内容正文:
第一章 描述运动的基本概念
(时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.下列说法正确的是( )
A.电台报说:“现在是北京时间8点整”,这里的“8点整”实际上指的是时刻
B.沿直线运动的物体,路程等于位移的大小
C.平均速度为零的运动,其平均速率也为零
D.加速度a1=2 m/s2大于加速度a2=-3 m/s2
2.小张同学和家人计划自驾去博物馆,她用手机地图规划路线,出现了如图所示的三条线路,分别是方案一(距离短)、方案二(省时、更贵)和方案三(省钱、限速多),关于手机地图(下图)所呈现的信息,下列说法正确的是( )
A.方案三的路程最大
B.方案三的位移最大
C.图中的“2小时50分”表示时刻
D.在研究哪种方案的平均速度最大时,不能将汽车视为质点
3.一辆汽车在笔直的公路上以速度v1=90 km/h行驶了全程的路程,接着以速度v2=20 km/h行驶了剩余的路程,则汽车全程的平均速度为( )
A.32 km/h B.35 km/h C.56 km/h D.27 km/h
4.两个物体A和B同时出发沿同一直线运动的x-t图像如图所示。由图像可知( )
A.t=4 s时物体B的速度为0
B.t=4 s时物体A的加速度为0
C.前4 s内A、B的速度方向相同
D.t=2 s时物体A和物体B的速度相同
5.A、B两汽车从同一地点开始运动的x-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.B车做曲线运动
B.A车2 s时的速度为20 m/s
C.B车前4 s做加速运动,4 s后做减速运动
D.前4 s内B车的平均速度比A车大
6.某地区间测速是在两监测点安装监控和测速探头,测出同一辆车通过两个监测点的时间,再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速,如果这个平均车速超过了该路段的最高限速,即被判为超速。若监测点A、B相距20 km,一辆汽车10时31分通过监测点A的速度为100 km/h,10时40分通过监测点B的速度为110 km/h,该路段区间测速最高限速120 km/h,则下列说法正确的是( )
A.该车的平均速度为105 km/h,所以该车未超速
B.该车经过A、B两点时瞬时速度都小于最高限速,所以该车未超速
C.在该测速区间,该车某时刻速度不可能超过120 km/h
D.根据题意计算,该车已超速
7.蹦床是一项运动员利用蹦床反弹表现技巧动作的竞技运动,一运动员从蹦床上跳起后的v-t图像如图所示,已知t2=2t1,关于该运动员的运动,下列分析正确的是( )
A.运动员在0~t1阶段上升,t1~t2阶段下降
B.运动员速度大小先变大后变小
C.从图像中可以看出,是选择的向下为正方向
D.运动员在t1时刻回到蹦床上
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.某一运动质点沿一直线做往返运动,如图所示,OA=AB=OC=CD=1 m,O点为x轴上的原点,且质点由A点出发向x轴的正方向运动至B点再返回沿x轴的负方向运动,以向右为正方向,以下说法正确的是( )
A.质点在A→B→C的过程中发生的位移为2 m,路程为4 m
B.质点在A→D的过程中发生的位移为-4 m,路程为4 m
C.当质点到达D点时,其位置可用D点的坐标-2 m表示
D.当质点到达D点时,相对于A点的位移为-3 m
9.如图所示,甲图为某质点的x-t图像,乙图为某质点的v-t图像,下列关于两质点的运动情况的说法正确的是( )
A.0~2 s内甲图质点做匀速直线运动,乙图质点做加速直线运动
B.2~3 s内甲图质点和乙图质点均静止不动
C.3~5 s内甲图质点和乙图质点均做减速运动,加速度为-15 m/s2
D.0~5 s内甲图质点的位移为-10 m,乙图质点的速度变化量为-10 m/s
10.图甲所示的冰车是深受北方儿童喜爱的娱乐用具。冬天在空旷的水平冰面上,一儿童坐在冰车上从静止开始,连续三次“点冰”后达到最大速度vm,之后沿直线减速滑行16 m停下。某同学用v-t图像描述了上述运动过程,如图乙所示。若每次“点冰”,冰车获得的加速度相同;运动过程中空气阻力不计,冰车与冰面间的动摩擦因数不变,则( )
甲
乙
A.儿童三次“点冰”共加速了7 s
B.儿童“点冰”时,冰车加速度大小为2 m/s2
C.经三次“点冰”,冰车获得的最大速度为2 m/s
D.冰车做匀减速运动的加速度大小为1 m/s2
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,在滑块上安装了宽度为2 mm的遮光条,如图所示。滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1=2 ms,通过第二个光电门的时间Δt2=1 ms,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt=0.5 s。则滑块通过第一个光电门时的速度大小为 m/s,通过第二个光电门时的速度大小为 m/s,滑块从第一个光电门运动到第二个光电门过程中的加速度大小为 m/s2。(结果均保留2位小数)
12.(10分)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图A、B是两种打点计时器的图片,其中A是 打点计时器。
(2)打点计时器使用的电源为 (选填“交流”或“直流”)电源,打点的时间间隔为0.02 s。
(3)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的顺序是 。
A.先接通电源,后让纸带运动
B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源
D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(4)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道做加速运动。右图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。
①小车连接在纸带的 (选填“左端”或“右端”);
②图中标出的相邻两计数点间的时间间隔T= s;
③计算在打下B点时小车的瞬时速度为vB= m/s(速度计算结果保留3位有效数字);
④如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从50 Hz变成了60 Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50 Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13.(10分)某质点的x-t图像如图所示。
(1)求0~1 s内质点速度的大小和方向。
(2)求1~2 s内质点速度的大小和方向。
(3)画出相应的v-t图像。
14.(12分)一人从甲地向东出发做匀速直线运动,以3 m/s的速度用10 min行至乙地,然后又以4 m/s的速度用10 min向北到达丙地,此人从甲地到丙地的过程中平均速率是多少?平均速度大小是多少?
15.(16分)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碰撞。
(1)假设碰后摩托车驾驶员以72 km/h的速度反向弹回,碰撞时间为2.1×10-3 s,求摩托车驾驶员的加速度大小。
(2)为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,若货车、摩托车急刹车后停下来所需时间分别为4 s、3 s,求货车的加速度与摩托车的加速度大小之比。
参考答案
1.A “8点整”指的是时刻,A正确;在单向直线运动中,位移的大小等于路程,B错误;平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值,平均速度为零的运动,其平均速率不一定为零,故C错误;加速度正负代表加速度的方向,不代表大小,则a2>a1,故D错误。
2.A 根据图中信息可知,方案一路程为242千米,方案二路程为247千米,方案三路程为249千米,所以方案三的路程最大,故A正确;三种方案初末位置相同,即位移相同,故B错误;图中的“2小时50分”表示时间间隔,故C错误;在研究哪种方案的平均速度最大时,汽车的形状、大小对所研究的问题影响很小,可以忽略不计,此时汽车可视为质点,故D错误。
3.D 设全程的位移为3x,则汽车以速度v1=90 km/h行驶了前x的路程,以速度v2=20 km/h行驶了后2x的路程,则汽车通过前路程的时间为t1=,汽车通过后路程的时间为t2=,全程平均速度为,代入数值解得=27 km/h。故选D。
4.B t=4 s时物体B的速度为vB= m/s=-2.5 m/s,故A错误;由图像可知,t=4 s时物体A做匀速运动,此时加速度为0,故B正确;由图像可知,前4 s内物体A向正方向做匀速运动,物体B向负方向做匀速运动,故C错误;t=2 s时物体A的速度为vA= m/s=2.5 m/s,t=2 s时物体B的速度为vB=-2.5 m/s,物体A与物体B的速度大小相等,方向不同,D错误。
5.B x-t图像只能表示直线运动的规律,两个物体都做直线运动,A错误;根据图像的斜率表示速度,可得vA= m/s=20 m/s,B正确;B车前4 s倾斜程度逐渐减小,做减速运动,4 s后倾斜程度也逐渐减小,做减速运动,C错误;前4 s内A、B两车的位移相同,时间相同,则平均速度相同,D错误。
6.D 通过该路段的时间t=9 min= h,则通过该路段的平均速度v==133 km/h>120 km/h,由此可知,该车已超速,故A、B错误,D正确;因通过该路段的平均速度为133 km/h,故在该测速区间,该车必然存在某时刻速度超过120 km/h的情况,C错误。
7.A 题图为运动员从蹦床上跳起后的v-t图像,t1时v=0,可知,运动员在0~t1阶段上升,t1~t2阶段下降,故A正确;结合速度的正负表示速度方向,运动员在0~t1阶段上升,可知选择向上为正方向,故C错误;由题图可知,速度大小先变小后变大,故B错误;运动员在0~t1阶段上升,在t1时刻速度为零,说明运动员在t1时刻到达最高点,故D错误。
8.CD 质点在A→B→C的过程中,AC距离为2 m,位移方向为A到C,沿x轴负方向,所以位移为-2 m,路程为4 m,故A错误;质点在A→D的过程中,经过的路程为5 m,位移方向由A指向D,与正方向相反,沿x轴负方向,所以位移为-3 m,故B错误;当质点到达D点时,位置在原点的左侧,坐标为-2 m,故C正确;当质点到达D点时,在A点左侧3 m处,规定向右为正方向,所以相对于A点的位移为-3 m,故D正确。
9.AD 由图可知0~2 s内甲图质点做匀速直线运动,乙图质点做加速直线运动,A正确;2~3 s内甲图质点静止不动,乙图质点做匀速直线运动,B错误;3~5 s内甲图质点反向做匀速直线运动,乙图质点做减速运动,加速度为a= m/s2=-15 m/s2,C错误;0~5 s内甲图质点的位移为-10 m,乙图质点的速度变化量为Δv=0-10 m/s=-10 m/s,D正确。
10.B 儿童三次“点冰”加速阶段分别为0~1 s,3~4 s,6~7 s,共加速t1=3 s,故A错误;设冰车做匀减速运动的加速度大小为a2,7~15 s内物体做匀减速直线运动,与初速度为零的匀加速直线运动具有对称性,有x=a2,其中x=16 m,t2=15 s-7 s=8 s,代入解得a2=0.5 m/s2,冰车获得的最大速度vm=a2t2=0.5×8 m/s=4 m/s,故C、D错误;儿童“点冰”时,设冰车加速度为a1,儿童“点冰”加速过程中速度的增量与滑行中速度的减小量相等,减速时间由图可知t3=2 s+2 s+8 s=12 s,根据a1t1=a2t3,代入数据解得a1=2 m/s2,故B正确。
11.解析 由题可知,d=2 mm=2×10-3 m,因为遮光条通过光电门的时间极短,可以用这段时间内的平均速度表示瞬时速度,根据平均速度公式v=,可得滑块通过第一个光电门时的速度大小为v1= m/s=1.00 m/s,滑块通过第二个光电门时的速度大小为v2= m/s=2.00 m/s,根据加速度定义式可知,滑块的加速度为a= m/s2=2.00 m/s2。
答案 1.00 2.00 2.00
12.解析 (1)由图可知,A是电火花打点计时器,B是电磁打点计时器。
(2)打点计时器使用的电源均为交流电源。
(3)为了打点稳定并且有效利用纸带,在实验时应先接通电源,打点稳定后再让纸带运动,故A正确,B、C、D错误。
(4)①纸带做加速运动,在相等时间内通过的位移逐渐增大,故小车连接在纸带的左端。
②打点计时器的工作频率为50 Hz,每隔t= s=0.02 s打一次点,每相邻两计数点之间还有4个点未画出,会有5个时间间隔,故相邻两计数点间的时间间隔为T=0.02×5 s=0.10 s。
③在打下B点时小车的瞬时速度为vB=,代入数据解得vB=0.376 m/s。
④根据v=,可知若频率从50 Hz变成了60 Hz,但仍按50 Hz处理,则时间偏大,速度测量值与实际值相比偏小。
答案 (1)电火花 (2)交流 (3)A (4)①左端 ②0.1 ③0.376 ④偏小
13.解析 (1)0~1 s内,物体沿正方向做匀速直线运动,速度大小v1=5 m/s。
(2)1~2 s内物体沿负方向做匀速直线运动,速度大小v2=5 m/s。
(3)v-t图像如图所示。
答案 (1)5 m/s,正方向 (2)5 m/s,负方向 (3)见解析图
14.解析 此人从甲地到丙地的路程s=v1t1+v2t2=4 200 m
所以平均速率 m/s=3.5 m/s
从甲地到丙地的位移x==3 000 m
所以平均速度大小'= m/s=2.5 m/s。
答案 3.5 m/s 2.5 m/s
15.解析 (1)两车碰撞过程中,取摩托车的初速度方向为正方向,摩托车驾驶员的速度变化量Δv=v2-v1=-72 km/h-54 km/h=-20 m/s-15 m/s=-35 m/s,两车相碰撞时摩托车驾驶员的加速度a=m/s2=-16 667 m/s2,
所以摩托车驾驶员的加速度大小为16 667 m/s2。
(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2,根据加速度定义式得a1=,a2=,
所以a1∶a2==1∶1。
答案 (1)16 667 m/s2 (2)1∶1
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