《运动的描述》单元检测题
一、单选题
1.在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图如图所示,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差可以测出被测的物体的速度;某时刻测速仪发出超声波,同时汽车在离测速仪355 m处开始做匀减速直线运动.当测速仪接收到反射回来的超声波信号时,汽车在离测速仪335 m处恰好停下,已知声速为 340 m/s,则汽车在这20 m位移内的平均速度为( )
A. 5 m/s B. 10 m/s C. 15 m/s D. 20 m/s
2.对以a=2m/s2作匀加速直线运动的物体,下列说法正确的是:
A. 在任意 1s内末速度比初速度大 2m/s
B. 第 ns末的速度比第 1s末的速度大 2(n+1)m/s
C. 2s末速度是1s末速度的2倍
D. ns时的速度是n/2s时速度的2倍
3.如图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘,两条船运动状态是( )
A. A船肯定是向左运动的
B. A船肯定是静止的
C. B船肯定是向右运动的
D. B船可能是静止的
4.如图所示是汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化.开始时指针指示在如图甲所示位置,经过8 s后指针指示在如图乙所示位置,若汽车做匀变速直线运动,那么它的加速度约为( )
A. 11 m/s2
B. 5.0 m/s2
C. 1.4 m/s2
D. 0.6 m/s2
5.观察图中的烟和小旗,关于小车相对于房子的运动,下列说法中正确的是( )
A. 小车一定静止
B. 小车一定向左运动
C. 小车一定向右运动
D. 小车的运动情况无法确定
6.小球沿直线运动,在同一张底片上拍出的频闪照片如图所示,若频闪的时间间隔为,则小球在图示运动过程中其平均速度的大小约为
A. B. C. D.
7.关于速度的物理意义说法正确的是( )
A. 物体速度很大,物体运动得一定越快
B. 速度越大,物体运动的路程就一定越大
C. 速度大,加速度就一定大
D. 速度大,物体运动的位移一定大
8.如图所示,猎豹由静止开始起跑,经过2s的时间,速度达到。假设猎豹匀加速起跑,则猎豹起跑的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
9.“318”国道是一条连接上海和西臧中尼边界友谊桥的公路,里程碑以上海为起点,公路几乎是沿着北纬线前进的,本题中可以将它的东段视为直线。以公路为x轴建立坐标系,上海为坐标原点,里程碑的示数即为坐标值。一辆汽车某日8时30分驶过的位置,当日9时10分驶过的位置,则下列说法正确的是( )
A. 该汽车行驶的方向是上海往西藏的方向
B. 该汽车一定是做匀速直线运动
C. 该汽车这段时间的位移是923km
D. 该汽车这段时间的平均速度是
10.有一首歌中唱到:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”.竹排上的人感觉山在走,所用的参考系是( )
A. 竹排
B. 青山
C. 两岸
D. 天空
11.如图所示,甲、乙、丙、丁是以时间t为横轴的图像,下面说法正确的是
A. 图甲可能是匀速直线运动的速度—时间图像
B. 图乙可能是匀速直线运动的速度—时间图像
C. 图丙可能是自由落体运动的位移—时间图像
D. 图丁可能是匀变速直线运动的速度—时间图像
二、多选题
12.一个连同装备总质量M=100kg的宇航员,脱离飞船进行太空行走后,在与飞船相距d=45m的位置与飞船保持相对静止.所带氧气筒中还剩有m0=0.5kg氧气,氧气除了供他呼吸外,还需向与飞船相反方向喷出一部分氧气以获得使他回到飞船反冲速度v′,为此氧气筒上有可使氧气以v=50m/s速度喷嘴.按照物理原理:如果一次性喷出氧气质量为m,喷气速度为v,则其获得反冲速度v′=mv/M,已知耗氧率为R=2.5×10-4kg/s(即每秒钟呼吸消耗氧气量).则为保证他安全返回飞船,一次性喷出氧气质量m可能为( )
A. 0.04kg B. 0.25kg C. 0.35kg D. 0.46kg
13.甲、乙两位同学在放学时,从学校所在地骑自行车沿平直的公路回家,先到乙同学家,休息一会,甲同学继续骑车前行,在70 min时到家,甲同学的x-t图象如下图所示,下列说法正确的是( )
A. 在前20 min内甲同学做加速运动
B. 甲同学在乙同学家停留了30 min
C. 甲、乙两同学家相距3.6 km
D. 甲从离开学校至到家的这段时间内,平均速度为2 m/s
14.如图所示为一物体沿直线运动的s-t图象,则:
A. 第2 s内的位移10m
B. 第4 s内的位移15m
C. 前5 s的总路程50m
D. 前5 s的位移10m
15.质点以初速度沿轴做正方向加速运动,若运动过程中,加速度随时间均匀地减小至到为,下列说法哪些是正确的( )
A. 速度继续增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
B. 速度继续增大,当加速度减小到零时,位移达到最大值
C. 位移继续增大,当加速度减小到零时,位移仍要继续增大
D. 位移继续增大,当加速度减小到零时,位移不再增大
16.(题文)(题文)某一运动质点沿一直线做往复运动,如图所示,OA=AB=OC=CD=1m,O点为原点,且质点由A点出发沿x轴正方向运动至B点后返回,并沿x轴负方向运动.下列说法正确的是 ( )
A. 质点从A到B再到C的位移为2m,路程为4m
B. 质点从B到D的位移为-4 m,路程为4m
C. 当质点到达D点时,其位置可用D点的坐标-2m表示
D. 当质点到达D点时,相对于A点的位移为-3m
三、解答题
17.如表所示是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表,设火车在每个车站都能准点到达,准点开出.(下列所求速度单位均用:m/s)
(1)T107次列车由北京西站开出直至到达聊城站,运行的平均速度是多少?
(2)T107次列车由聊城站开出直至到达菏泽站,运行的平均速度是多少?
(3)T108次列车在9时30分的瞬时速度是多少?
18.如图所示为一升降机竖直向上运动时速度随时间变化的图线.
详细描述升降机的运动情况
升降机上升的总高度;
画出升降机在10s内加速度随时间变化的图线.
19.某高速公路单向有两条车道,最高限速分别为120 km/h、100 km/h.按规定在高速公路上行驶车辆的最小间距(单位:m)应为车速(单位:km/h)的2倍,即限速为100 km/h的车道,前后车距至少应为200 m.求:
(1)两条车道中限定的车流量(每小时通过某一位置的车辆总数)之比;
(2)若此高速公路总长80 km,则车流量达最大允许值时,全路(考虑双向共四车道)拥有的车辆总数.
20.NBA球赛中,篮球以v0=10m/s的速度水平撞击篮板,撞击后以v=8m/s的速度反向弹回,球与篮板接触的时间△t=0.1s,求:
(1)篮球在水平方向的速度变化量;
(2)篮球与篮板撞击过程中水平方向的平均加速度
四、实验题
21.为了监控车辆是否超速,交通部门常用测速仪来检测。测速原理如图所示,测速仪前后两次发出并接收超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出被测车辆的速度。如果某次检测车速时,第一次从发出至收到超声波信号用了0.3s,第二次从发出至收到超声波信号用了0.6s,两次信号发出的时间间隔是2s,则汽车速度是____________m/s。(假设超声波的速度为340m/s,且保持不变;结果保留两位小数)
22.用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填上适当的内容,然后按实际操作的合理步骤,将各步骤的字母代号顺序写在空白处。
A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在50 Hz的低压________ (填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上;
B.把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过________(填“插孔”或“限位孔”),并压在________(填“白纸”或“复写纸”)下面;
C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx;
D.切断电源,取下纸带,如果共有6个清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt=______;
E.打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,纸带上打下一系列小点;
F.利用公式计算纸带运动的平均速度。
实验步骤的合理顺序是_______________。
参考答案
1.B
【解析】汽车做匀减速运动,且汽车在与超声波相遇前后运动的时间相等,则根据匀变速直线运动规律可知,两段时间内的位移之比一定为3:1; 则可知,在与超声波相遇时,汽车前进的距离为:,故超声波与汽车相遇时前进的距离为:,因此可知,前进运动20m的总时间为:,汽车的平均速度为:,故选B。
【点睛】根据匀变速直线运动的规律,将汽车的减速运动分为两段相等的时间,则可知两段时间内的位移之比,从而求出超声波前进的位移,从而求出汽车运动的时间,由平均速度公式即可求得平均速度.
2.A
【解析】
【详解】
A、物体做匀加速直线运动加速度为2m/s2,说明物体的速度每秒增大2m/s,故A正确。
B、第n秒末的速度应比第1s末的速度大2(n-1)m/s;故B正确。
C、加速度为2m/s2,说明任意1s内物体的初速度比末速度小2m/s,但是末速度不一定是初速度的2倍,故C错误。
D、ns时的速度比s时速度大,则速度关系不是2倍,D错误。
故选A。
【点睛】
本题要充分理解加速度的定义以及加速度的物理意义,并能从不同角度理解加速度意义及应用.
3.C
【解析】
【详解】
因为河岸上旗杆是固定在地面上的,可以根据旗帜的飘动方向判断,风是从左向右刮的。A船上旗帜向右,有三种可能:一是A船不动,风把旗帜刮向右;二是A船向左运动,风相对于旗帜向右,把旗帜刮向右;三是A船向右运动但运动的速度小于风速,此时风仍能把旗帜刮向右,故AB错误;如果B船静止不动,则旗帜的方向应该和国旗相同,而现在的旗帜的方向明显和河岸上旗子方向相反,如果B船向左运动,旗帜只会更加向右展。所以,B船一定向右运动,而且运动的速度比风速快,这样才会出现图中旗帜向左飘动的情况。故C正确,D错误。所以C正确,ABD错误。
4.C
【解析】
【详解】
速度计测量的是某个时刻的瞬时速度的大小,即瞬时速率。由图可知开始时的瞬时速度大小为20km/h,8s后的瞬时速度大小为60km/h,则速度的变化量为40km/h≈11.2m/s,则加速度;故选C。
【点睛】
解决本题的关键知道速度计显示的是瞬时速率,知道加速度的定义式.
5.D
【解析】
【详解】
由图中的信息可以判断出:因为房子的烟向左飘,所以风是向左吹因此小车运动状态有三种可能:①向左运动 ②静止 ③向右运动,所以无法确定;故选D。
【点睛】
一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参照物.所选取的参照物不同,得到的结论也不一定相同.这就是运动和静止的相对性.
6.A
【解析】
【详解】
由图可知,全程的位移为:x=6-1=5cm=0.05m;时间为:t=3×0.1s=0.3s;则全程的平均速度为;故选A。
【点睛】
本题考查平均速度的计算,要注意明确平均速度应由位移和时间的比值求解
7.A
【解析】速度是反应物体运动快慢的物理量,速度很大则物体运动的一定越快,A正确;路程是物体运动轨迹的长度,路程大小除了跟运动速率有关外还跟物体运动的时间有关,故不能仅由速度大即得出路程大的结论,B错误;速度和加速度无直接关系,速度大,若速度没有发生变化,则加速度为零,C错误;速度大说明物体运动的快,但位移大小与速度和时间有关,故速度大位移不一定大,D错误.
【点睛】速度是物体运动位移和所用时间的比值,速度反应物体运动快慢的物理量.加速度反应物体速度变化快慢的物理量,注意掌握速度与位移、加速度与速度之间的关系.
8.C
【解析】
【详解】
加速度定义式为:;根据题意△v=20m/s,△t=2s带入①可得a=10m/s2,故选C。
【点睛】
对于物理量的定义,要明确定义式中各个物理量△v和△t的含义.
9.D
【解析】
【详解】
A、在行驶的过程中,离原点越来越近,故该汽车行驶的方向是西藏往上海的方向;故A错误。
B、只知道时间和位置,无法判断汽车的运动情况;故B错误。
C、汽车的位移:x=923km-963km=-40km;故C错误。
D、汽车行驶的时间:t=(9:10)-(8:30)=40min,汽车行驶的速度:;故D正确。
故选D。
【点睛】
掌握速度公式的应用,利用公式计算时,一定注意用一段时间内的路程除以对应的时间,才能准确的求出平均速度。
10.A
【解析】
【详解】
本来两岸的青山相对于地球是静止不动的,而竹排上的人随竹排在江中向前运动,由于人认为自己未动,而认为是两岸的青山后退了。故竹排上的人感觉山在走,所用的参考系是竹排或是竹排上相对于竹排静止不动的物体。故选A。
【点睛】
参考系是假定静止不动的物体,参考系的选择是任意的,选择不同的参考系同一种运动情况我们观察到的结果往往不同.
11.AD
【解析】
:图甲若是速度—时间图像,速度为定值,所以是匀速直线运动,图乙若是速度—时间图像,速度大小减小,则为匀减速直线运动,图丙若是位移—时间图像,位移均匀减小,斜率不变,则为匀速直线运动,同理可判断D对
12.BC
【解析】已知M=100kg,d=45m,m0=0.5kg,v=50m/s,R=2.5×10?4kg/s,
设喷出氧气的质量为m,返回的时间为t,则返回速度v′=mv/M= =0.5m,
运动的时间t=d/v′= ?①
宇航员耗氧:Rt=m0?m,即2.5×10?4×t=0.5?m,
t=4000×(0.5?m)= ,即400m2?200m+9=0,
解得m1=0.05kg,m2=0.45kg,
所以0.05kg故选:BC.
点睛:一次性喷出的氧气质量为m,根据题意得出宇航员及装备获得反冲速度,再根据速度公式求出宇航员返回飞船的时间,得出此段时间内宇航员消耗的氧气和一次性喷出的氧气质量以及总氧气质量之间的关系,联立方程进行求解,最终得出一次性喷出氧气质量的范围.
13.BCD
【解析】
【详解】
A项,斜率表示速度,故甲在前20分钟内做匀速直线运动,故A项错误。
B项,20-50分钟为在乙同学家的逗留时间,为30分钟,故B项正确。?
C项,从50-70分钟的位移为甲乙两同学家的间距,即3.6km,故C项正确。
D项,平均速度为位移与时间的比值,即 ,故D对;
故选BCD
14.AC
【解析】
【详解】
A、第2s内的位移从20m增加到30m,所以第2s内的位移△x=30m-20m=10m;故A正确。
B、第4s内的位移从30m减小到15m,所以位移为△x=15m-30m=-15m;故B错误。
C、前5s的总路程是所有的位移大小之和,前2s的位移的大小为20m,第3s内的静止,位移为零,后2s内的位移的大小为30m,所以总路程S=30m+20m=50m;故C正确。
D、前5s的位移从10m减小到0,所以位移为△x=0-10m=-10m;故D错误。
故选AC。
【点睛】
位移是矢量,有大小也有方向,对于位移图象,关键要抓住位移等于△x=x2-x1,斜率等于速度来理解图象的物理意义.
15.AC
【解析】A.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度逐渐增大,当加速度减小到零时,物体将做匀速直线运动,速度不变,而此时速度达到最大值.故B错误,A正确;
C.由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不为零,所以位移继续增大.故C正确,D错误.
故选:AC
16.BCD
【解析】
【分析】
位移是指从初位置到末位置的有向线段,位移是矢量,有大小也有方向;路程是指物体所经过的路径的长度,路程是标量,只有大小,没有方向。
【详解】
质点在A→B→C的时间内,AC距离为2m,位移方向为A到C,所以位移为-2m,路程为4m,故A错误;质点在B→D的时间内,经过的路程为4m,位移方向由B指向D,与正方向相反,所以位移为-4m,故B正确;当质点到达D点时,位置在原点的左侧,坐标为-2m,故C正确;当质点到达D点时,在A点左侧3m处,规定向右为正方向,所以相对于A点的位移为-3m,故D正确。所以BCD正确,A错误。
【点睛】
本题就是对位移和路程的考查,掌握住位移和路程的概念,尤其是位移和路程的区别与联系。
17.(1) (2) (3)由列车时刻表可以看出:列车9︰28到达聊城站,9︰36从聊城站开出,所以9︰30列车停在聊城站,瞬时速度为0。
【解析】
【详解】
(1)由列车时刻表可得:x1=350km=3.5×105m
t1=234min=1.404×104s
则:
(2)由列车时刻表可得:x2=178km=1.78×105m
t2=81min=4.86×103s
则:
(3)由列车时刻表可以看出:列车9:28到达聊城站,9:36从聊城站开出,所以9:30列车停在聊城站,瞬时速度为0。
【点睛】
解决本题的关键掌握平均速度的求法,注意该题中的平均速度实际上等于平均速率的大小,根据路程与时间的比值
18.:升降机以加速度匀加速上升;:升降机以速度,匀速上升;:升降机以加速度,匀减速上升.
升降机上升的高度是42m.
画出升降机在10s内加速度随时间变化的图线如图.
【解析】
【分析】
根据速度时间图象的形状,就可分析升降机的运动情况.
速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移,升降机上升的总高度等于图中梯形面积的大小.
图线的斜率表示加速度,求出加速度,再画出图象.
【详解】
以升降机竖直向上运动方向为正方向:
:升降机以加速度,匀加速上升;
:升降机以速度,匀速上升;
:升降机以加速度,匀减速上升.
由图象可得:升降机上升的高度在数值上等于图象与坐标轴围成的面积,即:
画出升降机在10s内加速度随时间变化的图线如图.
【点睛】
在速度时间图像中,需要掌握三点,一、速度的正负表示运动方向,看运动方向是否发生变化,只要考虑速度的正负是否发生变化,二、图像的斜率表示物体运动的加速度,三、图像与坐标轴围成的面积表示位移,在坐标轴上方表示正方向位移,在坐标轴下方表示负方向位移.
19.(1)1:1(2)1468
【解析】
【详解】
由题意可知,在100 km/h的车道上,每200米有一辆车,
且每辆车通过200米的时间为
即每7.2s有一辆车通过同一位置,
所以在一小时内有辆车通过同一位置.
同理可得120 km/h 的高速公路上在一个小时内也有500辆车通过同一位置,即车流量之比为1:1.
(2)因为限速100 km/h每200m有一辆车,所以此车道上有 辆车,
同理限速120 km/h 车道上每240m一辆车, 根据 辆车,所以此车道上有334辆车,考虑双向道,则车辆总数为
故本题答案是: (1)1:1(2)1468
【点睛】
本题主要考查实际问题的应用,及最大最小值出现的情况,要考虑到能否出现这样的情况。
20.(1) (2)
【解析】(1)设末速度的方向为正,速度的变化量△v=v-v0=8-(-10)=18m/s,
方向与撞击后的速度方向相同;
(2)根据加速度:a=△v/△t=18/0.1 m/s2=180m/s2,
方向与撞击后的速度方向相同.
点睛:速度的变化量等于末速度减去初速度,可求速度的变化量;根据加速度定义式可求解,注意速度、加速度是矢量。
21.23.72
【解析】由于第一次从发出至接受到超声波信号用了0.3秒,则测速仪第一次发出超声波时,到达了汽车处所用的时间为;测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪:s1=v声t1=340m/s×0.15s=51m;由于第二次从发出至接受到超声波信号用了0.6秒,则测速仪第二次发出超声波时,到达了汽车处所用的时间为
第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪:s2=v声t2=340m/s×0.3s=102m;
因此汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶了:s′=s2-s1=102m-51m=51m;这51m共用了:t′=△t-t1+t2=2s-0.15s+0.3s=2.15s;所以汽车的车速为:.
【点睛】本题考查了速度公式的应用,同时要求会读速度表、知道测速仪的测速原理。
22.交流限位孔复写纸0.1sBAEDCF
【解析】
【详解】
(1)A、电磁打点计时器使用的是交流电源,因此要将导线接在低压交流电源上。
B、把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,并压在复写纸下面。
D、若打n个点,则有(n-1)个时间间隔,故这段纸带记录的时间△t=0.02(n-1)s;则6个点对应5个间隔为0.1s;
(2)实验步骤的排列一般要先安装器材即首先进行BA步骤,然后进行实验进行E步骤,实验结束要先关掉电源,即进行E步骤,最后进行数据处理,即进行CF步骤,故实验步骤的合理顺序是B?A?E?D?C?F.
【点睛】
要熟练正确的使用基本实验仪器,并能正确进行误差分析,对于基础实验要加强动手操作能力,知道两种打点计时器的区别,正确使用打点计时器.