2026人教版高中物理必修第一册练习--第一章　时间 位移（含解析）

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2026人教版高中物理必修第一册
第一章　运动的描述
2　时间　位移
基础过关练
题组一　时刻和时间间隔
1.(2025山西太原联考)下列计时数据中指时间间隔的是(　　)
A.武大靖在平昌冬奥会上以39.584秒的成绩打破了短道速滑男子500米的世界纪录
B.2021年2月10日19时52分,中国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动
C.巴黎奥运会樊振东、莫雷加德乒乓球男单决赛20:30正式开始
D.某场足球赛开赛15分钟时甲队攻入一球
2.(2025河南平顶山月考)在如图所示的时间轴上,以t0=0为计时起点,下列说法中正确的是(　　)
A.t2表示时刻,称为第2 s末或前3 s初
B.t1~t2表示时间间隔,称为第1 s内
C.t0~t2表示时间间隔,称为前2 s或第2 s内
D.tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内
题组二　位置、位移和路程
3.(多选题)(2025湖南师大附中月考)关于位移和路程的说法中正确的是(　　)
A.匀速直线运动中,路程就是位移
B.位移是描述直线运动的,路程是描述曲线运动的
C.位移取决于始末位置,路程取决于实际运动的路线
D.运动物体的路程总大于或等于位移的大小
4.(2025江西南昌八一中学月考)甲、乙两只蚂蚁分别同时从水平桌面上的P、M点出发,它们的爬行轨迹如图中实线所示,10 s后它们分别到达图中的Q、N点,若PQ=MN,下列说法正确的是(　　)
A.甲、乙的位移相同
B.甲的位移较大
C.乙的位移较大
D.它们的位移方向相互垂直
5.(2025四川绵阳南山中学月考)如图所示,从高出地面3 m的位置A竖直向上抛出一个小球,它上升2 m到达B点回落,最后到达地面上的C点。若分别以A点和C点为原点建立一维坐标系,均以竖直向上为正方向,则(　　)
A.以A点为原点,全过程的路程为4 m
B.以A点为原点,全过程总位移为3 m
C.以C点为原点,全过程的路程为10 m
D.以C点为原点,全过程总位移为-3 m
6.(多选题)(2025湖北随州月考)某运动员跑步锻炼身体时沿如图所示的跑道运动,该跑道的周长为400 m,直道部分AB、CD的长度均为100 m,弯道部分BC、DA是半圆弧,其长度也均为100 m,P点为半圆弧BC的中点。某次进行200 m短跑训练时,运动员以B点为起点,经C点到达终点D,下列说法正确的是(　　)
A.运动员由B点运动到D点的位移大小为200 m
B.运动员由B点运动到D点的路程为200 m
C.运动员由C到D的直线运动阶段,位移就是路程
D.运动员由P到D的路程为150 m
题组三　矢量和标量
7.(2025安徽合肥第一中学月考)关于矢量和标量,下列说法正确的是(　　)
A.矢量的大小就是标量
B.甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m,则这两个物体的位移必定相同
C.做直线运动的甲、乙两物体的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,因为甲的位移为正,乙的位移为负,所以x甲>x乙
D.温度计读数时正的温度一定高于负的温度,温度的正负不表示方向
题组四　位移- 时间图像
8.(2024湖北荆州中学月考)如图所示为某物体的位置-时间图像,下列说法正确的是(　　)
A.第1 s内物体的位移是3 m
B.2~3 s内物体的位移是3 m
C.4 s内物体的运动方向不变
D.4 s内物体通过的路程是4 m,位移是-2 m
9.(教材习题改编)(多选题)一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以x表示它相对于出发点的位移,如图是汽车在0时刻到50 s这段时间的x-t图像,则下列说法正确的是(　　)
A.汽车离出发点最远的距离为50 m
B.汽车在0~40 s内一直远离出发点
C.汽车在40~50 s内靠近出发点
D.汽车在20~30 s内的位移是20 m
题组五　位移和时间的测量
10.(2025河南信阳月考,改编)如图1所示是电火花计时器的示意图。
(1)电火花计时器和电磁打点计时器工作时都使用　　　　(选填“交流”或“直流”)电源。
(2)电火花计时器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.将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器,将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座
C.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　　　　(填写步骤编号)。
(3)某同学在做研究物体的运动特点实验时所用的电火花计时器所接交流电源的频率为50 Hz,如图2所示是实验中获得的一条纸带,其中的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,纸带从A点到D点的运动时间t=　　　　s。
(4)关于本实验,下列说法正确的是　　　　。
A.纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢
B.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
C.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
D.两种打点计时器使用时都必须用复写纸
能力提升练
题组一　位移和路程的计算
1.(2025湖北十堰月考)如图所示是半径为R的阴阳鱼太极图,中央“S”形部分是两个直径都为R的半圆。若将太极图放置于竖直平面,两鱼眼(恰好位于“S”形部分两半圆的圆心,可以近似看作质点)位于同一竖直线上,阴鱼的鱼眼在上,阳鱼的鱼眼在下,现将太极图沿水平地面无滑动滚动,当阴鱼鱼眼第一次运动到阳鱼鱼眼正下方时,阴鱼鱼眼的位移大小为(　　)
A.πR　　　　 B.2πR　　　　 C.R　　　　 D.R
2.(创新题·新考法)(2025江苏宿迁月考)如图所示为一个时钟,下列说法正确的是(　　)
A.一秒钟时间内,时针针尖的位移最大
B.一分钟时间内,时针针尖的位移最小
C.一小时时间内,时针针尖的位移最大
D.永远不可能存在一段时间,在这段时间内时针、分针、秒针针尖的位移相等
3.(2025江西上饶第一中学月考)如图所示,有一底面直径和高都为1 m的圆柱形纸筒(上下底面开口),在下底面左侧边缘A点有一只小蚂蚁,小蚂蚁最终爬到上底面右侧边缘处的B点,试求:
(1)小蚂蚁爬行的最短路程;
(2)整个过程中小蚂蚁的位移。
题组二　位移- 时间图像
4.(2024江苏扬州期中)甲、乙两车某时刻由同一地点开始运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车运动的x-t图像如图所示,则下列说法正确的是(　　)
A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动
B.t1时刻两车相遇
C.t1时刻甲车从后面追上乙车
D.0到t1时间内,乙车的路程更大
5.(2025江苏连云港东海高级中学月考)如图所示为A、B两物体在同一直线坐标系中运动的x-t图像,则下列关于物体运动的说法正确的是(　　)
A.A物体在0时刻至第8 s末,运动方向改变2次
B.两物体在第5 s末相遇
C.A物体在2~7 s时间内位移为3 m
D.0~5 s内两物体的路程相同
6.(多选题)(2025湖南邵阳第二中学月考)小李讲述龟兔沿直线赛道赛跑的故事,故事中兔子和乌龟运动的x-t图像如图,下列说法正确的是(　　)
A.故事中的兔子和乌龟同时同地出发
B.兔子和乌龟在比赛途中会相遇2次
C.比赛结果是乌龟赢
D.在t4时刻,兔子和乌龟都在运动
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A　39.584秒在时间轴上对应一段线段,是时间间隔,故A符合题意;2021年2月10日19时52分在时间轴上对应的是一个点,是时刻,B不符合题意;8:30在时间轴上对应的是一个点,是时刻,C不符合题意;某场足球赛开赛15分钟时,在时间轴上对应的是一个点,是时刻,D不符合题意。
2.D　t2在时间轴上对应一个点,表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,而前3 s初为t0,A错误;t1~t2在时间轴上对应一段线段,表示时间间隔,称为第2 s内,t0~t1称为第1 s内,B错误;t0~t2表示时间间隔,称为前2 s内或最初2 s内,但不能说是第2 s内,C错误;tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内,D正确。
3.CD　路程是标量,位移是矢量,在匀速直线运动中,只能说路程等于位移大小,A错误;位移和路程都可以描述直线运动,也都可以描述曲线运动,B错误;位移用由初位置指向末位置的有向线段表示,故位移取决于始末位置,路程是物体运动轨迹的长度,取决于实际运动的路线,C正确;运动物体的路程总大于或等于位移的大小,D正确。
4.D　位移用由初位置指向末位置的有向线段表示,由题可知,甲的位移由P指向Q,乙的位移由M指向N,则它们的位移方向相互垂直;而PQ=MN,则甲、乙两只蚂蚁的位移大小相等,由于位移的方向不同,则位移不同,A、B、C错误,D正确。
5.D　
题图解读
以A点为原点,全过程的路程为s1=2×2 m+3 m=7 m,全过程的总位移为x1=(-3-0) m=-3 m,A、B错误;以C点为原点,全过程的路程为s2=2×2 m+3 m=7 m,全过程总位移为x2=(0-3) m=-3 m,故C错误,D正确。
6.BD　在200 m短跑训练中,200 m指路径的长度,即运动员由B点开始,经C点运动到D点的路程是200 m;位移是从起点B指向终点D的有向线段,大小小于200 m,A错误,B正确;运动员由C到D的直线运动阶段,位移的大小等于路程,但位移并不是路程,C错误;运动员由P到D的路程为s=+CD=50 m+100 m=150 m,D正确。
易错警示　(1)确定位移时,应先确定起点位置和终点位置,再利用几何关系确定其大小。注意位移大小不一定等于路程,只有单方向的直线运动,位移大小才等于路程。
　　(2)位移是过程量,全过程位移的大小不一定等于各个过程位移的大小之和。
7.D　在物理学中,像位移这种既有大小又有方向的物理量是矢量,而像路程这种只有大小没有方向的物理量是标量,标量不是矢量的大小,A错误;甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m,由于方向未知,因此这两个物体的位移不一定相同,B错误;矢量的正负号表示方向,不表示大小,甲、乙两物体的位移分别为x甲=3 m,x乙=-5 m,乙的位移大小为5 m,可知乙的位移大于甲的位移,C错误;温度是标量,正、负号表示温度比零摄氏度高还是低,不表示方向,D正确。
8.D　
题图解读
在位置-时间图像中,物体某段时间内的位移等于末、初时刻物体的位置坐标之差(破题关键)。在第1 s内物体的位移是Δx=3 m-2 m=1 m,A错误;2~3 s内物体的位置坐标不变,故物体静止,位移是0,B错误;由题图可知,0~1 s内物体沿正方向运动,1~3 s内物体静止,3~4 s内物体沿负方向运动,知4 s内物体的运动方向发生变化,C错误;4 s内物体通过的路程是1 m+3 m=4 m,位移是0-2 m=-2 m,D正确。
9.AC　汽车在0~20 s内和30~40 s内相对于出发点的位移越来越大,离出发点越来越远,t=40 s时,汽车离出发点的距离最远,为50 m,A正确;汽车在20~30 s内相对于出发点的位移没有发生变化,处于静止状态,故20~30 s内的位移是0,B、D错误;汽车在40~50 s内相对于出发点的位移越来越小,离出发点越来越近,汽车在50 s末回到出发点,C正确。
10.答案　(1)交流　(2)BCA　(3)2.70　0.30　(4)AB
解析　(1)电火花计时器和电磁打点计时器工作时都使用交流电源。
(2)实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行,即先安装打点计时器,再安装纸带,先接通开关再拖动纸带,打完后要立即关闭电源,故步骤为BCA。
(3)由题图可以得出,A、D两点间的距离为x=3.70 cm-1.00 cm=2.70 cm;交流电源的频率为50 Hz,则每隔 s打一次点,由于题中相邻计数点间有四个点未画出,可知相邻计数点间的时间间隔是Δt=5× s=0.10 s,AD段的运动时间为t=3Δt=0.30 s。
(4)纸带上打的点越密,说明相同时间内的位移越小,物体运动得越慢,A正确;使用的电源频率越高,打点的时间间隔T=就越小,B正确;在测量物体速度时,先接通电源,等打点稳定后再让物体运动,C错误;电火花计时器使用时不用复写纸,D错误。
能力提升练
1.C　由于太极图沿水平地面无滑动滚动(点拨:太极图前进的距离等于相应圆弧的长度),当阴鱼鱼眼第一次运动到阳鱼鱼眼正下方时,如图所示,太极图在地面上滚动的距离恰好等于大圆周长的一半,即πR;两鱼眼间距为R,则阴鱼鱼眼的位移大小为x==R,选C。
2.C　
模型建构
设钟表指针的长度为L,转过的角度为θ,指针针尖的位移大小也就是图中的弦长,由数学知识可知其为2L sin。
图中的时钟,秒针最长,时针最短,设秒针、分针、时针的长度分别为L1、L2、L3,在一秒钟内,秒针走一小格,转过的角度为θ1==6°,由几何关系可知秒针针尖的位移大小为s1=2L1 sin;分针走小格,转过的角度为θ2=×=0.1°,分针针尖的位移大小为s2=2L2 sin;时针走小格,转过的角度为θ3=×=,时针针尖的位移大小为s3=2L3 sin;又因为L1>L2>L3,θ1>θ2>θ3,所以s1>s2>s3,A错误。在一分钟内,秒针恰好转完一圈,秒针针尖位移为0,分针走一小格,时针走十二分之一小格,结合前面分析可知,分针针尖的位移大于时针针尖的位移,秒针针尖的位移最小,B错误。在一小时内,秒针恰好转完六十圈,针尖位移为0,分针恰好转完一圈,针尖位移为0,时针走五小格,时针针尖的位移最大,C正确。在十二小时内,所有表针都转了整数圈,所以针尖位移均为0,故这段时间内所有表针针尖的位移都相等,D错误。故选C。
3.答案　(1) m　(2) m,方向由A指向B
解析　(1)为了找到在圆柱形纸筒的表面上A、B两点之间的最短路径,可以在A点处把纸筒沿圆柱的高剪开,如图所示,展开成平面后,因为两点之间线段最短,连接A、B,则线段AB的长度等于小蚂蚁爬行的最短路程,由勾股定理可知s= m= m。
(2)整个过程中小蚂蚁的位移大小等于题图A、B两点的连线的长度,可知x= m= m,方向由A指向B。
方法技巧　求最短路程时,将三维立体图转换成二维平面图,变复杂为简单。
4.B　x-t图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动,甲、乙从同一地点同时开始做直线运动,A错误;05.B　A物体在0至第8 s末,运动方向改变了1次,发生在t=4 s时,A错误;t=5 s时,两物体都处于x=2 m的位置,两物体在此刻相遇,B正确;A物体在2~7 s时间内的位移是0-3 m=-3 m,C错误;0~5 s内,A物体的路程是3 m+1 m=4 m,B物体的路程是2 m,两物体的路程不相同,D错误。
6.BC　
题图解读
兔子和乌龟均从起点出发,但兔子比乌龟晚出发t1,A错误;x-t图像中交点代表相遇,兔子和乌龟在比赛途中相遇2次,B正确;乌龟在t6时刻到达终点,此时兔子还在后面,比赛结果是乌龟赢,C正确;t3~t5时间内,兔子的位置没有变化,兔子在t4时刻处于静止状态,D错误。
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