第1章 描述运动的基本概念
(时间:90分钟 分值:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.杭州第19届亚运会盛大开幕。开幕式上不仅呈现了绚丽的烟花秀,还采用了数字化技术进行火炬点火。如图所示为数字火炬手正在跨越钱塘江奔向亚运会主场馆的情景。下列说法正确的是( )
A.研究数字火炬手通过钱塘江的速度大小,不可以把数字火炬手视为质点
B.研究数字火炬手跑动的姿态时,不可以把数字火炬手视为质点
C.研究数字火炬手跑动的姿态时,可以把数字火炬手视为质点
D.由于数字火炬手很大,任何情形下都不能将其视为质点
2.下列各组物理量中,全部是矢量的是( )
A.速度、速度的变化量、加速度、力
B.质量、位移、平均速度、加速度
C.位移、时间、加速度、力
D.路程、速度、加速度、力
3.如图所示为某“和谐号”动车车厢内的实时显示屏的照片,图中甲、乙两处的数据分别表示了两个物理量。下列说法正确的是( )
A.甲处表示时间间隔,乙处表示平均速度
B.甲处表示时间间隔,乙处表示瞬时速度
C.甲处表示时刻,乙处表示平均速度
D.甲处表示时刻,乙处表示瞬时速度
4.将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2 m 处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5 m高的B点时,向上的速度为7 m/s。从A到B,小球共用时 0.3 s,以竖直向下为正方向,则此过程中( )
A.小球发生的位移为-0.5 m
B.小球速度变化量为-3 m/s
C.小球平均速度为8.5 m/s
D.小球平均速率约为11.67 m/s
5.甲、乙两位同学进行百米赛跑。假如把他们的运动当作匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图所示。在下图中分别作出在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图像,正确的是( )
A B
C D
6.F1赛车是世界上速度最快、科技含量最高的赛车运动。F1赛车不仅加速快,而且有很强的制动性能,可以在 1.9 s 内从200 km/h减速到0,则其制动加速度大小约为( )
A.10 m/s2 B.20 m/s2
C.30 m/s2 D.40 m/s2
7.一质点做直线运动的速度-时间图像如图所示,则在下列给出的该质点前3 s内的加速度a随时间t变化的关系图像正确的是( )
A B
C D
8.在一次排球比赛中某运动员跳起将20 m/s 速度水平飞来的排球迎面击出,击后排球以30 m/s的速率水平返回,假设排球被击打过程中的平均加速度大小为,则运动员对排球的击打时间为( )
A.0.05 s B.0.25 s
C.0.1 s D.0.15 s
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.日全食是日食的一种,是在地球上的部分地点,太阳光被月球全部遮住的天文现象。下列说法正确的是( )
A.在观察日全食时可将月球看成质点
B.在观察日全食时不能将月球看成质点
C.月球围绕地球做圆周运动,这是以太阳为参考系来描述的
D.月球围绕地球做圆周运动,这是以地球为参考系来描述的
10.两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出)。此时,描述两人运动情况的物理量相同的是( )
A.瞬时速度 B.位移
C.路程 D.平均速度
11.云台山是全球首批世界地质公园,其中的青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉。在青龙峡乘客乘坐索道缆车既可以观赏怡人的风景,还能体验悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,下列说法正确的是( )
A.以自己为参考系,看到对面的山迎面“走”来
B.以对面的山为参考系,自己静止不动
C.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近
D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的青山绿树向身后“走”去
12.如图所示的两条斜线,分别代表A、B两物体同时从同一地点出发,并向同一方向做直线运动时的速度-时间图像。下列说法正确的是( )
A.A的初速度比B的初速度大
B.在前10 s内,A的位移比B的位移大
C.A的加速度比B的加速度大
D.10 s末两物体的瞬时速度相等
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(12分)如图所示的四条纸带是某同学练习使用打点计时器得到的纸带(纸带的左端先通过打点计时器)。从点痕的分布情况可以断定:纸带__________是匀速通过打点计时器的,纸带________是越来越快的,纸带________是开始越来越快、后来又越来越慢的。若所用电源的频率是50 Hz,图中纸带丁,从A点到B点,历时__________s,位移大小为________m,这段时间内纸带运动的平均速度大小是________m/s,BC段的平均速度大小是______m/s,而AD段的平均速度大小是______m/s。
14.(6分)某同学利用打点计时器测速度时,他在小车的后面连上纸带,利用纸带上打出的点计算小车各个时刻的速度。某次实验,小车做加速运动,打出的一条纸带如图所示。该同学已在这条纸带上取好了计数点,每两个计数点间还有4个点未画出。计数点的编号依次为A、B、C、D、E,打点计时器打点的时间间隔为0.02 s。他把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点A对齐。
(1)根据该同学打出的纸带,我们可以判断小车与纸带的________(选填“左”或“右”)端相连。
(2)用该刻度尺测量出计数点A、B之间的距离为________cm。
(3)打B这个计数点时纸带的瞬时速度大小vB=________m/s。
15.(10分)如图所示,一辆汽车在马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20 m处;过了 2 s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3 s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处。如果把这条马路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向。
(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表:
观测时刻 t=0 过2 s 再过3 s
位置坐标 x1=______ x2=______ x3=______
(2)说出前2 s内、后3 s内汽车的位移分别为多少?这5 s内的位移又是多少?
16.(10分)一个骑自行车的人沿着一段坡路下行,用时4 s。在第1 s内通过1 m,在第2 s内通过 3 m,在第 3 s 内通过6 m,在第4 s内通过9 m。求最初2 s内、最后2 s内以及全过程的平均速度大小。
17.(10分)某矿井中的升降机由井底上升到井口的过程中的运动图像如图所示,试根据图像回答下列问题:
(1)分析各段的运动情况;
(2)计算各段的加速度。
18.(12分)让小球从斜面的顶端滚下,如图所示是用频闪照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段,已知闪频为10 Hz,且O点是0.4 s时小球所处的位置,试根据此图估算:
(1)小球从O点到B点的平均速度大小;
(2)小球在A点和B点的瞬时速度大小;
(3)小球运动的加速度大小。
第1章 描述运动的基本概念
(时间:90分钟 分值:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.2023年9月23日,杭州第19届亚运会盛大开幕。开幕式上不仅呈现了绚丽的烟花秀,还采用了数字化技术进行火炬点火。如图所示为数字火炬手正在跨越钱塘江奔向亚运会主场馆的情景。下列说法正确的是( B )
A.研究数字火炬手通过钱塘江的速度大小,不可以把数字火炬手视为质点
B.研究数字火炬手跑动的姿态时,不可以把数字火炬手视为质点
C.研究数字火炬手跑动的姿态时,可以把数字火炬手视为质点
D.由于数字火炬手很大,任何情形下都不能将其视为质点
2.下列各组物理量中,全部是矢量的是( A )
A.速度、速度的变化量、加速度、力
B.质量、位移、平均速度、加速度
C.位移、时间、加速度、力
D.路程、速度、加速度、力
3.如图所示为某“和谐号”动车车厢内的实时显示屏的照片,图中甲、乙两处的数据分别表示了两个物理量。下列说法正确的是( D )
A.甲处表示时间间隔,乙处表示平均速度
B.甲处表示时间间隔,乙处表示瞬时速度
C.甲处表示时刻,乙处表示平均速度
D.甲处表示时刻,乙处表示瞬时速度
4.将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2 m 处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5 m高的B点时,向上的速度为7 m/s。从A到B,小球共用时 0.3 s,以竖直向下为正方向,则此过程中( D )
A.小球发生的位移为-0.5 m
B.小球速度变化量为-3 m/s
C.小球平均速度为8.5 m/s
D.小球平均速率约为11.67 m/s
5.甲、乙两位同学进行百米赛跑。假如把他们的运动当作匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图所示。在下图中分别作出在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图像,正确的是( B )
A B
C D
6.F1赛车是世界上速度最快、科技含量最高的赛车运动。F1赛车不仅加速快,而且有很强的制动性能,可以在 1.9 s 内从200 km/h减速到0,则其制动加速度大小约为( C )
A.10 m/s2 B.20 m/s2
C.30 m/s2 D.40 m/s2
7.一质点做直线运动的速度-时间图像如图所示,则在下列给出的该质点前3 s内的加速度a随时间t变化的关系图像正确的是( A )
A B
C D
8.在一次排球比赛中某运动员跳起将20 m/s 速度水平飞来的排球迎面击出,击后排球以30 m/s的速率水平返回,假设排球被击打过程中的平均加速度大小为,则运动员对排球的击打时间为( B )
A.0.05 s B.0.25 s
C.0.1 s D.0.15 s
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.日全食是日食的一种,是在地球上的部分地点,太阳光被月球全部遮住的天文现象。下列说法正确的是( )
A.在观察日全食时可将月球看成质点
B.在观察日全食时不能将月球看成质点
C.月球围绕地球做圆周运动,这是以太阳为参考系来描述的
D.月球围绕地球做圆周运动,这是以地球为参考系来描述的
BD 解析:在观察日全食时,月球的大小和形状不能忽略,所以不能将月球看成质点。故A错误,B正确;月球围绕地球做圆周运动,是指月球相对于地球做圆周运动,是以地球为参考系来描述的。故C错误,D正确。
10.两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出)。此时,描述两人运动情况的物理量相同的是( )
A.瞬时速度 B.位移
C.路程 D.平均速度
BCD 解析:运动过程中两人的速度方向不同,瞬时速度不同,故A错误;起点、终点都相同,说明位移相同,故B正确;因两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发,在相同的时间内所走的路程相同,故C正确;位移相同,运动时间相同,所以平均速度相同,故D正确。
11.云台山是全球首批世界地质公园,其中的青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉。在青龙峡乘客乘坐索道缆车既可以观赏怡人的风景,还能体验悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,下列说法正确的是( )
A.以自己为参考系,看到对面的山迎面“走”来
B.以对面的山为参考系,自己静止不动
C.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近
D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的青山绿树向身后“走”去
AD 解析:以自己或自己乘坐的缆车为参考系,看到对面的山迎面“走”来,看到同一缆车里的人静止不动,看到两边的青山绿树向身后“走”去,A、D正确,C错误;以对面的山为参考系,自己向山靠近,B错误。
12.如图所示的两条斜线,分别代表A、B两物体同时从同一地点出发,并向同一方向做直线运动时的速度-时间图像。下列说法正确的是( )
A.A的初速度比B的初速度大
B.在前10 s内,A的位移比B的位移大
C.A的加速度比B的加速度大
D.10 s末两物体的瞬时速度相等
CD 解析:由题图可知A的初速度为零,B的初速度大于零,故A错误;在前10 s内B的速度一直大于A的速度,所以B物体在10 s内通过的位移大于A物体通过的位移,故B错误;速度-时间图像的斜率表示物体的加速度,由题图可知A的斜率大于B的斜率,故A的加速度大于B的加速度,故C正确;由题图可知在10 s末两物体的瞬时速度相同,故D正确。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(12分)如图所示的四条纸带是某同学练习使用打点计时器得到的纸带(纸带的左端先通过打点计时器)。从点痕的分布情况可以断定:纸带__________是匀速通过打点计时器的,纸带________是越来越快的,纸带________是开始越来越快、后来又越来越慢的。若所用电源的频率是50 Hz,图中纸带丁,从A点到B点,历时__________s,位移大小为________m,这段时间内纸带运动的平均速度大小是________m/s,BC段的平均速度大小是______m/s,而AD段的平均速度大小是______m/s。
解析:速度是单位时间内物体所通过的位移,纸带上每相邻两点间的时间间隔相等,因此物体匀速运动时,相邻两点间的距离相等,所以纸带甲、丙是匀速通过打点计时器的;纸带乙相邻两点间距离越来越大,则速度越来越大,因此纸带乙是越来越快的;纸带丁相邻两点间的距离先变大后变小,说明速度先变大后变小,因此纸带丁是开始越来越快、后来又越来越慢的。若所用电源的频率是50 Hz,则相邻两点间的时间间隔为0.02 s,题图中纸带丁,从A点通过计时器到B点通过计时器有两段时间间隔,所以时间为0.04 s,位移大小为 0.27 m,这段时间内的平均速度大小=6.75 m/s。BC段的位移大小为 22 cm,即 0.22 m,所用时间为 0.02 s,代入上式得平均速度为11 m/s,而AD段的位移大小为 63 cm,即 0.63 m,所用时间为0.08 s,代入上式得平均速度大小为7.875 m/s。
答案:甲、丙 乙 丁 0.04 0.27 6.75 11 7.875
14.(6分)某同学利用打点计时器测速度时,他在小车的后面连上纸带,利用纸带上打出的点计算小车各个时刻的速度。某次实验,小车做加速运动,打出的一条纸带如图所示。该同学已在这条纸带上取好了计数点,每两个计数点间还有4个点未画出。计数点的编号依次为A、B、C、D、E,打点计时器打点的时间间隔为0.02 s。他把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点A对齐。
(1)根据该同学打出的纸带,我们可以判断小车与纸带的________(选填“左”或“右”)端相连。
(2)用该刻度尺测量出计数点A、B之间的距离为________cm。
(3)打B这个计数点时纸带的瞬时速度大小vB=________m/s。
解析:(1)小车做加速运动,所以打出的点间的距离越来越大,由此可判定小车与打点密的一端即纸带的左端相连。
(2)由刻度尺读得A、B之间的距离为1.50 cm。
(3)A、C间的距离为 3.60 cm,则vB=== m/s=0.18 m/s。
答案:(1)左 (2)1.50 (3)0.18
15.(10分)如图所示,一辆汽车在马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20 m处;过了 2 s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3 s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处。如果把这条马路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向。
(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表:
观测时刻 t=0 过2 s 再过3 s
位置坐标 x1=______ x2=______ x3=______
(2)说出前2 s内、后3 s内汽车的位移分别为多少?这5 s内的位移又是多少?
解析:(1)将马路抽象为坐标轴,因为向右为x轴的正方向,所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,原点右侧的点的坐标为正值,即x1=-20 m,x2=0,x3=30 m。
(2)前2 s内的位移Δx1=x2-x1=0-(-20 m)=20 m,
后3 s内的位移Δx2=x3-x2=30 m-0=30 m,
这5 s内的位移Δx=x3-x1=30 m-(-20 m)=50 m,
上述位移Δx1、Δx2和Δx都是矢量,大小分别为 20 m、30 m 和50 m,方向都向右。
答案:(1)-20 m 0 30 m
(2)20 m 30 m 50 m 方向都向右
16.(10分)一个骑自行车的人沿着一段坡路下行,用时4 s。在第1 s内通过1 m,在第2 s内通过 3 m,在第 3 s 内通过6 m,在第4 s内通过9 m。求最初2 s内、最后2 s内以及全过程的平均速度大小。
解析:最初2 s内的位移x1=1 m+3 m=4 m,
由平均速度的定义得== m/s=2 m/s,
最后2 s内的位移x2=6 m+9 m=15 m,
平均速度== m/s=7.5 m/s,
全程的位移x=1 m+3 m+6 m+9 m=19 m,
其平均速度== m/s=4.75 m/s。
答案:2 m/s 7.5 m/s 4.75 m/s
17.(10分)某矿井中的升降机由井底上升到井口的过程中的运动图像如图所示,试根据图像回答下列问题:
(1)分析各段的运动情况;
(2)计算各段的加速度。
解析:(1)0~2 s,升降机做匀加速直线运动;2~4 s,升降机做匀速直线运动;4~5 s,升降机做匀减速直线运动。
(2)0~2 s:a1== m/s2=6 m/s2,方向与速度方向相同,即向上;
2~4 s:a2=0,
4~5 s:a3==m/s2=m/s2,方向向下。
答案:(1)见解析 (2)0~2 s:大小为6 m/s2,方向向上 2~4 s:0 4~5 s:大小为12 m/s2,方向向下
18.(12分)让小球从斜面的顶端滚下,如图所示是用频闪照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段,已知闪频为10 Hz,且O点是0.4 s时小球所处的位置,试根据此图估算:
(1)小球从O点到B点的平均速度大小;
(2)小球在A点和B点的瞬时速度大小;
(3)小球运动的加速度大小。
解析:依题意知,相邻两次闪光的时间间隔Δt== s=0.1 s。
(1)== m/s=0.8 m/s。
(2)用OB段的平均速度表示小球在A点时的瞬时速度vA==0.8 m/s,
同理,小球在B点时的瞬时速度
vB=== m/s=1.0 m/s。
(3)由加速度的定义得
小球的加速度a== m/s2=。
答案:(1)0.8 m/s (2)0.8 m/s 1.0 m/s (3)2.0 m/s2
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