内容正文:
课时梯级训练(2) 位置 位移
1.下列物理量中,是矢量的是 ( )
A.质量 B.时间
C.路程 D.位移
D 解析:质量、时间和路程都只有大小,没有方向,是标量。位移既有大小又有方向,是矢量,D正确。
2.“翼龙”Ⅱ无人机是中国自主研制的一款先进的无人机,如图所示是正在飞行的无人机。一无人机在某次测试中往返飞行了850 km,用时72 min,这两个数据分别指 ( )
A.位移,时间 B.路程,时间
C.位移,时刻 D.路程,时刻
B 解析:850 km指路程,72 min指的是时间间隔,有时称为时间,B正确。
3.关于质点的位移和路程,下列说法正确的是 ( )
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 解析: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,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,路程是物体运动路径的长度,位移的大小不会大于路程,B正确;路程是标量,是运动路径的长度,不是位移的大小,C错误;只有当质点做单向直线运动时,路程才等于位移的大小,D错误。
4.某质点做直线运动的位移—时间图像如图所示,由图可知 ( )
A.质点一直处于运动状态
B.质点第3 s内的位移是2 m
C.此图像表示了质点运动的轨迹
D.该质点前4 s内的位移是2 m
D 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,C错误;从图像可以看出,2 s末到4 s末质点处于静止状态,A错误;第3 s内质点的位移为零,B错误;前4 s内质点的位移为2 m,D正确。
5.一位同学乘坐地铁9号线从七里庄(图中A位置)出发,途经西局(图中B位置)到六里桥(图中C位置),他利用手机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 解析:根据位移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,C正确。
6.(多选)下列关于位移与路程的说法,正确的是 ( )
A.出租车收费标准为2.00元/km,“km”指的是位移
B.一个标准操场是400 m,“400 m”指的是路程
C.从学校到家约2 km的行程,“2 km”指的是路程
D.田径比赛中的200 m比赛,“200 m”指的是位移
BC 解析:出租车收费标准是按路程制定的,A错误;一个标准操场是400 m,“400 m”指最内侧跑道的周长,指路程,田径比赛中的200 m比赛跑道是弯曲的,“200 m”指的是路程,B正确,D错误;从学校到家的行程指的是路径的长度,“2 km”指的是路程,C正确。
7.小明搭乘出租车到车站接人后返回出发地,司机打出全程的发票如图所示,则下列说法正确的是 ( )
TAXI车费发票
车号EU-888
日期23-04-28
上车14:46
下车15:24
单价2.00元
里程34.3 km
金额68.6元
A.14:46指的是时刻,15:24指的是时间间隔
B.14:46指的是时间间隔,15:24指的是时刻
C.出租车行驶的位移是34.3 km
D.出租车行驶的路程是34.3 km
D 解析:14:46和15:24指的都是时刻,A、B错误;出租车发票上里程即其行驶的路程,即34.3 km是路程,C错误,D正确。
8.如图所示,物体沿两个半径为R的圆弧由A到C,则它的位移和路程分别为 ( )
A.R,由A指向C;R
B.R,由A指向C;R
C.R,由A指向C;R
D.R,由A指向C;R
C 解析:物体的位移大小为AC的长度,根据几何关系可知位移大小为=R,方向由A指向C,路程为一个半圆周长和一个四分之三圆周长之和,即路程为+×2πR=,C正确。
9.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,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门芯位移的大小为 ( )
A.πR B.2R
C.2πR D.R
D 解析:开始运动时,气门芯在轮子的正上方,距离地面2R,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门芯在水平方向的位移为轮子周长的一半,即×2πR=πR,所以气门芯位移的大小为=R,D正确。
10.(多选)质点沿直线运动,其位移—时间图像如图所示。关于质点的运动,下列说法中正确的是 ( )
A.2 s末质点的位移为0,前2 s内位移为“-”,后2 s内位移为“+”,所以2 s末质点改变了运动方向
B.1 s末质点的位移为-0.1 m
C.3 s末质点的位置x=0.1 m
D.质点在4 s内的位移大小为0.4 m,位移的方向与规定的正方向相同
CD 解析:质点沿直线运动,前2 s由-0.2 m处运动到坐标原点处,位移方向与规定的正方向相同,A错误;1 s末质点的位移为x2-x1=-0.1 m-(-0.2 m)=0.1 m,B错误;3 s末质点位置坐标为x=0.1 m,C正确;质点在4 s内的位移大小为0.4 m,方向与规定的正方向相同,D正确。
11.如图所示,足球运动员从A处开始出发,先向南跑了50 m到达B处,再向东跑了100 m到达C处,最后又向北跑了150 m到达D处。
(1)A、B、C、D各点位置如何表示?
(2)该运动员运动的总路程和总位移各是多少?(画出示意图)
(3)要比较确切地表示该运动员的最终位置,应用位移还是路程?
答案:见解析
解析:(1)选取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,建立二维平面直角坐标系,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)。
(2)运动员的运动轨迹如图所示:
该运动员的总路程为
s=AB+BC+CD=(50+100+150)m=300 m
有向线段AD表示运动员的位移,大小为
x= m=100 m
方向东偏北45°。
(3)路程只有大小,位移既有大小,又有方向,所以要比较确切地表示该运动员的最终位置,应用位移。
12.已知一辆汽车在平直公路上运动,计时开始汽车的位置记为0,则它的位移—时间图像如图甲所示。
(1)根据图甲在图乙所示的位置坐标轴上标出A、B、C、D、E各点代表的汽车的位置。
(2)求出下列各段时间内汽车的路程和位移大小;
①第1 h内;②前6 h内;③前8 h内。
答案:(1)见解析 (2)①40 km 40 km ②100 km 100 km ③200 km 0
解析:(1)由于位移—时间图像表示汽车的位移随时间的变化,图像上的任意一点纵坐标的大小表示该时刻汽车的位置与初始位置的距离,故转化为一维坐标系可得:
(2)在直线运动中,x-t图像的纵坐标的变化量大小等于位移大小,路程等于各段位移大小之和。则由图甲知:
①第1 h内路程为:s1=40 km-0=40 km,
位移大小为:x1=40 km-0=40 km;
②前6 h内路程为:
s2=100 km-0=100 km,
位移大小为:x2=100 km-0=100 km;
③前8 h内路程为:s3=100 km+100 km=200 km,
位移大小为:x3=0-0=0。
13.如图所示,一悬空实心长方体木块ABCDA′B′C′D′的长、宽、高分别为a、b、c,且a>b>c,有一小虫自A′点运动到C点,求:
(1)小虫的位移大小;
(2)小虫的最小路程。
答案:(1) (2)
解析:(1)小虫的位移大小为由A′指向C的有向线段长度,即=。
(2)小虫的最小路程应等于长方体表面展开后,A′与C之间的距离d。展开方式有三种,如图①②③所示,经过比较可得①中A′与C之间的距离最小,为。
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