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课时精练(二) 质点和位移
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础达标]
1.物理学中的“质点”是一种理想化模型,下列研究对象可视为质点的是( )
A.研究运动员跳高的过杆动作
B.研究车轮边缘的速度
C.计算轮船在海洋中的航行速度
D.研究乒乓球的接发球技术
C [运动员在跳高过杆时,要看运动员的动作是否符合要求,此时运动员不能视为质点;研究车轮边缘的速度时车轮的大小是不能忽略的,否则就没有车轮的边缘可言了,此时车轮不能视为质点;轮船的大小相对于在海洋中的航行速度没有影响,所以计算轮船在海洋中的航行速度时,可以忽略轮船的大小,能视为质点;研究乒乓球的接发球技术时,要考虑乒乓球的转动的情况,不能视为质点。综上所述,答案选C。]
2.下列关于矢量和标量的说法中正确的是( )
A.矢量和标量没有严格的区分,同一个物理量既可以是矢量,也可以是标量
B.矢量都是有方向的
C.时间、时刻、路程都是矢量
D.位移-8 m比位移5 m小
B [矢量和标量有严格的区分,矢量既有大小、又有方向,运算时遵循矢量运算法则,而标量只有大小,没有方向,运算时遵循算术运算法则,同一个物理量不是矢量,就是标量,故A错误;矢量都是有方向的物理量,故B正确;时间、时刻、路程没有方向,都是标量,故C错误;位移是矢量,其正负仅代表物体的运动方向,而其大小的比较应看其绝对值的大小,故D错误。]
3.(2021·南京市第十二中高一月考)关于质点的位移和路程,下列说法中正确的是( )
A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向
B.位移的大小不会比路程大
C.路程是标量,即位移的大小
D.当质点做直线运动时,路程等于位移的大小
B [位移是矢量,位移的方向由初位置指向末位置,不是运动的方向,故A错误;位移的大小等于初位置与末位置之间有向线段的长度,路程是物体运动路线的长度,位移不会大于路程,故B正确;路程是标量,是运动路径的长度,不是位移的大小,故C错误;当质点做单向直线运动时,路程等于位移的大小,故D错误。]
4.在考察下列运动员的比赛成绩时,可将运动员看做质点的是( )
A [跳水、击剑、体操的比赛成绩,都与运动员的动作有重要的关联,其形状不能忽略,所以不能视为质点,对马拉松比赛只关心从起点到终点的时间,与运动员的形状无关。所以,马拉松运动员可以视为质点。选项A正确。]
5.某物体运动的s t图像如图所示,则物体( )
A.做下坡运动
B.做速度越来越小的直线运动
C.朝某一方向做直线运动,然后反向做直线运动
D.做匀速直线运动
D [s t图像的斜率表示速度,由图可知图线的斜率不变,速度保持不变,物体做匀速直线运动,且速度方向不变,故D项正确。]
6.从离地面3 m高处竖直向上抛出一个小球,它上升5 m后回落,最后到达地面,在此过程中( )
A.小球通过的路程是8 m
B.小球的位移大小是3 m
C.小球的位移大小是13 m
D.小球的位移方向是竖直向上
B [物体轨迹如图所示,所以路程为5 m+8 m=13 m,位移大小为3 m,方向竖直向下,故选项B正确。]
7.(2022·北京市丰台区高一期中)一位同学乘坐地铁9号线从七里庄(图中A位置)出发,途径西局(图中B位置)到六里桥(图中C位置),他利用百度地图的测距功能测得:A、B间的距离约785 m,B、C间的距离约1 500 m,A、C间的距离约为1 700 m,由以上信息可知,该同学从七里庄到六里桥的位移大小约为( )
A.785 m B.1 500 m
C.1 700 m D.2 285 m
C [根据矢量是由初位置指向末位置的有向线段,可知从七里庄到六里桥的位移大小约为1 700 m,故选项C正确。]
8.(多选)物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐标的变化量 Δx表示物体的位移。一个物体从A运动到C,它的位移Δx1=-4 m-5 m=-9 m;从C运动到B,它的位移Δx2=1 m-(-4 m)=5 m。下列说法中正确的是( )
A.C到B的位移大于A到C的位移,因正数大于负数
B.A到C的位移大于C到B的位移,因符号表示位移方向,不表示大小
C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体由A到B的合位移Δx=Δx1+Δx2
BD [位移的正负号表示方向不表示大小,选项B正确;又Δx=1 m-5 m=-4 m=Δx1+Δx2=-9 m+5 m,故选项D正确。]
9.小英从家门口打车到车站接上同学后,立即随车回到原来的家门口,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( )
车号:BP3663
上车:10:12
下车:10:42
里程:12.3 km
单价:1.5
金额:18.45元
A.0,0 B.12.3 km,0
C.0,12.3 km D.12.3 km,12.3 km
C [由题意可知,出租车返回出发地,初位置和末位置重合,故位移为零;由车票可知,汽车经过的路程为12.3 km,C正确,A、B、D错误。]
[能力提升]
10.(2022·山东济南一中高一检测)如图所示为某学校田径运动场跑道的示意图,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400 m、800 m赛跑的起跑点,B点是100 m赛跑的起跑点。在一次校运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m和800 m赛跑,则从开始比赛到比赛结束( )
A.甲的位移最大 B.乙的位移最大
C.丙的位移最大 D.乙、丙的路程相等
A [由题意可知,400 m、800 m赛跑的比赛中,起点和终点相同,所以在400 m、800 m赛跑的比赛中位移的大小是零,而在100 m赛跑的比赛中,位移的大小是100 m,所以甲的位移最大,乙和丙的位移是零,选项A正确,选项B、C错误;路程是指物体运动轨迹的长度,所以路程最大的是丙,选项D错误。]
11.如图所示,一只蜗牛从足够高的竖直竹竿底部向上爬行到3 m高处后,又慢慢向下爬行了1 m,然后暂时静止。则在这段过程中( )
A.蜗牛的位移为3 m,方向竖直向上,路程为2 m
B.蜗牛的位移为1 m,方向竖直向下,路程为4 m
C.蜗牛的位移为2 m,方向竖直向上,路程为4 m
D.蜗牛的位移为1 m,方向竖直向下,路程为2 m
C [取向上为正方向,第一阶段的位移为3 m,第二阶段的位移为-1 m,全过程的位移为2 m,总路程为4 m。]
12.一个人晨练,按如图所示走半径为R的中国古代的八卦图,中央的“S”部分是两个直径为R的半圆,BD、CA分别为西东、南北指向。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他走到D点时,求他的路程和位移的大小分别为多少?位移的方向如何?
解析: 路程是标量,等于半径为R与半径为两圆周长之和减去半径为R的圆周长的,即路程为
2πR+2π·-·2πR=πR
位移是矢量,大小为AD线段的长度,由直角三角形知识得=R,方向由A指向D。
答案: πR R 方向由A指向D
13.如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,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.2πR D.R
D [如图所示,气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方的过程中,初、末位置之间的距离,也就是位移大小为x==R,选项D正确。]
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