鲁科版高中物理必修第一册第1章章末综合提升学案

这是一份鲁科版高中物理必修第一册第1章章末综合提升学案，共15页。

主题1　几个概念的区别与联系1．时间和时刻的区别时间能表示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间。在表示时间的数轴上，时刻用点来表示，时间用线段来表示。对一些关于时间和时刻的表述，能够正确理解。如：第4 s末、4 s时、第5 s初等均为时刻；4 s 内(0到第4 s末)、第4 s(第3 s末到第4 s末)、第2 s初至第4 s初等均为时间。2．位移和路程的区别与联系位移是在一段时间内，由物体初位置指向末位置的有向线段。确定位移时，不需考虑质点运动的详细路径，只确定初、末位置即可；路程是运动物体轨迹线的长度。确定路程时，需要考虑质点运动的详细路径。位移是矢量，路程是标量。一般情况，位移大小不等于路程，只有当物体做单向直线运动时，路程才等于位移的大小。3．速度和速率的区别与联系【典例1】　下列关于物体或人在运动过程中的一些描述正确的是(　　)A．一列在12：35～20：07之间由厦门北开往武汉的动车，12：35是指动车的运动时间B．电风扇扇叶边缘上的一点，它在运动一周的过程中，其平均速度不为零C．400 m跑步比赛的终点在同一直线上，但起点不在同一直线上，这样做的目的是为了使参加比赛的同学路程大小相同D．正在做精彩表演的芭蕾舞演员，台下的观众可以把她们视为质点C　[12：35是指动车发车的时刻，故A错误；由于运动一周的位移为零，故平均速度为零，故B错误；为了比赛的公平，应使运动员跑相同的路程，因内道的半径小，故为了让所有人路程相同，内道的运动员要在后面，而外道上的运动员要在前面，故C正确；研究演员跳舞的姿态时，其大小和形状不能忽略，故不能看作质点，故D错误。]　平均速度和平均速率的求解方法平均速率不是平均速度的大小，它们的大小没有必然的联系，求解时要应用它们的定义式，即平均速度＝位移时间，平均速率＝路程时间。 主题2　位移—时间图像1．s-t图像只能用来描述直线运动，不能描述曲线运动，反映位移s随时间的变化关系，不表示物体的运动轨迹。2．由s-t图像可判断各个时刻物体的位置(或相对于坐标原点的位移)。3．由s-t图像的斜率可判断物体的运动性质(1)若s-t图像是一条倾斜的直线，表示物体做匀速直线运动，直线的斜率表示物体的速度，如图中①所示。(2)若s-t图像与时间轴平行，表示物体处于静止状态，如图中②所示。(3)若s-t图像是曲线，表示物体做变速直线运动，如图中③所示。【典例2】　(多选)甲、乙两物体沿同一直线运动，甲、乙的s-t图像如图所示，下列说法正确的是(　　)A．甲、乙两个物体都在做匀速直线运动，乙的速度大B．甲、乙两个物体都在做匀速直线运动，且速度相等C．在t1时刻，甲、乙两个物体相遇D．在t2时刻，甲、乙两个物体相遇AC　[s-t图像的斜率，即ΔsΔt表示速度，由题图可知甲、乙均做匀速直线运动，乙的速度大于甲的速度，选项A正确，B错误；两物体运动方向相反，且在同一直线上运动，t1时刻位置坐标相同，表示两物体相遇，选项C正确，D错误。]　(1)s-t图像表示位移随时间的变化规律，不是物体的运动轨迹。(2)在s-t图像中，图线斜率表示物体的速度，斜率为正表示物体沿正方向运动，斜率为负表示物体沿负方向运动。 主题3　对速度、速度变化量及加速度的理解1．速度大，速度变化量不一定大；速度小，速度变化量不一定小。2．速度变化量大，速度变化率不一定大，也就是说速度变化得不一定快，加速度不一定大。3．加速度等于速度变化量和时间的比值。加速度与速度无关。4．物体加速、减速的判断方法。(1)a和v0同向→加速运动→a不变，v均匀增加 a增大，v增加得越来越快a减小，v增加得越来越慢 (2)a和v0反向→减速运动→a不变，v均匀减小 a增大，v减小得越来越快a减小，v减小得越来越慢 【典例3】　关于物体的运动，下列情形不可能发生的是(　　)A．加速度在减小，速度在增大B．加速度方向变化，而速度不变C．加速度和速度大小都在变化，加速度最大时速度最小，速度最大时加速度最小D．加速度方向不变，而速度方向变化B　[若物体运动的加速度与速度方向相同，当加速度减小时，速度仍在增大，选项A可能发生；若有加速度，则速度一定发生改变，选项B不可能发生；若加速度方向与速度方向相反，当加速度最大时，速度可能取最小值，若加速度方向与速度方向相同，当加速度最小为零时，速度达到最大值，选项C可能发生；若物体做平抛运动，加速度方向不变，速度方向时刻变化，选项D可能发生。故选项B符合题意。]　物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况。加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢。章末综合测评(一)　运动的描述1．2023年10月3日，杭州亚运会男子4×100米接力赛中，中国队以38秒29的成绩位居第一名。关于对运动的研究，以下说法中不正确的是(　　)A．研究第一棒的起跑动作姿势时，可以将其视为质点B．研究第二棒和第三棒的交接棒是否规范，不能将其看作质点C．研究运动员跑弯道历时可以将其视为质点D．运动员冲刺时看到绳向他跑来，他是以自身为参考系的A　[研究起跑姿势不能把运动员看作质点，研究交接棒是否规范也不能把运动员看作质点。研究跑弯道历时可以将运动员看作质点，冲刺时绳在“运动”是运动员以运动的自己为参考系，则A错误，B、C、D正确。]2．某演员为某卡车品牌做广告，在高速行驶的卡车之间气定神闲地摆出“一字马”姿势，下列说法正确的是(　　)A．以地面作为参考系，演员是静止的B．以卡车作为参考系，演员是运动的C．若其中一辆卡车减速，演员仍可能完成该动作D．两辆卡车同时加速，演员仍可能保持该姿势D　[以地面作为参考系，演员是运动的；以卡车作为参考系，演员是静止的，故A、B错误；若其中一辆卡车减速，演员不可能相对两车都静止，无法完成该动作，故C错误；两辆卡车同时加速，若车速始终相同，演员随卡车一起加速，仍能保持该姿势，故D正确。]3．如图所示，物体以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动，经4 s滑回原处时速度大小仍为5 m/s，则物体的加速度为(　　)A．10 m/s2，方向沿斜面向下B．0C．2.5 m/s2，方向沿斜面向下D．5 m/s2，方向沿斜面向下C　[规定沿斜面向上为正方向，由加速度的定义a＝ΔvΔt得a＝-5-54 m/s2＝－2.5 m/s2，“－”号含义表示加速度的方向与规定的正方向相反，故C正确。]4．北京大兴国际机场是亚洲乃至世界的最大机场。大兴国际机场体现了中国人民的雄心壮志和世界眼光、战略眼光，体现了民族精神和现代水平的大国工匠风范。候机楼内部有一种旅客自动输送带，它能以2 m/s 的速度输送站在上面的旅客。如图所示，旅客A在输送带上以2 m/s 的速度与输送带同方向奔跑，旅客B以地面为参考系推测旅客A的速度是(　　)A．2 m/s　　 B．3 m/sC．4 m/s D．5 m/sC　[因输送带的速度为2 m/s，而旅客A在输送带上以2 m/s的速度与输送带同方向奔跑，可知以地面为参考系，旅客A的速度是4 m/s，故A、B、D错误，C正确。]5．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—时间图像。由图可知(　　)A．在时刻t1，a、b两车运动方向相同B．在时刻t2，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C　[s-t图像的斜率表示速度，从题图中看出，a车始终静止，b车先正向减速，减速为零后，再反向加速，因此A、B、D错误，C正确。]6．一物体以6 m/s的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行，经过2 s，物体仍向上滑行，速度大小为1 m/s。若增大木板倾角，仍使物体以6 m/s的速度从底端向上滑行，经过2 s，物体向下滑行，其速度大小变为1 m/s。以沿木板向上为正方向，用a1、a2分别表示物体在前后两种情况下的加速度，则下列选项正确的是(　　)A．a1＝－2.5 m/s2，a2＝－2.5 m/s2B．a1＝－3.5 m/s2，a2＝－3.5 m/s2C．a1＝－2.5 m/s2，a2＝－3.5 m/s2D．a1＝3.5 m/s2，a2＝－3.5 m/s2C　[初速度v0＝6 m/s，木板倾角增大前后，物体在2 s末的速度分别为v1＝1 m/s，v2＝－1 m/s，根据加速度的定义式a＝vt-v0t得a1＝v1-v0t＝1-62 m/s2＝－2.5 m/s2，a2＝v2-v0t＝-1-62 m/s2＝－3.5 m/s2，则C正确，A、B、D错误。]7．(多选)如图甲所示的是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中，B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间Δt0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像，则下列说法正确的是(　　)A．超声波的速度为v声＝2s1t1B．超声波的速度为v声＝2s2t2C．被测物体的平均速度为v＝2s2-s1t2-t1+2Δt0D．被测物体的平均速度为v＝2s2-s1t2-t1+Δt0AD　[小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲后，经过12t1时间到达被测物体并被反射折回，再经过12t1回到小盒子B，该过程中，超声波经过的路程为2s1，所以超声波的速度为v声＝2s1t1，A正确；从B盒发射超声波开始计时，经时间Δt0再次发射超声波脉冲，经过12(t2－Δt0)时间到达被测物体并被反射折回，再经过12(t2－Δt0)回到小盒子B，该过程中，超声波经过的路程为2s2，所以超声波的速度为v声＝2s2t2-Δt0，B错误；被测物体在t12时刻第一次接收到超声波，在Δt0＋12(t2－Δt0)，即12(t2＋Δt0)时刻，第二次接收到超声波，该过程中被测物体发生的位移为s2－s1，所以物体的平均速度为v＝s2-s112 t2+Δt0-12 t1＝2s2-s1t2-t1+Δt0，故C错误，D正确。]8．一质点在x轴上运动，它在连续第n s末所对应的坐标记录在如下表格中，则下列说法正确的是(　　)A．第4 s内的位移大小最大B．第2 s内的路程最大C．前3 s内的路程为2 mD．第5 s内的位移大小最大D　[由题给表格中的数据知第5 s内的位移大小等于10 m，大于第1 s、2 s、3 s、4 s内的位移大小，则第5 s内的位移大小最大，选项A错误，D正确；由题给表格中的数据无法判断每秒内的路程大小，选项B、C错误。]9．如图所示的是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情境，轨道上a、c间距离恰等于小车车身的长度，b是ac的中点。某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较。挡光片安装在小车车身的中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端P抵达________(选填“a”“b”或“c”)点时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表格所示，那么测得瞬时速度较精确的值为________ m/s。[解析]　挡光片安装在小车车身的中点处，光电门安装在c点，当挡光片到达光电门处时，小车前端P刚好抵达b点，故它测量的是小车前端P抵达b点时的瞬时速度。光电门测速的原理是用挡光片的宽度除以挡光片通过光电门的时间，即挡光片通过光电门的平均速度近似表示小车运动的瞬时速度，所以挡光片的宽度越小，通过光电门的时间越短，平均速度越接近瞬时速度，从题表中数据可知，测得瞬时速度的值较精确的是第3次实验，故精确的瞬时速度的值为1.90 m/s。[答案]　b　1.9010．某架飞机起飞滑行时，从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为4 m/s2，飞机的滑行速度达到85 m/s 时离开地面升空。如果在飞机达到起飞速度时，突然接到指挥塔的命令停止起飞，驾驶员立即制动飞机，飞机做匀减速直线运动，加速度的大小为5 m/s2。(1)此架飞机从起飞到速度最大用多长时间？(2)此架飞机从起飞到停止共用多长时间？[解析]　(1)根据a＝vt-v0t得飞机从起飞到速度最大用时：t1＝vta1＝854 s＝21.25 s。(2)同理：t2＝0-vta2＝-85-5 s＝17 s飞机全部用时：t＝t1＋t2＝21.25 s＋17 s＝38.25 s。[答案]　(1)21.25 s　(2)38.25 s11．(多选)关于质点的位移和路程，下列说法不正确的是(　　)A．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向B．位移的大小不会比路程大C．路程是标量，即位移的大小D．当质点做直线运动时，路程等于位移的大小ACD　[质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量，方向是从初位置指向末位置，故A符合题意；路程为标量。路程是物体运动轨迹的长度，只有做单向直线运动时，路程等于位移的大小，其他情况位移大小小于路程。故B不符合题意，C、D符合题意。]12．(多选)下列所描述的几种运动，其中可能存在的是(　　)A．速度变化很大，加速度很小B．速度变化的方向为正，加速度方向为负C．速度变化越来越快，但加速度越来越小D．速度越来越大，加速度越来越小AD　[根据a＝ΔvΔt可知加速度a由速度的变化量Δv和速度发生改变所需要的时间Δt共同决定，虽然Δv大，但Δt更大时，加速度a可以很小，故A正确；加速度的方向就是物体速度变化量的方向，速度变化方向为正，加速度方向为正，故B错误；加速度是描述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C错误；如果物体加速度方向与速度方向相同，那么速度就会增大，如果加速度变小，速度增加得越来越慢，故D正确。]13．(多选)如图所示，某赛车手在一次野外训练中，先用地图计算出发地A和目的地B的直线距离为9 km，实际从A运动到B用时5 min，赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km，当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为150 km/h，那么可以确定的是(　　)A．整个过程中赛车的平均速度为180 km/hB．整个过程中赛车的平均速度为108 km/hC．赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/hD．赛车经过路标C时速度方向为由A指向BBC　[赛车运动的位移为s＝9 km，平均速度为v＝st＝108 km/h，故A错误，B正确；车内速度计的示数为赛车经过路标C时的瞬时速度大小，速度方向应沿实际运动轨迹的切线方向，故C正确，D错误。]14．如图所示，在一对称、光滑的斜面AOB的A处无初速度释放一个光滑小球，小球能够滑到等高的B处。小球的路程s(从t＝0开始)随时间t变化的图线可能是图中的(　　)A　　　　B　　　　　C　　　　DC　[路程—时间图像的斜率大小表示物体运动的速度大小，小球从A到B做变速运动，故C正确。]15．光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。图乙中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5×10-2 s和1.0×10-2 s，小滑块的宽度d为0.5 cm，则可测出滑块通过光电门1的速度v1＝________，滑块通过光电门2的速度v2＝________。滑块从开始遮住第1个光电门到开始遮住第2个光电门的时间为Δt＝3.0 s，则滑块的加速度a＝________。[解析]　由v＝st可知v1＝dt1＝0.5×10-2 m2.5×10-2 s＝0.2 m/sv2＝dt2＝0.5×10-2 m1.0×10-2 s＝0.5 m/s由a＝vt-v0t可知a＝v2-v1Δt＝0.5 m/s-0.2 m/s3.0 s＝0.1 m/s2。[答案]　0.2 m/s　0.5 m/s　0.1 m/s216．M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪。步枪枪管中的子弹从初速度为0开始，经过0.002 s 的时间离开枪管被射出。已知子弹在枪管内的平均速度是600 m/s，射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s，射出过程中枪没有移动。求：(1)枪管的长度；(2)子弹在射出过程中的平均加速度。[解析]　(1)枪管的长度l＝vt＝600×0.002 m＝1.2 m。(2)a＝ΔvΔt＝1 2000.002 m/s2＝6×105 m/s2。[答案]　(1)1.2 m　(2)6×105 m/s2，方向与子弹的速度方向相同17．如图所示是做直线运动的物体M在0～5 s内的s-t图像，求：(1)前3 s的平均速度；(2)后3 s的平均速度；(3)全程的平均速度；(4)全程的平均速率；(5)前1 s的平均速度；(6)最后1 s的平均速度。[解析]　平均速度是位移与发生这段位移所用的时间之比。(1)前3 s的位移s1＝(15－5) m＝10 m所以v1＝103 m/s≈3.3 m/s。(2)后3 s的位移s2＝(0－15) m＝－15 m所以v2＝-153 m/s＝－5 m/s，负号表示方向与选定的正方向相反。(3)全程的位移s＝(0－5) m＝－5 m，v＝st＝-55 m/s＝－1 m/s。(4)全程的路程s′＝(15－5＋15) m＝25 m，v′＝s't＝255 m/s＝5 m/s。(5)前1 s的平均速度v1＝15-51 m/s＝10 m/s。(6)最后1 s的平均速度v2＝0-151 m/s＝－15 m/s。[答案]　(1)3.3 m/s　(2)－5 m/s　(3)－1 m/s　(4)5 m/s　(5)10 m/s　(6)－15 m/s18．(1)显像管内，电子从阴极射到阳极的过程中，速度由零增加到108 m/s，历时2×10-5 s，求其加速度；(2)子弹击中靶子时，在0.1 s内速度从200 m/s降到零，求其加速度；(3)火车出站时，可在20 s内使速度从10 m/s增大到1 200 m/min，求其加速度；(4)以2 m/s的速度沿直线运动的足球，被运动员“飞起一脚”后在0.2 s内改为以4 m/s的速度反向飞出，求足球被踢时的加速度。[解析]　规定初速度的方向为正方向，由公式a＝ΔvΔt＝vt-v0t得：(1)a1＝108-02×10-5 m/s2＝5×1012 m/s2，方向沿初速度方向。(2)a2＝0-2000.1 m/s2＝－2 000 m/s2，方向与初速度方向相反，大小为2 000 m/s2。(3)a3＝20-1020 m/s2＝0.5 m/s2，方向沿初速度方向。(4)a4＝-4-20.2 m/s2＝－30 m/s2，方向与初速度方向相反，大小为30 m/s2。[答案]　(1)5×1012 m/s2，方向沿初速度方向(2)2 000 m/s2，方向与初速度方向相反(3)0.5 m/s2，方向沿初速度方向(4)30 m/s2，方向与初速度方向相反物理意义分类决定因素方向联系速度描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量平均速度、瞬时速度平均速度＝位移时间平均速度方向与位移方向相同；瞬时速度方向为该点运动方向它们的单位都是m/s，瞬时速度的大小称为瞬时速率　速率描述物体运动快慢的物理量，是标量平均速率、瞬时速率平均速率＝路程时间无方向t/s012345x/m05－4－3－82次序挡光片宽/m挡光时间/s速度/(m·s-1)10.0400.0202.0020.0300.015 41.9530.0200.010 51.90