高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 时间 位移免费练习

第一章　运动的描述

2　时间　位移

基础过关练

题组一　时刻和时间间隔

1.以下的计时数据指时间的是(　　)

A.中央电视台《新闻联播》节目19时开播

B.在田径运动会上,李明在100米决赛中以12.38秒的成绩获得冠军

C.早上7时起床

D.2019年2月11日20时,玉兔二号月球车进入第二个月夜休眠模式

2.如图所示的时间轴上双向箭头标出的是下列哪个时间或时刻(　　)

　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.第4 s初 B.第6 s末

C.第3 s D.前3 s

3.以下各种关于时间和时刻的说法中正确的是(　　)

A.列车员说“火车8点42分到站”指的是时间

B.“前3秒”“最后3秒”“第3秒”指的都是时间

C.“第1秒末”“最后1秒”指的都是时刻

D.轮船船务员说本班轮船离港时间为17点25分指的是时间

题组二　位移和路程

4.(多选)关于位移和路程,以下说法正确的是(　　)

A.出租车按路程收费

B.出租车按位移的大小收费

C.在曲线运动中,同一运动过程的路程一定大于位移的大小

D.在直线运动中,位移就是路程

5.下列生活中涉及位移和路程的知识,说法正确的是(　　)

A.运动会上参加400米比赛的同一组的8位同学,他们通过的路程和位移都是相同的

B.乘坐出租车时按位移的大小收费

C.在操场上跑步时,位移的大小一定不为0

D.从家到学校有很多条路可以选择,选择不同的路径,路程可能不同,但位移是相同的

6.400 m比赛中终点在同一直线上,但起点不在同一直线上,如图所示,关于这样的做法,下列说法正确的是(　　)

A.这样做的目的是使参加比赛的同学位移大小相同

B.这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同

C.这样做的目的是使参加比赛的同学所用时间相同

D.这样的做法其实是不公平的,明显对外侧跑道的同学有利

7.(2020山东济南历城二中高一上期末)某人沿着半径为R的水平圆周跑道跑了一圈时,他的(　　)

A.路程和位移的大小均为2πR

B.路程和位移的大小均为R

C.路程为2πR、位移的大小为R

D.路程为2πR、位移的大小为0

题组三　位移-时间图像

8.如图所示是某质点做直线运动的位移-时间图像,由图可知(　　)

A.质点一直处于运动状态

B.质点第3 s内位移是2 m

C.此图像表示了质点运动的轨迹

D.该质点前4 s内位移是2 m

题组四　位移和时间的测量

9.(多选)在“练习使用打点计时器”的实验中,若打点周期为0.02 s,下列说法正确的是(　　)

A.先接通电源,后拉动纸带

B.先拉动纸带,后接通电源

C.电火花打点计时器使用6 V以下的交流电源

D.连续n个计时点间的时间为(n-1)×0.02 s

题组五　矢量和标量

10.(多选)关于矢量和标量的说法中正确的是(　　)

A.甲、乙发生位移分别为5 m、-10 m,则乙的位移大

B.描述矢量既要说明大小,又要指明方向

C.矢量的大小就是标量

D.温度计读数时正的温度一定高于负的温度,正负不能代表方向

11.(多选)下列有关矢量和标量的说法正确的是(　　)

A.位移、时间都是标量

B.位移是矢量,时间是标量

C.物体先向东运动3 m,再向北运动2 m,物体的总位移大小是5 m

D.物体先向东运动3 s,再向北运动2 s,物体的总运动时间是5 s

能力提升练

题组一　时刻和时间间隔

1.(2018广东惠州中学高一月考,)打点计时器所用的电源是50 Hz交流电,其相邻点间的时间间隔是T,若纸带上共打出N个点,纸带上记录的时间为t,则下列各式正确的是(　　)

A.T=0.1 s,t=NT B.T=0.05 s,t=(N-1)T

C.T=0.02 s,t=(N-1)T D.T=0.02 s,t=NT

2.(2019湖北随州二中期末,)(多选)关于时刻和时间间隔,下列说法正确的是(深度解析)

A.2018年1月9日11时24分,我国在太原卫星发射中心用长征二号丁运载火箭将高景一号03、04星成功送入预定轨道,这里指时刻

B.高速摄像机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照片,曝光时间为10-6 s,这里指的是时刻

C.中央电视台每晚《新闻联播》开始的时间是19时,这里指的是时间间隔

D.物体在第4 s内指的是物体在第3 s末到第4 s末这段时间间隔

题组二　位移与路程的比较

3.(2019江西九江一中期末,)从高为2 m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,小球在与地面相碰后弹起,上升到高为3 m处被接住,则这一过程中(　　)

A.位移为1 m,方向竖直向上,路程为5 m

B.位移为5 m,方向竖直向上,路程为5 m

C.位移为1 m,方向竖直向下,路程为1 m

D.位移为5 m,方向竖直向下,路程为1 m

4.(2020北京石景山高一上期末,)某同学在操场上向正北方向运动了30 m,接着转向正东方向运动了40 m。两段路线相互垂直。整个过程中,该同学的位移大小和路程分别为(　　)

A.70 m,70 m B.50 m,120 m

C.50 m,70 m D.50 m,50 m

5.(2020浙江杭州高一上五校联考,)煤矿安检员在一次巡检中,乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120 m到达井底,然后在井底又沿着水平隧道向东走了160 m到达B井,最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面。若A、B两个井口恰在同一水平面上,则此次巡检中安检员(　　)

A.发生的位移是200 m,方向向东;通过的路程是160 m

B.发生的位移是400 m,方向向东;通过的路程是160 m

C.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是400 m

D.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是240 m

6.(2020北京航空航天大学附中高一上期中,)一位电脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画游戏,如图所示,在一个棱长为a的大正方体木箱的一个顶角G上,老鼠从猫的爪间逃出,沿着木箱的棱边奔向洞口,洞口在方木箱的另一顶角A处。若老鼠在奔跑中,并不重复地跑过任意一条棱边,也不再回到G点,聪明的猫选择了一条最短的路线奔向洞口(设猫和老鼠同时从G点出发),结果猫再次在洞口A捉到了老鼠。问:

(1)老鼠的位移大小及最短路程是多少?

(2)猫的位移大小和路程是多少?深度解析

题组三　矢量和直线运动的位移表示

7.(2020浙江金兰教育合作组织高一上期中联考,)(多选)物体做直线运动时,可以用坐标轴上的坐标表示其位置,用坐标的变化量表示其位移。如图所示,一个物体沿直线从A运动到C,然后又从C运动到B,物体的位移分别是ΔxAC=-4 m-5 m=-9 m,ΔxCB=1 m-(-4 m)=5 m。下列说法正确的是(深度解析)

A.C到B的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数

B.A到C的位移大于C到B的位移,因为正负号表示位移的方向,不表示大小

C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较

D.物体由A运动到B的位移ΔxAB=ΔxAC+ΔxCB

8.(2019四川成都外国语学校高一上期中,)(多选)某一运动质点沿一直线做往返运动,如图所示,OA=AB=OC=CD=1 m,O点为x轴上的原点,且质点由A点出发向x轴的正方向运动至B点再返回沿x轴的负方向运动,以下说法正确的是(　　)

A.质点在从A→B→C的过程中发生的位移为2 m,路程为4 m

B.质点在从B→D的过程中发生的位移为-4 m,路程为4 m

C.当质点到达D点时,其位置可用D点的坐标-2 m表示

D.当质点到达D点时,相对于A点的位移为-5 m

答案全解全析

基础过关练

1.B　时刻在时间轴上用一个点表示,而时间在时间轴上用一段线段表示。B项中的12.38秒是与100米这一过程相对应的,是时间。

2.D　时间在时间轴上对应一段距离,时刻是指时间点,在时间轴上对应的是一个点。从时间轴上双向箭头来看表示的是0~3 s的一段时间,表示的是时间间隔,即前3 s的时间,所以D正确,选项A、B、C错误。

3.B　列车员说“火车8点42分到站”指的是时刻,A错;“前3秒”“最后3秒”“第3秒”指的都是时间,B对;“第1秒末”是时刻,“最后1秒”指的是时间,C错;轮船船务员说本班轮船离港时间为17点25分指的是时刻,D错。

4.AC　出租车按路程收费,曲线运动中路程一定大于初、末位置间线段的长度,所以曲线运动中路程一定大于位移的大小,所以A、C正确,B错误。只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程,而位移是矢量,路程是标量,任何情况下位移都不是路程,所以D错误。

5.D　运动会上参加400米比赛的同一组的8位同学,他们通过的路程是相同的,由于各同学的起点和终点不同,则位移不同,选项A错误;出租车按路程收费,选项B错误;在操场上跑步,跑完整圈回到出发点时,位移的大小为0,选项C错误;选项D是正确的。

6.B　400 m比赛中,因为跑道外圈半径大于里圈,当终点在同一直线上时,起点就不在同一直线上,这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同,B正确。

7.D　路程是物体实际运动轨迹的长度,位移是由初位置指向末位置的有向线段,所以这个人跑了一圈后的路程为2πR,位移为零,所以选D。

8.D　位移-时间图像表明了位移随时间变化的关系,不是质点运动的轨迹,从图像可以看出,2 s末到4 s末质点处于静止状态;第3 s内质点的位移为零,前4 s内质点的位移为2 m。

9.AD　使用打点计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带,A正确,B错误;电火花打点计时器使用220 V的交流电源,C错误;每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02 s,连续n个计时点间有n-1个间隔数,故时间为(n-1)×0.02 s,D正确。

10.ABD　甲、乙发生位移分别为5 m、-10 m,位移的大小分别是5 m和10 m,则乙的位移大,A项正确;矢量既有大小,又有方向,描述矢量既要说明大小,又要指明方向,B项正确;既有大小,又有方向的物理量是矢量,而只有大小,没有方向的物理量是标量,标量不是矢量的大小,故C错误;温度的正号表示比零摄氏度高,负号表示比零摄氏度低,正的温度一定高于负的温度,D正确。

11.BD　位移是矢量,时间是标量,故A错误,B正确。物体先向东运动3 m,再向北运动2 m,根据三角形知识可得,物体的总位移大小是x= m= m,故C错误。物体先向东运动3 s,再向北运动2 s,因为时间是标量,故物体的总运动时间是t=3 s+2 s=5 s,故D正确。

能力提升练

1.C　T=0.02 s,共打出N个点,则有N-1个时间间隔,则t=(N-1)T。

2.AD　2018年1月9日11时24分指时刻,选项A正确;10-6 s虽然很短,但指的是时间间隔,选项B错误;《新闻联播》开始于19时,指的是时刻,选项C错误;画时间轴可看出,选项D正确。

方法总结

判断时刻与时间间隔的两种方法

(1)根据上下文判断:分析题干,根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一状态,时间间隔对应的是某一过程。

(2)利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻和时间间隔表示出来,对应一个点的是时刻,对应一段线段的是时间间隔。

3.A　由题意作出小球运动示意图如图所示,位移的大小即小球初、末位置高度差,为1 m,因末位置在初位置上方,故位移方向竖直向上。路程指物体运动轨迹的长度,则小球的运动路程为5 m,选项A正确。

4.C　位移的大小等于初末位置的距离,即x= m=50 m,路程等于运动轨迹的长度,即s=30 m+40 m=70 m,故C正确。

5.C　位移大小为初末两点的距离,由题意可知,安检员发生的位移向东,大小为160 m;而安检员通过的路程为120 m+160 m+120 m=400 m;故A、B、D错误,C正确。

6.答案　(1)a　3a　(2)a　a

解析　(1)经过分析可知,老鼠从顶角G出发,走过的最短路程x=3a,位移大小即GA的长度,GA=a;

(2)G到A的路线有无数种,由于猫只能在木箱表面运动,可将立体图形展开,如图所示,在同平面内连接G、A两点,当猫按照GA线路行走时,路程最短,则最短路程为AG==a;猫的位移大小为立体图中A、G间的距离,故位移大小是a。

方法总结

确定物体位移和路程的方法

(1)确定研究对象和研究过程。

(2)找出该过程中物体的初位置和末位置,则由初位置指向末位置的有向线段就是位移。线段的长度表示位移的大小,方向表示位移的方向。

(3)建立位置坐标系,画出物体的实际运动轨迹示意图,轨迹的长度就是路程。

7.BD　位移是矢量,比较两位移的大小时,只需比较其绝对值,正负号表示方向,选项A、C错误,B正确;因ΔxAC=xC-xA,ΔxCB=xB-xC,则ΔxAC+ΔxCB=xC-xA+xB-xC=xB-xA=ΔxAB,即ΔxAB=ΔxAC+ΔxCB,选项D正确。

规律总结

直线运动的位置和位移的“正、负”

8.BC　质点在从A→B→C的过程中,位移大小为从A点指向C点的线段的长度,为2 m,方向由A指向C,所以位移为-2 m,路程为4 m,选项A错误;质点在从B→D的过程中,经过的路程为4 m,位移方向由B指向D,所以位移为-4 m,选项B正确;当质点到达D点时,位置在原点的左侧,坐标为-2 m,在A点左侧3 m处,相对于A点的位移为-3 m,选项C正确,D错误。