广西专版2023_2024学年新教材高中物理第1章运动的描述过关检测新人教版必修第一册

第一章过关检测

(时间:90分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项符合题目要求,第8~10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)

1.(2023·全国高一课时练习)云台山气候独特,原始植被完整,是旅游的好去处,乘坐索道缆车除了可以观赏怡人的风景,还能感受悬挂在高空的刺激感。如图所示,对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,下列说法正确的是(　　)

A.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向前运动

B.以对面的山为参考系,自己静止不动

C.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的绿树在向前运动

D.以自己为参考系,看到对面的山迎面而来

答案D

解析以自己为参考系,看到同一缆车里的人静止不动,故选项A错误;以对面的山为参考系,相对于山靠近的过程中,看到自己向山运动,故选项B错误;以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的绿树向身后运动,故选项C错误;以自己为参考系,看到对面的山迎面而来,故选项D正确。

2.下列有关时间的说法中指时间间隔的是(　　)

A.广州开往北京的列车于13时35分从广州出发

B.某人用15 s跑完100 m

C.中央电视台新闻联播节目每天19时开始

D.某场足球赛在开赛80分钟时,甲队才攻入一球

答案B

解析选项A、C、D中的数据都是时间轴上的一个点,指的都是时刻;而B中15s与跑完100m这一运动过程相对应,指的是时间间隔,选项B正确。

3.(2023·青海海东市教育研究室高一期末)下列描述正确的是(　　)

A.图甲中,研究运动员跳水姿势时,可将运动员看成质点

B.图乙中,研究运动员射门动作时,可将运动员看成质点

C.图丙中,研究火车通过隧道的时间时,可将火车看成质点

D.图丁中,研究地球绕太阳公转速度时,可将地球看成质点

答案D

解析图甲中,研究运动员跳水姿势时,需要看动作姿势,则不可将运动员看成质点,所以选项A错误;图乙中,研究运动员射门动作时,需要看动作姿势,也不可将运动员看成质点,所以选项B错误;图丙中,研究火车通过隧道的时间时,不能忽略火车的长度,则不可将火车看成质点,所以选项C错误;图丁中,研究地球绕太阳公转速度时,两者间距离远远大于地球的直径,则可将地球看成质点,所以选项D正确。

4.对于各种速度和速率,下列说法正确的是(　　)

A.速率是瞬时速度的大小

B.平均速率是平均速度的大小

C.速度是矢量,平均速度是标量

D.平均速度的方向就是物体运动的方向

答案A

解析速率是瞬时速度的大小,但平均速率并不是平均速度的大小,它是路程跟时间的比值;平均速度的方向与位移的方向一致,而物体运动的方向与瞬时速度的方向一致。

5.某人爬山,从山脚爬到山顶,然后又从原路返回到山脚,上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率是(　　)

A. B.

C.0, D.0,

答案D

解析假设从山脚爬上山顶的路程为s,因为他最后又回到了原点,所以往返的平均速度的大小为0。设往返的平均速率为v,由题意可知,这个人一共走的路程为2s。

从山脚爬到山顶用的时间t1=

从山顶返回山脚用的时间t2=

所以往返的平均速率就等于总的路程除以总共用的时间,即v=

然后化简可得v=。

6.物体沿一条直线运动,下列说法正确的是(　　)

A.物体在某一时刻的速度是3 m/s,则物体在1 s内一定运动了3 m

B.物体在某1 s内的平均速度是3 m/s,则物体在这1 s内的位移一定是3 m

C.物体在某一段时间内的平均速度是3 m/s,则物体在1 s内的位移一定是3 m

D.物体在发生某一段位移过程中的平均速度是3 m/s,则物体在发生这段位移一半时的速度一定也是3 m/s

答案B

解析某时刻的速度为3m/s,物体在1s内运动的位移不能确定;但如果物体在某1s内的平均速度是3m/s,则物体在这1s内的位移一定是3m;物体在某一段时间内的平均速度是3m/s,则物体在1s内的位移不一定是3m;物体在发生某一段位移过程中的平均速度是3m/s,并不是说物体以3m/s匀速运动,所以物体在发生这段位移一半时的速度不一定是3m/s。综上所述,只有选项B正确。

7.甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时,取物体的初速度方向为正,甲的加速度恒为2 m/s2,乙的加速度恒为-3 m/s2,则下列说法正确的是(　　)

A.两物体都做加速直线运动,乙的速度变化快

B.甲做加速直线运动,它的速度变化快

C.乙做减速直线运动,它的速度变化率大

D.甲的加速度比乙的加速度大

答案C

解析因为两物体的运动方向相同,即速度方向相同,加速度一正一负,说明加速度方向相反,两者只有一个是做加速运动,选项A错误。加速度的负号说明加速度的方向与所取的正方向相反,比较加速度的大小时,应比较加速度的绝对值。乙的加速度的绝对值大,所以它的速度变化快,选项B、D错误。所以本题应选C。

8.关于质点的位移和路程,下列说法正确的是(　　)

A.沿直线运动的物体,位移和路程是相等的

B.质点沿不同的路径由A到B,其路程可能不同而位移是相同的

C.质点通过一段路程,其位移可能是零

D.质点运动的位移大小可能大于路程

答案BC

解析沿直线运动的物体,若没有往复运动,只能说位移的大小等于路程,但不能说位移等于路程,因为位移是矢量,路程是标量;若有往复运动时,其大小也不相等,在有往复的直线运动和曲线运动中,位移的大小是小于路程的。位移只取决于初、末位置,与路径无关,而路程是与路径有关的。

9.甲、乙两物体在同一直线上运动,它们的v-t图像如图,由图可知(　　)

A.在t1时刻,甲和乙的速度相同

B.在t1时刻,甲和乙的速度大小相等,方向相反

C.在t2时刻,甲和乙的加速度方向相反

D.在t2时刻,甲和乙的速度方向相同,加速度方向也相同

答案AC

解析在v-t图像中纵坐标的绝对值表示速度的大小,速度的正负表示其运动方向,图像的斜率表示物体运动的加速度。由题图可知,在t1时刻,甲和乙的速度大小相等, 图像都在时间轴的上方,都为正,则速度方向相同,所以速度相同,选项A正确,B错误;在t2时刻,甲与乙的速度方向都为正,速度方向相同,斜率表示加速度,甲的加速度为正,乙的加速度为负,所以加速度方向相反,选项C正确,D错误。

10.下图为A、B两人在同一直线上运动的位移—时间图像,下列分析正确的是(　　)

A.0~2 s内,A、B两人同向而行

B.0~2 s内,A的速度比B的速度大

C.在前5 s内,A的平均速率比B的平均速率小

D.在前5 s内,A走的位移比B走的位移大

答案CD

解析位移—时间图像的斜率表示该时刻物体的速度,斜率的正负表示速度的方向。0~2s内A的斜率为负值,即速度沿负方向;B的斜率为正值,即速度沿正方向,所以两人的运动方向相反,选项A错误。0~2s内A的速度vA=m/s=-12m/s,A的速度大小为12m/s;B的速度vB=m/s=30m/s,故A的速度比B的速度小,选项B错误。在前5s内,B正向运动60m,静止2s后又反向运动30m,B走的总路程为90m,而A走的路程为60m,故A走的路程比B走的路程少,平均速率等于路程除以时间,则A的平均速率比B的平均速率小,选项C正确。在前5s内,A的位移大小为xA=60m,B的位移大小为xB=30m,A的位移大于B的位移,故选项D正确。

二、实验题(14分)

11.(6分)用气垫导轨和数字计时器更能精确地测量物体的瞬时速度。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门。配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.20 s,通过第二个光电门的时间Δt2=0.05 s,遮光板的宽度为2.0 cm。下列问题(1)(2)中计算结果均保留2位小数。

(1)滑块经过第一个光电门的速度大小为　　　　 m/s。 

(2)滑块经过第二个光电门的速度大小为　　　　 m/s。 

答案(1)0.10　(2)0.40

解析(1)因遮光板经光电门的时间很小,因此遮光板经光电门的平均速度近似等于滑块的瞬时速度,则有滑块经第一个光电门的速度大小为v1=m/s=0.10m/s。

(2)滑块经第二个光电门的速度大小为v2=m/s=0.40m/s。

12.(8分)(2022·辽宁金石高级中学高一阶段练习)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:

(1)图A、B是两种打点计时器的图片,其中A是　　　计时器。 

(2)打点计时器使用的电源为　　　　(选填“交流”或“直流”)电源,打点的时间间隔为0.02 s。 

(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交变电流频率为50 Hz。

①小车连接在纸带的　　　　(选填“左端”或“右端”)。 

②图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=　　　　 s。 

③计算在打下B点时小车的瞬时速度为vB=　　　　 m/s(速度计算结果保留3位有效数字)。 

④如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从50 Hz变成了60 Hz,而做实验的同学并不知道,仍按照50 Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 

答案(1)电火花　(2)交流　(3)①左端　②0.10③0.376　④偏小

解析(1)图A、B是两种打点计时器的图片,其中A是电火花计时器。

(2)打点计时器使用的电源为交流电源,打点的时间间隔为0.02s。

(3)①因为小车沿平直轨道加速运动,所以速度增大,点迹间距变大,小车连接在纸带的左端。

②每相邻两计数点之间还有4个点未画出,会有5个时间间隔,故相邻两计数点的时间间隔为T=0.02×5s=0.10s。

③根据匀变速直线运动推论,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则在打下B点时小车的瞬时速度为vB=m/s=0.376m/s。

④若频率从50Hz变成了60Hz,但仍按50Hz处理,则计算时间偏大,速度计算结果偏小。

三、计算题(本题共4小题,共46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.(10分)某汽车以恒定加速度做变速直线运动,10 s内速度从5 m/s增加到25 m/s,如果遇到紧急情况刹车,2 s内速度减为零,求这两个过程中加速度的大小和方向。

答案见解析

解析以初速度的方向为正方向,

有v0=5m/s,v=25m/s,t=10s

则a=m/s2=2m/s2

a为正值,表示其方向与初速度方向相同。

对于刹车阶段:v=25m/s,v'=0,t'=2s

则a'=m/s2=-12.5m/s2

a'为负值,表示其方向与初速度方向相反。

14.(10分)某列车在一次运行中由A站开往B站,A、B车站间的铁路为直线。技术人员乘此列车从A车站出发,列车从启动至加速到100 m/s,用了250 s,在匀速运动了10 min后,列车减速运动,经过300 s后刚好停在B车站。求此过程中列车加速、减速时的加速度大小。

答案0.4 m/s2　0.33 m/s2

解析列车加速过程的初速度为v0=0,末速度为v1=100m/s,用时t1=250s,

列车在该过程的加速度a1=m/s2=0.4m/s2

加速度方向与运动方向相同。

列车减速过程的初速度为v1=100m/s,

末速度为v2=0,用时t2=300s,

列车在该过程的加速度

a2=m/s2=-0.33m/s2

负号表示加速度方向与速度方向相反,即减速过程的加速度大小为0.33m/s2。

15.(12分)做直线运动的物体,其v-t图像如图所示,试根据v-t图像判断:

(1)第1 s内,物体的加速度为多大?

(2)第2 s和第4 s内的加速度是否相同?

(3)在第4 s内,物体做什么运动?

答案(1)4 m/s2　(2)加速度相同

(3)物体做沿负方向的加速度不变的加速直线运动

解析(1)物体在第1s内,速度从0增加到4m/s,故加速度大小a1=m/s2=4m/s2。

(2)第2s和第3s内的加速度相同,该过程中物体的加速度a2=a3=m/s2=-2m/s2

在第4s内,物体的速度从0增至-2m/s,故该过程中加速度a4=m/s2=-2m/s2

可见,第2s和第4s内的加速度相同。

(3)在第4s内,物体做沿负方向的加速度不变的加速直线运动。

16.(14分)研究发现,人在饮酒后驾车的反应时间是未饮酒时的2~3倍,反应时间是指司机从看到意外情况到踩刹车需要的这段时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫作反应距离。如图所示,某人酒后驾车沿马路直线行驶,车头中央距马路边沿3 m,车在到达某位置时,发现一人正从路边出发闯红灯过人行横道,此时汽车的速度为15 m/s,距离人的行走路线30 m,若该司机此时的反应时间为1.8 s,刹车后汽车由于惯性还要继续行驶,再经过1 s刚好驶到人的行走路线。

(1)求这辆汽车的反应距离是多少?

(2)若人以1.2 m/s的速度匀速行走,请计算说明汽车是否能撞上行人。(提示:该车的宽度约1.8 m)

(3)请你为驾驶人和行人各提出一条文明交通的警示语。

答案(1)27 m

(2)汽车能撞上行人

(3)为了您和他人的安全,严禁酒后驾车(行人过马路要注意看信号灯,不要闯红灯)。

解析(1)因为司机的反应时间是1.8s,且这段时间内保持15m/s的原速前进;

所以s车=v车t反=15m/s×1.8s=27m。

(2)汽车从该点到行人的行走路线用时

t总=t反+t=1.8s+1s=2.8s

在这段时间内,行人行走的路程

s人=v人t总=1.2m/s×2.8s=3.36m

车的远侧距马路边缘的距离为s=3m+0.9m=3.9m

车的近侧距马路边缘的距离为s=3m-0.9m=2.1m

由于2.1m<3.36m<3.9m,故汽车能撞上行人。

(3)为了您和他人的安全,严禁酒后驾车;行人过马路要注意看信号灯,不要闯红灯。