运动学 教材情境与练习 -2027届高考物理一轮复习

运动学—教材情境与练习 教材情景1（必修一P17） 【情境练习】 1．某物体的位移—时间图像如图所示，物体从时刻开始运动，图像是曲线，则下列说法错误的是（　　） A．物体运动的轨迹是曲线 B．4s时物体运动到位置坐标原点前方80m处 C．在0~8s内物体做往返运动 D．物体从最大位移处回到初始位置所用时间为4s 2．小李讲了龟兔沿直线赛道赛跑的故事，故事情节中兔子和乌龟运动的图像如图所示。请你依照图像中的坐标，并结合物理学的术语来讲述这个故事。讲故事之前，先回答下列问题： （1）故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发？ （2）乌龟做的是什么运动？ （3）兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次？ （4）哪一个先通过预定位移到达终点？ 教材情景2（必修一P18） 【情境练习】 3．一物体运动的速度一时间关系图像如图所示，根据图像可知（　　） A．0~4s内，物体在做曲线运动 B．0~4s内，物体的速度一直在减小 C．0~4s内，物体的加速度先减小后增大 D．0~4s内，物体速度的变化量为2m /s 4．如图甲所示，2025蛇年春晚，国产机器人集体扭秧歌引人注目，动作丝滑堪比人类。记录其中一台机器人在一段时间内运动的速度-时间图像如图乙所示，在0~7s内，下列说法正确的有（　　） A．机器人可能做曲线运动 B．机器人的加速度变大 C．机器人的位移大于3.5m D．机器人的平均速度大小等于0.5m/s 教材情景9（必修一P42） 【情境练习】 5．如图甲所示，小鸟一头扎入水中捕鱼，假设小鸟的俯冲是竖直方向上的匀加速直线运动，加速度为，进入水中后是匀减速直线运动，其图像如图乙所示，匀加速运动的时间为，整个过程的运动时间为，最大速度为，则下列说法正确的是（　　） A．0至时间内比至时间内加速度更大 B．加速和减速过程中小鸟速度的变化量相同 C．整个过程下落的高度为 D．至时间内小鸟的加速度大小为 6．如图所示是小明在国庆节期间参观广州塔，随观光电梯上行时速度随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．电梯在0~20s内的加速度大于26~44s内的加速度 B．电梯在t=26s时到达广州塔的最高点 C．电梯在广州塔里上升的最大高度为288m D．电梯在广州塔里上升的最大高度为450m 教材情景10（必修一P45） 【情境练习】 7．下列说法不正确的是（　　） A．在不需要考虑物体本身大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法 B．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法 C．利用图像推导匀变速直线运动位移与时间关系时，应用了微元法 D．加速度采用了比值定义法，a的大小由和决定 8．如图是教材上用速度（v）—时间（t）图像推导匀变速直线运动的位移公式。下列叙述正确的是（　　） （a）物体做匀变速直线运动的图像 （b）把t分成五段，每段时间内做匀速直线运动，其位移的数值等于这个小矩形的“面积” （c）若取得更小，矩形上端的台阶更密，更接近斜直线 （d）若，矩形上端的台阶形成的折线就变成了图的斜直线。图中无限个小矩形的“面积”之和即梯形的“面积”就等于t时间内的位移的数值 A．这个分析过程体现了极限思想 B．图（b）中从左到右的五个矩形面积之比为 C．如果图像是曲线，则所围“面积”的数值就不再等于该段时间的位移大小 D．若是加速度（a）—时间（t）图像，则所围“面积”的数值等于速度改变量的大小 教材情景11（必修一P48） 【情境练习】 9．牛顿管实验如图所示：长玻璃管一端封闭、另一端有开关，把形状和质量都不相同的金属片和小羽毛放到玻璃管里。先打开开关使管内空气与大气连通，把玻璃管迅速倒转，让金属片和羽毛同时下落：当金属片落到管底时，羽毛还悠悠地飘在空中。抽掉玻璃管里的空气（近似真空）再倒转玻璃管，可看到它们同时落到管底。对这个实验，下列说法正确的是（　　） A．抽气后，在赤道和北京分别做该实验，金属片的下落时间会略有差异 B．真空中的羽毛重力比空气中羽毛重力大 C．它们能同时落到底端是因为抽气后他们没有重力了 D．抽气前羽毛比金属片下落的慢，原因是羽毛受到空气阻力而金属片不受空气阻力 10．将真空玻璃管竖直放置，使管内小羽毛、小木片和小铁片自其顶端同时由静止开始下落，如图所示。下列判断正确的是（　　） A．小羽毛下落最快 B．小木片下落最快 C．小铁片下落最快 D．三者下落一样快 教材情景12（必修一P48） 【情境练习】 11．某同学用如图（a）所示装置测量当地重力加速度。 (1)实验中，下列说法正确的是________（填选项前的字母） A．用秒表测量重物运动的时间 B．安装纸带时应使重物靠近打点计时器 C．先松开上方夹子释放纸带，再接通电源 D．每打完一条纸带应及时切断电源，防止打点计时器过热损坏 (2)某同学按照正确的操作完成实验后，得到的纸带如图（b）所示，其中纸带上的为连续的6个计时点，打点计时器的打点频率，则纸带上打下D点时重物的速度大小________，重物下落过程中的加速度大小________；（计算结果均保留三位有效数字） (3)如果打点计时器的实际打点频率f偏大，而做实验的同学并不知道，仍按原有频率进行数据处理，那么测算出的加速度与实际值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材。某同学利用乙图装置去研究自由落体运动，并测量当地重力加速度。图丙为实验截取的一部分纸带，请你完成下列有关问题。 (1)实验用的打点计时器如图甲所示，它是______________（选填“电火花”或“电磁”）打点计时器；其正常工作电源为______________（选填“交流”或“直流”）电源。 (2)丙图是实验得到的一条纸带上的选取的某一段，已知打点计时器的工作频率为，相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打下C点时重物的瞬时速度______________；测得重力加速度的大小______________。（结果均保留三位有效数字） (3)若实验操作与数据处理均无错误，但测出的重力加速度总比实际值偏小，其原因是：_________________________________________________________________。 教材情景13（必修一P49） 【情境练习】 13．小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图甲所示，他将一根木条平放在台阶的边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球开始下落，一段时间后撞击地面，手机从接收到钢尺的击打声开始计时，至接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。 (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用______ A．钢球 B．乒乓球 C．泡沫球 (2)在上述实验过程中，声音传播需要时间，为减小误差手机应放置在______ A．M点 B．O点 C．N点 (3)作出2h-t2图像，如图乙所示，由图像可得重力加速度大小g=______（计算结果保留两位有效数字）； (4)由于实验中未考虑木条厚度，根据图像计算的重力加速度g与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“无偏差”）。 14．小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)将小球由静止释放，用手机连拍其下落过程：手机每隔0.1s拍摄一张照片，选取连续拍摄的3张照片如图乙所示，现已经读出第一张、第二张和第三张照片中小球上边缘对应的刻度分别为78.00cm、122.00cm、175.70cm，则拍第二张照片时小球的速度为________m/s，计算得到当地的重力加速度g=________m/s2（以上两空的计算结果均保留3位有效数字）。 (2)通过查阅资料，小明所在城市重力加速度为9.8m/s2，则小明测得的重力加速度与当地重力加速度的相对误差为________（结果保留2位有效数字）。 (3)为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了v2−h图像，如图丙所示。其中P、Q分别为两个体积不同，质量相同的小球下落的图像，由图像可知（　　）（双选）。 A．图像的斜率表示小球下落的加速度 B．小球P的体积大于小球Q的体积 C．小球P的体积小于小球Q的体积 D．由图像可知小球P测出的加速度值更接近当地重力加速度值 教材情景14（必修一P51） 【情境练习】 15．伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，对这一过程的分析，下列叙述正确的是（　　） A．在伽利略时代，无法直接测定的瞬时速度是标量 B．甲图中小球的速度逐渐增大，加速度逐渐增大 C．甲图实验可“冲淡”重力的作用，更容易测时间 D．丁图是伽利略直接用小球自由下落的实验数据证实了自由落体运动是匀加速运动 16．我们学习物理不仅要了解物理规律的发现过程，还要学会科学的观察和思考，树立正确的自然观。如图所示为伽利略对自由落体运动的研究过程，请你结合所学的知识分析，得出的说法正确的是（　　） A．斜面倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 B．伽利略做了上百次实验，结果表明：不同质量的小铜球从同一斜面（倾角相同）滚下，质量大的比质量小的铜球加速度大 C．伽利略通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动 D．伽利略对落体运动的研究过程中把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 教材情景15（必修一P53） 【情境练习】 17．小明根据“自由落体运动”的知识制作了一把“人的反应时间测量尺”，该测量尺最合理的刻度是（　　） A． B． C． D． 18．如图所示，制作一把“反应时间测量尺”。乙同学用手捏住直尺的顶端，甲同学用手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在乙同学放手让直尺下落时，甲同学立刻捏住直尺。读出甲同学捏住直尺的刻度，就可以粗略确定甲同学的反应时间。若把刻度尺的长度刻度对应标注为“时间”刻度，使它变为“反应时间测量尺”，下列说法正确的有（　　） A．20cm刻度所对应的时间刻度约为0.2s B．0.1s与0.2s刻线间的距离，比0.2s和0.3s刻线间的距离短 C．在北京做好的“反应时间测量尺”拿到赤道处使用，测量出的反应时间会比实际值略大 D．若下落时直尺略有倾斜，则测量出的反应时间会比实际值略大 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《1.2运动学—教材情境与练习》参考答案： 1．A 【详解】A．位移—时间图像描述的是做直线运动物体的位移随时间的变化关系，虽然图像是抛物线，但物体的运动轨迹是直线，故A错误，符合题意； BCD．从图像可以看出，物体4s时运动到位置坐标原点前方80m，然后速度反向，8s时回到初始位置，先远离出发点，后回到出发点，故物体做往返运动，且从最大位移处回到初始位置所用时间为4s，故BCD正确，不符合题意。 故选A。 2．（1）同一地点不同时出发；（2）匀速直线运动；（3）两次（和时刻）；（4）乌龟 【详解】（1）由图可知，兔子和乌龟在同一地点，但不同时出发。 （2）由图可知，乌龟做匀速直线运动。 （3）由图可知，兔子和乌龟在比赛途中相遇两次（和时刻），其位道坐标分别为和。 （4）由图可知，乌龟在时刻先到达位移的终点。 3．C 【详解】A．图像只能表示直线运动的规律，不能表示曲线运动，故A错误； B．0～4s内，物体的速度先减小后反向增大，故B错误； C．图像的斜率表示加速度，根据图像可知，0～4s内，物体的加速度先减小后增大，故C正确； D．0～4s内，物体速度的变化量，故D错误。 故选C。 4．BC 【详解】A．v-t图像仅表示直线运动，故A错误； B．v-t图像的斜率的绝对值表示加速度的大小，由图像可知该图像的斜率绝对值逐渐变大，故机器人的加速度变大，故B正确； C．v-t图像的面积表示物体的位移，由图像可知，故C正确； D．根据速度的定义式可知，故D错误。 故选BC。 5．C 【详解】A．根据图像的斜率绝对值表示加速度大小，由题图可知0至时间内比至时间内加速度更小，故A错误； B．加速和减速过程中小鸟速度的变化量大小相等，方向不同，故B错误； C．小鸟匀加速直线运动的加速度为，则有 则整个过程下落的高度为，故C正确； D．至时间内小鸟的加速度大小，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．电梯在0~20s内的加速度，26~44s内的加速度 ，A错误； B．由图可知，电梯在44s到达最高点，B错误； C D．v-t图像与坐标轴所围的面积代表位移的大小，电梯在广州塔里上升的最大高度，C错误，D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．在不需要考虑物体本身大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法。故A正确； B．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法。故B正确； C．在推导匀变速直线运动位移与时间关系时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法。故C正确； D．是定义式，a的大小与和无关。故D错误。 本题选错的，故选D。 8．AD 【详解】A．在该推导过程中，其思想体现了极限的思想，故A项正确； B．由于每个矩形中的小矩形面积相同，图（b）中从左到右的五个矩形面积之比就等于其构成矩形的小矩形的数量之比，由题图可知，其不等于，故B项错误； C．如果图线是曲线，也可以采用该方法，将其分成若干个小矩形，其所围成的“面积”等于该短时间的位移大小，故C项错误； D．对于加速度（a）—时间（t）图像，其依然可以采取该种思想，经过推导可知则所围“面积”的数值即 所以若是加速度（a）—时间（t）图像，则所围“面积”的数值等于速度改变量的大小，故D项正确。 故选AD。 9．A 【详解】A．抽气后，两者均做自由落体运动，由于赤道和北京两处的重力加速度不同，根据知，下落的时间会略有差异，故A正确； B．真空中羽毛重力和空气中羽毛重力大小相等，故B错误； C．抽气后，两者均只在重力作用下做自由落体运动，根据知，下落的时间相同，故C错误； D．管内空气未抽出时，两者都受到空气阻力，空气阻力对羽毛的影响比对金属片的影响大，所以抽气前羽毛比金属片下落得慢，故D错误。 故选A。 10．D 【详解】由于管内是真空，所以没有空气阻力的作用，则管内小羽毛、小木片和小铁片自其顶端同时由静止开始下落，均只受到重力作用，加速度均为重力加速度，所以三者下落一样快。 故选D。 11．(1)BD (2) 1.76 9.75 (3)偏小 【详解】（1）A．打点计时器可以计时，所以不需要用秒表测量重物运动的时间，故A错误； BC．为了充分利用纸带，安装纸带时应使重物靠近打点计时器，实验时，应先接通电源，再松开上方夹子释放纸带，故B正确，C错误； D．每打完一条纸带应及时切断电源，防止打点计时器过热损坏，故D正确。 故选BD。 （2）[1]纸带上打下D点时重物的速度大小 [2]根据逐差法可得重物下落过程中的加速度大小 （3）如果打点计时器的实际打点频率f偏大，则实际打点周期偏小，而做实验的同学并不知道，仍按原有频率进行数据处理，则代入计算的时间间隔偏大，测算出的加速度与实际值相比偏小。 12．(1) 电火花 交流 (2) 2.18 9.73 (3)纸带与打点计时器之间摩擦和空气阻力的影响 【详解】（1）[1]由图可知，实验使用的是电火花打点计时器； [2]电火花打点计时器使用220V的交流电作为电源。 （2）[1]由题可知，相邻计数点之间的时间间隔为 根据匀变速直线运动规律可得，打下C点时重物的瞬时速度为 [2]根据逐差法可得，重力加速度的大小 （3）若实验操作与数据处理均无错误，但测出的重力加速度总比实际值偏小，其原因是纸带与打点计时器之间摩擦和空气阻力的影响。 13．(1)A (2)B (3)9.58 (4)无偏差 【详解】（1）为了减小空气阻力对实验的影响，实验时，小球体应该选择体积小，质量大，即密度大一些的球体。在钢球、乒乓球、泡沫球中，钢球密度最大，空气阻力对其影响最小。 故选A。 （2）在上述实验过程中，声音传播需要时间，为减小误差手机应放置在释放和落地的中间位置，即O点。 故选B。 （3）根据 解得 结合图像斜率可知 （4）根据上述可知，图像的斜率表示重力加速度，由于木条厚度为一个定值，因此即使实验中未考虑木条厚度，在利用图线求变化率时，对实验结果没有影响。 14．(1) 4.89 9.70 (2)1.0% (3)CD 【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动时间中点的速度等于该过程的平均速度，则拍第二张照片时小球的速度为 [2]根据逐差法，当地的重力加速度 （2）小明测得的重力加速度与当地重力加速度的相对误差为 （3）A．根据匀变速直线运动规律有 可得，所以v2−h图像的斜率表示2a，故A错误； BCD．P、Q质量相同，体积不同，体积越大，则下落过程中受到的空气阻力越大，下落的加速度越小，根据题图可知P的加速度更大，所以P的体积更小，为减小实验误差，减小空气阻力的影响，应选用体积小的小球进行实验，即小球P测出的加速度值更接近当地重力加速度值，故B错误，CD正确。 故选CD。 15．C 【详解】A．在伽利略时代，无法直接测定的瞬时速度是矢量，故A错误； B．甲图中小球的速度逐渐增大，加速度不变，故B错误； C．甲图实验可“冲淡”重力的作用，更容易测时间，故C正确； D．伽利略猜想自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理得到的，故D错误。 故选C。 16．D 【详解】A．斜面倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方成正比，故A错误； B．伽利略做了上百次实验，结果表明：小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速直线运动，换用不同质量的小球从不同高度开始滚动，只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的，故B错误； C．伽利略的研究逻辑是：先通过斜面实验得出小球在斜面上做匀变速直线运动，再合理外推到倾斜角为90度时的情况，即推出自由落体运动情况，因此是从斜面实验外推到自由落体运动，而不是通过自由落体运动的研究推出斜面运动，故C错误； D．伽利略对落体运动的研究过程中把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故D正确。 故选D。 17．B 【详解】根据 可得人的反应时间 当时，可得 当时，可得 当时，可得 当时，可得 故选B。 18．ABD 【详解】A．由运动学公式可得，故A正确； B．刻度尺自由下落，做自由落体运动，根据运动学推论可知，匀变速运动连续相同时间内有位移差且位移差相等，故各相邻时间刻度值间的长度越来越大，即0.1s与0.2s刻线间的距离，比0.2s和0.3s刻线间的距离短，故B正确； C．由运动学公式可得 赤道的重力加速度比北京小，则对于相同长度刻度，则赤道的“反应时间测量尺”对应的反应时间应较大，故在北京做好的“反应时间测量尺”拿到赤道处使用，测量出的反应时间会比实际值略小，故C错误； D．由运动学公式可得 若下落时直尺略有倾斜，则偏大，所以测量出的反应时间会比实际值略大，故D正确。 故选ABD。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $