第1章 运动的描述 阶段质量检测(一)　（含解析）高中物理 鲁科版（2019）必修 第一册

阶段质量检测(一)　运动的描述
(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.如图所示，金斑喙凤蝶体长30毫米左右，它珍贵而稀少，是中国唯一的蝶类国家一级保护动物，排世界八大名贵蝴蝶之首，又有“梦幻蝴蝶”和“世界动物活化石”之美誉。在下列研究金斑喙凤蝶的具体情形中，可将其看成质点的是(　　)
A．分析蝴蝶的飞舞动作
B．观察蝴蝶的翅膀扇动
C．研究蝴蝶较长的飞行路线
D．记录蝴蝶身上的斑块分布
2．扫地机器人的自主寻路可分为两种：随机覆盖式和路径规划式。如图所示为某品牌扫地机器人采用两种寻路方式的线路。两种方式扫地机器人均从家中的P位置出发，扫地完成后再回到P位置。对于扫地机器人分别用两种方式完成一次清扫过程，且工作时间相同，下列说法正确的是(　　)
A．路程一定不相等
B．位移大小一定相等
C．平均速度大小不一定相等
D．平均速率一定相等
3．2023年10月3日，在杭州亚运会田径女子4×100 m接力决赛中，位于第8道的中国队以43秒39的成绩夺得冠军，时隔9年重返亚洲之巅。如图所示为4×100 m跑道的起终点区域，部分赛道起点位置及比赛终点线如图中所标注，则在整个比赛中(　　)
A．43秒39表示时刻
B．每位运动员位移的大小都为100 m
C．中国队的平均速度约为9.2 m/s
D．中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大
4.在机场中常有一种旅客自动输送带，它能以2 m/s 的速度输送站在上面的旅客。如图所示，旅客A在输送带上以2 m/s的速度与输送带同方向奔跑，旅客B以地面为参考系推测旅客A的速度是(　　)
A．2 m/s B．3 m/s
C．4 m/s D．5 m/s
5．汽车的百公里加速时间指的是汽车从静止匀加速到100 km/h所用的时间，是衡量汽车性能的一项重要指标。下表是几款汽车的百公里加速时间，其中加速度最大的是(　　)
汽车类型 汽车甲 汽车乙 汽车丙 汽车丁
百公里加速时间 4.9 s 4.5 s 3.6 s 6.8 s
A.汽车甲 B．汽车乙
C．汽车丙 D．汽车丁
6．如图甲所示的医用智能机器人在医院大厅巡视，图乙是该机器人在某段时间内的位移—时间图像，20～30 s时间内的图线为曲线，其余为直线。则机器人在(　　)
A．0～10 s内做加速直线运动
B．0～20 s内平均速度大小为零
C．0～30 s内的位移大小为5 m
D．5 s末的速度与15 s末的速度相同
7.沿同一条直线运动的a、b两个质点，在0～t0时间内的s t图像如图所示。根据图像，下列说法不正确的是(　　)
A．质点a做周期性往返运动
B．在0～t′时间内，a、b的位移相同
C．在 0～t′时间内，a的位移大于b的位移
D．在 0～t0时间内，a通过的路程是b通过路程的 3 倍，但位移相同
8．如图甲所示是一种应用传感器监测轨道车运行的装置。在轨道某处设置监测点，当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录仪记录。假如轨道车长度为22 m，记录仪记录的信号如图乙所示，则轨道车经过该监测点的速度为(　　)
A．0.20 m/s B．2.0 m/s
C．22 m/s D．220 m/s
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
9．某质点以20 m/s的初速度竖直向上运动，其加速度保持不变，经2 s到达最高点，上升高度为20 m，又经过2 s回到出发点时，速度大小仍为20 m/s，关于这一运动过程，下列说法中正确的是(　　)
A．质点运动的加速度大小为10 m/s2，方向竖直向下
B．质点在这段时间内的平均速度为零
C．质点在最高点时加速度为零
D．质点在落回出发点时的速度与开始离开出发点时的速度相同
10.“缓缓飘落的枫叶像思念，我点燃烛火温暖岁末的秋天”。在离地10 m的枫树树梢上的一片枫叶在萧瑟的秋风中颤抖着飘落到地面，完成了它最后叶落归根的使命。如图所示，若枫叶下落时间为5 s，则下列论述中正确的是(　　)
A．枫叶下落过程中的平均速度可能小于2 m/s
B．枫叶下落过程中的平均速度可能大于2 m/s
C．枫叶刚着地时的瞬时速度可能等于2 m/s
D．枫叶刚着地时的瞬时速度一定等于2 m/s
11.甲、乙两物体的位移—时间(s t)图像如图所示，由图像可以看出在0～4 s这段时间内(　　)
A．甲的平均速度等于乙的平均速度
B．4 s时甲、乙两物体之间的距离最大
C．甲、乙两物体之间的最大距离为 3 m
D．甲、乙两物体始终同向运动
12.甲、乙两车某时刻由同一地点，沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的s t图像如图所示，其中OC段与AB段平行，CB段与OA段平行，下列说法正确的是(　　)
A．t1～t2时间内两车的距离越来越远
B．甲车在0～t1时间内的速度等于乙车在t3时刻的速度
C．t2时刻甲车在乙车的前方
D．0～t3时间内甲车的平均速度等于乙车的平均速度
三、非选择题(本题共4小题，共60分)
13.(12分)一质点由位置A向北运动了4 m，到达B点，又转向东运动了3 m，到达C点，再向南走了8 m，到达D点。在上面的过程中质点运动的路程是多少？运动的位移是多少？位移方向是从哪个点指向哪个点？
14.(14分)沪杭高铁是连接上海和杭州的现代化高速铁路，最大速度达到了413.7 km/h，再次刷新世界纪录。沪杭高速列车在一次运行中由A站开往B站，A、B车站间的铁路为直线。技术人员乘此列车从A车站出发，列车从启动至加速到100 m/s，用了250 s，在匀速运动了10 min后，列车减速运动，经过300 s后刚好停在B车站。求此过程中列车加速、减速时的加速度大小。
15.(16分)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v1＝4 m/s的速度沿x轴正方向运动t1＝10 s，接着以v2＝3 m/s的速度沿y轴正方向运动t2＝20 s，最后以v3＝2 m/s 沿x轴正方向运动t3＝20 s。求：
(1)遥控玩具小车在整个运动过程中的位移大小和路程；
(2)遥控玩具小车整个运动过程中的平均速度的大小。
16.(18分)如图所示为一质点沿直线运动的位移—时间图像。根据图像，求：
(1)开始5 s内质点运动的总路程和平均速度；
(2)画出与位移—时间图像相对应的速度—时间图像(即v t图像，不需要写出分析过程)。
阶段质量检测(一)
1．选C　分析蝴蝶的飞舞动作时，蝴蝶的体积和形状不能忽略，不能看成质点，故A错误；观察蝴蝶的翅膀扇动时，蝴蝶的体积和形状不能忽略，不能看成质点，故B错误；研究蝴蝶较长的飞行路线时，蝴蝶的体积和形状可以忽略，可以看成质点，故C正确；记录蝴蝶身上的斑块分布时，蝴蝶的体积和形状不能忽略，不能看成质点，故D错误。
2．选B　两种方式扫地机器人均从家中的P位置出发，扫地完成后再回到P位置，故位移大小一定相等，但路程不一定相等，故A错误，B正确；因为两种方式扫地机器人工作时间相同，根据平均速度公式＝及平均速率公式＝可得，平均速度大小一定相等，平均速率不一定相等，故C、D错误。
3．选D　43秒39描述的是中国队在接力决赛中所经历的实际时间，表示时间，故A错误；位移是指初位置到末位置的一条有向线段，线段的长度表示位移大小，箭头指向表示位移方向，根据题图可知，各运动员的初末位置不相同，表示位移的有向线段的长度与方向均不相同，即每位运动员位移的大小不一定都为100 m，故B错误；根据题图可知，表示第8道中国队的位移的有向线段的长度大于第3道新加坡队的位移的有向线段的长度，即中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大，故D正确；平均速率等于总路程与总时间的比值，中国队的平均速率为＝ m/s≈9.2 m/s，平均速度等于总位移与总时间的比值，中国队做的是曲线运动，平均速度大小小于平均速率，可知中国队的平均速度大小小于9.2 m/s，故C错误。
4．选C　因输送带的速度为2 m/s，而旅客A在输送带上以2 m/s的速度与输送带同方向奔跑，可知以地面为参考系，旅客A的速度是4 m/s，故A、B、D错误，C正确。
5．选C　由题意知，表格中所列数据是在速度变化量相同时，速度变化所用时间，根据a＝可知，当速度变化量相同时，所用时间越短，则平均加速度越大，结合表格中给出的数据可得，汽车丙所用时间最短，平均加速度最大。
6．选B　根据s t图像的斜率表示速度，可知0～10 s内做匀速直线运动，故A错误；由题中图像可知，0～20 s内的位移为0，则0～20 s内平均速度大小为零，故B正确；由题中图像可知，0～30 s内的位移大小为2 m，故C错误；根据s t图像的斜率表示速度，可知5 s末的速度与15 s末的速度大小相等，方向相反，故D错误。
7．选C　s t图像中，质点a的位移大小和方向周期性变化，说明质点a做周期性的往返运动，故A正确；由题图知，0～t′时间内，a和b质点的初位置都在坐标原点，末位置都在s＝－5 m处，所以位移大小均为 5 m，故B正确，C错误；0～t0时间内，a质点的路程是 5×6 m＝30 m，b质点的路程为 5×2 m＝10 m，所以a质点的路程是b质点路程的 3 倍，位移都是0，故D正确。
8．选C　由题图可知车头到达该监测点与车尾离开监测点的时间间隔为1.0 s，故车速为v＝＝22 m/s。故选项C正确。
9．选AB　根据加速度的定义知，取竖直向上为正方向，则a＝ m/s2＝－10 m/s2，负号表示加速度方向与规定的正方向相反，即竖直向下，A正确；由位移的定义知，这段时间内的总位移为零，根据平均速度的定义知，平均速度为零，B正确；质点做匀变速运动，每时每刻的加速度都相同，在最高点速度为零，但加速度大小仍为10 m/s2，方向竖直向下，C错误；在出发点两时刻的瞬时速度大小相等，但方向相反，D错误。
10．选BC　枫叶下落过程中的位移h≥10 m，则平均速度＝≥2 m/s，故A错误，B正确；枫叶刚着地时的瞬时速度可能等于2 m/s，但并不一定等于2 m/s，故C正确，D错误。
11．选AC　由题图知，4 s内甲的位移大小为Δs甲＝2 m－0＝2 m，乙的位移大小为 Δs乙＝2 m－0＝2 m，可见，甲、乙的位移大小相等，甲、乙运动时间也相等，因此平均速度相等，A正确；4 s时两物体到达同一位置，因此两物体相遇，B错误；由位移—时间图像可知，两个物体 2 s末纵坐标值之差最大，两物体相距最远，最远距离为Δs＝4 m－1 m＝3 m，C正确；由于位移—时间图像的斜率表示速度，可以从题图中看出乙物体的速度(斜率)始终为正值，即速度方向始终与规定的正方向相同，甲物体前2 s内速度为正，2 s末到4 s末速度为负，故前2 s内速度方向与规定的正方向相同，2 s末到 4 s末的速度方向与规定的正方向相反，故D错误。
12．选BCD　s t图像的斜率表示速度，因为BC∥OA，所以t1～t2时间内两车速度相等，距离不变，故A错误；因为OC∥AB，所以甲车在0～t1时间内的速度等于乙车在t3时刻的速度，故B正确；t2时刻甲车位移大于乙车位移，所以甲车在乙车的前方，故C正确；0～t3时间内甲车的位移等于乙车的位移，所以0～t3时间内甲车的平均速度等于乙车的平均速度，故D正确。
13．解析：如图所示，质点由位置A向北运动了4 m，又转向东运动了3 m，然后转向南运动了8 m，到达D点，在上面的过程中质点运动的路程l＝4 m＋3 m＋8 m＝15 m；位移的大小等于初、末位置的距离，s＝ m＝5 m，方向为由A点指向D点。
答案：见解析
14．解析：列车加速过程的初速度为v0＝0，
末速度为v1＝100 m/s，用时t1＝250 s，
列车在该过程的加速度a1＝＝0.4 m/s2，
加速度方向与运动方向相同。
列车减速过程的初速度为v1＝100 m/s，
末速度为v2＝0，用时t2＝300 s，
列车在该过程的加速度
a2＝＝≈－0.33 m/s2，
负号表示加速度方向与速度方向相反，即减速过程的加速度大小为0.33 m/s2。
答案：0.4 m/s2　0.33 m/s2
15．解析：(1)在各时间段内的位移大小分别为：
x1＝4×10 m＝40 m，x2＝3×20 m＝60 m，
x3＝2×20 m＝40 m，
位移是矢量，是指从初位置指向末位置的有向线段，整个运动过程中的位移大小
s＝ m＝100 m，
路程l＝x1＋x2＋x3＝140 m。
(2)整个过程运动的总时间
t＝t1＋t2＋t3＝10 s＋20 s＋20 s＝50 s
整个运动过程中的平均速度大小
v＝＝ m/s＝2 m/s。
答案：(1)100 m　140 m　(2)2 m/s
16．解析：(1)由题图可知：在开始5 s内，先由s1＝10 m到s2＝30 m，再到s3＝0，
总路程为l＝20 m＋30 m＝50 m；
开始5 s内的位移为s＝s3－s1＝－10 m，
开始5 s内的平均速度为＝＝ m/s＝－2 m/s，方向沿s轴负方向。
(2)v t图像如图所示。
答案：(1)50 m　2 m/s，方向沿s轴负方向
(2)见解析图
5