第一章《运动的描述》章末素养提升 学案
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| 名称 | 第一章《运动的描述》章末素养提升 学案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-11-20 17:41:10 | ||
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文档简介
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高中物理必修一素养提升学案
第一章 运动的描述
章末素养提升
物理观念 研究运动的两个基本概念 质点:(1)定义:忽略物体的大小和形状,把物体可视为一个有质量的点(2)把物体看成质点的条件:形状和大小对研究的问题可以忽略
参考系:选取的原则:任意的,一般选大地为参考系
描述运动的三个物理量 位移:从初位置指向末位置的有向线段,是矢量
速度:(1)表示物体运动快慢的物理量(2)平均速度=,方向与位移方向相同(3)瞬时速度:Δt→0时的平均速度,方向即物体运动的方向
加速度:速度的变化率(1)表示速度变化快慢的物理量;(2)a=,也叫作速度变化率,方向与Δv方向相同;(3)a与v、Δv大小无关;(4)与速度的关系:加速时,a与v同向;减速时,a与v反向
科学思维 理想化模型 质点模型
比值定义法 速度v=、加速度a=
图像法 x-t图像可获取物体的位置、运动及速度信息,v-t图像可获取物体的速度和加速度信息
极限思维方法 瞬时速度:Δt→0时的平均速度瞬时加速度:Δt→0时的平均加速度
科学探究 1.会使用打点计时器测时间和位移2.会分析打点计时器获得的实验数据(1)根据纸带上点迹的疏密判断物体速度的变化情况(2)选取纸带上两点:读取时间间隔、测量两点之间的距离并得出平均速度(3)合理选取时间间隔以获取数据求瞬时速度(4)建立合适标度的坐标系,作出物体运动的v-t图像,并会用平滑的曲线拟合数据点3.知道实验误差产生的原因4.能撰写简单的报告,描述测量速度的过程和结果
科学态度与责任 1.通过质点、位移、速度和加速度等概念的学习,初步形成“客观世界是物质的”“运动的描述是相对的”等物质观念和运动观念2.通过质点模型的建构及速度、加速度的定义,初步认识并体会模型建构的思维方式以及物理问题研究中的抽象与极限思维方式3.只有如实的记录实验数据,才能真实反映现象,才能得出要研究的结果
【高考真题剖析】
典例1．（2023年1月浙江选考）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（ ）
A．选地球为参考系，“天和”是静止的
B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
【参考答案】C
【命题意图】本题考查运动描述及其相关知识点。
【名师解析】“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨绕地球做圆周运动，选地球为参考系，二者都是运动的，AB错误；“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，二者相对静止，选项C正确，D错误。
典例2. （2023高考福建卷）“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶，在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发，经过61天到达M处，行驶路程为585米；又经过23天，到达N处，行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米，则火星车（ ）
A. 从O处行驶到N处的路程为697米
B. 从O处行驶到N处的位移大小为889米
C. 从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天
D. 从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天
【参考答案】D
【名师解析】．由题意可知从O到N处的路程为，A错误；
位移的大小为两点之间的直线距离，O、M、N三点大致在一条直线上，则从O到N处的位移大小为
，B错误；平均速率为路程与时间的比值，故从O行驶到M处的平均速率为，故C错误；平均速度大小为位移与时间的比值，则从M行驶到N处的平均速度为，D正确。
典例3 .（2024年高考福建卷第3题） 质点做直线运动的图像如图所示，其中为直线，为曲线，为直线，则以下说法正确的是（ ）
A. 的平均速度为
B. 做匀减速直线运动
C. 的加速度比的大
D. 的位移比的小
【参考答案】B
【名师解析】根据速度图像的面积表示位移可知的位移为45m，平均速度为15ms，A错误；3.5~6s的位移小于0~3s时间内的位移，D错误；3.5~6s质点做匀减速运动，B正确；根据速度图像的斜率表示加速度，根据图像信息，不能判断出的加速度比的大，C错误。
【运动的描述章末检测】
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 中秋节是传统节日。下列说法正确的是 ( )
A.中秋节晚上我们看到月亮在云中穿梭,这是以月亮为参考系来描述的
B.月亮从东边升起到西边落下,这是以地面为参考系来描述的
C.用望远镜观察月亮表面的环形山时,可以把月亮当作质点
D.研究月亮绕地球公转周期时,不能把月亮当作质点
答案 B
解析 中秋节晚上我们看到月亮在云中穿梭,这是以云为参考系来描述的,A错误;月亮从东边升起到西边落下,是以地面为参考系来描述的,B正确;用望远镜观察月亮表面的环形山时,不能忽略月亮的大小和形状,不能把月亮当作质点,C错误;研究月亮绕地球公转周期时,可以忽略月亮的大小和形状,可以把月亮当作质点,D错误。
2.(2024·驻马店市高一期末)小明每天上午6:30从家出发骑电动自行车上学,大概需要15 min到达学校。根据电动车新国标,电动自行车设计时速不超过25 km/h,上路行驶最大速度不得超过15 km/h,否则会自动发出警报响声,这些标准的设定,旨在保障乘坐者的安全。则下列说法正确的是 ( )
A.题目中的6:30和15 min均指时间
B.题目中的25 km/h,指的是平均速度
C.电动车速度仪表盘上的示数18 km/h,指的是瞬时速度
D.当研究小明上学路途所需时间时,可以把小明看成质点
答案 D
解析 题目中的6:30指的是时刻,15 min指的是时间间隔,A错误;题目中的25 km/h,指的是瞬时速度,B错误;电动车速度仪表盘上的示数18 km/h,指的是瞬时速率,C错误;当研究小明上学路途所需时间时,小明的大小和形状可以忽略,可以把小明看成质点,D正确。
3.(2024·遂宁市高一期末)物体做匀变速直线运动的初速度为6 m/s,经过10 s速度的大小变为10 m/s,则加速度大小可能是 ( )
A.0.6 m/s2 B.10 m/s2
C.0.8 m/s2 D.1.6 m/s2
答案 D
解析 以初速度方向为正方向,则v0=6 m/s,当末速度与初速度方向相同时,末速度为v=10 m/s,则加速度为a==0.4 m/s2,当末速度与初速度方向相反时,末速度为v'=-10 m/s,则加速度为a'==-1.6 m/s2,负号表示方向与初速度方向相反。故选D。
4. 2023年成都马拉松(全程为42.195公里)于10月29日7点30分鸣枪开赛,作为全国唯一一场世界马拉松大满贯候选赛事,吸引了来自全球的35 000名选手参赛。下列说法正确的是 ( )
A.题中的“42.195公里”为路程
B.题中的“7点30分”为时间间隔
C.研究运动员跑步的技术动作时,可将运动员看成质点
D.正在比赛的运动员感觉路旁的树木向后移动,这是以地面为参考系
答案 A
解析 “42.195公里”为路程,故A正确;“7点30分”为时刻,故B错误;研究运动员跑步的技术动作时,不能将运动员看成质点,故C错误;正在比赛的运动员感觉路旁的树木向后移动,这是以自己为参考系,故D错误。
5 （2023高考全国甲卷）一小车沿直线运动，从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻，此后做匀减速运动，到t=t1时刻速度降为零。在下列小车位移x随时间t的关系曲线中，可能正确的是
A. B.
C. D.
【参考答案】D
【命题意图】本题考查对位移图像的理解及其相关知识点。
【解题思路】从t=0开始由静止匀加速，此后匀减速到速度为零，根据位移图像斜率表示速度可知，D正确。
6. (2024·佛山市高一期中)梦天实验舱中航天员用毛巾加工成球拍,可将水做成的“乒乓球”弹开,当水球以速率v1飞来时,航天员若将其以v2的速率反向击回,在水球与球拍作用的时间Δt内,下列说法正确的是 ( )
A.水球的速度变化量为v2-v1
B.水球的加速度为
C.水球加速度方向与速度变化量方向相反
D.水球加速度方向与初速度方向相反
答案 D
解析 设飞来的水球速度方向为正方向,则水球的速度变化量为Δv=-v2-v1,A错误;水球的加速度为a==,方向与速度变化量方向相同,与初速度方向相反,B、C错误,D正确。
7 .一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t图像如图所示,下列v-t图像中,能正确描述此物体运动状态的是 ( )
答案 D
解析 v-t图线的斜率表示加速度,0~时间内加速度为正,T~2T时间内加速度为负,A、B错误;0~及T~2T时间内加速度大小相等,C错误,D正确。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,在t=0时刻两车正好相遇,在之后一段时间0~t2内两车的速度—时间图像(v-t图像)如图所示,则在0~t2这段时间内有关两车的运动,下列说法正确的是 ( )
A.甲、乙两辆车运动方向相反
B.在t1时刻甲、乙两车再次相遇
C.乙车在0~t2时间内的平均速度小于
D.在t1~t2时间内甲车在乙车前方
答案 CD
解析 由题图可知,二者速度均为正值,即二者均向正方向运动,甲、乙两辆车运动方向相同,故A错误;由题图可知,在0~t1时间内,两车的位移不相等,即在t1时刻甲、乙两车没有相遇,故B错误;如图所示,由v-t图线与t轴围成的“面积”表示位移可知,乙车在0~t2时间内的平均速度小于,故C正确;由于t=0时刻两车位置相同,又由v-t图线与t轴围成的“面积”表示位移,可知在0~t2时间内甲车的位移一直大于乙车的位移,则在0~t2时间内甲车一直在乙车前方,故D正确。
9. (2024·哈尔滨三中高一期中)图甲为位移—时间图像,图乙为速度—时间图像,图中给出的四条图线1、2、3、4分别代表四个物体从同一地点出发做直线运动的情况,下列说法正确的是 ( )
A.甲图中,0至t1时间内,物体2的平均速度大于物体1的平均速度
B.甲图中t1时刻物体1和物体2相遇
C.乙图中,t2时刻物体3与物体4相遇
D.乙图中,0至t2时间内,物体3和物体4的平均加速度相等
答案 BD
解析 题图甲中,0~t1时间内两物体位移Δx相等,由知平均速度相等,A错误;t1时刻,两物体到达同一位置,即相遇,B正确;题图乙中,0~t2时间内物体3的速度总小于物体4的速度,而物体3、4从同一地点出发做直线运动,则t2时刻两物体不会相遇,C错误;由a=知,0~t2时间内物体3和物体4的平均加速度相等,D正确。
10 （2023高考湖北卷）时刻，质点P从原点由静止开始做直线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为。在时间内，下列说法正确的是（ ）
A. 时，P回到原点
B. 时，P的运动速度最小
C. 时，P到原点的距离最远
D. 时，P的运动速度与时相同
【参考答案】BD
【名师解析】
质点在时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动，然后做加速度减小的加速运动，此过程一直向前加速运动，时间内加速度和速度反向，先做加速度增加的减速运动在做加速度减小的减速运动，时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动，重复此过程的运动，即质点一直向前运动，AC错误，B正确；
根据图像的面积表示速度变化量，可知内速度的变化量为零，因此时刻的速度与时刻相同，D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11 光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。图乙中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个数字计时器没有画出。实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,滑块做加速度不变的直线运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s,滑块从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.6 s。用仪器测量出滑块的宽度为d=1.20 cm。滑块的加速度约为 。
答案 3 m/s2
解析 滑块通过光电门1时的速度
v1== m/s=1.2 m/s,
滑块通过光电门2时的速度
v2== m/s=3.0 m/s。
a==3 m/s2
12.(8分)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图甲所示。
(1)(2分)常见的打点计时器有两种:电火花计时器和电磁打点计时器,它们使用的都是 电源(填“直流”或“交变”),当电源频率为50 Hz时,每隔 s打一个点;
(2)(1分)关于本实验,下列说法正确的是 ;
A.释放纸带的同时,接通电源
B.先释放纸带运动,后接通电源
C.电磁打点计时器正常工作时,其打点的周期取决于交变电压的高低
D.打点计时器连续工作时间很短,应注意打点结束之后要立即关闭电源
E.电火花计时器应接在低压交变电源上才能正常工作
(3)(4分)打计数点B时小车的速度vB= m/s(保留3位有效数字)。
答案 (1)交变 0.02 (2)D (3) 0.521
解析 (1)电火花计时器和电磁打点计时器,它们使用的都是交变电源。
当电源频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一个点。
(2)由于小车速度较快,且运动距离有限,打出的纸带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,实验时应先接通电源,再释放纸带,故A、B错误;
电磁打点计时器正常工作时,其打点的周期取决于交变电压的频率,故C错误;打点计时器连续工作时间很短,应注意打点结束之后要立即关闭电源,故D正确;
电火花计时器应接在220 V交变电源上才能正常工作,故E错误。
(3)打计数点B时小车的速度等于小车在A、C两点间的平均速度,即
vB==×10-2 m/s≈0.521 m/s
13. 某人骑自行车沿直线从一斜坡坡底到坡顶,再从坡顶到坡底,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,求此人往返一次的平均速度大小与平均速率。
解析 此人往返一次的位移为0,由平均速度的定义式可知,往返一次的平均速度大小为0。
设由坡顶到坡底的路程为s,
则此过程的平均速率为
===4.8 m/s
14 8.[2024湖南株洲二中校考]如图所示，小艾同学早上7:30从家里出发，7:38经过一电线杆时的速度大小为4m/s，20s后通过下一电线杆时的速度大小为8m/s，已知两电线杆之间为平直路面，两电线杆间的距离为100m，求：
（1）.该同学在两电线杆之间运动的平均速度为6m/s
（2）.该同学在两电线杆之间运动的平均加速度大小为0.2m/s2
解析 （1）该同学在两电线杆之间运动的平均速度为＝＝m/s＝5m/s；
（2）该同学在两电线杆之间运动的平均加速度大小为＝＝m/s2＝0.2m/s2，。.
15 (10分)一辆汽车在两相距15 km的景点A和B之间来回往返行驶,A、B在一条直线上,从A景点出发时有一位细心的旅客看了自己的手表,指针恰好指在09:00:00,到达B景点时,已是09:20:00,导游要求各位旅客在B景点处只能游玩30分钟,准时发车返回A景点,当回到A景点时刚好是事先约定好的10:10:00,求:
(1)(4分)汽车从A景点去B景点时的平均速度大小;
(2)(4分)汽车从B景点返回A景点时的平均速度大小;
(3)(2分)整个过程中的平均速度大小。
答案 (1)45 km/h (2)45 km/h (3)0
解析 (1)由题知汽车从A景点到B景点所用时间
t1= h
所以汽车从A景点到B景点的平均速度大小为
== km/h=45 km/h
(2)由题知汽车是从09:50:00开始从B景点返回的,返回到A景点的时间为10:10:00,所以汽车从B景点返回到A景点所用的时间
t2= h
则汽车从B景点返回到A景点的平均速度大小为
== km/h=45 km/h
(3)整个过程汽车的位移为零,所以整个过程汽车的平均速度=0。
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高中物理必修一素养提升学案
第一章 运动的描述
章末素养提升
物理观念 研究运动的两个基本概念 质点:(1)定义:忽略物体的大小和形状,把物体可视为一个有质量的点(2)把物体看成质点的条件:形状和大小对研究的问题可以忽略
参考系:选取的原则:任意的,一般选大地为参考系
描述运动的三个物理量 位移:从初位置指向末位置的有向线段,是矢量
速度:(1)表示物体运动快慢的物理量(2)平均速度=,方向与位移方向相同(3)瞬时速度:Δt→0时的平均速度,方向即物体运动的方向
加速度:速度的变化率(1)表示速度变化快慢的物理量;(2)a=,也叫作速度变化率,方向与Δv方向相同;(3)a与v、Δv大小无关;(4)与速度的关系:加速时,a与v同向;减速时,a与v反向
科学思维 理想化模型 质点模型
比值定义法 速度v=、加速度a=
图像法 x-t图像可获取物体的位置、运动及速度信息,v-t图像可获取物体的速度和加速度信息
极限思维方法 瞬时速度:Δt→0时的平均速度瞬时加速度:Δt→0时的平均加速度
科学探究 1.会使用打点计时器测时间和位移2.会分析打点计时器获得的实验数据(1)根据纸带上点迹的疏密判断物体速度的变化情况(2)选取纸带上两点:读取时间间隔、测量两点之间的距离并得出平均速度(3)合理选取时间间隔以获取数据求瞬时速度(4)建立合适标度的坐标系,作出物体运动的v-t图像,并会用平滑的曲线拟合数据点3.知道实验误差产生的原因4.能撰写简单的报告,描述测量速度的过程和结果
科学态度与责任 1.通过质点、位移、速度和加速度等概念的学习,初步形成“客观世界是物质的”“运动的描述是相对的”等物质观念和运动观念2.通过质点模型的建构及速度、加速度的定义,初步认识并体会模型建构的思维方式以及物理问题研究中的抽象与极限思维方式3.只有如实的记录实验数据,才能真实反映现象,才能得出要研究的结果
【高考真题剖析】
典例1．（2023年1月浙江选考）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（ ）
A．选地球为参考系，“天和”是静止的
B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
【参考答案】C
【命题意图】本题考查运动描述及其相关知识点。
【名师解析】“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨绕地球做圆周运动，选地球为参考系，二者都是运动的，AB错误；“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，二者相对静止，选项C正确，D错误。
典例2. （2023高考福建卷）“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶，在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发，经过61天到达M处，行驶路程为585米；又经过23天，到达N处，行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米，则火星车（ ）
A. 从O处行驶到N处的路程为697米
B. 从O处行驶到N处的位移大小为889米
C. 从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天
D. 从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天
【参考答案】D
【名师解析】．由题意可知从O到N处的路程为，A错误；
位移的大小为两点之间的直线距离，O、M、N三点大致在一条直线上，则从O到N处的位移大小为
，B错误；平均速率为路程与时间的比值，故从O行驶到M处的平均速率为，故C错误；平均速度大小为位移与时间的比值，则从M行驶到N处的平均速度为，D正确。
典例3 .（2024年高考福建卷第3题） 质点做直线运动的图像如图所示，其中为直线，为曲线，为直线，则以下说法正确的是（ ）
A. 的平均速度为
B. 做匀减速直线运动
C. 的加速度比的大
D. 的位移比的小
【参考答案】B
【名师解析】根据速度图像的面积表示位移可知的位移为45m，平均速度为15ms，A错误；3.5~6s的位移小于0~3s时间内的位移，D错误；3.5~6s质点做匀减速运动，B正确；根据速度图像的斜率表示加速度，根据图像信息，不能判断出的加速度比的大，C错误。
【运动的描述章末检测】
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 中秋节是传统节日。下列说法正确的是 ( )
A.中秋节晚上我们看到月亮在云中穿梭,这是以月亮为参考系来描述的
B.月亮从东边升起到西边落下,这是以地面为参考系来描述的
C.用望远镜观察月亮表面的环形山时,可以把月亮当作质点
D.研究月亮绕地球公转周期时,不能把月亮当作质点
答案 B
解析 中秋节晚上我们看到月亮在云中穿梭,这是以云为参考系来描述的,A错误;月亮从东边升起到西边落下,是以地面为参考系来描述的,B正确;用望远镜观察月亮表面的环形山时,不能忽略月亮的大小和形状,不能把月亮当作质点,C错误;研究月亮绕地球公转周期时,可以忽略月亮的大小和形状,可以把月亮当作质点,D错误。
2.(2024·驻马店市高一期末)小明每天上午6:30从家出发骑电动自行车上学,大概需要15 min到达学校。根据电动车新国标,电动自行车设计时速不超过25 km/h,上路行驶最大速度不得超过15 km/h,否则会自动发出警报响声,这些标准的设定,旨在保障乘坐者的安全。则下列说法正确的是 ( )
A.题目中的6:30和15 min均指时间
B.题目中的25 km/h,指的是平均速度
C.电动车速度仪表盘上的示数18 km/h,指的是瞬时速度
D.当研究小明上学路途所需时间时,可以把小明看成质点
答案 D
解析 题目中的6:30指的是时刻,15 min指的是时间间隔,A错误;题目中的25 km/h,指的是瞬时速度,B错误;电动车速度仪表盘上的示数18 km/h,指的是瞬时速率,C错误;当研究小明上学路途所需时间时,小明的大小和形状可以忽略,可以把小明看成质点,D正确。
3.(2024·遂宁市高一期末)物体做匀变速直线运动的初速度为6 m/s,经过10 s速度的大小变为10 m/s,则加速度大小可能是 ( )
A.0.6 m/s2 B.10 m/s2
C.0.8 m/s2 D.1.6 m/s2
答案 D
解析 以初速度方向为正方向,则v0=6 m/s,当末速度与初速度方向相同时,末速度为v=10 m/s,则加速度为a==0.4 m/s2,当末速度与初速度方向相反时,末速度为v'=-10 m/s,则加速度为a'==-1.6 m/s2,负号表示方向与初速度方向相反。故选D。
4. 2023年成都马拉松(全程为42.195公里)于10月29日7点30分鸣枪开赛,作为全国唯一一场世界马拉松大满贯候选赛事,吸引了来自全球的35 000名选手参赛。下列说法正确的是 ( )
A.题中的“42.195公里”为路程
B.题中的“7点30分”为时间间隔
C.研究运动员跑步的技术动作时,可将运动员看成质点
D.正在比赛的运动员感觉路旁的树木向后移动,这是以地面为参考系
答案 A
解析 “42.195公里”为路程,故A正确;“7点30分”为时刻,故B错误;研究运动员跑步的技术动作时,不能将运动员看成质点,故C错误;正在比赛的运动员感觉路旁的树木向后移动,这是以自己为参考系,故D错误。
5 （2023高考全国甲卷）一小车沿直线运动，从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻，此后做匀减速运动，到t=t1时刻速度降为零。在下列小车位移x随时间t的关系曲线中，可能正确的是
A. B.
C. D.
【参考答案】D
【命题意图】本题考查对位移图像的理解及其相关知识点。
【解题思路】从t=0开始由静止匀加速，此后匀减速到速度为零，根据位移图像斜率表示速度可知，D正确。
6. (2024·佛山市高一期中)梦天实验舱中航天员用毛巾加工成球拍,可将水做成的“乒乓球”弹开,当水球以速率v1飞来时,航天员若将其以v2的速率反向击回,在水球与球拍作用的时间Δt内,下列说法正确的是 ( )
A.水球的速度变化量为v2-v1
B.水球的加速度为
C.水球加速度方向与速度变化量方向相反
D.水球加速度方向与初速度方向相反
答案 D
解析 设飞来的水球速度方向为正方向,则水球的速度变化量为Δv=-v2-v1,A错误;水球的加速度为a==,方向与速度变化量方向相同,与初速度方向相反,B、C错误,D正确。
7 .一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t图像如图所示,下列v-t图像中,能正确描述此物体运动状态的是 ( )
答案 D
解析 v-t图线的斜率表示加速度,0~时间内加速度为正,T~2T时间内加速度为负,A、B错误;0~及T~2T时间内加速度大小相等,C错误,D正确。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,在t=0时刻两车正好相遇,在之后一段时间0~t2内两车的速度—时间图像(v-t图像)如图所示,则在0~t2这段时间内有关两车的运动,下列说法正确的是 ( )
A.甲、乙两辆车运动方向相反
B.在t1时刻甲、乙两车再次相遇
C.乙车在0~t2时间内的平均速度小于
D.在t1~t2时间内甲车在乙车前方
答案 CD
解析 由题图可知,二者速度均为正值,即二者均向正方向运动,甲、乙两辆车运动方向相同,故A错误;由题图可知,在0~t1时间内,两车的位移不相等,即在t1时刻甲、乙两车没有相遇,故B错误;如图所示,由v-t图线与t轴围成的“面积”表示位移可知,乙车在0~t2时间内的平均速度小于,故C正确;由于t=0时刻两车位置相同,又由v-t图线与t轴围成的“面积”表示位移,可知在0~t2时间内甲车的位移一直大于乙车的位移,则在0~t2时间内甲车一直在乙车前方,故D正确。
9. (2024·哈尔滨三中高一期中)图甲为位移—时间图像,图乙为速度—时间图像,图中给出的四条图线1、2、3、4分别代表四个物体从同一地点出发做直线运动的情况,下列说法正确的是 ( )
A.甲图中,0至t1时间内,物体2的平均速度大于物体1的平均速度
B.甲图中t1时刻物体1和物体2相遇
C.乙图中,t2时刻物体3与物体4相遇
D.乙图中,0至t2时间内,物体3和物体4的平均加速度相等
答案 BD
解析 题图甲中,0~t1时间内两物体位移Δx相等,由知平均速度相等,A错误;t1时刻,两物体到达同一位置,即相遇,B正确;题图乙中,0~t2时间内物体3的速度总小于物体4的速度,而物体3、4从同一地点出发做直线运动,则t2时刻两物体不会相遇,C错误;由a=知,0~t2时间内物体3和物体4的平均加速度相等,D正确。
10 （2023高考湖北卷）时刻，质点P从原点由静止开始做直线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为。在时间内，下列说法正确的是（ ）
A. 时，P回到原点
B. 时，P的运动速度最小
C. 时，P到原点的距离最远
D. 时，P的运动速度与时相同
【参考答案】BD
【名师解析】
质点在时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动，然后做加速度减小的加速运动，此过程一直向前加速运动，时间内加速度和速度反向，先做加速度增加的减速运动在做加速度减小的减速运动，时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动，重复此过程的运动，即质点一直向前运动，AC错误，B正确；
根据图像的面积表示速度变化量，可知内速度的变化量为零，因此时刻的速度与时刻相同，D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11 光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。图乙中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个数字计时器没有画出。实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,滑块做加速度不变的直线运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s,滑块从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.6 s。用仪器测量出滑块的宽度为d=1.20 cm。滑块的加速度约为 。
答案 3 m/s2
解析 滑块通过光电门1时的速度
v1== m/s=1.2 m/s,
滑块通过光电门2时的速度
v2== m/s=3.0 m/s。
a==3 m/s2
12.(8分)某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图甲所示。
(1)(2分)常见的打点计时器有两种:电火花计时器和电磁打点计时器,它们使用的都是 电源(填“直流”或“交变”),当电源频率为50 Hz时,每隔 s打一个点;
(2)(1分)关于本实验,下列说法正确的是 ;
A.释放纸带的同时,接通电源
B.先释放纸带运动,后接通电源
C.电磁打点计时器正常工作时,其打点的周期取决于交变电压的高低
D.打点计时器连续工作时间很短,应注意打点结束之后要立即关闭电源
E.电火花计时器应接在低压交变电源上才能正常工作
(3)(4分)打计数点B时小车的速度vB= m/s(保留3位有效数字)。
答案 (1)交变 0.02 (2)D (3) 0.521
解析 (1)电火花计时器和电磁打点计时器,它们使用的都是交变电源。
当电源频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一个点。
(2)由于小车速度较快,且运动距离有限,打出的纸带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,实验时应先接通电源,再释放纸带,故A、B错误;
电磁打点计时器正常工作时,其打点的周期取决于交变电压的频率,故C错误;打点计时器连续工作时间很短,应注意打点结束之后要立即关闭电源,故D正确;
电火花计时器应接在220 V交变电源上才能正常工作,故E错误。
(3)打计数点B时小车的速度等于小车在A、C两点间的平均速度,即
vB==×10-2 m/s≈0.521 m/s
13. 某人骑自行车沿直线从一斜坡坡底到坡顶,再从坡顶到坡底,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,求此人往返一次的平均速度大小与平均速率。
解析 此人往返一次的位移为0,由平均速度的定义式可知,往返一次的平均速度大小为0。
设由坡顶到坡底的路程为s,
则此过程的平均速率为
===4.8 m/s
14 8.[2024湖南株洲二中校考]如图所示，小艾同学早上7:30从家里出发，7:38经过一电线杆时的速度大小为4m/s，20s后通过下一电线杆时的速度大小为8m/s，已知两电线杆之间为平直路面，两电线杆间的距离为100m，求：
（1）.该同学在两电线杆之间运动的平均速度为6m/s
（2）.该同学在两电线杆之间运动的平均加速度大小为0.2m/s2
解析 （1）该同学在两电线杆之间运动的平均速度为＝＝m/s＝5m/s；
（2）该同学在两电线杆之间运动的平均加速度大小为＝＝m/s2＝0.2m/s2，。.
15 (10分)一辆汽车在两相距15 km的景点A和B之间来回往返行驶,A、B在一条直线上,从A景点出发时有一位细心的旅客看了自己的手表,指针恰好指在09:00:00,到达B景点时,已是09:20:00,导游要求各位旅客在B景点处只能游玩30分钟,准时发车返回A景点,当回到A景点时刚好是事先约定好的10:10:00,求:
(1)(4分)汽车从A景点去B景点时的平均速度大小;
(2)(4分)汽车从B景点返回A景点时的平均速度大小;
(3)(2分)整个过程中的平均速度大小。
答案 (1)45 km/h (2)45 km/h (3)0
解析 (1)由题知汽车从A景点到B景点所用时间
t1= h
所以汽车从A景点到B景点的平均速度大小为
== km/h=45 km/h
(2)由题知汽车是从09:50:00开始从B景点返回的,返回到A景点的时间为10:10:00,所以汽车从B景点返回到A景点所用的时间
t2= h
则汽车从B景点返回到A景点的平均速度大小为
== km/h=45 km/h
(3)整个过程汽车的位移为零,所以整个过程汽车的平均速度=0。
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