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第一章 运动的描述
一.选择题(共8小题)
1.(2025春 嘉兴期末)下列物理量为标量的是( )
A.线速度 B.电场强度 C.向心力 D.电势
2.(2025春 江西期末)物理量,是指物理学中所描述的现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。物理量包括标量与矢量。下列物理量中,属于矢量的是( )
A.电场强度 B.能 C.周期 D.功率
3.(2025春 即墨区期末)2025年4月19日,人形机器人半程马拉松在北京亦庄开跑,20支人形机器人赛队共同挑战21公里的智慧之旅。选手们从南海子公园南门出发,绕南海子公园半圈后,冲向终点。最终,来自北京人形机器人创新中心研制的天工Ultra率先冲线完赛,夺得冠军,用时2小时40分钟。下列说法正确的是( )
A.天工Ultra用时“2小时40分钟”是时刻
B.天工Ultra的平均速度约为7.9km/h
C.研究天工Ultra在本次比赛中运动轨迹时,不可以将其视为质点
D.天工Ultra在启动时,速度为0,加速度不为0
4.(2025 江苏学业考试)2023年8月8日,成都大运会完美收官,中国队以178枚奖牌领先。在研究下列各种运动情况时,可以将研究对象视为质点的是( )
A.研究发球时乒乓球的旋转对轨迹的影响
B.研究体操运动员的动作
C.研究跳水运动员的入水姿势对溅出水花的影响
D.研究马拉松运动员完成比赛的平均速度
5.(2025 沛县学业考试)2023年9月23日至10月8日,第19届亚运会在杭州市举行,中国队共收获了201枚金牌、111枚银牌、71枚铜牌的好成绩。下列项目比赛过程中,可将运动员视为质点的( )
A.研究撑竿跳高比赛的技术动作时
B.研究10000m比赛的成绩时
C.研究跳远比赛的空中姿态时
D.研究双人10m跳台成绩时
6.(2025 广东模拟)一辆汽车沿平直公路先以平均速度v1=15m/s行驶的位移,接着又以平均速度v2行驶剩余的位移。如果汽车全程的平均速度为16m/s,则汽车在后位移的平均速度v2大小为( )
A.17km/h B.20km/h C.61.2km/h D.72km/h
7.(2025春 河北期末)赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”下列关于加速度说法中正确的是( )
A.速度大,加速度一定大
B.物体做减速运动时,加速度的方向与速度变化量的方向相反
C.速度正在变大,则加速度也一定在变大
D.物体可能做加速度正在减小的加速运动
8.(2024秋 南山区期末)独轮小推车是古代运输粮食等物品的重要工具,如图所示,车轮外半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动。当轮上最高处的一个点,第一次运动到与地面接触时,该点位移大小为( )
A.πR B.2R C.2πR D.
二.多选题(共4小题)
9.(2025春 沙坪坝区校级期中)下列说法中正确的是( )
A.物体运动的加速度不变(且不为零)时,速度也有可能保持不变
B.两物体相比,速度变化量较大的物体,其加速度可能较小
C.物体加速度的方向与速度方向可能相同,也可能相反,但一定与速度变化的方向相同
D.物体的速度减小时,其加速度不可能增大
10.(2024秋 鄞州区校级期中)以下说法正确的是( )
A.加速度方向与速度方向相反的物体,可能做加速运动
B.加速度数值很大的物体,速度变化得很快
C.一个质点做直线运动,运动开始时加速度、速度方向相同,某时刻开始加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移将不再减小
D.一个质点做直线运动,运动开始时加速度、速度方向相同,某时刻开始加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
11.(2024春 海淀区校级月考)关于以下各物理量的理解正确的是( )
A.速度是矢量,﹣3m/s比﹣5m/s大
B.动能是标量,3J比5J小
C.重力势能是标量,﹣3J比﹣5J大
D.动量是矢量,﹣3kg m/s比﹣5kg m/s小
12.(2023秋 天元区校级期末)下列关于物体运动的描述中,正确的是( )
A.物体运动的速度等于0,加速度一定等于0
B.物体具有向东的加速度,速度的方向可能西
C.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,则加速度一定大
D.物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却可能比前一阶段大
三.填空题(共4小题)
13.(2024秋 思明区校级月考)“用传感器测定瞬时速度”的实验装置如图所示,挡光片宽度为5×10﹣3m,当小车从高处加速滑下时,实验中挡光片通过光电门的时间为0.02s,则小车上的挡光片开始挡光时的近似瞬时速度为 m/s(保留2位有效数字),这个计算出的瞬时速度值小于真实值,由此产生的误差 (选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。
14.(2024秋 松江区校级期中)“百公里加速时间”是反应汽车性能的一个重要数据,该数据其实反映的是汽车启动时的速度变化快慢,在物理学中可以用物理量 来描述。若物体运动过程中,该物理量不断减小,表明 。
15.(2024秋 黄浦区校级期中)体育课上小悟同学站在罚球线处,用力将篮球从手中投出,如图所示。第一次投出时,篮球以5m/s的速度水平撞击篮板后,以3m/s的速度反向弹回。若篮球与篮板接触的时间为0.1s,则篮球撞击与反弹运动的加速度方向为 (选填:“指向篮板”、“背离篮板”),平均加速度的大小为 m/s2。
16.(2024秋 天河区校级期中)如图所示,一边长为20cm的实心立方体木块,一只蚂蚁沿木块表面从A点爬到G点。则蚂蚁的位移大小为 cm;蚂蚁的爬行轨迹有若干种可能性,其中最短路程为 cm。
四.实验题(共1小题)
17.(2025 江苏学业考试)如图(1),用图示装置测量滑块沿斜面下滑的加速度。将长直木板B支成斜面,挡光片P固定在滑块C上且两者前端平齐,光电门G固定在木板上,导光孔与木板上的位置A相齐。让滑块C的前端与斜面上的位置O相齐,滑块由静止释放,测出OA的距离x、挡光片的宽度Δx及挡光时间t,算出挡光片通过光电门的平均速度,即可测出滑块下滑的加速度。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度,正确的操作应为图(2)中的 图(选填“a”或“b”)。
(2)用作为滑块到达A处时的瞬时速度,得到的加速度 (填“偏大”或“偏小”);
(3)换用不同宽度的挡光片,重复实验,测出挡光片的宽度Δx及挡光时间t,得出不同挡光片通过光电门的平均速度,图(3)中已描出几个点。根据图像,滑块前端过A处的瞬时速度大小为 m/s(结果保留三位有效数字),加速度大小为 m/s2(结果保留一位有效数字)。
(4)有同学认为新方案每次都改变了研究对象的总质量,因此实验没有重复性,你认为这一观点正确吗?简要说明理由。
五.解答题(共3小题)
18.(2024秋 丰台区期中)在桌球比赛中,某球以1.4m/s的速率垂直撞击边框后,以1.0m/s的速率反向弹回,球与边框接触的时间Δt=0.08s。
(1)甲同学以球的初速度为正方向,计算撞击过程中球的加速度大小,过程如下:
请判断甲同学的解答过程是否正确,并说明理由;
(2)乙同学以球反向弹回的方向为正方向,若按乙同学的方法计算,撞击过程中球的加速度大小为多少?
(3)判断甲、乙两位同学求得的加速度的方向是否相同,说明理由。
19.(2024秋 贵阳月考)一质点从O点出发,沿正北方向运动了60m至A点,然后又沿正西方向运动了80m至B点,共用时25s。求该过程中。
(1)质点的路程大小和位移的大小及方向;
(2)质点的平均速度的大小及方向。
20.(2024秋 玄武区月考)在2024年巴黎奥运会上,郑钦文夺得女子网球单打冠军,为我国无数怀揣网球梦想的青少年树立了光辉的榜样。如图所示,郑钦文将速率v1=40m/s水平飞来的网球击出,网球以速率v2=40m/s水平返回,假设球拍与网球作用时间为t=0.004s。求网球被击打过程中:
(1)网球的速度变化大小Δv和方向;
(2)网球的加速度大小a和方向。
第一章 运动的描述
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2025春 嘉兴期末)下列物理量为标量的是( )
A.线速度 B.电场强度 C.向心力 D.电势
【考点】矢量和标量的区分与判断.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】D
【分析】本题旨在考查对物理量矢量与标量属性的判断,需依据矢量和标量的定义,对各选项物理量逐一分析。
【解答】解:A、线速度描述圆周运动中质点的运动快慢和方向,其方向沿圆周的切线方向。因为线速度既有大小,又有特定方向,所以线速度是矢量,故A错误。
B、电场强度用来描述电场的力的性质,规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。这表明电场强度不仅有大小,还具有明确方向,属于矢量,故B错误。
C、向心力是使物体做圆周运动的力,其方向始终指向圆心。可见向心力有大小且方向特定,是矢量,故C错误。
D、电势是描述电场能的性质的物理量,它只有大小,没有方向,所以电势是标量,故D正确。
故选:D。
【点评】判断物理量是矢量还是标量,核心在于明确该物理量是否同时具备大小和方向这两个要素。牢记常见物理量的矢量、标量属性,有助于快速准确解题。
2.(2025春 江西期末)物理量,是指物理学中所描述的现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。物理量包括标量与矢量。下列物理量中,属于矢量的是( )
A.电场强度 B.能 C.周期 D.功率
【考点】矢量和标量的区分与判断.
【专题】比较思想;推理法;电场力与电势的性质专题;理解能力.
【答案】A
【分析】矢量和标量的区别在于是否具有方向性。标量是只有大小,没有方向的物理量,矢量是既有大小,又有方向的物理量。
【解答】解:电场强度既有大小又有方向,是矢量,而能、周期与功率均只有大小没有方向,是标量,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查对矢量和标量的理解,根据矢量和标量的概念解答。
3.(2025春 即墨区期末)2025年4月19日,人形机器人半程马拉松在北京亦庄开跑,20支人形机器人赛队共同挑战21公里的智慧之旅。选手们从南海子公园南门出发,绕南海子公园半圈后,冲向终点。最终,来自北京人形机器人创新中心研制的天工Ultra率先冲线完赛,夺得冠军,用时2小时40分钟。下列说法正确的是( )
A.天工Ultra用时“2小时40分钟”是时刻
B.天工Ultra的平均速度约为7.9km/h
C.研究天工Ultra在本次比赛中运动轨迹时,不可以将其视为质点
D.天工Ultra在启动时,速度为0,加速度不为0
【考点】加速度的定义、表达式、单位及物理意义;质点;时刻、时间的物理意义和判断;平均速度(定义式方向).
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】D
【分析】A、时刻是指时间轴上的一个点,表示的是某一瞬间或瞬时,时间间隔则是两个时刻之间的长度,表示一段持续的时间;
B、平均速度是单位时间内的位移;
C、如果物体大小相对研究对象较小或影响不大,可以把物体看作质点;
D、加速度描述的是速度改变的快慢,速度描述的是位置改变的快慢,根据牛顿第二定律分析。
【解答】解:A、用时“2小时40分钟”是时间间隔,故A错误;
B、因为不知位移大小,故无法确定平均速度,故B错误;
C、研究天工Ultra在本次比赛中运动轨迹时,可以将其视为质点,故C错误;
D、天工Ultra在启动时,速度为0,受摩擦力作用,加速度不为0,故D正确。
故选:D。
【点评】考查对时间、时刻、平均速度、质点、速度、加速度的理解,熟记其定义。
4.(2025 江苏学业考试)2023年8月8日,成都大运会完美收官,中国队以178枚奖牌领先。在研究下列各种运动情况时,可以将研究对象视为质点的是( )
A.研究发球时乒乓球的旋转对轨迹的影响
B.研究体操运动员的动作
C.研究跳水运动员的入水姿势对溅出水花的影响
D.研究马拉松运动员完成比赛的平均速度
【考点】质点.
【专题】比较思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】D
【分析】根据质点的概念结合具体的事例分析判断能否满足看成质点的条件。
【解答】解:ABC.在研究发球时乒乓球的旋转对轨迹的影响、体操运动员的动作、跳水运动员的入水姿势对溅出水花的影响时,均需要考虑到研究对象的细节,乒乓球的大小、体操运动员的身高,跳水运动员的姿态等不可能忽略不计,故不可被视为质点,故ABC错误;
D.在研究马拉松运动员完成比赛的平均速度时,可以不考虑运动员的身高等因素,从而将运动员视为质点,故D正确。
故选:D。
【点评】考查质点的概念,在具体事例中能准确判断哪些情况能把物体视为质点。
5.(2025 沛县学业考试)2023年9月23日至10月8日,第19届亚运会在杭州市举行,中国队共收获了201枚金牌、111枚银牌、71枚铜牌的好成绩。下列项目比赛过程中,可将运动员视为质点的( )
A.研究撑竿跳高比赛的技术动作时
B.研究10000m比赛的成绩时
C.研究跳远比赛的空中姿态时
D.研究双人10m跳台成绩时
【考点】质点.
【答案】B
【分析】由质点的概念即可求解。
【解答】解:A.研究撑竿跳高比赛的技术动作时,运动员的形状大小不能忽略不计,不能将运动员视为质点,故A错误;
B.研究10000m比赛的成绩时,运动员的形状大小可以忽略不计,可以将运动员视为质点,故B正确;
C.研究跳远比赛的空中姿态时,运动员的形状大小不能忽略不计,不能将运动员视为质点,故C错误;
D.研究双人10m跳台成绩时,若将运动员看成质点会对研究双人10m跳台成绩有影响,故运动员不能看成质点,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查质点的概念,要知道质点是一个理想化的模型,把物体看成质点的条件。
6.(2025 广东模拟)一辆汽车沿平直公路先以平均速度v1=15m/s行驶的位移,接着又以平均速度v2行驶剩余的位移。如果汽车全程的平均速度为16m/s,则汽车在后位移的平均速度v2大小为( )
A.17km/h B.20km/h C.61.2km/h D.72km/h
【考点】平均速度(定义式方向).
【专题】定量思想;方程法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】D
【分析】平均速度是描述作变速运动物体运动快慢的物理量,根据平均速度的定义式求得前位移的时间,总位移一定,再求出全程的总时间,即可通过平均速度定义式求解最后位移的平均速度大小。
【解答】解:设全程位移为4x,则前位移的时间,后位移的时间,根据平均速度的定义有,代入数据联立可得v2=20m/s=72km/h,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】解决本题的关键掌握平均速度的定义式,并能灵活运用。
7.(2025春 河北期末)赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”下列关于加速度说法中正确的是( )
A.速度大,加速度一定大
B.物体做减速运动时,加速度的方向与速度变化量的方向相反
C.速度正在变大,则加速度也一定在变大
D.物体可能做加速度正在减小的加速运动
【考点】加速度的定义、表达式、单位及物理意义.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;分析综合能力.
【答案】D
【分析】根据加速度的物理意义、加速度与速度方向关系分析此题。加速度数值上等于单位时间内的速度变化量,反映速度变化快慢的物理量,当加速度方向与速度方向相同,物体做加速运动,当加速度方向与速度方向相反,物体做减速运动。
【解答】解:A.加速度是反映物体速度变化快慢的物理量,加速度的大小取决于速度的变化率,与速度的大小无关,故A错误;
B.根据加速度的定义可知,加速度的方向与速度变化量的方向相同,故B错误;
C.速度正在变大,则加速度也可能在变小,只需要速度方向和加速度方向相同,故C错误;
D.加速度减小,但与速度方向相同,则此时物体做加速运动,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查加速度的物理意义、加速度与速度方向关系。
8.(2024秋 南山区期末)独轮小推车是古代运输粮食等物品的重要工具,如图所示,车轮外半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动。当轮上最高处的一个点,第一次运动到与地面接触时,该点位移大小为( )
A.πR B.2R C.2πR D.
【考点】位移、路程的简单计算.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】D
【分析】分别求出该点水平方向的位移及竖直方向的位移,再根据矢量的合成法则平行四边形进行求解即可。
【解答】解:由题意可知该点竖直方向的位移y=2R,水平方向位移,根据平行四边形定则得,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查矢量的合成法则,解题关键是知道该点的位移方向,分别求出水平及竖直方向的位移,再根据平行四边形定则求出位移的大小。
二.多选题(共4小题)
9.(2025春 沙坪坝区校级期中)下列说法中正确的是( )
A.物体运动的加速度不变(且不为零)时,速度也有可能保持不变
B.两物体相比,速度变化量较大的物体,其加速度可能较小
C.物体加速度的方向与速度方向可能相同,也可能相反,但一定与速度变化的方向相同
D.物体的速度减小时,其加速度不可能增大
【考点】速度、速度变化量和加速度的关联.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】BC
【分析】加速度是描述速度变化快慢的物理量,其方向与速度变化的方向相同。当加速度不为零时,速度会发生变化;而速度变化量大并不一定意味着加速度大,因为加速度还与时间有关。物体的速度减小,加速度可能增大,这通常发生在加速度增大的减速运动中。
【解答】解:A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度不为零,则速度一定变化,故A错误;
B.两物体相比,速度变化量较大的物体,其加速度可能较小,故B正确;
C.物体加速度的方向与速度方向可能相同,也可能相反,但一定与速度变化的方向相同,故C正确;
D.物体的速度减小时,其加速度可能增大,例如当物体做加速度增大的减速运动时,故D错误。
故选:BC。
【点评】这道题主要考查加速度与速度的关系,以及加速度的定义和方向等相关知识。
10.(2024秋 鄞州区校级期中)以下说法正确的是( )
A.加速度方向与速度方向相反的物体,可能做加速运动
B.加速度数值很大的物体,速度变化得很快
C.一个质点做直线运动,运动开始时加速度、速度方向相同,某时刻开始加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移将不再减小
D.一个质点做直线运动,运动开始时加速度、速度方向相同,某时刻开始加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
【考点】速度、速度变化量和加速度的关联.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】BD
【分析】加速度的定义基于速度的变化率,即单位时间内速度的改变量。它是矢量,具有大小和方向。在直线运动中,如果加速度的方向与速度相同,表示物体在加速;如果方向相反,则表示物体在减速。加速度的大小表示速度变化的快慢,而方向则与速度变化量的方向一致。
【解答】解:A.加速度方向与速度方向相反的物体,一定做减速运动,故A错误;
B.加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度数值很大的物体,速度变化得很快,故B正确;
CD.只要加速度与速度同向,不管加速度大小如何变化,质点一定做加速运动,所以在此过程中,质点的速度一直增大,位移一直增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值,故C错误,D正确。
故选:BD。
【点评】考查对速度、加速度的理解,熟记其定义,清楚两者的关联。
11.(2024春 海淀区校级月考)关于以下各物理量的理解正确的是( )
A.速度是矢量,﹣3m/s比﹣5m/s大
B.动能是标量,3J比5J小
C.重力势能是标量,﹣3J比﹣5J大
D.动量是矢量,﹣3kg m/s比﹣5kg m/s小
【考点】矢量和标量的区分与判断.
【专题】定量思想;推理法;机械能守恒定律应用专题;推理论证能力.
【答案】BCD
【分析】根据矢量和标量的概念进行分析解答。
【解答】解:A.速度是矢量,正负代表方向,故﹣3m/s比﹣5m/s小,故A错误;
B.动能是标量,则3J比5J小,故B正确;
C.重力势能是标量,负号代表物体实际位置和零势面的高低,所以﹣3J比﹣5J大,故C正确;
D.动量是矢量,负号代表方向,则﹣3kg m/s比﹣5kg m/s小,故D正确。
故选:BCD。
【点评】考查矢量和标量的概念,会根据题意进行准确分析解答。
12.(2023秋 天元区校级期末)下列关于物体运动的描述中,正确的是( )
A.物体运动的速度等于0,加速度一定等于0
B.物体具有向东的加速度,速度的方向可能西
C.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,则加速度一定大
D.物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却可能比前一阶段大
【考点】速度、速度变化量和加速度的关联.
【专题】定性思想;归纳法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】BD
【分析】加速度是描述速度变化快慢的物理量,表达式a,与速度没有直接的关系,方向与速度变化量相同。
【解答】解:A、物体的加速度为0,只说明物体受到的合力为0,物体的速度不一定为0,如匀速直线运动,故A错误;
B、加速度与速度无关,物体具有向东的加速度,则速度变化量的方向一定向东,但速度不一定向东,有可能向西,故B正确;
C、根据加速度的定义式,可知加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量,因此两物体相比,一个物体的速度变化量较大,加速度不一定较大,也可以比较小,速度变化量还与时间有关,故C错误;
D、加速度与速度无关,物体做加速度减小的加速直线运动过程中,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大,故D正确。
故选:BD。
【点评】加速度是运动学中最重要的物理量,对它的理解首先抓住物理意义,其次是定义式,以及与其他物理量的关系。
三.填空题(共4小题)
13.(2024秋 思明区校级月考)“用传感器测定瞬时速度”的实验装置如图所示,挡光片宽度为5×10﹣3m,当小车从高处加速滑下时,实验中挡光片通过光电门的时间为0.02s,则小车上的挡光片开始挡光时的近似瞬时速度为 0.25 m/s(保留2位有效数字),这个计算出的瞬时速度值小于真实值,由此产生的误差 不能 (选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。
【考点】光电门测量物体速度;瞬时速度.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】0.25,不能。
【分析】根据光电门求解瞬时速度的方法列式计算瞬时速度,结合平均速度代替瞬时速度的原理分析误差来源。
【解答】解:滑块通过光电门时的瞬时速度大小为m/s=0.25m/s;挡光片越小,挡光片的平均速度越趋近于挡光片前端的速度,即越趋近于车头的速度,当小车从高处滑下时,属于加速运动,故计算出的速度小于挡光片中点的速度,且属于系统误差,不能通过实验次数减小。
故答案为:0.25,不能。
【点评】考查光电门求解瞬时速度的问题,会分析实验的误差来源。
14.(2024秋 松江区校级期中)“百公里加速时间”是反应汽车性能的一个重要数据,该数据其实反映的是汽车启动时的速度变化快慢,在物理学中可以用物理量 加速度 来描述。若物体运动过程中,该物理量不断减小,表明 速度变化不断变慢 。
【考点】加速度的定义、表达式、单位及物理意义.
【专题】定性思想;归纳法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】加速度;速度变化不断变慢。
【分析】加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度大表示速度变化快,加速度小表示速度变化慢。
【解答】解:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值;若物体运动过程中,加速度不断减小,说明物体速度变化不断变慢;
故答案为:加速度;速度变化不断变慢。
【点评】本题考查对加速度的物理意义理解能力,属于基础题。
15.(2024秋 黄浦区校级期中)体育课上小悟同学站在罚球线处,用力将篮球从手中投出,如图所示。第一次投出时,篮球以5m/s的速度水平撞击篮板后,以3m/s的速度反向弹回。若篮球与篮板接触的时间为0.1s,则篮球撞击与反弹运动的加速度方向为 背离篮板 (选填:“指向篮板”、“背离篮板”),平均加速度的大小为 ﹣80 m/s2。
【考点】用定义式计算物体的加速度.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】背离篮板;﹣80
【分析】根据加速度的定义式,结合初末速度,求出篮球在水平方向的速度变化量和加速度。
【解答】解:以初速度方向为正方向,由题意知 v0=5m/s,vt=﹣3m/s,t=0.1s,所以篮球的速度变化量 Δv=vt﹣v0=﹣3m/s﹣5m/s=﹣8m/s;根据加速度的定义式,平均加速度 =﹣80m/s2,加速度为 a=﹣80m/s2,加速度方向与初速度方向相反为背离篮板。
故答案为:背离篮板;﹣80。
【点评】解决本题的关键知道加速度的定义式,注意公式的矢量性,基础题。
16.(2024秋 天河区校级期中)如图所示,一边长为20cm的实心立方体木块,一只蚂蚁沿木块表面从A点爬到G点。则蚂蚁的位移大小为 20 cm;蚂蚁的爬行轨迹有若干种可能性,其中最短路程为 20 cm。
【考点】位移、路程的简单计算.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;分析综合能力.
【答案】20,20。
【分析】位移是初位置指向末位置的有向线段,从相邻的两个面到达G才可能最短,我们可以把面AEFD和面CDFG展开,根据几何关系求解。
【解答】解:蚂蚁只能沿木块表面从A点运动到G点,其运动轨迹可以有各种不同的情况,但是,其起点和终点是相同的,即位移相同,为立方体对角线的长度;
其最短路程分析可知:昆虫的最短路程应该从相邻的两个面到达G才可能最短,我们可以把面AEFD和面CDFG展开,连接A与G,AIG的长度就是最短路程,如图所示:
最短路程为
故答案为:20,20。
【点评】本题主要考查了路程和位移的区别与联系,知道位移是初位置指向末位置的有向线段,路程是运动轨迹的长度。
四.实验题(共1小题)
17.(2025 江苏学业考试)如图(1),用图示装置测量滑块沿斜面下滑的加速度。将长直木板B支成斜面,挡光片P固定在滑块C上且两者前端平齐,光电门G固定在木板上,导光孔与木板上的位置A相齐。让滑块C的前端与斜面上的位置O相齐,滑块由静止释放,测出OA的距离x、挡光片的宽度Δx及挡光时间t,算出挡光片通过光电门的平均速度,即可测出滑块下滑的加速度。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度,正确的操作应为图(2)中的 a 图(选填“a”或“b”)。
(2)用作为滑块到达A处时的瞬时速度,得到的加速度 偏大 (填“偏大”或“偏小”);
(3)换用不同宽度的挡光片,重复实验,测出挡光片的宽度Δx及挡光时间t,得出不同挡光片通过光电门的平均速度,图(3)中已描出几个点。根据图像,滑块前端过A处的瞬时速度大小为 0.253 m/s(结果保留三位有效数字),加速度大小为 0.1 m/s2(结果保留一位有效数字)。
(4)有同学认为新方案每次都改变了研究对象的总质量,因此实验没有重复性,你认为这一观点正确吗?简要说明理由。
【考点】光电门测量物体速度.
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;实验分析法;直线运动规律专题;实验探究能力.
【答案】(1)a;(2)偏大;(3)0.253;0.1;(4)不正确;见解析。
【分析】(1)根据游标卡尺测量物体宽度的正确操作分析作答;
(2)根据运动学公式,结合平均速度等于中时刻瞬时速度,从而即可判定;
(3)根据描点作图法的规则作图;
挡光片通过光电门时的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,根据运动学公式v=v0+at求解函数,结合图像纵截距和斜率的含义求解作答;
(4)根据牛顿第二定律分析作答。
【解答】解:(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度时,应将遮光条放在游标卡尺的外测量爪之间卡住,松紧适当,不能放在测量爪之根部,故a正确,b错误。
故选:a。
(2)实验中挡光片通过光电门的平均速度比小车前端过A位置的速度要大,所以测得的加速度偏大;
(3)根据描点法,作图时使尽量多的点落在直线上,不能落在直线上的要均匀分布在直线两侧,舍弃个别相差较远的点,作出的图像如图所示:
设挡光片前端通过光电门时的瞬时速度为v0,由挡光片通过光电门时的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即
根据运动学公式,有
则 图象的纵截距表示小车前端过A点的瞬时速度,速度为v0=0.253m/s;
图象的斜率
结合 函数斜率的含义, 图象的斜率
因此加速度则 图象的斜率a=2k=2×0.0632m/s2≈0.1m/s2
(4)根据牛顿运动定律有mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
运动加速度a=gsinθ﹣μgcosθ,与质量无关,故在只更换不同遮光片时,测得加速度时一样的,因此这种说法是不正确的。
故答案为:(1)a;(2)偏大;(3)0.1;0.07;(4)不正确;见解析。
【点评】本题考查了测量滑块沿斜面下滑的加速度的实验,要明确实验的原理,掌握描点法作图的规则,根据运动学公式求解函数是解题的关键。
五.解答题(共3小题)
18.(2024秋 丰台区期中)在桌球比赛中,某球以1.4m/s的速率垂直撞击边框后,以1.0m/s的速率反向弹回,球与边框接触的时间Δt=0.08s。
(1)甲同学以球的初速度为正方向,计算撞击过程中球的加速度大小,过程如下:
请判断甲同学的解答过程是否正确,并说明理由;
(2)乙同学以球反向弹回的方向为正方向,若按乙同学的方法计算,撞击过程中球的加速度大小为多少?
(3)判断甲、乙两位同学求得的加速度的方向是否相同,说明理由。
【考点】用定义式计算物体的加速度.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】(1)甲同学的解题过程不正确,理由见解析;
(2)乙同学以球反向弹回的方向为正方向,若按乙同学的方法计算,撞击过程中球的加速度大小为30m/s2;
(3)甲、乙两位同学求得的加速度的方向相同,理由见解析。
【分析】(1)根据甲同学规定的正方向,结合加速度的定义式,列式计算并判断即可;
(2)根据乙同学规定的正方向,结合加速度的定义式,列式计算即可;
(3)根据加速度符号的含义,判断即可。
【解答】解:(1)甲同学的解题过程不正确;理由:因为在以球的初速度为正方向时,末速度应为负值。正确过程应该是:
;
(2)乙同学以球反向弹回的方向为正方向,根据加速度的定义式可得:
,故撞击过程中球的加速度大小为30m/s2;
(3)甲、乙两位同学求得的加速度的方向相同,理由如下:
加速度是矢量,正负号表示方向,(1)中加速度为负值,说明其方向与甲规定的正方向相反,即:与初速度的方向相反;(2)中加速度为正值,说明其方向与乙规定的正方向相同,即:与球反弹回的方向相同(与初速度的方向相反)。
答:(1)甲同学的解题过程不正确,理由见解析;
(2)乙同学以球反向弹回的方向为正方向,若按乙同学的方法计算,撞击过程中球的加速度大小为30m/s2;
(3)甲、乙两位同学求得的加速度的方向相同,理由见解析。
【点评】解题关键是掌握加速度的定义式,知道加速度是矢量。属于基础题。
19.(2024秋 贵阳月考)一质点从O点出发,沿正北方向运动了60m至A点,然后又沿正西方向运动了80m至B点,共用时25s。求该过程中。
(1)质点的路程大小和位移的大小及方向;
(2)质点的平均速度的大小及方向。
【考点】平均速度(定义式方向);位移、路程的简单计算.
【专题】计算题;学科综合题;定量思想;方程法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】(1)路程大小为140m,位移大小为100m,方向是北偏西53°;
(2)平均速度的大小为4m/s,方向是北偏西53°。
【分析】(1)路程为质点经过轨迹的长度,位移方向由起点指向终点,并确定分析整个过程的位移大小和方向;
(2)由平均速度公式求解平均速度,平均速度的方向就是质点的位移方向。
【解答】解:(1)质点的路程的大小为:s=sOA+sAB=60m+80m=140m
质点位移的大小为:,设位移的方向与正西方向的夹角为θ,则有:,解得:θ=37°
所以位移的方向为西偏北37°;
(2)质点从O点到B点的平均速度大小为:,方向为西偏北37°。
答:(1)路程大小为140m,位移大小为100m,方向是西偏北37°;
(2)平均速度的大小为4m/s,方向是西偏北37°。
【点评】本题关键明确平均速度的定义和物理意义,要明确平均速度与时间间隔和位移对应。
20.(2024秋 玄武区月考)在2024年巴黎奥运会上,郑钦文夺得女子网球单打冠军,为我国无数怀揣网球梦想的青少年树立了光辉的榜样。如图所示,郑钦文将速率v1=40m/s水平飞来的网球击出,网球以速率v2=40m/s水平返回,假设球拍与网球作用时间为t=0.004s。求网球被击打过程中:
(1)网球的速度变化大小Δv和方向;
(2)网球的加速度大小a和方向。
【考点】用定义式计算物体的加速度.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】(1)Δv的大小为80m/s,方向与飞来时的速度方向相反;
(2)加速度大小为2×104m/s2,方向与飞来时速度方向相反。
【分析】(1)(2)先设置正方向,再根据速度变化量公式和加速度的定义式列式代入数据解答。
【解答】解:(1)取网球飞来时速度方向为正方向,由Δv=﹣v2﹣v1=﹣40m/s﹣40m/s=﹣80m/s,则Δv的大小为80m/s,方向与飞来时的速度方向相反;
(2)根据加速度的定义式,由,代入数据解得a=﹣2×104m/s2,故加速度大小为2×104m/s2,负号表明方向与飞来时速度方向相反。
答:(1)Δv的大小为80m/s,方向与飞来时的速度方向相反;
(2)加速度大小为2×104m/s2,方向与飞来时速度方向相反。
【点评】考查速度变化量和加速度的计算问题,会根据题意进行准确分析计算。
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