第一单元 运动的描述 (时间:90分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.质点是常见的物理模型,下列机械运动的研究对象中,正确的是( ) A.研究门的转动时,门可当作质点 B.研究钟表上分针转动时,分针可当作质点 C.研究汽车在平直公路上行驶时,汽车可当作质点 D.研究月球绕地球运动时,月球不可当作质点 2.下列各组物理量中,全部是矢量的是( ) A.位移、时间、速度、加速度 C.速度、平均速度、位移、加速度
B.质量、路程、速度、平均速度 D.位移、路程、时间、加速度
3.2015年9月3号纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵式在北京天安门广场举行.参加此次阅兵的轰油-6空中加油机是中国自主研制的第一款空中加油机.图为加、受油机梯队保持在预对接状态,飞越天安门接受检阅.下列说法中正确的是( )
A.选地面为参考系,受油机是静止的 B.选加油机为参考系,受油机是运动的 C.参考系必须选静止不动的物体 D.任何物体都可以作为参考系 4.下列说法正确的是( ) A.路程是标量,即位移的大小
B.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向 C.地球虽大,且有自转,但有时仍可被视为质点
D.研究自行车运动时,因为车轮在转动,所以无论研究哪方面问题,自行车都不能视为质点
5.据报道,台风“帕布”在西北太平洋洋面上生成,随后以15 km/h左右的速度向西北方向移动,在登陆时,近中心最大风速达到25 m/s.请指出文中的两个速度数值分别是指( )
A.平均速度,瞬时速度 C.平均速度,平均速度
B.瞬时速度,平均速度 D.瞬时速度,瞬时速度
6.如图所示,A、B、C是三个质点同时同地开始沿直线运动的位移—时间图象,则在时间t2内( )
A.A和B的平均速度相等 B.B和C的平均速度相等 C.B的平均速度最大 D.它们的平均速度都相等
7.如图所示为甲、乙两质点的 v-t图象.对于甲、乙两质点的运动,下列说法中正确的是( )
A.质点甲向所选定的正方向运动,质点乙与甲的运动方向相反 B.质点甲、乙的速度相同
C.在相同的时间内,质点甲、乙的位移相同
D.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来越大 二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意)
Δv
8.由a=可知( )
ΔtA.a与Δv成正比
C.a的方向与Δv的方向相同
B.物体加速度大小由Δv决定 D.Δv/Δt叫速度变化率,就是加速度
9.小型轿车的“百公里加速时间”是汽车从静止开始加速到100 km/h所用的最少时间,是反映汽车性能的重要参数.甲、乙两种型号的轿车实测的百公里加速时间分别为11.3 s和15.5 s.在这段加速时间里,两种型号的汽车相比( )
A.甲车的速度变化量较大 B.两车的速度变化量大小相等 C.甲车的加速度大 D.两车的加速度大小相等
10.如图所示,水平面内的玩具汽车从A点由静止出发并开始计时,沿曲线轨迹的箭头方向运动,到达B、C、D、E四点分别用时1 s、2 s、3 s、4 s.下列对玩具汽车的说法,正确的是( )
A.它在AB段的平均速度是1 m/s B.它在ABC段的平均速度是1 m/s C.它在ABCDE段的平均速度是0.75 m/s D.它在A点的速度是1 m/s
11.关于物体的运动,下列情况可能存在的是( ) 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.物体的速度变化越来越快,加速度越来越小
D.物体具有沿x轴正方向的加速度和沿x轴负方向的速度 12.如图所示,为某物体做直线运动的速度图象.由图象可知( )
A.物体在8 s内运动的平均速度为2 m/s B.物体在8 s内最大加速度大小为2 m/s2 C.物体在这段时间内发生的位移是20 m D.第2 s末物体的速度方向为斜向右上方
题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 三、计算题(本题共4小题,共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(8分)如图所示,一质点自A点出发,沿半径为r=20 cm的圆周逆时针运动2 s,运
3
动圆周到达B点,求这段运动过程中: 4
(1)质点的路程和位移; (2)质点的平均速度的大小.
14.(10分)爆炸性的加速度往往是跑车的卖点.如图所示的这款跑车由静止加速至100 km/h只需4.2 s.
(1)求此跑车的平均加速度;
(2)假设普通私家车的平均加速度为3 m/s2,它需要多长时间才能由静止加速至100 km/h?
15.(10分)某质点从A点出发做变速直线运动,前3 s向东运动了20 m到达B点,在B点停了2 s后又向西运动,又经过5 s前进了60 m,到达A点西侧的C点,如图所示.求:
(1)总路程; (2)全程的平均速度.
16.(14分)一质点做直线运动的v-t图象如图所示,试分析质点的运动情况,并求出其加速度.
(1)第1 s内;
(2)第1 s末到第3 s末; (3)第4 s内.
参考答案与解析
1.[导学号27630001] 解析:选C.研究门的转动时,由于门上各个点离轴的远近不同,故运动有差异,门不能看作质点,故A错误;研究钟表上分针转动时,参考A的解释,分针不可当作质点,故B错误;研究汽车在平直公路上行驶时,汽车的整体运动情况基本一致,汽车可当作质点,故C正确;研究月球绕地球运动时,由于月地距离远大于月球本身,故月球可当作质点,故D错误.
2.[导学号27630002] 解析:选C.位移、平均速度、速度、加速度都有方向,均为矢量,C选项正确.
3.[导学号27630003] 解析:选D.选地面为参考系,受油机是运动的,故A错误;选加油机为参考系,受油机相对于加油机是静止的,故B错误;参考系可以任意选取,可以是静止的物体,也可以是运动的物体,任何物体都可以被选为参考系,故C错误,D正确.
4.[导学号27630004] 解析:选C.路程是标量,它的大小与位移的大小不一定相等,只有物体做单方向直线运动时,位移的大小与路程才相等,选项A错误;位移是矢量,它的方向是从初位置指向末位置,选项B错误;地球围绕太阳公转时,其形状和大小可以忽略,可看做质点,选项C正确;研究自行车从甲地到乙地所用时间时,可以把自行车视为质点,故选项D错误.
5.[导学号27630005] 解析:选A.根据题中信息推知,台风“以15 km/h左右的速度向西北方向移动”是指台风向西北方向运动的平均速度.25 m/s的速度是台风登陆时近中心的瞬时速度.因此,选项A正确,其他选项均错.
6.[导学号27630006] 解析:选B.A、C做匀速直线运动,B的x-t图象为曲线,表
明B的速度不断变化,在时间t2内,A的位移最大,B、C位移相等,所以A的平均速度最大,B和C的平均速度相等.
7.[导学号27630007] 解析:选A.甲速度为正,沿正方向做匀速直线运动,乙速度为负,沿负方向做匀速直线运动,速度大小相同,相同时间内位移方向不同,A正确,B、C错误;若乙在甲正方向一侧,则两者距离减小,D错误.
8.[导学号27630008] CD
9.[导学号27630009] 解析:选BC.甲、乙两种型号的轿车都是从静止开始加速到100 km/h,初、末速度相同,则速度变化量大小相等,都是100 km/h,A错误,B正确;由加速Δv
度定义式a=得甲车加速度大,C正确,D错误.
Δt
10.[导学号27630010] 解析:选AC.AB段的平均速度:vAB=
xAB1 m==1 m/s,选项t11 s
xAC5 m5
A正确;ABC段的平均速度:vABC=== m/s,选项B错误;ABCDE段的平均
t22 s2速度:vABCDE=
xAE3 m
==0.75 m/s,故选项C正确;在A点的速度是0,选项D错误. t44 s
11.[导学号27630011] 解析:选ABD.加速度表示物体速度变化的快慢,速度变化越快,加速度就越大,而速度则表示物体运动的快慢,二者之间无论是大小还是方向都没有必然的联系,故A、D两选项是可能的.根据加速度的物理意义知C选项不可能.速度是矢量,既有大小又有方向,瞬时速度的大小即速率,速度变化可能是速度方向变化而大小不变,也可能是速度大小变化而方向不变,还可能是速度大小和方向都变化,故B选项可能.故选ABD.
12.[导学号27630012] 解析:选BC.v-t图象与t轴所围面积表示物体运动的位移,可知在8 s内物体的位移为20 m,则物体在这段时间内的平均速度为2.5 m/s,A错误,C正Δv
确;6~8 s内,v-t图线斜率最大,物体运动加速度最大,由a=知,此时加速度的大小
Δt为2 m/s2,B正确;整个运动过程,物体速度方向没有发生变化,v-t图线并不是物体运动的轨迹,D错误.
13.[导学号27630013] 解析:(1)质点的路程 33
s=×2πr=×2×3.14×0.2 m=0.94 m 44位移x=r2+r2=2r=2×0.2 m=0.28 m. x0.28 m(2)平均速度:v===0.14 m/s.
t2 s
答案:(1)0.94 m 0.28 m,方向从A指向B (2)0.14 m/s 14.[导学号27630014] 解析:(1)末速度vt=100 km/h=
100
m/s≈27.78 m/s 3.6
(3分) (3分) (3分) (2分)
vt-v027.78-02
平均加速度a==m/s≈6.61 m/s2.
t4.2(2)所需时间t′=
vt-v027.78-0
= s=9.26 s. a′3
(3分) (4分)
答案:(1)6.61 m/s2 (2)9.26 s
15.[导学号27630015] 解析:(1)全过程的总路程 s=(20+60) m=80 m.
(3分)
(2)设向东为正方向,平均速度为位移与发生这段位移所用时间的比值,初位置为A点,末位置为C点,则
位移x=20 m-60 m=-40 m 所用的总时间为t=t1+t2+t3=10 s x-40
则平均速度v== m/s=-4 m/s
t10负号表示v与规定的正方向相反. 答案:(1)80 m (2)4 m/s,方向向西
16.[导学号27630016] 解析:(1)在第1 s内物体的v-t图象为一条倾斜的直线,表示物体做匀加速直线运动.
t=0时,v0=0 t=1 s时,v1=4 m/s
v1-v04-0
则加速度为a1== m/s2=4 m/s2
t1
故第1 s内质点由静止开始沿正方向做加速度为4 m/s2的匀加速直线运动.
(2分) (2分) (2分) (2分) (2分) (2分) (1分)
v2-v10-4
(2)由图象知在从第1 s末到第3 s末时间内,加速度a2== m/s2=-2 m/s2
t2a2<0表明其方向与正方向相反.
(2分)
故质点在从第1 s末到第3 s末的时间内沿正方向做匀减速直线运动,初速度为4 m/s,末速度为0,加速度为-2 m/s2.
(3)在第4 s内,v2=0,v3=-2 m/s.
v3-v2-2-0
故加速度a3== m/s2=-2 m/s2
t1
质点在第4 s内沿负方向由静止开始做匀加速直线运动,其加速度为-2 m/s2. 答案:见解析
(2分) (2分) (2分)
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