学业分层测评(一)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．(多选)下列现象是机械运动的是( )
A．上海的磁悬浮列车正在高速行驶
B．中国的综合国力飞速发展
C．煤炭正在熊熊燃烧
D．奥运冠军刘翔在110 m栏的决赛过程中
【解析】 由于机械运动是指物体在空间中所处的位置发生变化，而行驶的列车、决赛中的刘翔在空间中的位置发生了变化，故A、D选项正确；B、C选项中不存在空间位置发生变化，故B、C选项错误．
【答案】 AD
2．关于机械运动和参考系，以下说法不正确的是( )
A．一个物体相对于其他物体的位置变化，叫机械运动
B．不选定参考系，就无法研究某一物体是怎样运动的
C．参考系一定是不动的物体
D．参考系是人们假定不动的物体
【解析】 根据机械运动的定义可知，A对；研究物体的运动必须选定参考系，作为参考系的物体可以是运动的，也可以是静止的，故B、D正确，C错误．
【答案】 C
3．诗句“满眼波光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是 ( )
A．船和山 B．山和船
C．地面和山 D．河岸和流水
【解析】 船在水中向前划行，诗人以船为参考系时，山以及地面都是运动的，恰似走来迎．若以山或河岸为参考系，船是运动的，因此，选项A是正确的，其他选项均错.
【答案】 A
4．(多选)关于坐标系，下列说法正确的是 ( )
A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化
B．坐标系都是建立在参考系上的
C．坐标系的建立与参考系无关
D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置
【解析】 坐标系是建立在参考系上的，是用来定量描述物体的位置及位置变化的，A、B正确，C错误；描述物体的直线运动需建立一维直线坐标系，在平面内做曲线运动时需建立平面直角坐标系，D正确．
【答案】 ABD
5．以下的计时数据属于时间的是( )
A．某场足球赛开赛15 min时甲队攻入一球
B．某人用15 s跑完100 m
C．中央电视台新闻联播节目19时开播
D．列车在9时45分到达途中的南京站
【解析】 判定本题各项说法指的是时刻还是时间，应该采用上下文分析法，A项中的开赛15 min时指的是时刻，足球被攻入是一个瞬间就完成的，而B项中跑完100 m是一个运动过程，需要一段时间，C项说法指的是节目的开始，19时是一个时刻，同理D项中的9时45分是指一个时刻，故选项B正确．
【答案】 B
6．如图2-1-7所示，纪念抗战胜利70周年阅兵式上，20架直升机组成的“70”字样编队飞过天安门上空．飞行员认为自己处于静止状态，则他选取的参考系可能是( )
图2-1-7
A．天安门城楼
B．邻近的直升机
C．飞机上的旋翼
D．天安门广场上飘扬的红旗
【解析】 直升机相对于天安门城楼、天安门广场上飘扬的红旗及飞机上的旋翼位置不断改变，以它们为参考系，直升机是运动的；以邻近的直升机为参考系，它们之间的位置没有发生变化，所以是静止的，故B正确．
【答案】 B
7．下列说法正确的是( )
A．时刻表示时间较短，时间表示时间较长
B．作息时间表上的数字表示时间
C．第n s内就是(n－1)s末到n s末这一秒时间(n为任意正整数)
D．1 min内有60个时刻
【解析】 时刻没有长短，只有迟早之分，因此选项A错误；作息时间表上的数字表示的是上课或下课或休息的那一瞬间，是时刻，选项B错误；第n s内是指第n个1 s的时间，确切含义是指(n－1)s末到n s末这一秒时间，故选项C正确；1 min内有无穷多个时刻，有60个1 s的时间，选项D错误．
【答案】 C
8．在2015年9月3日阅兵式上，受阅方队和战车依次从天安门前经过，以北京长安街为坐标轴x，向西为正方向，以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O，建立一维坐标．一辆战车最初在原点以东3 km处，几分钟后行驶到原点以西2 km处. 这辆汽车最初位置和最终位置分别是( )
A．3 km 2 km B．－3 km 2 km
C．3 km －2 km D．－3 km －2 km
【解析】 坐标轴的正方向向西，则位置在原点以西为正，在原点以东为负．战车最初在原点以东且距原点3 km，所以最初位置是－3 km，同理，最终位置是2 km，正确选项为B.
【答案】 B
[能力提升]
9．第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2 000 m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，便敏捷地把它一把抓了起来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹．飞行员能抓到子弹，是因为( )
A．飞行员的反应快
B．子弹相对于飞行员是静止的
C．子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了
D．飞行员的手有劲
【解析】 在日常生活中，我们经常去拾起掉在地上的物品，或者去拿放在桌子上的物品，其实，地面上静止的物体(包括人)都在永不停息地随地球自转而运动，在地球赤道处，其速度大约为465 m/s.正因为相对地面静止的物体都具有相同的速度，相互间保持相对静止状态，才使人们没有觉察到这一速度的存在．当飞行员的飞行速度与子弹飞行的速度相同时，子弹相对于飞行员是静止的，因此飞行员去抓子弹，就和我们去拿放在桌上的物品的感觉和道理一样．
【答案】 B
10．如图2-1-8所示的时间轴，下列关于时刻和时间的说法中正确的是( )
图2-1-8
A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，也可以称为2 s内
B．t2～t3表示时间，称为第3 s内
C．t0～t2表示时间，称为最初2 s内或第2 s内
D．tn－1～tn表示时间，称为第(n－1) s内
【解析】 此题首先要注意时刻和时间分别对应于时间轴上的一个点和一个线段，其次要特别注意：(1)第n秒末等于第n＋1秒初；(2)n秒内不等于第n秒内，n秒内指的是从0～n秒末共n秒的时间，第n秒内指的是从n－1秒末至n秒末共1秒的时间．
【答案】 B
11．热气球运动起源于18世纪的法国，随着球皮材料和致热燃料的普及，热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目．在一次观光游览中，甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降．那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是 ( )
A．甲、乙匀速下降，v乙>v甲；丙停在空中
B．甲、丙匀速下降，v丙>v甲；乙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲；丙匀速下降，且v丙>v甲
D．甲、乙匀速下降，v乙【解析】 甲看到楼房匀速上升，说明甲相对地面匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙相对地面也匀速向下运动，且v乙>v甲，故B、D不正确；甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，说明丙可能静止，或者可能匀速上升，或者可能匀速向下运动，且v丙【答案】 A
12．小明所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向前走120米后，再向东走40米就到了他所在的教室，请你画出他的教室所在的位置．
【解析】 选校门口为坐标原点，x轴正方向表示向东，y轴正方向表示向北，以单位长的线段表示40米，建立坐标系如图所示．小明的教室在坐标为(40 m，120 m)处．
【答案】 见解析
13．一物体沿x轴运动，各个时刻的位置坐标如下表所示：
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
－4
－1
－7
1
位置点
A
B
C
D
E
F
(1)请在图2-1-9中的x轴上标出物体在各时刻的位置．
图2-1-9
(2)哪个时刻物体离坐标原点最远？有多远？
【解析】 (1)根据各个时刻的位置坐标对应情况，标出物体在各时刻位置如图所示．
(2)物体在1 s末、2 s末、3 s末、4 s末、5 s末离坐标原点的距离分别为5 m、4 m、1 m、7 m、1 m，所以4 s末物体离坐标原点最远，有7 m.
【答案】 (1)见解析图 (2)4 s末 7 m
必修1
第1节 运动、空间和时间
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道运动有多种类型，机械运动是物体最简单的一种运动形式．
2．知道参考系的概念，知道如何选择参考系．(重点、难点)
3．学会应用坐标系描述物体的空间位置．
4．知道时间和时刻的含义以及它们的区别，学会用时间数轴来描述物体运动过程中的时间和时刻．(重点)
机 械 运 动
[先填空]
1．机械运动：是指一个物体相对其他物体的位置变化，简称运动，是物质运动的一种基本形式．
2．参考系
(1)定义：用来描述物体运动的参照物称为参考系．
(2)选取原则：参考系的选取是任意的，一般以地面为参考系．
(3)参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果会有所不同．
[再判断]
1．车轮的转动不是机械运动．(×)
2．研究同一物体运动时，不论选取怎样的参考系，其结论是相同的．(×)
3．参考系可任意选取，而研究物体的运动时(如汽车加速)通常以地面为参考系．(√)
[后思考]
1．判断物体是否运动的参照与标准是什么？
【提示】 要选取参考系．
2．参考系一定是静止的吗？
【提示】 不一定．参考系的选取是任意的，可以选任意物体作为参考系．
[合作探讨]
在我国东南部的某大城市，有一天下午，该城市的中心广场行人拥挤，有人突然高喊：“楼要倒了！”其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒，如图2-1-1所示，人们便纷纷狂奔逃生，引起交通混乱．但过了好久，高楼并没有倒塌．人们再仔细观望时，楼依然稳稳地矗立在那里．
图2-1-1
探讨1：感觉高楼要倾倒时，是以什么物体作为参考系？
【提示】 感觉高楼要倾倒时，是以运动的云作为参考系．
探讨2：选取什么物体作为参考系时会感觉楼在运动？
【提示】 选取运动的物体作为参考系时会感觉楼在运动．
[核心点击]
1．运动和静止都是相对于参考系的．
2．研究同一物体的运动时，选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样．
3．比较不同物体的运动时，应该选择同一参考系．
4．一切物体都在运动，运动是绝对的，静止是相对的．
1．关于参考系的选取，下列说法正确的是 ( )
A．参考系必须选取静止不动的物体
B．参考系必须是和地面联系在一起的
C．地球才是最理想的参考系
D．只有选择好了参考系，物体的运动情况才能确定
【解析】 任何物体都可以选做参考系，不管是运动的还是静止的，A项错；虽然参考系可以任意选择，但选择参考系时，应使对物体运动的描述尽可能简单、方便，不一定要选择地面上的物体或地球，B、C两项错；选择不同的参考系，物体的运动情况可能会不同，如从水平匀速飞行的飞机上掉下的物体，地面上的人看它的轨迹是曲线，飞机上的人看它的轨迹是直线，因此不选择好参考系，物体的运动情况就不能确定，D项对．
【答案】 D
2．宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时写下诗句“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风，卧看满天云不动，不知云与我俱东”．请问诗句中的“云与我俱东”所对应的参考系是( )
A．两岸 B．船
C．云 D．诗人
【解析】 本诗所描述的情景中船、诗人和云是相对静止的，“云与我俱东”是以两岸为参考系的，故选A.
【答案】 A
3．两列火车平行地停在一站台上，过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树林在向西移动，乙车内的乘客发现甲车没有动，如以地面为参考系，上述事实说明 ( )
A．甲车向东运动，乙车不动
B．乙车向东运动，甲车不动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．甲、乙两车以相同的速度向东运动
【解析】 物体的运动是相对参考系而言的，同一物体，参考系不同，其运动情况一般不同，本题中，树木相对地面静止，甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动，说明甲车在向东运动；乙车内的乘客发现甲车没有动，说明乙车相对甲车静止，由于甲车相对地面向东运动，所以乙车相对地面也向东运动．
【答案】 D
物体运动情况的判断方法
(1)确定研究对象．
(2)根据题意选取合适的参考系．
(3)分析被研究物体相对于参考系的位置变化情况．
空 间 位 置 的 描 述
[先填空]
1．建立坐标系的意义
研究物体的运动，首先应该描述物体的空间位置．在物理学中，通常需要借助数学方法，建立坐标系定量来描述物体的位置及位置的变化．
2．坐标系的种类
(1)对于一个在一条直线上运动的物体，我们可以建立一个一维坐标系来描述其位置．
(2)对于一个在平面上运动的物体，我们可以建立一个二维坐标系来描述其在平面上的位置．
(3)对一个在空间运动的物体，要建立三维坐标系来描述其位置．
[再判断]
1．物体在坐标系中的坐标值的正负表示大小．(×)
2．描述直线运动，一般建立直线坐标系．(√)
3．描述花样滑冰运动员的位置，应用直线坐标系．(×)
[后思考]
1．建立坐标系的目的是什么？
【提示】 定量描述物体的位置及位置变化．
2．如何定量描述物体的直线运动？
【提示】 建立直线坐标系，在直线上规定原点、正方向和单位长度．
[合作探讨]
一辆汽车正在平直的公路上直线行驶．
图2-1-2
探讨1：为了描述汽车的位置及位置变化，我们需要建立什么样的坐标系？
【提示】 需要建立直线坐标系．
探讨2：汽车转弯时，上一问中建立的坐标系还能描述物体的位置及位置变化吗？如果不能，我们需要建立什么样的坐标系？
【提示】 不能，需要建立平面直角坐标系．
[核心点击]
1．建立坐标系的两条原则
(1)坐标原点应建立在参考系上或相对参考系静止．
(2)对坐标方向的选取要使对物体运动规律的描述尽量简便．
2．坐标系的种类
(1)一维坐标系：如果物体沿直线运动，以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和标度，建立一维坐标系，如图2-1-3甲．
(2)二维坐标系：当物体在某一平面内做曲线运动时，需要用两个相互垂直的坐标确定它的位置，即二维坐标系(平面坐标)，如图2-1-3乙．
(3)三维坐标系：当物体在空间内运动时，如踢出的足球在空中运动，需要采用三个坐标确定它的位置，即三维坐标系(空间坐标)，如图2-1-3丙．
甲 一维坐标系 乙 二维坐标系 丙 三维坐标系
图2-1-3
4．一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下方向为坐标轴的正方向．则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A．2 m，－2 m，－1 m B．－2 m,2 m,1 m
C．4 m,0,1 m D．－4 m,0，－1 m
【解析】 根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为－2 m，B点为坐标原点，D点为地面，坐标为2 m，C点为接住点，坐标为1 m，所以选项B正确．
【答案】 B
5．如图2-1-4所示，某人从学校门口A处开始散步，先向南走了50 m到达B处，再向东走100 m到达C处，最后又向北走了150 m到达D处，则A、B、C、D各点位置如何表示？
图2-1-4
【解析】 本题考查坐标系的建立方法．可以以A点为坐标原点，向东为x轴的正方向，向北为y轴的正方向建立坐标系，如图所示，则各点坐标为A(0,0)，B(0，－50 m)，C(100 m，－50 m)，D(100 m,100 m)．
【答案】 A(0,0) B(0，－50 m) C(100 m，－50 m) D(100 m,100 m)
描述物体空间位置的方法
(1)选定参考系，以参考系为坐标原点，建立坐标系，应明确坐标轴的正方向及其标度大小．
(2)根据物体相对参考系的距离及方位，在坐标系中找出与物体位置相对应的坐标点．
时 间 的 描 述
[先填空]
1．时刻：是指某一瞬时，在表示时间的数轴上，时刻用点来表示．
2．时间：是指两个时刻之间的间隔，在表示时间的数轴上，时间用线段来表示．
[再判断]
1．时间间隔是指较长的一段时间，时刻是指较短的一段时间．(×)
2．一节课45分钟指的是时刻．(×)
3．1天只能分成24个时刻．(×)
[后思考]
1．时间轴上的每一个点对应一个时刻，时刻就是一个点吗？
【提示】 时刻不是点．
2．第十七届亚运会于北京时间2014年9月19日17时开幕，历时16天，于2014年10月4日11时胜利闭幕．以上数据中哪些是时刻，哪些是时间？
【提示】 2014年9月19日17时，2014年10月4日11时是时刻，16天是时间．
[合作探讨]
高速铁路是指通过改造原有线路(直线化、轨距标准化)，使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统．高速铁路除了列车在营运达到速度一定标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升．广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统．
图2-1-5
我国铁路交通高速发展，已经数次提速．下表是某同学查询的某次空调特快列车的运动时刻表．
站次
车站
日期
停车时间
开车时间
公里数
1
南京西
当日
始发站
14：28
0
2
南京
当日
14：36
14：46
6
3
常州
当日
15：58
16：02
144
4
无锡
当日
16：26
16：30
183
5
上海
当日
17：33
终点站
309
探讨1：上表中各“停车时间”及“开车时间”指的是时刻，还是时间间隔？
【提示】 表中各“停车时间”、“开车时间”分别表示到站的时刻和出站的时刻．
探讨2：能否了解到本次特快列车到达无锡站、离开无锡站的时间及停靠无锡站的时间？
【提示】 本次特快列车于16：26(时刻)到达无锡站，于16：30(时刻)离开无锡站，中间停靠4 min(时间)．
[核心点击]
1．时刻与时间的区别和联系
2.用时间轴表示时间和时刻
(1)第1 s内、第2 s内、第3 s内、……、第n s内指的都是时间，都为1 s.
(2)最初2 s内、最后3 s内、……、最初n s内都是指时间，在数值上对应所述值．
(3)第1 s末(第2 s初)、第2 s末(第3 s初)、……、第n s末，都是指时刻．如图2-1-6所示，第3 s末和第8 s初都是时刻，第5 s末和第6 s初是同一时刻(在时间轴上是同一点)．第2 s初到第3 s末的时间间隔为2 s.
图2-1-6
6．下列说法中指时间间隔的是( )
A．学校每天21：40准时熄灯
B．早晨由临海开往杭州的第一班车，在06：20发车
C．高考理科综合的考试时间为150分钟
D．中央电视台的朝闻天下节目在6点开播
【解析】 选项A、B、D中的21：40、06：20和6点均指时刻，选项C中的150分钟指时间间隔，故选项C正确．
【答案】 C
7．下列说法表示同一时刻的是 ( )
A．第2 s末和第3 s初
B．前3 s内和第3 s内
C．第3 s末和第2 s初
D．第1 s内和第1 s末
【解析】 同一时刻是指在时间轴上对应同一个点，所以仅选项A正确．
【答案】 A
8．2013年12月14日21时11分，嫦娥三号探测器完美着陆月球虹湾地区，大约11分钟的落月过程中，嫦娥三号从15千米高度开启发动机反推减速，在距离月面100米高度时，探测器悬停，自动进行月面识别，下降到距月面4米高度时以自由落体方式着陆．在接下来的几个小时里，月球车成功与嫦娥三号进行器件分离，开始执行为期3个月的科学探测任务．下列数据表示时刻的是( )
A．21时11分 B．11分钟
C．几个小时 D．3个月
【解析】 21时11分是嫦娥三号探测器落到月球表面的那一时刻，是一瞬间，选项A正确；11分钟是指落月过程所用时间，选项B错误；几个小时是指嫦娥三号探测器从着陆到与月球车分离所经过的时间，选项C错误；3个月是指月球车进行科学考察与探测的时间，选项D错误．
【答案】 A
1．区分时刻和时间的两种方法
(1)利用上下文判断：分析所给的说法，根据题意仔细体会．时刻指某一瞬间，对应某一位置；时间是指两时刻之间的一段间隔，对应一个过程.
(2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻或时间在时间轴上标出来，时刻对应一个点，时间对应一条线段．
2．时刻和时间的表述方法
(1)“第n s末”“n s末”“第n s初”等指的均是时刻，在时间轴上为一点．
(2)“n s内”“前n s内”“后n s内”等指的均是时间，在时间轴上为一线段．
