人教版高三物理一轮课时集训1描述运动的基本概念(含答案和解释)

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人教版高三物理一轮课时集训1描述运动的基本概念(含答案和解释)

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文 章来
源莲山 课
件 w w w.5Y
k J.Com 课时分层集训(一) 描述运动的基本概念
(限时:40分钟)
(对应学生用书第257页)
[基础对点练]
 质点、参考系和位移
1.(多选)以下说法正确的是(   )
A.分析体操运动员在单杠上的翻杠动作时,可将运动员视为质点
B.站在铁路旁的人,若测定一列火车通过他所用的时间,则火车不可视为质点;若描述乘客在车厢内的运动情况,则以地面为参考系最好
C.计算一列火车从北京到上海行驶中的平均速度时,可将火车视为质点
D.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时,可将铅球视为质点
CD [运动员在翻杠时,身体各部分的运动情况是不同的,A选项错误;火车通过路旁的人所用时间,跟火车的大小(列车长度)有关,以火车为参考系,乘客在车厢内的运动情况最简单,B选项错误;平均速度由北京到上海的位移和所用时间决定,火车的大小跟这一位移相比,完全可以忽略,C选项正确;铅球的飞行时间跟铅球的大小、形状无关,可视为质点,D选项正确.]
2.(多选)湖中O处有一观察站,一小船从O处出发一直向东行驶4 km,又向北直线行驶3 km,则下列说法中正确的是(   ) 
【导学号:84370005】
A.相对于O处的观察员,小船运动的路程为7 km
B.相对于小船,O处的观察员始终处于静止状态
C.相对于O处的观察员,小船最终位于东偏北37°方向5 km处
D.相对于湖岸上的另一观察员,小船不可能是静止的
AC [在O处的观察员看来,小船最终离自己的距离为32+42 km=5 km,方向为东偏北θ,满足sin θ=35,即θ=37°,运动的路程为7 km,选项A、C正确;以小船为参考系,O处的观察员是运动的,B错误;若湖岸上的观察员运动的速度大小、方向均与小船一样,则小船相对其而言是静止的,选项D错误.]
3.在中国海军护航编队“巢湖”舰、“千岛湖”舰护送下,“河北锦绣”“银河”等13艘货轮顺利抵达亚丁湾西部预定海域,此次护航总航程4 500海里.若所有船只运动速度相同,则下列说法中正确的是(   )
A.“4 500海里”指的是护航舰艇的位移
B.研究舰队平均速度时可将“千岛湖”舰看作质点
C.以“千岛湖”舰为参考系,“巢湖”舰一定是运动的
D.根据本题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速度
B [船舰航行轨迹的长度为4 500海里,所指的是路程,A错误;由于舰的大小对于航行的时间影响可以忽略不计,因此可将“千岛湖”舰看作质点,B正确;因为所有船只运动速度相同,所以它们是相对静止的,C错误;由于不知道航行的位移和时间,所以无法求出平均速度,D错误.]
 平均速度 瞬时速度
4.(多选)下面描述的几个速度中,属于瞬时速度的是(   ) 
【导学号:84370006】
A.子弹以790 m/s的速度击中目标
B.电信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/s
C.汽车上速度计的示数为80 km/h
D.台风以360 m/s的速度向东北方向移动
AC [790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度;电信号沿动物神经传播的速度是在一个过程内的平均速度;汽车上速度计显示的是瞬时速度;台风移动过程中速度的变化是很大的,360 m/s是平均速度.]
5.某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又沿原路返回到山脚,上山的平均速度为v1,下山的平均速度为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率分别是(   )
A.v1+v22、v1+v22   B.v1-v22、v1-v22
C.0、v1-v2v1+v2   D.0、2v1v2v1+v2
D [平均速度是位移与时间的比值,由于此人爬山往返一次,位移Δx=0,平均速度v=ΔxΔt=0Δt=0;平均速率是路程与时间的比值,由于此人往返一次,路程为从山脚到山顶路程的2倍,平均速率为s1+s2t1+t2=2ssv1+sv2=2v1v2v1+v2,选项D正确.]
6.(多选)(2018•南师附中测试)一小球在水平桌面上做减速直线运动,用照相机对着小球每隔0.1 s拍照一次,得到一幅频闪照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如图1­1­5所示,已知照片与实物的比例为1∶10,则(   )
 
图1­1­5
A.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是2 m/s
B.图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是1.6 m/s
C.图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2.5 m/s
D.图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2 m/s
AD [照相机每隔0.1 s拍照一次,所以图中0~8 cm所用的时间t=0.4 s;照片与实物的比例为1∶10,所以图中8 cm对应的实际位移x=80 cm=0.8 m.则小球在通过图中8 cm距离内的平均速度v=xt=0.80.4 m/s=2 m/s,A正确,B错误;图中对应小球通过6 cm处的瞬时速度可用图中3.5 cm到7.5 cm这一段的平均速度近似表示.图中3.5 cm到7.5 cm这一段对应的实际位移x′=40 cm=0.4 m,所用的时间t′=0.2 s,所以图中6 cm处的瞬时速度v′=0.40.2 m/s=2 m/s,C错误,D正确.]
7.(多选)一质点沿一边长为2 m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1 m,初始位置在bc边的中点A,由b向c运动,如图1­1­6所示,A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点,则下列说法正确的是(   ) 
【导学号:84370007】
 
图1­1­6
A.第2 s末的瞬时速度大小是1 m/s
B.前2 s内的平均速度大小为22 m/s
C.前4 s内的平均速率为0.5 m/s
D.前4 s内的平均速度大小为2 m/s
AB [质点每秒钟匀速移动1 m,故第2 s末瞬时速度大小为1 m/s,A正确;前2 s内的位移大小为x1=|AB|=Ac2+Bc2=12+12 m=2 m,平均速度v=x1t1=22 m/s,B正确;前4 s内质点通过的路程为4 m,平均速率为1 m/s,在第4 s末到达C点,平均速度为v2=x2t2=24 m/s=0.5 m/s,C、D错误.]
 
(多选)如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1 s、2 s、3 s、4 s.下列说法正确的是(   )
 
A.物体在AB段的平均速度为1 m/s
B.物体在ABC段的平均速度为52 m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
ABC [由v=xt可得:vAB=11 m/s=1 m/s,vAC=52 m/s,故A、B均正确;所选取的过程离A点越近,其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度,故C正确;由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程,故B点虽为中间时刻,但其速度不等于AC段的平均速度,D错误.]
 速度、加速度
8.(多选)有关加速度方向的理解,下列说法中正确的是(   )
A.由a=ΔvΔt知,a的方向与Δv的方向相同
B.a的方向与初速度v0的方向相同
C.只要a>0,物体就做加速运动
D.a的方向与初速度的方向相同,则物体做加速运动
AD [由于正方向是人为规定的,要分析是加速运动还是减速运动,应分析加速度方向与速度方向的关系,故A、D正确.]
9.如图1­1­7所示,小球以v1=3 m/s的速度水平向右运动,与一墙壁碰撞经Δt=0.01 s后以v2=2 m/s的速度沿同一直线反向弹回,小球在这0.01 s内的平均加速度是(   )
 
图1­1­7
A.100 m/s2,方向向右   B.100 m/s2,方向向左
C.500 m/s2,方向向左   D.500 m/s2,方向向右
C [取末速度的方向为正方向,由a=ΔvΔt得,a=v2--v1Δt=2--30.01 m/s2=500 m/s2,方向与v2方向相同,水平向左,故选项C正确.]
10.伽利略是第一个提出并研究加速度概念的科学家,哲学家罗素给予了极高的评价:“加速度的重要性,也许是伽利略所有发现中具有永久价值和最有效果的一个发现”.下列关于加速度的说法正确的是(   ) 
【导学号:84370008】
A.加速度恒定的运动,速度大小恒定
B.加速度恒定的运动,速度的方向恒定不变
C.速度为零,加速度可能不为零
D.速度变化率很大,加速度可能很小
C [加速度恒定的运动是匀变速运动,速度均匀变化,速度大小变化,速度方向也可能变化,例如平抛运动是匀变速曲线运动,速度的大小和方向都变化,选项A、B错误.速度为零,而加速度可能不为零,例如竖直上抛运动中,物体到达最高点时,速度为零,加速度为g,选项C正确.加速度等于速度变化率,所以速度变化率很大,加速度一定很大,选项D错误.]
11.一辆做匀减速直线运动的汽车,运动过程中的(   )
A.速度越来越小,位移越来越大
B.加速度越来越小,位移越来越大
C.速度和加速度都越来越小
D.速度越来越大,位移越来越小
A [匀减速直线运动是加速度不变的直线运动,加速度方向与速度方向相反,速度越来越小,位移越来越大,选项A正确,选项B、C、D错误.]
12.对于质点的运动,下列说法中正确的是(   ) 
【导学号:84370009】
A.质点某时间内的速度大小不变,则加速度必为零
B.质点速度变化率越大,则加速度越大
C.质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零
D.质点运动的加速度越大,它的速度变化越大
B [质点某时间内的速度大小不变,但如果其方向在改变,则其加速度不为零,如物体做匀速圆周运动时,加速度不为零,选项A错误;质点速度变化率越大,则加速度越大,选项B正确;质点某时刻的加速度不为零,该时刻的速度也可能为零,如竖直上抛的物体运动到最高点时,速度为零,但加速度不为零,选项C错误;质点运动的加速度越大,时间越长,则它的速度变化才越大,选项D错误.]
[考点综合练]
13.(2018•无锡模拟)小明骑自行车由静止沿直线运动,他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m,则(   )
A.他4 s末的瞬时速度为4 m/s
B.他第2 s内的平均速度为1.5 m/s
C.他4 s内的平均速度为2.5 m/s
D.他1 s末的速度为1 m/s
C [由v=xt可得小明在第2 s内的平均速度为2 m/s,前4 s内的平均速度为v=1+2+3+44 m/s=2.5 m/s,C正确,B错误;因小明的运动不是匀变速直线运动,故无法确定小明的瞬时速度大小,A、D均错误.]
14.(多选)在土耳其伊斯坦布尔举行的第15届机器人世界杯赛上,中国科大“蓝鹰”队获得仿真2D组冠军和服务机器人组亚军,改写了我国服务机器人从未进入世界前5的纪录.标志着我国在该领域的研究取得了重要进展.图中是科大著名服务机器人“可佳”.如图1­1­8所示,现要执行一项任务,给它设定了如下动作程序:机器人在平面内由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3,1),然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4),然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5),然后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2),整个过程中机器人所用时间是22 s,则(   ) 
【导学号:84370010】
 
图1­1­8
A.机器人的运动轨迹是一条直线
B.机器人有两次通过同一点
C.整个过程中机器人的位移大小为22 m
D.整个过程中机器人的平均速率为1 m/s
 
BC [根据描点法先作出题中给定的几个坐标位置,然后用直线连接相邻两个位置,即得物体的运动轨迹,如图所示.机器人的运动轨迹不是一条直线,机器人会两次通过同一点,选项A错误,B正确;起点在坐标原点,终点在(2,2),位移大小为22+22 m=22 m,选项C正确;整个过程中机器人的路程大于22 m,故22 s内的平均速率大于1 m/s,选项D错误.]
15.(2018•石家庄模拟)甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标,甲车在前一半时间内以速度v1做匀速直线运动,后一半时间内以速度v2做匀速直线运动;乙车在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动,后一半路程以速度v2做匀速直线运动(v1≠v2),则(   )
A.甲先到达   B.乙先到达
C.甲、乙同时到达   D.不能确定
A [由于两车位移相同,所以平均速度大的车先到达.对甲车:设用时为t,则前一半时间内的位移为x1=v1t2,后一半时间内的位移为x2=v2t2,故甲车的平均速度为v=x1+x2t=v1+v22;对乙车:设整段位移为x,则前一半位移用时为t1=x2v1,后一半位移用时为t2=x2v2,故乙车的平均速度为v′=xt1+t2=2v1v2v1+v2.则有:v-v′=v1+v22-2v1v2v1+v2=v1-v222v1+v2>0,故甲车先到.]
16.(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的(   ) 
【导学号:84370011】
A.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相同
B.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相反
C.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相同
D.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相反
AD [若初、末速度方向相同时,a=v-v0t=10-41 m/s2=6 m/s2,方向与初速度的方向相同,A正确,B错误;若初、末速度方向相反时,a=v-v0t=-10-41 m/s2=-14 m/s2,方向与初速度的方向相反,C错误,D正确.]
 
有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为500g(g=10 m/s2),以警世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险.那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故,将会达到这一数值.试问:
(1)一辆以72 km/h的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路上的大货车,设大货车没有被撞动,汽车与大货车的碰撞时间为2.0×10-3s,汽车驾驶员是否有生命危险?
(2)若汽车内装有安全气囊,缓冲时间为1×10-2 s,汽车驾驶员是否有生命危险?
[解析] 选汽车运动的方向为正方向,v0=72 km/h=20 m/s.
(1)汽车的加速度a=0-v0t=-202.0×10-3 m/s2=-104 m/s2
因加速度大小为104 m/s2>500g,所以驾驶员有生命危险.
(2)在装有安全气囊的情况下汽车的加速度a′=0-v0t′=-201×10-2 m/s2=-2 000 m/s2
因加速度大小为2 000 m/s2<500g,所以驾驶员无生命危险.
[答案] 见解析
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