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第一章 描述运动的基本概念
一.选择题(共6小题)
1.一游客想从辛亥革命博物馆附近的a处前往武汉革命博物馆附近的b处,他用手机导航,发现a、b间的直线距离为2.0km。若骑行自行车,则导航显示“20分钟3.5公里”;若骑行电动车,则导航显示“14分钟3.5公里”。根据导航信息,从a到b的过程中,下列说法错误的是( )
A.该游客骑行自行车与骑行电动车的路程相等
B.该游客骑行自行车与骑行电动车的位移相等
C.该游客骑行自行车的平均速率约为3m/s
D.该游客骑行电动车的平均速度大小约为3m/s
2.关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
C.速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
D.加速度减小时,运动物体的速度一定减小
3.在“金星凌日”的精彩天象中,在地球上我们可以观察到太阳光亮的表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,下列说法正确的是( )
A.地球在金星与太阳之间
B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零
D.以太阳为参考系,可以认为金星是运动的
4.百米赛跑运动员在前7s内跑了61m,7s末到7.1s末跑了0.92m,跑到终点共用10.8s,则下列说法正确的是( )
A.运动员在终点的瞬时速度大小约为9.26m/s
B.运动员在前7s的平均速度大小约为8.71m/s
C.运动员在7s末的瞬时速度大小约为8.71m/s
D.运动员在第7s内的平均速度大小是9.2m/s
5.下列情况中加速度最大的是( )
A.列车在50s内速度从8m/s增加到18m/s
B.汽车启动后5s末速度表指示在36km/h
C.玩具子弹由静止加速至50m/s用了0.1s
D.飞机着陆时以60m/s初速度滑行了20s才停下
6.在xOy平面内,小明初始位置在原点O,先向x正方向以1m/s的速度走了8s到达A点,然后向y正方向以1.5m/s的速度走了4s到达B点,最后小明以1m/s的速率返回原点,则下列说法正确的是( )
A.小明从O到B的路程是10m
B.小明返回原点所需的最少时间为15s
C.小明从原点出发到返回原点的路程为24m
D.小明从原点出发到返回原点的平均速度为0
二.多选题(共3小题)
(多选)7.关于质点,下列说法正确的是( )
A.只有体积很小的物体才能看作质点
B.研究地球自转时,地球可以看作质点
C.研究火车从北京到上海的时间,火车可以看作质点
D.质点是一个理想化模型,实际上不存在
(多选)8.如图所示,光滑小球以3m/s的速度滑上某斜面,2s后,小球的速度大小为1m/s,则小球运动过程中的加速度可能是( )
A.大小为1m/s2,方向沿斜面向上
B.大小为1m/s2,方向沿斜面向下
C.大小为2m/s2,方向沿斜面向下
D.大小为3m/s2,方向沿斜面向上
(多选)9.将弹力球从地面上方2m处竖直向下扔出,球以7m/s的速度接触地面,0.2s后再以6m/s大小的速度竖直反弹离开地面,最终弹力球上升至地面上方1.8m高处。下列结论正确的是( )
A.全过程球通过的路程是2m
B.全过程球的位移大小是0.2m
C.触地过程中球的加速度大小为65m/s2
D.触地过程中球的加速度大小为5m/s2
三.填空题(共4小题)
10.如图所示,中国空间站绕地球做轨道半径为R的圆周运动,若空间站绕地球运动半个圆周的时间为t,则这段时间内空间站运动的路程为 ,位移大小为 ,平均速度大小为 。
11.一个皮球从9m高的地方落下,碰撞地面后又反弹起到6m高的地方,则皮球通过的路程是 m,该皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,在整个运动过程中皮球的位移大小是 m。
12.某运动员踏着滑雪板在雪地上飞驰的情景如图所示。以滑雪板为参照物,运动员是 的;以地面为参照物,运动员是 的。(均选填“静止”或“运动”)
13.根据学校工作安排,2023年1月8日结束学校一学期工作后高一、高二同学将开始放寒假。高一顿珠同学准备回拉萨市陪家人过春节。北斗导航(如图所示)从成都到拉萨显示有三种方案。方案一“36小时,2203公里”,方案二“39小时9分,2152公里”,方案三“40小时分,3132公里”。根据我们所学物理知识可知,该同学回家的过程中 (选填“能”或“不能”)把他当成质点;他按三种方案回家的位移 (选填“相等”或“不相等”)。
四.解答题(共2小题)
14.如图所示,某人从水平地面上的A出发,先向正东走了40m到达B点,接着又向正北方向走了30m到达C点,求:
(1)这两个过程中人的位移的大小和方向;
(2)整个过程中人的路程和位移。
15.在某次台球比赛中,某运动员将台球甲从距离台球乙x1=1.5m处对准静止的台球乙击出,台球甲经过t1=0.25s后以v1=5m/s的速度击中台球乙,两者碰撞后台球甲以v2=1m/s的速度、台球乙以v3=4m/s的速度均沿台球甲碰撞前运动方向运动,台球甲、乙碰撞的时间Δt=0.005s。求:
(1)台球甲从被击出到击中台球乙前瞬间的平均速度大小;
(2)台球甲在碰撞过程中的平均加速度大小a1;
(3)台球乙在碰撞过程中的平均加速度大小a2。
第一章 描述运动的基本概念
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.一游客想从辛亥革命博物馆附近的a处前往武汉革命博物馆附近的b处,他用手机导航,发现a、b间的直线距离为2.0km。若骑行自行车,则导航显示“20分钟3.5公里”;若骑行电动车,则导航显示“14分钟3.5公里”。根据导航信息,从a到b的过程中,下列说法错误的是( )
A.该游客骑行自行车与骑行电动车的路程相等
B.该游客骑行自行车与骑行电动车的位移相等
C.该游客骑行自行车的平均速率约为3m/s
D.该游客骑行电动车的平均速度大小约为3m/s
【考点】平均速率;位移、路程及其区别与联系;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;推理论证能力.
【答案】D
【分析】根据路程和位移,平均速度和平均速率等概念进行分析解答。
【解答】解:A.该游客骑行自行车与骑行电动车的路径相同,则路程相等,故A正确;
B.根据位移的概念,两种出行方式初末位置相同,该游客骑行自行车与骑行电动车的位移相等,故B正确;
C.该游客骑行自行车的平均速率约为vm/s≈3m/s,故C正确;
D.该游客骑行电动车的平均速度大小约为m/s≈2.38m/s,故D错误。
本题选错误的,故选:D。
【点评】考查运动学的基本概念,熟记各个概念,加强对相应概念的理解,属于基础题。
2.关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
C.速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
D.加速度减小时,运动物体的速度一定减小
【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】B
【分析】加速度反映速度变化快慢的物理量,与速度大小、速度变化量无关,速度很大,加速度可以很大,也可以为零;加速度和速度同向时,物体做加速直线运动。
【解答】解:A、根据加速度的定义式a知,速度变化量越大,但是时间很长,加速度不一定大,故A错误;
B、某时刻速度为零,速度变化可能很快,加速度很大,故B正确;
C、速度很大的物体,加速度可能为零,比如匀速直线运动,故C错误;
D、若加速度和速度同向时,物体做加速直线运动,加速度减小时,物体的速度变大,只是增加得变慢了,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查加速度和速度变化量,解决本题的关键知道加速度的物理意义,知道加速度的大小与速度大小、速度变化量的大小无关。
3.在“金星凌日”的精彩天象中,在地球上我们可以观察到太阳光亮的表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,下列说法正确的是( )
A.地球在金星与太阳之间
B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零
D.以太阳为参考系,可以认为金星是运动的
【考点】位移、路程及其区别与联系;质点;根据选取的参考系判断物体的运动.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】D
【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播,金星凌日天象是由光的直线传播形成的。
当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可。
【解答】解:A、“金星凌日”现象的成因是光的直线传播,当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时,金星挡住了沿直线传播的太阳光,人们看到太阳上的黑点实际上是金星,由此可知发生金星凌日现象时,金星位于地球和太阳之间,故A错误;
B、当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,观测“金星凌日”时,如果将太阳看成质点,无法看到“金星凌日”现象,故B错误;
C、位移是从初位置指向末位置有向线段的长度,以太阳为参考系,金星绕太阳一周起点和终点重合,位移为零,故C错误;
D、以太阳为参考系,可以认为金星是运动的,故D正确。
故选:D。
【点评】金星凌日”的天文奇观,很少见,它的产生和日食的道理相同。只要掌握了物体可以当作质点的条件,即可顺利解决此类问题。
4.百米赛跑运动员在前7s内跑了61m,7s末到7.1s末跑了0.92m,跑到终点共用10.8s,则下列说法正确的是( )
A.运动员在终点的瞬时速度大小约为9.26m/s
B.运动员在前7s的平均速度大小约为8.71m/s
C.运动员在7s末的瞬时速度大小约为8.71m/s
D.运动员在第7s内的平均速度大小是9.2m/s
【考点】瞬时速度;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;推理论证能力.
【答案】B
【分析】由题意可知全程的位移和总时间,由平均速度公式可求得全程的平均速度;而瞬时速度可以用极短时间内的平均速度来表示。
【解答】解:A.不知道终点附近极短时间内的位移,无法确定终点的瞬时速度,故A错误;
B.前7s内的位移是61m,时间是7s,则平均速度,故B正确;
C.7s末到7.1s末跑了0.92m,该段时间内的平均速度为,可用该值近似7s末的瞬时速度,故C错误;
D.第7s内是指从6s末到7s末这1s的时间,题目中没有给出第7s内的位移,无法计算第7s内的平均速度,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查平均速度和瞬时速度,平均速度是用总位移与总时间的比值;而瞬时速度可用无限小的时间内的平均速度来表示。
5.下列情况中加速度最大的是( )
A.列车在50s内速度从8m/s增加到18m/s
B.汽车启动后5s末速度表指示在36km/h
C.玩具子弹由静止加速至50m/s用了0.1s
D.飞机着陆时以60m/s初速度滑行了20s才停下
【考点】加速度的定义、表达式、单位及物理意义.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】C
【分析】根据加速度的定义求得各个物体的加速度的大小,再进行比较即可。
【解答】解:根据加速度的定义式分别求出各个运动的加速度大小:
;
;
;
;
故加速度最大的是玩具子弹由静止加速500m/s2;故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】掌握加速度的定义是正确解题的前提,知道加速度正负号表示加速度的方向,不表示加速度的大小。
6.在xOy平面内,小明初始位置在原点O,先向x正方向以1m/s的速度走了8s到达A点,然后向y正方向以1.5m/s的速度走了4s到达B点,最后小明以1m/s的速率返回原点,则下列说法正确的是( )
A.小明从O到B的路程是10m
B.小明返回原点所需的最少时间为15s
C.小明从原点出发到返回原点的路程为24m
D.小明从原点出发到返回原点的平均速度为0
【考点】平均速度(定义式方向);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;推理论证能力.
【答案】D
【分析】路程是物体运动的轨迹的长度,是标量,位移是由起点指向终点的有向线段,是矢量;平均速度是单位时间内的位移。
【解答】解:A、小明从O到B的路程是s=1×8m+1.5×4m=14m,故A错误;
B、从B到O连成的直线距离为10m,
则最短时间为
t
代入数据解得
t=10s
故B错误;
C、路程是物体运动的轨迹的长度,因不清楚B返回到原点的路径,无法得出路程,故C错误;
D、从原点到原点的位移为零,故平均速度为零,故D正确。
故选:D。
【点评】考查对路程、位移、平均速度的理解,根据定义分析即可。
二.多选题(共3小题)
(多选)7.关于质点,下列说法正确的是( )
A.只有体积很小的物体才能看作质点
B.研究地球自转时,地球可以看作质点
C.研究火车从北京到上海的时间,火车可以看作质点
D.质点是一个理想化模型,实际上不存在
【考点】质点.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】CD
【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可。
【解答】解:AD、质点是用来代替物体的有质量的点,是一个理想模型,实际中并不存在,一个物体能不能看成质点是由研究的问题决定的,跟体积大小无关,例如地球质量很大,但是研究地球绕太阳公转时,可以把地球看成质点,故A错误,D正确;
B、研究地球的自转时,由于地球的大小和形状不能忽略,不能看作质点,故B错误;
C、研究火车从北京到上海的时间,火车大小和形状可以忽略,火车可以看作质点,故C正确。
故选:CD。
【点评】解决本题的关键知道物体能否看成质点的条件,注意物体能否看成质点不是看物体的大小,而是看大小和形状能否忽略。
(多选)8.如图所示,光滑小球以3m/s的速度滑上某斜面,2s后,小球的速度大小为1m/s,则小球运动过程中的加速度可能是( )
A.大小为1m/s2,方向沿斜面向上
B.大小为1m/s2,方向沿斜面向下
C.大小为2m/s2,方向沿斜面向下
D.大小为3m/s2,方向沿斜面向上
【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】BC
【分析】根据a求解。
【解答】解:取沿斜面向上为正方向,2s后的速度大小为1m/s,有可能是﹣1m/s,也可能是1m/s,根据加速度定义式
a
可有
解得
a=﹣1m/s2或a=﹣2m/s2
可知加速度大小可能是1m/s2或2m/s2,方向都是沿斜面向下。故BC正确,AD错误。
故选:BC。
【点评】本题主要考查的是加速度的求解,基础题。
(多选)9.将弹力球从地面上方2m处竖直向下扔出,球以7m/s的速度接触地面,0.2s后再以6m/s大小的速度竖直反弹离开地面,最终弹力球上升至地面上方1.8m高处。下列结论正确的是( )
A.全过程球通过的路程是2m
B.全过程球的位移大小是0.2m
C.触地过程中球的加速度大小为65m/s2
D.触地过程中球的加速度大小为5m/s2
【考点】用定义式计算物体的加速度;位移、路程的简单计算.
【专题】定量思想;方程法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】BC
【分析】根据路程、位移、加速度的概念,分别对各选项进行分析判断。路程是物体运动轨迹的长度;位移是从初位置到末位置的有向线段;加速度由速度变化量与时间的比值计算,注意速度的矢量性(方向影响符号)。
【解答】解:A、全过程球通过的路程是s=2m+1.8m=3.8m,故A错误;
B、全过程球的位移大小是x=2m﹣1.8m=0.2m,故B正确;
CD、根据加速度的定义式分析可知,触地过程中球的加速度大小为,故C正确,D错误。
故选:BC。
【点评】本题核心是区分路程与位移的矢量/标量属性,以及掌握加速度的矢量计算(需注意力的方向对速度变化量的影响)。通过明确物理量的定义与计算规则,逐一分析选项即可得出结论。
三.填空题(共4小题)
10.如图所示,中国空间站绕地球做轨道半径为R的圆周运动,若空间站绕地球运动半个圆周的时间为t,则这段时间内空间站运动的路程为 πR ,位移大小为 2R ,平均速度大小为 。
【考点】平均速度(定义式方向);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】πR,2R,。
【分析】根据路程、位移和平均速度的概念进行分析解答。
【解答】解:中国空间站绕地球做轨道半径为R的圆周运动,若空间站绕地球运动半个圆周的时间为t,则这段时间内空间站运动的路程为s=πR,位移大小为x=2R,平均速度大小为。
故答案为:πR,2R,。
【点评】考查运动学的基本概念,熟记各个概念,加强对相应概念的理解,属于基础题。
11.一个皮球从9m高的地方落下,碰撞地面后又反弹起到6m高的地方,则皮球通过的路程是 15 m,该皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,在整个运动过程中皮球的位移大小是 9 m。
【考点】位移、路程的简单计算.
【专题】定量思想;方程法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】15;9。
【分析】路程是物体运动轨迹的长度,位移是从初位置指向末位置的有向线段。
【解答】解:根据题意分析可知,皮球通过的路程是s=9m+6m=15m
在整个运动过程中皮球的位移大小是x=9m
故答案为:15;9。
【点评】要注意区分路程和位移的概念,路程是标量,只与运动轨迹有关;位移是矢量,与初末位置有关。
12.某运动员踏着滑雪板在雪地上飞驰的情景如图所示。以滑雪板为参照物,运动员是 静止 的;以地面为参照物,运动员是 运动 的。(均选填“静止”或“运动”)
【考点】根据选取的参考系判断物体的运动.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】静止;运动
【分析】在研究物体的运动和静止时,要看物体的位置相对于参考系是否发生改变,若改变,则是运动的,若不改变,则是静止的。
【解答】解:以滑雪板为参照物,运动员的位置不发生变化,所以运动员是静止的;以地面为参照物,运动员的位置不断发生变化,所以运动员是运动的。
故答案为:静止;运动
【点评】判断一个物体时运动还是静止,主要取决于所选的参考系,参考系不同,物体的运动情况可能不同,这就是运动和静止的相对性。
13.根据学校工作安排,2023年1月8日结束学校一学期工作后高一、高二同学将开始放寒假。高一顿珠同学准备回拉萨市陪家人过春节。北斗导航(如图所示)从成都到拉萨显示有三种方案。方案一“36小时,2203公里”,方案二“39小时9分,2152公里”,方案三“40小时分,3132公里”。根据我们所学物理知识可知,该同学回家的过程中 能 (选填“能”或“不能”)把他当成质点;他按三种方案回家的位移 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
【考点】位移、路程的简单计算.
【专题】应用题;信息给予题;定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】能、相等。
【分析】根据质点和位移的定义分析。
【解答】解:由于回家的过程中,研究的问题与该同学自身的形状和体积没有太大关系,因此可以把他当成质点;
位移是指从起点指向终点的有向线段,该同学的三条路径起点和终点相同,因此位移相等。
故答案为:能、相等。
【点评】本题主要考查对质点和位移的理解。
四.解答题(共2小题)
14.如图所示,某人从水平地面上的A出发,先向正东走了40m到达B点,接着又向正北方向走了30m到达C点,求:
(1)这两个过程中人的位移的大小和方向;
(2)整个过程中人的路程和位移。
【考点】位移、路程及其区别与联系.
【专题】直线运动规律专题.
【答案】见试题解答内容
【分析】位移的大小等于首末位置的距离,方向由初位置指向末位置,路程等于运动轨迹的长度。
【解答】解:(1)第一个过程中从A到B,位移大小为:x140 m,方向向东,
第二过程中从B到C,位移大小为:x230 m,方向向北,
(2)整个过程中的路程s40 m+30 m=70 m,
总位移大小为:x m=50 m
方向:tan α,α=37° 即东偏北37°。
答:(1)第一个过程的位移大小为40 m,方向向东,第二过程位移大小为30 m,方向向北;
(2)总位移大小为50m,方向东偏北37°。
【点评】解决本题的关键知道位移和路程的区别,知道位移是矢量,大小等于首末位置的距离,方向由初位置指向末位置,路程是标量,大小等于运动轨迹的长度。
15.在某次台球比赛中,某运动员将台球甲从距离台球乙x1=1.5m处对准静止的台球乙击出,台球甲经过t1=0.25s后以v1=5m/s的速度击中台球乙,两者碰撞后台球甲以v2=1m/s的速度、台球乙以v3=4m/s的速度均沿台球甲碰撞前运动方向运动,台球甲、乙碰撞的时间Δt=0.005s。求:
(1)台球甲从被击出到击中台球乙前瞬间的平均速度大小;
(2)台球甲在碰撞过程中的平均加速度大小a1;
(3)台球乙在碰撞过程中的平均加速度大小a2。
【考点】用定义式计算物体的加速度;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】(1)台球甲从被击出到击中台球乙前瞬间的平均速度大小6m/s;
(2)台球甲在碰撞过程中的平均加速度大小800m/s2;
(3)台球乙在碰撞过程中的平均加速度大小800m/s2。
【分析】(1)根据平均速度的定义,平均速度等于位移与对应时间的比值,已知台球甲从被击出到击中台球乙前瞬间的位移和时间,可直接计算平均速度;
(2)加速度的定义是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,台球甲碰撞前后的速度已知,碰撞时间已知,据此计算平均加速度大小;
(3)台球乙碰撞前静止,碰撞后速度已知,碰撞时间已知,利用加速度定义计算其平均加速度大小。
【解答】解:(1)台球甲从被击出到击中台球乙前瞬间的平均速度大小
,解得6m/s
(2)根据加速度的定义式可得台球甲在碰撞过程中的平均加速度大小
a1=|,解得a1=800m/s2
(3)根据加速度的定义式可得台球乙在碰撞过程中的平均加速度大小
a2=|,解得a2=800m/s2
答:(1)台球甲从被击出到击中台球乙前瞬间的平均速度大小6m/s;
(2)台球甲在碰撞过程中的平均加速度大小800m/s2;
(3)台球乙在碰撞过程中的平均加速度大小800m/s2。
【点评】本题考查平均速度与平均加速度的计算,关键是理解平均速度和平均加速度的定义,并准确提取题目中的已知量进行代入计算。
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