高中物理人教版必修1课后练习 第一章运动的描述 Word版含解析

第一章　《运动的描述》

一、选择题(1～6为单选每小题4分，7～10为多选每小题5分，共44分)
1．2019年1月3日，中国第35次南极科学考察队昆仑队16名队员成功穿越南极内陆冰盖“大锅底”，进入冰盖最高处的冰穹A地区的昆仑站．在南极考察这个问题上，下列说法正确的是(　A　)
A．在研究科学考察船从中国出发到南极大陆的行进路线问题上，科学考察船可以看成质点
B．以祖国大陆为参考系，昆仑站是在不断的运动
C．要对南极大陆的冰川学、天文学、地质学、地球物理学、大气科学、空间物理学等领域进行科学研究，可以建立平面坐标系
D．题述中的2019年1月3日表示时间间隔
解析：科学考察船相比从中国出发到南极大陆的行进路线要小的多，可以看成质点，A正确；祖国大陆和昆仑站相对于地球都是静止的，所以以祖国大陆为参考系，昆仑站是静止的，B错误；由于要研究空间结构，需要建立三维坐标系，C错误；2019年1月3日表示考察队到达昆仑站的时刻，D错误．
2．小华从家门口打车到火车站接上同学后即随车回到家，出租车票如图所示，则此过程中出租车的位移和行驶的路程分别是(　C　)
A．0,0 B．12.3 km,0
C．0,12.3 km D．12.3 km,12.3 km
解析：因为出发点和终点都是家门口，故小华此过程的位移是零，出租车是按照实际通过的路程计费的，故里程即为其路程，C对．
3．我国自主研制的某型号战斗机由静止开始启动，在运动500 m后起飞，已知5 s末的速度为10 m/s,8秒末的速度为16 m/s.在20秒末起飞，则该飞机由静止到起飞这段时间内的平均速度是(　D　)
A．10 m/s B．16 m/s
C．20 m/s D．25 m/s
解析：平均速度就等于物体发生的位移与所用的时间的比值，v＝＝ m/s＝25 m/s，选项D正确．
4．甲、乙、丙三个观察者，同时观察一个物体的运动，甲说：它在做匀速直线运动；乙说：它是静止的；丙说：它在做加速运动．下列说法正确的是(　D　)
A．在任何情况下都不可能出现这种情况
B．三人中总有一人或两人讲错了
C．如果选同一参考系，那么三人的说法都对
D．如果三人各自选择不同的参考系，那么三人的说法可能都对
解析：选定了参考系才能确定其运动状态，若选择的参考系不同，描述同一物体运动时，其结果往往不同．因此只有选项D正确．
5.如图所示为某物体做直线运动的v－t图象，关于该物体在0～4 s内的运动情况，下列说法正确的是(　C　)
A．物体始终向同一方向运动
B．物体的加速度大小不变，方向与初速度方向相同
C．物体在0～2 s内做减速运动
D．物体在0～2 s内做加速运动
解析：由题图可知，物体的初速度v0＝－2 m/s,0～2 s内物体沿负方向做减速运动，2～4 s内物体沿正方向做加速运动，由加速度的定义式a＝可知两段时间内物体的加速度大小相等，方向与初速度方向相反，选项C正确．
6.如图所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片，该照片经放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%～2%.已知子弹飞行速度约为500 m/s，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近(　B　)
A．10－3 s B．10－6 s
C．10－9 s D．10－12 s
解析：苹果的直径一般约为8 cm，照片中子弹的长度大约与苹果的半径相等，即可设子弹的长度约为4 cm，则曝光时间内子弹移动的距离为x＝4 cm×1.5%＝0.06 cm＝6×10－4 m，曝光时间t＝＝ s＝1.2×10－6 s.
7.如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x－t图象．下面说法正确的是(　ABC　)
A．甲、乙两物体的出发点相距x0
B．甲、乙两物体都做匀速直线运动
C．甲物体比乙物体早出发的时间为t1
D．甲、乙两物体向同方向运动
解析：由图可知，甲物体在t＝0时出发，其运动方向与规定的正方向相反，做匀速运动，出发点距原点x0.乙物体在t＝t1时从原点出发，其运动方向沿规定的正方向，做匀速直线运动，两物体运动方向相反．故选项A、B、C正确，选项D错误．
8．北京市少年宫花样玩具赛车表演中，两位少年宫的小朋友分别控制着甲、乙两辆遥控玩具赛车同时同地从相邻的跑道出发，沿同一方向运动，通过各自的传感器将速度信息传输给计算机，并通过电脑绘制出如图所示的v－t图象，其中甲图线是圆心在坐标原点的圆弧，乙图线是过原点和点(10,10)的直线，在0～10 s内，关于两赛车间的位置关系的说法中正确的是(　BD　)
A．在t1时刻两赛车相遇
B．在t1时刻两赛车间距离最大
C．在t1～10 s内的某时刻两赛车相遇
D．在t＝10 s时，甲赛车在乙赛车前方约28.5 m处
解析：在v－t图象中，图线与坐标轴围成图形的“面积”等于赛车运动的位移．在0～t1时间内，甲在前乙在后，两者之间的距离逐渐增大，t1时刻两赛车速度相等，之后乙的速度大于甲的速度，两者之间的距离越来越小．在t＝10 s时，甲赛车的位移为x1＝π(10)2 m＝78.5 m，乙赛车的位移为x2＝×102 m＝50 m，甲赛车仍在乙赛车的前方28.5 m处，B、D两项正确．
9．有两个物体都做加速度恒定的变速直线运动，则以下说法中正确的是(　AD　)
A．经过相同的时间，速度变化大的物体，它的加速度一定大
B．若初速度相同，则末速度大的物体加速度一定大
C．若加速度相同，初速度大的物体，其末速度一定大
D．在相同的时间内，加速度大的物体，其速度变化必然大
解析：根据a＝，可知相同的时间内，速度变化大，加速度一定大；加速度大，速度变化一定大，A、D正确．根据a＝，加速度与三个因素有关，初速度相同，末速度大时，由于时间不确定，加速度不一定大；加速度相同，初速度大时，由于时间不确定，末速度也不一定大，B、C错误．
10．一物体做加速度不变的直线运动，某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度大小为10 m/s，则在这1 s内该物体的(　BD　)
A．速度变化的大小可能小于4 m/s
B．速度变化的大小可能大于10 m/s
C．加速度的大小可能小于4 m/s2
D．加速度的大小可能大于10 m/s2
解析：解本题的关键是明确速度变化的方向．题中只给出这1 s初、末的速度大小，这就隐含了两速度方向可能相同，也可能相反．若两速度方向相同，Δv＝v末－v初＝6 m/s，则a＝＝6 m/s2.若两速度方向相反，取初速度方向为正方向，则v初＝4 m/s，v末＝－10 m/s，Δv＝v末－v初＝－14 m/s，a＝＝－14 m/s2，负号说明a的方向与初速度方向相反，故选项B、D正确．
二、填空题(共2小题，每小题8分，共16分)
11．(1)在练习使用打点计时器的实验中，下列操作正确的是AB.
A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器打点稳定后再释放小车
B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点
C．打点频率为50 Hz，每隔四个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.01 s
D．实验中应使小车速度尽量小些
(2)某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点．
①推测纸带的运动是加速运动还是减速运动？并简单说明理由．
加速运动．
答案：理由见解析
②在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是36.50_cm/s.
③B点的瞬时速度为25.20_cm/s.
解析：(1)在处理纸带时，密集点的位移差值测量起来误差大，故应舍去；每隔四个点取一个计数点，则有五个时间间隔，相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s；若小车速度小，则点与点之间距离太小，测量时误差较大，但车速也不能太大，太大则打点太少，故C、D选项错误．
(2)①从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为t＝0.02×5 s＝0.1 s，每隔0.1 s纸带运动的位移分别是x1＝2.15 cm、x2＝2.89 cm、x3＝3.74 cm、x4＝4.32 cm、x5＝5.15 cm，间距逐渐增加，说明纸带做加速运动．
②A、F间纸带运动的平均速度为
v＝＝ cm/s＝36.50 cm/s.
③B点的瞬时速度可以用AC段的平均速度表示，
故vB＝ ＝＝ cm/s＝25.20 cm/s.
12．小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离如纸带上所示．
(1)为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外，还需要的仪器有(　A　)
A．刻度尺 B．铁架台
C．停表 D．天平
(2)图中两计数点的时间间隔为T＝0.1 s.
(3)根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5＝0.530 m/s(结果保留3位有效数字)，并填入表中．
计数点 1 2 3 4 5 6
t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
v/(m·s－1) 0.358 0.400 0.440 0.485
0.570
(4)以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表中的v、t数据，在坐标系中描点，并作出小车运动的v－t图象．
答案：图见解析
(5)根据v－t图象可知，小车运动的加速度大小为0.410 m/s2(结果保留3位有效数字)．
解析：(1)需要用刻度尺测量计数点间的距离，所以A正确；打点计时器本身就是一个计时仪器，所以不需要停表，C错误；不需要天平测质量，也不需要铁架台，B、D错误．
(2)由于两计数点间有五个间隔，所以两计数点间的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s.
(3)v5＝ cm/s＝0.530 m/s.
(4)小车的v－t图象如图．
(5)小车的加速度大小等于图线的斜率，由图线斜率可得a＝0.410 m/s2.
三、计算题(共4小题，每小题10分，共40分)
13.在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩过蹦床，如图所示是一同学某次蹦床跳起后的v－t图象，已知t2＝2t1，结合你的体会和经历，分析下列问题：
(1)他所做的运动是一个什么样的运动？
(2)他跳起时速度多大？
(3)哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？上升高度多大？
(4)从图象中可以看出，是选上升过程的速度方向为正方向还是选下降过程的速度方向为正方向？
(5)t2时刻该同学所在的位置．
答案：(1)初速度为v0的匀变速直线运动
(2)v0
(3)0～t1　t1～t2　v0t1
(4)上升过程
(5)回到蹦床
解析：(1)该同学所做的运动是初速度为v0的匀变速直线运动．
(2)他跳起时速度为v0.
(3)在0～t1时间内速度为正，是上升阶段，在t1～t2时间内速度为负，是下降阶段．上升高度h＝v0t1.
(4)选上升过程的速度方向为正方向．
(5)由于0～t1时间内上升的路程和t1～t2时间内下降的路程相等，故t2时刻回到蹦床上．
14．一架飞机水平匀速地在某同学头顶上方飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上，据此请估算出此飞机的速度约为声速的多少倍．
答案：0.58倍
解析：
由题意知声波是在该同学正上方发出的，在该声波由上到下传播的过程中，飞机沿水平直线匀速飞行，画出运动示意图如图所示．
设飞机离地高度为h，则有h＝v声Δt
在Δt时间内，飞机的水平位移Δx＝v飞Δt
由几何知识得＝cot 60°
解得v飞＝v声cot 60°＝v声≈0.58 v声
即飞机的速度约为声速的0.58倍．
15.让小球从斜面的顶端滚下，如图所示是用闪光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；
(2)小球在A点和B点的瞬时速度；
(3)小球运动的加速度．
答案：(1)0.8 m/s　(2)0.8 m/s　1.0 m/s　(3)2.0 m/s2
解析：依题意知，相邻两次闪光的时间间隔
Δt＝ s＝0.1 s.
(1)OB＝＝ m/s＝0.8 m/s.
(2)小球在A点时的瞬时速度vA＝＝0.8 m/s，
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＝2.0 m/s2.
16．有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死亡加速度为500 g(g取10 m/s2)警示人们，意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险．这么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故，将会达到这一数值．
(1)一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生正面碰撞，碰撞时间为2.1×10－3 s，则摩托车驾驶员是否有生命危险？
(2)为了防止碰撞，两车的驾驶员同时紧急刹车，货车、摩托车从急刹车到完全静止所需的时间分别为4 s、3 s，则货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少？
答案：(1)有生命危险　(2)1∶1
解析：(1)由于货车的质量比摩托车的质量大很多，故摩托车与货车相撞瞬间，货车的速度几乎不变，摩托车的速度反向，大小至少与货车的速度相同，因此，摩托车速度的变化量大于Δv＝72 km/h－(－54 km/h)＝126 km/h＝35 m/s.所以摩托车的加速度大小大于a＝＝ m/s2≈16 667 m/s2＝1 666.7g>500g，因此摩托车驾驶员有生命危险．
(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2，根据加速度定义得a1＝，a2＝，
所以a1∶a2＝∶＝∶＝1∶1.