第一章描述运动的基本概念（含解析）章末综合检测（一） 高中物理教科版（2019）必修 第一册

章末综合检测(一)　描述运动的基本概念
(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)
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.共享单车具有低碳、环保、方便、舒适等性能，骑行时还可以享受有氧健身，既能节约资源，减少污染，又有益于健康。如图所示，单车的车锁内集成了智能芯片，便于监控单车的具体位置。用户仅需用手机上的客户端软件(App)扫描二维码，即可自动开锁，骑行时手机上的App能实时了解单车的位置，骑行结束关锁后App就显示计时、计价、里程信息。根据以上信息。下列说法正确的是(　　)
A．监控单车在路上的具体位置时，不能把单车看成质点
B．确定单车某个时刻的准确位置可以以单车为参考系
C．由手机上 App显示的信息，可求出骑行的平均速度
D．单车骑行结束关锁后，App显示的里程是路程
3.区间测速是在同一路段上布设两个相邻的监控点，根据车辆通过前后两个监控点的时间计算车辆在该路段上的平均行驶速度，并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速违章。如图所示为某公路上的一个交通标志，若一辆汽车以 55 km/h 的速度驶入测速区间，经5 min后仍以 55 km/h的速度驶离测速区间，则下列说法正确的是 (　　)
A．汽车在该测速区间运行时不可以看成质点
B．在该区间汽车的瞬时速度可能达到 100 km/h
C．标志中的“5.3 km”指的是位移
D．因进出测速区间的速率均未超过 60 km/h，故该汽车没有超速行驶
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．请根据所学知识判断下列对情境的分析正确的是(　　)
A．公路上沿直线高速行驶的轿车紧急刹车时，速度变化很快，所以加速度很大
B．点火后即将升空的火箭，因为火箭还没运动，所以加速度为零
C．雨滴从高空由静止下落，因空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到变为零的过程中，雨滴的速度和速度的变化率都逐渐变大
D．磁悬浮列车在轨道上高速行驶，因为速度很大，所以加速度也一定很大
6．如图所示为一打点计时器正常工作时打出的纸带，其中A、B、C、D、E为打点计时器连续打下的五个点，且打点计时器打点间隔的时间为T。为求得打点计时器打下点C时纸带的速度，下列算式中最合理的是(　　)
A.　　　　　　　 B.
C. D.
7.如图所示为物体做直线运动的v－t图像。若将该物体的运动过程用x－t图像表示出来(其中x为物体相对出发点的位移)，则下列四幅图描述正确的是(　　)
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题意。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)
8．物体在一条直线上运动，用正、负号表示方向的不同，根据给出速度和加速度的正负，下列对运动的描述中正确的是(　　)
A．v0>0，a<0，物体做加速运动
B．v0>0，a<0，物体做减速运动
C．v0<0，a<0，物体做减速运动
D．v0<0，a<0，物体做加速运动
9．甲、乙两物体的位移—时间(x－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
10．在如图所示的v－t图像中，a、b两质点同时从同一点沿一条直线开始运动，运动规律用a、b两图线表示，下列叙述正确的是(　　)
A．t＝1 s时，b质点运动方向发生改变
B．t＝2 s前后，b质点运动方向和加速度方向均发生改变
C．a、b两质点同时从静止出发，朝相反的方向运动
D．在t＝4 s时，a、b两质点速度相等
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.(6分)(1)如图甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的仪器，请回答下面问题：
①甲图是_________(填“电磁”或“电火花”)打点计时器，电源采用的是_________(填“直流电源”或“交流电源”)，工作电压约为_________ V。
②乙图是_________(填“电磁”或“电火花”)打点计时器，电源采用的是_________(填“直流电源”或“交流电源”)，工作电压为_________ V。
(2)在“用打点计时器测量小车的速度”的实验中，下列说法正确的是________。
A．在释放小车前，小车应靠近打点计时器
B．开始实验时应先释放小车，再接通电源
C．打点计时器连续打两个点的时间间隔由物体运动的快慢来决定
D．纸带速度越大，相邻的两个点距离越大
12.(9分)某同学在“用打点计时器测量小车的速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况(交流电源频率是50 Hz)，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。(计算结果保留3位有效数字)
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，下列选项中：
A．时间间隔 B．位移大小
C．平均速度 D．瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是_______，通过测量得到的物理量是_______，通过计算能得到的物理量是___________。(填写字母代号)
(2)每两个相邻计数点间还有________个点没有标出。
(3)试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1 s测一次速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表。
计算点速度 vB vC vD vE vF
数值/(m·s－1)
(4)从A点开始计时，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
13.(12分)如图所示，一质点沿半径r＝20 cm的圆周自A点出发沿逆时针方向匀速率运动，在2 s内运动圆周到达B点，π取3.14。求：
(1)质点的位移x和路程s；
(2)质点平均速度的大小v和平均速率v率；
(3)质点运动到B点时瞬时速度的大小vB。
14.(13分)足球运动员在罚点球时，运动员脚与球作用时间为0.1 s，使足球获得30 m/s的速度飞出，足球在空中飞行0.3 s后以25 m/s飞向守门员，被守门员挡出，守门员双手与球接触时间为0.1 s，且球被挡出后以10 m/s沿原路反弹，求：
(1)罚点球的瞬间，足球的加速度的大小；
(2)守门员挡球瞬间，足球的加速度的大小。
15.(14分)上海磁浮列车是世界上第一条投入商业运行的磁浮列车，线路起于龙阳路站，止于浦东国际机场站，中间没有停靠。在某次全程试车时，磁浮列车从静止开始先加速行驶了210 s，速度达到120 m/s，然后匀速行驶了30 s，最后再经过210 s的减速运动停在了站台。假设列车在加速和减速运动的过程中加速度大小不变，求：
(1)磁浮列车在加速阶段的加速度大小；
(2)请你根据以上数据，在如图所示的坐标系中画出磁浮列车运动的v－t图像；
(3)若要进一步缩短磁浮列车在两站间的运动时间，请你提供一个可行的方法。
章末综合检测(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D　监控单车在路上的具体位置时，单车的大小可以忽略不计，可以把单车看作质点，A错误；确定单车的位置不能以单车为参考系，B错误；手机App上显示的信息包括路程和时间，没有说明具体的位移，故不可以求出骑行的平均速度，C错误；单车在骑行结束关锁后，App上显示的里程是路程，D正确。
3．选B　汽车的大小在该测速区间内可以忽略，因此汽车可以看成质点，A错误；在该测速区间，汽车某时刻的速度可能为 100 km/h，B正确；标志中的“5.3 km”指的是路程，C错误；汽车在测速区间的平均速率v＝＝＝63.6 km/h，超过了限速 60 km/h，D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A　公路上沿直线高速行驶的轿车紧急刹车时，速度变化很快，所以加速度很大，A正确；点火后即将升空的火箭，因为火箭还没运动，所以速度为零，但是加速度很大，B错误；雨滴从高空由静止下落，因空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到变为零的过程中，雨滴的速度逐渐变大，最后达到最大速度后匀速运动，速度的变化率逐渐变小，最后为零，C错误；磁悬浮列车在轨道上高速行驶，速度很大，但是加速度可能很小，D错误。
6．选B　求打下点C时纸带的速度，可以在C点两侧各取一点，使这两点间所对应的时间间隔尽量小。由题图可知，所取的两点应为点B和点D，则B、D之间的平均速度vBD＝，该速度最接近打点计时器打下点C时纸带的速度，故B正确。
7．选C　0～t1时间内物体匀速正向运动，故选项A错；t1～t2时间内，物体静止，且此时离出发点有一定距离，选项B、D错；t2～t3时间内，物体反向运动，且速度大小不变，即x－t图像中，0～t1和t2～t3两段时间内，图线斜率大小相等，故C对。
8．选BD　由v0>0，a<0，知加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，故A错误，B正确。由v0<0，a<0，知加速度和速度方向相同，故物体做加速运动，故C错误，D正确。
9．选AC　由题图知，0～4 s内甲的位移大小为Δx甲＝2 m－0＝2 m，乙的位移大小为 Δx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Δx＝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。
10．选CD　质点的运动方向发生改变时，其速度的正负发生改变，显然在t＝2 s时，b质点运动方向改变，但加速度方向并没发生变化，故A、B错误。由题图可知，t＝0时，a、b两质点v＝0，此后0～2 s内va>0，vb<0，a、b朝相反的方向运动，C正确。t＝4 s时，两者速度相等，故D正确。
11．解析：(1)甲图是电磁打点计时器，使用交流电源，工作电压约为6 V。乙图是电火花打点计时器，使用工作电压是220 V的交流电源。
(2)将连接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，便于充分利用纸带打点，故A项正确；电源刚启动时打点不稳定，故实验时先接通电源后释放小车，故B项错误；打点计时器是使用交流电源的仪器，其打点周期与交流电源的周期相同，与电压、速度等无关，故C项错误；由x＝vt可知，打点时间一定时，纸带的速度越大，相邻两点间距离越大，故D正确。
答案：(1)①电磁　交流电源　6　②电火花　交流电源　220　(2)AD
12．解析：(1)打点纸带上任意相邻的两点间的时间间隔与交流电源的周期相同，所以可以从纸带上直接得到的物理量是时间间隔；利用刻度尺可测量打点间的距离，即测量得到的物理量是位移大小，计算出的有平均速度和瞬时速度。
(2)由两相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，打点周期为0.02 s，所以两个相邻计数点之间还有4个点未画出。
(3)由平均速度可作为中间时刻的瞬时速度可知
vB＝＝＝0.400 m/s，
vC＝＝＝0.479 m/s，
vD＝＝≈0.560 m/s，
vE＝＝≈0.640 m/s，
vF＝＝＝0.721 m/s。
(4)利用得到的各点瞬时速度进行描点连线，不在直线上的点要分居直线两侧，如图所示。
答案：(1)A　B　CD　(2)4　(3)0.400　0.479　0.560　0.640　0.721　 (4)见解析图
13．解析：(1)质点的位移是由A点指向B点的有向线段，则位移大小为线段AB的长度，
由题图中几何关系可知位移大小
x＝＝r≈28.3 cm，位移的方向由A点指向B点，
质点的路程为轨迹的长度，则
s＝×2πr＝×2π×20 cm＝94.2 cm。
(2)根据平均速度的定义得
v＝＝≈0.142 m/s
根据平均速率的定义得
v率＝＝＝0.471 m/s。
(3)质点运动的速率不变，所以质点运动到B点时，瞬时速度大小等于平均速率，即vB＝v率＝0.471 m/s。
答案：(1)28.3 cm，方向由A点指向B点　94.2 cm
(2)0.142 m/s　0.471 m/s　(3)0.471 m/s
14．解析：(1)设足球被踢出的方向为正方向，则罚点球时速度由v0＝0变到v1＝30 m/s，用时t1＝0.1 s，由a＝得罚点球时a1＝＝ m/s2＝300 m/s2。
(2)守门员挡球时速度由v2＝25 m/s变为v3＝－10 m/s，用时t2＝0.1 s，a2＝＝ m/s2＝－350 m/s2，即加速度大小为350 m/s2。
答案：(1)300 m/s2　(2)350 m/s2
15．解析：(1)根据加速度的定义知a＝＝＝ m/s2。
(2)列车在 0～210 s内做初速度为0的加速运动，在210～240 s内做匀速直线运动，在240～450 s内做减速直线运动，直到速度减小为0，据此可得 v－t图像如图所示。
(3)根据v－t图像知要想缩短列车在两站间的运行时间，可以增大最大速度，即增大加速时间，减小匀速时间。或增大列车在加速阶段和减速阶段的加速度大小(答案不唯一，合理即可)
答案：(1) m/s2　(2)见解析图　(3)见解析
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