摘要:
**基本信息**
围绕“时间 位移”核心概念,通过基础概念辨析、图像分析应用到综合情境探究的三层设计,实现从单一知识点到复杂问题解决的进阶,强化物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|时刻与时间间隔、路程与位移的基本概念|以单选题直接考查概念辨析(如第1-2题时间时刻判断)|
|进阶层|位移-时间图像理解、打点计时器操作规范|结合图像分析(第5-6题x-t图像运动判断)和实验基础(第7-8题打点计时器使用)|
|提高层|多过程位移计算、三维空间位移分析|通过多选题考查综合应用(如第14题三维空间最短位移计算)和x-t图像综合解读(第17-18题)|
内容正文:
1.2 时间 位移
一、时刻和时间间隔
1.下列关于时间和时刻的说法中不正确的是( )
A.我校每一节课45min指的是时间
B.由郑州到北京的某次列车9:40开车,指的是时刻
C.在时间坐标轴上的每一坐标点表示的是时刻
D.第1s初到第2s末所经历的时间为1s
【答案】D
【详解】A.一节课45min指的是时间,故A正确,不符合题意;
B.由郑州到北京的某次列车9:40开车,指的是时刻,故B正确,不符合题意;
C.在时间坐标轴上的每一坐标点表示的是时刻,故C正确,不符合题意;
D.第1s初到第2s末所经历的时间为2s,故D错误,符合题意。
故选D。
2.关于时间间隔和时刻,下列说法中正确的是( )
A.第4s末就是第5s初,指的是时刻
B.第5s初指的是时间间隔
C.物体在前5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1s的时间间隔
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1 s的时间间隔
【答案】A
【详解】A.第4s末就是第5s初,指的是时刻,故A正确;
B.第5s初指的是时刻,故B错误;
C.物体在前5s内指的是物体在零时刻到第5s末这5s的时间间隔,故C错误;
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间间隔,故D错误。
故选A。
二、路程和位移
3.如图所示为小孩在荡秋千(忽略空气阻力)过程的简图,小孩由A→B→C→B→A……下列说法正确的是( )
A.A→B与B→C两过程的位移相同
B.在A→B→C的过程中,小孩的位移为曲线ABC
C.在A→B→C→B→A的过程中,小孩的位移为零,但其路程不为零
D.在荡秋千的过程中,小孩通过的路程越来越大,位移也越来越大
【答案】C
【详解】A.A→B与B→C两过程的位移方向不相同,故A错误;
B.位移是从初位置指向末位置的有向线段,故B错误;
C.在A→B→C→B→A的过程中,小孩的位移为零,但其路程不为零,故C正确;
D.在荡秋千的过程中,小孩通过的路程越来越大,但其位移大小和方向周期性变化,故D错误。
故选C。
4.一个质点在x轴上运动,它在连续的第n秒末对应的坐标如下表所示。假设每一秒内质点都做的是单向直线运动,则在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
0
1
2
3
4
5
6
0
5
8
6
A.质点在前2秒内位移最大 B.质点在第3秒内位移最大
C.前4秒内路程最大 D.质点每一秒内的位移就是路程
【答案】B
【详解】A.根据表格可知,质点起始位置在原点,位移的正负表示方向,故由此可知质点在前2s内的位移大小为8m,而质点在前4s内的位移大小为9m,故A错误;
B.质点在第n秒内的位移大小等于质点第n秒末的坐标和第n-1秒末的坐标之差的绝对值,根据表格可知,质点在第3秒内位移最大为12m,故B正确;
C.路程等于物体运动的轨迹的长度,由图表可知,物体6s内均在运动,故在前6s内路程最大,故C错误;
D.虽然每一秒内质点都做的是单向直线运动,位移的大小等于路程,但位移是矢量,路程是标量,不能说位移就是路程。故D错误。
故选B。
三、位移—时间图像
5.一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶,在到到的时间内的图像如图所示,则这40s内汽车( )
A.在前10s内向负方向运动 B.在10~20s内没有行驶
C.离出发点最远距离为750m D.在20~40s内驶离出发点
【答案】B
【详解】A.根据图像可知,汽车在前10s内向正方向运动,故A错误;
B.根据图像可知,在10~20s内,汽车的位置保持不变,汽车没有行驶,故B正确;
C.根据图像可知,离出发点最远距离为30m,故C错误;
D.根据图像可知,在20~40s内驶向出发点,故D错误。
故选B。
6.如图所示,两汽车由同一地点出发做直线运动并同时到达目的地,其位移x与时间t的关系图像如图所示,由图可知( )
A.甲车比乙车先出发 B.甲车比乙车用时短
C.甲车比乙车的位移大 D.甲车比乙车的路程大
【答案】A
【详解】A.由图读出,甲车从0时刻出发,乙车在之后出发,故A正确;
B.由图知,t1时刻两车同时到达目的地,由于甲先出发,所以甲车比乙车用时长,故B错误;
C.两车的起点和终点位置相等,则位移相同,故C错误;
D.因两车均做单向直线运动,路程与位移大小相等,故甲车与乙车的路程相等,故D错误。
故选A。
四、对打点计时器的使用和认识
7.下列关于使用打点计时器测量瞬时速度时的说法,错误的是( )
A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面
B.使用打点计时器时应先接通电源,再拉动纸带
C.使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行
D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源
【答案】A
【详解】A.使用电磁式打点计时器时,纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复写纸的下面;而电火花式打点计时器时,纸带也必须穿过限位孔,但是其要用墨盘,不需要用复写纸,故A错误,符合题意;
B.实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,故B正确,不符合题意;
C.使用打点计时器时,为了减小摩擦力,拉动纸带的方向应与限位孔平行,故C正确,不符合题意;
D.打点计时器不能长时间工作,故打点之后要立即关闭电源,故D正确,不符合题意。
故选A。
8.打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电源,相邻两点的时间间隔是T,若纸带上共打出N个点,纸带上记录的时间为t,则下列各式正确的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【详解】当电源的频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.02 s打一个点,所以,纸带上打出N个点,有个时间间隔,所以.
ABD.由上分析可知,ABD错误;
C.由上分析可知,C正确.
9.(多选)2018年1月12日7时18分,我国在西昌卫星发射中心,用“长征三号乙”运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第26、27颗北斗导航卫星,导航精度从原来的10米提升到1~2米,标志着我国自主可控的北斗卫星导航即将进入米级定位时代,测速精度每秒0.2米;授时精度单向10纳秒。下列说法中正确的是( )
A.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移
B.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置
C.北斗导航卫星授时服务提供的是时间间隔
D.北斗导航卫星授时服务提供的是时刻
【答案】BD
【详解】AB.由位置、位移的定义可知,北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置,不是位置的变化,A错误,B正确;
CD.由时间间隔、时刻的定义知,北斗导航卫星授时服务提供的是时刻,C错误,D正确。
故选BD。
10.(多选)仔细观察如图所示的时间轴,下列说法正确的是( )
A.第3s末是指时间轴上的E点
B.第5s内是指时间轴上EF段
C.前4s内是指时间轴上AE段
D.第2s内是指时间轴上的C点
【答案】BC
【详解】A. 第3s末是指时间轴上的D点,选项A错误;
B. 第5s内是指时间轴上EF段,选项B正确;
C. 前4s内是指时间轴上AE段,选项C正确;
D. 第2s内是指时间轴上的BC段,选项D错误;
11.(多选)甲物体的位移为5 m,乙物体的位移为-5 m,下列说法正确的是( )
A.甲的位移大于乙的位移
B.乙的位移大于甲的位移
C.甲、乙的位移大小相等
D.甲、乙的位移方向相反
【答案】CD
【详解】位移是矢量,正负代表方向,看位移的大小要看绝对值.故选CD.
12.(多选)一个人从北京去重庆,可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后乘轮船沿长江到重庆,如图所示,下列说法正确的是( )
A.他的运动轨迹不一样
B.他走过的路程相同
C.他的位置变动是不同的
D.他的位移是相同的
【答案】AD
【分析】位移是矢量为从起点指向末点的有向线段,路程为标量,指轨迹的长度,据此可正确解答本题.
【详解】该人的位置起点和末点相同,即位移是相同的,具体行走轨迹不同,因此路程不同,AD正确.
13.(多选)一个可以看成质点的物体在水平面上运动,建立平面直角坐标系,物体在0s、1s、2s、3s、4s、5s时的位置坐标分别为(0,0)、(1m,2m)、(2m,1m)、(3m,1m)、(2m,4m)、(5m,3m),依次连接各坐标位置,下列说法正确的是( )
A.各点之间的连线为物体的运动轨迹
B.物体在第4s内和第5s内的路程相等
C.物体在第4s内和第5s内的位移不相同
D.物体在前2s内的位移小于最后2s内的位移
【答案】CD
【详解】AB.物体只是在每秒位置,但在每秒内怎样运动未知,各点之间的连线不一定为物体的运动轨迹,所以无法确定第4s内和第5s内的路程大小关系,故AB错误;
C.第4s内的位移为第5s内的位移为第4s和第5s的位移大小相等,方向不同,故C正确;
D.物体在前2s内的位移大小为最后2s内的位移所以故D正确。故选CD。
14.(多选)中秋节那天,小明全家外出游玩,野餐时小明发现一只蚂蚁在月饼盒上爬。如图所示,已知月饼盒的长、宽、高分别为,,(已知),蚂蚁可视为质点,则下列说法正确的是( )
A.若蚂蚁由A点沿棱AEFG爬到G点,其位移大小为
B.若蚂蚁由A点沿棱AEFG爬到G点,其路程为
C.蚂蚁由A点爬到G点,其运动的最短距离为
D.蚂蚁由A点爬到G点,其运动的最短距离为
【答案】BD
【详解】AB.若蚂蚁由A点沿棱AEFG爬到G点,其位移大小为AG线段长度,路程为,故A错误,B正确;
CD.若蚂蚁由A点爬到G点,其运动的最短距离为将ABFGHE展开成一平面,连接A、G,A、G连线的长度为运动的最短距离,为,故C错误,D正确。
故选BD。
15.(多选)在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是( )
A.打点前小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车
B.取点时前端密集的点舍弃,直接取后面清晰的点当做第一点计数点
C.打点频率为50 Hz,每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.01 s
D.实验中应使小车速度尽量小些
【答案】AB
【详解】A.为了提高纸带的利用率,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,这样可以尽量在纸带上多打点,为了提高纸带的利用率,同时为了使打点更稳定,减小误差,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车,故A正确﹔
B.纸带上密集点测量时误差较大,故要舍去,故B正确﹔
C.打点频率为50Hz ,每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.08s ,故C错误﹔
D.实验中小车速度过小,导致纸带上的点比较密集,不利于选点和测量,故D错误。
故选AB。
16.(多选)下列关于打点计时器的认识中,正确的是( )
A.电磁打点计时器的工作电压是6 V,所以可以用4节1.5 V的干电池供电
B.电火花打点计时器使用的是220 V交流电源,可以直接接入生活用电
C.使用电火花打点计时器打点过程中,发现打的点迹很不清晰、颜色偏淡,则可能需要更换新的墨粉纸盘
D.在使用打点计时器时,当接入电源频率为50 Hz时,则每0.02 s 打一个点
【答案】BCD
【详解】电磁打点计时器的工作电压是6 V,使用交流电,不可以用4节1.5 V的干电池供电,选项A错误;电火花打点计时器使用的是220 V交流电源,可以直接接入生活用电,选项B正确; 使用电火花打点计时器打点过程中,发现打的点迹很不清晰、颜色偏淡,则可能需要更换新的墨粉纸盘,选项C正确;在使用打点计时器时,当接入电源频率为50 Hz时,则每=0.02 s 打一个点,选项D正确;故选BCD.
17.(多选)如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图像。对相应的线段所表示的运动,下列说法正确的是( )
A.AB段表示静止
B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移
C.CD段运动方向和BC段运动方向相反
D.CD段的运动时间不等于BC段的运动时间
【答案】AC
【详解】A.AB段汽车位移不变,汽车静止,故A正确;
B.BC段发生的位移为
CD段发生的位移为
BC段发生的位移小于CD段发生的位移,故B错误;
C.图象的斜率表示速度,CD段运动方向沿正方向,BC段运动方向沿负方向,故CD段运动方向和BC段运动方向相反,故C正确;
D.CD段的运动时间等于BC段的运动时间,都为,故D错误。
故选AC。
18.(多选)如图所示是做直线运动的甲、乙两物体相对于同一参考系的位移—时间图像,下列说法正确的是( )
A.甲开始运动的时刻比乙早 B.当时,两物体相遇
C.当时,两物体相距最远 D.当时,两物体相距
【答案】ABD
【详解】A.根据图像可知甲从时刻位移开始变化即开始运动,乙从时刻位移开始变化即开始运动,故甲开始运动的时刻比乙早,故A正确;
BC.由图像可知当时,两物体在x轴上的位移数值相同,故此时两物体相遇,故B正确,C错误;
D.根据图像可知当时,甲的位移为0,乙的位移为,故此时两物体相距,故D正确。故选ABD。
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1.2 时间 位移
一、时刻和时间间隔
1.下列关于时间和时刻的说法中不正确的是( )
A.我校每一节课45min指的是时间
B.由郑州到北京的某次列车9:40开车,指的是时刻
C.在时间坐标轴上的每一坐标点表示的是时刻
D.第1s初到第2s末所经历的时间为1s
2.关于时间间隔和时刻,下列说法中正确的是( )
A.第4s末就是第5s初,指的是时刻
B.第5s初指的是时间间隔
C.物体在前5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1s的时间间隔
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1 s的时间间隔
二、路程和位移
3.如图所示为小孩在荡秋千(忽略空气阻力)过程的简图,小孩由A→B→C→B→A……下列说法正确的是( )
A.A→B与B→C两过程的位移相同
B.在A→B→C的过程中,小孩的位移为曲线ABC
C.在A→B→C→B→A的过程中,小孩的位移为零,但其路程不为零
D.在荡秋千的过程中,小孩通过的路程越来越大,位移也越来越大
4.一个质点在x轴上运动,它在连续的第n秒末对应的坐标如下表所示。假设每一秒内质点都做的是单向直线运动,则在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
0
1
2
3
4
5
6
0
5
8
6
A.质点在前2秒内位移最大 B.质点在第3秒内位移最大
C.前4秒内路程最大 D.质点每一秒内的位移就是路程
三、位移—时间图像
5.一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶,在到到的时间内的图像如图所示,则这40s内汽车( )
A.在前10s内向负方向运动 B.在10~20s内没有行驶
C.离出发点最远距离为750m D.在20~40s内驶离出发点
6.如图所示,两汽车由同一地点出发做直线运动并同时到达目的地,其位移x与时间t的关系图像如图所示,由图可知( )
A.甲车比乙车先出发 B.甲车比乙车用时短
C.甲车比乙车的位移大 D.甲车比乙车的路程大
四、对打点计时器的使用和认识
7.下列关于使用打点计时器测量瞬时速度时的说法,错误的是( )
A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面
B.使用打点计时器时应先接通电源,再拉动纸带
C.使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行
D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源
8.打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电源,相邻两点的时间间隔是T,若纸带上共打出N个点,纸带上记录的时间为t,则下列各式正确的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
9.(多选)2018年1月12日7时18分,我国在西昌卫星发射中心,用“长征三号乙”运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第26、27颗北斗导航卫星,导航精度从原来的10米提升到1~2米,标志着我国自主可控的北斗卫星导航即将进入米级定位时代,测速精度每秒0.2米;授时精度单向10纳秒。下列说法中正确的是( )
A.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移
B.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置
C.北斗导航卫星授时服务提供的是时间间隔
D.北斗导航卫星授时服务提供的是时刻
10.(多选)仔细观察如图所示的时间轴,下列说法正确的是( )
A.第3s末是指时间轴上的E点
B.第5s内是指时间轴上EF段
C.前4s内是指时间轴上AE段
D.第2s内是指时间轴上的C点
11.(多选)甲物体的位移为5 m,乙物体的位移为-5 m,下列说法正确的是( )
A.甲的位移大于乙的位移
B.乙的位移大于甲的位移
C.甲、乙的位移大小相等
D.甲、乙的位移方向相反
12.(多选)一个人从北京去重庆,可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后乘轮船沿长江到重庆,如图所示,下列说法正确的是( )
A.他的运动轨迹不一样
B.他走过的路程相同
C.他的位置变动是不同的
D.他的位移是相同的
13.(多选)一个可以看成质点的物体在水平面上运动,建立平面直角坐标系,物体在0s、1s、2s、3s、4s、5s时的位置坐标分别为(0,0)、(1m,2m)、(2m,1m)、(3m,1m)、(2m,4m)、(5m,3m),依次连接各坐标位置,下列说法正确的是( )
A.各点之间的连线为物体的运动轨迹
B.物体在第4s内和第5s内的路程相等
C.物体在第4s内和第5s内的位移不相同
D.物体在前2s内的位移小于最后2s内的位移
14.(多选)中秋节那天,小明全家外出游玩,野餐时小明发现一只蚂蚁在月饼盒上爬。如图所示,已知月饼盒的长、宽、高分别为,,(已知),蚂蚁可视为质点,则下列说法正确的是( )
A.若蚂蚁由A点沿棱AEFG爬到G点,其位移大小为
B.若蚂蚁由A点沿棱AEFG爬到G点,其路程为
C.蚂蚁由A点爬到G点,其运动的最短距离为
D.蚂蚁由A点爬到G点,其运动的最短距离为
15.(多选)在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是( )
A.打点前小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车
B.取点时前端密集的点舍弃,直接取后面清晰的点当做第一点计数点
C.打点频率为50 Hz,每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.01 s
D.实验中应使小车速度尽量小些
16.(多选)下列关于打点计时器的认识中,正确的是( )
A.电磁打点计时器的工作电压是6 V,所以可以用4节1.5 V的干电池供电
B.电火花打点计时器使用的是220 V交流电源,可以直接接入生活用电
C.使用电火花打点计时器打点过程中,发现打的点迹很不清晰、颜色偏淡,则可能需要更换新的墨粉纸盘
D.在使用打点计时器时,当接入电源频率为50 Hz时,则每0.02 s 打一个点
17.(多选)如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图像。对相应的线段所表示的运动,下列说法正确的是( )
A.AB段表示静止
B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移
C.CD段运动方向和BC段运动方向相反
D.CD段的运动时间不等于BC段的运动时间
18.(多选)如图所示是做直线运动的甲、乙两物体相对于同一参考系的位移—时间图像,下列说法正确的是( )
A.甲开始运动的时刻比乙早 B.当时,两物体相遇
C.当时,两物体相距最远 D.当时,两物体相距
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