第一章 运动的描述(单元自测·提分卷)物理人教版必修第一册
2026-09-07
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4份
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摘要:
**基本信息**
高一上册物理第一章“运动的描述”单元提分卷,75分钟100分,融合诗词文化与科技情境,覆盖质点、参考系等核心知识点,适配单元复习巩固与物理观念、科学思维培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7/28|质点(1)、参考系(2,陈与义诗句)、位移(3)|文化素材与概念辨析结合|
|多选题|3/18|位移与路程(8)、速度变化与加速度(9)|多角度科学推理考查|
|实验题|16分|打点计时器操作(11)|科学探究规范训练|
|解答题|3/38|追击问题(12)、速度传感器应用(13-14)|科技情境与模型建构融合,提升问题解决能力|
内容正文:
2026-2027学年高一上册物理单元自测
第一章 机械运动·提分卷(参考答案)
建议用时:75分钟,满分:100分
一、单选题(本大题共7小题,每题4分,共28分)
1
2
3
4
5
6
7
D
B
D
B
C
A
C
二、多选题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
8
9
10
AC
BD
AD
三、实验题(每空2分,共16分)
11.(1) 约为 交流 (2)/ (3)刻度尺
(4) A 0.42 偏小
四、解答题(本题共3小题,共38分)
12.(10分)10min
【详解】因为两者速度相等,且运动时间相等,故s警=s歹=BE=AD+DE
即:
代入数据得:
得: CD=3 km
所以:
13.(12分)(1)汽车靠近小盒B;(2) 24.3m/s
【详解】(1)根据题意得:B盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲,而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲,,时间变短,由s=vt知,s变小,故汽车运动的方向是靠近小盒B盒
(2)设测速仪第一次发出超声波时,经过了t1到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也经过了t1的时间。汽车距测速仪
s1=v声t1
测速仪第二次发出超声波时,经过了t2到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也经过了t2的时间。汽车距测速仪
s2=v声t2
因此汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶了
汽车行驶了s共用了时间
则有
根据以上两式可得:
汽车的位移
=v声(t1−t2)=34m
汽车的速度
14.(16分)(1) (2)①,②
【详解】(1)红外线的传播速度即为光速(),比声音的传播速度(340m/s)大得多,不需要考虑红外线的传播时间,即接收到红外线和超声波脉冲的时间间隔即可代表超声波的传播时间。故第一次发射脉冲时,A、B的距离为
第二次发射脉冲时,A、B的距离为
小车运动距离
小车运动所用时间为
小车速度为
(2)①固定的C盒每隔周期T发射一次超声波脉冲,超声波向右传播,遇到运动的小车后反射,C盒接收反射回波;记录第一次发射到接收反射回波的时间差为,第二次发射到接收反射回波的时间差为,结合声速计算小车速度。超声波往返总时间为,因此超声波到达小车时,小车与C的距离为
第一次有
第二次有
小车的位移
两次超声波与小车相遇的时间间隔为
小车速度
②T时间内超声波走过的距离为小车与接收器之间距离的两倍,为防止前一返回脉冲与后一发射脉冲混淆,最远的测量距离为
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………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2026-2027学年高一上册物理单元自测
第一章 运动的描述·提分卷
建议用时:75分钟,满分:100分
一、单选题(本大题共7小题,每题4分,共28分)
1.关于质点,下列说法正确的是( )
A.研究列车穿过一条600m长隧道所用的时间,列车可以看作质点
B.乒乓球运动员在研究如何打出转速更快的弧圈球时,乒乓球可以看作质点
C.研究航天器与空间站对接时,航天器可以看作质点
D.研究航天器绕地球的运动轨迹时,航天器可以看作质点
2.宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时,抬头望着春天的蓝天白云作诗:卧看满天云不动,不知云与我俱东。诗中艺术性的表达了物理学思想,下列选项中与诗中物理学思想一致的是( )
A.两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山 B.坐地日行八万里,巡天遥看一千河
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天 D.十月里来秋风凉,中央红军远征忙
3.如图,正方形跑道ABCD的边长为l,从某时刻起,甲同学从A向B匀速运动,速度为v,同时乙同学从B向C匀速运动,速度为,则他们在运动过程中的最近距离为( )
A. B. C.l D.
4.一辆汽车沿平直公路以的速度行驶了的路程,接着又以的速度行驶完其余的路程,那么汽车全程的平均速度大小是( )
A. B. C. D.
5.一辆汽车以不变的速度经过某平直路段时,司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,9s后听到了回声,之后又行驶了9.5s,司机再次鸣笛,6s后又听到了回声。已知声音在空气中的传播速度大小为,则汽车行驶的速度大小为( )
A. B. C. D.
6.两只相同的蜗牛分别位于一根倾斜树枝的两头,树枝长为L且是笔直的,现两只蜗牛同时出发,已知蜗牛下降时的速度大小始终为3v,蜗牛上升时的速度大小始终为2v,两蜗牛运动到树枝端点时立刻反向运动,则从开始到两只蜗牛第二次相遇所需的时间为( )
A. B. C. D.
7.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,其中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测小车发出短暂的超声波脉冲,脉冲被小车反射后又被小盒子B接收。从小盒子B发射第一列超声波开始计时,经时间再次发射第二列超声波,图乙是连续两次发射的超声波的图像,图中和为已知量。则( )
A.第一列超声波脉冲于时被反射 B.第一列超声波脉冲于时被反射
C.超声波的速率为 D.小车速率为
二、多选题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
8.如图所示,一边长为10cm的实心立方体木块,一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是( )
A.该昆虫的位移最小为cm
B.该昆虫的位移最小为cm
C.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
D.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
9.如图所示,小球以的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),末速度大小变为,则这段时间内小球的( )
A.速度变化的大小可能等于 B.速度变化的大小可能等于
C.加速度的大小可能等于 D.加速度的大小可能等于
10.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波速度为,脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像,则下列说法正确的是( )
A.脉冲第一次被运动的物体反射时,物体距离的距离
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离的距离
C.物体的平均速度为
D.物体的平均速度为
三、实验题(每空2分,共16分)
11.(1)两种打点计时器如图
电磁打点计时器工作电压__________。
电火花打点计时器使用的__________填交流或直流电源。
(2)时间的测量
从能够看清的某个点开始,记为起始点1,一直往后数至第个点,则纸带从起始点到第个点的运动时间__________。(已知电源频率是
(3)位移的测量
用__________测量纸带上两个点之间的距离,即为相应时间间隔内物体的位移大小。
(4)如图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为。
部分实验步骤如下:接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是__________;
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
图中标出的相邻两计数点的时间间隔__________;计算C点的瞬时速度=_______________(本空计算结果保留两位小数)。
如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,而做实验的同学并不知道,仍按照进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比__________。选填:偏大、偏小、不变
四、解答题(本题共3小题,共38分)
12.(10分)如图为某郊区部分道路图,一歹徒在A地作案后乘车沿AD道路逃窜,警方同时接到报警信息,并立即由B地乘警车沿道路BE拦截,歹徒到达D点后沿DE道路逃窜,警车恰好在E点追上了歹徒,已知警方与歹徒车辆行驶速度均为60 km/h,AC=4 km,BC =6 km,DE=5km,则歹徒从A地逃窜至E点被抓获共用时间为多少分钟?
13.(12分)用运动传感器可以测量运动物体的速度:如图所示,这个系统有一个不动的小盒子B。工作时,小盒B向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动物体反射后又被B盒接收。B将信息输入计算机由计算机处理该信息,可得到被测物体的速度。若B盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲,而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲(声速取340m/s)
(1)试判断汽车远离小盒B,还是靠近小盒B?
(2)试求汽车的速度是多少?
14.(16分)图1为用“位移传感器”测小车速度的示意图。计算机能自动记录与之相连的传感器发射或接收到的信号。这个系统由A、B两个小盒组成,A盒装有红外线发射器和超声波发射器,固定的B盒装有红外线接收器和超声波接收器,A盒被固定在向右运动的小车上。测量时,A不断向B同时发射红外线脉冲和超声波脉冲(持续时间极短的一束波),两脉冲周期均为。计算机自动记录下某次接收到红外线和超声波脉冲的时间间隔是,再次接收到红外线和超声波脉冲的时间间隔是。利用脉冲的传播时间即可定位小车的位置。已知空气中的声速为。
(1)用题中记录的物理量表示小车在某段时间内的平均速度。
(2)若传感器改为超声反射模式,如图2所示,即固定的C盒通过发射并接收反射超声波测速(脉冲周期不变):
①描述该传感器测速过程,并根据描述中自设的物理量表示出小车的行驶速度;
②在超声波发射后的时间内,探头处于“监听”状态,等待着接收从小车返回的超声波信号,为防止前一返回脉冲与后一发射脉冲混淆,估算该模式下的最远测量距离(已知小车速度远小于超声波的速度)。
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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2026-2027学年高一上册物理单元自测
第一章 运动的描述·提分卷
建议用时:75分钟,满分:100分
一、单选题(本大题共7小题,每题4分,共28分)
1.关于质点,下列说法正确的是( )
A.研究列车穿过一条600m长隧道所用的时间,列车可以看作质点
B.乒乓球运动员在研究如何打出转速更快的弧圈球时,乒乓球可以看作质点
C.研究航天器与空间站对接时,航天器可以看作质点
D.研究航天器绕地球的运动轨迹时,航天器可以看作质点
2.宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时,抬头望着春天的蓝天白云作诗:卧看满天云不动,不知云与我俱东。诗中艺术性的表达了物理学思想,下列选项中与诗中物理学思想一致的是( )
A.两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山 B.坐地日行八万里,巡天遥看一千河
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天 D.十月里来秋风凉,中央红军远征忙
3.如图,正方形跑道ABCD的边长为l,从某时刻起,甲同学从A向B匀速运动,速度为v,同时乙同学从B向C匀速运动,速度为,则他们在运动过程中的最近距离为( )
A. B. C.l D.
4.一辆汽车沿平直公路以的速度行驶了的路程,接着又以的速度行驶完其余的路程,那么汽车全程的平均速度大小是( )
A. B. C. D.
5.一辆汽车以不变的速度经过某平直路段时,司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,9s后听到了回声,之后又行驶了9.5s,司机再次鸣笛,6s后又听到了回声。已知声音在空气中的传播速度大小为,则汽车行驶的速度大小为( )
A. B. C. D.
6.两只相同的蜗牛分别位于一根倾斜树枝的两头,树枝长为L且是笔直的,现两只蜗牛同时出发,已知蜗牛下降时的速度大小始终为3v,蜗牛上升时的速度大小始终为2v,两蜗牛运动到树枝端点时立刻反向运动,则从开始到两只蜗牛第二次相遇所需的时间为( )
A. B. C. D.
7.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,其中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测小车发出短暂的超声波脉冲,脉冲被小车反射后又被小盒子B接收。从小盒子B发射第一列超声波开始计时,经时间再次发射第二列超声波,图乙是连续两次发射的超声波的图像,图中和为已知量。则( )
A.第一列超声波脉冲于时被反射 B.第一列超声波脉冲于时被反射
C.超声波的速率为 D.小车速率为
二、多选题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
8.如图所示,一边长为10cm的实心立方体木块,一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是( )
A.该昆虫的位移最小为cm
B.该昆虫的位移最小为cm
C.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
D.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
9.如图所示,小球以的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),末速度大小变为,则这段时间内小球的( )
A.速度变化的大小可能等于 B.速度变化的大小可能等于
C.加速度的大小可能等于 D.加速度的大小可能等于
10.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波速度为,脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像,则下列说法正确的是( )
A.脉冲第一次被运动的物体反射时,物体距离的距离
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离的距离
C.物体的平均速度为
D.物体的平均速度为
三、实验题(每空2分,共16分)
11.(1)两种打点计时器如图
电磁打点计时器工作电压__________。
电火花打点计时器使用的__________填交流或直流电源。
(2)时间的测量
从能够看清的某个点开始,记为起始点1,一直往后数至第个点,则纸带从起始点到第个点的运动时间__________。(已知电源频率是
(3)位移的测量
用__________测量纸带上两个点之间的距离,即为相应时间间隔内物体的位移大小。
(4)如图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为。
部分实验步骤如下:接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是__________;
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
图中标出的相邻两计数点的时间间隔__________;计算C点的瞬时速度=_______________(本空计算结果保留两位小数)。
如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,而做实验的同学并不知道,仍按照进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比__________。选填:偏大、偏小、不变
四、解答题(本题共3小题,共38分)
12.(10分)如图为某郊区部分道路图,一歹徒在A地作案后乘车沿AD道路逃窜,警方同时接到报警信息,并立即由B地乘警车沿道路BE拦截,歹徒到达D点后沿DE道路逃窜,警车恰好在E点追上了歹徒,已知警方与歹徒车辆行驶速度均为60 km/h,AC=4 km,BC =6 km,DE=5km,则歹徒从A地逃窜至E点被抓获共用时间为多少分钟?
13.(12分)用运动传感器可以测量运动物体的速度:如图所示,这个系统有一个不动的小盒子B。工作时,小盒B向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动物体反射后又被B盒接收。B将信息输入计算机由计算机处理该信息,可得到被测物体的速度。若B盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲,而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲(声速取340m/s)
(1)试判断汽车远离小盒B,还是靠近小盒B?
(2)试求汽车的速度是多少?
14.(16分)图1为用“位移传感器”测小车速度的示意图。计算机能自动记录与之相连的传感器发射或接收到的信号。这个系统由A、B两个小盒组成,A盒装有红外线发射器和超声波发射器,固定的B盒装有红外线接收器和超声波接收器,A盒被固定在向右运动的小车上。测量时,A不断向B同时发射红外线脉冲和超声波脉冲(持续时间极短的一束波),两脉冲周期均为。计算机自动记录下某次接收到红外线和超声波脉冲的时间间隔是,再次接收到红外线和超声波脉冲的时间间隔是。利用脉冲的传播时间即可定位小车的位置。已知空气中的声速为。
(1)用题中记录的物理量表示小车在某段时间内的平均速度。
(2)若传感器改为超声反射模式,如图2所示,即固定的C盒通过发射并接收反射超声波测速(脉冲周期不变):
①描述该传感器测速过程,并根据描述中自设的物理量表示出小车的行驶速度;
②在超声波发射后的时间内,探头处于“监听”状态,等待着接收从小车返回的超声波信号,为防止前一返回脉冲与后一发射脉冲混淆,估算该模式下的最远测量距离(已知小车速度远小于超声波的速度)。
1 / 9
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2026-2027学年高一上册物理单元自测
第一章 机械运动·提分卷
建议用时:75分钟,满分:100分
一、单选题(本大题共7小题,每题4分,共28分)
1.关于质点,下列说法正确的是( )
A.研究列车穿过一条600m长隧道所用的时间,列车可以看作质点
B.乒乓球运动员在研究如何打出转速更快的弧圈球时,乒乓球可以看作质点
C.研究航天器与空间站对接时,航天器可以看作质点
D.研究航天器绕地球的运动轨迹时,航天器可以看作质点
【答案】D
【详解】A.研究列车穿过一条600m长隧道所用的时间时,需考虑列车长度,列车的形状和大小不可忽略,故列车不可看作质点,故A错误;
B.研究乒乓球旋转时,转速与球的形状、表面状态直接相关,形状不可忽略,故乒乓球不可看作质点,故B错误;
C.研究航天器与空间站对接时,需精确控制相对位置、姿态和对接机构对齐,航天器的形状和结构不可忽略,故航天器不可看作质点,故C错误;
D.研究航天器绕地球的运动轨迹时,轨道半径远大于航天器尺寸,形状和大小不影响轨迹分析,故航天器可看作质点,故D正确。
故选D。
2.宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时,抬头望着春天的蓝天白云作诗:卧看满天云不动,不知云与我俱东。诗中艺术性的表达了物理学思想,下列选项中与诗中物理学思想一致的是( )
A.两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山 B.坐地日行八万里,巡天遥看一千河
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天 D.十月里来秋风凉,中央红军远征忙
【答案】B
【详解】“卧看满天云不动”是指“云与我”保持相对静止,即“云与我”以相同的速度相对于地球向东运动,所以以船为参照物,诗人和云是静止的;“不知云与我俱东”是以地面为参照物,诗人和云是运动的;“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”是指人与地球保持相对静止,但以太阳为参考系,二者又是运动的,与题干中物理学思想一致。
故选B。
3.如图,正方形跑道ABCD的边长为l,从某时刻起,甲同学从A向B匀速运动,速度为v,同时乙同学从B向C匀速运动,速度为,则他们在运动过程中的最近距离为( )
A. B. C.l D.
【答案】D
【详解】根据匀速直线运动位移与时间的关系,甲、乙的位移大小分别为,
根据两点间距离公式,甲乙距离满足
是关于开口向上的二次函数,最小值在顶点,得
代入得
因此最小距离
此时甲、乙的位移大小分别为,
则此时甲乙都还在对应边上。
故选D。
4.一辆汽车沿平直公路以的速度行驶了的路程,接着又以的速度行驶完其余的路程,那么汽车全程的平均速度大小是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设全程路程为,,
第一段路程为,时间为
第二段路程为,时间为
则总时间为
故平均速度为 ,故选B。
5.一辆汽车以不变的速度经过某平直路段时,司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,9s后听到了回声,之后又行驶了9.5s,司机再次鸣笛,6s后又听到了回声。已知声音在空气中的传播速度大小为,则汽车行驶的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设汽车速度为,第一次鸣笛时距离隧道入口为, 第一次鸣笛后,9秒听到回声,声音传播距离为汽车到隧道入口的距离与回声返回时距离之和。鸣笛时距离为,回声返回时汽车已向前移动 ,因此回声返回距离为 m,声音总路程为
声音速度340 m/s,时间9 s,所以
第一次听到回声后,汽车又行驶9.5 s,从第一次鸣笛到第二次鸣笛总时间为
汽车行驶距离为,因此第二次鸣笛时距离隧道入口
第二次鸣笛后,6秒听到回声。同理,声音总路程为
声音速度340 m/s,时间6s,故
将
由
得
联立得
解得,汽车速度为
故选C。
6.两只相同的蜗牛分别位于一根倾斜树枝的两头,树枝长为L且是笔直的,现两只蜗牛同时出发,已知蜗牛下降时的速度大小始终为3v,蜗牛上升时的速度大小始终为2v,两蜗牛运动到树枝端点时立刻反向运动,则从开始到两只蜗牛第二次相遇所需的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】(1)第一次相遇:
两蜗牛相向而行,相对速度为,相遇时间
此时,向下蜗牛位置为
向上蜗牛位置为
(2)到达端点的时间:
向下蜗牛从相遇点到底端的时间为
总时间
此后以向上运动;
向上蜗牛从相遇点到顶端的时间为
总时间
此后以向下运动。
(3)第二次相遇:
在时,向下蜗牛已向上运动时间,位置为
向上蜗牛从顶端以向下运动,初始距离为,相对速度,相遇时间
总时间
故选A。
7.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,其中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测小车发出短暂的超声波脉冲,脉冲被小车反射后又被小盒子B接收。从小盒子B发射第一列超声波开始计时,经时间再次发射第二列超声波,图乙是连续两次发射的超声波的图像,图中和为已知量。则( )
A.第一列超声波脉冲于时被反射 B.第一列超声波脉冲于时被反射
C.超声波的速率为 D.小车速率为
【答案】C
【详解】AB.小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲后,经过时间到达被测物体并被反射折回,再经过时间回到小盒子B,故AB错误;
C.从小盒子B发射超声波脉冲开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,经过时间到达被测物体并被反射折回,再经过时间回到小盒子B,该过程中超声波经过的路程为,所以超声波的速度可以表示
故C正确;
D.被测物体在时刻第一次接收到超声波,接收到第二次超声波的时刻为
该过程中被测物体发生的位移为
所以物体的平均速度为
故D错误。
故选C。
二、多选题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
8.如图所示,一边长为10cm的实心立方体木块,一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是( )
A.该昆虫的位移最小为cm
B.该昆虫的位移最小为cm
C.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
D.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为cm
【答案】AC
【详解】AB.昆虫从A点爬到G点的位移最小就是立方体的对角线AG的长度,大小为,B错误,A正确;
CD.A点到G点的路程有无数种,由于昆虫只能在实心立方体表面运动,我们可以将表面“展开”,在同一平面内连接A、G两点,如图所示,路径为AIG时,路程最短,此时路程为,D错误,C正确。
故选AC。
9.如图所示,小球以的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),末速度大小变为,则这段时间内小球的( )
A.速度变化的大小可能等于 B.速度变化的大小可能等于
C.加速度的大小可能等于 D.加速度的大小可能等于
【答案】BD
【详解】AB.取沿斜面向上为正方向。在末速度大小为,故末速度可能为,也可能为,负号表示沿斜面向下。
由速度变化量定义,当末速度与初速度同向时,
故该情形的速度变化大小为,记为第一种情形。
当末速度与初速度反向时,
故该情形的速度变化大小为,记为第二种情形。
因此速度变化的大小可能为或,故A错误,B正确;
CD.光滑斜面上沿斜面的合力恒定,加速度恒定。由加速度定义,,其中为过程时长。由前述同向情形,
表示加速度沿斜面向下。由前述反向情形,
同样表示加速度沿斜面向下。加速度大小的可能值满足,故C错误,D正确。
故选BD。
10.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波速度为,脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像,则下列说法正确的是( )
A.脉冲第一次被运动的物体反射时,物体距离的距离
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离的距离
C.物体的平均速度为
D.物体的平均速度为
【答案】AD
【详解】A.由乙图可知,脉冲第一次被运动的物体反射时,物体距离B的距离,故A正确;
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离,故B错误;
CD.由题可知物体的位移为x2-x1时,所用时间为
物体的平均速度为
故C错误,D正确。
故选AD。
三、实验题(每空2分,共16分)
11.(1)两种打点计时器如图
电磁打点计时器工作电压__________。
电火花打点计时器使用的__________填交流或直流电源。
(2)时间的测量
从能够看清的某个点开始,记为起始点1,一直往后数至第个点,则纸带从起始点到第个点的运动时间__________。(已知电源频率是
(3)位移的测量
用__________测量纸带上两个点之间的距离,即为相应时间间隔内物体的位移大小。
(4)如图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为。
部分实验步骤如下:接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是__________;
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
图中标出的相邻两计数点的时间间隔__________;计算C点的瞬时速度=_______________(本空计算结果保留两位小数)。
如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,而做实验的同学并不知道,仍按照进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比__________。选填:偏大、偏小、不变
【答案】(1) 约为 交流 (2)/ (3)刻度尺
(4) A 0.42 偏小
【详解】(1)[1]电磁打点计时器的工作电压约为;当电源频率是时,打点计时器的打点周期为
[2]电火花打点计时器使用的交流电源。
(2)从能够看清的某个点起始点开始,往后数出若干个点,例如数出个点,则纸带从起始点到第个点的运动时间为
(3)用刻度尺测两点间的距离,即为相应时间间隔内物体的位移大小。
(4)[1]为了提高纸带的利用率,且减小实验误差,则需要获取更多的点,故应先接通电源,再释放纸带。
故选A。
[2]由于相邻两个计数点之间还有个点未画出,可知相邻两计数点的时间间隔为
[3]可以用BD段平均速度表示C点瞬时速度
[4]如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,那么实际打点周期变小,而做实验的同学并不知道,仍按照进行数据处理,根据速度的计算公式得,计算所用时间偏大,故测量速度将偏小。
四、解答题(本题共3小题,共38分)
12.(10分)如图为某郊区部分道路图,一歹徒在A地作案后乘车沿AD道路逃窜,警方同时接到报警信息,并立即由B地乘警车沿道路BE拦截,歹徒到达D点后沿DE道路逃窜,警车恰好在E点追上了歹徒,已知警方与歹徒车辆行驶速度均为60 km/h,AC=4 km,BC =6 km,DE=5km,则歹徒从A地逃窜至E点被抓获共用时间为多少分钟?
【答案】10min
【详解】因为两者速度相等,且运动时间相等,故s警=s歹=BE=AD+DE
即:
代入数据得:
得: CD=3 km
所以:
13.(12分)用运动传感器可以测量运动物体的速度:如图所示,这个系统有一个不动的小盒子B。工作时,小盒B向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动物体反射后又被B盒接收。B将信息输入计算机由计算机处理该信息,可得到被测物体的速度。若B盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲,而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲(声速取340m/s)
(1)试判断汽车远离小盒B,还是靠近小盒B?
(2)试求汽车的速度是多少?
【答案】(1)汽车靠近小盒B;(2) 24.3m/s
【详解】(1)根据题意得:B盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲,而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲,,时间变短,由s=vt知,s变小,故汽车运动的方向是靠近小盒B盒
(2)设测速仪第一次发出超声波时,经过了t1到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也经过了t1的时间。汽车距测速仪
s1=v声t1
测速仪第二次发出超声波时,经过了t2到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也经过了t2的时间。汽车距测速仪
s2=v声t2
因此汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶了
汽车行驶了s共用了时间
则有
根据以上两式可得:
汽车的位移
=v声(t1−t2)=34m
汽车的速度
14.(16分)图1为用“位移传感器”测小车速度的示意图。计算机能自动记录与之相连的传感器发射或接收到的信号。这个系统由A、B两个小盒组成,A盒装有红外线发射器和超声波发射器,固定的B盒装有红外线接收器和超声波接收器,A盒被固定在向右运动的小车上。测量时,A不断向B同时发射红外线脉冲和超声波脉冲(持续时间极短的一束波),两脉冲周期均为。计算机自动记录下某次接收到红外线和超声波脉冲的时间间隔是,再次接收到红外线和超声波脉冲的时间间隔是。利用脉冲的传播时间即可定位小车的位置。已知空气中的声速为。
(1)用题中记录的物理量表示小车在某段时间内的平均速度。
(2)若传感器改为超声反射模式,如图2所示,即固定的C盒通过发射并接收反射超声波测速(脉冲周期不变):
①描述该传感器测速过程,并根据描述中自设的物理量表示出小车的行驶速度;
②在超声波发射后的时间内,探头处于“监听”状态,等待着接收从小车返回的超声波信号,为防止前一返回脉冲与后一发射脉冲混淆,估算该模式下的最远测量距离(已知小车速度远小于超声波的速度)。
【答案】(1)
(2)①,②
【详解】(1)红外线的传播速度即为光速(),比声音的传播速度(340m/s)大得多,不需要考虑红外线的传播时间,即接收到红外线和超声波脉冲的时间间隔即可代表超声波的传播时间。故第一次发射脉冲时,A、B的距离为
第二次发射脉冲时,A、B的距离为
小车运动距离
小车运动所用时间为
小车速度为
(2)①固定的C盒每隔周期T发射一次超声波脉冲,超声波向右传播,遇到运动的小车后反射,C盒接收反射回波;记录第一次发射到接收反射回波的时间差为,第二次发射到接收反射回波的时间差为,结合声速计算小车速度。超声波往返总时间为,因此超声波到达小车时,小车与C的距离为
第一次有
第二次有
小车的位移
两次超声波与小车相遇的时间间隔为
小车速度
②T时间内超声波走过的距离为小车与接收器之间距离的两倍,为防止前一返回脉冲与后一发射脉冲混淆,最远的测量距离为
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