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单元素养检测卷(一)
[时间:90分钟 满分:100分]
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一、选择题Ⅰ(本题共 13 小题,每小题 3 分,共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列各选项中的物理量都是矢量的是( )
A. 加速度、位移 B. 速度、时间
C. 力、路程 D. 长度、速率
【解析】 矢量是既有大小又有方向的物理量,如加速度、位移、力等;标量只有大小没有方向,如时间、路程、长度、速率等,故选A。
A
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2.金丽温高铁开通后,从铁路售票网查询到G7330次列车从缙云西站到杭州东站的信息如图甲所示。图乙是用电子地图测距工具测得的从缙云西站到杭州东站的直线距离约为179.8 km。
下列说法中正确的是( )
A.图甲中的 07:31 表示一段时间
B.图乙中的179.8 km表示一段路程
C.结合图甲、乙可知,G7330次列车行驶时的最高速度大小约为128 km/h
D.动车高速行驶时,可以将5 m位移的平均速度近似看作这5 m起点位置的瞬时速度
D
【解析】 07:31指的是出发的时刻,故A错误;图乙中的179.8 km表示两点间的直线距离,故不是高铁的路程,故B错误;由图无法明确列车的运行情况,因此无法得知其最高速度的大小,故C错误;列车高速行驶时速度很快,速度变化很小,通过5 m的时间很短,可以取5 m位移的平均速度近似看作这5 m起点位置的瞬时速度,故D正确。
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3.某物体做直线运动的v——t图像如图所示。若将该物体的运动过程用x——t图像表示出来(其中x为物体相对出发点的位移),则以下四幅图描述正确的是( )
C
【解析】 0~t1时间内物体沿正方向匀速运动,故A错;t1~t2时间内物体静止,且此时离出发点有一定距离,故B、D错;t2~t3时间内物体反向运动,且速度大小不变,即x——t图像中,0~t1和t2~t3两段时间内图线倾斜程度(斜率大小)相等,故C对。
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4.航天员在空间站机械臂的帮助下,完成了核心舱全景相机在轨支架安装及抬升等任务。下列说法正确的是( )
A.研究航天员“太空漫步”的动作时,
航天员可看成质点
B.机械臂在工作时可看成质点
C.全景相机通过调整角度拍摄地球全景时,全景相机不能看成质点
D.研究空间站绕地球运动时,空间站不能看成质点
C
【解析】 研究航天员“太空漫步”的动作时,不能忽略其大小和形状,不能将其看成质点,故A错误;机械臂在工作时要考虑机械臂的形状和大小,不能看成质点,故B错误;全景相机拍摄地球全景时,必须考虑全景相机的拍摄角度,不能看成质点,故C正确;研究空间站绕地球运动时,可以忽略空间站的形状和大小,能看成质点,故D错误。故选C。
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5. 2023年9月23日晚20时,杭州第19届亚运会开幕,这场以文化为底色、融科技之力与艺术之美的盛会,向世界展示了中华优秀传统文化的意韵。入场式上中国体育代表团队伍的前端大约经过45 s走完地屏上的运动员大道,步频约为1.6步/秒,步幅约为50 cm。下列说法正确的是( )
A.运动员走地屏大道向观众挥手致意时可以将运动员看成质点
B.中国体育代表团在运动员大道上走路的速度大小约为0.8 km/h
C.地屏上的运动员大道的长度约为36 m
D.2023年9月23日晚20时是时间间隔
C
【解析】 运动员走地屏大道挥手致意时有动作,若将运动员看作质点,则无法考查运动员的动作,选项A错误;运动员走路的速度大小
v= m/s=0.8 m/s,选项B错误;地屏上的运动员大道长度约为x=vt=0.8×45 m=36 m,选项C正确;2023年9月23日晚20时是时刻,选项D错误。
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6.在某次汽车碰撞测试中,轿车高速直线行驶,碰撞障碍物后在极短的时间内停下,而车内后排未系安全带的假人像炮弹出膛般“飞向”前排。关于上述过程,以下说法正确的是( )
A.轿车碰撞到障碍物之前,假人与车的加速度不相等
B.轿车碰撞到障碍物之前,假人与车的速度不相等
C.在轿车碰撞到障碍物至停下的过程中,假人的速
度与轿车的速度始终相等
D.在轿车碰撞到障碍物至停下的过程中,假人的加速度比轿车的加速度小
D
【解析】 轿车碰撞到障碍物之前,假人与车的运动状态相同,则速度相等,加速度相等,选项A、B错误;在轿车碰撞到障碍物至停下的过程中,轿车比假人先停下,假人的速度与轿车的速度不相等,但二者速度变化量相等,假人用的时间长,根据a= 可知,假人的加速度比轿车的加速度小,选项C错误,D正确。
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7.如图所示,甲、乙两位运动员在进行双人皮划艇训练,他们从下午4点18分开始双人训练,从某码头出发,历时1小时15分钟的训练回到起点。下列说法正确的是( )
A.研究皮划艇的运动时只能以甲和乙为参考系
B.研究皮划艇航行的路线时不可以将皮划艇当
作质点处理
C.4点18分和1小时15分钟都是指时间间隔
D.训练结束后又回到起点,则甲、乙整个训练过程的平均速度为0
D
【解析】 参考系的选择具有任意性,研究皮划艇的运动时可以选择任意物体为参考系,A错误;研究皮划艇航行的路线时,皮划艇的形状、大小可以忽略不计,可以把皮划艇当作质点来处理,B错误;4点18分是指时刻,1小时15分钟是指时间间隔,C错误;整个训练过程的位移为0,根据v= 可知,平均速度为0,D正确。
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8.浙江国际赛车场位于绍兴市柯桥区,依山而建,赛道全长3.20千米,共有16个弯角设计,有车手曾在这里创下最佳圈速纪录,成绩为1分33秒。下列说法正确的是( )
A.分析赛车的运动路线时赛车不能
看作质点
B.赛道全长指的是赛车比赛的位移
C.最佳圈速纪录1分33秒指的是时间间隔
D.完成最佳圈速纪录的平均速度约为34 m/s
C
【解析】 分析赛车的运动路线时可以忽略赛车的形状和大小,因此赛车可以看作质点,故A错误;赛道全长指的是赛车比赛的路程,故B错误;最佳圈速纪录1分33秒指的是时间间隔,故C正确;完成最佳圈速纪录的平均速率约为34 m/s,赛车的位移小于路程,平均速度一定小于34 m/s,故D错误。
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9.绿色出行有益于碳减排。一同学由静止沿平直公路骑行,他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为2 m、4 m、6 m、8 m。下列关于该同学骑行过程的说法正确的是( )
A.4 s末的瞬时速度大小为8 m/s
B.第2 s内的平均速度大小为3 m/s
C.第5 s内的位移大小一定为10 m
D.前4 s内的平均速度大小为5 m/s
D
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10.某同学从网上找到几幅照片,根据照片所示情景,请你判断下列说法正确的是( )
A.图甲,运动员在110 m栏跨栏最高点时速度为0
B.图乙,高速行驶的复兴号列车的加速度可能为0
C.图丙,轿车紧急刹车时速度变化很快,但加速度可以很小
D.图丁,当火药爆炸、炮弹还没发生运动瞬间,炮弹的加速度一定为0
B
【解析】 若运动员在110 m栏跨栏最高点速度为0的话,则接着应直线下落,不可能往前运动,A错误;高速行驶的复兴号列车的速度很快,但其加速度可能为0,B正确;由加速度的定义可知,轿车紧急刹车时速度变化很快,其加速度很大,C错误;当火药爆炸、炮弹还没发生运动瞬间,已经产生加速度,炮弹的加速度一定不为0,D错误。
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11.蹦床是一项既好玩又惊险的运动。某次训练中,运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s的速度竖直向下着网,与网作用后,以大小为4 m/s的速度竖直向上弹回。已知运动员与网接触的时间Δt=1 s,且规定竖直向下为正方向。那么运动员在与网接触的这段时间内的加速度为 ( )
A.12 m/s2 B.-12 m/s2
C.-4 m/s2 D.4 m/s2
B
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12.某物体的位移—时间图像如图所示。下列叙述正确的是( )
A.物体运动的轨迹是抛物线
B.物体运动4 s时速度最大
C.物体运动所能达到的最大位移为80 m
D.物体运动8 s时速度为0
C
【解析】 位移—时间图像只能表示直线运动的规律,可知物体运动的轨迹是直线,A错误;在t=4 s时刻,位移—时间图像的斜率为0,则物体的瞬时速度为0,B错误;纵坐标表示物体的位置,纵坐标的变化量等于物体的位移,可知物体运动所能达到的最大位移为80 m,C正确;x—t图像的斜率表示速度,由题图可以看出t=8 s时,图线斜率不为0,则物体的速度不为0,D错误。
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13.江苏高速四通八达,但是超速是最大的安全隐患,为了防止超速,交警部门设置了两套监控系统,一套是固定测速点,定点测速;一套是在一段路线区间设置区间测速,通过记录通过固定区间的时间,分析汽车是否超速。
一辆汽车行驶在高速路上,某时刻导航仪的界面截图如图所示,已知该路段限速120 km/h。下列分析正确的是( )
A.这辆汽车在区间行驶中已有超速行为
B.18.3千米表示剩余行程的位移大小
C.118 km/h表示此次行程的平均速率
D.根据“18.3千米 24分钟”这两个数据,可以算出剩余行程的平均速度
A
【解析】 由该截图可得信息:此时汽车的瞬时速率为118 km/h,汽车从区间测速开始到现在的平均速率是120 km/h,区间测速还有3.6 千米结束;距离终点的路程还有18.3千米,还需要24分钟到达终点。汽车从区间测速开始到现在的平均速率是120 km/h,此时的瞬时速度大小为118 km/h,则在此之前汽车已有超速行为,故A正确,C错误。18.3千米表示剩余行程的路程,故B错误。根据“18.3千米 24分钟”这两个数据,可以算出剩余行程的平均速率,故D错误。
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二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3分,共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得 3 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分)
14.某机器人正在执行一项任务,给它设定了如下动作程序:机器人在平面坐标系内,由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3 m,1 m),然后又由点(3 m,1 m)沿直线运动到点(1 m,4 m),然后又由点(1 m,4 m)沿直线运动到点(5 m,5 m),然后又由点(5 m,5 m)沿直线运动到点(2 m,2 m)。
这个过程中机器人所用时间是 s。下列说法正确的是( )
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 m
D.整个过程中机器人的平均速率大于1 m/s
CD
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15.一个质点做变速直线运动的v——t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.第1 s内与第5 s内的速度方向相反
B.第1 s内的加速度大于第5 s内的加速度
C.OA、AB、BC段的加速度大小关系是aBC>aOA>aAB
D.OA段的加速度与速度方向相同,BC段的加速度与速度方向相反
CD
【解析】 第1 s内与第5 s内的速度均为正值,方向相同,A错误;由v—t图像的倾斜程度(斜率)的绝对值等于质点的加速度大小可知,第1 s内的加速度小于第5 s内的加速度,aOA、aBC的符号相反,表示它们的方向相反,B错误,D正确;由于AB段的加速度为0,OA段的倾斜程度(斜率)小于BC段的倾斜程度(斜率),故三段加速度的大小关系为aBC>aOA>aAB,C正确。
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三、非选择题(本题共 6 小题,共 55 分)
16.(6分)在“用打点计时器测速度”的实验中:
(1)需要的器材有电磁打点计时器、复写纸片、导线、_______、纸带、刻度尺。
(2)电磁打点计时器工作时使用________(填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔_______s打一次点。
电源
交流
0.02
(3)下列说法正确的是_____。
A.拖动纸带的同时,闭合电源开关
B.先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,拖动纸带
C.纸带上的打点密集,说明纸带运动速度较大
D.利用打出的纸带可以准确地求出打下某些点时纸带运动的瞬时速度
B
(4)下图是某同学拖着纸带运动打出的一条纸带,图中直尺的单位为cm,点O为纸带上记录的第一个点,点A、B、C、D、…依次表示点O以后连续的各点。E点的读数为_______cm,则纸带在打E点时的速度为_______m/s。(结果保留两位有效数字)
4.20
0.89
【解析】 (1)需要的器材除了电磁打点计时器、复写纸片、导线、纸带、刻度尺之外,还需要电源给打点计时器供电。
(2)电磁打点计时器工作时使用电压约为8 V的低压交流电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔0.02 s打一次点。
(3)实验时应先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,再拖动纸带,故A错误,B正确;纸带上的打点密集,说明纸带运动速度较小,故C错误;纸带做匀变速运动时,我们用某两点间的平均速度来代表两点之间中间时刻的瞬时速度,否则无法求出瞬时速度,故D错误。
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17.(8分)图甲是用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分,从0点开始按照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6、…现在量得0、1间的距离x1=5.18 cm,1、2间的距离x2=4.40 cm,2、3间的距离x3=3.62 cm,3、4间的距离x4=2.78 cm,4、5间的距离x5=2.00 cm,5、6间的距离x6=1.22 cm。(打点计时器每0.02 s打一次点)
(1)在实验中,使用打点计时器时应先____________再____________。(均填“释放纸带”或“启动电源”)
(2)根据上面的记录,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时小车的速度值并填在表中。
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s-1)
启动电源
释放纸带
(3)根据(2)表格中数据,在图乙中画出小车的速度—时间图像,并说明小车速度变化的特点。
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s-1) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40
(3)描点并连线得小车的速度—时间图像如图所示,由图像可知,小车速度逐渐减小。
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18.(8分)如图所示,让小车沿倾斜的导轨做加速运动。在小车上放不同宽度的挡光片,即Δx分别为1 cm、3 cm、5 cm、10 cm。测出每个挡光片通过光电门所用的时间间隔Δt。则:
(1)用挡光片测得的小车速度是平均速度
还是瞬时速度?
(2)用哪个挡光片测得小车的速度更接近小车经过光电门位置时的瞬时速度?
(3)在什么情况下可以近似地认为平均速度等于瞬时速度呢?
【答案】 见解析
【解析】 (1)因为与一段位移(挡光片的宽度)对应,所以测得的速度是平均速度。
(2)用Δx为1 cm 的挡光片测得小车的速度更接近小车经过光电门位置时的瞬时速度。
(3)不断减小挡光片的宽度,测得小车的平均速度越来越接近小车经过光电门位置时的瞬时速度。因此,在挡光片的宽度足够小的情况下,即Δx→0时,可以近似地认为平均速度等于小车经过光电门位置时的瞬时速度。
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19.(11分)如图所示,小王同学在一个带有竖直挡板的水平台面上玩弹球,弹球从距离挡板2.5 m的A点向右运动,以1.2 m/s的速度碰上挡板,经过0.2 s弹球以大小为0.8 m/s的速度被挡板反弹,最后回到距离挡板1.0 m的B点,试求:
(1)弹球从A点运动到B点的位移和路程。
(2)弹球和挡板相互作用过程的平均加速度。
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20.(11分)已知某物体做直线运动的v—t图像如图所示,求:
(1)从开始计时到3 s末物体的加速度。
(2)从3 s末到6 s末物体的位移大小。
(3)从6 s末到7 s末物体的加速度。
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21.(11分)汽车遇到意外情况时紧急停车要经历反应和制动两个过程,汽车在反应过程做速度不变的直线运动,在制动过程做速度变小的直线运动,如图所示。若汽车以20 m/s的速度在平直的公路上行驶,紧急停车时,在反应过程中汽车行驶了14 m,制动过程所用的时间为2.3 s,汽车在两个过程中通过的总距离为30 m。求:
(1)汽车在反应过程所用的时间。
(2)汽车在制动过程中的平均速度大小。
(3)紧急停车全程的平均速度大小。
感谢聆听,再见!
【解析】 因为该同学的运动情况未知,根据第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为2 m、4 m、6 m、8 m,无法判断4 s末的瞬时速度大小为8 m/s,A错误;第2 s内的平均速度 v== m/s=4 m/s,B错误;因为无法判断该同学的运动情况,所以无法判断第5 s内的位移大小是否一定为10 m,C错误;前4 s内的平均速度 v== m/s=5 m/s,D正确。
【解析】 根据加速度的定义可得运动员在与网接触的这段时间内的加速度为a== m/s2=-12 m/s2,故选B。
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【解析】 根据描点法先作出题中给定的几个坐标位置,然后用线段连接相邻两个位置,即得机器人的运动轨迹如图所示,由图可知机器人的运动轨迹不是一条直线,机器人会两次通过同一点,故A、B错误;起点在坐标原点,终点在点(2 m,2 m),位移大小是这两点连线的长度,故位移大小为2 m,故C正确;由机器人运动轨迹图像可知,机器人在整个过程中运动的路程为s= m+ m+ m+3 m,则整个过程中机器人的平均速率v== m/s>1m/s,故D正确。
(4)刻度尺的分度值为1 mm,需要估读到0.1 mm,所以E点的读数为4.20 cm。
用打D和F两点间纸带的平均速度来粗略代替打E点时纸带的速度,即vE== m/s≈0.89 m/s。
【答案】 (2)(3)见解析
【解析】 (2)某点对应纸带的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示,相邻两计数点间的时间间隔Δt=2×0.02 s=0.04 s,则:
打1点时:v1=≈1.20 m/s,打2点时:v2=≈1.00 m/s,
打3点时:v3==0.80 m/s,打4点时:v4=≈0.60 m/s,
打5点时:v5=≈0.40 m/s,
将数值填入表格中:
【答案】 (1)1.5 m,方向水平向右 3.5 m (2)10 m/s2,方向水平向左
【解析】 (1)从A到B过程的位移大小为x=2.5 m-1.0 m=1.5 m,方向水平向右,
路程为s=2.5 m+1.0 m=3.5 m。
(2)设水平向右为正方向,由加速度的定义可得
a==-10 m/s2,
故加速度大小为10 m/s2,方向水平向左。
【答案】 (1) m/s2,方向与正方向相同 (2)12 m(3)2 m/s2,方向与正方向相反
【解析】 (1)从开始计时到3 s末,物体的加速度a1== m/s2= m/s2,方向与正方向相同。
(2)由题图可知,物体从3 s末到6 s末的速度始终为v3=4 m/s,位移x=v3Δt=4×3 m=12 m。
(3)物体从6 s末到7 s末的加速度为a2== m/s2=-2 m/s2,
即加速度大小为2 m/s2,负号表示加速度方向与规定的正方向相反。
【答案】 (1)0.7 s (2)6.96 m/s (3)10 m/s
【解析】 (1)由v1=得汽车在反应过程所用的时间
t1== s=0.7 s。
(2)汽车在制动过程中的平均速度大小
v2== m/s≈6.96 m/s。
(3)紧急停车全程所用时间
t=t1+t2=0.7 s+2.3 s=3 s,
全程的平均速度大小v== m/s=10 m/s。
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