内容正文:
5.4运动的相对性习题
知识点题型分布:
知识点1:机械运动的概念
知识点2:机械运动的相对性
知识点3:不同参照物下描述运动
知识点4:物体运动不同参照物的选择
1、 选择题
题型一:物体运动状态的判断
1.2023年7月,位于北京怀柔科学城的JF—22超高速风洞通过验收,其各项性能指标国际领先,为我们国家的空天往返系统以及超高声速飞行器的研制提供了有力支撑。超高速风洞可复现约30倍声速飞行条件,在飞行器研制过程中,需要将飞行器模型固定在风洞中,让风迎面吹来,模拟飞行器在空中的飞行情况。关于这一模拟实验,下列说法中正确的是( )
A.风相对于风洞是静止的 B.风相对于飞行器模型是静止的
C.飞行器模型相对于风是运动的 D.飞行器模型相对于风洞是运动的
题型二:参照物的选取
2.小明坐在行驶的船里,看到河岸上的树木向后退,他所选择的参照物可能是( )
A.小明坐的船 B.河岸
C.树木 D.河岸旁的楼房
3.如图所示,在学校组织的“三人板鞋”竞速活动中,甲、乙、丙三名同学踩着板鞋正在快速向前运动,若说甲同学是静止的,则所选的参照物是( )
A.观众 B.乙同学 C.地面 D.旁边的树木
4.坐在座位上考试的小悟同学认为自己是运动的,则该同学选择的参照物为( )
A.教室地面 B.桌子
C.坐着的监考老师 D.旋转的风扇叶片
5.如图,是一只白鹭正在河面上展翅起飞的瞬间。关于白鹭在水中的倒影,下列说法正确的是( )
A.白鹭在水中的“倒影”是光的折射形成的
B.白鹭飞得越高,在水中的“倒影”越小
C.当白鹭向上飞行时,其倒影相对白鹭向下运动
D.当白鹭向上飞行时,以其倒影为参照物,白鹭是静止的
6.周末,小明和小华去恐龙园坐过山车,当列车在高低曲折的轨道上飞驰的时候,小明看到坐他前排的小华抓紧扶手,一动都不敢动,而地上的房屋不断地上下翻滚,此过程中,小明选择的参照物是( )
A.过山车轨道 B.地面 C.小明自己 D.旁边的建筑物
题型三:多个物体的运动描述
7.在南北方向的平直公路上,有甲、乙、丙三辆汽车,甲车上的人看到乙车匀速向南,乙车上的人看到路旁的建筑物匀速向南,丙车上的人看到甲车匀速向北, 这三辆车中相对于地面可能静止的是( )
A.只有甲车 B.只有乙车 C.只有丙车 D.甲、丙车
8.甲、乙、丙三个人各乘一个热气球,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、丙运动情况可能是( )
A.甲、乙一定匀速下降,且v乙>v甲,丙可能停在空中
B.甲、乙一定匀速下降,且v乙>v甲,丙可能匀速下降,且v丙>v甲
C.甲、乙一定匀速上升,且v乙>v甲,丙可能匀速下降,且v丙>v甲
D.甲、乙、丙都在匀速上升,且v丙≤v甲<v乙
2、 填空题
题型二:参照物的选取
9.小明坐在爸爸驾驶的小汽车上,看到前方一辆同向行驶的大客车向自己“倒退”而来,这是因为小明以 作为参照物。由此现象可推断 (选填“小汽车”或“大客车”)的速度快。
10.一辆公共汽车在平直公路上向东行驶。此过程中,以汽车为参照物,坐在车上不动的乘客是 (选填“运动”“静止”)的;以行驶的汽车为参照物,公路旁的树木是向 (选填“东”“西”)运动的。
11.电动平衡车深受年轻人的喜爱,它采用站立式的驾驶方式,人通过身体的前倾、后仰实现驾驶。
(1)平衡车1min行驶了360m,则它的平均速度为 m/s;
(2)平衡车在行驶的过程中以车为参照物,车上的人是 (选填“运动”或“静止”)的。
12.中国的高铁技术世界一流,如图所示是几枚硬币静止立于高速行驶列车的窗台上的照片,认为硬币处于静止状态所选择的参照物是 (选填“车内的座椅”、“窗外的楼房”或“远处的高山”)。
13.观察如图所示的烟和小旗,可判断现在吹的是西风,乙小车不可能 (选填“静止”或“运动”),也不可能向 (选填“东”或“西”)运动。
14.通信卫星大多是地球的同步卫星,从地面上看,它好像悬在空中 (选填“运动”或“静止”),在地球周围均匀地配置 颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面,通过卫星电视,一个地方的突发事件,全世界几乎可以同时看到,我们听到的电视声音是靠 传播的。
15.如图是小明同学所拍摄的一幅海边风景照片,由照片所示的情景,可以分析判断出甲船 运动,乙船 运动(选填“可能”或“一定”)。
题型四:天体的运动情况
16.2023年6月30日,随着最后一颗全球组网卫星成功定点在地球同步轨道上,我国建成世界领先的“北斗”导航系统。这里的“地球同步”是指卫星相对 (选填“太阳”、“地球”或“月球”)静止;地球同步卫星绕地球一周的时间,跟地球自转一周的时间相同,大约为24小时。已知地球同步卫星距离地面约为36000km,距离地球的球心约为42400km,若π取3,则卫星在地球同步轨道上的绕行速度约为 km/h。
3、 解答题
题型五:物体运动参照物相关的实验题
17.“长鼻子”校车在全国多个城市已投入使用,如图所示。
(1)校车行驶过程中,若以司机为参照物,路边的树是 (选填“运动”或“静止”)的;
(2)我国《校车驾驶员安全管理规定》中明确指出车速不得超过40km/h。“40km/h”是指校车在行驶过程中的 (选填“平均速度”或“最大速度”)。若校车通过长8km的滨江大道,跑完全程需要的时间最少为 min。
18.小宇用图示装置探究平面镜成像的特点,他把一张大纸铺在水平桌面上,纸上竖立一块玻璃板;把点燃的蜡烛a放在玻璃板前合适的位置,再移动板后外形相同但未点燃的蜡烛b,直到看上去它与蜡烛a的像完全重合为止。
(1)本实验运用了等效替代法,具体体现在 ;
(2)b与a的像能完全重合,说明了平面镜所成的像与物大小 ;
(3)用一本书挡在玻璃板和b之间,小宇 (选填“能”或“不能”)观察到a的像,这是因为此像是玻璃板反射光而形成的 像;
(4)在玻璃板所在的平面内向右移动玻璃板,则a的像相对蜡烛a (选填“运动”或“静止”)。
题型六:计算题
19.当今世界最长的跨海大桥——港珠澳大桥,如图甲所示,全长,汽车限速。
(1)按交通规则行驶,汽车通过大桥至少需要多长时间?
(2)汽车行驶过程中,司机发现大桥上的桥墩向后运动,是以什么为参照物?
(3)一辆汽车由静止开始驶入大桥。假设速度与时间的关系如图乙所示,经行驶后,开始做匀速直线运动,求在这整个过程中,汽车的平均速度是多少?
20.周末小洁驾驶小汽车经过檀树山隧道时,右前方同一直线上有一辆大巴车,当两者相距0.28km时,小洁按了下喇叭,大巴车司机听到后方的喇叭声继续保持20m/s匀速前进。一段时间后小洁以108km/h的速度匀速超过了大巴车司机,超车后经过36s,小洁又按了下喇叭。(声音在空气中传播的速度为340m/s,不计车长,两车均匀速行驶)。
(1)以小汽车为参照物,大巴车是向 运动的(选填“前”或“后”);
(2)小汽车从小洁按下喇叭到追上大巴车需要多少s?
(3)当大巴车司机听到前方传来的喇叭声时两车相距多少m?
答案解析:
1.C
【详解】A.风在风洞中流动,高速流动的空气和风洞之间的位置发生了变化,所以高速流动的空气相对于风洞是运动的,故A错误;
BC.飞机模型放在风洞中固定不动,让风在风洞中流动,飞机模型和高速流动的空气之间的位置发生了变化,故飞机模型相对于高速流动的空气是运动的,高速流动的空气相对于飞机模型是运动的,故C正确,B错误;
D.将飞机模型放在风洞中固定不动,飞机模型相对于风洞的位置没有发生变化,所以飞机模型相对于风洞是静止的,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】小明坐在行驶的船里,之所以看到河岸上的树木向后退,是因为他选择了自己乘坐的向前行驶的船为参照物,树木和船间的位置发生了变化,因而树木是向后运动的,故选A。
3.B
【详解】甲、乙、丙三位同学正在进行的“三人板鞋”竞速活动,甲和乙的位置没有发生改变,以乙运动员为参照物,甲运动员是静止的;以现场的观众、地面和旁边的树木为参照物,甲同学与它们的位置发生变化,则是运动的。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】坐在座位上考试的同学与教室地面、桌子和坐着的监考老师之间的相对位置没有改变,则以教室地面、桌子、坐着的监考老师为参照物时,坐在座位上考试的同学是静止的;坐在座位上考试的同学与旋转的风扇叶片的相对位置发生了改变,则以旋转的风扇叶片为参照物时,坐在座位上考试的同学是运动的;故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.C
【详解】A.白鹭在水中的“倒影”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B.平面镜所成的像和物体大小相等,白鹭飞的越高,在水中的“倒影”大小不变,故B错误;
C.当白骛向上飞行时,白鹭与其倒影关于水面对称,其倒影相对白骜向下运动,故C正确;
D.以其倒影为参照物,白鹭向上飞行时,白鹭和倒影之间的位置在变化,白鹭是运动的,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】.过山车轨道为参照物,地上的房屋位置不断发生变化,小华相对于过山车轨道位置不断发生变化,故A不符合题意;
B.以地面为参照物,地上的房屋相对于地面位置没有发生变化,小华相对于地面位置不断发生变化,故B不符合题意;
C.以小明自己为参照物,地上的房屋位置不断发生变化,小华相对于小明自己位置没有发生变化,故C符合题意;
D.以旁边的建筑物为参照物,地上的房屋位置不发生变化,小华相对于旁边的建筑物位置发生变化,故D不符合题意。
故选C。
7.C
【详解】因乙车上的人看到路旁的建筑物匀速向南,所以乙车一定是相对地面向北运动的;甲车上的人看到乙车匀速向南,所以甲车一定相对地面是向北运动的,且车速大于乙车的车速;丙车上的人看到甲车匀速向北,那么丙车可能静止,可能向南运动,也有可能向北运动但车速小于甲车。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.A
【详解】可以取楼房为参照物,甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地匀速下降;乙看到甲匀速上升,说明乙匀速下降,并且v乙>v甲;甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙有三种运动情况:丙上升、丙静止或丙下降且速度小于甲。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 小汽车 小汽车
【详解】[1][2]小汽车和大客车同向行驶,小汽车的速度较快,大客车速度较慢,小汽车和大客车之间距离越来越小,以小汽车为参照物,大客车向小汽车“倒退”而来。
10. 静止 西
【详解】[1]以汽车为参照物,由于坐在车上的乘客不动,所以乘客相对于汽车的位置没有发生变化,则坐在车上不动的乘客是静止的。
[2]公共汽车在平直公路上向东行驶,以行驶的汽车为参照物,公路旁的树木是向西运动的。
11. 6 静止
【详解】(1)[1]由知道,平衡车的平均速度
(2)[2]平衡车在行驶过程中,以车为参照物,车上的人相对于车的位置没有改变,所以处于相对静止状态。
12.车内的座椅
【详解】硬币与车内的座椅间的空间位置没有发生变化,故以车内的座椅为参照物,硬币处于静止状态;硬币与窗外的楼房和远处的高山间的空间位置发生了变化,故以窗外的楼房和远处的高山为参照物,硬币是运动的。
13. 静止 西
【详解】[1][2]乙车如果处于静止状态,小旗的飘动方向应该与烟的飘动方向相同,乙车小旗和烟的飘动方向不同,乙车一定运动,不可能静止;假设乙车向西行驶,由于车速和西风都会使小旗子刮向东方,与图不一致假设错误;假设乙车向东行驶,当车速大于风速时旗子向西刮。
14. 静止 3 空气
【详解】[1]地球同步通信卫星的速度与地球自转的速度相同,与地球的相对位置不变,以地球为参照物,通信卫星是静止的,故从地面上看,它好像悬在空中静止。
[2]为了覆盖全部地球表面,则应在地球周围均匀配置至少3颗同步通信卫星。
[3]我们听到的电视声音是以空气为传播介质传入人的耳朵中的。
15. 一定 可能
【详解】[1][2]由图可知,山上的小旗向左飘,则风从右往左吹。若甲船静止,则小旗向左飘,若甲船向右行驶,则小旗也向左飘,若甲船向左行驶,且速度小于风速时,小旗也向左飘,若甲船向左行驶,且速度大于风速时,小旗向右飘,故甲船的运动状态是向左行驶,且速度大于风速;同理,若乙船静止,则小旗向左飘,若乙船向右行驶,则小旗也向左飘,若乙船向左行驶,且速度小于风速时,小旗也向左飘,若乙船向左行驶,且速度大于风速时,小旗向右飘,故乙船的运动状态可能是:静止,向右行驶,向左行驶,且速度小于风速,判断出甲船一定运动,乙船可能运动。
16. 地球 1.06×104
【详解】[1]地球同步卫星绕地球转动的速度与地球自转的速度相等,其相对于地球是静止的,因此,以地球为参照物,同步卫星是静止的。
[2]地球自转一周的时间是24h,所以卫星自转一周的时间也是24h,卫星自转一周的距离
s=2πr=2×3×42400km=2.544×105km
则其平均速度
17. 运动 平均速度 12
【详解】(1)[1]路边的树相对于驾驶员的位置发生改变,是运动的。
(2)[2]“40km/h”是指校车在路面上行驶的平均速度。
[3]跑完全程需要的时间最少为
18. 用未点燃的蜡烛替代平面镜前的蜡烛,与平面镜前的蜡烛的像进行比较 相等 不能 虚 静止
【详解】(1)[1]等效替代法是指在研究中,因实验本身的限制,要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法,本实验中用到的等效替代法具体体现在用未点燃的蜡烛替代平面镜前蜡烛,与平面镜前的蜡烛的像进行比较。
(2)[2]b与a的像能完全重合,因b与a大小完全相同,故说明了平面镜所成的像与物大小相等。
(3)[3]虚像是由实际光线的反射延长线形成的,不能被光屏接收,用一本书挡在玻璃板和b之间,小宇不能观察到a的像,这是因为此像是玻璃板反射光而形成的虚像。
(4)[4]平面镜成的像与物关于镜面对称,在玻璃板所在的平面内向右移动玻璃板,则a的像相对蜡烛a的位置没有发生改变,故a的像相对蜡烛a静止。
19.(1)0.55h;(2)汽车;(3)80km/h
【详解】解:(1)汽车通过大桥至少需要时间
(2)汽车行驶过程中,汽车向前运动,以车为参照物,桥墩向后运动。
(3)匀速行驶的路程
汽车的平均速度
答:(1)按交通规则行驶,汽车通过大桥至少需要0.55h;
(2)是以车为参照物;
(3)汽车的平均速度是80km/h。
20.(1)后;(2)28s;(3)370m
【详解】解:(1)小汽车的速度
大于大巴车的速度,故以小汽车为参照物,大巴车是向后运动的。
(2)当两者相距
s0=0.28km=280m
时,小洁按了下喇叭,大巴车司机保持20m/s匀速前进,设经过t秒小汽车追上大巴车,则有
v大巴车t+s0=v小汽车t
即
20m/s×t+280m=30m/s×t
解得
t=28s
(3)超过了大巴车后经过36s,小洁又按了下喇叭,此时两者距离为
s′=v小汽车t′-v大巴车t′=30m/s×36s-20m/s×36s=360m
设时间为t″时,大巴车听到声音,则
v声t″+v大巴车t″=s′
即
340m/s×t″+20m/s×t″=360m
解得
t″=1s
此时两车相距
s″=v小汽车t″+s′-v大巴车t″=30m/s×1s+360m-20m/s×1s=370m
答:(1)以小汽车为参照物,大巴车是向后运动的;
(2)小汽车从小洁按下喇叭到追上大巴车需要28s;
(3)当大巴车司机听到前方传来的喇叭声时两车相距370m。
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