3.1 机械运动
一、多选题
1.交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲。某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离。则下列说法正确的是(假设超声波的速度为340m/s,且声速与车速均保持不变)( )
A.汽车遇到第一次信号时,距测速仪204m
B.汽车遇到第二次信号时,距测速仪68m
C.汽车的速度约为24.15m/s
D.汽车两次收到信号的时间差为1.3s
二、单选题
2.如图所示,小明同学坐在过山车里,过山车高速运动时,小明看到地面上的人和建筑物都在旋转。他选取的参照物是( )
A.地面上的人 B.建筑物 C.过山车轨道 D.过山车
3.如图,2020年11月24日我国嫦娥五号月球探测器成功发射,并首次实现外天体起飞。实现了“绕、落、回”。成功采集2kg月壤标本。当嫦娥五号从外天体起飞时,说它是运动的,所选择的参照物是( )
A.嫦娥五号 B.嫦娥五号上的摄像机
C.月球表面 D.嫦娥五号上的计算机
4.2020年12月17日嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。在嫦娥五号返回过程中以( )参照物,嫦娥五号是静止的。
A.地面 B.月球 C.嫦娥五号 D.月球样品
5.2020年12月6日在微波雷达引导下,嫦娥五号成功实现“太空牵手”,这是我国首次在地外天体实现无人交会对接技术。5时42分,嫦娥五号上升器成功与轨道器返回器组合体交会对接。6时12分将月球样品容器安全转移至返回器中。嫦娥五号月球采样返回,是我国航天领域迄今为止最复杂难度最高的任务。以下说法中正确的是( )
①交会对接时,嫦娥五号上升器与轨道器返回器组合体相对静止;
②交会对接时,嫦娥五号上升器相对月球是静止的;
③月球样品送回地球后质量会发生变化;
④月球样品送回地球后质量不会发生变化。
A.只有④正确 B.只有②③正确
C.只有①②③正确 D.只有①②④正确
三、简答题
6.2020年11月24日,中国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器,
(1)12月1日,嫦娥五号在月球正面预选着陆区着陆,着陆时,月面上有着长长的影子,这是什么原因?
(2)12月2日,嫦娥五号完成月面自动采样封装。小明提出用录音机录下挖掘月壤时的声音,为什么不能完成此任务?
(3)12月6日,嫦娥五号上升器和返回器组合体交会对接,锁紧后,上升器相对于返回器是运动还是静止的?
7.如图所示,马路上一辆出租车行驶而过,马路边的小朋友大声喊“真快!”,司机听到后问乘客:“我动了吗?”,乘客却回答:“你没动”。你认为小朋友喊的“真快!”和乘客回答的“你没动”说错了吗?为什么?
四、作图题
8.如图所示,一艘小船正以比风速小的速度面向灯塔靠近,请在小船的旗杆上画出正在飘动的旗子。
五、计算题
9.春节假期,小毛的爸爸带着她们全家外出旅游,在经过某个特殊路段时看到了路边出现了如图所示的标志牌,请你回答问题:
(1)该标志牌的含义是什么?
(2)若他们的车在6min内通过了这段长为5km的路段,请你通过计算说明他们是否违章了?
(3)请你写出一条警示标语以提醒司机朋友一定要按照交通法规驾车出行。
10.2016年9月24日苏州轨道交通2号线延伸线正式开通试运营,整条线路全长约34.5km。途径相城、姑苏、吴中、园区4区,共设站35座,其中线路中最大站距2010m,最小站距650m。
求:(1)轨道交通2号线每日6:00首班车全程运行时间大约45min,求这趟车的平均速度为多少?
(2)若列车以80km/h的平均速度驶过线路中的最大站距,则大约需要多少时间?
六、实验题
11.如图所示,在“测量小车运动的平均速度”实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可算出小车在各段的平均速度。
(1)该实验的原理是公式 ___________。
(2)为了方便计时,应使斜面坡度较 ___________(选填“大”或“小”)。
(3)实验前必须学会熟练使用电子表,如果小车过了A点才开始计时(终点计时准确),则测得的平均速度 ___________(选填“偏大”、“偏小”或者“没有影响”)
12.在“探究速度的变化”实验中,同学们设计了如图所示的实验装置,请完成以下问题:
①该实验的实验原理是______ ;
②本实验必须选用______测出长度;还要用______测出时间;
③有同学设计了表格请你完成它的填写
路程/cm 运动时间/s 平均速度/(cm/s)
s总=80.00 t总=2.8 v=28.6
s1=40.00 t1=2.0 v1=20.0
s2=s总﹣s1=40.00 t2=0.8 v2=______
④通过比较v1、v2我们得出结论:小车沿斜面下滑时的速度______。
13.小张测量某种液体密度的主要实验步骤如下:
(1)他将天平放在 ___________工作台上,此时如图甲所示,他下面的操作是 ___________,使横梁在水平位置平衡;
(2)调节好天平后,按照如下步骤进行实验:
①用天平测出烧杯和液体的总质量为133.2g;
②将烧杯中的一部分液体倒入量筒中,测出体积如图乙所示,量筒中液体的体积为 ___________cm3;
③用天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量如图丙所示为 ___________g;
④计算出液体的密度为 ___________kg/m3。
14.小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从带刻度尺的斜面上由静止下滑,如图所示。
(1)该实验的原理是___________;
(2)AB段距离sAB=___________cm,小车在AC段平均速度vAC=___________m/s;
(3)下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是___________;
(4)实验过程中,由于小车运动时间较短,不便于计时,可以通过使斜面的坡度变___________(选填“陡”或“缓”)的方式,改变小车的运动时间,达到便于测量时间的目的。
(5)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏___________(选填“大”或“小”);
(6)小明进一步实验测得小车在斜面上运动时,前半程平均速度为v1,后半程平均速度为v2,则小车全程平均速度v=___________(用字母v1和v2表示)。
15.在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(1)要完成实验,除了图中的实验器材外,还需要______;
(2)图中AB段的路程sAB=______cm,如果测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB=______cm/s;
(3)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏______;
(4)分析可知,小车在AB、BC、AC段运动的平均速度vAB、vBC、vAC的大小关系是______;
(5)要使小车的平均速度增大,可采用的方法有______(写出一种即可);
(6)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度,他的做法正确吗?______,理由是:______。
七、填空题
16.2020年11月10日8时12分,“中国奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底成功。坐底深度10909米,此时,以海底为参照物。“奋斗者”号是___________的。“奋斗者”号下潜时,以海水为参照物,潜水器中的工作人员是___________的。(两空均选填“运动”或“静止”)
17.如图所示倒车雷达在汽车中得到广泛应用,倒车雷达装置发出的是___________(选填“超声波”或“次声波”),若以正在倒车的汽车为参照物,障碍物是___________(选填“运动”或“静止”)的。
18.2020年3月20日,辽宁第一批支援湖北医疗队137名“白衣战士”出色完成驰援任务平安归来,辽宁交警一路领航护送。当交警与医疗队乘坐的车辆以相同的速度匀速前进时,如图所示,以医疗队乘坐的车辆为参照物时,护送的交警是 ___________(选填“静止”或“运动”)的。
19.正常行驶的列车上,小红看到路边的树木向后运动,这是以___________为参照物,小红的座位面向列车前进方向,她先、后看到旁边列车的情景如图所示,则该列车的行驶方向和小红所在列车___________(填“相同”或“相反”),且速度___________(填“大于”、“小于”或“等于”)小红所在列车。
20.平时所说“月亮躲进云里”是以______为参照物,我国发射的风云二号地球同步通讯卫星相对______是静止的。
参考答案:
1.BD
【解析】
【详解】
A.由图知,汽车收到第一次信号时,经过的时间为
t1=×0.6s=0.3s
由可得距测速仪
s1=v声t1=340m/s×0.3s=102m
故A错误;
B.由图知,汽车收到第二次信号时,经过的时间为
t2=×(1.8s-1.4s)=0.2s
由可得距测速仪
s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m
故B正确;
CD.汽车收到两次信号距离测速仪的距离差
s=s1-s2=102m-68m=34m
汽车两次收到信号的时间差为
t=1.6s-0.3s=1.3s
汽车的速度
故C错误,D正确。
故选BD。
2.D
【解析】
【详解】
小明坐在高速运动的过山车里,以他自己或过山车为参照物,地面上的建筑物与他之间的位置不断发生变化,建筑物是不断运动的,所以他会看到地面上的建筑物在旋转,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.C
【解析】
【详解】
A.参照物不能选择被研究的物体本身,故A不符合题意;
BCD.嫦娥五号从外天体起飞时,嫦娥五号与嫦娥五号上的摄像机、嫦娥五号上的计算机之间没有位置变化,以嫦娥五号上的摄像机、嫦娥五号上的计算机为参照物,嫦娥五号是静止的;嫦娥五号相对于月球表面的位置不断发生变化,以月球表面为参照物,嫦娥五号是运动的,故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
4.D
【解析】
【详解】
AB.在嫦娥五号返回器携带月球样品返回过程中,嫦娥五号与地面、月球的位置发生了变化,以地面、月球为参照物,嫦娥五号是运动的,故AB不符合题意;
C.参照物不能选择被研究的物体本身,故C不符合题意;
D.嫦娥五号返回器携带的月球样品与嫦娥五号的位置没有发生变化,以月球样品为参照物,嫦娥五号是静止的,故D符合题意。
故选D。
5.A
【解析】
【详解】
①交会对接时,嫦娥五号上升器与轨道器返回器组合体运动方向相反,不能处于相对静止状态,故①错误;
②嫦娥五号上升器与轨道器返回器组合体交会对接时,嫦娥五号上升器相对月球有位置的变化,所以嫦娥五号上升器是运动的,故②错误;
③④月球样品送回地球后,位置发生变化,但所含物质的多少不变,所以它的质量不变,故③错误,④正确。
故选A。
6.(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析
【解析】
【详解】
(1)着陆时,月面上有着长长的影子,是由光的直线传播形成的。
(2)月球上没有空气,由于声音的传播需要介质,所以不能用录音机录下挖掘月壤时的声音。
(3)在对接完成后,上升器相对于返回器的位置没有发生改变,所以上升器相对于返回器是静止的。
7.没错。原因见解析
【解析】
【详解】
因为他们所选的参照物不同,小朋友是以地面为参照物,出租车相对于地面是运动的,而乘客是以车厢为参照物,司机相对于车厢是静止的。说明了运动与静止的相对性。
8.
【解析】
【详解】
图上方向:上北、下南、左西、右东。由图可知,灯塔上方的旗子向西飘,说明风向西吹;小船向灯塔靠近,且船速比风速小,则船的旗杆上的旗子也向西飘,如图所示:
9.(1)60km/h;(2)没有;(3)为了自己和他人的安全,不要超速行驶
【解析】
【详解】
解:(1)该标志牌的含义是此路段汽车的速度不能超过60km/h。
(2)由题知
t=6min=0.1h
则车的平均速度
则车的速度小于60km/h,所以,他们没有违章。
(3)建议:为了自己和他人的安全,不要超速行驶。
答:(1)该标志牌的含义是此路段汽车的速度不能超过60km/h;
(2)他们没有违章;
(3)为了自己和他人的安全,不要超速行驶。
10.(1)46km/h;(2)90.45s
【解析】
【详解】
解:(1)已知全程运行的时间
t=45min=0.75h
全程的路程为s=34.5km,则全程的平均速度为
(2)已知线路中最大站距L=2010m,列车的速度为
由可知列车通过最大站距需要的时间为
答:(1)这趟车的平均速度为46km/h;
(2)大约需要90.45s时间。
11. 小 偏大
【解析】
【详解】
(1)[1]测量小车运动的平均速度需要测量路程和时间,用速度公式来计算,故实验原理为:。
(2)[2]实验中,斜面应尽量选择较小坡度,这样设计是为了实验中便于测量小车的运动时间。
(3)[3]如果让小车过了A点才开始计时,会导致时间的测量结果偏小,由公式知,平均速度会偏大,所以实验前必须学会熟练使用电子表。
12. 刻度尺 停表 50.0 越来越快
【解析】
【详解】
①[1]速度等于路程与时间的比,所以本实验原理是。
②[2][3]由实验原理知:本实验必须选用刻度尺测出长度;还要用停表测出时间。
③[4]小车在下半段的平均速度为
④[5]比较前后两个过程中小车下滑的平均速度知,小车沿斜面下滑时的速度越来越快。
13. 水平 将游码放在标尺左端的零刻度线处,再调节平衡螺母 60 68.4 1.08×103
【解析】
【详解】
(1)[1]使用天平测量质量时,为了避免对测量结果产生影响,应将天平放在水平工作台上。
[2]如图甲所示,游码没有放在标尺左端的零刻度线处,所以接下来应该将游码放在标尺左端的零刻度线处,再调节平衡螺母使横梁在水平位置平衡。
(2)[3]量筒的分度值为2mL,量筒中的示数为
V=60mL=60cm3
[4]烧杯和杯内剩余液体的总质量为
m2=50g+10g+5g+3.4g=68.4g
[5]量筒中液体的质量为
m=m1-m2=133.2g-68.4g=64.8g
则液体的密度
14. 40.0 0.3 B 缓 大
【解析】
【详解】
(1)[1]测量平均速度的实验原理是。
(2)[2][3]由图可知AB段的距离为
sAB=10.00dm 6.00dm=4.00dm=40.0cm
AC段的路程为
sAC=10.00dm 1.00dm=9.00dm=0.9m
AC段所用的时间为
tAC=15:35:23 15:35:20=3s
则AC段的平均速度为
(3)[4]由图可知小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越快。
A.由图可知,随时间增加,速度保持不变,是匀速直线运动,故A不符合题意;
B.由图可知,随时间增加,速度也均匀增加,是加速直线运动,故B符合题意;
C.由图可知,随时间增加,路程无变化,说明是处于静止状态,故C不符合题意;
D.由图可知,在s t图象中是倾斜直线,说明物体做匀速直线运动,故D不符合题意。
故选B。
(4)[5] 斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越大,在斜面上运动的时间越短,不方便测量时间,因此为了方便计时,应调整斜面使坡度较缓。
(5)[6] 如果小车过了A点才开始计时,所测量的时间会偏小,而AC段路程一定,由可知,测得AC段的平均速度会偏大。
(6)[7]根据速度公式可知,小车全程的平均速度等于走的总路程除以全程所用的总时间,上半段所用的时间为
下半段所用的时间为
全程平均速度为
15. 停表 40.0 25 小##低 vBC>vAC>vAB 增大斜面角度 不正确 所测时间不是运动过程中下半程的时间(小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0)
【解析】
【详解】
(1)[1]要测小车平均速度,应测量出小车运动的距离和时间,除了图中的实验器材外,还需要秒表测量时间。
(2)[2]由图示可知
sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm
[3]小车通过AB段所用时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度
(3)[4]如果让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由公式知,平均速度会偏小。
(4)[5]根据实验可知,小车在上半段路程的平均速度最小,下半段路程的平均速度最大,整个路程的平均速度居中,故
vBC>vAC>vAB
(5)[6]要使小车的平均速度增大,可采用的方法有增大斜面坡度,在更光滑的斜面上实验。
(6)[7][8]小车从斜面滑下做加速直线运动,所测时间不是运动过程中下半程的时间;小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0;小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间,因此他的做法不正确。
16. 静止 运动
【解析】
【详解】
[1]潜水器坐底成功后,此时,以海底为参照物,“奋斗者”号的位置没有发生改变,所以是静止的。
[2] “奋斗者”号下潜时,以海水为参照物,潜水器中的工作人员位置发生了改变,所以是运动的。
17. 超声波 运动
【解析】
【详解】
[1]倒车雷达是利用超声波传递信息来测量车尾到障碍物的距离,故倒车雷达装置发出的是超声波。
[2]以正在倒车的汽车为参照物,障碍物与汽车之间的位置不断发生变化,因此障碍物是运动的。
18.静止
【解析】
【详解】
由题意可知,当交警与医疗队乘坐的车辆以相同的速度匀速前进时,以医疗队乘坐的车辆为参照物时,护送的交警位置没有发生改变,所以它们是静止的。
19. 自己所在的列车 相同 大于
【解析】
【详解】
[1]正常行驶的列车上,小红看到路边的树木向后运动,相对于自己所在的列车的位置发生改变,故以自己所在的列车为参照物。
[2][3]小红的座位面向列车前进方向,她先、后看到旁边列车的情景如图所示,可以看出,她先看到了列车头,又看到了列车车身,则该列车的行驶方向和小红所在列车相同,列车追上了小红所在的列车,故列车的速度大于小红所在列车。
20. 云 地球
【解析】
【详解】
[1]月亮躲进云里,被研究的物体是月亮,月亮躲进云里,说明月亮是运动的,云和月亮之间发生了位置的改变,所以选择云为参照物。
[2]同步卫星运转的速度与地球的自转速度相同,所以相对地球位置没有改变,始终在地球的上方,所以以地球为参照物,风云二号地球同步通讯卫是静止的。