1.1 质点 参考系(同步检测)
一、选择题
1.下列关于质点的说法中,正确的是( )
A.质点是一个理想化模型,实际上并不存在,所以,引入这个概念没有多大意义
B.只有体积很小的物体才能看成质点
C.凡是轻小的物体,皆可看成质点
D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看成质点
2.下面关于质点的正确说法有( )
A.计算火车通过站台的时间可把火车看成质点
B.研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作可把运动员看成质点
C.蚂蚁很小,可把蚂蚁看成质点
D.研究地球绕太阳公转时,地球可以看作质点
3.如图是特技跳伞运动员的空中造型图,当运动员们保持该造型向下落时,运动员甲看到大地迎面而来,他选择的参考系可能是( )
A.地面 B.运动员乙
C.地面的树木 D.浮在空中的云
4.在电视连续剧《西游记》中,常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头,这通常是采用“背景拍摄法”:让“孙悟空”站在平台上,做着飞行的动作,在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云,同时加上烟雾效果;摄影师把人物的动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头.放映时,观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”.这时,观众所选的参考系是( )
A.孙悟空 B.平台
C.飘动的白云 D.镜头
5.一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样的速度并列运动.如果这只蜜蜂的眼睛紧盯着车轮边缘上某一点,那么它看到的这一点的运动轨迹应是下图中的( )
6.如图所示的物体或人,在各选项的研究情境中可以看成质点的是( )
甲 乙 丙 丁
A.甲图是高速列车,在研究进站列车的各节车厢停靠位置时
B.乙图是绕地球运动的“北斗”导航卫星,在研究卫星运行周期时
C.丙图是单杠比赛中的体操运动员,评委在评判他的技术动作时
D.丁图是正在演出的芭蕾舞演员,观众在欣赏他们的舞蹈表演时
7.用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示,下列说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫可视为质点
B.研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球可视为质点
C.研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿可视为质点
D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马可视为质点
8.“空手把锄头,步行骑水牛,人从桥上过,桥流水不流.”这是《中国诗词大会》某期节目里选用的古诗.从物理学的角度看,其中“桥流水不流”所选择的参考系是( )
A.水 B.牛 C.桥 D.人
9.物理学中引入“质点”概念,从科学方法说,属于( )
A.观察、实验法 B.建立理想模型法
C.类比法 D.逻辑推理法
10.如图所示,静止站在地面的人仰头看一座高楼时,感到高楼正向一边倾斜。这是由于天空中的云朵在飘动,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.高楼是绝对静止的 B.高楼相对于人在运动
C.高楼相对于地面在运动 D.高楼相对于云朵在运动
11.(多选)甲、乙、丙三人到某超级商场去购物,他们分别在三个都正常运行的电梯上向上一层楼或向下一层楼运动,如图所示。关于他们运动的说法中正确的是( )
A.乙相对丙静止,相对甲运动 B.乙相对甲静止,相对丙运动
C.甲与丙在竖直方向上是相对静止的 D.甲与丙在水平方向上是相对静止的
12.(多选)我们描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系,下列说法正确的是( )
A.我们说:“太阳东升西落”,是以地球为参考系的
B.我们说:“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的
C.我们说:“同步卫星在高空静止不动”,是以太阳为参考系的
D.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,乘客是以火车为参考系的
13.(多选)下列说法中正确的是( )
A.参考系就是绝对不动的物体
B.只有选好参考系以后,物体的运动才能确定
C.同一物体的运动,相对于不同的参考系,观察的结果可能不同
D.我们平常所说的楼房是静止的,是以地面为参考系的
二、非选择题
14.敦煌曲子词中有一首:“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行.”请用物理学知识解释“看山恰似走来迎”和“山不动,是船行”.你由此得到什么启示?
15.现有A、B两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶,若以地面为参考系,A车速度为6 m/s,B车速度为10 m/s.试分析回答:
(1)若以A车为参考系,B车的速度为多大?方向如何?
(2)若以B车为参考系,A车的速度为多大?方向如何?
(3)若以A车或B车为参考系,地面的运动情况如何?
参考答案及解析:
一、选择题
1.D 解析:当物体的大小和形状对所研究的问题是次要因素时,其大小、形状可以忽略,此时可把物体看成质点.在实际中质点并不存在,它是一个理想化的模型,但引入质点后描述物体的运动会更方便,有重要意义,故A错误,D正确.一个物体能否被看成质点,与物体本身的大小及轻重无关,故B、C均错误.
2.D 解析:计算时间需要用到火车的长度,不能将火车看成质点,A错误.翻滚前进的运动员的不同部位运动不同,不能将其视为质点,B错误.物体的大小不是判断它是否能视为质点的条件,C错误.地球的大小远小于它与太阳间的距离,此时的地球可看成质点,D正确.
3.B 解析:当运动员们保持该造型向下落时,运动员甲看到大地迎面而来,他选择的参考系是自己或与他运动状态一致的运动员乙,故B正确,A、C、D错误.
4.C 解析:“背景拍摄法”实际是利用了相对运动的原理,拍摄时“孙悟空”不动,“白云”向后移动;而放映时,观众以“白云”为参考系,认为其“静止”,就会感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”,故C正确.
5.A 解析:蜜蜂、汽车车身向前具有相同的速度,它们是相对静止的,所以蜜蜂看不到轮子向前运动,只能看到轮子绕轮轴的转动,故选项A正确.
6.B 7.A
8.A 解析:只有选择水作为参考系,才有“桥流”而“水不流”.
9.B 解析:对于具有一定质量的物体,我们假设其质量集中在物体的中心,便抽象出质点模型,所以从科学方法来说,是属于建立理想模型的方法,故B正确.
10.D 解析:高楼随着地球一块运动,故不是绝对静止的,故A项错误;人和高楼均静止在地面上,故高楼相对于人是静止的,故B项错误;高楼相对于地面是静止的,故C项错误;人之所以看到高楼向一边倾斜,是因为人把云朵看成了参考系,高楼相对于云朵发生了运动,故D项正确。
11.BD 解析:由题图可知,甲正由二楼下到一楼,乙正由三楼下到二楼,丙正由一楼上到二楼。由于电梯正常运行的速率相等,电梯的倾角又相同,所以,乙相对甲静止,相对丙运动;甲与丙在竖直方向上相对运动,在水平方向上是相对静止的。故A、C两项错误,B、D两项正确。
12.AD 解析:“太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言的,是以地球为参考系的,A正确;“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的,B错误;“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的,是以地球为参考系的,C错误;火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,是以火车或他自己为参考系的,D正确.
13.BCD 解析:参考系是为了描述物体的运动,选来作为标准的物体,它可以是运动的,也可以是静止的,故A错误.运动和静止是相对的,要描述物体的运动,必须选择参考系,故B正确.描述同一物体的运动时,若以不同物体作为参考系,观察结果可能不同,故C正确.当以地面为参考系时,楼房是静止的,故D正确.
二、非选择题
14.答:作者得出“看山恰似走来迎”是以自己(或船)为参考系;得出“山不动,是船行”则是以大地为参考系.可见参考系不同,对于物体运动的描述可能是不同的.
15.解:(1)若以A车为参考系,B车的速度大小为10 m/s-6 m/s=4 m/s,方向向东.
(2)若以B车为参考系,A车的速度大小为10 m/s-6 m/s=4 m/s,方向向西.
(3)若以A车为参考系,地面向西运动,速度大小为6 m/s.
若以B车为参考系,地面向西运动,速度大小为10 m/s.1.2 时间 位移(同步检测)
一、选择题
1.如图所示,小球从距地面5 m高处落下,被地面反向弹回后,在距地面2 m高处被接住,若取向上为正方向,则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移分别是( )
A.7 m,-3 m B.5 m,-2 m
C.7 m,3 m D.5 m,2 m
2.建筑工地上的起重机把一筐砖先竖直向上提升40 m,然后水平移动30 m,此过程中关于砖块及其路程和位移大小表述正确的是( )
A.砖可视为质点,路程和位移都是70 m
B.砖不可视为质点,路程和位移都是50 m
C.砖可视为质点,路程为70 m,位移为50 m
D.砖不可视为质点,路程为50 m,位移为70 m
3.某运动员在200 m比赛中创造了19.19 s的成绩.若比赛用的跑道示意图如图所示,则运动员是在本次200 m比赛中( )
A.位移大小是200 m B.路程小于200 m
C.成绩19.19 s指的是时刻 D.成绩19.19 s指的是时间间隔
4.下列物理量中属于矢量的是( )
A.位移 B.质量
C.时间 D.路程
5.2022年2月12日17时25分,高亭宇在北京冬奥会上以 34秒32打破奥运纪录获得男子500米速度滑冰冠军.他在最后100米直道运动中将其他选手远远甩在后面.此处的四个数据用物理学术语表示分别指( )
A.时刻,时间,位移,路程 B.时刻,时间,路程,位移
C.时间,时刻,路程,位移 D.时间,时刻,位移,路程
6.如图所示,是一个半径为R的中国古代八卦图,中央部分是两个半圆,练功人从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他到D点时,他的路程和位移大小及位移的方向分别为( )
A.2πR,R,西偏南45° B.2.5πR,R,东偏南45°
C.2.5πR,R,东偏南45° D.3πR,R,西偏北45°
7.某人驾车从国家体育场到沈阳奥林匹克体育中心.他利用手机地图的导航功能规划路线,在“距离最短”的方案中显示的“8小时58分,724千米”分别指的是( )
A.时间,位移 B.时间,路程
C.时刻,位移 D.时刻,路程
8.如图所示,自行车的半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门芯位移的大小为( )
A.πR B.R C.2πR D.2R
9.关于位移和路程,下列说法错误的是( )
A.位移可能随路程的增大而减小 B.物体通过的路程不相等,但位移可能相同
C.位移可能随时间的增加而减小 D.只要物体通过了一段路程,其位移就不可能为零
10.一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在距地面1 m高处被接住.坐标原点定在抛出点正下方2 m处,向下方向为坐标轴的正方向.则小球接住点的位置坐标和从抛出到接住的过程中坐标的变化量分别是( )
A.1 m,3 m B.1 m,-1 m C.1 m,- 2m D.-1 m,-3 m
11.如图所示,物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C,则它的位移和路程分别是( )
A.0;0 B.4R,向东;πR
C.4πR,向东;4R D.4R,向东;2πR
12.甲、乙两物体在同一直线上运动的x t图像如图所示,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点,则从图像可以看出( )
A.t2到t3这段时间内甲的速度小于乙的速度 B.乙比甲先出发
C.甲开始运动时,乙在甲前面x0处 D.甲在中途停了一会儿,最终也没追上乙
13.(多选)某一质点沿直线运动的位移x随时间t变化的图像如图所示,则( )
A.10 s时,质点所处的位置坐标为5 m B.在10 s内,质点的位移为5 m
C.在20 s内,质点的位移为9 m D.第5 s末和第15 s末,质点的运动方向相反
二、非选择题
14.(1)图甲是电火花打点计时器的示意图。电火花打点计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔________s打一次点。电火花打点计时器使用时的基本步骤如下:
A.当纸带完全通过电火花打点计时器后,及时关闭电源
B.将电火花打点计时器电源插头插入相应的电源插座
C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花打点计时器
D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是________。(按顺序填写步骤字母)
(2)如图乙所示的纸带是某同学练习使用电火花打点计时器时得到的,纸带的左端先通过电火花打点计时器,从点迹的分布情况可以断定纸带运动得________(选填“越来越快”或“越来越慢”)。若所用电源的频率为50 Hz,从打下A点到打下B点共14个点迹,历时________s。
甲 乙
15.(1)电磁打点计时器是一种使用________电源的计时仪器,它的工作电压约为________,当电源频率为50 Hz时,它每隔________s打一次点。使用电磁打点计时器时,应将纸带穿过____________,复写纸套在定位轴上,并要放在纸带的________面。
(2)打点计时器所用电源频率是50 Hz,如图所示,纸带上的A点先通过计时器,A、B间历时_____________________s,位移大小为________m。
参考答案及解析:
一、选择题
1.A 解析:当选取向上为正方向时,向下即为负方向,位移大小为初位置A到末位置B之间的距离,方向向下,故位移为-3 m,路程为轨迹的长度为7 m,故A正确.
2.C 解析:路程是运动轨迹的长度即竖直向上40 m加上水平移动的30 m所以路程为70 m,而位移是初位置指向末位置的有向线段,两段运动互相垂直,所以初位置到末位置的长度为 m=50 m,而砖块本身的大小相对于路程和位移可以忽略不计,所以可以视为质点,C正确.
3.D 解析:200 m比赛跑道是弯道,所以位移大小不是200 m,位移小于200 m,路程是200 m, A、B错误;成绩19.19 s指的是时间间隔,不是时刻,C错误,D正确.
4.A 解析:位移是矢量,A正确.质量、时间、路程都是只有大小没有方向的物理量,是标量,故选A.
5.B 解析:17时25分是时刻,34秒32是时间,500米是路程,100米是位移.
6.C 解析:从A点出发沿曲线ABCOADC行进,当他走到D点时,路程为s=πR+2π+=2.5πR,位移大小为x==R,方向东偏南45°,故C正确.
7.B 解析:时长为时间,导航距离为路程.
8.B 解析:当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,轮子向前运动半个周长,气门芯的初位置与末位置如图.由几何知识得,气门芯的位移大小为x==R,B正确.
9.D 解析:位移是矢量,大小等于首末位置的距离,路程是标量,大小等于运动轨迹的长度,则质点运动的路程一直增大,位移可以随路程的增大而减小,故A正确;物体沿着不同路径从一位置运动到达另一位置,它们的路程不同,但位移是相同,故B正确;位移可能随时间的增大而减小,例如物体做圆周运动时,从初位置出发,经过一段时间又回到初位置,即物体通过一段路程,但是位移可以为零,故C正确,D错误.
10.A 解析:坐标原点选在抛出点下方2 m处,向下为坐标轴正方向,在距地面1 m高处被接住,由此可得接住点的位置坐标是+1 m,而抛出位置坐标是- 2m,所以抛出到接住的过程中坐标的变化量是1 m-(-2) m=+3 m,A正确.
11.D 解析:路程是标量,表示物体实际运动轨迹的长度,位移是矢量,反映的是物体始末两点的直线距离,因此根据题中信息可知,物体的位移为4R,方向向东,路程为2πR,故D正确.
12.C 解析:由题图可知,在t2~t3这段时间内,甲的图线斜率大于乙的图线斜率,所以甲的速度大于乙的速度,A错误;由题图知甲和乙同时出发,且乙在甲前面x0处,B错误,C正确;在t3时刻,甲追上了乙,D错误。
13.AD 解析:图像反映质点位置随时间的变化关系,10 s时质点处在5 m的位置,A项正确;在10 s内,质点的初位置坐标为1 m,末位置坐标为5 m,位移大小为4 m,B项错误;在20 s内,质点的位移为Δx=x2-x1=0-1 m=-1 m,C项错误;5 s末质点沿正方向运动,15 s末质点沿负方向运动,D项正确。
二、非选择题
14.答案:(1)交流 0.02 CBDA (2)越来越快 0.26
解析:(1)电火花打点计时器和电磁打点计时器都是使用交流电源的计时仪器,当电源的频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一次点;实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则,故正确的步骤顺序是CBDA。
(2)打点计时器所用电源频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一个点,从左往右,纸带上两点之间的距离越来越大,说明纸带运动得越来越快。从打下A点到打下B点共14个点迹,从A到B共有13个时间间隔,所以所用时间t=13×0.02 s=0.26 s。
15.答案:(1)交变 8 V 0.02 限位孔 上 (2)0.04 0.028 0
解析:(1)电磁打点计时器使用的是低压交流电源,工作电压约为8 V,当交流电频率为50 Hz时,计时器每隔0.02 s打一次点,为了防止纸带不稳定,纸带应穿过限位孔放在复写纸下面。
(2)由电源的频率是50 Hz,知打点计时器打点的时间间隔是0.02 s,则A、B间历时tAB=2T=0.04 s,位移大小为xAB=(1.20+1.60)×10-2m=0.028 0 m。1.3 位置变化快慢的描述——速度(同步检测)
一、选择题
1.有关瞬时速度、平均速度、平均速率的说法正确的是 ( )
A.瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置时的速度
B.物体做匀速直线运动的平均速度与任何时刻的瞬时速度只是大小相等,方向不一定相同
C.做变速运动的物体,平均速率就是平均速度的大小
D.变速运动的物体,平均速度就是物体通过的路程与所用时间的比值
2.甲、乙两辆汽车在一条平直公路上行驶,它们运动的v-t图像如图所示,以下说法正确的是( )
A.甲车从静止开始运动 B.甲车t1~t2时间内静止
C.乙车做速度增大的加速运动 D.甲车在t2时刻运动方向改变
3.骑自行车的人沿着斜坡下行做变速运动,第1 s内通过1 m,第2 s内通过2 m,第3 s内通过3 m,第4 s内通过4 m.则下列说法正确的是( )
A.第2 s内的平均速度是2 m/s B.第2 s末的瞬时速度为2 m/s
C.前2 s内的平均速度为2 m/s D.前3 s内的平均速度为3 m/s
4.“五米三向折返跑”的成绩反映了人体的灵敏素质,测试时,受试者听到口令起跑,测试员同时开始计时,如图,受试者从起点A全力跑向距A 5 m处的B点用手触摸折返线处后返回A点,然后依次到C点、A点、D点,最终返回A点,所用时间即为“五米三向折返跑”的成绩,现测得某受试者成绩为7.50 s,该受试者在测试全过程中的平均速率、平均速度的大小分别为( )
A.0、0 B.4 m/s,0 C.2 m/s,0 D.30 m/s,3 m/s
5.2022年1月6日,小陈乘坐D3111号列车从宁波8点49分出发,于9点43分到达台州西站,小陈注意到经过三门站站牌时车厢过道显示屏显示速度为200 km/h,下列说法正确的是( )
A.8点49分指的是时间间隔
B.题中200 km/h指的是平均速度
C.以小陈为参考系,三门站站牌是静止的
D.研究列车从宁波到台州西轨迹时可以把它当作质点来研究
6.2022年冬奥会在北京举办,其中滑雪运动深受人们喜爱.如图为一户外滑雪爱好者的运动线路示意图,该滑雪爱好者从起点A经B点,最终到达C点,历时15分钟,下列说法中正确的是( )
A.“15分钟”指的是时刻
B.图中的A、C间直线距离表示滑雪爱好者的位移大小
C.路线ABC总长度与滑雪爱好者所用时间之比等于他的平均速度
D.研究滑雪爱好者在图中B点转弯的动作时,可以把他看成质点
7.甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动,设向右为正方向,甲质点的速度为+2 m/s,乙质点的速度为-4 m/s,则下列说法错误的是( )
A.乙质点的速率大于甲质点的速率
B.因为+2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C.这里正、负号的物理意义表示运动的方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m
8.一质点沿直线Ox方向做加速运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=4+2t3(m),它的速度随时间变化的关系为v=3t2(m/s)。则该质点在t=2 s时的瞬时速度和t=0到t=2 s间的平均速度分别为( )
A.8 m/s,24 m/s B.12 m/s,10 m/s
C.12 m/s,8 m/s D.24 m/s,8 m/s
9.在匀速上升的电梯里,一小球从电梯地板被竖直向上弹出后又落回地板,这一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,下列对这一过程的分析正确的是 ( )
A.小球在空中运动的位移大小一定小于路程
B.小球在空中运动的平均速度大于电梯的速度
C.小球在空中运动的平均速度小于电梯的速度
D.小球在空中运动的平均速度等于电梯的速度
10.(多选)下列说法正确的是( )
A.小球第3 s末的速度为6 m/s,这里是指平均速度
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/s,这里是指瞬时速度
C.“复兴号”动车组列车速度计显示速度为350 km/h,这里的速度是指瞬时速度
D.为了解决偏远地区的配送问题,某快递公司采取“无人机快递”,无人机从某一投递站带着快件到达指定位置送达后又返回该投递站,这一过程中无人机的平均速度为零
11.(多选)如图所示为某地区区间测速示意图,有关区间测速和单点测速说法正确的是( )
A.单点测速测的是汽车的瞬时速率 B.单点测速测的是汽车的平均速率
C.区间测速测的是汽车的瞬时速率 D.区间测速测的是汽车的平均速率
12.(多选)如图所示,A、B两物体从同一地点开始运动,由A、B两物体的位移-时间图像可知下列说法中正确的是( )
A.A、B两物体同时从同一位置向同一方向运动
B.A、B两物体自同一位置向同一方向运动,B比A晚出发2 s
C.A、B两物体速度大小均为10 m/s
D.A、B两物体在A物体出发后4 s、距出发点20 m处相遇
13.(多选)如图所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移—时间(x-t)图线.由图可知( )
A.在t1时刻,a车追上b车
B.在t2时刻,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减小后增大
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
二、非选择题
14.为测定某轿车在平直路面上行驶的速度,小明同学利用数码相机拍摄了一张在同一张底片上多次曝光的照片,如图所示.已知拍摄时间间隔设定为1 s,轿车车身长为3.6 m.
(1)轿车在AC段做________运动.这段时间内的速度大小为________m/s.
(2)轿车在CE段做________运动.CD、DE两段相比较,轿车通过________段的平均速度大,此段的平均速度等于________
15.“凌晨1时45分,‘利奇马’在浙江省温岭市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力为16级(52 m/s),中心最低气压为930百帕.将以每小时15千米左右的速度向偏北方向移动……”这段报道中提到的“52 m/s”“每小时15千米”是平均速度还是瞬时速度?
16.用气垫导轨和数字计时器更能精确地测量物体的瞬时速度.如图为气垫导轨的示意图,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.29 s,通过第二个光电门的时间Δt2=0.11 s.已知遮光板的宽度为3.0 cm,分别求滑块通过第一个光电门和第二个光电门的速度大小.
参考答案及解析:
一、选择题
1.A 解析:瞬时速度表示某一时刻或某一位置的速度,故A正确;匀速直线运动是速度不变的运动,故其平均速度与任何时刻的瞬时速度的大小和方向都相同,故B错误;平均速率为路程与时间的比值,平均速度为位移与时间的比值,因物体做变速运动的位移大小不一定与路程相等,则平均速率不一定是平均速度的大小,故C、D错误.
2.C 解析:甲车的初速度为v0,t1~t2时间内以v1匀速运动,t2~t3减速,故A、B、D错误;乙车一直做加速运动,C正确.
3.A 解析:第2 s内通过2 m,根据平均速度的定义得v==2 m/s,A正确;因为自行车的运动不一定是匀变速运动,所以第2 s末的瞬时速度无法确定,B错误;前2秒内的平均速度为v2== m/s=1.5 m/s,C错误;前3 s内的平均速度为v3== m/s=2 m/s,D错误.
4.B 解析:路程等于运动轨迹的长度,所以受试者的路程s=(5+5)×3 m=30 m,平均速率==m/s=4 m/s,受试者的位移为零,平均速度等于位移与时间的比值,则平均速度为零,选项B正确。
5.D 解析:8点49分指的是时刻,A错误;题中200 km/h指的是瞬时速度, B错误;以小陈为参考系,三门站站牌是运动的,C错误;研究列车从宁波到台州轨迹时,列车的形状和大小不影响问题的研究,故可以把它当作质点来研究,D正确.
6.B 解析:“15分钟”指的是时间,A错误;图中的A、C间直线距离表示滑雪爱好者位移的大小,B正确;路线ABC总长度与滑雪爱好者所用时间之比等于他的平均速率,C错误;研究动作姿态时不能把滑雪爱好者看作质点,D错误.
7.B 解析:因为速度是矢量,其正、负号表示物体的运动方向,绝对值表示大小,故甲质点的速度小于乙质点的速度,B错误,C正确;速率是标量,在单向直线运动中,速度的大小等于速率,则乙质点的速率大于甲质点的速率,A正确;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,10 s内从同一点分别前进了20 m和40 m,故此时两者相距60 m,D正确.
8.C 解析:将t=2 s代入质点的速度随时间变化的关系式v=3t2(m/s),得t=2 s时刻的瞬时速度为:v=3×22 m/s=12 m/s。将t=0和t=2 s分别代入距离随时间变化的关系式x=4+2t3(m),得:x1=4 m,x2=20 m,则质点在2 s时间内通过的位移为x=x2-x1=20 m-4 m=16 m,t=0到t=2 s间的平均速度为:===8 m/s,故C正确。
9.D 解析:小球在空中运动时,可能存在一直向上运动情况,因此位移大小可能等于路程,故A错误;因小球与电梯的位移相同,所以小球的平均速度一定等于电梯的速度,故B、C错误,D正确。
10.CD 解析:第3 s末的速度是指瞬时速度,故A错误;汽车从甲站行驶到乙站的速度为平均速度,故B错误;速度计显示的速度为瞬时速度,故C正确;无人机回到了原位置,位移为零,故平均速度为零,故D正确。
11.AD 解析:单点测速是汽车通过该点的瞬时速率,区间测速则是汽车通过这个区间的平均速率.
12.BD 解析:两物体在同一地点、沿同一方向运动,但是B物体比A物体晚出发2 s,A错误,B正确;A物体的速度为5 m/s,B物体的速度为10 m/s,C错误;4 s时两物体的位移都是20 m,表示两物体相遇,D正确.
13.BC 解析:由题图可知,t1时刻b车速度大于a车速度,故t1时刻应是b车追上a车,A错误;t2时刻,b车图线斜率小于0,即b车沿负方向运动,而a车图线斜率始终大于0,即a车一直沿正方向运动,B正确;在t1~t2时间内b车图线各点切线斜率的绝对值先减小后增大,即b车的速率先减小后增大,C正确;在b车图线的顶点切线水平、斜率为0,即此时b车的瞬时速度为0,D错误.
二、非选择题
14.答案:①匀速 9 ②减速 CD 6.3 m/s
解析:①AB=BC,说明轿车在AC段做匀速运动.每格的长度为 m=0.9 m,则车速
v1== m/s=9 m/s.
②轿车在CE段做减速运动,且在CD段的平均速度大.其平均速度v2= m/s=6.3 m/s.
15.答:52 m/s是瞬时最大风速,是瞬时速度;“每小时15千米”描述的是台风移动的平均快慢,是平均速度.
16.解:由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示.
经过第一个光电门的速度大小为:v1== m/s≈0.10 m/s
经过第二个光电门的速度大小为:v2== m/s≈0.27 m/s.1.4 速度变化快慢的描述——加速度(同步检测)
一、选择题
1.纯电动汽车不排放污染空气的有害气体,具有良好的发展前景,现对如图所示的纯电动汽车的加速性能进行测试.某次测试中,经过10 s,汽车由静止加速到72 km/h.将该过程视为匀加速直线运动,这段时间内汽车的加速度为( )
A.2.0 m/s2 B.7.2 m/s2
C.3.6 m/s2 D.1.0 m/s2
2.如图是物体做直线运动的v-t图像,下列说法中正确的是( )
A.5 s末物体的加速度是2 m/s2 B.20 s末物体的加速度为1 m/s2
C.40 s末物体开始向反方向运动 D.10~40 s内物体的加速度为零
3.羽毛球世锦赛上的某次比赛中,羽毛球以80 m/s的速度飞来,林丹将其以100 m/s的速度反向击回,击球时间为0.02 s.取球飞来的速度方向为正方向,则这段时间内球的加速度为( )
A.-9 000 m/s2 B.9 000 m/s2
C.-1 000 m/s2 D.1 000 m/s2
4.关于加速度,下列说法中不正确的是( )
A.汽车在某一段时间内,速度变化量很大,而加速度可能很小
B.加速度是描述速度变化快慢的物理量,所以速度变化越快,加速度一定越大
C.速度变化量相同,但所用的时间越短,加速度一定越大
D.物体运动速度变化量越大,物体的加速度一定越大
5.关于速度和加速度的方向,下列说法正确的是 ( )
A.速度的方向就是加速度的方向 B.速度改变量的方向就是加速度的方向
C.速度的方向改变了,则加速度的方向也改变 D.加速度的方向就是物体运动的方向
6.关于物体的运动,下列情况不可能存在的是( )
A.物体具有加速度,而其速度为零
B.物体具有恒定的速率,但仍有变化的速度
C.物体具有沿x轴正方向的加速度和沿x轴负方向的速度
D.物体的速度变化越来越快,加速度越来越小
7.坡鹿外形与梅花鹿相似,但体形较小,花斑较少,国内分布于海南岛,为国家一级保护动物.若某只坡鹿由静止开始做匀加速直线运动,5 s末其速度大小为10 m/s,则该过程中,坡鹿的加速度大小为( )
A.1 m/s2 B.2 m/s2 C.4 m/s2 D.8 m/s2
8.如图所示,实线为两个在同一直线上运动的物体a和b的v-t图像,由图可以知道 ( )
A.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,a的加速度小于b的加速度
B.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,a的加速度大于b的加速度
C.两物体的速度方向相同,加速度方向相反,a的加速度大于b的加速度
D.两物体的速度方向相同,加速度方向相同,a的加速度大于b的加速度
9.结合图片中提供的情境及数据,以下判断正确的是( )
A.高速行驶的磁悬浮列车的速度很大,所以它的加速度不可能为零
B.轿车时速为100 km/h,紧急刹车用2.24 s停下来(可视为加速度不变),由此可得轿车刹车阶段的加速度的大小约为a=12.4 m/s2
C.炮膛中的炮弹离开炮口时的速度指的是炮弹在炮膛中的平均速度
D.根据图中数据可求出苏炳添在100米决赛中通过终点线时的速率约为v=10.09 m/s
10.足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度为( )
A.-200 m/s2 B.200 m/s2
C.100 m/s2 D.-100 m/s2
11. (多选)一物体沿竖直方向运动,以竖直向上为正方向,其运动的v-t图像如图所示.下列说法正确的是( )
A.物体在0~1 s内做加速直线运动
B.物体在2~3 s内向下运动
C.物体在0~1 s内加速度方向与在2~3 s内加速度方向相反
D.物体在2~3 s内的加速度为4 m/s2
12.(多选)某物体做加速度不变的直线运动,初速度为6 m/s,经过10 s速度的大小变为20 m/s,则加速度大小可能是( )
A.0.8 m/s2 B.1.4 m/s2 C.2.0 m/s2 D.2.6 m/s2
13.(多选)物体在一条直线上运动,给出初速度、加速度的正、负,下列对运动的描述中正确的是( )
A.v0>0,a<0,a 的大小减小,物体做加速运动
B.v0>0,a<0,a 的大小增大,物体做减速运动
C.v0<0,a<0,a 的大小增大,物体做减速运动
D.v0<0,a<0,a 的大小减小,物体做加速运动
二、非选择题
14.如图所示是一个物体向东运动的速度图像.由图像可知在0~10 s内物体的加速度大小为______,方向是________;在10~40 s内物体的加速度为_______;在40~60 s内物体的加速度大小为______,方向是________
15.如图所示,是某质点运动的v-t图像,请回答:
(1)图像中各段表示质点做什么性质的运动?
(2)在0~4 s内、8~10 s内、10~12 s内质点的加速度分别为多少?
参考答案及解析:
一、选择题
1.A 解析:72 km/h=20 m/s,则汽车的加速度为a== m/s2=2.0 m/s2.
2.D 解析:v-t图像中,图线的斜率表示物体的加速度.由题图知0~10 s内物体的加速度a1===3 m/s2;10~40 s内物体速度不变,加速度为零;40~60 s内物体的加速度a2===-1.5 m/s2,负号表示加速度的方向与规定的正方向相反,A、B错误,D正确;由题图知0~60 s内物体的速度方向不变,C错误.
3.A 解析:飞来的方向为正方向,则羽毛球在这段时间内的加速度为a== m/s2=-9 000 m/s2.故A正确,B、C、D错误.
4.D 解析:汽车的速度变化量很大,若所用时间很长,由a=可知加速度可以很小,故A正确,D错误.由加速度的定义式a=知,速度变化越快,加速度一定越大,故B正确.速度变化量Δv相同,时间Δt越小,由a=可知加速度一定越大,C正确.
5.B 解析:根据加速度的概念可知,速度改变量的方向就是加速度的方向,而加速度的方向由合外力的方向决定,所以速度的方向改变,加速度的方向不一定改变.故B正确,A、C、D错误.
6.D 解析:物体具有加速度,但是速度可能为零,比如自由落体运动的初始时刻,故A正确.物体具有恒定的速率,速度方向可能改变,则速度变化,故B正确.加速度的方向与速度方向可能相反,故C正确.加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越来越快,加速度越来越大,故D错误,符合题意.
7.B
8.C 解析:由于a、b的v-t图像都在第一象限,物体的速度方向均为正,即两物体的速度方向相同;由于图线的斜率表示加速度,两图线的斜率一正一负,即表示两物体的加速度的方向相反,即a为正方向,b为负方向;两直线的斜率的绝对值a大于b,即a的加速度大于b的加速度,故C正确,A、B、D均错误.
9.B 解析:当磁悬浮列车匀速行驶时,加速度为零,故A错误。根据加速度的定义得a== m/s2≈12.4 m/s2,故B正确。炮膛中的炮弹离开炮口时的速度是瞬时速度,故C错误。平均速度等于位移与时间的比值,则平均速度为m/s≈10.09 m/s,但通过终点线的速度不一定是10.09 m/s,故D错误。
10.D 解析:已知球飞来的方向为正方向,则v0=8 m/s,反向踢出时v=-12 m/s。由a=得a=m/s2=-100 m/s2。故D正确。
11. AC 解析:0~1 s内速度增加,做加速运动,A正确;2~3 s速度减小,做减速运动,但速度一直大于零,往正方向运动,B错误;0~1 s做加速运动,加速度方向为正,2~3 s做减速运动,加速度方向为负,C正确;2~3 s的加速度为a= m/s2=-4 m/s2,负号表示加速度方向沿负方向,D错误.
12.BD 解析:设初速度方向为正方向,根据a=,后来20 m/s的速度方向可能与初速度的方向相同,也可能相反,相同时a1= m/s2=1.4 m/s2,相反时a2=m/s2=-2.6 m/s2.故B、D正确.
13.BD 解析:由v 0>0,a<0知,加速度方向与速度方向相反,物体做减速运动,故A错误.由v0>0,a<0知,加速度方向与速度方向相反,物体做减速运动,故B正确.由v0<0,a<0知,加速度和速度方向相同,故物体做加速运动,故C错误.由v0<0,a<0知,加速度和速度方向相同,故物体做加速运动,故D正确.
二、非选择题
14.解:由题图可知,在0~10 s内物体的速度变化量Δv1=30 m/s-0=30 m/s,加速度a1==m/s2=3 m/s2,方向向东;在10~40 s内物体的速度变化量Δv2=0,所以加速度a2=0;在40~60 s内物体的速度变化量Δv3=0-30 m/s=-30 m/s,加速度a3== m/s2=-1.5 m/s2,负号表示a3的方向与运动方向相反,即方向向西.
15.解:(1)在0~4 s内质点的速度不断增大,且方向始终沿正方向,则质点做正向加速直线运动;在4~8 s内,质点的速度始终为10 m/s,则质点做正向匀速直线运动;在8~10 s内,质点的速度不断减小,且方向始终为正,则质点做正向减速直线运动;在10~12 s内,质点的速度不断增大,且方向始终为负,则质点做反向加速直线运动.
(2)0~4 s内的加速度a1= m/s2=2.5 m/s2,
8~10 s内的加速度a2= m/s2=-5 m/s2,
10~12 s内的加速度a3= m/s2=-5 m/s2
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