教科版高中物理必修第一册第1章描述运动的基本概念章末练习含解析

章末综合测评(一)　描述运动的基本概念

(时间：90分钟　分值：100分)

1．(4分)火车上的乘客往往会发现这样的现象：对面的火车缓缓启动了，过了一会儿发现，原来是自己乘坐的火车离开了站台，对面的火车并没有动．乘客认为“对面火车启动”和“自己乘坐的火车离开站台”所选取的参考系分别为(　　)

A．站台、对面火车

B．对面火车、自己乘坐的火车

C．站台、站台

D．自己乘坐的火车、站台

D　[此类现象在我们的日常生活中随处可见，关键是参考系的选取不同造成的，乘客出站时，看到对方火车运动，实际上是以自身为参考系造成的，当等到站台出现，发现自己乘坐的火车开动了，这是由于乘客以站台为参考系造成的，故A、B、C错误，D正确．]

2．(4分)第31届奥运会在巴西里约热内卢召开，下列有关运动项目的说法正确的是(　　)

A．篮球比赛中的篮球不能看成质点

B．羽毛球比赛中的羽毛球一定能看成质点

C．乒乓球运动员在打出弧圈球时乒乓球不能看成质点

D．铅球比赛中的铅球一定不能看成质点

C　[在研究篮球比赛中的远距离投篮时，由于篮球直径比投篮距离小得多，可把篮球看成质点，选项A错误；当研究羽毛球比赛中的羽毛球时，若羽毛球在球网的两侧飞行，则可以把羽毛球看成质点，若研究羽毛球的自身旋转问题，则不能把羽毛球看成质点，选项B错误；研究旋转多变的乒乓球的弧圈运动时，乒乓球的大小不能忽略，乒乓球不能看成质点，选项C正确；当研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时，铅球能看成质点，当研究铅球脱手时的旋转情况时，铅球不能看成质点，选项D错误．]

3．(4分)关于物体的运动，下列说法正确的是(　　)

A．速度大的物体，位移一定大

B．加速度大的物体，速度变化一定大

C．物体的位移大小和路程相等

D．位移、速度、加速度都是矢量

D　[物体的位移与速度及时间都有关，故速度大的物体，位移不一定大，选项A错误；根据Δv＝aΔt可知，加速度大的物体，速度变化不一定大，选项B错误；只有当物体做单向的直线运动时，物体的位移大小才和路程相等，选项C错误；位移、速度、加速度都是矢量，选项D正确．]

4．(4分)甲、乙两位同学进行百米赛跑，假如把他们的运动近似为匀速直线运动来处理，他们同时从起跑线起跑，经过一段时间后他们的位置如图所示，在下图中分别作出在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图像，正确的是 (　　)

A　　　　B　　　　　C　　　　D

B　[他们同时从起跑线起跑且均做匀速直线运动，故他们运动的x­t关系图像均是经过原点的倾斜直线，斜率大小代表速度大小；而v­t关系图线是平行于横轴的直线，由题图可知，v乙＞v甲故选项B正确．]

5．(4分)一辆汽车沿平直公路向东行驶，如图所示是该汽车的速度计，在汽车内观察者观察速度计指针的变化，开始时指针指在如图甲所示的位置，经过8 s后指针指在如图乙所示的位置，那么它的加速度约为 (　　)

甲　　　　　　　　　乙

A．11 m/s2 B．－5.0 m/s2

C．1.4 m/s2 D．－1.4 m/s2

D　[由题图可知汽车的初速度v0＝60 km/h≈16.7 m/s，末速度v＝20 km/h≈5.6 m/s.由加速度的定义式得a＝＝ m/s2≈－1.4 m/s2，故D正确．]

6．(4分)甲、乙两物体在同一直线上运动的速度—时间图像如图所示，由图可知，在0～t1时间内(　　)

A．甲、乙两物体的初速度相等

B．甲、乙两物体的末速度相等

C．甲的加速度大于乙的加速度

D．甲、乙两物体的加速度相等

B　[t＝0时刻的速度即为初速度，由题图知，甲物体的初速度比乙的大，故A错误；t1时刻两图线相交，说明甲、乙两物体的末速度相等，故B正确；v­t图像的斜率表示加速度，乙的斜率较大，故乙的加速度比甲的加速度大，故C、D错误．]

7．(4分)为使高速公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志，如图所示．甲图是限速标志，表示允许的最小速度是50 km/h；乙图是路线指示标志，表示到下一出口还有25 km，上述两个数据的物理意义分别是(　　)

甲　　　　　　乙

A．50 km/h是瞬时速度，25km是位移

B．50 km/h是平均速度，25 km是路程

C．50 km/h是瞬时速度，25 km是路程

D．50 km/h是平均速度，25 km是位移

C　[平均速度表示某一段时间内或某一段位移内的速度，瞬时速度表示某一时刻或某一位置的速度，允许行驶的最小速度是通过某一位置的速度，是瞬时速度，下一出口还有25 km，表示运动轨迹的长度，是路程，故C正确．]

8．(6分)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．(打点计时器的打点周期为0.02 s)

A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．

B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过________，并压在________下面．

C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx.

D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________.

E．接通电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．

F．利用公式v＝计算纸带运动的平均速度．

实验步骤的合理顺序是________．

[解析]　A项中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下方；D项中纸带上记录的时间Δt＝(n－1)×0.02 s．合理的实验步骤为BAEDCF.

[答案]　交流　限位孔　复写纸　(n－1)×0.02 s　BAEDCF

9．(6分)光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间．现有某滑块在斜面上滑行，光先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为t1＝5×10－2 s、t2＝3×10－2 s，从光电门1到光电门2所经历的总时间Δt＝0.15 s，用最小分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度d，示数如图所示．

(1)滑块的长度d＝________cm.

(2)求滑块通过光电门1和2的速度分别为v1＝________m/s、v2＝________m/s.

(3)滑块的平均加速度大小为a＝________m/s2.(小数点后保留两位)

[解析]　(1)由题图可知，d＝8.45 cm－4.00 cm＝4.45 cm.

(2)通过光电门1和2的的速度大小分别为

v1＝＝0.89 m/s，v2＝＝1.48 m/s.

(3)滑块的平均加速度大小a＝＝m/s2＝3.93 m/s2.

[答案]　(1)4.45　(2)0.89　1.48　(3)3.93

10．(10分)有一辆汽车沿笔直公路行驶，第1 s内向东行驶5m的距离，第2 s内和第3 s内继续向前各通过20 m的距离，第4 s内又前进了15 m的距离，第5 s内反向通过30 m的距离，求：

(1)5 s内的路程；

(2)5 s内的位移大小及方向；

(3)最后2 s内的平均速度和平均速率．

[解析]　(1)由题意知汽车在第1 s内的位移是x1＝5 m，第2 s内的位移为x2＝20 m，第3 s内的位移为x3＝20 m，第4 s内的位移为x4＝15 m，第5 s内的位移为x5＝－30 m，汽车在5 s内的总路程为s＝(5＋20＋20＋15＋30)m＝90 m.

(2)由上可知汽车在5 s内的总位移为

x＝x1＋x2＋x3＋x4＋x5＝[5＋20＋20＋15＋(－30)]m＝30 m，方向是向东．

(3)最后2 s内的位移为

x′＝x4＋x5＝[15＋(－30)] m＝－15 m，

最后2 s内的平均速度大小为

＝＝ m/s＝－7.5 m/s，

方向是向西．

最后2 s内的路程为

s′＝(15＋30)m＝45 m；

平均速率＝＝ m/s＝22.5 m/s

[答案]　(1)90 m　(2)30 m，方向是向东

(3)7.5 m/s，方向是向西　22.5 m/s

11．(4分)(多选)a、b、c三个物体在同一条直线上运动，三个物体的x­t图像如图所示，图像c是一条抛物线，坐标原点是抛物线的顶点，下列说法正确的是(　　)

A．a、b两物体都做匀速直线运动，两个物体的速度相同

B．a、b两物体都做变速直线运动，加速度大小相等，方向相反

C．t＝5 s时，a、b两物体相距最远

D．物体c一定做变速直线运动

CD　[在x­t图像中，图线的斜率代表物体运动的速度，由题图知，a、b的斜率不变，做匀速直线运动，且两物体的速度大小相等，方向相反，选项A、B错误；t＝5 s时，a、b两物体相距最远，选项C正确；由题图知，c的斜率变化，故物体做变速直线运动，选项D正确．]

12．(4分)(多选)一物体做加速度恒定的变速直线运动，某时刻速度大小为v1＝4 m/s,1 s后的速率大小变为v2＝10 m/s，在这1 s内物体的加速度大小(　　)

A．可能小于6 m/s2 B．可能等于6 m/s2

C．一定等于10 m/s2 D．可能大于10 m/s2

BD　[由题意取初速度方向为正方向，则v2＝±10 m/s，根据加速度的定义，可知，当v2＝10 m/s时加速度a＝ m/s2＝6 m/s2；当v2＝－10 m/s时的加速度a′＝ m/s2＝－14 m/s2，负号表示加速度方向与速度方向相反，加速度的大小为14 m/s2，故B、D项正确，A、C项错误．]

13．(4分)(多选)火箭发射时，速度能在10 s内由0增加到100 m/s；汽车以108 km/h的速度行驶，急刹车时能在2.5 s内停下来．下列说法中正确的是(　　)

A．10 s内火箭的速度改变量为10 m/s

B．2.5 s内汽车的速度改变量为－30 m/s

C．火箭的速度变化比汽车快

D．火箭的加速度比汽车的加速度小

BD　[由题设条件可求出10 s内火箭速度改变量为100 m/s，汽车在2.5 s内的速度改变量为0－108 km/h＝－30 m/s，A错误，B正确；由a＝可得，a火箭＝10 m/s2，a汽车＝－12 m/s2，故a汽车>a火箭，C错误，D正确．]

14．(4分)(多选)物体沿一条东西方向的水平线做直线运动，取向东为运动的正方向，其速度—时间图像如图所示，下列说法中正确的是 (　　)

A．在1 s末，速度为9 m/s

B．0～2 s内，加速度为6 m/s2

C．6～7 s内，做速度方向向西的加速运动

D．10～12 s内，做速度方向向东的加速运动

AC　[由图像知，物体1 s末的速度为9 m/s，A正确；0～2 s内，物体的加速度a＝ m/s2＝3 m/s2，B错误；6～7 s内，物体的速度、加速度为负值，表明它向西做加速直线运动，C正确；10～12 s内，物体的速度为负值，加速度为正值，表明它向西做减速直线运动，D错误．]

15．(4分)在长沙国际马拉松比赛中．从芙蓉中路(贺龙体育中心东广场旁)为起点鸣枪起跑，到终点贺龙体育场南门，比赛全程为42.195 km.来自埃塞俄比亚的Fikadu Girma Teferi和Bekelu Beji Geletu均分别以打破赛会纪录的成绩夺得男女组冠军，下列关于马拉松比赛说法正确的是(　　)

A．本次比赛中Fikadu Girma Teferi的位移为42.195 km

B．Fikadu Girma Teferi在跑步的过程中加速度方向与运动方向始终相同

C．为了确定Fikadu Girma Teferi在比赛中的位置，可把他看作质点

D．Fikadu Girma Teferi能赢得比赛是因为他冲刺时瞬时速度大

C　[本次比赛中Fikadu Girma Teferi的路程为42.195 km，由于比赛并不全部是直线，所以位移比42.195 km更小，故A错误；在跑步的过程中加速时加速度方向与速度方向相同，减速时，加速度方向与速度方向相反，故B错误；确定Fikadu Girma Teferi在比赛中的位置，他的形状和大小可以忽略，所以可以看成质点，故C正确；Fikadu Girma Teferi能赢得比赛是因为他整个过程中的平均速率更大，故D错误．]

16．(8分)如图所示是某同学用打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出来，其中x1＝7.05 cm，x2＝7.68 cm，x3＝8.33 cm，x4＝8.95 cm，x5＝9.61 cm，x6＝10.27 cm.

(1)在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是________．

A．打点前小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车

B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点

C．打点频率为50 Hz，每隔四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.01 s

D．实验中应使小车速度尽量小些

(2)推测纸带的运动是做________运动(选填“加速”“减速”或“匀速”)．

(3)下表列出了打点计时器打下B、D、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下C、E两点时小车的瞬时速度(保留三位有效数字)．

(4)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线．

(5)根据你画出的小车的速度—时间的关系图线计算出小车的加速度a＝________m/s2.(保留两位有效数字)

[解析]　(1)打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车，A正确；要舍去纸带上密集点，然后选取计数点，B正确；打点频率为50 Hz，每隔四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.1 s，故C错误；实验中小车速度过小，导致纸带上的点比较密集，不利于选点和测量，D错误．

(2)从图中可知计数点间的间隔越来越大，而相邻计数点间隔时间相同，故速度越来越大，做加速运动．

(3)根据较短时间内某时刻的瞬时速度可用这段时间内的平均速度表示知：

vC＝ m/s＝0.801 m/s；

vE＝ m/s＝0.928 m/s.

(4)根据描点法可得v­t图像如图所示：

(5)图像的斜率大小表示加速度大小，由此得：a＝k＝＝ m/s2＝0.63 m/s2.

[答案]　(1)A、B　(2)加速　(3)0.801　0.928　(4)见解析　(5)0.63

17．(12分)登山运动时，张捷用100 min由宿营地X爬到山顶Y，在山道上通过的路程是2 400 m，相对于X升高了1 200 m，如图所示．

(1)由X到Y的位移是多少？

(2)爬山的平均速率是多大？

(3)计算他爬山的平均速度的大小；

(4)他的朋友李子俊从Z点爬山，比张捷晚20 min开始，平均速率为0.5 m/s，还比张捷早20 min到达山顶，问李子俊由Z爬到Y共通过了多远路程？

[解析]　(1)由X到Y，其位移

Δx＝ m＝2 000 m.

(2)平均速率v＝m/s＝0.4 m/s.

(3)平均速度＝＝m/s＝0.33 m/s.

(4)李子俊所用时间为60 min＝3 600 s，

则路程s＝0.5×3 600 m＝1 800 m.

[答案]　见解析

18．(10分)驾车行驶在公路上时经常会看到测速设备，如图所示．测速仪固定，一辆汽车正在向测速仪做匀速直线运动，某一时刻t＝0时，测速仪发出一超声波脉冲，t＝0.6 s时测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲，t＝1.8 s时测速仪再次发出一超声波脉冲，t＝2.2 s时测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲．假设超声波的速度为340 m/s，根据以上测量数据，请问被测汽车的车速是多少？

[解析]　汽车收到第一次信号时，经过的时间为t1＝＝0.3 s，

距测速仪x1＝v波t1＝340×0.3 m＝102 m；

汽车收到第二次信号时，经过的时间为

t2＝＝0.2 s，

距测速仪x2＝v波t2＝340×0.2 m＝68 m；

汽车收到两次信号距离测速仪的距离差

x＝x1－x2＝(102－68)m＝34 m，

经过时间t＝(2.0－0.3)s＝1.7 s，

汽车的速度v＝＝ m/s＝20 m/s.

[答案]　20 m/s