【单元练】惠州市高中物理必修1第一章【运动的描述】经典练习题(培优专题)
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一、选择题
1.甲、乙、丙三人进行百米赛跑,当裁判员发令枪打响时,甲、乙两人立即启动,丙自诩实力超群而故意滞后启动,比赛结果让丙懊恼不已,具体如下:甲第一、丙第二、乙第三。
若甲、乙、丙三人的运动均视为匀速直线运动,则能够大致反映他们三人运动情况的位移-时间图象是()
A.B.
C.D. C
解析:C
BD.纵轴截距表示的初始位置,BD图像表示丙在起点前面启动,BD错误;
AC.横轴截距表示启动时刻,A图像表示甲第一名,A错误,C正确。
故选C。
2.下列说法中正确的是()
A.研究花样滑冰运动员的技术动作时,可将运动员看作质点
B.研究绕地球运转的人造卫星的位置及其变化时,可将卫星看作质点
C.“两岸青山相对出”中的运动所选取的参考系是“青山”
D.“宁停三分,不抢一秒”中的“一秒”是时刻B
解析:B
A.研究花样滑冰运动员的优美动作时,不能把运动员看成质点,否则就不能分辨运动员的动作和造型了。
故A错误;
B.研究绕地球运转的人造卫星的位置及其变化时,人造卫星的大小和形状可以忽略,可以看成质点,故B正确;
C.“两岸青山相对出”诗中的“青山相对出”选择的参考系是孤帆,故C错误;
D.“宁停三分,不抢一秒”中的“三分”指的是时间,“一秒”指的是时间,故D错误。
故选B。
3.一辆汽车在平直的公路上运动,全程前1
3
的时间内以v1的速度运动,全程后
2
3
的时间
内以12m/s的速度运动,全程的平均速度为14m/s,则v1的值是()A.15m/s B.16m/s C.17m/s D.18m/s D 解析:D
由平均速度公式得
112123314v t t t
⨯+⨯= 解得118m/s v = 。
故选D 。
4.一质点以初速度v 0沿x 轴正方向运动,已知加速度方向沿x 轴正方向,在加速度a 的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,该质点( )
A .速度先增大后减小,直到加速度等于零为止
B .速度一直在先减小后增大,直到加速度等于零为止
C .位移先增大,后减小,直到加速度等于零为止
D .位移一直在增大,到加速度等于零之后仍继续增大D
解析:D
AB .加速度a 的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到0的过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度一直在增大,故AB 错误;
CD .由于质点做方向不变的直线运动,所以位移一直在增大,加速度等于零时做匀速直线运动,位移仍然在增大,故C 错误,D 正确。
故选D 。
5.一质点做匀加速直线运动,位移为x 1时,速度的变化为△v ,紧接着位移为x 2时,速度的变化仍为Δv 。
则质点的加速度为( )
A .21211(())v x x ∆-
B .212
11()()v x x ∆+ C .2
21
()v x x ∆- D .221
()v x x ∆+ C 解析:C
在匀变速直线运动中,速度变化所用时间为 v t a
∆= 则可知质点位移为x 1和x 2过程中所用时间相同,根据
2x at ∆=
得
2
21v x x a a ∆⎛⎫-= ⎪⎝⎭
解得 2
21
()v a x x ∆=- 故选C 。
6.从高出地面6m 的位置竖直向上抛出一个小球,如图所示。
它上升10m 后回落,最后到达地面。
则小球通过的路程和位移的大小分别是( )
A.10m,6m B.16m,6m C.26m,6m D.26m,16m C
解析:C
位移是由初位置指向末位置的有向线段,球上升10m,又下降16m,故全过程的总路程是
s=+=
10m16m26m
全过程的总位移是
x=-
6m
则位移大小为6m。
故选C。
7.如图所示为甲、乙两物体运动的x-t图象,则下列说法不正确的是(曲线为甲,直线为乙)()
A.甲物体做变速直线运动,乙物体做匀速直线运动
B.两物体的初速度都为零
C.在t1时间内两物体平均速度相等
D.相遇时,甲的速度大于乙的速度B
解析:B
A.位移时间图像的斜率表示速度,图像只能描述直线运动, A正确;
B.图线的斜率表示速度,两物体的初速度都不为零,B错误;
C.在t1时间内两物体的位移相同,故平均速度相等,C正确;
D.图线的斜率表示速度,相遇时,甲的速度大于乙的速度, D正确。
故选B。
8.2019年10月1日晚,庆祝中华人民共和国成立70周年天空中燃放起璀璨的烟花,打出巨型“人民万岁”字样,如图所示。
若烟花竖直上升,则关于烟花上升过程,下列说法正确的是()
A.烟花的上升速度越大,加速度一定越大
B.烟花的速度变化越快,加速度一定越大
C.烟花的速度变化量越大,加速度一定越大
D.烟花在某时刻速度为零,其加速度一定为零B
解析:B
A.速度大的物体加速度不一定大,例如速度大的匀速直线运动,加速度为零,故A错误;
B.加速度是表示速度变化快慢的物理量,所以烟花速度变化越快,加速度一定越大,故B 正确
C.根据
∆
=
∆
v
a
t
可知加速度a由速度的变化量v
∆和速度发生改变所需要的时间t∆共同决
定,v
∆虽然大,但t∆更大时,a可以很小,故C错误;
D.在最高点,烟花的速度可以为零,加速度不为零,故D错误。
故选B。
9.下列说法正确的是()
A.即将到站的列车因速度减小,所以加速度减小
B.慢走中的小刘突然加速跑向即将发车的列车时,因速度变化大,所以加速度大
C.列车发车时因速度为零,所以加速度也为零
D.列车在平直轨道上匀速行驶时,虽速度很大,但加速度为零D
解析:D
A.将到站的列车,速度减小是因为加速度和速度方向相反,不能根据速度减小得出加速度减小的结论,A错误;
B.加速度是表示速度变化快慢的物理量,慢走中的小刘突然加速跑向即将发车的列车时,因速度变化大,所以加速度大,B错误;
C.列车发车时,初速度为零,但下一时刻速度不为零,所以加速度不为零,C错误;D.列车在平直轨道上匀速行驶时,虽速度很大,但加速度为零,D正确。
故选D。
10.一排球运动员跳起将以020m/s
v=速度水平飞来的排球迎面击出,击后球以30m/s的速率水平返回,已知运动员与排球接触时间为0.25s。
则击球过程中排球的平均加速度为()
A.40m/s2,与v0方向相同B.40m/s2,与v0方向相反
C.200m/s2,与v0方向相同D.200m/s2,与v0方向相反D
解析:D
以初速度方向为正方向,根据加速度的定义式∆=∆v a t
可知,击球过程中排球的加速度为 2230202000.2/5
m/s m s v a t ∆--=
==-∆ 其方向与规定的正方向相反。
故选D 。
二、填空题
11.打点计时器接______(填交流、直流)电,当频率是50Hz 时,打点计时器每隔_______s 打一个点。
若测得纸带上打下的第10个到第20个点的距离为20.00cm ,则物体在这段位移的平均速度为_______m/s 。
交流0021
解析:交流 0.02 1
[1][2]打点计时器需接交流电,当频率是50Hz 时,打点计时器每隔0.02s 打一个点。
[3]若测得纸带上打下的第10个到第20个点的距离为20.00cm ,则物体在这段位移的平均速度为
2
2010m/s 1m/s 100.02
s v t -⨯===⨯ 12.研究物体的运动时,在某特定情况下,可以不考虑物体的_________和___________,把它简化为一个有质量的物质点,这样的点称为质点。
大小形状
解析:大小 形状
[1][2]我们研究物体的运动时,在某些特定情况下,可以不考虑物体的形状和大小,把它简化为一个有质量的点,这样的点称为质点,质点是一个理想化的物理模型。
13.以下情景中,哪些带下划线的物体可看成质点,哪些不能看成质点?将结果填入括号内。
(1)小敏观察蚂蚁拖动饭粒时,蚂蚁的肢体是如何分工的。
(______)
(2)小英测算蚂蚁拖动饭粒时,蚂蚁1min 爬行的路程。
(______)
(3)在跳水比赛中,裁判员给跳水运动员评分。
(______)
(4)教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程。
(______)不能能不能不能
解析:不能 能 不能 不能
(1)[1]小敏观察蚂蚁拖动饭粒时,蚂蚁的肢体是如何分工的,不能把蚂蚁看做质点,否则就肢体动作了。
(不能)
(2)[2]小英测算蚂蚁拖动饭粒时,蚂蚁1min 爬行的路程,蚂蚁的大小可忽略不计,可看做质点。
(能)
(3)[3]在跳水比赛中,裁判员给跳水运动员评分,不能把运动员看做质点,否则就没动作了。
(不能)
(4)[4]教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程,不能把运动员看做质点,否则就没动作了。
(不能)
14.一个皮球从8m 高的地方落下,碰撞地面后又反弹起到5m 高的地方,则皮球通过的路程是_____m ,该球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,在整个运动过程中皮球的位移大小是________m 。
8
解析:8
[1]皮球从8m 高的地方落下,碰撞地面后又反弹起5m ,它所通过的路程是13m ;
[2]皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,则在整个运动过程中皮球的位移大小是8m ,方向竖直向下。
15.试写出下列概念所用的物理思想方法:质点_________;平均速度___________。
理想模型法等效法
解析:理想模型法 等效法
[1]“质点”采用理想模型法;
[2]“平均速度”采用的都是等效法。
16.一质点绕半径为10m R =的圆圈运动了一周,如图所示,则其位移大小为______m ,路程是______m 。
若质点运动了114
周,则其位移大小为______m ,路程是______m (π取3.14,2 1.41=) 628141785
解析:62.8 14.1 78.5
[1][2]运动一周,位移为0,路程为
262.8m R π=
[3][4]运动114
周,位移为 214.1m R =
路程为
5278.5m 4
R π⨯= 17.赛欧轿车的最高时速可达160公里/小时,指的是______速度,上海内环高架线上汽车限速为60公里/小时,指的是______速度。
(选填平均或瞬时速度)瞬时瞬时 解析:瞬时 瞬时
[1][2]赛欧轿车的最高时速160公里/小时是指在某时刻的速度,不是车在整个运动过程中的速度,所以最高时速是瞬时速度;上海内环高架线上汽车限速为60公里/小时,指的是最高时速,故为瞬时速度。
18.如图中龟的加速度是________。
解析:20.05m/s
根据加速度的定义式知
2
222.510m/s 0.05m/s 0.5
v a t -∆⨯===∆ 19.根据打点计时器打出的纸带,我们可以直接得到或直接测量得到的物理量是_______、________。
时间间隔位移
解析:时间间隔 位移
[1]依据交流电源的频率,可以直接得到打点计时器打相邻两点的时间间隔;
[2]利用刻度尺直接测量两点之间的距离就得到了位移。
20.打点计时器是一种使用___________(填“交流”或“直流”)电源的________仪器,在中学实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花打点计时器:如图中为_______打点计时器,它的工作电压是_______。
交流计时电火花220V
解析:交流 计时 电火花 220V
[1][2]打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器;
[3][4]如图中为电火花打点计时器,它的工作电压是220V 。
三、解答题
21.一实心木块,体积为a b c ⨯⨯(a b c >>),如图所示,有蚂蚁(可视为质点)在木块表面自A 点运动到B 点,求:
(1)最短路程;
(2)蚂蚁的位移大小。
解析:(1)()22b c a ++;(2)222a b c ++
(1)蚂蚁从A 点运动到B 点由数学知识可知,若将立方体的上表面转至与前表面在同一平面,则A 、B 连线的长度为从A 点运动到B 点的最短路程(如图中实线),则
()22s b c a =++
(2)位移大小就是A 、B 两点的连线长度(如图中虚线),则
222x a b c =++
22.足球以8m/s 的速度向北飞来,被运动员在0.02s 内以12m/s 的速度向南踢出,求足球的加速度。
解析:1000m/s 2,方向向南
设向南方向为正,则根据加速度的定义式
2210128m/s 1000m/s 0.02
v v a t -+=
== 由于加速度为正值,故加速度方向向南。
23.已知一汽车在平直公路上运动,计时开始时汽车的位置记为0,则它的位移-时间图像如图甲所示。
(1)根据图像在图乙所示的位置坐标轴上标出A 、B 、C 、D 、E 各点代表的汽车的位置;
(2)求出下列各段时间内汽车的路程和位移大小:①第1h 内;②前6h 内;③前8h 内。
解析:(1)图见解析;(2)①第1h 内路程为40km ,位移大小为40km ;②前6h 内路程为100km ,位移大小为100km ;③前8h 内路程为200km ,位移大小为0。
(1)位移-时间图像上任意一点的纵坐标的绝对值表示该时刻汽车的位置与初始位置的距离,
据此可得
(2)由图甲知
①第1h 内路程为
140km 040km s -==
第1h 内位移大小为
140km 040km x -==
②前6h 内路程为
20km 000m 101k s -==
位移大小为
20km 000m 101k x -==
③前8h 内路程为
30km 100km 10200km s +==
位移大小为
30x =
24.如图为甲、乙两个质点沿x 轴运动的v -t 图象,请根据图象回答下列问题:
(1)甲、乙两个质点分别做怎样的运动;
(2)它们的加速度大小分别为多少,方向如何;
(3)甲、乙两图线交点的物理意义。
解析:(1)甲做反方向的减速运动,减速到零在做加速运动,乙做减速运动,减速到零后做反方向的匀加速运动;(2)它们的加速度大小分别为24/3
m s -和1m /s 2,方向甲的与规定方向相反,乙的与规定方向相同;(3)甲、乙两图线交点的物理意义表示甲乙速度相同。
(1)在v -t 图象中,可以判定甲做反方向的减速运动,减速到零在做加速运动,乙做减速运动,减速到零后做反方向的匀加速运动;
(2)甲的加速度为
22044m /s m /s 33
v a t ∆--∆甲=
== 乙的加速度 ()2202m /s 1m /s 2
v a t --∆∆乙===
方向甲的与规定方向相反,乙的与规定方向相同;
(3)甲、乙两图线交点的物理意义速度相同。
25.如图为某物体做直线运动的v -t 图象.试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向.
解析:0-1s 内,a 1=4 m/s 2,方向与速度方向相同;1-3s 内,a 2=-2 m/s 2,方向与速度方向相反;3-4s 内加速度a 3=-2 m/s 2,方向与速度方向相同.
在0∼
1s 内,物体做匀加速直线运动,其加速度为2111404/1v a m s t ∆-===∆,方向与速度方向相同;
1s ∼3s 内,物体做匀减速直线运动,其加速度为2222202/1v a m s t ∆--=
==-∆,方向与速度方向相反;
3s ∼4s 内,物体做匀加速直线运动,其加速度为2333042/2
v a m s t ∆-=
==-∆,方向与速度方向相同.
26.在北京时间2019年5月9日凌晨3点,2018-19赛季欧冠半决赛次回合,阿贾克斯回到主场迎战托特纳姆热刺。
塔迪奇左脚的劲射被洛里扑出。
假设足球运动员在罚点球时,球获得28 m/s 的速度并做匀速直线运动。
设脚与球作用时间为0.1 s ,球又在空中飞行0.2 s 后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.2 s ,且球被挡出后以20 m/s 速度沿原路弹回,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度大小;
(2)守门员挡球瞬间,球的加速度。
解析:(1)280 m/s 2.; (2) 240 m/s 2。
(1)设球被踢出的方向为正方向
22111280m/s 280m/s 0.1
v a t ∆-=
==∆ (2)守门员挡球瞬间,球的加速度 222222028m/s 240m/s 0.2
v a t ∆--===-∆ 负号表示加速度方向与球被踢出时速度方向相反。
27.一个物体沿直线运动,先以3m/s 的速度运动60m ,又以2m/s 的速度继续行驶30s 。
求物体在整个运动过程中的位移和平均速度。
解析:120m ;2.4m/s
前60m 位移的时间为
11160s 20s 3
x t v =
== 后3s 时间内的位移为 222230m 60m x v t ==⨯=
整个过程中的位移为
1260m 60m 120m x x x =+=+=
整个运动过程的平均速度
12m/s 2.4m/s 201230
0x v t t ===++ 28.根据速度的定义x v t ∆=∆,当t ∆极小时,x t
∆∆就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度(反映在位移—时间图像中,x t
∆∆就是图像上t 时刻对应点切线的斜率)。
类比瞬时速度的定义,请写出瞬时加速度的定义。
解析:加速度的定义∆=∆v a t ,t ∆极小时,v t
∆∆即为t 时刻的瞬时加速度(反映在速度—时间图像中,v t
∆∆就是图像上t 时刻对应点切线的斜率)。
类比瞬时速度的定义: 加速度的定义∆=∆v a t ,t ∆极小时,v t
∆∆即为t 时刻的瞬时加速度(反映在速度—时间图像中,v t ∆∆就是图像上t 时刻对应点切线的斜率)。