第一章 运动的描述 素养提升检测
(考试范围:运动的描述,时间:100分钟,总分100分)
一、单选题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1.如图所示的瓢虫,其身上的星数(斑点数)显示了它的种类,在下列研究瓢虫的具体情形中,可将瓢虫视为质点的是( )
A.研究瓢虫的转身动作 B.研究瓢虫的飞行路线
C.观察瓢虫的翅膀扇动 D.记录瓢虫身上的星数
【答案】B
【详解】研究瓢虫的转身动作、观察瓢虫的翅膀扇动、记录瓢虫身上的星数都与瓢虫的大小形状有关,不能视为质点,研究瓢虫的飞行路线时可以将瓢虫视为质点。
故选B。
2.“古往今来谓之宙,四方上下谓之宇。”人类在时间与空间中繁衍生息,物体在时间与空间中运动变化。运动具有相对性,中国古代早就有关于运动相对性的记载,也认识到时间与空间的相对性。研究或判断物体的运动时,先是选取参考系,并在参考系上建立坐标系,由一段时间里物体相对参考系的位置是否改变,如何改变,进行判断。关于物体运动及运动的描述的下列说法正确的是( )
A.物体与坐标原点的距离不变,物体相对该参考系一定是静止的
B.物体与坐标原点的连线与坐标轴的夹角不变,物体相对该参考系可能是静止的
C.从物理的角度理解,“机不可失,时不再来”中的“时”指的是时间
D.物体相对甲参考系是运动的,相对乙参考系是静止的,则甲、乙参考系相对静止
【答案】B
【详解】A.物体与坐标原点的距离不变,物体相对该参考系可能是静止的,也可能是运动的,比如圆周运动的物体,故A错误;
B.物体与坐标原点的连线与坐标轴的夹角不变,物体相对该参考系可能是静止的,故B正确,
C.“机不可失,时不再来”中的“时”指的是时刻,故C错误;
D.物体相对甲参考系是运动的,相对乙参考系是静止的,则甲、乙参考系是相对运动的,故D错误。
故选B。
3.在匀速下降的电梯里,一小球以相对地面的速度从电梯地板竖直向上弹起,然后又落回地板,此过程中小球没有触碰电梯天花板,不计空气阻力,以地面为参考系,下列关于小球的位移和路程的说法正确的是( )
A.小球在空中运动的位移大小一定大于其路程
B.小球在空中运动的位移大小一定等于其路程
C.小球在空中运动的位移等于电梯的位移
D.小球在空中运动的路程等于电梯的路程
【答案】C
【详解】AB.由于电梯匀速下降,可知小球从电梯地板竖直向上弹起,然后又落回地板过程,小球一定是先向上运动,再向下运动,且末位置在初位置的下方,可知小球在空中运动的位移大小一定小于其路程,故AB错误;
C.相对地面,小球和电梯的位置变化相同,则小球在空中运动的位移等于电梯的位移,故C正确;
D.由于电梯一直向下运动,而小球先向上运动,再向下运动,故球在空中运动的路程大于电梯的路程,故D错误。
故选C。
4.关于速度的定义式,以下叙述正确的是( )
A.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移成正比,与运动时间成反比
B.速度v的大小与运动的位移和时间都无关
C.速度大小不变的运动是匀速直线运动
D.、,因为,所以
【答案】B
【详解】AB.是计算速度的定义式,只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来获得,并不是说v与Δx成正比,与Δt成反比,故A错误,B正确;
C.匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动,故C错误;
D.速度是矢量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,故D错误。
故选B。
5.在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法。在下列物理概念中应用了上述方法的是( )
A.位移 B.速度 C.加速度 D.质点
【答案】D
【详解】A.位移表示物体空间位置的变化,不是理想化模型,故A不符合题意;
B.速度是位移与时间的比值,采用了比值定义法,不是理想化模型,故B不符合题意;
C.加速度是速度变化量与引起这个变化所用时间的比值,采用的是比值定义法,故C不符合题意;
D.质点是在所研究问题中其形状、大小对所研究的问题可以忽略,只看成有质量的点,是理想化物理模型,故D符合题意。
故选D。
6.一物体做匀变速直线运动,在某段时间内,速度从变化到。下列四幅图中,表示该物体加速度的值最大且方向向右的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A图中速度的变化量为v2-v1,方向向右,加速度大小为
方向向右;
B图中速度的变化量为v2-v1,方向向左,加速度大小为
方向向左;
C图中速度的变化量为v2-v1,方向向左,加速度大小为
方向向左;
D图中速度的变化量为v2-v1,方向向右,加速度大小为
方向向右;
则物体的加速度最大且方向向右的情况是D。
故选D。
7.关于参考系的选取,以下说法错误的是( )
A.研究物体的运动,必须选定参考系
B.描述一个物体的运动情况时,参考系是可以任意选取的
C.一个物体相对于一个参考系是静止的,相对于另一个参考系不一定是静止的
D.参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体
【答案】D
【详解】ABC.运动是相对的,一个物体是否运动,以及做何种运动,都是相对于别的物体来说的,因此,研究任何物体的运动,都要选取参考系,而且参考系可以任意选取,一个物体相对于不同的参考系,位置是否变化及如何变化,都可能不同,故ABC正确,不符合题意;
D.参考系的选取是任意的,不一定非得选取地面或相对于地面不动的其他物体,故D错误,符合题意。
故选D。
二、多选题(本大题共4小题,每小题6分,全选对得4分,选不全得2分,错选得0分,共24分)
8.—质点沿一边长为2m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1m,初始位置在bc边上的中点A,由A向c运动,如图所示,A、B、C、D分别是bc,cd,da,ab边的中点,则下列说法中正确的是( )
A.第2s末的瞬时速度大小为 B.前2s内的平均速度大小为
C.前4s内的平均速度大小为0.5 D.前2s内的平均速度大小为2
【答案】ABC
【详解】A.由题意,质点每秒钟匀速移动1m,在第2s末在B点,瞬时速度大小是1m/s,A正确;
BD.前2s物体从A经c到B,位移为,故平均速度
B正确,D错误;
C.前4s物体运动到C点,位移为2m,故平均速度大小为
C正确。
故选ABC。
9.甲、乙两机器人(可视为质点)在同一直线上运动,它们运动的图像如图所示,其中乙对应的图线是抛物线的一部分,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点,则( )
A.甲、乙同时出发,乙始终沿正方向运动
B.从开始运动到时刻甲、乙两机器人的位移相等,时刻速度不相等
C.到时间内某时刻两机器人的速度可能相同
D.到时间内机器人乙的平均速度大于机器人甲的平均速度
【答案】BC
【详解】A.由图可知,0~t1时间内,乙的位移先为零然后开始增大,甲的位移一直增大,说明乙先静止一段时间然后出发,甲比乙先出发,故A错误;
B.0~t1时刻两物体的初末位置均相同,即运动位移相同,但在t1时刻乙的斜率大于甲的斜率,故两物体速度不等,故B正确;
C.由图可知,t1~t2时刻存在两图线斜率相等的时刻,故此时刻两机器人速度相同,故C正确;
D.t1~t2两机器人位移相同,时间相等,则平均速度相同,故D错误。
故选BC。
10.一小滑块以的初速度自由冲上足够长的光滑斜面,2s末速度大小变为,则这段时间内小滑块的加速度可能是( )
A.方向沿斜面向下,大小为 B.方向沿斜面向下,大小为
C.方向沿斜面向上,大小为 D.方向沿斜面向上,大小为
【答案】AB
【详解】AC.由题意可知,小滑块初速度v0=10m/s,末速度v=4m/s,取初速度方向为正方向,若2s后小滑块的速度仍向上,则有
负号表示加速度方向与初速度方向相反,即方向沿斜面向下,A正确,C错误;
BD.若2s后小滑块的速度方向向下,则有
负号表示加速度方向与初速度方向相反,即方向沿斜面向下,B正确,D错误。
故选AB。
11.以下说法正确的是()
A.加速度数值很大的物体,速度的变化量必然很大
B.加速度数值很大的物体,速度变化得很快
C.一个质点做直线运动,开始时位移、加速度、速度三者方向相同,某时刻开始加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移将不再减小
D.一个质点做直线运动,开始时位移、加速度、速度三者方向相同,某时刻开始加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
【答案】BD
【详解】A.加速度很大的物体,速度变化快,速度变化量不一定大,故A错误.
B.加速度很大的物体,速度变化快,故B正确.
CD.加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度增大,加速度减小到零,速度达到最大,由于速度的方向不变,则位移逐渐增大,故D正确,C错误.
故选BD.
三、实验题(本大题共有2小题,第12题6分,13题6分,共12分)
12.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图甲、乙是两种打点计时器的图片,其中______(选填:甲或乙)是电火花计时器。
(2)打点计时器使用______(选填:交流或直流)电源,打点的时间间隔为。
(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
图中标出的相邻两计数点的时间间隔______s(结果保留两位有效数字);
②在打下B点时小车的瞬时速度______(速度计算结果保留三位有效数字);
③如果当时电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】 甲 交流 0.10 0.376 偏小
【详解】(1)甲图采用的是脉冲开关,因此甲是电火花计时器。
(2) 相邻两个计数点之间还有4个点未画出,因此相邻两个计数点的时间间隔为
②如果当时电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,则实验采用的频率值偏小,得到的计数点间的时间间隔偏大,则速度的测量值偏小,即速度的测量值小于真实值。
13.某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。他用手机拍摄
功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化,每拍摄一张照片。
(1)取某张照片中小球的位置为0号位置,然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置,则相邻标记位置之间的时间间隔是______s。
(2)测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示,由图可知,小球在时间段平均速度的大小______(选填“大于”、“等于”、“小于”)在时间段内平均速度的大小。
(3)在实验器材不变的情况下,能够减小实验测量误差的方法有:_______(写出一种即可)
【答案】 小于 多次测量取平均值
【详解】(1)小球在时间内位移
平均速度大小为
小球在时间内位移
平均速度大小为
由此可知小球在时间内平均速度的大小小于小球在时间内的平均速度的大小;
(3)在实验器材不变的情况下,能够减小实验误差测量误差的方法有:多次测量取平均值。
四、解答题(本大题共4小题,第14题6分,15题8分,16题10分,第17题12分,共36分)
14.如图所示,一个小球从半圆形轨道的A点的正上方80cm处的O点落下,恰好从A点进入轨道,到达B
点共用了5s。已知轨道的半径为30cm,求:
(1)小球从O点开始运动到达B点过程中的位移。
(2)小球在整个过程中的平均速度。
【答案】(1)1m,方向由O指向B;(2)0.2m/s,方向由O指向B
【详解】(1)由题意可知O点开始运动到达B点过程中的位移大小为OB之间的距离,由于OA之间的距离为
AB之间的距离
所以OB之间的距离
方向由O指向B;
(2)根据平均速度的定义可知整个过程中的平均速度为
方向由O指向B。
15.某物体做直线运动,它的图像如图所示,设向东为速度v坐标轴的正方向。
(1)请说出物体在第、第、第时间内的运动方向,在时间内的速度大小怎样变化?
(2)请说出物体在第、第、第时间内的加速度大小和方向。
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【详解】(1)由图可知,第1s内和第2s内速度为正值,表明物体沿正方向运动,即向东运动,第3s内速度为负值,说明物体沿负方向运动,即向西运动;在3s时间内,物体的速度沿正方向先由零均匀增大后均匀减小到零,再反方向均匀增大;
(2)在第1s内物体的加速度为
所以加速度的大小为1m/s2,方向沿正方向,即向东方向;
第2s、第3s时间内的加速度相同,即
所以加速度的大小为1m/s2,方向向西。
16.一个篮球从高的篮筐上由静止开始下落,经落到水平地面上,速度,然后以反弹,经达到最高点,已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s,求:
(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小;
(2)篮球与地面碰撞过程的加速度大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小和方向.
【答案】(1)1.56m/s;(2)80m/s2,方向竖直向上;(3)0.66m/s,方向向下
【详解】(1)下落过程的平均速度
(2)设向下为正方向,则与地面碰撞过程中
方向竖直向上;
(3)全程的位移
全程的时间
则平均速度
方向向下。
17.如图所示是利用位移传感器测量速度的示意图。这个系统有发射器A与接收器B组成,发射器A能够发射红外线和超声波信号,接收器B可以接收红外线和超声波信号。发射器A固定在被测的运动小车上,接收器B固定在桌面上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲(即持续时间很短的一束红外线和一束超声波)。已知实验时声波传播速度约为300m/s,红外线的传播速度约为,(由于A、B距离近,红外线传播速度太快,红外线的传播时间可以忽略)请根据以上数据和表格数据回答下列问题:
(1)小车是靠近接收装置还是远离接收装置?请说明理由。
(2)估算小车在0.4s末的瞬时速度是多大?
(3)如图所示,若发射和接收装置都安装在C上,信号由C发出,经小车D反射后再由C接收,这样只利用超声波信号就可以测量小车的速度了。若第一个信号发射时刻为0.3s末,经过0.04s接收到反馈信号;然后在第0.5s末发射了第二个信号,再经过0.06s接收到反馈信号,请根据这4个数据计算小车在0.5s末的瞬时速率。
红外线接收时刻/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
超声波接收时刻/s 0.101 0.202 0.303 0.404 0.505
【答案】(1)远离装置,因为超声波接收时间变大;(2)3m/s;(3)15m/s
【详解】(1)小车远离接收装置,因为超声波接收的时间变大.
(2)根据表格信息可知,AB车距离随时间均匀增加,小车近似做匀速直线运动,小车在0.4s末的瞬时速度近似等于0.4s内的平均速度,即为
(3)由题意可知,小车在两次发射信号之间运动的时间为0.2s,运动的距离为
因0.2s的时间很短,所以小车在0.5s末的瞬时速率为第一章 运动的描述 素养提升检测
(考试范围:运动的描述,时间:100分钟,总分100分)
第Ⅰ卷
一、单选题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1.如图所示的瓢虫,其身上的星数(斑点数)显示了它的种类,在下列研究瓢虫的具体情形中,可将瓢虫视为质点的是( )
A.研究瓢虫的转身动作 B.研究瓢虫的飞行路线
C.观察瓢虫的翅膀扇动 D.记录瓢虫身上的星数
2.“古往今来谓之宙,四方上下谓之宇。”人类在时间与空间中繁衍生息,物体在时间与空间中运动变化。运动具有相对性,中国古代早就有关于运动相对性的记载,也认识到时间与空间的相对性。研究或判断物体的运动时,先是选取参考系,并在参考系上建立坐标系,由一段时间里物体相对参考系的位置是否改变,如何改变,进行判断。关于物体运动及运动的描述的下列说法正确的是( )
A.物体与坐标原点的距离不变,物体相对该参考系一定是静止的
B.物体与坐标原点的连线与坐标轴的夹角不变,物体相对该参考系可能是静止的
C.从物理的角度理解,“机不可失,时不再来”中的“时”指的是时间
D.物体相对甲参考系是运动的,相对乙参考系是静止的,则甲、乙参考系相对静止
3.在匀速下降的电梯里,一小球以相对地面的速度从电梯地板竖直向上弹起,然后又落回地板,此过程中小球没有触碰电梯天花板,不计空气阻力,以地面为参考系,下列关于小球的位移和路程的说法正确的是( )
A.小球在空中运动的位移大小一定大于其路程
B.小球在空中运动的位移大小一定等于其路程
C.小球在空中运动的位移等于电梯的位移
D.小球在空中运动的路程等于电梯的路程
4.关于速度的定义式,以下叙述正确的是( )
A.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移成正比,与运动时间成反比
B.速度v的大小与运动的位移和时间都无关
C.速度大小不变的运动是匀速直线运动
D.、,因为,所以
5.在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法。在下列物理概念中应用了上述方法的是( )
A.位移 B.速度 C.加速度 D.质点
6.一物体做匀变速直线运动,在某段时间内,速度从变化到。下列四幅图中,表示该物体加速度的值最大且方向向右的是( )
A. B.
C. D.
7.关于参考系的选取,以下说法错误的是( )
A.研究物体的运动,必须选定参考系
B.描述一个物体的运动情况时,参考系是可以任意选取的
C.一个物体相对于一个参考系是静止的,相对于另一个参考系不一定是静止的
D.参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体
二、多选题(本大题共4小题,每小题6分,全选对得4分,选不全得2分,错选得0分,共24分)
8.—质点沿一边长为2m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1m,初始位置在bc边上的中点A,由A向c运动,如图所示,A、B、C、D分别是bc,cd,da,ab边的中点,则下列说法中正确的是( )
A.第2s末的瞬时速度大小为 B.前2s内的平均速度大小为
C.前4s内的平均速度大小为0.5 D.前2s内的平均速度大小为2
9.甲、乙两机器人(可视为质点)在同一直线上运动,它们运动的图像如图所示,其中乙对应的图线是抛物线的一部分,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点,则( )
A.甲、乙同时出发,乙始终沿正方向运动
B.从开始运动到时刻甲、乙两机器人的位移相等,时刻速度不相等
C.到时间内某时刻两机器人的速度可能相同
D.到时间内机器人乙的平均速度大于机器人甲的平均速度
10.一小滑块以的初速度自由冲上足够长的光滑斜面,2s末速度大小变为,则这段时间内小滑块的加速度可能是( )
A.方向沿斜面向下,大小为 B.方向沿斜面向下,大小为
C.方向沿斜面向上,大小为 D.方向沿斜面向上,大小为
11.以下说法正确的是()
A.加速度数值很大的物体,速度的变化量必然很大
B.加速度数值很大的物体,速度变化得很快
C.一个质点做直线运动,开始时位移、加速度、速度三者方向相同,某时刻开始加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移将不再减小
D.一个质点做直线运动,开始时位移、加速度、速度三者方向相同,某时刻开始加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
第Ⅱ卷
三、实验题(本大题共有2小题,第12题6分,13题6分,共12分)
12.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图甲、乙是两种打点计时器的图片,其中______(选填:甲或乙)是电火花计时器。
(2)打点计时器使用______(选填:交流或直流)电源,打点的时间间隔为。
(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
图中标出的相邻两计数点的时间间隔______s(结果保留两位有效数字);
②在打下B点时小车的瞬时速度______(速度计算结果保留三位有效数字);
③如果当时电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)
13.某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化,每拍摄一张照片。
(1)取某张照片中小球的位置为0号位置,然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置,则相邻标记位置之间的时间间隔是______s。
(2)测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示,由图可知,小球在
时间段平均速度的大小______(选填“大于”、“等于”、“小于”)在时间段内平均速度的大小。
(3)在实验器材不变的情况下,能够减小实验测量误差的方法有:_______(写出一种即可)
四、解答题(本大题共4小题,第14题6分,15题8分,16题10分,第17题12分,共44分)
14.如图所示,一个小球从半圆形轨道的A点的正上方80cm处的O点落下,恰好从A点进入轨道,到达B点共用了5s。已知轨道的半径为30cm,求:
(1)小球从O点开始运动到达B点过程中的位移。
(2)小球在整个过程中的平均速度。
15.某物体做直线运动,它的图像如图所示,设向东为速度v坐标轴的正方向。
(1)请说出物体在第、第、第时间内的运动方向,在时间内的速度大小怎样变化?
(2)请说出物体在第、第、第时间内的加速度大小和方向。
16.一个篮球从高的篮筐上由静止开始下落,经落到水平地面上,速度,然后以反弹,经达到最高点,已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s,求:
(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小;
(2)篮球与地面碰撞过程的加速度大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小和方向.
17.如图所示是利用位移传感器测量速度的示意图。这个系统有发射器A与接收器B组成,发射器A能够发射红外线和超声波信号,接收器B可以接收红外线和超声波信号。发射器A固定在被测的运动小车上,接收器B固定在桌面上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲(即持续时间很短的一束红外线和一束超声波)。已知实验时声波传播速度约为300m/s,红外线的传播速度约为,(由于A、B距离近,红外线传播速度太快,红外线的传播时间可以忽略)请根据以上数据和表格数据回答下列问题:
(1)小车是靠近接收装置还是远离接收装置?请说明理由。
(2)估算小车在0.4s末的瞬时速度是多大?
(3)如图所示,若发射和接收装置都安装在C上,信号由C发出,经小车D反射后再由C接收,这样只利用超声波信号就可以测量小车的速度了。若第一个信号发射时刻为0.3s末,经过0.04s接收到反馈信号;然后在第0.5s末发射了第二个信号,再经过0.06s接收到反馈信号,请根据这4个数据计算小车在0.5s末的瞬时速率。
红外线接收时刻/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
超声波接收时刻/s 0.101 0.202 0.303 0.404 0.505