周测1 描述运动的物理量
(时间:60分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.下列各组物理量中,全部为矢量的有 ( )
A.速度、路程、时间、平均速度
B.位移、加速度、速度、平均速度
C.位移、速度、加速度、路程
D.速度、质量、加速度、路程
2.(2023·江苏南通第一中学高一期末)北京时间2022年9月30日12时44分,经过约1小时的天地协同,中国空间站组合体中的问天实验舱完成转位,转位过程中问天实验舱先与天和核心舱分离,之后转位,再对接。下列说法正确的是 ( )
A.题中“12时44分”指的是时间间隔
B.研究问天实验舱转位过程,空间站组合体可以看成质点
C.空间站组合体绕地球运动一周的位移大小小于路程
D.研究问天实验舱与天和核心舱的分离运动必须以太阳为参考系
3.(2023·广州市高一期末)如图所示,三个质点A、B、C均同时从长方体上的M点沿不同路径同时运动至N点,运动轨道如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.三个质点的平均速度相同
B.三个质点的平均速率相同
C.三个质点的路程均大于位移大小
D.A、B的位移最大,C的位移最小
4.(2023·长沙市高一期末)扫地机器人因操作简单、使用方便,已逐渐走进了人们的生活。某次清扫过程中,主人9时35分在A处启动扫地机器人,10时05分在B处完成清扫工作,其规划清扫路线如图所示。数据表明,机器人清扫路线的总长度为72 m,A、B间的距离约为18 m。下列说法正确的是 ( )
A.“9时35分”表示时间间隔,“10时05分”表示时刻
B.研究清扫路径时,可以将机器人视为质点
C.机器人在该过程中的位移大小为72 m
D.机器人在该过程中的平均速度大小约为0.05 m/s
5.(2023·深圳市高一期末)2021年8月1日,在东京奥运会男子100米半决赛中,苏炳添跑出9.83秒的成绩,创造了亚洲纪录并成功闯入决赛,成为我国首位闯入奥运会男子百米决赛的运动员,该表记录了苏炳添在这次比赛中的一些数据。苏炳添 ( )
运动 阶段 (m) 第一阶段 0~30 第二阶段 30~60 第三阶段 60~90 第四阶段 90~100 总成 绩
分段 用时 (s) 3.73 2.56 2.63 0.91 9.83
A.起跑很快,这个“快”指的是速度大
B.第二阶段跑得快,这个“快”指的是加速度大
C.第一阶段的平均速度比第三阶段的小
D.百米赛跑的平均速度小于10 m/s
6.(2023·天津市滨海新区塘沽一中期中)物体A、B沿直线运动,其位置坐标随时间变化的关系如图所示,以下说法正确的是 ( )
A.2 s时两个物体速度相同
B.A物体比B物体先出发
C.B物体和A物体出发地点相同
D.A物体比B物体速度快
7.(2023·贵州省遵义四中高一月考)如图所示为一质点做直线运动的v-t图像,下列说法正确的是 ( )
A.质点在t=1.0 s时刻的速度大小为2.0 m/s
B.ab段与bc段质点的速度方向相反
C.bc段与cd段质点的加速度方向相反
D.ab段质点的加速度大小为2 m/s2
8.(2023·吕梁市高一期中)一质点做变速直线运动,初速度为2 m/s,1 s后速度大小变为4 m/s,则下列关于这段时间内的速度变化量、加速度的判断正确的是 ( )
A.速度的变化量大小一定是2 m/s
B.速度的变化量大小可能等于6 m/s
C.加速度大小一定等于6 m/s2
D.加速度大小一定等于2 m/s2
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.(2024·长沙市长郡中学高一段考改编)物量学中某量D的变化可记为ΔD,发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt,两者之比就是这个量对时间的变化率,简称变化率。则对于此定义的理解,下列说法正确的是 ( )
A.变化率是描述相关量变化快慢的物理量
B.某量D越大,则其变化率也越大
C.由v=可知,位移Δx越大,则速度v越大
D.由a=可知,加速度即为速度变化率,故加速度越大,速度变化越快
10.A、B两物体在同一直线上做变速直线运动,它们的速度—时间图像如图所示,则 ( )
A.A、B两物体的运动方向一定相反
B.0~6 s时间内A物体比B物体运动得快
C.t=4 s时,A、B两物体的速度相同
D.A物体的加速度比B物体的加速度小
11.(2023·南安市高一月考改编)a、b、c、d四个质点在一条直线上运动,它们的运动图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.t1时刻质点b改变速度方向
B.t2时刻质点d改变速度方向
C.在0~t3时间内,质点a、b平均速度相同
D.在0~t2时间内,质点d位移先变大再变小
12.(2023·渭南市检测)一段高速公路上限速120 km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt,经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是 ( )
A.计算汽车速度的表达式v=
B.计算汽车速度的表达式v=
C.若L=8 m,Δt=0.2 s,照相机将会拍照
D.若L=8 m,Δt=0.3 s,照相机将会拍照
三、非选择题:本题共3小题,共36分。
13.(10分)(1)(2分)打点计时器接 (填“交流”或“直流”)电源,当频率为50 Hz时,打点计时器每隔 秒打一个点。
(2)(2分)根据打点计时器打出的纸带,可以从纸带上直接得到的物理量是 。
A.时间间隔 B.位移
C.平均速度 D.瞬时速度
(3)(2分)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.同一纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢
(4)(4分)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,如图所示,相邻点的时间间隔为0.02 s,纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺,则拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度为_______m/s;打B点时物体的瞬时速度为 m/s。
14.(12分)如图为某物体的位移—时间关系图像,求:
(1)(3分)物体在0~4 s内的速度大小;
(2)(2分)物体在6~10 s内做何种运动;
(3)(3分)物体在第11 s内的速度大小;
(4)(4分)画出物体在0~11 s内的v-t图像。
15.(14分)一枚反坦克炮弹瞄准一辆坦克,开炮后从炮弹离开炮膛开始经过t1=0.6 s看到炮弹在坦克上爆炸,经过t2=2.1 s,听到爆炸的声音,已知炮弹在炮膛里加速的时间t3=0.005 s,声音传播的速度v声=340 m/s,光的传播时间不计,把炮弹射出炮膛后的运动看作匀速直线运动。求:
(1)(6分)开炮点与坦克间的距离x;
(2)(8分)炮弹在炮膛里的加速度大小a。
参考答案及解析
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.下列各组物理量中,全部为矢量的有 ( )
A.速度、路程、时间、平均速度
B.位移、加速度、速度、平均速度
C.位移、速度、加速度、路程
D.速度、质量、加速度、路程
答案 B
解析 时间、路程,只有大小,没有方向,是标量,故A错误;
平均速度、位移、加速度、速度都是既有大小,又有方向的矢量,故B正确;
路程是没有方向的标量,速度、位移、加速度都是矢量,故C错误;
质量、路程是标量,加速度、速度都是矢量,故D错误。
2.(2023·江苏南通第一中学高一期末)北京时间2022年9月30日12时44分,经过约1小时的天地协同,中国空间站组合体中的问天实验舱完成转位,转位过程中问天实验舱先与天和核心舱分离,之后转位,再对接。下列说法正确的是 ( )
A.题中“12时44分”指的是时间间隔
B.研究问天实验舱转位过程,空间站组合体可以看成质点
C.空间站组合体绕地球运动一周的位移大小小于路程
D.研究问天实验舱与天和核心舱的分离运动必须以太阳为参考系
答案 C
解析 题中“12时44分”指的是时刻,A错误;研究问天实验舱转位过程,需要考虑组合体不同部位的情况,所以不可以将组合体看成质点,B错误;空间站组合体绕地球运动一周的位移为0,小于路程,C正确;研究问天实验舱与天和核心舱的分离运动可以任意选择参考系,D错误。
3.(2023·广州市高一期末)如图所示,三个质点A、B、C均同时从长方体上的M点沿不同路径同时运动至N点,运动轨道如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.三个质点的平均速度相同
B.三个质点的平均速率相同
C.三个质点的路程均大于位移大小
D.A、B的位移最大,C的位移最小
答案 A
解析 三个质点运动时间相同,位移相同,所以平均速度相同,故A正确;A、C两质点经过的路径不同,路程不同,所以平均速率不相同,故B错误;C的路程和位移大小相等,故C错误;三个质点的初末位置相同,所以位移相同,故D错误。
4.(2023·长沙市高一期末)扫地机器人因操作简单、使用方便,已逐渐走进了人们的生活。某次清扫过程中,主人9时35分在A处启动扫地机器人,10时05分在B处完成清扫工作,其规划清扫路线如图所示。数据表明,机器人清扫路线的总长度为72 m,A、B间的距离约为18 m。下列说法正确的是 ( )
A.“9时35分”表示时间间隔,“10时05分”表示时刻
B.研究清扫路径时,可以将机器人视为质点
C.机器人在该过程中的位移大小为72 m
D.机器人在该过程中的平均速度大小约为0.05 m/s
答案 B
解析 “9时35分”与“10时05分”均表示时刻,故A错误;研究清扫路径时,机器人的大小和形状可以忽略,可以将其看成质点,故B正确;位移是初位置指向末位置的有向线段,机器人在该过程中的位移大小约为18 m,故C错误;机器人在该过程中的平均速度大小约为== m/s=0.01 m/s,故D错误。
5.(2023·深圳市高一期末)2021年8月1日,在东京奥运会男子100米半决赛中,苏炳添跑出9.83秒的成绩,创造了亚洲纪录并成功闯入决赛,成为我国首位闯入奥运会男子百米决赛的运动员,该表记录了苏炳添在这次比赛中的一些数据。苏炳添 ( )
运动 阶段 (m) 第一阶段 0~30 第二阶段 30~60 第三阶段 60~90 第四阶段 90~100 总成 绩
分段 用时 (s) 3.73 2.56 2.63 0.91 9.83
A.起跑很快,这个“快”指的是速度大
B.第二阶段跑得快,这个“快”指的是加速度大
C.第一阶段的平均速度比第三阶段的小
D.百米赛跑的平均速度小于10 m/s
答案 C
解析 起跑很快,这个“快”指的是第一阶段的加速度大,故A错误;第二阶段跑得快,这个“快”指的是第二阶段的平均速度大,故B错误;根据=可知,两阶段位移相同,而第一阶段用时比第三阶段多,所以第一阶段平均速度小,故C正确;百米赛跑的平均速度为== m/s≈10.2 m/s>10 m/s,故D错误。
6.(2023·天津市滨海新区塘沽一中期中)物体A、B沿直线运动,其位置坐标随时间变化的关系如图所示,以下说法正确的是 ( )
A.2 s时两个物体速度相同
B.A物体比B物体先出发
C.B物体和A物体出发地点相同
D.A物体比B物体速度快
答案 D
解析 由题图可知,两物体在同一时刻、不同位置开始运动,B、C错误;由x-t图像斜率表示速度可知,A物体的速度vA= m/s=4 m/s,B物体的速度vB= m/s=2 m/s,所以A物体比B物体速度快,A错误,D正确。
7.(2023·贵州省遵义四中高一月考)如图所示为一质点做直线运动的v-t图像,下列说法正确的是 ( )
A.质点在t=1.0 s时刻的速度大小为2.0 m/s
B.ab段与bc段质点的速度方向相反
C.bc段与cd段质点的加速度方向相反
D.ab段质点的加速度大小为2 m/s2
答案 D
解析 由题图知质点在t=1.0 s时刻的速度大小为4.0 m/s,选项A错误;ab段与bc段质点的速度均为正值,故方向相同,选项B错误;因为v-t图像中图线的斜率表示质点的加速度,故bc段与cd段质点的加速度方向相同,选项C错误;ab段质点的加速度大小为a== m/s2=2 m/s2,选项D正确。
8.(2023·吕梁市高一期中)一质点做变速直线运动,初速度为2 m/s,1 s后速度大小变为4 m/s,则下列关于这段时间内的速度变化量、加速度的判断正确的是 ( )
A.速度的变化量大小一定是2 m/s
B.速度的变化量大小可能等于6 m/s
C.加速度大小一定等于6 m/s2
D.加速度大小一定等于2 m/s2
答案 B
解析 以初速度方向为正方向,则初速度为v0=2 m/s,当1 s后的速度方向与初速度方向相同时,末速度为v1=4 m/s,则速度的变化量为Δv1=v1-v0=4 m/s-2 m/s=2 m/s,当1 s后的速度方向与初速度方向相反时,末速度为v2=-4 m/s,则速度的变化量为Δv2=v2-v0=-4 m/s-2 m/s=-6 m/s,所以速度的变化量大小可能等于2 m/s,也可能等于6 m/s,A错误,B正确;当1 s后的速度方向与初速度方向相同时,加速度为a1==2 m/s2,当1 s后的速度方向与初速度方向相反时,加速度为a2==-6 m/s2,C、D错误。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.(2024·长沙市长郡中学高一段考改编)物量学中某量D的变化可记为ΔD,发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt,两者之比就是这个量对时间的变化率,简称变化率。则对于此定义的理解,下列说法正确的是 ( )
A.变化率是描述相关量变化快慢的物理量
B.某量D越大,则其变化率也越大
C.由v=可知,位移Δx越大,则速度v越大
D.由a=可知,加速度即为速度变化率,故加速度越大,速度变化越快
答案 AD
解析 由题意可知,变化率是描述相关量变化快慢的物理量,故A正确;某量D越大,其变化率不一定越大,该量变化率的大小取决于变化量ΔD及发生这个变化所用的时间Δt,与D无关,故B错误;由v=可知,位移Δx越大,速度v不一定越大,还与Δt有关,故C错误;由a=可知,加速度即为速度变化率,故加速度越大,速度变化越快,故D正确。
10.A、B两物体在同一直线上做变速直线运动,它们的速度—时间图像如图所示,则 ( )
A.A、B两物体的运动方向一定相反
B.0~6 s时间内A物体比B物体运动得快
C.t=4 s时,A、B两物体的速度相同
D.A物体的加速度比B物体的加速度小
答案 CD
解析 两物体的速度都为正值,所以运动方向相同,A错误;0~4 s内,B的速度大,B运动得快,4~6 s,A的速度大,A运动得快,B错误;t=4 s时,A、B两物体的速度都为5 m/s,所以两物体的速度相同,C正确;在v-t图像中,图线的斜率绝对值表示加速度大小,从题图图像上可以看出,B的斜率绝对值比A的大,所以A的加速度小于B的加速度,D正确。
11.(2023·南安市高一月考改编)a、b、c、d四个质点在一条直线上运动,它们的运动图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.t1时刻质点b改变速度方向
B.t2时刻质点d改变速度方向
C.在0~t3时间内,质点a、b平均速度相同
D.在0~t2时间内,质点d位移先变大再变小
答案 ABC
解析 根据x-t图像的切线斜率表示速度可知,在0~t1时间内,质点b的速度为负,在t1~t2时间内,质点b的速度为正,即t1时刻质点b改变速度方向,A正确;t2时刻质点d的速度由负值变为正值,故t2时刻质点d改变速度方向,B正确;在0~t3时间内,a、b质点的初、末位置相同,则位移相同,故平均速度相同,C正确;在0~t2时间内,质点d一直向负方向运动,其位移一直变大,D错误。
12.(2023·渭南市检测)一段高速公路上限速120 km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt,经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是 ( )
A.计算汽车速度的表达式v=
B.计算汽车速度的表达式v=
C.若L=8 m,Δt=0.2 s,照相机将会拍照
D.若L=8 m,Δt=0.3 s,照相机将会拍照
答案 AC
解析 计算汽车速度的原理是利用短时间内的平均速度来代替瞬时速度,故汽车速度的表达式为v=,A正确,B错误;若L=8 m,Δt=0.2 s,则汽车的速度为v==40 m/s=144 km/h>120 km/h,超速,照相机将会拍照,C正确;若L=8 m,Δt=0.3 s,则汽车的速度为v==96 km/h<120 km/h,未超速,照相机不会拍照,故D错误。
三、非选择题:本题共3小题,共36分。
13.(10分)(1)(2分)打点计时器接 (填“交流”或“直流”)电源,当频率为50 Hz时,打点计时器每隔 秒打一个点。
(2)(2分)根据打点计时器打出的纸带,可以从纸带上直接得到的物理量是 。
A.时间间隔 B.位移
C.平均速度 D.瞬时速度
(3)(2分)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.同一纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢
(4)(4分)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,如图所示,相邻点的时间间隔为0.02 s,纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺,则拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度为_______m/s;打B点时物体的瞬时速度为 m/s。
答案 (1)交流 0.02 (2)AB (3)C (4)0.22 0.22
解析 (1)打点计时器接交流电源,当频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.02秒打一个点。
(2)打点计时器是每隔0.02 s打下一个点,因此根据点数可直接得到时间间隔,A正确;
位移利用直尺直接测量两点间的距离即可得出,B正确;
平均速度需要运用物理公式得到,C错误;
瞬时速度需求出,无法直接得到,D错误。
(3)电磁打点计时器使用的是8 V的交流电源,A错误;
在测量物体速度时,先接通打点计时器的电源,打点稳定后,再让物体运动,B错误;
纸带上打的点越密,说明相同的时间内物体的位移越小,物体运动越慢,C正确。
(4)根据平均速度的定义,AC这段时间内的平均速度等于A到C的位移跟所用时间的比值,位移的大小可以从刻度尺上直接读出,xAC=4.00 cm
A到C共10个点,9个时间间隔,所以A到C所用的时间t=0.02×9 s=0.18 s
所以AC这段时间内的平均速度
== m/s≈0.22 m/s
为了尽量精确地反映物体在B点的运动快慢,应尽量在靠近B点的地方取得数据,例如取靠近B点的左右两个点,左边点在直尺上的读数是1.77 cm,右边点在直尺上的读数是2.65 cm,那么Δx=2.65 cm-1.77 cm=0.88 cm,两点间相隔的时间为
Δt=0.02 s×2=0.04 s
所以打B点时物体的瞬时速度
vB== m/s=0.22 m/s。
14.(12分)如图为某物体的位移—时间关系图像,求:
(1)(3分)物体在0~4 s内的速度大小;
(2)(2分)物体在6~10 s内做何种运动;
(3)(3分)物体在第11 s内的速度大小;
(4)(4分)画出物体在0~11 s内的v-t图像。
答案 (1)1.5 m/s (2)静止 (3)4 m/s (4)见解析图
解析 (1)在x-t图像中斜率表示速度,由题图可得物体在0~4 s内的速度
v1= m/s=1.5 m/s。
(2)物体在6~10 s内静止不动。
(3)物体在第11 s内的速度
v2==-4 m/s,
负号表示速度方向与位移正方向相反。
(4)由题图可得物体在4~6 s内速度
v3==-1 m/s,
负号表示速度方向与位移正方向相反。
综上,0~11 s内的v-t图像如图所示。
15.(14分)一枚反坦克炮弹瞄准一辆坦克,开炮后从炮弹离开炮膛开始经过t1=0.6 s看到炮弹在坦克上爆炸,经过t2=2.1 s,听到爆炸的声音,已知炮弹在炮膛里加速的时间t3=0.005 s,声音传播的速度v声=340 m/s,光的传播时间不计,把炮弹射出炮膛后的运动看作匀速直线运动。求:
(1)(6分)开炮点与坦克间的距离x;
(2)(8分)炮弹在炮膛里的加速度大小a。
答案 (1)510 m (2)1.7×105 m/s2
解析 (1)开炮点与坦克间的距离为从看到爆炸到听到爆炸声,声音传播的距离x=v声
解得x=510 m
(2)由题意知,从炮弹离开炮膛到击中坦克的平均速度可看作炮弹离开炮膛的速度,则v弹=
解得v弹=850 m/s
炮弹在炮膛里的加速度大小a==
解得a=1.7×105 m/s2。
