2020-2021学年新教材人教版必修第一册 1.2 时间　位移 作业

第2节　时间　位移

必备知识基础练 进阶训练第一层
知识点一 时刻和时间间隔
1．如右图所示的时间轴，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是(　　)
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，称为前3 s内
C．t0～t2表示时间，称为最初2 s内或前2 s内
D．tn－1表示时刻，称为第(n－1)s
2．(多选)关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是(　　)
A．时间间隔是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间
B．“第2 s内”和“前2 s内”指的是不相等的两段时间间隔
C．“北京时间12点整”指的是时刻
D．“1 min”只能分成60个时刻
知识点二 直线运动的位置和位移
3.有一口井，水面距井口4 m，现用水桶从井中提水(如图)，水桶出井后又将其提升了1 m．选井口处为坐标原点，以水桶竖直向上提升的路线为x轴，向上为正方向，则水桶在水面时的位置和最后的位置坐标分别是(　　)
A．4 m,1 m B．－4 m,1 m
C．5 m,0 D．－5 m,1 m
4.
如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮在地面上沿直线无打滑地滚动，当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时，气门芯位移的大小为(　　)
A．πR B．2R
C．(2＋π)R D．R
知识点三 位移、路程　标量、矢量
5.关于位移和路程，下列说法正确的是(　　)
A．在某段时间内物体运动的位移为零，该物体不一定是静止的
B．在某段时间内物体运动的路程为零，该物体不一定是静止的
C．某同学沿着400 m环形操场跑道跑了一圈，位移为400 m
D．高速公路路牌标示“上海80 km”指的是位移
6．若规定向西方向为位移正方向，今有一个皮球停在坐标原点处，轻轻踢它一脚，使它向西做直线运动，经过7 m时与墙相碰后又向东做直线运动，经过10 m停下，则上述过程皮球通过的路程和位移分别是(　　)
A．17 m、17 m B．3 m、3 m
C．17 m、－3 m D．－3 m、7 m
7．某物体在水平面上向正南方向运动了20 m，然后又向正北方向运动了30 m，对于这一过程，下列说法正确的是(　　)
A．物体的位移大小是50 m，方向由南向北
B．物体的路程是10 m
C．物体的位移大小是10 m，方向向北
D．物体的位移大小是10 m，方向向南
8．关于矢量和标量，下列说法中正确的是(　　)
A．标量只有正值，矢量可以取负值
B．标量是既有大小又有方向的物理量
C．位移是矢量
D．位移－10 m比位移5 m小
知识点四 位移—时间图像
9．如图所示是某质点做直线运动的位移—时间图像，由图可知(　　)
A．质点一直处于运动状态
B．质点第3 s内位移是2 m
C．此图像表示了质点运动的轨迹
D．该质点前4 s内位移是2 m
10．a，b两个质点相对于同一点在同一直线上运动的x－t图像如图所示，关于a，b的运动下面说法中正确的是(　　)
A．a，b两个质点运动的出发点相距1 m
B．质点a比质点b迟1 s开始运动
C．在0～3 s内，a，b的位移大小均为5 m
D．在0～3 s内，a，b的位移相同
知识点五 位移与时间的测量
11.打点计时器是一种常用的实验仪器，它使用的电源及其直接测量的物理量分别是(　　)
A．直流电、测量位移 B．直流电、测量时间
C．交流电、测量位移 D．交流电、测量时间
12．(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，若打点周期为0.02 s，下列说法正确的是(　　)
A．先接通电源，后拉动纸带
B．先拉动纸带，后接通电源
C．电火花计时器使用6 V以下的交流电源
D．连续n个计时点间的时间为(n－1)×0.02 s

关键能力综合练 进阶训练第二层
一、单项选择题
1．2018年11月6日上午11时10分，伴随着巨大的轰鸣声，万众瞩目的空军歼－20战斗机亮相第十二届中国航展，歼－20战斗机飞行表演历时约为20分钟，下列说法正确的是(　　)
A．“2018年11月6日上午11时10分”指的是时间间隔
B．“约为20分钟”指的是时刻
C．研究人员在定位歼－20战斗机的位置时可将其视为质点
D．研究歼－20战斗机在飞行过程中的姿势时可将其视为质点
2．关于位移和路程，下列说法正确的是(　　)
A．物体沿直线朝某一个方向运动时，通过的路程就是位移
B．几个运动物体通过的路程相同，一定有相同的位移
C．几个运动物体通过的路程不同，可能有相同的位移
D．物体的位移为0，其路程也一定为0
3.(易错题)如图所示，某校学生开展无线电定位“搜狐”比赛，甲、乙两人从O点同时出发，并同时到达A点搜到狐狸，两人的“搜狐”路径已在图中标出，则(　　)
A．甲的位移大于乙的位移
B．两人运动的位移相同
C．甲的位移小于乙的位移
D．甲的路程等于乙的路程
4．下列关于位移和温度的说法中，正确的是(　　)
A．两运动物体的位移大小均为30 m，这两个物体的位移一定相同
B．做直线运动的两物体位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，则x甲>x乙
C．温度计读数有正有负，其正负号表示方向
D．温度计读数t1＝3℃，t2＝－5℃，则t1>t2
二、多项选择题
5．(探究题)2018年8月15日在清华大学举办的第三届“登峰杯”机器人大赛中，某机器人在平面内由点(0,0)出发，沿直线运动到点(3,1)，然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4)，然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5)，最后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2)，平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度均为1 m．整个过程中机器人所用时间是2 s，则(　　)
A．机器人的运动轨迹是一条直线
B．机器人不会两次通过同一点
C．整个过程中机器人的位移大小为2 m
D．整个过程中机器人的位移与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反
6.
如图所示，一边长为10 cm的实心立方体木块表面上，有一只昆虫从A点爬到G点．下列说法正确的是(　　)
A．该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为(10＋10)cm
B．该昆虫的位移大小为10 cm
C．该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为10 cm
D．该昆虫的位移大小为10 cm
三、填空题
7．某同学用打点计时器打出一条如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用O、A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来．(已知电源频率为50 Hz)
(1)电磁打点计时器使用________ V的________电源(填“直流”或“交流”)；
(2)由图可以知道，A、B两点的时间间隔是________ s，OE段的位移大小是________ m.

学科素养升级练 进阶训练第三层
1．(真实情境—生活情境)经过查询，下面两表为Z98次列车的相关数据介绍，请读表后回答下列问题．
表一
详细情况 车次 Z98 运行时间 21小时7分钟
发车时间 18∶06 到站时间 15∶13
类型 暂无数据 全程 2294千米
备注 无

表二
站次 车站 日期 到站时间 开车时间 里程
1 广州东 当天 始发站 18∶06 0千米
2 长沙 第2天 01∶19 01∶25 707千米
3 武昌 第2天 04∶48 04∶54 1 069千米
4 郑州 第2天 09∶28 09∶34 1 605千米
5 北京西 第2天 15∶13 终点站 2 294千米
(1)表一中哪项数据表示的是时间间隔？
(2)表二中数据显示，列车在中途停站的时间共有多少？
(3)表二中的里程数据所表示的是位移还是路程？
2．(真实情境—学术情境)在2018年11月6日9时开幕的第十二届航展上，中国航天科工集团有限公司正在研发的高速飞行列车首次亮相．其利用磁悬浮技术及近真空管道线路大幅减小阻力，并具有强大的加速能力及高速巡航能力．未来项目落地时最大运行速度可达4000 km/h.从郑州到北京的路程为693 km，只要11.4 min就可到达，真是“嗖”的一声，人就到了．
(1)当研究该高速飞行列车通过某一路标所需时间时，能否看作质点？
(2)如何描述高速飞行列车运行过程中所处的位置？
第2节　时间　位移
必备知识基础练
1．解析：时刻在时间轴上对应的是点，而时间间隔表示两个时刻之间的间隔，在时间轴上对应的是线段，t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，而2 s内指的是0～2 s这2 s，选项A错误；t2～t3表示时间，指的是2～3 s这1 s，称为第3 s内，选项B错误；t0～t2表示时间，指的是0～2 s这2 s，称为最初2 s内或前2 s内，选项C正确；tn－1表示时刻，称为第(n－1)s末或第n s初，选项D错误．
答案：C
2．解析：时刻不是较短的一段时间，而是一个时间点，A错误；“第2 s内”指从第1 s末到第2 s末的一段时间，“前2 s内”指从开始到2 s末的一段时间，两者是不同的，B正确；“12点整”是一个时间点，是时刻，C正确；“1 min”能分成无数个时刻，D错误．
答案：BC
3．解析：由题意可知，选井口处为原点，向上为正；则水桶在水面时在井口的下方，离井口的距离为4 m．故坐标为－4 m；出井后，离井口1 m，方向向上，故坐标为1 m.
答案：B
4．解析：当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯的初位置与末位置如图：
由几何知识得，气门芯的位移大小
x＝＝R，故D正确．
答案：D
5．解析：在某段时间内物体运动的位移为零，该物体不一定是静止的，例如做圆周运动的物体运动一周回到原来的位置时，选项A正确；在某段时间内物体运动的路程为零，该物体一定是静止的，选项B错误；某同学沿着400 m环形操场跑道跑了一圈，则路程为400 m，位移为零，选项C错误；高速公路路牌标示“上海80 km”指的是路程，选项D错误．
答案：A
6．解析：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．皮球先沿正方向运动了7 m，又沿负方向运动了10 m停下，所以路程为17 m；皮球总的运动过程是沿负方向运动了3 m．故位移为－3 m，故C正确．
点睛：此题是对路程和位移的考查，关键是理解路程和位移的概念．路程是物体路径的总长度，是标量；而位移是从起点指向终点的有向线段，是矢量；一般情况下，只有当物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程．
答案：C
7．解析：位移的大小等于首末位置的距离，路程等于运动轨迹的长度．物体在水平面上向正南方向运动了20 m，然后又向正北方向运动了30 m，位移的大小x＝30 m－20 m＝10m，方向由南向北，故A、D错误，C正确；路程s＝20 m＋30 m＝50 m，故B错误．
答案：C
8．解析：标量和矢量都既可以取正值，也都可以取负值，故A错误；标量是只有大小没有方向的物理量，故B错误；位移既有大小又有方向，是矢量，故C正确；位移－10 m的大小为10 m，比位移5 m大，故D错误．
答案：C
9．解析：位移—时间图像表明了位移随时间变化的关系，不是质点运动的轨迹，从图像可以看出，2 s末到4 s末质点处于静止状态；第3 s内质点的位移为零，前4 s内质点的位移为2 m.
答案：D
10．解析：由题图可以看到，被选作参考系的质点位于坐标轴上的原点，质点a从坐标轴上5 m处向参考系原点方向运动，经2 s到达坐标轴原点．在t＝1 s时，质点b从坐标原点出发，沿坐标轴的正方向运动，1 s内的位移为5 m；质点a运动了2 s，质点b只运动了1 s，它们的位移大小相等，均为5 m，而方向相反，不能说ab位移相同，故C正确．故选C.
答案：C
11．解析：打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50 Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电，它们是每隔0.02 s打一个点，则它直接测量的物理量是时间，故D正确．
答案：D
12．解析：使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，A正确，B错误；电火花计时器使用220 V的交流电，C错误；每相邻的两个计时点间的时间为0.02 s，连续n个计时点间有n－1个间隔数，故时间为(n－1)×0.02 s，D正确．
答案：AD
关键能力综合练
1．解析：“2018年11月6日上午11时10分”指的是时刻，选项A错误；“约为20分钟”指的是时间间隔，选项B错误；研究人员在定位歼－20战斗机的位置时，战斗机的大小和形状均可忽略不计，可将其视为质点，选项C正确；研究歼－20战斗机在飞行过程中的姿势时，战斗机的大小和形状不可忽略，不可将其视为质点，选项D错误．
答案：C
2．解析：物体沿直线朝某一个方向运动时，通过的路程与位移大小相等，但路程不是位移，故A错误；几个运动物体通过的路程相同即轨迹长度相同，但起点与终点不一定相同，所以位移不一定相同，故B错误；几个运动物体通过的路程不同即轨迹长度不同，当起点与终点相同时，位移则相同，故C正确；物体的位移为0，其路程不一定为0，如物体沿圆周运动一周时，位移为0，但路程不为0，故D错误．
答案：C
3．解析：甲、乙两人都从O点出发，到达A点，位移是从初位置到末位置的有向线段，他们的位移相同，B正确，A、C错误；从题图中给出的运动轨迹看出，甲的路程大于乙的路程，D错误．
答案：B
4．解析：位移是矢量，位移相同则大小和方向都必须相同，所以两物体位移大小均为30 m时，方向可能不同，所以A错误；矢量的正负号只表示运动方向，不参与大小的比较，标量的正负号表示大小而不表示方向，故x甲<|x乙|，t1>t2，B、C错误，D正确．
答案：D
5．解析：
在坐标系中画出机器人的运动轨迹如图所示，可见其运动轨迹不是一条直线，图线的交点表示机器人两次通过同一点，A、B均错误；整个过程中机器人的位移为从点(0,0)到点(2,2)的有向线段，大小为2 m，C正确；(0,0)、(2,2)、(5,5)三个坐标点在同一条直线上，故可得出整个过程中机器人的位移与由点(5,5)到点(2,2)的位移方向相反，D正确．
答案：CD
6.
解析：昆虫从A爬到G的位移大小就是立方体的对角线AG的长度，大小为10 cm，故B错误，D正确；A到G的路程有无数种可能性，由于昆虫只能在实心立方体表面运动，我们可以将表面“展开”，在同一平面内连接A、G两点，如图所示，路径为AIG时，路程最短，此时路程为10 cm，故A错误，C正确．
答案：CD
7．解析：(1)电磁打点计时器使用大约8 V的交流电源；
(2)电磁打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，由于每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来，则A、B两点的时间间隔T＝0.02×5 s＝0.1 s，OE段的位移大小为40.8 cm，即0.408 m.
答案：(1)大约8　交流　(2)0.1　0.408
学科素养升级练
1．解析：(1)发车时间与到站时间都是指时刻，只有运行时间表示的是时间间隔．
(2)列车中途共停站三次，总时间为6 min＋6 min＋6 min＝18 min.
(3)里程数据所表示的是路程，即实际轨迹的长度．
答案：(1)21小时7分钟
(2)18分钟　(3)路程
2.
解析：
(1)研究列车经过某一路标所需的时间，列车的大小不能忽略，故不能将列车看作质点．
(2)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，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：见解析