以分成60s,但时刻是时间轴上的一个点,不是1秒,D错误。
故选C。
13.D
【详解】
A.第3s内表示这段时间间隔是1s,选项A错误;
B.前3s内表示这段时间间隔是3s,选项B错误;
C.3s内表示这段时间间隔是3s,选项C错误;
D.3s末指的是时刻,选项D正确;
故选D。
14.A
【详解】
时刻为时间轴上的一个时间点,而时间间隔为时间轴上的一段。
A.t2表示时刻,是时间轴上的一个点,称为第2
s末或第3
s初,A正确;
B.t3表示时间轴上的一个点,因此t3表示时刻,B错误;
C.t0~t2表示时间间隔,称为前2
s内,C错误;
D.tn-1~tn表示时间间隔,称为第n
s内,D错误。
故选A。
15.D
【详解】
位移是矢量,位移相同则大小和方向都必须相同,所以两物体位移大小为30m,可能方向不同,所以A错误;矢量的正负号只表示运动方向,不参与大小的比较,而标量的正负号表示大小不表示方向,故,,BC错误D正确.
16.D
【详解】
铅球的运动轨迹如图ACB所示
铅球比赛的成绩是18.62m,是抛出点A的竖直投影点O到B的距离,即OB之间的水平距离,该距离要小于A到B的位移;故该成绩不是铅球的位移;铅球在靠惯性前进的同时,还由于重力的作用而向下落,因此运动轨迹是一条曲线,经过的路程大于18.62m,该距离也不是铅球的路程,故选D。
【点睛】
物体运动的路程是物体经过的路线一条曲线如图A-C-B,铅球比赛的成绩是测量O-B的直线距离。
17.B
【详解】
如图所示,设皮球开始时停在A点,与墙壁碰撞反弹后最终停在B点,则皮球通过的路程为5
m+7
m=12
m;位移为从A到B的有向线段,长度为2
m,方向向西,故位移为-2
m。
故选B。
18.B
【详解】
坐标原点定在抛出点正下方2m处,向下方向为坐标轴的正方向,小球从距地面4m高处开始下落的,在坐标原点的上方,所以抛出点的位置坐标是-2m;小球落到地面上,此时距离坐标原点为2m,所以落地点的位置坐标是2m;小球在距离地面1m高处被接住,此时的小球在坐标原点的下方1m处,所以接住点的位置坐标是1m;
故选B。
19.D
【详解】
由A到B的水平位移为L,竖直位移为2L,因此总的位移为;
人的路程为运动轨迹的总长度,所以路程为:,故D正确ABC错误.
点睛:本题考查位移和路程的计算,要求能明确位移的定义,能正确作出位移并能利用几何关系求解位移的大小.
20.C
【详解】
路程等于路径的长度,则从A到C的路程为πR+πR=πR;物体的位移大小为AC的长度,根据几何关系可知:,故ABD错误,C正确.
21.ACD
【详解】
试题分析:由图象可知甲乙两物体同时出发.故A正确B错误;可知开始运动时甲的出发点在坐标原点,而乙物体在出发时离坐标原点的距离为x0,故甲开始运动时,乙在甲前面x0处,故C正确;由于甲物体在t1~t2时间内甲物体的位移未变,即甲在中途停了一会儿,在t3时刻甲乙两物体的位置相同,即甲追上了乙,故D正确.
考点:匀变速直线运动的图像
22.BC
【详解】
A.在单向直线运动中,位移的大小等于路程,若非单向直线运动,路程大于位移,故A错误;
B.据路程和位移的定义可知,沿不同的路径由A到B,其位移是相同的,故B正确;
C.当物体从某点出发又回到原点的过程中,位移为零,故C正确;
D.在单向直线运动中,位移的大小等于路程,其他情况都是路程大于位移的大小,位移大小不可能大于路程,故D错误。
故选BC。
23.AD
【详解】
两种情况下,物体的始末位置相同,所以位移相等,大小为2R,方向向东,A正确B错误;两次情况的路径不同,所以路程不同,第一次,第二次,C错误D正确
【点睛】位移是矢量,位移的方向由初位置指向末位置,位移的大小不大于路程.路程是标量,是运动路径的长度.当质点做单向直线运动时,位移的大小一定等于路程,位移与路程是描述运动常用的物理量,它们之间大小关系是位移大小≤路程
24.AC
【详解】
A.AB段电动车位移不随时间变化,处于静止状态,A正确;
B.BC段发生的位移大小为
12
m-4
m=8
m
CD段发生的位移大小为12
m,所以CD段发生的位移大于BC段发生的位移,B错误;
C.从题图可以看出t=3
s时电动车离出发点最远,为
12m-4m=8
m
C正确;
D.出发点的坐标为4
m,t=5
s时电动车的坐标为0,距离出发点4
m,D错误。
故选AC。
25.ABD
【详解】
ABC.甲物体在t=0时刻出发,其运动方向与规定的正方向相反,出发点距原点的距离为x0;乙物体在t=t1时刻从原点出发,其运动方向沿规定的正方向,故甲、乙两物体的出发点相距x0,A、B正确,C错误;
D.甲、乙两物体在t2时刻处于同一位置,即相遇,D正确。
故选ABD。
26.(1)路程不同,位移相同;(2)①70m,50m;②不相同
【详解】
(1)三者的路程不同,但都是从北京到上海,初位置、末位置一样,即位移相同.
(2)①如图所示,路程是70m,位移为从A点指向C点的有向线段,大小为50m
②不相同,路程是标量,遵从算术加法法则,可以直接相加减;位移是矢量,不能直接相加减,位移的大小等于初位置指向末位置的有向线段的长度。
27.(1)2
m,8
m
;(2)6
m,0
【详解】
(1)由图像可知,在t=0时刻,该质点的位置
2
s末时该质点的位置
(2)前2
s该质点的位移
第3
s内该物体处于静止状态,因此该质点的位移为0。
28.(1)OBCE,OABDE(2)、(3)(4)-(5)(6)乌龟
【详解】
(1)由题意可知,图线OBCE表示乌龟运动的位移一时间图线;图线OABDE表示兔子运动的位移一时间图线.
(2)根据x-t图像可知兔子在时刻开始睡觉,位置在距出发点距离为处.
(3)根据x-t图像可知在时刻乌龟悄悄地爬过兔子身旁.
(4)根据x-t图像可知兔子从时刻开始睡觉,到时刻醒来,故兔子睡觉的时间为-.
(5)根据x-t图像可知当兔子醒来时乌龟在距出发点距离为的地方.
(6)根据x-t图像可知乌龟先到达终点,兔子后到达终点.
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第一章:运动的描述
1.2
时间
位移
1.时间间隔和时刻
(1)区别:时间间隔对应某段位移,时刻对应某一个位置。
(2)联系:两个时刻间隔是时间,时间的初末端是时刻。
2.位移和路程
(1)定义:位移表示质点位置的变动,它是质点由初位置指向
末位置的有向线段;路程等于质点运动轨迹的长度.
(2)区别:位移是矢量,方向由初位置指向末位置;路程是标量,没有方向.
(3)联系:在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程.
一、填空题
1.小明同学4×10m折返跑测试成绩为9.87s,则小明在测试中路程为______m,位移为________m。9.87s指________(填“时刻”或“时间间隔”)。
2.一质点沿直线运动,其运动的x-t图像如图所示,则:
(1)质点在________时间内远离出发点;质点在________时间内靠近出发点;质点在________时间内没有运动;
A.0~20
s
B.20~30
s
C.30~40
s
D.40~50
s
(2)质点离出发点的最远距离是________m;
(3)质点在10s时距离出发点______m,质点在30~40s内的位移为________m,质点在______s时回到出发点。
3.如图所示,一辆汽车在马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20
m处;过了2
s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3
s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30
m处。如果把这条马路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向。
(1)试将汽车在这三个观测时刻的位置的坐标填入表格内。
观测时刻
t=0时
过2
s
再过3
s
位置坐标
x1=____
x2=____
x3=____
(2)前2
s内、后3
s内汽车的位移分别是多少__________?这5
s内的位移又是多少______?
二、单选题
4.下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是( )
A.第4
s末到第5
s初经历了1
s的时间间隔
B.“新闻联播在北京时间19∶00开始播出”,其中19∶00指的是时间间隔
C.物体第3
s末的位置坐标是(2
m,3
m),其中第3
s末指的是时刻
D.物体第3
s内运动了4
m,其中第3
s内指的是时刻
5.某学校田径运动场400
m标准跑道的示意图如图所示,100
m赛跑的起跑点在A点,终点在B点,400
m赛跑的起跑点和终点都在A点.在校运动会中,甲、乙两位同学分别参加了100
m、400
m项目的比赛,关于甲、乙运动的位移大小和路程的说法中正确的是(
)
A.甲、乙的位移大小相等
B.甲、乙的路程相等
C.甲的位移较大
D.甲的路程较大
6.煤矿安检员在一次巡检中,乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120m到达井底,然后在井底又沿着水平隧道向东走了160m到达B井,最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面若A、B两个井口恰在同一水平面上,则此次巡检中安检员
A.发生的位移是200米,方向向东;通过的路程是160米
B.发生的位移是400米,方向向东;通过的路程是160米
C.发生的位移是160米,方向向东;通过的路程是400米
D.发生的位移是160米,方向向东;通过的路程是240米
7.关于矢量和标量,下列说法中不正确的是( )
A.矢量是既有大小又有方向的物理量
B.标量只有大小没有方向
C.-10
m的位移比5
m的位移小
D.-10
℃的温度比5
℃的温度低
8.物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐标的变化量Δx表示物体的位移.如图所示,一个物体从A运动到C,它的位移Δx1=-4
m-5
m=-9
m;从C运动到B,它的位移为Δx2=1
m-(-4
m)=5
m。下列说法中正确的是( )
A.从C到B的位移大于从A到C的位移,因为正数大于负数
B.从A到C的位移大于从C到B的位移,因为正、负号表示位移的方向,不表示位移的大小
C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体从A到B的位移Δx=4
m
9.下列关于民间俗语中所说的时间,理解正确的是( )
A.用“做一天和尚,撞一天钟”表示做事得过且过,“一天”指时间间隔
B.用“三分钟热度”形容做事没有持久性,“三分钟”指时刻
C.用“冰冻三尺非一日之寒”形容做事情不能一蹴而就,“一日”指时刻
D.用“宁停三分,不抢一秒”进行交通安全教育,“三分”和“一秒”均指时刻
10.—个皮球从5m高的地方落下,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则这段过程中( )
A.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7m
B.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7m
C.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3m
D.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m
11.关于位移和路程,以下说法正确的是( )
A.出租车按路程收费
B.出租车按位移的大小收费
C.在曲线运动中,同一运动过程的路程一定大于位移的绝对值(即大小)
D.在直线运动中,位移就是路程
12.关于时刻和时间间隔,下列说法正确的是( )
A.时刻表示时间极短,时间间隔表示时间较长
B.作息时间表上的数字均表示时间间隔
C.火车站大屏幕上显示的列车时刻表是时刻
D.1分钟只能分成60个时刻
13.关于时间间隔和时刻,下列说法正确的是( )
A.第3s内表示这段时间间隔是3s
B.前3s内表示这段时间间隔是1s
C.3s内表示这段时间间隔是1s
D.3s末指的是时刻
14.如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )
A.t2表示时刻,称为第2
s末或第3
s初
B.t3表示时间间隔,称为第3
s内
C.t0~t2表示时间间隔,称为最初2
s内或第2
s内
D.tn-1~tn表示时间间隔,称为第(n-1)
s内
15.下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中,正确的是( )
A.两运动物体的位移大小均为30
m,这两个位移一定相同
B.做直线运动的两物体位移x甲=3
m,x乙=-5
m,则x甲>x乙
C.温度计读数有正有负,其正负号表示方向
D.温度计读数t1=3
℃,t2=-5
℃,则t1>t2
16.在某次实心球比赛中,某运动员以17.56
m的成绩获得金牌.这里记录的成绩是指(
)
A.比赛中实心球发生的位移大小
B.比赛中实心球经过的路程
C.既是实心球发生的位移大小,又是实心球经过的路程
D.既不是实心球发生的位移大小,也不是实心球经过的路程
17.若规定向东方向为位移的正方向,今有一个皮球停在水平面上某处,轻轻踢它一脚,使它向东做直线运动,经5
m时与墙相碰后又向西做直线运动,经7
m后停下。上述过程中皮球通过的路程和位移分别是( )
A.12
m,2
m
B.12
m,-2
m
C.-2
m,2
m
D.2
m,2
m
18.一个小球从距地面4m高处自由下落,被地面弹回,在距地面1m高处被接住。坐标轴的原点定在起始点正下方2m处,设向下的方向为坐标轴的正方向,则小球下落的起始点、落地点、接住点的坐标分别是( )
A.2m,-2m,-1m
B.-2m,2m,1m
C.4m,0.1m
D.-4m,0,-1m
19.如图所示,某人沿着倾角为45°的楼梯从一楼A位置走到了二楼B位置,如果楼梯间的宽度为L,则人的位移和路程大小分别为(
)
A.2L,L
B.2L,(1+2)L
C.L,2L
D.L,(1+2)L
20.如图所示,物体沿两个半径为的圆弧由到,则它的位移和路程分别为(
)
A.,指向;
B.,指向;
C.,指向;
D.,指向;
三、多选题
21.甲、乙两物体在同一直线上运动的x-t图像如图所示,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点,则从图像上可以看出
(
)
A.甲、乙同时出发
B.乙比甲先出发
C.甲开始运动时,乙在甲前面x0处
D.甲在中途停了一会,但最后还是追上了乙
22.关于位移和路程,下列说法中正确的是( )
A.沿直线运动的物体,位移和路程是相等的
B.质点沿不同的路径由A到B,其位移是相同的
C.质点通过一段路程,其位移可能是零
D.质点运动的位移大小可能大于路程
23.如图所示,某物体第一次沿两个半径为R的圆弧由A经B到C,第二次沿直线由A经B到C.下列结论正确的是( )
A.两次物体的位移均等于4R,方向均向东
B.第一次物体的位移等于2πR,第二次物体的位移等于4R,方向均向东
C.两次物体的路程均等于4R,方向向东
D.第一次物体的路程等于2πR,第二次物体的路程等于4R
24.如图所示是一辆电动车做直线运动的x-t图像,对相应的线段所表示的运动,下列说法中正确的是( )
A.AB段表示电动车静止
B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移
C.t=3
s时电动车离出发点最远
D.t=5
s时电动车回到出发点
25.如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x-t图像.下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体的出发点相距x0
B.甲物体比乙物体早出发的时间为t1
C.甲、乙两物体同向运动
D.甲、乙两物体在t2时刻相遇
四、解答题
26.(1)如图所示,三位旅行者从北京到上海,甲乘坐高铁直达,乙乘坐飞机直达,丙先乘坐汽车,再乘坐轮船到上海,三者的路程是否相同?位移是否相同?
(2)①如果一位同学从操场中心A点出发向北走了40m到达B点,然后又向西走了30m到达C点,则他从A到C点的路程是多少?位移的大小是多少?
②路程和位移的计算方法相同吗?
27.如图为某一质点的位移—时间图像,请通过图像回答以下问题:
(1)t=0时刻该质点的位置,2
s末时该质点的位置;
(2)前2
s该质点的位移,第3
s内该质点的位移。
28.如图所示是“龟兔赛跑”的位移一时间图像,看图回答:
(1)哪一条图线表示乌龟的运动?哪一条图线表示兔子的运动?
(2)兔子在什么时候、什么地方开始睡觉?
(3)乌龟何时悄悄地爬过兔子身旁?
(4)兔子睡了多长时间?
(5)兔子醒来时乌龟在什么地方?
(6)谁先到达终点?
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