第一章测评卷
(满分:100分)
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.(2024山东潍坊高一期中)北京时间2023年10月26日11时14分,神舟十七号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,于17时46分与空间站完成自主交会对接,此后载人飞船同空间站一起绕地球运行。以下说法正确的是( )
A.题中“17时46分”指的是时间间隔
B.发射过程中,若以载人飞船为参考系,地球是静止的
C.研究载人飞船绕地球的运行轨迹时,可将载人飞船视为质点
D.研究载人飞船与空间站对接时,可将载人飞船视为质点
2.在日常生活中,经常会提到“快”,下面关于“快”的叙述正确的是( )
A.小王同学运动会上100 m跑得真“快”是指平均速度大
B.赛车比家用小轿车起步要“快”是指瞬时速度大
C.石头以很“快”的速度撞至地面,“快”是指平均速度大
D.高速公路最“快”限速120 km/h,“快”是指平均速率大
3.一物体始终沿x轴正向运动,前3 s速度为4 m/s,中间3 s速度为5 m/s,后3 s速度为6 m/s。则( )
A.前3 s时间内的速度大于整个过程9 s时间内的平均速度
B.后3 s时间内的速度小于整个过程9 s时间内的平均速度
C.中间3 s时间内的速度大于整个过程9 s时间内的平均速度
D.中间3 s时间内的速度等于整个过程9 s时间内的平均速度
4.(2024内蒙古赤峰高一期末)2023年7月12日,液氧甲烷火箭朱雀二号在我国酒泉卫星发射中心成功发射,火箭进入预定轨道,试验任务取得圆满成功。下列说法正确的是( )
A.朱雀二号火箭点火瞬间,火箭的速度和加速度都为零
B.火箭的速度越大,加速度越大
C.火箭的速度变化越快,加速度越大
D.火箭的加速度方向与速度变化量方向可以不一致
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.2πR,2R B.πR,R
C.πR,R D.2πR,R
6.若某区间测速的监测点A、B相距20 km,一辆汽车10时31分通过监测点A的速度为100 km/h,10时40分通过监测点B的速度为110 km/h,该路段区间测速最高限速120 km/h,则下列说法正确的是( )
A.该车的平均速度为105 km/h,所以该车未超速
B.该车经过A、B两点时瞬时速度都小于最高限速,所以该车未超速
C.在该测速区间,该车某时刻速度不可能超过120 km/h
D.根据题意计算,该车已超速
7.蹦床是一项运动员利用蹦床反弹表现技巧动作的竞技运动,一运动员从蹦床上跳起后的v-t图像如图所示,已知t2=2t1,关于该运动员的运动,下列分析正确的是( )
A.运动员在0~t1阶段上升,t1~t2阶段下降
B.运动员速度大小先变大后变小
C.从图像中可以看出,是选择的向下为正方向
D.运动员在t1时刻回到蹦床上
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.在平直公路上,甲以10 m/s的速度运动,乙以5 m/s的速度运动,甲、乙从同一点出发,则( )
A.同向运动时,甲观察到乙以5 m/s的速度远离
B.同向运动时,乙观察到甲以5 m/s的速度靠近
C.反向运动时,甲观察到乙以15 m/s的速度远离
D.反向运动时,乙观察到甲以15 m/s的速度靠近
9.如图所示,甲图为某质点的x-t图像,乙图为某质点的v-t图像,下列关于两质点的运动情况的说法正确的是( )
A.0~2 s内甲图质点做匀速直线运动,乙图质点做加速直线运动
B.2~3 s内甲图质点和乙图质点均静止不动
C.3~5 s内甲图质点和乙图质点均做减速运动,加速度为-15 m/s2
D.0~5 s内甲图质点的位移为-10 m,乙图质点的速度变化量为-10 m/s
10.两质点A、B从同一地点开始运动的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.质点A的加速度大小为2 m/s2
B.t=1 s时,质点B的运动方向发生改变
C.t=2 s时,质点B的加速度方向不变
D.B的加速度大小始终为1 m/s2
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(8分)(2024四川南充高一月考)图甲是电火花计时器的示意图。
甲
乙
(1)电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用 (选填“交变”或“直流”)电源,其工作时的基本步骤如下:
A.当纸带完全通过电火花计时器后,立即关闭电源
B.将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座,将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器
C.拆下纸带,进行数据测量和分析
D.接通开关,听到放电声后拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是 (按顺序填写步骤编号)。
(2)图乙是某同学做匀变速直线运动实验时获得的一条纸带,A、B、C、D是纸带上的四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A、D两点间距x= cm,AD段的平均速度v= m/s(保留两位小数)。
12.(8分)为了测量气垫导轨上滑块的加速度,在滑块上安装了宽度为2 mm的遮光条,如图所示。滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1=2 ms,通过第二个光电门的时间Δt2=1 ms,遮光条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Δt=0.5 s。则滑块通过第一个光电门时的速度大小为 m/s,通过第二个光电门时的速度大小为 m/s,滑块从第一个光电门运动到第二个光电门过程中的加速度大小为 m/s2。(结果均保留两位小数)
13.(10分)如图所示,在一个短边长为a、长边长为b的矩形场地上,A、B分别为两长边的中点,运动员(可视为质点)从A点出发以恒定速率v沿场地边缘顺时针到达B点,求整个过程中:
(1)运动员总位移x的大小;
(2)运动员运动的平均速度的大小。
14.(12分)甲、乙两人同时从相距16 km的平直公路两端出发,相向而行,甲的速度是5 km/h,乙的速度是3 km/h,有一小狗以8 km/h的速率,在甲、乙出发的同时,由甲处跑向乙处,在途中与乙相遇,即返回跑向甲,遇到甲后,又转向乙。如此在甲、乙之间往返跑动,直到甲、乙相遇,求在此过程中,小狗跑过的路程和位移大小。
15.(16分)小明同学某日骑自行车从家去学校再回家的位移—时间关系如图甲所示,求:
(1)第1 min时的速度大小;
(2)0~5 min时间内的平均速度大小;
(3)在图乙坐标系中画出0~8 min内的速度—时间图像。
甲
乙
参考答案
第一章测评卷
1.C 题中“17时46分”指的是载人飞船与空间站对接的时刻,选项A错误;发射过程中,若以载人飞船为参考系,地球是运动的,选项B错误;研究载人飞船绕地球的运行轨迹时,其形状和大小的影响可以忽略,可将载人飞船视为质点,选项C正确;研究载人飞船与空间站对接时,需要考虑其形状和大小的影响,不可将载人飞船视为质点,选项D错误。
2.A 100 m的位移所用时间越短跑得越快,即平均速度越大,A正确;汽车启动过程速度变化快,说明起步快,即指加速度大,B错误;石头与地面撞击时的速度为瞬时速度,C错误;高速公路的限速是指最大的瞬时速度,D错误。
3.D 整个过程9 s时间内的平均速度为v= m/s=5 m/s,前3 s时间内的速度小于整个过程9 s时间内的平均速度,A错误;后3 s时间内的速度大于整个过程9 s时间内的平均速度,B错误;中间3 s时间内的速度等于整个过程9 s时间内的平均速度,C错误,D正确。
4.C 火箭点火瞬间,火箭的速度为零,但加速度不为零,故A错误;火箭的速度很大时,其速度的大小可以不变,所以加速度不一定大,故B错误;加速度的大小取决于速度变化的快慢,速度变化越快,加速度越大,故C正确;根据加速度的定义式可知,火箭的加速度方向与速度变化量方向一致,故D错误。
5.C 从P点沿0°经线向北爬行到北极点,路程为s1=×2πR=πR,然后又沿东经90°经线向南爬行到Q点,路程为s2=×2πR=πR,整个过程中的路程为s=s1+s2=πR;从P点运动到Q点的整个过程中,位移大小等于P、 Q两点间的距离,弧PQ对应的圆心角为90°,由几何关系知x=R,选项C正确。
6.D 通过该路段的时间为t=9 min= h,则通过该路段的平均速度为v==133 km/h>120 km/h,由此可知,该车已超速,故A、B错误,D正确;因通过该路段的平均速度为133 km/h,故在该测速区间,该车必然存在某时刻速度超过120 km/h的情况,C错误。
7.A 题图为运动员从蹦床上跳起后的v-t图像,t1时v=0,可知,运动员在0~t1阶段上升,t1~t2阶段下降,故A正确;结合速度的正负表示速度方向,运动员在0~t1阶段上升,可知选择向上为正方向,故C错误;由题图可知,速度大小先变小后变大,故B错误;运动员在0~t1阶段上升,在t1时刻速度为零,说明运动员在t1时刻到达最高点,故D错误。
8.AC 同向运动时,甲观察乙时是以甲为参考系,此时乙以5 m/s的速度远离,故A正确;同向运动时,乙观察甲时是以乙为参考系,此时甲以5 m/s的速度远离,故B错误;反向运动时,甲观察乙时是以甲为参考系,此时乙以15 m/s的速度远离,故C正确;反向运动时,乙观察甲时是以乙为参考系,此时甲以15 m/s的速度远离,故D错误。
9.AD 由图可知0~2 s内甲图质点做匀速直线运动,乙图质点做加速直线运动,A正确;2~3 s内甲图质点静止不动,乙图质点做匀速直线运动,B错误;3~5 s内甲图质点反向做匀速直线运动,乙图质点做减速运动,加速度为a= m/s2=-15 m/s2,C错误;0~5 s内甲图质点的位移为-10 m,乙图质点的速度变化量为Δv=0-10 m/s=-10 m/s,D正确。
10.CD 因v-t图像的斜率表示加速度,则质点A的加速度大小为a= m/s2=0.5 m/s2,选项A错误;因0~2 s内质点B的速度均为负值,可知t=1 s时,质点B的运动方向没有发生改变,选项B错误;因v-t图像的斜率表示加速度,则在1~4 s内质点B的加速度不变,即t=2 s时,质点B的加速度方向不变,选项C正确;0~1 s内和1~4 s内质点B的加速度方向不同,但加速度大小均为a'= m/s2=1 m/s2,选项D正确。
11.解析 (1)电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用频率为50 Hz的交变电源。
实验要遵循先安装器材后,进行实验,再进行数据分析的原则进行,即先安装电火花计时器和纸带,再接通开关、拖动纸带,打完后要立即关闭电源,然后进行数据分析,故步骤为BDAC。
(2)由题图可以得出A点刻度为1.00 cm,D点刻度为3.70 cm,所以A、D两点间的距离为x=3.70 cm-1.00 cm=2.70 cm;AD段的运动时间为t=3T=3×5× s=0.30 s,AD段的平均速度v= m/s=0.09 m/s。
答案 (1)交变 BDAC
(2)2.70 0.09
12.解析 由题可知,d=2 mm=2×10-3 m,因为遮光条通过光电门的时间极短,可以用这段时间内的平均速度表示瞬时速度,根据平均速度公式v=,可得滑块通过第一个光电门时的速度大小为v1= m/s=1.00 m/s,滑块通过第二个光电门时的速度大小为v2= m/s=2.00 m/s,根据加速度定义式可知,滑块的加速度为a= m/s2=2.00 m/s2。
答案 1.00 2.00 2.00
13.解析 (1)位移为初位置指向末位置的有向线段,根据题意,由图可知,运动员总位移大小为x=a。
(2)根据题意,运动员在长边上运动的时间为t1=
运动员在短边上运动的时间为t2=
则运动员运动的平均速度大小v。
答案 (1)a
(2)v
14.解析 甲、乙相遇经过的时间t= h=2 h,此过程中甲的位移x甲=v甲t=10 km,则小狗的位移为10 km;小狗的路程s=v狗t=8×2 km=16 km。
答案 16 km 10 km
15.解析 (1)由题图可知0~2 min内,小明做匀速直线运动,位移大小x1=600 m,时间t1=2 min=120 s,所以第1 min时的速度等于0~2 min内的平均速度,即速度大小v1==5 m/s。
(2)0~5 min内的总位移x=1 200 m,运动的总时间t=5 min=300 s,所以其平均速度大小v==4 m/s。
(3)0~2 min内小明做匀速直线运动,速度v1=5 m/s=300 m/min
2~4 min内小明静止,v2=0
4~5 min内小明做匀速直线运动,速度v3= m/min=600 m/min
5~8 min内小明做匀速直线运动回家,速度v4= m/min=-400 m/min
所以速度—时间图像如图所示。
答案 (1)5 m/s
(2)4 m/s
(3)见解析01
分层作业1 质点 参考系
A组必备知识基础练
题组一 对质点模型的理解
1.下图描绘了一名运动员在跳远中助跑、起跳、飞行、落坑几个瞬间的动作。下列情况中可以把运动员看成质点的是( )
A.研究运动员的跳远成绩时
B.研究运动员的助跑动作时
C.研究运动员的起跳动作时
D.研究运动员的飞行动作时
2.如图所示的体育比赛中,在评判运动员比赛成绩时,可将运动员视为质点的是( )
3.在某校运动会开幕式上,无人机拍摄记录了许多精彩画面,则下列情况能将无人机看作质点的是 ( )
A.调整无人机上摄像头的方向
B.调整无人机旋翼上各点的转速
C.调整无人机在空中飞行的姿态
D.移动无人机在空中的位置
4.神舟十七号成功发射后,与中国空间站天和核心舱自主对接,神舟十七号乘组顺利进驻中国空间站,与神舟十六号乘组实现“太空会师”,如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.神舟十七号与天和核心舱对接的过程,可将它们视为质点
B.研究神舟十七号姿态控制问题时,能将其视为质点
C.航天员在核心舱外执行任务时,可以将核心舱视为质点
D.研究神舟十七号对接后的运动时,可选地球为参考系
题组二 对参考系的理解
5.小明站上70 m高的塔台体验蹦极运动。他用弹簧绳扣住双脚,向外一跃,大地扑面而来。小明感到“大地扑面而来”,他所选择的参考系是( )
A.自己 B.塔台
C.地面 D.天空
6.下列有关运动的描述中,参考系的选取符合描述的是( )
A.诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的
B.钱塘观潮时,观众觉得潮水扑面而来是以“潮水”为参考系的
C.“桥流水不流”中的“桥流”是以水为参考系的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参考系的
7.大雁在迁徙时,整个队伍大部分时间实际上都是匀速飞行,这是为了进行长途迁徙而采取的有效措施。下列说法正确的是( )
A.以地面为参考系,头雁是静止的
B.若研究“雁阵”从一处飞往相距较远的另一处的时间,则可以将“雁阵”看作质点
C.以远处的云朵为参考系,迁徙的“雁阵”是静止的
D.研究头雁扇动翅膀产生的上升气流时,可以将头雁看作质点
8.云台山气候独特,植被原始完整,是旅游的好去处,乘坐索道缆车除了可以观赏怡人的风景,还能感受悬挂在高空的刺激感。如图所示,对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是 ( )
A.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向前运动
B.以对面的山为参考系,自己静止不动
C.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的绿树在向前运动
D.以自己为参考系,看到对面的山迎面而来
B组关键能力提升练
9.(2024山东枣庄高一期中)质点是一种理想化模型,关于质点下列说法正确的是( )
A.计算火车从车站开出通过车站某标志牌的时间时,应把火车视为质点
B.研究玉兔号月球车巡视月球时的运动轨迹,可把玉兔号视为质点
C.观察航空母舰上舰载机起飞时,可以把航空母舰视为质点
D.研究战斗机在飞行过程中进行姿势调整时,可将其视为质点
10.(多选)甲、乙、丙三辆车同时在一条南北方向的大街上行驶,甲车上的人看到丙车向北运动,乙车上的人看到甲、丙两辆车都向南运动,丙车上的人看到路边的树木向北运动。关于这三辆车行驶的方向,正确的说法是( )
A.甲车必定向南行驶
B.乙车必定向北行驶
C.丙车可能向北行驶
D.三辆车行驶方向可能相同
11.(多选)有甲、乙、丙三架观光电梯正在运行中,甲中乘客看一高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动;丙中乘客看甲、乙都在向上运动。则这三架电梯相对地面的运动情况可能是( )
A.甲向下、乙向下、丙向下
B.甲向下、乙向下、丙向上
C.甲向上、乙向上、丙向上
D.甲向上、乙向上、丙向下
12.(多选)如图所示,某运动员在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中,下列说法正确的是( )
A.裁判打分时,可将运动员看作质点
B.研究运动员起跳和落地的动作时,不可将其看作质点
C.在腾空过程中,以运动员为参考系,雪地是静止的
D.若运动员以自己为参考系,落地前瞬间运动员感觉雪地迎面而来
13.如图所示为A、B、C三列火车在一个车站的情景,A车上的乘客看到B车向东运动,B车上的乘客看到C车和站台都向东运动,C车上的乘客看到A车向西运动。则站台上的人看A、B、C三列火车的运动情况正确的是( )
A.A车向西运动
B.B车向东运动
C.C车一定是静止的
D.C车一定向西运动
C组核心素养拔高练
14.甲、乙、丙三人到某商场去购物,他们分别站在三个运行速率相等的电梯上向上一层楼或下一层楼运动,如图所示。关于他们运动的说法正确的是( )
A.乙相对丙静止,相对甲运动
B.乙相对甲静止,相对丙运动
C.乙相对甲、丙都静止
D.乙相对甲、丙都运动
参考答案
第一章 运动的描述
分层作业1 质点 参考系
1.A 研究运动员的跳远成绩时,运动员的大小和形状可以忽略,所以可以把运动员看成质点,A正确;研究运动员的助跑、起跳、飞行动作时,运动员的形状、姿态不能忽略,所以不能看成质点,B、C、D错误。
2.B 平衡木、跳水和双杠比赛时,评判员要看运动员的动作和姿势,不能把运动员看作质点,A、C、D错误;马拉松比赛是对比运动时间的长短,可以把运动员看作质点,B正确。
3.D 调整无人机上摄像头的方向时,要考虑无人机的形状与大小,不能将其看成质点,A错误;调整无人机旋翼上各点的转速时,要考虑无人机的形状与大小,不能将其看成质点,B错误;调整无人机在空中飞行的姿态时,要考虑无人机的形状与大小,不能将其看成质点,C错误;移动无人机在空中的位置时,相比操场的大小而言,可以忽略无人机的形状与大小,可以将其看成质点,D正确。
4.D 研究对接过程时,需要考虑神舟十七号和核心舱的大小和形状,不能将它们视为质点,故A错误;研究神舟十七号姿态控制问题时,飞船的大小和形状不能忽略,不能将其视为质点,故B错误;航天员在核心舱外执行任务时,需要考虑核心舱的大小和形状,不能将其视为质点,故C错误;研究神舟十七号对接后的运动时,可选地球为参考系,故D正确。
5.A 小明向地面俯冲,看到大地扑面而来,是以小明自己为参考系的。
6.C A中是以地面作为参考系的,B中是以人本身为参考系的,C中是以水为参考系的,D中是以旗杆或地面为参考系的,只有选项C正确。
7.B 以地面为参考系,头雁相对于地面的位置发生改变,头雁是运动的,A错误;若研究“雁阵”从一处飞往相距较远的另一处的时间,“雁阵”的形状和大小可以忽略,则可以将“雁阵”看作质点,B正确;以云朵为参考系,“雁阵”是运动的,C错误;研究头雁扇动翅膀产生的上升气流时,不能忽略大雁的形状与体积,头雁不能看作质点,D错误。
8.D 以自己为参考系,看到同一缆车里的人静止不动,故A错误;以对面的山为参考系,看到自己向山运动,故B错误;以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的绿树向身后运动,故C错误;以自己为参考系,看到对面的山迎面而来,故D正确。
9.B 计算火车通过车站某标志牌的时间时,火车的长度不能忽略,不能把火车视为质点,选项A错误;研究玉兔号的运动轨迹时,可以忽略其大小与形状,将其视为质点,选项B正确;观察航空母舰上的舰载机起飞时,需要明确其在舰上的位置,不能把航空母舰视为质点,选项C错误;研究战斗机在飞行过程中进行姿势调整时,需要考虑其形状和大小,不能将其视为质点,选项D错误。
10.AD 丙车上的人看到路边的树木向北运动,说明丙车向南行驶;甲车上的人看到丙车向北运动,说明甲车也向南行驶,并且甲车的速度比丙车大;乙车上的人看到甲、丙两辆车都向南运动,则此时有两种可能,一是乙车向南行驶,但比甲车和丙车的速度都小,二是乙车向北行驶。综上,甲车、丙车必定向南行驶,乙车可能向南行驶,也可能向北行驶。
11.CD 甲中乘客看一高楼在向下运动,说明甲一定是向上运动;乙中乘客看甲在向下运动,说明乙也是向上运动,且比甲向上运动得快;丙中乘客看甲、乙都在向上运动,则丙可能向下运动,也可能向上运动,且比甲、乙向上运动得慢。选项C、D正确。
12.BD 在裁判打分时,运动员的大小和形状不能忽略,不可以将运动员看作质点,A错误;在研究运动员起跳和落地的动作时,运动员的大小和形状不能忽略,不可以将运动员看作质点,B正确;在腾空过程中,以运动员为参考系,运动员与雪地的相对位置在变化,雪地是运动的,C错误;以自己为参考系,落地前瞬间运动员感觉雪地迎面而来,D正确。
13.A 由B车上的乘客看到站台向东运动,可判断B车向西运动;由A车上的乘客看到B车向东运动,说明A车也向西运动且速度大于B车速度;C车上的乘客看到A车向西运动,则C车有三种运动情况,C车可能静止,可能向东运动,也可能向西运动但速度比A、B的速度都小,选项A正确。
14.B 由题图可知,甲正由二楼下到一楼,乙正由三楼下到二楼,丙正由一楼上到二楼,由于电梯运行的速率相等,电梯的倾角又相同,所以乙相对甲静止,相对丙运动,故B正确。01
分层作业2 时间 位移
A组必备知识基础练
题组一 时间间隔与时刻的区别和联系
1.(2024江西南昌高一期中)据报道,北京时间2021年5月26日出现的月全食现象从16时46分开始,至21时51分结束,全部过程历时5小时零5分,其中本影食历时3小时零8分。下列说法正确的是 ( )
A.“16时46分”是时间间隔
B.“21时51分”是时刻
C.“5小时零5分”是时刻
D.“3小时零8分”是时刻
2.如图所示,时间数轴上标注的线段和点分别指下列哪些时间间隔或时刻( )
A.1 s、5 s B.1 s、第5 s末
C.第2 s内、第6 s初 D.第3 s内、第5 s末
题组二 位移和路程的分析计算
3.某校举行教职工趣味运动会,其中一个比赛项目——“五米三向折返跑”的活动场地如图所示,lAB=lAC=lAD=5 m,参赛教师听到口令后从起点A跑向B点,用手触摸折返线后再返回A点,然后依次跑向C点、D点,最终返回A点。若人可视为质点,现测得某参赛教师完成比赛的时间为7.5 s,则( )
A.A点到B点和A点到C点的位移相同
B.A点到B点和A点到C点的路程相等
C.该教师通过的总位移为30 m
D.7.5 s指的是该教师回到起点的时刻
4.如图所示,一遥控玩具小车在xOy平面内运动,它从坐标原点O出发,先以4 m/s的速度沿x轴正方向运动100 s,接着以3 m/s的速度沿y轴正方向运动100 s,则遥控玩具小车在整个运动过程中的位移大小和路程分别为( )
A.500 m、500 m B.700 m、700 m
C.500 m、700 m D.700 m、500 m
题组三 位移—时间图像
5.下列图像记录了某质点沿x轴做直线运动时位置随时间变化的情况,若用带箭头的线段表示该质点从t1到t2时间内的位移,其中正确的是( )
6.如图所示是物体沿直线运动的位移—时间图像,则在0~4 s内物体通过的路程和位移分别是 ( )
A.2 m、2 m
B.4 m、4 m
C.10 m、-2 m
D.6 m、-6 m
7.已知一电动三轮车在平直公路上运动,它的位移—时间图像如图甲所示。请根据图像在图乙所示的位置坐标轴上标出A、B、C、D、E各点代表的电动三轮车的位置。
B组关键能力提升练
8.(多选)小明一家人开车去景区游玩,他打开手机导航,搜索了从家驾车去景区的路线,导航显示常规路线距离95 km,需用时78 min,距离较短路线则有76 km,需用时123 min,如果走高速则有98 km,需用时90 min,则下列说法正确的是( )
A.常规路线的95 km是指的位移
B.距离较短是指位移最小
C.小明从家到景区的位移大小不超过76 km
D.各条路线的位移大小是相等的
9.如图所示,小明操作机器人由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3,1),然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4),接着由点(1,4)沿直线运动到点(5,5),最后由点(5,5)沿直线运动到点(2,2)。则( )
A.机器人的运动轨迹是一条直线
B.机器人不会两次通过同一点
C.整个过程中机器人的位移大小为22 cm
D.整个过程中机器人的位移与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反
10.中国象棋是我国的文化瑰宝之一,棋盘上的每一小格均为正方形。象棋的基本走法是:马走日,象走田;将帅不能出九宫,横竖只能直走一格;士也不能出九宫,且只能沿斜线走一格。下列哪个棋子走一步的位移最大( )
A.将 B.马
C.士 D.象
11.(2024江西南昌高一校考)水平地面上竖直放一个边长为a的正方形薄板,其左下角顶点上有一点A,如图所示。现使该薄板在地面上不打滑地顺时针翻滚一周,则A点的位移大小和路程分别是( )
A.4a、πa B.3a、πa
C.4a、πa D.3a、πa
12.某质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表所示。
t/s 0 1 2 3 4 5
x/m 0 5 -4 -1 -7 1
由表可以看出此质点开始运动后:
(1)对于表中所列出的6个位置,质点最远时离原点的距离是多少
(2)第2 s内质点的位移是多少
(3)在第一个2 s内质点的位移是多少
C组核心素养拔高练
13.如图所示,直角三角板ABC的斜边AB长为a,∠ABC=30°。开始时,斜边AB靠在y轴上,B与坐标原点O重合,今使A点沿y轴负方向朝O点移动,同时B点沿x轴正方向移动。当点A运动到原点O时,求C点的位移大小。
参考答案
分层作业2 时间 位移
1.B “16时46分”和“21时51分” 是时间点,指时刻,故A错误,B正确;“5小时零5分”和“3小时零8分”是一段时间,指时间间隔,故C、D错误。
2.D 时间数轴上的一段线段表示时间间隔,图示线段指第3 s内;时间数轴上的点表示时刻,图中点指的是第5 s末或者第6 s初,D正确。
3.B A点到B点和A点到C点的路程相等,位移大小相等,方向不同,故A错误,B正确;参赛教师从A点出发通过三方向折返跑后回到A点,位移为零,故C错误;7.5 s指的是该教师完成比赛所用的时间,不是该教师回到起点的时刻,故D错误。
4.C 小车以4 m/s的速度沿x轴正方向运动100 s的过程有x=4×100 m=400 m,小车以3 m/s的速度沿y轴正方向运动100 s的过程有y=3×100 m=300 m,则小车整个运动过程中的路程为300 m+400 m=700 m,小车整个运动过程中的位移大小为 m=500 m,故选C。
5.D 位移—时间图像不是运动轨迹,故选项A、B错误;选项C中线段表示一段时间,故选项C错误;选项D中线段表示t1到t2时间内初、末位置的坐标差,即位移,选项D正确。
6.C 由题图可知,物体在x轴上运动,物体的位移等于末位置与初位置坐标之差,即Δx=x2-x1,物体在前2 s内的位移是4 m,后2 s内的位移是-6 m,所以在0~4 s内物体通过的路程s=10 m,位移为x=-2 m,故选C。
7.解析 由位移—时间图像的纵坐标表示电动三轮车在某一时刻相对于坐标原点的位置,即可在坐标轴上标出A、B、C、D、E各点代表的电动三轮车的位置,如图所示。
答案 见解析
8.CD 常规路线的95 km指的是路程,选项A错误;三种路线的始末位置相同,则位移都相同,距离较短是指路程最小,选项B错误,D正确;因路程不小于位移大小,则小明从家到景区的位移大小不超过76 km,选项C正确。
9.D 根据题图可知,机器人的运动轨迹不是一条直线,故A错误;图中有交点,说明机器人有两次通过同一点,故B错误;整个过程的初位置坐标为(0,0),末位置坐标为(2,2),故位移为x= cm=2 cm,故C错误;整个过程中机器人的位移与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反,故D正确。
10.D 设每一小格边长为l,将走一步的位移为l,马走一步的位移为l,士走一步的位移为l,象走一步的位移为2l,所以走一步位移最大的棋子是象。
11.A 设正方形的四个顶点依次是A、B、C、D,则翻滚后各点的位置如图所示,可知A点的位移大小是4a。结合图形可知,以B点为支点转动的过程中,A点的轨迹是半径为a的圆弧;以C点为支点转动的过程中,A点的轨迹是半径为a的圆弧;以D点为支点转动的过程中,A点的轨迹是半径为a的圆弧;所以A点的路程为s=2πa·×2+2π·a·πa,选项A正确。
12.解析 (1)位置坐标的正负代表方向,由表可知,在t=4 s时质点离原点最远,距离是x=7 m。
(2)第2 s内质点的位移Δx=x2-x1=-9 m。
(3)在第一个2 s内质点的位移Δx2=x2-x0=-4 m。
答案 (1)7 m
(2)-9 m
(3)-4 m
13.解析 当A点运动到O点时,三角板的位置如图所示,则C点的位移大小x=lBC-lA'C'=a。
答案 a01
分层作业3 速度
A组必备知识基础练
题组一 平均速度和瞬时速度的区分
1.台风“梅花”在浙江省舟山普陀沿海登陆时中心附近最大风力有14级(42 m/s,强台风级)。“梅花”登陆后,以25 km/h左右的速度向西北方向移动一段距离,强度逐渐减弱。其中“42 m/s”和“25 km/h”分别指的是( )
A.平均速度 平均速度
B.平均速度 瞬时速度
C.瞬时速度 瞬时速度
D.瞬时速度 平均速度
2.如图所示,某限速120 km/h的高速公路上设置了区间测速,下列说法正确的是( )
A.区间测速测的是瞬时速度的大小
B.区间测速测的是平均速度的大小
C.“前方区间测速长度20 km”指的是位移大小
D.小汽车通过该路段的时间不得小于10 min
题组二 平均速度的计算
3.如图所示,汽车从0时刻开始刹车做减速运动,之后汽车在连续的每1 s内前进的距离依次是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m。某同学根据题目所提供的信息,可得出( )
A.前2 s内的平均速度为4 m/s
B.第2 s内的平均速度为6 m/s
C.第2 s初的瞬时速度一定大于第2 s末的瞬时速度
D.第1 s末的瞬时速度一定大于第2 s初的瞬时速度
4.甲、乙两车沿平直公路通过同样的位移,甲车在前半段位移以v1=50 km/h的速度运动,后半段位移以v2=30 km/h的速度运动;乙车在前半段时间内以v1=50 km/h的速度运动,后半段时间以v2=30 km/h的速度运动。则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小的关系是( )
A.v甲C.v甲>v乙 D.无法确定
题组三 瞬时速度的计算
5.图甲是某物体做直线运动的位移—时间图像,乙、丙图是P点附近图像的放大图,丙图所取时间更短,根据图中数据可以求出P点的瞬时速度。下面四个选项最接近P点瞬时速度真实值的是( )
A.1.25 m/s B.2 m/s
C.2.2 m/s D.2.21 m/s
题组四 x-t图像中速度的分析
6.甲、乙、丙三人进行百米赛跑,当裁判员发令枪打响时,甲、乙两人立即启动,丙自诩实力超群而故意滞后启动,比赛结果让丙懊恼不已,具体如下:甲第一、丙第二、乙第三。若甲、乙、丙三人的运动均视为匀速直线运动,则能够大致反映他们三人运动情况的位移—时间图像是( )
7.(多选)(2024天津北辰高一校考改编)某物体运动的x-t图像如图所示,则( )
A.0~2 s内,物体的平均速度为3 m/s
B.0~4 s内,物体的平均速度为0.25 m/s
C.0~4 s内,物体的平均速率为1.25 m/s
D.2 s末物体的速度为2 m/s
B组关键能力提升练
8.在同一直线上运动的A、B、C三质点的x-t图像如图所示,由图可知( )
A.A、B、C在某一时刻有共同速度
B.B开始运动的速度比A小,t2时刻后才大于A的速度
C.A运动的速度始终比C大
D.0~t2时间内A、B、C三者平均速度和平均速率均相等
9.如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s,已知方格的边长为1 m。下列说法错误的是( )
A.物体在AB段的平均速度大小为1 m/s
B.物体在ABC段的平均速度大小为 m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D.物体在ABC段的平均速度与平均速率大小相等
10.甲、乙两同学进行百米比赛,甲到终点时,乙还差5 m到终点,若甲、乙两同学每次跑步的运动过程完全相同,下列说法正确的是( )
A.甲退后5 m,乙不变,再次比赛则甲、乙两同学同时到终点
B.甲退后5 m,乙不变,再次比赛则乙同学先到终点
C.乙前进5 m,甲不变,再次比赛则甲、乙两同学同时到终点
D.乙前进5 m,甲不变,再次比赛则乙同学先到终点
11.一辆汽车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车做匀速直线运动。司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,5 s后听到回声;听到回声后又行驶10 s司机第二次鸣笛,3 s后听到回声。请根据以上数据帮助司机计算一下汽车的速度大小,看汽车是否超速行驶,以便提醒司机安全行驶。已知此高速公路的最高限速为110 km/h,声音在空中的传播速度为340 m/s。
C组核心素养拔高练
12.(2024重庆育才中学高一校考)图甲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间的时间差,测出汽车的速度;图乙中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。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔Δt=1.8 s,超声波在空气中传播的速度是v=340 m/s,若汽车匀速直线行驶,则根据图乙可知,下列说法正确的是 ( )
甲
乙
A.图乙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,汽车距测速仪的距离是102 m
C.汽车正在向远离测速仪的方向行驶
D.汽车匀速行驶的速度大小是10 m/s
参考答案
分层作业3 速度
1.D 由题意可知,“42 m/s”和“25 km/h”分别指的是瞬时速度和平均速度,D正确。
2.D 区间测速测量的为某一过程的速度,是路程与时间的比值,为平均速率,故A、B错误;“前方区间测速长度20 km”指的是路程大小,故C错误;小汽车通过该路段的时间不得小于t= h= h=10 min,故D正确。
3.C 前2 s内的平均速度为v= m/s=8 m/s,选项A错误;第2 s内的平均速度为v'= m/s=7 m/s,选项B错误;汽车做减速运动,则第2 s初的瞬时速度一定大于第2 s末的瞬时速度,选项C正确;第1 s末与第2 s初是同一时刻,则第1 s末的瞬时速度一定等于第2 s初的瞬时速度,选项D错误。
4.A 甲的平均速度为v甲==37.5 km/h,乙的平均速度为v乙==40 km/h,所以有v甲5.D 根据公式v=,时间Δt取值越短,平均速度越接近瞬时速度,故用图丙的值计算更接近真实值,则v= m/s=2.21 m/s,故选D。
6.C 纵轴截距表示初始位置,B、D图像表示丙在起点前面启动,B、D错误;横轴截距表示启动时刻,A图像表示乙第一名,A错误,C正确。
7.BC 0~2 s内,该物体的位移为Δx1=4 m-1 m=3 m,平均速度为v1==1.5 m/s,选项A错误;0~4 s内,该物体的平均速度为v2= m/s=0.25 m/s,选项B正确;0~4 s内,物体先沿正方向运动2 s,路程s1=(4-1) m=3 m,后沿负方向运动2 s, 路程s2=(4-2) m=2 m,这个过程的平均速率v= m/s=1.25 m/s,选项C正确; 0~2 s内,该物体做匀速直线运动,2 s末的瞬时速度和0~2 s内的平均速度相等,为1.5 m/s,选项D错误。
8.D x-t图像的斜率表示速度的大小,由图可知,A、B、C不能在同一时刻有共同速度,故A错误;由图可知,t1时刻后B的速度比A的速度大,故B错误;由图可知,t2时刻时C的速度大于A的速度,故C错误;由图可知,0~t2时间内A、B、C三者的路程相等,位移也相等,则平均速度和平均速率均相等,故D正确。
9.D 物体在AB段的平均速度大小为 m/s=1 m/s,选项A正确;物体在ABC段的平均速度大小为 m/s= m/s,选项B正确;因B点比C点更接近于A点,故AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度,选项C正确;因从A到B到C物体不是做直线运动,故物体在ABC的平均速度大小不等于平均速率大小,选项D错误,本题选错误的,故选D。
10.C 根据已知条件可知,甲的速度比乙的速度大,在相同的时间里,甲跑完100 m,乙只跑了95 m。若甲退后5 m,乙不变,则甲、乙都各多跑5 m,由于甲的速度大,用的时间短,所以还是甲先到终点,故A、B错误;若乙前进5 m,甲不变,则甲的全程不变,还是100 m,乙的全程变成了95 m,由于甲、乙两同学每次跑步的运动过程完全相同,所以用的时间和甲跑完100 m、乙跑了95 m所用的时间是一样的,所以两人同时到达终点,故C正确,D错误。
11.解析 设汽车的速度为v1,声音的速度为v2,第一次鸣笛时汽车离隧道口的距离为L1,第二次鸣笛时汽车离隧道口的距离为L2
在第一次鸣笛到听到回声的过程中,有
v2t1=2L1-v1t1
在第二次鸣笛到听到回声的过程中,有
v2t3=2L2-v1t3
又因为L2=L1-v1(t1+t2)
联立可得v1==24.29 m/s=87.4 km/h<110 km/h
故汽车未超速。
答案 87.4 km/h 汽车未超速
12.B 由图乙可知,P1、P2之间一共有9格,时间间隔为1.8 s,则每一小格表示t0==0.2 s,故A错误;测速仪发出P1信号到接收到反射的n1信号所用的时间为t1=3t0=0.6 s,在t1时间内,超声波从发出到与汽车相遇,再从第一次相遇的位置反射回去,所以P1信号传播到被测汽车时,汽车距测速仪的距离为x1==102 m,故B正确;测速仪第二次发出P2信号到接收到反射的n2信号所用的时间为t2=2t0=0.4 s,所以超声波第二次与汽车相遇的位置距测速仪的距离为x2==68 m,因为x2分层作业4 测量纸带的平均速度和瞬时速度 速度—时间图像
A组必备知识基础练
1.(2024陕西西安高一期中)在用打点计时器测速度的实验中,把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上,木板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳,小车在槽码的牵引下运动。
(1)下列操作正确的是 (填选项前的字母)。
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板有滑轮的一端固定
C.先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用低压交变电源
(2)如图为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点,四条纸带上a点、b点间的距离相等,则a点、b点间的平均速度最小的是 。
2.(1)如图所示,一个人右手拿一支彩色画笔,另一个人拉动一条宽约1 cm的长纸带,使纸带在笔下沿着直线向前移动。每隔1 s用画笔在纸带上点一个点,这样,就做成了一台简单的“打点计时器”。由实验可知,纸带速度越大,相邻两点的距离越 (选填“远”或“近”),纸带的速度对相邻两点所表示的时间 (选填“有”或“没有”)影响。
(2)小张用同一个打点计时器在固定频率下,测量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速度,每次小车都是自右向左运动,四段纸带的长度都相同,如图所示,则下列叙述正确的是 。
A.纸带甲打点均匀,表示小车是匀速运动的
B.纸带乙显示的平均速度与纸带甲的相同
C.纸带丙表示的小车的运动是先快后慢
D.纸带丁表示的小车的运动是先慢后快
3.在用手拖动纸带,测量纸带的平均速度和瞬时速度时,打出如图所示的一条纸带,所用打点计时器使用频率为50 Hz的电源。
(1)可以判断,下列说法正确的是 。
A.纸带做加速运动
B.纸带做匀速运动
C.纸带做减速运动
D.纸带在1点的速度小于在3点的速度
(2)在计算A~F间的平均速度时,下列做法正确的是 。
A.用AF间距除以0.1 s
B.用BE间距除以0.06 s
C.用AC间距除以0.04 s
D.用CD间距除以0.02 s
4.像打点计时器一样,数字计时器也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,数字计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,如图乙所示,用最小刻度为1 mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示。
丙
(1)读出挡光片的宽度为d= cm。
(2)滑块在牵引力作用下通过光电门,数字计时器记录了它通过光电门的时间为t=1.0×10-3 s,由公式v= ,可得到滑块通过光电门的速度为 m/s。
B组关键能力提升练
5.某探究小组用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。用手机拍摄功能记录小球在水中由静止释放后位置随时间的变化,每0.02 s拍摄一张照片。
(1)取某张照片中小球的位置为0号位置,然后依次每隔4张照片标记一次小球的位置,则相邻标记位置之间的时间间隔是 s。
(2)测得小球位置x随时间t的变化曲线如图所示。由图可知,小球在0.05~0.40 s时间段内的平均速度的大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)0.40~0.65 s时间段内的平均速度的大小。
6.利用如图所示装置测量滑块的速度,图中MN是水平桌面,1和2是固定在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,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的数字计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s,滑块的宽度d=1.010 cm。
(1)滑块通过光电门1时的速度v1= m/s,通过光电门2时的速度v2= m/s。(结果均保留两位有效数字)
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2时的 ,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度 (选填“增加”或“减小”)一些。
7.(2024山东淄博高一期中)某同学在做测量直线运动物体的瞬时速度的实验,他从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带,已知电火花计时器使用的电源频率为50 Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示。
(1)为了达到实验目的,除了有电火花计时器、纸带、小车、细绳、导线、交变电源、小木块、长木板外,下列仪器还需要 。
A.刻度尺 B.铁架台 C.秒表 D.天平
(2)根据纸带提供的信息,该同学已经计算出了打下1、2、3、4、6五个计数点时的速度,请你帮他计算出计数点5对应小车的速度v5= m/s。
(3)以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的v、t数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的v-t图像。
计数点 1 2 3 4 5 6
t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
v/(m·s-1) 0.36 0.40 0.44 0.49 0.57
参考答案
分层作业4 测量纸带的平均速度和瞬时速度 速度—时间图像
1.解析 (1)为了有效利用纸带,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,A正确;打点计时器应放在长木板没有滑轮的一端固定,B错误;使用打点计时器时,要先接通电源,后释放小车,C正确;电火花计时器应使用220 V交变电源,D错误。
(2)四条纸带上a点、b点间的距离相等,因为纸带D上a点、b点间打点间隔数最多,所用时间最长,故纸带D上a点、b点间的平均速度最小。
答案 (1)AC (2)D
2.解析 (1)由于相邻两点表示的时间间隔相同,则纸带速度越大,相邻两点的距离越远;本题中相邻两点所表示的时间为1 s,纸带的速度对相邻两点所表示的时间没有影响。(2)纸带甲打点均匀,表示小车是匀速运动的,故A正确;纸带乙上两点间距离较大,故显示的平均速度比纸带甲的大,B错误;纸带丙显示打点间距逐渐变大,表示小车的运动逐渐变快,C错误;纸带丁显示打点间距逐渐变小,表示小车的运动逐渐变慢,D错误。
答案 (1)远 没有
(2)A
3.解析 (1)由纸带上点迹间的距离可以判断,纸带先做加速运动,之后做匀速运动,纸带在1点的速度小于在3点的速度。故选D。(2)由纸带可知AF之间的时间间隔为5×0.02 s=0.1 s,根据v=可知,在计算A~F间的平均速度时,应用AF间距除以0.1 s,故选A。
答案 (1)D
(2)A
4.解析 (1)挡光片的宽度为d=(1.70-0.50) cm=1.20 cm。(2)通过光电门的平均速度可以近似看成瞬时速度,故v= m/s=12 m/s。
答案 (1)1.20
(2) 12
5.解析 (1)由题意知,每隔4张照片标记一次小球位置,则相邻标记位置之间的时间间隔为Δt=5×0.02 s=0.1 s。
(2)由图像可得,0.05~0.40 s时间段内的平均速度为v= m/s=0.91 m/s,0.40~0.65 s时间段内的平均速度为v'= m/s=1.72 m/s,所以小球在0.05 ~0.40 s时间段内的平均速度的大小小于0.40~0.65 s时间段内的平均速度的大小。
答案 (1)0.1
(2)小于
6.解析 (1)滑块通过光电门1时的速度v1= m/s=1.0 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2= m/s=2.5 m/s。(2)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度,由极限思想可知,要使平均速度更接近于瞬时速度,滑块的宽度应减小一些。
答案 (1)1.0 2.5
(2)平均速度 减小
7.解析 (1)实验中需要用刻度尺测量纸带上点的间距,故A符合题意;本实验不是探究物体下落运动规律,不需要铁架台,故B不符合题意;打点计时器本身具有计时功能,不需要秒表,故C不符合题意;本实验探究运动学规律,不需要测量质量,故D不符合题意。
(2)由题意可知,相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s,打下计数点5时小车的速度为v5=m/s=0.53 m/s。
(3)如图所示。
答案 (1)A (2)0.53 (3)见解析01
分层作业5 速度变化快慢的描述——加速度
A组必备知识基础练
题组一 加速度的理解
1.如图所示,图中汽车的初速度是v1,经过一段时间后速度变为v2,用Δv表示Δt时间内速度的变化量,下列判断正确的是( )
A.图甲和图乙中v2>v1,两图都可以正确表示汽车做加速运动
B.图丙和图丁中v2C.加速度方向应与Δv方向始终相同,图丁可以正确表示汽车做减速运动
D.加速度方向应与v2方向始终相同,所以图丁不正确
2.以下是几种交通工具在某段时间中的运动记录。根据表中内容,下列说法正确的是( )
运动过程 初速度/(m·s-1) 经过时间/s 末速度/(m·s-1)
自行车下坡 2 2 6
火车出站 0 100 20
飞机飞行 200 10 200
A.自行车下坡过程速度变化率最大
B.飞机飞行时速度最大,加速度也最大
C.火车出站过程速度变化量最大,加速度也最大
D.火车出站时的初速度为零,此时的加速度也为零
3.在物理学中,加速度变化的快慢被定义为“jerk”,我国力学界已采用“加加速度”这一中文译名,用j表示。当某个质点做直线运动时,下面关于该质点的运动说法正确的是( )
A.“加加速度”的单位是m/s2
B.若该质点的j增大,则表明质点的加速度a增大
C.如果j与a方向相同,则该质点的加速度a增大
D.该质点j的方向可以与Δa的方向一致,也可以与Δa的方向相反
题组二 加速度的计算
4.(多选)火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车能在2.5 s内停下来,下列说法正确的是( )
A.火箭的速度变化比汽车的快
B.火箭的加速度比汽车的加速度小
C.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
D.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
5.足球运动员在罚点球时,用脚踢球使球获得30 m/s的速度,设脚与球作用时间为0.1 s,球又在空中飞行1 s(假设球做匀速直线运动)后被守门员挡住,守门员双手与球接触时间为0.2 s,且球被挡出后以大小为10 m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)球被踢出过程中的加速度;
(2)球被守门员挡出过程中的加速度。
题组三 v-t图像
6.物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,取向东为运动的正方向,其速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.0~2 s内,物体速度变化越来越快
B.0~2 s内,物体加速度为6 m/s2
C.6~7 s内,物体向西做加速运动
D.10~12 s内,物体向东做加速运动
B组关键能力提升练
7.(2024山东潍坊高一期中)物体做方向不变的直线运动,若以该运动方向为正方向,且在任意相等时间内速度变化量Δv相等,则下列说法正确的是( )
A.若Δv=0,则物体做加速度不变的变速直线运动
B.若Δv<0,则物体做加速度不变的减速直线运动
C.若Δv<0,则物体做加速度大小逐渐变小的减速直线运动
D.若Δv>0,则物体做加速度大小逐渐变小的加速直线运动
8.如图所示,为了测定气垫导轨上滑块运动的加速度,在滑块上安装了宽度为d的遮光条。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1和通过第二个光电门的时间Δt2,遮光条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t,则可估算滑块加速度的大小为( )
A. B.
C. D.
9.(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动,它们的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.在0~t1时间内,甲的加速度小于乙的加速度,且方向相反
B.在0~t1时间内,甲、乙加速度方向相同
C.在0~t2时间内,甲、乙运动方向相同
D.在0~t2时间内,甲的加速度小于乙的加速度,且方向相同
10.一质点做直线运动的v-t图像如图所示,则在图中给出的该质点在前3 s内的加速度a随时间t变化关系的图像正确的是( )
11.按照规定,汽车应慢速通过隧道。某汽车(可看成质点)在过隧道前将速度从25 m/s匀减速到10 m/s,此时恰好到达隧道入口,然后汽车匀速通过100 m长的隧道,整个过程总共用了15 s时间。求汽车减速时的加速度。
C组核心素养拔高练
12. (2024山东东营一中高一月考)如图所示,小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑且足够长的斜面,经过2 s速度大小变为1 m/s,则在这段时间内,小球( )
A.速度变化的大小可能大于5 m/s,方向沿斜面向上
B.速度变化的大小一定等于4 m/s,方向沿斜面向下
C.加速度的大小可能大于2 m/s2,方向沿斜面向下
D.加速度的大小一定等于2 m/s2,方向沿斜面向上
参考答案
分层作业5 速度变化快慢的描述——加速度
1.C 图甲和图乙中v2>v1,图甲正确地表示了汽车做加速运动,图乙的速度变化量方向标反了,故A错误;图丙和图丁中v22.A 根据表格数据可知,自行车下坡过程速度变化率为 m/s2=2 m/s2,火车出站过程速度变化率为 m/s2=0.2 m/s2,飞机飞行过程速度变化率为 m/s2=0,可知自行车下坡过程速度变化率最大,A正确;加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度大小等于速度变化率,飞机飞行时速度最大,但速度变化率为零,加速度为零,B错误;火车出站过程速度变化量最大,但速度变化率不是最大,加速度不是最大,C错误;火车出站时的初速度为零,但速度变化率不为零,加速度不为零,D错误。
3.C 用加加速度表示加速度变化的快慢,则j=,可知加加速度的单位是m/s3,故A错误;无论j是增大还是减小,只要j与a同向,则a增大,只要j与a反向,则a减小,故B错误,C正确;由j的公式可知质点j的方向与Δa的方向一致,故D错误。
4.BD 火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s,则 m/s2=10 m/s2,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车能在2.5 s内停下来,则 m/s2=-12 m/s2,所以火箭的速度变化比汽车的慢,火箭的加速度比汽车的加速度小,故A错误,B正确;10 s内火箭的速度改变量为Δv=100 m/s-0=100 m/s,故C错误;2.5 s内汽车的速度改变量为Δv'=0- m/s=-30 m/s,故D正确。
5.解析 设球被踢出的方向为正方向
(1)罚点球时,球的速度由v0=0变到v1=30 m/s,用时t1=0.1 s,由a=得,
球被踢出过程中的加速度a1= m/s2=300 m/s2,方向为球被踢出的方向。
(2)守门员挡球时,球的速度由v1=30 m/s变到v2=-10 m/s,用时t2=0.2 s,
则球被守门员挡出过程中的加速度a2= m/s2=-200 m/s2
方向为球被踢出的反方向。
答案 (1)300 m/s2,方向为球被踢出的方向
(2)200 m/s2,方向为球被踢出的反方向
6.C v-t图像的斜率表示加速度,0~2 s内,物体速度变化的快慢恒定,加速度为a= m/s2=3 m/s2,故A、B错误;6~7 s内,图像在t轴下方,速度沿负方向且不断增大,即物体向西做加速运动,故C正确;10~12 s内,图像在t轴下方,速度沿负方向且不断减小,即物体向西做减速运动,故D错误。
7.B 若Δv=0,则物体的速度不变,物体做匀速直线运动,A错误;若Δv<0,则物体做减速直线运动,由加速度定义式a=知,加速度不变,物体做加速度不变的减速直线运动,B正确,C错误;若Δv>0,则物体做加速直线运动,由加速度定义式a=知,加速度不变,物体做加速度不变的加速直线运动,D错误。
8.C 根据题目可知,遮光条通过第一个光电门的瞬时速度为v1=,同理可知,遮光条通过第二个光电门的瞬时速度为v2=,根据加速度定义式得a==,故选C。
9.BD 在0~t2时间内,甲物体一直沿正方向运动,乙物体先沿负方向运动,后沿正方向运动;图线的斜率表示加速度,整个过程甲、乙两物体的加速度方向相同,乙物体的加速度大于甲物体的加速度,选项B、D正确。
10.A 由v-t图像知,第1 s内物体的加速度a1==4 m/s2,后2 s内物体的加速度a2==-2 m/s2,故选项A正确。
11.解析 匀速运动的时间t2= s=10 s,匀减速运动的时间t1=t-t2=5 s,减速时的加速度a= m/s2=-3 m/s2。
答案 3 m/s2,方向与速度方向相反
12.C 题中只给出2 s末速度的大小,未说明速度方向,小球可能沿斜面上滑后再沿斜面下滑,故2 s末速度的方向可能沿斜面向上,也可能沿斜面向下,速度变化的大小可能为Δv1=|1 m/s-5 m/s|=4 m/s,也可能为Δv2=|-1 m/s-5 m/s|=6 m/s,方向均沿斜面向下,故A、B错误;加速度的大小可能为a1==2 m/s2,也可能为a2==3 m/s2,方向均沿斜面向下,故C正确,D错误。
