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高中物理人教(新课标)必修1
第一章 运动的描述 单元测试卷
一、单选题
1.现在很多人手机上都有能记录跑步数据的软件,如图所示是某软件的截图,根据图中信息,判断下列选项正确的是( )
A. “3.00千米”指的是该同学的位移
B. 平均配速“05′49″”指的是平均速度
C. “00:17:28”指的是时刻
D. 这位跑友平均每跑1千米用时约350s
2.2020年国际泳联游泳冠军系列赛北京站在1月24日开幕,孙杨在男子200m自由泳比赛中以1分45秒55的成绩夺冠。则以下判断错误的是( )
A. 200m是路程,1分45秒55是时间间隔
B. 研究孙杨图示起跳技术动作时,孙杨不可被视为质点
C. 孙杨整个运动过程中的平均速度约为1.9 m/s
D. 孙杨整个运动过程中的重心位置是不断变化的
3.2012年12月26日,世界上最长的高铁京广线全线开通.如图所示,京广高铁从北京出发,经石家庄、郑州、武汉、长沙、衡阳,到达广州,途经北京、河北、河南、湖北、湖南、广东等6省市,全程2230公里,全程运行时间8小时.同学们根据上述材料,可以求出( )
A. 北京到广州的路程
B. 北京到广州的平均速度
C. 北京到广州的加速度
D. 北京到广州的位移
4.某一小车从静止开始在水平方向上做直线运动,其运动过程中的加速度随时间变化关系如图所示,则关于小车的运动下列说法中正确的是( )
A. 小车做先加速后减速,再加速再减速的单向直线运动
B. 小车做往复直线运动,速度反向时刻为1s、 3s末
C. 小车做往复直线运动,且可以运动到出发点的另一侧
D. 小车运动过程中的最大速度为2.5m/s
5.在下面所说的运动情况中,不可能出现的是( )
A. 物体在某一时刻运动速度很大,并且加速度很大
B. 物体在某一时刻运动速度很小,而加速度很大
C. 运动的物体在某一时刻速度为0,而加速度不为0
D. 做变速直线运动的物体,加速度方向与运动方向相同,当物体加速度减小时,其速度也减小
6.光滑的水平面上有一物体在外力作用下做直线运动,物体的加速度随时间变化(a﹣t)的关系如图所示。已知t=0时物体的速度为2m/s,以此时的速度方向为正方向。下列说法中正确的是( )
A. 0~1s内物体做匀加速直线运动
B. t=1s时物体的速度为4m/s
C. t=1s时物体开始反向运动
D. t=2s时物体离出发点最远
7.下列运动物体加速度值最大的是( )
A. 火箭升空 B. 击发后在枪膛中的子弹
C. 刚起步的卡车 D. 地球表面自由落体的铅球
8.朱军同学在现杨观看F1赛车表演时,看到赛车闪而过,感叹“真快啊!”;当到了终点时,赛车突然刹车停住,朱军同学又感叹“真快啊!”。下列说法正确的是( )
A. 第一个“真快”是描述加速度大;第二个“真快”是描述速度大
B. 第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述速度大
C. 第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述加速度大
D. 第一个“真快”是措述加速度大;第二个“真快”是描述加速度大
二、多选题
9.在2019多哈田径世锦赛上,绍兴籍飞人谢震业创造了历史,成为第一个闯入世锦赛男子200米决赛的中国选手,最终谢震业跑出20秒14的好成绩.下列说法中正确的是( )
A. “20秒14”指的是时间间隔
B. 研究谢震业的起跑技术动作时,不可以把他看作质点
C. 谢震业在比赛中的平均速度为9. 9m/s(保留两位有效数字)
D. 谢震业在比赛中第1s内的加速度大于最后1s内的加速度
10.测速仪安装有超声波发射和接收装置,如图所示,B为测速仪,A为汽车,两者相距330 m。某时刻B发出超声波,同时A由静止开始做匀加速直线运动。当B接收到反射回来的超声波信号时AB相距370 m,已知声速为340 m/s,则下列说法正确的是( )
A. 经2 s,B接收到返回的超声波
B. 超声波追上A车时,A车前进了20 m
C. A车加速度的大小为5m/s2
D. A车加速度的大小为20m/s2
11.下列关于物体运动的说法,正确的是( )
A. 物体速度不为零,其加速度可以零
B. 物体具有加速度时,它的速度可能不会改变
C. 物体的加速度变大时,速度也一定随之变大
D. 物体加速度方向改变时,速度方向可以保持不变
12.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为匀变速直线运动(现称另类匀变速直线运动),另类加速度定义为 ,其中 和 分别表示某段位移 内的初速度和末速度, 表示物体做加速运动, 表示物体做减速运动。而现在物理学中加速度的定义式为 ,下列说法正确的是( )
A. 若A不变,则a也不变
B. 若 且保持不变,则a逐渐变大
C. 若A不变,则物体在中间位置处的速度为
D. 若A不变,则物体在中间位置处的速度为
三、实验探究题
13.电火花计时器和电磁打点计时器都是一种计时的仪器,均使用交流电源,若电源的频率为50Hz时,它们每隔0.02s打一个点。
(1)实验开始时,应该先________再________(填“释放纸带”或“接通电源” )
(2)如图所示为匀变速的小车运动情况的纸带。图中A、B、C、D、E为每隔四个点取的相邻的计数点。
则小车运动的加速度大小为________m/s2
14.(1)在做用打点计时器测速度的实验时,要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的“电火花打点计时器”使用的电压是________V的________(选填“直流电”或“交流电”),它每隔________s打一个点。
(2)在“探究小车的速度随时间变化的规律”实验时,其电源频率为50Hz,如下图所示是某次实验的纸带,舍去前面比较密的点,从0点开始,每5个连续点取1个计数点,标以1,2,3……,各计数点与0计数点之间的距离依次为x1=3 cm,x2=7.5 cm,x3=13.5 cm,则物体通过1计数点的速度v1=________ m/s,通过2计数点的速度v2=________ m/s,运动的加速度为________ m/s2.
四、解答题
15.在平直轨道上行驶的火车,在拐弯前要减到合适的速度才能安全行驶,为了安全拐弯,火车正在从180 km/h的速度开始做匀减速运动,假设安全的拐弯速度为54 km/h,要求在50 s内恰好到达拐弯处,求火车的加速度.
16.在一条直线跑道上,每隔6 m远放置一个空瓶子,运动员进行折返跑训练,从中间某一瓶子处出发,跑向最近的空瓶子将其扳倒后返回再扳倒出发点处的第一个瓶子,之后再折返扳倒前面的最近的瓶子,依次下去,当他扳倒第6个空瓶子时,他跑过的路程多大?位移是多大?
17.一客车正以20 m/s的速度在平直轨道上运行时,发现前面180 m处有一货车正以6 m/s速度匀速同向行驶,客车立即合上制动器,做匀减速直线运动,需经40 s才能停止,求客车刹车加速度大小。
18.如图是打点计时器在运动纸带上打下的一行小点,已知计时器所用交流电的频率是 50Hz.那么根据 D、F两点间的位移△x 和时间△t , 可以算出纸带在这两点间的平均速度 v= ,用这个平均速度就可以代表纸带经过 E 点时的瞬时速度,这就是测量瞬时速度的方法。试根据图中信息和交流的频率得出时间△t 的数值。
答案及解析
1. D
解:A、根据题图中地图显示,跑的轨迹是曲线,故“3.00千米”指的是路程,A不符合题意;
B、05′49″的单位是时间单位,可知不是平均速度,B不符合题意;
C、00:17:28指的是所用时间,是指时间间隔,C不符合题意;
D、3千米共用时(17分)28秒,故每跑1千米平均用时约350s,D符合题意。
故答案为:D
【分析】距离代表的是路程不是位移;平均配速是指时间;跑步的时间指的是时间间隔。
2. C
解:A、200m是孙杨运动的轨迹长度,为路程,1分45秒55是整个过程所需时间,为时间间隔,A正确,不符合题意;
B、质点是理想化的物理模型,物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或影响很小时,物体才可以看做质点,所以研究孙杨的起跳技术动作时,孙杨的形状不能忽略,即孙杨不能看做质点,B正确,不符合题意;
C、赛道长度为50m,比赛过程中位移为0,故平均速度为0,C错误,符合题意;
D、由于孙杨在运动过程中,状态时刻在变化,故重心在不断变化,D正确,不符合题意;
故答案为:C
【分析】由于200m过程孙杨的位移是0所以平均速度也等于0.
3. A
解:北京到广州全程2230公里,指的是的路程,A符合题意;北京到广州的直线距离未知,即位移未知,不能求北京到广州的平均速度,B、C、D不符合题意;
故答案为:A
【分析】利用路线的长度可以求出路程的大小;由于不知位移不能求出平均速度的大小;不知道速度变化不能求出加速度的大小。
4. D
解:ABC.由加速度时间图线可判断,0~1s内,小车沿正向做加速度增大的加速运动,1s~2s内小车沿正向做加速度减小的减速运动,由对称性知2s末小车速度恰好减到零,2s~3s内小车沿负向做加速度增大的加速度运动,3s~4s内小车沿负向做加速度减小的减速运动,4s末小车速度恰好减到零。由于速度的变化也是对称的,所以正向位移和负向位移相等,即4s末小车回到初始位置,故 ABC不符合题意;
D.小车在1s末或3s末速度达到最大,图线与时间轴所围面积表示速度的变化,所以最大速度为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用速度的方向结合加速度方向可以判别速度的变化;利用面积可以求出速度的变化量及最大速度的大小。
5. D
解:A、物体在某一时刻速度很大,速度变化可能很快,加速度可能很大,A可能,不符合题意;
B、某一时刻速度很小,但是速度变化可能很快,加速度很大,B可能,不符合题意;
C、某时刻速度为零,加速度可能不为零,比如自由落体运动的初始时刻,C可能,不符合题意;
D、当加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度一定增大,D不可能,符合题意;
故答案为:D。
【分析】加速度等于单位时间内的速度变化量,表示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。
6. B
解:A.由图可知,0~1s加速度均匀增加,物体做变加速直线运动,A不符合题意;
B.加速度图线与时间轴所包围的面积大小代表速度的变化量,则1s内速度变化 ,由于初速度为vo=2m/s,故1s末的速度为4m/s,B符合题意;
C.0~1s内物体一直沿正向运动,1s后加速度反向,物体由于惯性继续沿原方向运动,C不符合题意;
D.0~2s内物体速度的变化量为: ,初速度为vo=2m/s,2s末物体的速度为2m/s,仍沿原方向运动,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】利用加速度变化可以判别物体不是做匀变速运动;利用面积可以求出速度变化量和初速度的大小;利用物体具有惯性可以判别速度方向继续保持不变;利用速度方向可以判别位移的大小。
7. B
解:由牛顿第二定律 知,子弹的质量最小,所受的力较大,所以击发后在枪膛中的子弹的加速度最大,B符合题意。
故答案为:B
【分析】加速度是衡量物体速度变化快慢的物理量,与速度本身的大小没有关系,速度变化越快,加速度越大。
8. C
解:第一个“真快”是描述赛车运动的快,即速度大;第二个“真 快”是描述赛车停下来的时间很短,加速度大,
故答案为:C.
【分析】运动快慢主要指的是速度问题,速度变化的快慢主要指的是加速度大小问题。
9. ABD
解:A.“20秒14”指的是时间间隔,A符合题意;
B.研究谢震业的起跑技术动作时,不可以把他看作质点,如果看做质点则无法研究其起跑动作,B符合题意;
C.平均速度等于位移和时间的比值,200m是他的路程,由于位移未知,则不能求解谢震业跑完全程的平均速度,C不符合题意;
D.在比赛的第1s内要竭尽全力加速,加速度很大,在最后1s内基本上是以最大速度做匀速运动,加速度几乎为零,D符合题意;
故答案为:ABD
【分析】跑步总时间是指时间间隔;研究运动员的跑步技术不能作为质点;由于不知道位移所以不能求出平均速度的大小;利用速度的变化量可以判别加速度的大小。
10. AD
解:AB.超声波从B发出到A与被A反射到被B接收所需的时间相等,在整个这段时间内汽车的位移x=370-330m=40m。初速度为零的匀变速直线运动,在开始相等时间内的位移之比为1:3,所以x1=10m,x2=30m,则超声波被A接收时,AB的位移x′=330+10m=340m,所以超声波从B发出到被A接收所需的时间为:
则t=2T=2s,超声波追上A车时,A车前进了10m,A符合题意,B不符合题意;
CD.根据△x=aT2得:
C不符合题意,D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】物体做匀变速直线运动,假设物体的加速度,结合题目给出的汽车与物体之间的距离,利用运动学公式列方程求解即可。
11. AD
解:物体做匀速直线运动时,速度不为零加速度为零,A符合题意;只要具有加速度,则物体的运动状态一定发生变化,即速度一定变化,B不符合题意;加速度变大,速度变化得更快,但速度不一定变大,如做减速运动过程中加速度变大,则速度减小的更快,C不符合题意;体加速度方向改变时,速度方向可以保持不变.比如物体在一条直线上先做加速运动后做减速运动时,加速度方向改变,而速度方向不变,D符合题意.
故答案为:AD
【分析】加速度是衡量物体速度变化快慢的物理量,与速度本身的大小没有关系,速度变化越快,加速度越大,与速度的大小没有必然联系。
12. BC
解:若A不变,有两种情况,第一种情况:A>0,相等位移内速度增加量相等,则知平均速度越来越大,所以相等位移内所用时间越来越少,由 可知,a越来越大;第二种情况:A<0,相等位移内速度减少量相等,平均速度越来越小,所以相等位移内用的时间越来越多,由 可知,a越来越小,A不符合题意,B符合题意。因为相等位移内速度变化相等,所以中间位置处位移为 ,速度变化量为 ,所以此位置的速度为 ,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】充分理解题目所提供信息的物理意义,将 与 进行对比,即可正确解答该题。
13.(1)接通电源;释放纸带 (2)3.53
解:(1)实验开始时,应该先接通电源,再释放纸带;(2)因为每隔四个点取一个计数点,则T=0.1s,根据 可得:
【分析】(1)实验开始要先通电源后释放纸带;
(2)利用邻差公式可以求出加速度的大小。
14.(1)220;交流电;0.02 (2)0.375;0.525;1.5
解:电火花打点计时器”使用的电压是220V的交流电源.打点间隔为交变电流的频率的倒数,当电源的频率是50 Hz时,打点周期是0.02s.[4][5][6] 每5个连续点取1个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔 ,
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度, ,
,
根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度的大小,得:
【分析】(1)电火花使用220V的交流电;打点周期为0.02s;
(2)利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小;利用逐差法可以求出加速度的大小。
15.
解:因
由加速度公式
即火车加速度大小为0.7 m/s2 , 方向与火车运动方向相反
【分析】利用加速度的定义式可以求出加速度的大小及判别其方向。
16.
解:设从O处出发,其运动情景如图所示,由路程是轨迹的长度得L=(6+6+12+18+24+30) m=96m
由位移概念得x=12 m
【分析】利用初末位置可以求出位移的大小;利用轨迹长度可以求出路程的大小。
17.
解:由题意知客车刹车加速度:
负号表示方向与初速度方向相反,即大小为0.5m/s2.
答:客车刹车加速度大小为0.5m/s2
【分析】利用加速度的定义式可以求出加速度的大小。
18.
解:交流电源的频率是 50Hz,那么周期为:T= =0.02s; 而由纸带可知:△t=3T=0.02×3s=0.06s
【分析】利用周期及打点间隔数可以求出时间的大小。
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