2025人教版高中物理必修第一册同步练习题（有解析）--第一章 运动的描述

中小学教育资源及组卷应用平台
2025人教版高中物理必修第一册
第一章　运动的描述
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.天王星是太阳系八大行星之一,属于冰巨星。天王星的自转周期为17小时14分24秒,公转周期约为84年,平均公转速度约为24 607 km/h,赤道半径约为25 559 km。根据以上信息,下列说法正确的是 (　　)
A.“17小时14分24秒”指的是时刻
B.天王星绕太阳公转一圈,其位移和路程均为零
C.研究天王星的自转,可将天王星视为质点
D.研究天王星绕太阳运动的轨迹,可将天王星视为质点
2.两个人(可视为质点)以不同的速率同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,两人经过一段时间后在F点(图中未画出)第一次相遇,从出发到这次相遇的过程中,描述两人运动情况的物理量不相同的是 (　　)
A.路程　　　　B.平均速度　　　　C.时间　　　　D.位移
3.两辆汽车在平直的公路上行驶,甲车内的人看见窗外的树木向东移动,乙车内的人看见甲车没有运动。如果以大地为参考系,上述事实说明 (　　)
A.甲车向西运动,乙车没动
B.乙车向西运动,甲车没动
C.甲、乙两车以相同的速度向西运动
D.甲车向西运动,乙车向东运动
4.如图所示,在平直的高速公路上,小轿车和大货车并排前行,取运动方向为正方向,小轿车超大货车时,小轿车的加速度a轿=2 m/s2,大货车的加速度a货=-3 m/s2。关于小轿车和大货车的运动,下列判断正确的是 (　　)
A.大货车的加速度比小轿车的加速度小
B.大货车的速度在增大
C.大货车的速度比小轿车的速度变化快
D.大货车和小轿车速度变化量的方向相同
5.如图所示,半径为R的地球仪上,P点为赤道与0°经线的交点,Q点为赤道与东经90°经线的交点。一只蚂蚁从P点沿0°经线向北爬行到北极点,然后又沿东经90°经线向南爬行到Q点,则蚂蚁从P点运动到Q点的整个过程中的路程和位移大小分别为 (　　)
A.路程为2πR,位移大小为2R
B.路程为πR,位移大小为R
C.路程为πR,位移大小为R
D.路程为2πR,位移大小为R
6.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度-时间图像如图所示,由图像可知 (　　)
A.tc时刻火箭回到地面
B.0~ta段是火箭上升过程,tb~tc段是火箭下落过程
C.tb时刻火箭离地最远
D.0~ta段火箭的加速度小于ta~tb段火箭的加速度
7.如图(a)所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动,图(b)是该机器人在某段时间内的x-t图像(20~30 s内图线为曲线,其余为直线)。以下说法正确的是 (　　)
　　
A.机器人在0~30 s内的位移为0
B.0~10 s内,机器人做加速直线运动
C.10~30 s内,机器人的平均速度大小约为0.23 m/s
D.机器人在5 s末的速度与15 s末的速度大小相等
8.做直线运动的质点的位移x与时间t的关系为x=5t+2(各物理量均采用国际单位制中的单位),则该质点 (　　)
A.第1 s内的位移是5 m
B.前2 s内的平均速度是6 m/s
C.任意1 s内的速度增量都是2 m/s
D.任意相邻的1 s内的位移差都是1 m
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
9.一段高速公路上限速120 km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号,若有一辆汽车(可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt,经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是 (　　)
A.计算汽车速度的表达式为v=
B.计算汽车速度的表达式为v=
C.若L=8 m,Δt=0.23 s,照相机将会拍照
D.若L=8 m,Δt=0.26 s,照相机将会拍照
10.如图所示为甲、乙两辆汽车运动的位移-时间图像,下列说法正确的是 (　　)
A.0~t1时间内,甲、乙两车的平均速度相同
B.t1时刻甲、乙两车的速度相同
C.t1~t2时间内,甲、乙两车的位移相同
D.t1时刻乙车在甲车前边
11.一个可以看成质点的物体在水平面上运动,建立平面直角坐标系,物体在0 s、1 s、2 s、3 s、4 s、5 s时的位置坐标分别为(0,0)、(1 m,2 m)、(2 m,1 m)、(3 m,1 m)、(2 m,4 m)、(5 m,3 m),依次连接各坐标位置,下列说法正确的是 (　　)
A.各点之间的连线为物体的运动轨迹
B.物体在第4 s内和第5 s内的路程相等
C.物体在第4 s内和第5 s内的位移不相同
D.物体在前2 s内的位移小于最后2 s内的位移
12.如图(a)所示是停在高速公路上的超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波信号,根据发出和接收到信号的时间间隔,测出汽车的速度;图(b)中P1、P2是测速仪先后发出的两个超声波信号,n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪发出P1、P2两个超声波的时间间隔Δt=1.8 s,超声波在空气中传播的速度是v=340 m/s,若汽车是匀速直线行驶,则根据图(b)可知,下列说法正确的是 (　　)
A.图(b)中每小格表示的时间是0.18 s
B.P1信号传播到被测汽车时,汽车到测速仪的距离是102 m
C.汽车正在向靠近测速仪的方向行驶
D.汽车匀速运动时的速度大小是10 m/s
三、非选择题(本大题共6小题,共60分)
13.(6分)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题。
(1)如图A、B是两种打点计时器的图片,其中A是　　　　　计时器,B是　　　　　计时器。
(2)打点计时器使用的是　　　(选填“交流”或“直流”)电源,打点的时间间隔为0.02 s。如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,打点时间间隔为0.019 s,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.(10分)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,得到如图所示的纸带,按照打点的先后顺序,纸带上的计数点依次用A、B、C、D、E、F、G表示,每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来,打点计时器所使用的交流电源的频率为50 Hz。
(1)电火花计时器使用　　　V的交流电源,实验开始时,应该先　　　　　　(选填“释放纸带”或“接通电源”)。
(2)由图可以知道,A、B两点对应的时间间隔是　　　s,纸带做的是　　　(选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。(结果保留2位小数)
(3)打下F点时纸带的速度大小是　　　 m/s。(结果保留2位小数)
15.(8分)如图所示,小球从高出地面h=15 m的位置,在t=0时刻竖直向上抛出,经1 s小球上升到距抛出点5 m的最高处,之后就开始竖直回落,经0.5 s刚好经过距最高点1.25 m处,再经过1.5 s到达地面。求:
(1)前1.5 s内的平均速度;
(2)全过程的平均速率。(结果仅保留1位小数)
16.(10分)汽车遇到意外情况时紧急停车要经历反应和制动两个过程,汽车在反应过程做速度不变的直线运动,在制动过程做速度变小的直线运动,如图所示,若汽车以20 m/s的速度在平直的公路上行驶,紧急停车时,在反应过程中汽车行驶了14 m,制动过程中所用的时间为2.3 s,汽车在两个过程中通过的总距离为30 m,求:
(1)汽车在反应过程所用的时间;
(2)紧急停车全程的平均速度大小;
(3)制动过程中的平均加速度。(结果保留2位有效数字)
17.(12分)一列长L0=200 m的高铁列车,以v0的速度匀速通过一座长x0=2.2 km的高架桥之后,进入平直的轨道继续行驶,平直的轨道正前方有一隧道(隧道背景为比较陡峭的高山),此后列车驾驶员始终保持车速不变并第一次鸣笛示意,经过t1=6 s后听到回声,经过t0=3 s后第二次鸣笛,再经过t2=4 s 后听到了第二次鸣笛的回声。已知空气中声音的传播速度v=340 m/s。求:
(1)列车第一、二次鸣笛时到隧道的距离及列车的速度大小
(2)列车通过高架桥所用的时间。(结果保留1位小数)
18.(14分)如图所示,一条水平长直轨道上有两辆小车,甲车向左运动,速度大小为v1,乙车向右运动,速度大小为v2,甲车上装有一支枪,每隔Δt0时间水平射出一颗子弹,都能击中装在乙车上的靶子,不计子弹的重力和空气阻力,每颗子弹对地速度保持v0不变,每颗子弹击中靶时下一颗子弹已经射出,设两车速度不受子弹射击影响,求:
(1)空中相邻两颗子弹间距离s;
(2)相邻两颗子弹击中靶的时间间隔Δt的大小。
答案与分层梯度式解析
1.D 2.A 3.C 4.C 5.C 6.D
7.D 8.A 9.AC 10.AC 11.CD 12.BC
1.D　“17小时14分24秒”是一段时间,指的是时间间隔,A错误;天王星绕太阳公转一圈位移为零,路程不为零,B错误;物体能否视为质点,要看物体的大小、形状是否对研究的问题有影响,研究天王星自转时,不能忽略其大小、形状,不能视为质点,研究天王星绕太阳运动的轨迹时,可忽略其大小、形状,能视为质点,C错误,D正确。
2.A　两人运动的起点相同,终点相同,则位移相同;两个人同时出发,到相遇时运动时间相同;平均速度是位移与所用时间的比值,两人位移相同,运动时间相同,故平均速度相同;两人的速率不同,运动相同时间,则通过的路程不相同。故选A。
3.C　甲车内的人看见窗外的树木向东移动,说明甲车相对于树木向西运动;而乙车内的人看见甲车没有运动,说明乙车和甲车相对静止,即运动的速度大小、方向都相同,故如果以大地为参考系,甲、乙两车以相同的速度向西运动,选C。
4.C　加速度是矢量,其正负只代表方向,不代表大小,则大货车的加速度比小轿车的加速度大,大货车的速度比小轿车的速度变化快,A错误,C正确;大货车的加速度与速度方向相反,速度在减小,B错误;由a=可知,a与Δv方向一致,大货车和小轿车加速度方向相反,则速度变化量的方向相反,D错误。
5.C　从P点沿0°经线向北爬行到北极点,通过的路程为s1=×2πR=πR,从北极点沿东经90°经线向南爬行到Q点,通过的路程为s2=×2πR=πR,则整个过程中的路程为s=s1+s2=πR;从P点运动到Q点的整个过程位移大小等于P、Q两点间的距离,由几何关系知x=R。故选C。
6.D　根据图像可知,0~tc时间内速度v始终大于0,火箭都处于上升过程,tc时刻火箭离地最远,A、B、C错误;根据v-t图线的斜率表示加速度,可知0~ta段火箭的加速度小于ta~tb段火箭的加速度,D正确。故选D。
7.D　由题图可知,机器人在0~30 s内的位移为x1=0-2 m=-2 m,负号表示位移方向与规定的正方向相反,A错误;由于x-t图线的斜率表示速度,0~10 s内图线的斜率不变,机器人做匀速直线运动,B错误;10~30 s内,机器人的位移为x2=0-7 m=-7 m,平均速度为= m/s=-0.35 m/s,即平均速度大小为0.35 m/s,方向与规定的正方向相反,C错误;由题图可知,0~10 s与10~20 s内x-t图线的斜率关系为k1=-k2,所以机器人在5 s末的速度与15 s末的速度大小相等、方向相反,D正确。
8.A　根据x=5t+2可得,质点第1 s内的位移x1=(5×1+2) m-(5×0+2) m=5 m,A正确;前2 s内的位移为x2=(5×2+2) m-(5×0+2) m=10 m,则前2 s内的平均速度为==5 m/s,B错误;位移x与时间t的关系x=5t+2是一次函数,其图线的斜率表示速度,可知物体做匀速直线运动,速度为v=5 m/s,任意1 s内的速度增量都是0,任意相等时间内的位移都相等,则任意相邻的1 s内的位移差都是0,C、D错误。
9.AC　根据题意,汽车从A运动到B,通过的位移是L,所用时间是Δt,汽车的速度为v=,A正确,B错误。若L=8 m,Δt=0.23 s,则v== m/s≈34.78 m/s,由于120 km/h≈33.33 m/s<34.78 m/s,可知汽车已超速,照相机将会拍照,C正确。若L=8 m,Δt=0.26 s,则v== m/s≈30.77 m/s<33.33 m/s,可知汽车没有超速,照相机不会拍照,D错误。
10.AC　0时刻甲、乙两车位移均为0,t1时刻甲、乙两车位移相等,则t1时刻两车处在同一位置,0~t1时间内甲、乙通过的位移相同,则甲、乙两车的平均速度相同,A正确,D错误;由于x-t图线的斜率表示速度,可知t1时刻甲车的速度小于乙车的速度,B错误;t1、t2时刻甲、乙分别处在同一位置,故t1~t2时间内甲、乙的位移相同,C正确。
11.CD　只知道物体在每秒末的位置,每秒内怎样运动未知,各点之间的连线不一定为物体的运动轨迹,A、B错误;第4 s内的位移大小为x1= m= m,第5 s内的位移大小为x2= m= m,故第4 s内和第5 s内的位移大小相等,但方向不同,C正确;物体在前2 s内的位移大小为x3= m= m,最后2 s内的位移大小为x4= m=2 m,则x312.BC　在题图(b)中,P1、P2之间一共有9个小格,代表1.8 s,则每一小格表示t0==0.2 s,A错误;测速仪第一次发出信号到接收到信号所用的时间为t1=3t0=0.6 s,在t1时间内,P1信号从发出到与汽车相遇,再从相遇的位置反射回去,所以P1信号传播到被测汽车时,汽车到测速仪的距离为x1==102 m,B正确;同理可知,测速仪第二次发出信号到接收到信号所用的时间为t2=2t0=0.4 s,P2信号传播到被测汽车时,汽车到测速仪的距离为x2==68 m,因为x213.答案　(1)电火花(1分)　电磁打点(1分)
(2)交流(2分)　偏小(2分)
解析　(1)A使用墨粉纸盘,为电火花计时器,B使用振针和复写纸,为电磁打点计时器。
(2)打点计时器使用的是交流电源,打点的时间间隔为0.02 s,则打点频率为50 Hz;若电网中交变电流的频率稍有增大,打点时间间隔为0.019 s,即相邻两个计时点对应的时间间隔为0.019 s,利用v=计算速度时,代入的相邻两计时点对应的时间间隔为0.02 s,即时间间隔偏大,导致速度的测量值偏小。
14.答案　(1)220(2分)　接通电源(2分)
(2)0.10(2分)　加速(2分)　(3)0.72(2分)
解析　(1)电火花计时器使用220 V的交流电源,实验开始时,应该先接通电源,待打点稳定后再释放纸带。
(2)A、B两点为相邻的计数点,A、B两点之间还有四个计时点,则对应的时间间隔为T=5× s=0.10 s;由于相邻计数点间距逐渐变大,所以纸带做的是加速直线运动。
(3)打下F点时纸带的速度大小是vF== m/s≈0.72 m/s。
15.答案　(1)2.5 m/s,方向竖直向上　(2)8.3 m/s
解析　(1)以竖直向上为正方向,由题图可知,前1.5 s 内小球的位移x=H-h'=5 m-1.25 m=3.75 m(2分)
所以前1.5 s内的平均速度为
== m/s=2.5 m/s,方向竖直向上 (2分)
(2)由题图可知,全过程小球通过的路程为
s=5 m+5 m+15 m=25 m(2分)
总时间t'=1 s+0.5 s+1.5 s=3 s(1分)
全过程的平均速率为
'== m/s≈8.3 m/s(1分)
16.答案　(1)0.7 s　(2)10 m/s　(3)-8.7 m/s2,负号表示与初速度方向相反
解析　(1)汽车在反应过程所用的时间为
t1== s=0.7 s(2分)
(2)紧急停车全程所用的时间为t=t1+t2=3 s(2分)
则平均速度大小为== m/s=10 m/s(2分)
(3)设制动过程初速度方向为正方向,初速度为v0=20 m/s,末速度为v=0,制动时间t2=2.3 s(1分)
则制动过程中的平均加速度为
== m/s2≈-8.7 m/s2 (2分)
负号表示加速度方向与初速度方向相反。 (1分)
17.答案　(1)1 147.5 m　765 m　42.5 m/s　(2)56.5 s
解析　(1)设列车第一次鸣笛时到隧道的距离为L1,列车第二次鸣笛时到隧道的距离为L2,可得
2L1=vt1+v0t1 (2分)
2L2=vt2+v0t2 (2分)
L1=L2+v0t1+v0t0 (2分)
联立解得v0=42.5 m/s,L1=1 147.5 m,L2=765 m(3分)
(2)列车通过高架桥,运动的位移为x=L0+x0=200 m+2.2 km=2 400 m(1分)
则列车通过高架桥所用的时间为t== s≈56.5 s(2分)
18.答案　(1)(v0+v1)Δt0　(2)
解析　(1)对于射出的子弹,在时间Δt0内,有s1=v0Δt0 (2分)
对于小车甲,在时间Δt0内,有s2=v1Δt0 (2分)
所以空中相邻两颗子弹的间距为
s=s1+s2=(v0+v1)Δt0 (2分)
(2)当一颗子弹击中靶后,下一颗子弹击中靶运动的距离为s3=v0Δt (2分)
这一段时间内小车乙运动的距离为s4=v2Δt (2分)
且相邻两颗子弹间距离s=s3-s4 (2分)
联立解得Δt= (2分)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)