第一章 运动的描述 单元巩固检测卷-2026-2027学年高一上学期物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列人教版必修第一册)
2026-09-14
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摘要:
**基本信息**
高中物理《运动的描述》单元巩固检测卷,以杭州亚运会、高铁、机器狗等时代性情境为载体,覆盖质点、位移、速度、加速度等核心知识点,通过基础巩固与能力提升的梯度设计,适配单元复习,培养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|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|8/32|质点判断(1题)、时间时刻(2题)、平均速度(3题)|结合亚运会(2题)、武夷山漂流(3题)等真实情境,强化物理观念|
|多选|4/20|参考系(9题)、平均速度与速率(10题)、加速度(11题)|通过多物体运动分析(9题)、运动图像(12题),提升科学推理能力|
|实验题|2/12|匀变速直线运动测量(13题气垫导轨、14题打点计时器)|注重实验操作规范(14题)与误差分析(13题),落实科学探究|
|解答题|4/36|超声波测速(15题)、运动学综合(16题)、多普勒效应(17题)|结合科技应用(15、18题),考查模型建构与问题解决,体现科学态度|
内容正文:
第一章《运动的描述》单元巩固检测卷
一:单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列情形下物体可以看作质点的是( )
A.研究体操运动员的动作时
B.研究马拉松长跑比赛中运动员的平均速度时
C.研究跳高运动员背越式过杆跳技术动作要领时
D.研究正在行驶的火车匀速通过隧道所用的时间时
2.中国体育健儿们在第19届杭州亚运会上奋力拼搏,取得了201金111银71铜的优异成绩,各项比赛中包含了许多物理知识,下列说法正确的是( )
A.研究陈芋汐在女子10米台决赛中的姿态,陈芋汐可看作质点
B.男子100米飞人大战,谢震业以9秒97的成绩夺冠,这里提到的“9秒97”指的是时刻
C.张亮以6分57秒06的成绩获得赛艇男子单人双桨冠军,“6分57秒06”指时间间隔
D.巩立姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌,“19米58”指铅球在空中运动的路程
3.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点,如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为,用时,M、N间的直线距离为,则从M点漂流到N点的过程中( )
A.该游客的位移大小为
B.该游客的平均速率为
C.该游客的平均速度大小为
D.若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为0
4.有A、B两物体均做直线运动,其中A的加速度恒为a1=1.0m/s2,B的加速度恒为a2=−2.0m/s2。根据这些条件做出的以下判断,其中正确的是( )
A.B的加速度大于A的加速度
B.A做的是加速运动,B做的是减速运动
C.任意时刻两个物体的速度都不可能为零
D.两个物体的运动方向一定相反
5.国庆假期,铁路出行火热,客运发送量创下历史新高。一同学乘坐高铁列车外出,该列车于10月1日8时42分从某站出发,历经5小时18分到达终点站,两站之间的路程长。下列说法正确的是( )
A.出发站到终点站的位移为
B.“8时42分”指的是时刻,“5小时18分”指的是时间间隔
C.由于列车太长,故不能把列车看作质点
D.无论选取列车为参考系还是选铁路边大树为参考系,该同学都是运动的
6.泰山景区的机器狗驮着重物在陡峭山路上“健步如飞”,从山脚的红门到山顶的路程约为10公里,机器狗仅用了两个小时,比普通人登山所用时间缩短了一半,如图所示,在搬运重物过程中( )
A.在研究机器狗的爬行动作时,可以将它视为质点
B.以机器狗为参考系,重物是运动的
C.机器狗的平均速度大小约为
D.机器狗的平均速度大小是普通人的两倍
7.对于速度和加速度的理解,下列说法正确的是( )
A.加速度方向为正,速度方向一定为正
B.速度的方向就是加速度的方向
C.物体的速度减小,加速度一定减小
D.物体的加速度越大,速度改变得越快
8.急动度是描述加速度变化快慢的物理量,定义式“”。为评估某品牌新能源汽车起步时的平稳性,一辆测试车从静止开始沿平直公路启动,车载系统在起步阶段“0-4 s”内将急动度设定为: ()。已知t=0时,a0=0,下列关于汽车在起步阶段“0-4 s”内的说法正确的是( )
A.汽车的加速度随时间均匀增加 B.汽车的加速度随时间均匀减小
C.汽车在t=2 s时加速度达到最大值 D.汽车在t=2 s时速度达到最大值
二:多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.甲、乙、丙三人各自乘一架直升机。甲看到楼房匀速上升;乙看到甲机匀速上升;丙看到乙机匀速下降;甲看到丙机匀速上升。那么甲、乙、丙相对于地面的运动情况可能是( )
A.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙<v甲
D.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v甲
10.在一次室内田径赛期间,有三位运动员A、B、C从所住地M出发到赛场N单向运动。他们选择了三个不同的路径同时出发,最后同时到达赛场,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.三个运动员从M点到N点的平均速度相同
B.三个运动员到达N点时瞬时速度相同
C.三个运动员从M点到N点的平均速率相同
D.B运动员从M到N的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度的方向相同
11.为了响应学校积极锻炼的号召,周末留校的同学正在新改造的篮球场上练习原地运球。假设整个运球过程中,篮球始终在竖直方向运动,某次篮球运动过程如图所示,篮球从距离地面1m处的A点以大小为5m/s的速度竖直向下运动,落地反弹后以大小3m/s的速度竖直向上经过距离地面0.8m的B点,已知从A到B共用时0.2s,篮球可视为质点,则此过程( )
A.篮球的平均速度大小为1m/s,方向竖直向下
B.篮球的速度变化量大小为8m/s,方向竖直向上
C.篮球的平均加速度大小为,方向竖直向上
D.篮球的平均加速度大小为,方向竖直向上
12.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v0,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∆t0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B的距离
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
C.若,可以分析出物体在靠近超声波发射器
D.物体的平均速度为
三:实验题:本题共2小题,第一小题小题5分,第二小题7分,共12分。
13.学校物理兴趣小组用气垫导轨装置研究匀变速直线运动。如图所示,滑块在导轨上由静止释放,遮光条宽度。
相关数据如表所示:
、间的距离
的遮光时间
的遮光时间
20.0
50.0
35.0
(1)滑块通过时的速度大小_____m/s(结果保留三位有效数字),计算依据的原理是_____。
(2)滑块在导轨上运动的加速度大小_____(结果保留三位有效数字)。
(3)为了减小实验误差,遮光条的宽度应_____(填“适当减小”“越小越好”或“适当增大”)。
14.(1)下列关于使用电磁打点计时器的说法正确的是 。
A.使用电磁打点计时器时,应使用220伏交流电源
B.使用打点计时器时,先接通电源,还是先拉动纸带都可以
C.使用打点计时器时,拉动纸带的方向应与两限位孔连线平行
D.打点计时器只能连续工作很短时间,打点之后要立即关闭电源
(2)某次实验,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个点,依次标记为B、C、D、E、F、G。
①纸带的运动是__________(选填“加速”“匀速”或“减速”)运动;
②在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是_________;
③打B点时纸带的瞬时速度为_________。
④若实验时突然发现实际电源频率低于50Hz,数据计算时仍然是按每隔打一个点来处理的,则测出的B点瞬时速度数值与实际速度相比__________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
四:解答题:本题共4小题,第一小题小题6分,第二小题8分,第三小题10分,第四小题12分,共36分。
15.如图所示,一固定的超声波测速仪每隔1s向小汽车发出一个超声波脉冲信号,已知第一个超声波t0=0时刻发出,遇到小汽车后返回,t1=1.3s时刻测速仪接收到第一个反射波,t2=2.4s时刻接收到第二个反射波。若超声波在空气中的传播速度为340m/s,小汽车在这段时间的运动视为匀速运动,根据上述条件,求:
(1)小汽车第一、第二次接触超声波时分别与测速仪间的距离;
(2)小汽车在前两次接触超声波期间的平均速度。(结果保留三位有效数字)
16.如图,在一个短边长为,长边长为的矩形场地上,运动员(可视为质点)从点出发以恒定速率沿场地边缘顺时针到达点(、为两边的中点),求整个过程中:
(1)跑步者运动的平均速度大小;
(2)跑步者运动的平均加速度大小。
17.在公路旁,我们会发现,开着警报声的警车快速接近时,我们听到的声音会比平常更刺耳(音调更高),经过我们身旁时听出声音在变化(音调由高变低的变化),这种现象属于物理学中的多普勒效应。如果把声源视为有规律间隔发射一个一个的声脉冲,可以想象若你在向声源靠近时,会发现你所接收到的每一个声脉冲都比你站立不动时更近了,时间间隔会变小,即接收到声脉冲频率比平常变高,反之远离时比平常变低了。现在为了解释此现象我们来回答下列问题:
如图所示,声源(如鸣笛的“警车”)沿轴正方向运动,相对于地面的速率为,空气中声音传播的速率为,空气相对于地面没有流动。若声源相继发出两个声信号,时间间隔为,根据发出的这两个声信号从声源传播到静止的观察者(如你)的过程,求观察者接收到这两个声信号的时间间隔。(假设观察者两次听到的声音都是从同一侧而来的)
18.在公路上常使用“超声波测速仪”测定车速,从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发射和接收到信号的时间差的变化,测出被测物体速度。图甲中仪器M和N通过电缆线连接,N为超声波发射与接收一体化装置,仪器M能够将仪器N发射和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。现将仪器N固定在距离公路d=60m的C点,如图乙所示(俯视图),仪器N每隔T=2.42s向做匀速直线运动的汽车发射两列短促超声波脉冲P1、P2,接收到滞后的反射波n1、n2,仪器M显示的脉冲波形如图丙所示。已知汽车反射两脉冲信号对应的位置如图乙中的A、B两点,测定条件下超声波在空气中的速度。(每一问的结果均保留两位有效数字)
(1)求AC的长度;
(2)求BC的长度;
(3)汽车从A到B的时间;
(4)汽车的速度大小。
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第一章《运动的描述》单元巩固检测卷
一:单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列情形下物体可以看作质点的是( )
A.研究体操运动员的动作时
B.研究马拉松长跑比赛中运动员的平均速度时
C.研究跳高运动员背越式过杆跳技术动作要领时
D.研究正在行驶的火车匀速通过隧道所用的时间时
【答案】B
【详解】A.研究体操运动员的动作时,不能忽略运动员的体积和形态变化,则不能看作质点,故A错误;
B.研究马拉松长跑比赛中运动员的平均速度时,用计算,在测量位移是运动员的体积和形状可以忽略,则可以看作质点,故B正确;
C.研究跳高运动员背越式过杆跳技术动作要领时,不能忽略运动员的体积和动作,不能看作质点,故C错误;
D.研究正在行驶的火车匀速通过隧道所用的时间时,火车的长度不能忽略,不能看作质点,故D错误。
故选B。
2.中国体育健儿们在第19届杭州亚运会上奋力拼搏,取得了201金111银71铜的优异成绩,各项比赛中包含了许多物理知识,下列说法正确的是( )
A.研究陈芋汐在女子10米台决赛中的姿态,陈芋汐可看作质点
B.男子100米飞人大战,谢震业以9秒97的成绩夺冠,这里提到的“9秒97”指的是时刻
C.张亮以6分57秒06的成绩获得赛艇男子单人双桨冠军,“6分57秒06”指时间间隔
D.巩立姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌,“19米58”指铅球在空中运动的路程
【答案】C
【详解】A.研究陈芋汐在女子10米台决赛中的姿态,陈芋汐不可看作质点,故A错误;
B.谢震业在男子100米决赛中以9秒97获得金牌,“9秒97”是指时间间隔,故B错误;
C.张亮以6分57秒06的成绩获得赛艇男子单人双桨冠军,“6分57秒06”指时间间隔,故C正确;
D.巩立姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌,“19米58”是比赛中铅球在水平方向的位移,不是铅球在空中运动的路程,故D错误。
故选C。
3.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点,如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为,用时,M、N间的直线距离为,则从M点漂流到N点的过程中( )
A.该游客的位移大小为
B.该游客的平均速率为
C.该游客的平均速度大小为
D.若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为0
【答案】C
【详解】A.位移指的是从M点漂流到N点的有向线段,故位移大小为,故A错误;
B.从M点漂流到N点的路程为,用时,则平均速率为
故B错误;
C.该游客的平均速度大小为
故C正确;
D.以玉女峰为参考系,所乘竹筏的平均速度为,若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度大小也为,故D错误;
故选C。
4.有A、B两物体均做直线运动,其中A的加速度恒为a1=1.0m/s2,B的加速度恒为a2=−2.0m/s2。根据这些条件做出的以下判断,其中正确的是( )
A.B的加速度大于A的加速度
B.A做的是加速运动,B做的是减速运动
C.任意时刻两个物体的速度都不可能为零
D.两个物体的运动方向一定相反
【答案】A
【详解】A.加速度的大小比较取绝对值,加速度的正负代表加速度的方向。B的加速度大小为2.0m/s2,大于A的加速度大小1.0m/s2,故A正确;
B.物体加速或减速取决于加速度方向与速度方向是否一致。由于A、B的初速度方向未知,无法确定两个物体是加速运动还是减速运动,故B错误;
C.如果物体做减速运动,速度可以减小到0,故C错误;
D.两个物体的运动方向可能相同,可能相反,故D错误。
故选A。
5.国庆假期,铁路出行火热,客运发送量创下历史新高。一同学乘坐高铁列车外出,该列车于10月1日8时42分从某站出发,历经5小时18分到达终点站,两站之间的路程长。下列说法正确的是( )
A.出发站到终点站的位移为
B.“8时42分”指的是时刻,“5小时18分”指的是时间间隔
C.由于列车太长,故不能把列车看作质点
D.无论选取列车为参考系还是选铁路边大树为参考系,该同学都是运动的
【答案】B
【详解】A.出发站到终点站的路程为,故A错误;
B.“8时42分”指的是时刻,“5小时18分”指的是时间间隔,故B正确;
C.列车虽然长,相对两站之间的路程能把列车看作质点,故C错误;
D.选取列车为参考系,该同学是静止的;选铁路边大树为参考系,该同学都是运动的,故D错误。
故选B。
6.泰山景区的机器狗驮着重物在陡峭山路上“健步如飞”,从山脚的红门到山顶的路程约为10公里,机器狗仅用了两个小时,比普通人登山所用时间缩短了一半,如图所示,在搬运重物过程中( )
A.在研究机器狗的爬行动作时,可以将它视为质点
B.以机器狗为参考系,重物是运动的
C.机器狗的平均速度大小约为
D.机器狗的平均速度大小是普通人的两倍
【答案】D
【详解】A.在研究机器狗的爬行动作时,要考虑大小和形状,则不能将它视为质点,故A错误;
B.机器狗驮着重物运动,以机器狗为参考系,重物是静止的,故B错误;
C.从山脚的红门到山顶的路程约为10公里,用了两个小时,由,则机器狗的平均速率大小约为,因位移的大小未知,则无法求出平均速度的大小,故C错误;
D.机器狗用了两个小时比普通人登山所用时间缩短了一半,由可知机器狗的平均速度大小是普通人的两倍,故D正确。
故选D。
7.对于速度和加速度的理解,下列说法正确的是( )
A.加速度方向为正,速度方向一定为正
B.速度的方向就是加速度的方向
C.物体的速度减小,加速度一定减小
D.物体的加速度越大,速度改变得越快
【答案】D
【详解】AB.加速度方向与速度变化量方向相同,加速度方向为正,速度变化量方向为正,速度方向既可以为正,也可以为负,加速度方向与速度方向可能相同也可能相反,故AB错误;
C.在匀减速直线运动中,物体的速度减小,加速度不变,故C错误;
D.加速度是描述速度变化快慢的物理量,故物体的加速度越大,速度改变得越快,故D正确。
故选D。
8.急动度是描述加速度变化快慢的物理量,定义式“”。为评估某品牌新能源汽车起步时的平稳性,一辆测试车从静止开始沿平直公路启动,车载系统在起步阶段“0-4 s”内将急动度设定为: ()。已知t=0时,a0=0,下列关于汽车在起步阶段“0-4 s”内的说法正确的是( )
A.汽车的加速度随时间均匀增加 B.汽车的加速度随时间均匀减小
C.汽车在t=2 s时加速度达到最大值 D.汽车在t=2 s时速度达到最大值
【答案】C
【详解】A.急动度是加速度对时间的变化率,即
加速度随时间均匀变化要求为恒定值,但本题 是随时间变化的函数,因此加速度不是均匀变化,故A错误;
B.同理,加速度均匀减小也要求为恒定负值,不是恒定值,故B错误;
C.已知t=0时,a0=0,t=2s时,急动度为零,之前为正值,说明加速度增加到最大值,之后急动度为负值,加速度开始减小,t=2s时,加速度达到最大值,故C正确;
D.t=2s时,加速度达到最大值,但速度仍在增大,当加速度减小到零,速度达到最大,故D错误。
故选C。
二:多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.甲、乙、丙三人各自乘一架直升机。甲看到楼房匀速上升;乙看到甲机匀速上升;丙看到乙机匀速下降;甲看到丙机匀速上升。那么甲、乙、丙相对于地面的运动情况可能是( )
A.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙<v甲
D.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v甲
【答案】ABC
【详解】AB.甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地匀速下降。乙看到甲匀速上升,说明乙匀速下降,而且v乙>v甲。甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙可能停在空中,也可能匀速上升;故AB正确;
CD.甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙可能匀速下降,且v丙<v甲;故C正确,D错误。
故选ABC。
10.在一次室内田径赛期间,有三位运动员A、B、C从所住地M出发到赛场N单向运动。他们选择了三个不同的路径同时出发,最后同时到达赛场,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.三个运动员从M点到N点的平均速度相同
B.三个运动员到达N点时瞬时速度相同
C.三个运动员从M点到N点的平均速率相同
D.B运动员从M到N的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度的方向相同
【答案】AD
【详解】A.三个运动员从M点到N点的位移相同,所用时间相同,则平均速度相同,故A正确;
B.三个运动员到达N点时瞬时速度不一定相同,故B错误;
C.三个运动员从M点到N点的路程不同,所用时间相同,平均速率不同,故C错误;
D.B运动员从M到N沿直线运动,平均速度方向与任意时刻的瞬时速度的方向相同,故D正确。
故选AD。
11.为了响应学校积极锻炼的号召,周末留校的同学正在新改造的篮球场上练习原地运球。假设整个运球过程中,篮球始终在竖直方向运动,某次篮球运动过程如图所示,篮球从距离地面1m处的A点以大小为5m/s的速度竖直向下运动,落地反弹后以大小3m/s的速度竖直向上经过距离地面0.8m的B点,已知从A到B共用时0.2s,篮球可视为质点,则此过程( )
A.篮球的平均速度大小为1m/s,方向竖直向下
B.篮球的速度变化量大小为8m/s,方向竖直向上
C.篮球的平均加速度大小为,方向竖直向上
D.篮球的平均加速度大小为,方向竖直向上
【答案】ABC
【详解】A.篮球从A到B的位移竖直向下,位移大小为0.2m,所以篮球的平均速度大小为,方向竖直向下,故A正确;
B.选向下为正方向,则速度变化量为,负号说明速度变化方向竖直向上,故B正确;
CD.选向下为正方向,平均加速度为,负号表示方向竖直向上,故C正确,D错误。
故选ABC。
12.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v0,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∆t0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B的距离
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
C.若,可以分析出物体在靠近超声波发射器
D.物体的平均速度为
【答案】AD
【详解】A.由图可知,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;
C.若,说明超声波从发射到被运动的物体反射所用时间变大,则物体在远离超声波发射器,故C错误;
D.物体的平均速度为,故D正确。
故选AD。
三:实验题:本题共2小题,第一小题小题5分,第二小题7分,共12分。
13.学校物理兴趣小组用气垫导轨装置研究匀变速直线运动。如图所示,滑块在导轨上由静止释放,遮光条宽度。
相关数据如表所示:
、间的距离
的遮光时间
的遮光时间
20.0
50.0
35.0
(1)滑块通过时的速度大小_____m/s(结果保留三位有效数字),计算依据的原理是_____。
(2)滑块在导轨上运动的加速度大小_____(结果保留三位有效数字)。
(3)为了减小实验误差,遮光条的宽度应_____(填“适当减小”“越小越好”或“适当增大”)。
【答案】(1) 0.200
(2)0.104
(3)适当减小
【详解】(1)由于遮光条的宽度d很小,遮光条通过光电门的时间t很短,可认为滑块在遮光时间内的平均速度近似等于瞬时速度,即。滑块通过时的速度大小
其中d=1.00cm,,解得。
(2)滑块通过时的速度大小
其中,解得
滑块在导轨上运动的加速度大小
其中s=20.0cm,解得。
(3)遮光条的宽度应适当减小。因为遮光条宽度适当减小,遮光时间较短,平均速度就较接近瞬时速度,实验误差较小;但遮光条的宽度并非越小越好,遮光条的宽度太小可能导致遮光时间测量的误差增大。
14.(1)下列关于使用电磁打点计时器的说法正确的是 。
A.使用电磁打点计时器时,应使用220伏交流电源
B.使用打点计时器时,先接通电源,还是先拉动纸带都可以
C.使用打点计时器时,拉动纸带的方向应与两限位孔连线平行
D.打点计时器只能连续工作很短时间,打点之后要立即关闭电源
(2)某次实验,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个点,依次标记为B、C、D、E、F、G。
①纸带的运动是__________(选填“加速”“匀速”或“减速”)运动;
②在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是_________;
③打B点时纸带的瞬时速度为_________。
④若实验时突然发现实际电源频率低于50Hz,数据计算时仍然是按每隔打一个点来处理的,则测出的B点瞬时速度数值与实际速度相比__________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)CD
(2) 加速 偏大
【详解】(1)A.电磁打点计时器,应使用4-8伏交流电源,A错误;
B.实验时应当先接通电源,再拉动纸带,这样可有效地利用纸带,B错误;
C.为减小摩擦,拉动纸带的方向应当与两限位孔连线平行,C正确;
D.打点计时器不能长时间连续工作,只能连续工作很短时间,打点完毕后应立即关闭电源,D正确。
故选CD;
(2)①从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为,每隔纸带运动的位移依次增大,说明纸带的速度是增大的,故纸带的运动是加速运动;
②在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度为
③根据匀变速直线运动的规律,打B点时的瞬时速度等于AC段的平均速度
有
④打点周期与交流电的周期相同,,当电源频率低于时,实际打点周期将变大,而进行计算时,仍然用,因此测出的瞬时速度数值将比实际速度大。
四:解答题:本题共4小题,第一小题小题6分,第二小题8分,第三小题10分,第四小题12分,共36分。
15.如图所示,一固定的超声波测速仪每隔1s向小汽车发出一个超声波脉冲信号,已知第一个超声波t0=0时刻发出,遇到小汽车后返回,t1=1.3s时刻测速仪接收到第一个反射波,t2=2.4s时刻接收到第二个反射波。若超声波在空气中的传播速度为340m/s,小汽车在这段时间的运动视为匀速运动,根据上述条件,求:
(1)小汽车第一、第二次接触超声波时分别与测速仪间的距离;
(2)小汽车在前两次接触超声波期间的平均速度。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)221m,238m;(2)16.2m/s
【详解】(1)第一次超声波接触小汽车时超声波测速仪与小汽车之间的距离为
第二次超声波接触小汽车时超声波测速仪与小汽车之间的距离为
(2)汽车前进的位移
经过的时间为
小车的平均速度为
16.如图,在一个短边长为,长边长为的矩形场地上,运动员(可视为质点)从点出发以恒定速率沿场地边缘顺时针到达点(、为两边的中点),求整个过程中:
(1)跑步者运动的平均速度大小;
(2)跑步者运动的平均加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)位移为初位置指向末位置的有向线段,根据题意,由图可知,跑步者总位移大小为
根据题意,由公式可得,跑步者在长边上跑动的时间为
跑步者在短边上跑动的时间为
则跑步者运动的平均速度大小
(2)根据题意,以初速度方向为正方向,则初速度为,末速度为,由加速度定义式可得,跑步者运动的平均加速度大小为
即跑步者运动的平均加速度大小为。
17.在公路旁,我们会发现,开着警报声的警车快速接近时,我们听到的声音会比平常更刺耳(音调更高),经过我们身旁时听出声音在变化(音调由高变低的变化),这种现象属于物理学中的多普勒效应。如果把声源视为有规律间隔发射一个一个的声脉冲,可以想象若你在向声源靠近时,会发现你所接收到的每一个声脉冲都比你站立不动时更近了,时间间隔会变小,即接收到声脉冲频率比平常变高,反之远离时比平常变低了。现在为了解释此现象我们来回答下列问题:
如图所示,声源(如鸣笛的“警车”)沿轴正方向运动,相对于地面的速率为,空气中声音传播的速率为,空气相对于地面没有流动。若声源相继发出两个声信号,时间间隔为,根据发出的这两个声信号从声源传播到静止的观察者(如你)的过程,求观察者接收到这两个声信号的时间间隔。(假设观察者两次听到的声音都是从同一侧而来的)
【答案】0.94s
【详解】设声源S第一次发出声信号时与观察者A的距离为L,声源S第一次发出声信号P1 到观察A第一次收到声信号用时
接着声源S第二次发出声信号P2到观察A第二次收到声信号用时
观察者收到这两个声音的时间间隔
代入数据得。
18.在公路上常使用“超声波测速仪”测定车速,从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发射和接收到信号的时间差的变化,测出被测物体速度。图甲中仪器M和N通过电缆线连接,N为超声波发射与接收一体化装置,仪器M能够将仪器N发射和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。现将仪器N固定在距离公路d=60m的C点,如图乙所示(俯视图),仪器N每隔T=2.42s向做匀速直线运动的汽车发射两列短促超声波脉冲P1、P2,接收到滞后的反射波n1、n2,仪器M显示的脉冲波形如图丙所示。已知汽车反射两脉冲信号对应的位置如图乙中的A、B两点,测定条件下超声波在空气中的速度。(每一问的结果均保留两位有效数字)
(1)求AC的长度;
(2)求BC的长度;
(3)汽车从A到B的时间;
(4)汽车的速度大小。
【答案】(1)75m;(2)100m;(3)2.5s;(4)14m/s
【详解】(1)根据题意可知射向A位置的超声波发射和接收的时间间隔
所以AC长度
(2)射向B位置的超声波发射和接收的时间间隔
所以BC的长度
(3)根据几何关系有
汽车从A到B的时间
(4)汽车的速度大小
2
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