第一章　运动的描述 单元测试-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 高中物理“运动的描述”单元卷，满分100分，75分钟，通过神舟二十号出舱、机器人运动会等时代情境，融合基础概念与实验探究，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择题|7/28|矢量、质点、位移路程、x-t图像|结合神舟任务考质点判断，布朗运动情境辨析平均速度| |多项选择题|3/18|加速度与速度关系、竖直上抛、超声波测速|汽车碰撞实验分析速度变化量，体现科学推理| |非选择题|5/54|DIS实验、打点计时器、运动学计算|“八卦图”运动考位移与平均速率，机器人直线运动含多解问题，强化科学探究|

第一章　运动的描述 满分100分　考试用时75分钟 一、单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求) 1.某同学背着质量为m的书包从教室走到图书馆,通过的路程为L,位移为x,所用时间为t。以上涉及的物理量属于矢量的是(　　) A.质量　　　　B.路程　　　　C.位移　　　　D.时间 2.2025年9月26日1时35分,神舟二十号乘组在空间站机械臂协助下,圆满完成碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务,第四次出舱活动取得圆满成功。下列说法正确的是(　　) A.1时35分指的是时间间隔 B.空间站绕地球运行一周的位移大小和路程相等 C.航天员在空间站外部进行太空漫步时,以空间站为参考系,航天员是静止的 D.研究空间站机械臂辅助安装碎片防护装置的动作时,不可以将其看作质点 3.如图所示,从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升5 m后回落,最后到达地面。若以抛出点为原点、方向向上为正方向建立一维坐标系,小球从抛出到落地的过程中,以下说法正确的是(　　) A.小球在最高点的坐标为x=8 m B.位置坐标的变化为Δx=3 m C.位移大小为8 m,方向向下 D.路程为13 m 4.人带着机器狗在公园跑步,他们的位置-时间(x-t)图像如图所示,在0~t2时间内,关于人和机器狗的运动,下列说法正确的是(　　) A.人的运动方向一直在改变 B.机器狗一直做匀速直线运动 C.t1~t2时间内,人的速度大于机器狗的速度 D.0~t2时间内,人的平均速度等于机器狗的平均速度 5.1827年,英国植物学家布朗用显微镜观察水中的花粉时,发现花粉在不停地做无规则运动。若在坐标纸上每隔30 s记录一次花粉的位置(由小到大的数字表示记录位置的顺序),再用线段将这些位置按先后顺序连接起来,得到如图所示的部分图像,坐标纸中每个小格子的边长为1 cm,则下列说法正确的是(　　) A.图中的折线是花粉的运动轨迹 B.花粉从位置4运动到位置5的平均速率一定是×10-2 m/s C.花粉从位置1到位置2和从位置2到位置3的位移相同 D.花粉从位置1到位置3和从位置4到位置5的平均速度大小相等 6.汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法,也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。在某次正面碰撞试验中,汽车从固定的碰撞试验台左侧x=15 m处由静止开始沿直线加速,经t1=3 s以v1=10 m/s的速度撞上碰撞试验台,撞后瞬间汽车的速度大小变为v2=2 m/s,方向与原方向相反,汽车与碰撞试验台的碰撞时间Δt=0.05 s。以初速度方向为正方向,下列说法正确的是(　　) A.汽车从开始运动到恰好撞上碰撞试验台过程中的平均速度为4 m/s B.汽车与碰撞试验台碰撞前后的速度变化量为12 m/s C.汽车与碰撞试验台碰撞过程中的平均加速度方向与初速度方向相反 D.汽车与碰撞试验台碰撞过程中的平均加速度为240 m/s2 7.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的v-t图像如图所示,则在0~t2时间内,关于甲、乙的运动情况,下列说法正确的是(　　) A.乙物体先向负方向运动,后向正方向运动 B.t1时刻二者相距最远 C.t2时刻二者速度相等并再次处于同一位置 D.0~t2时间内,乙的速度和加速度都是先减小后增大 二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分) 8.某汽车在一条平直公路上变速行驶,已知它的加速度和速度方向相同,关于加速度减小时的四种说法,可能正确的是(　　) A.汽车的速度在减小,位移在增大 B.汽车的速度和位移都在增大 C.当加速度减小到零时,汽车静止 D.当加速度减小到零时,汽车速度达到最大 9.如图所示,篮球架下的运动员原地竖直起跳扣篮,离地后上升的最大高度为H。若运动员上升第一个与上升第二个所用的时间之比为5∶12,则下列说法正确的是(　　) A.运动员上升第一个与上升第二个的平均速度之比为5∶12 B.运动员上升第一个与上升第二个的平均速度之比为12∶5 C.运动员上升第一个与整个上升过程的平均速度之比为10∶17 D.运动员上升第二个与整个上升过程的平均速度之比为17∶24 10.如图(a)所示是停在高速公路上的超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波信号,根据发出和接收到信号间的时间差,测出汽车的速度;图(b)中P1、P2是测速仪先后发出的两个超声波信号,n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔Δt=1.8 s,超声波在空气中传播的速度v=340 m/s,若汽车是匀速直线行驶,则根据图(b)可知,下列说法正确的是(　　) A.图(b)中每小格表示的时间是0.18 s B.P2信号传播到被测汽车时,汽车距测速仪的距离是102 m C.汽车正在向靠近测速仪的方向行驶 D.汽车匀速运动的速度大小是20 m/s 三、非选择题(本大题共5小题,共54分) 11.(8分)如图所示,某同学用DIS(数字化实验系统)和斜面,设计了一个测物体瞬时速度的实验,实验中使用的挡光片形状均为,其凸起端的部分用于挡光。第一次实验时,该同学在小车上固定挡光片时,使挡光片的凸起端对齐车头。依次更换四个挡光片,将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放,获得了4组实验数据如表所示。第二次实验时,他将挡光片左右倒置,使挡光片的凸起端对齐车尾,仍将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放,又得到了4组实验数据(本题未给出)。 不同的挡光片 通过光电门的时间/s 速度/(m·s-1) A 0.154 25 0.520 B 0.112 09 0.515 C 0.072 55 0.512 D 0.035 10 0.506 (1)分析表格中的数据,可知:四个挡光片中,最宽的挡光片的宽度Δs=　　　　m(结果保留三位小数);表中与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是　　　　m/s。  (2)第二次实验时,他将挡光片左右倒置,使挡光片的凸起端对齐车尾,仍将小车从轨道上同一位置P由静止释放,将得到的4组实验数据分别与第一次实验数据比较,每组数据中测量的通过光电门的时间都应　　　　第一次实验的数据(选填“大于”“小于”或“等于”)。  (3)在进行误差分析时,结合上面表格中数据,该同学想到:第一问第二空的结果应　　　　真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。  12.(8分)某同学在“用打点计时器测速度的实验”中,利用如图1所示的装置进行实验。 (1)电磁打点计时器是一种使用　　　　(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器,它的工作电压为　　　　(选填“约8 V”或“220 V”),当电源的频率为50 Hz时,它每隔　　　　s打一次点。  (2)某同学实验中获得一条纸带,如图2所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50 Hz,则打A点时小车运动的速度大小vA=　　　　m/s,小车从A点运动到D点的平均速度大小v=　　　　m/s。(结果保留2位有效数字)  (3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏　　　　(选填“大”或“小”)。  13.(10分)一个人晨练时,按如图所示做半径为R的“八卦图”运动,中央的“S”部分是两个直径为R的半圆。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进。他从A点第一次走到O点时用时为t,他从A点第一次走到D点时用时为2t,求: (1)他从A点第一次走到O点时的位移的大小和方向; (2)他从A点第一次走到D点过程中的平均速度大小和平均速率。 14.(12分)2025世界人形机器人运动会于8月14日至17日在国家速滑馆“冰丝带”举行,中国机器人大放异彩。如图所示,一台机器人在场地调试时做加速度不变的直线运动,某时刻该人形机器人的速度大小为3 m/s、方向向左,5 s后速度大小为6 m/s。求在这5 s内: (1)该人形机器人速度变化量; (2)该人形机器人的加速度。 15.(16分)在历史文化名城襄阳的胜利街上,一辆汽车(可视为质点)匀速行驶。公路上距车由近及远分别设置两盏信号灯L1和L2,相距Δs=40 m,每盏灯显示绿色的时间都是Δt1=20 s,显示红色的时间都是Δt2=40 s(不考虑黄灯缓冲时间)。当车行驶至距信号灯L1的距离为s1=80 m的A处时,L1显示还有t=30 s变成绿灯,而此时远处L2的绿灯刚好亮起。求: (1)若汽车从A点起,能在L1下次红灯亮起之前通过L1信号灯,汽车匀速行驶的最小速率v1; (2)若汽车从A点起,能不停顿地通过两盏灯,汽车匀速行驶的最大速率v2; (3)若汽车匀速行驶至距离L1信号灯s2=40 m的B点时,L2信号灯刚好绿灯亮起,则该车在之后的180 s内不停顿匀速通过两盏灯的最小速率v3(结果保留2位有效数字)。 参考答案 1.C　质量、路程和时间这三个物理量只有大小没有方向,是标量,位移是从起点指向终点的有向线段,既有大小,又有方向,是矢量,故选C。 2.D　1时35分对应时间轴上的点,指的是时刻,A错误;空间站绕地球运行一周的位移大小为0,与路程不相等,B错误;航天员在空间站外部进行太空漫步时,相对于空间站的位置发生变化,以空间站为参考系,航天员是运动的,C错误;研究空间站机械臂辅助安装碎片防护装置的动作时,空间站机械臂的形状、大小不能忽略,不可以将其看作质点,D正确。 3.D　以抛出点为原点、方向向上为正方向建立一维坐标系,小球上升5 m后回落,则小球在最高点的坐标为x=5 m,A错误;小球初位置x=0,末位置x=-3 m,位置坐标变化量Δx=-3 m-0=-3 m,则小球位移大小为3 m,方向向下,B、C错误;小球上升5 m,下落8 m,总路程为13 m,D正确。 4.D　因x-t图像只能描述直线运动,且图线切线的斜率表示速度,可得人的速度一直为正值,运动方向没有改变,A错误;机器狗在0~t1以及t1~t2两段时间内的速度大小不相等,故在0~t2时间内,机器狗不是做匀速直线运动,B错误;t1~t2时间内人的x-t图线切线的斜率小于机器狗的x-t图线斜率,故人的速度比机器狗的速度小,C错误;在0~t2时间内,人和机器狗的位移相等,故平均速度也相等,D正确。 5.D　花粉的运动位置的连线反映了固体微粒的无规则运动在每隔一定时间的位置情况,而不是运动轨迹,只是每隔一定时间记录位置的连线,故A错误;花粉从位置4运动到位置5的时间为30 s,但是运动轨迹未知,即路程未知,无法求出平均速率,故B错误;花粉从位置1到位置2和从位置2到位置3的位移大小相等,但是方向不同,故C错误;每个小格子的边长为L=1 cm,花粉从位置1到位置3的位移大小为x1=4L,从位置4到位置5的位移大小x2=2L,又花粉从位置1到位置3和从位置4到位置5的时间分别为60 s和30 s,根据=可知花粉从位置1到位置3和从位置4到位置5的平均速度大小相等,故D正确。 6.C　根据平均速度的定义可知,汽车从开始运动到恰好撞上碰撞试验台过程中的平均速度为v===5 m/s,A错误;以初速度方向为正方向,汽车与碰撞试验台碰撞前后速度变化量为Δv=-v2-v1=-2 m/s-10 m/s=-12 m/s,负号表示速度变化量方向与初速度方向相反,B错误;汽车与碰撞试验台碰撞过程中的平均加速度为a===-240 m/s2,负号表示平均加速度方向与初速度方向相反,则平均加速度大小为240 m/s2,C正确,D错误。 7.D　在v-t图像中,速度的正负表示运动方向,由题图可知乙的速度一直为正值,运动方向没有发生改变,故A错误;当0<t<t2时,乙的速度比甲的小,甲在乙的前方,两者间距逐渐增大,t2时刻后,乙的速度比甲的大,两者间距减小,所以在0~t2时间内,t2时刻两者相距最远,乙物体未追上甲,故B、C错误;根据v-t图线的纵坐标值表示速度、图线切线的斜率表示加速度,可知在0~t2时间内,乙的速度和加速度都是先减小后增大,故D正确。 8.BD　汽车的加速度和速度方向相同,则汽车的速度在增大,加速度减小时,速度方向不变,则汽车的位移逐渐增大;当加速度减小到零时,汽车的速度最大,此后汽车做匀速直线运动,故A、C错误,B、D正确。 9.BD　设运动员上升第一个与上升第二个所用的时间分别为5t0和12t0,运动员整个上升过程所用的时间为17t0,根据平均速度的定义可知,运动员上升第一个的平均速度v1==,运动员上升第二个的平均速度v2==,运动员整个上升过程的平均速度v=,所以运动员上升第一个与上升第二个的平均速度之比为12∶5,A错误,B正确;运动员上升第一个与整个上升过程的平均速度之比为17∶10,C错误;运动员上升第二个与整个上升过程的平均速度之比为17∶24,D正确。 10.CD　由题图可知,P1、P2之间一共有9个小格,表示的时间是1.8 s,则每一小格表示t0==0.2 s,A错误;由题图可知,测速仪第二次发出信号到接收到信号所用的时间为t2=2t0=0.4 s,在t2时间内,超声波从发出到与汽车相遇,再从第二次相遇的位置反射回去,所以第二次相遇的位置到测速仪的距离为x2==68 m,B错误;测速仪第一次发出信号到接收到信号所用的时间为t1=3t0=0.6 s,在t1时间内,超声波从发出到与汽车相遇,再从第一次相遇的位置反射回去,所以第一次相遇的位置到测速仪的距离为x1==102 m,因为x1>x2,所以汽车正在向靠近测速仪的方向行驶,C正确;汽车与超声波第一次相遇到第二次相遇所用的时间为t3=Δt-t1+t2=1.7 s,汽车与超声波第一次相遇的位置到第二次相遇的位置的距离为x3=x1-x2=34 m,则汽车的速度大小为v'==20 m/s,D正确。 11.答案　(1)0.080(2分)　0.506(2分)　(2)小于(2分)　(3)大于(2分) 解析　(1)根据=,可知各挡光片的宽度分别为ΔsA=·ΔtA=0.520×0.154 25 m≈0.080 m,ΔsB≈0.058 m,ΔsC≈0.037 m,ΔsD≈0.018 m,则最宽的挡光片的宽度为0.080 m;挡光片的宽度越小,平均速度越接近瞬时速度,由于ΔsD最窄,则用其做实验时误差最小,故与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是0.506 m/s。 (2)若挡光片左右倒置,则运动到光电门的位移变长,运动时间变长,则速度变大,通过光电门的时间变短,故每组数据中测量的通过光电门的时间都应该小于第一次实验的数据。 (3)小车的运动为加速运动,第一问第二空的结果等于挡光片通过光电门的平均速度,大于小车车头刚到达光电门时的速度,故第一问第二空的结果应该大于真实值。 12.答案　(1)交流(1分)　约8 V(1分)　0.02(1分) (2)0.34(1分)　0.40(1分)　(3)大(3分) 解析　(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它的工作电压约为8 V;当电源的频率为50 Hz时,由周期与频率的关系,可得它的打点周期为T== s=0.02 s。 (2)因纸带上两相邻计数点间有四个点未画出,所以打相邻两计数点的时间间隔为t=5×0.02 s=0.1 s,根据用打点计时器测量速度的原理,可得打A点时小车运动的速度大小vA== m/s≈0.34 m/s,小车从A点运动到D点的平均速度大小==×10-2 m/s≈0.40 m/s。 (3)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,则实际打点周期变大,即打相邻两计数点的实际时间间隔变大,而做实验的同学仍按原打点周期计算,可知由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏大。 13.答案　(1)R　由A指向O,即向南　(2)　 解析　(1)从A点第一次走到O点的位移大小 x=R(2分) 方向由A指向O,即向南(1分) (2)从A点第一次走到D点,位移为从A点到D点的有向线段,则位移大小为 x==R(1分) 则平均速度大小为==(2分) 路程为s=2πR×+πR=πR(2分) 则平均速率为'==(2分) 14.答案　(1)3 m/s,方向向左;或9 m/s,方向向右　(2)0.6 m/s2,方向向左;或1.8 m/s2,方向向右 解析　(1)以向左为正方向,若5 s后速度向左,则机器人速度的变化量为 Δv1=6 m/s-3 m/s=3 m/s(2分) 即机器人速度的变化量大小为3 m/s,方向向左(1分) 若5 s后速度向右,机器人速度的变化量为 Δv2=-6 m/s-3 m/s=-9 m/s(2分) 即机器人速度的变化量大小为9 m/s,方向向右(1分) (2)以向左为正方向,若5 s后速度向左,机器人运动的加速度a1==0.6 m/s2(2分) 即机器人运动的加速度大小为0.6 m/s2,方向向左(1分) 若5 s后速度向右,机器人运动的加速度 a2==-1.8 m/s2(2分) 即机器人运动的加速度大小为1.8 m/s2,方向向右(1分) 15.答案　(1)1.6 m/s　(2)2 m/s　(3)0.44 m/s 解析　(1)使汽车在L1信号灯为绿灯时通过L1,运动的最长时间t1=t+Δt1=30 s+20 s=50 s(3分) 则汽车匀速行驶的最小速率 v1== m/s=1.6 m/s(2分) (2)由于s1=2Δs,使汽车能不停顿地匀速通过L1和L2信号灯,则在A与L1间运动的时间是通过L1、L2过程的2倍。若在L2的红灯第一次亮起前瞬间到达信号灯L2处,即20 s内运动到L2处,匀速运动到L1所用的时间为20 s×= s,此时L1信号灯为红灯,不能不停顿地通过L1和L2信号灯。(2分) 若L2信号灯的绿灯第二次刚亮时汽车到达L2信号灯处,汽车匀速运动到L1所用的时间为(Δt1+Δt2)×=40 s,此时L1信号灯为绿灯,汽车能匀速通过,则汽车能不停顿地通过两盏灯的最短时间为t2=Δt1+Δt2=60 s(2分) 则汽车匀速行驶的最大速率为 v2==2 m/s(3分) (3)经分析知,180 s时,L2信号灯的绿灯即将熄灭时汽车通过L2的速率最小,所用时间t3=180 s,则 v3==0.44 m/s(4分) 学科网（北京）股份有限公司 $