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2022版高考物理一轮复习 课后练习1 描述运动的基本概念

2022版高考物理一轮复习 课后练习1 描述运动的基本概念

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- 9 -

描述运动的基本概念
建议用时：45分钟

1．(2020·江苏如皋月考)金丽温高铁的开通，大幅缩短了沿线各城市的时空距离，金华到温州线路全长188千米，从丽水乘坐动车到温州只需要1小时34分，最高时速可达300 km/h，下列说法正确的是(　　)
A．1小时34分是指时刻
B．全长188千米指位移
C．300 km/h指瞬时速度
D．研究动车完全通过短隧道的时间，动车可看成质点
C　[1小时34分是用的时间的长度，是指时间间隔，故A错误；全长188千米指的是经过的路线的长度，是指路程，故B错误；最高时速可达300 km/h，是某时刻的速度，指瞬时速度，故C正确；研究动车完全通过短隧道的时间，动车的长度不能忽略，不可看成质点，故D错误。]
2.近年来，登山步行成为越来越多的人的健身习惯。如图为某地生态公园的登山步行道线路图，从图中可以看出，从丁家楼子村到目的地九仙山观景台可以选择不同的路线，小王和小张两人选择了不同的路线，结果小王比小张先到达目的地。对于此过程，下列说法正确的是(　　)

A．小王与小张的路程相同
B．小王的位移小于小张的位移
C．小王的平均速度大于小张的平均速度
D．在比较平均速度时，两人不能看成质点
C　[路程是物体运动实际轨迹的长度，小王和小张两人的路线不同，故路程不同，但两人的初、末位置相同，故两人的位移相同，选项A、B错误；因小王先到达，所用时间较短，小王的平均速度较大，选项C正确；研究平均速度只考虑位移和时间，人的形状和线度可以忽略，故两人可看成质点，选项D错误。]
3．(2019·扬州模拟)关于速度的描述，下列说法中正确的是(　　)

　　 　　 甲　　 　乙　　　丙　　　　丁
A．图甲中，电动车限速20 km/h，指的是平均速度大小
B．图乙中，子弹射出枪口时的速度大小为500 m/s，指的是平均速度大小
C．图丙中，某运动员百米跑的成绩是10 s，则他冲刺时的速度大小一定为10 m/s
D．图丁中，京沪高速铁路测试时列车最高时速可达484 km/h，指的是瞬时速度大小
D　[瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应，选项A、B、D中的速度均为瞬时速度，故A、B两项错误，D项正确；C项中平均速度是10 m/s，但冲刺时的速度为瞬时速度，不能确定，故选项C错误。]
4．如图所示，汽车在做直线运动过程中，原来的速度是v1，经过一小段时间Δt以后，速度变为v2，则下列说法正确的是(　　)

A．图中a是矢量，Δv是标量
B．图甲中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相反
C．图甲中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相同
D．图乙中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相同
C　[速度、速度变化量以及加速度均是矢量，选项A错误；题图甲中汽车做加速运动，则速度v1的方向与加速度a的方向相同，选项B错误，C正确；题图乙中汽车做减速运动，则速度v1的方向与加速度a的方向相反，选项D错误。]
5.如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s。则滑块经过光电门时的速度大小为(　　)

A．0.10 m/s B．100 m/s
C．4.0 m/s D．0.40 m/s
A　[滑块经过光电门时的速度：v＝＝ m/s＝0.1 m/s，A正确，B、C、D错误。故选A。]
6．一位女士由于驾车超速而被警察拦住，警察走过来对她说：“太太，您刚才的车速是60公里每小时！”这位女士反驳说：“不可能的！我才开了6分钟，还不到一小时，怎么可能走了60公里呢？”根据以上对话及下图，下列说法正确的是(　　)

A．女士说的6分钟是时间，60公里是位移
B．警察说的60公里每小时是指平均速度
C．图中的指的是瞬时速度
D．图中的指汽车在1小时内行驶的路程不能超过50公里
C　[指瞬时速度不能超过50 km/h，其他选项均错误。]
7．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d＝3.0 cm的遮光板，如图所示。滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，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＝0.30 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10 s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝3.0 s，则滑块的加速度约为(　　)

A．0.067 m/s2 B．0.67 m/s2 C．6.7 m/s2 D．不能计算出
A　[遮光板(滑块)通过第一个光电门时的速度v1＝＝ m/s＝0.10 m/s，遮光板(滑块)通过第二个光电门时的速度v2＝＝ m/s＝0.30 m/s，故滑块的加速度a＝≈0.067 m/s2，选项A正确。]
8．(2019·荆州调研)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和v2，v1、v2在各个时刻的大小如表所示，从表中数据可以看出(　　)
t/s
0
1
2
3
4
v1/(m·s－1)
18.0
17.5
17.0
16.5
16.0
v2/(m·s－1)
9.8
11.0
12.2
13.4
14.6
A．火车的速度变化较快
B．汽车的加速度较小
C．火车的位移在减小
D．汽车的位移在增加
D　[根据表中数据可以看出，火车加速度a1＝－0.5 m/s2，汽车加速度a2＝1.2 m/s2，汽车的加速度较大，火车的加速度较小，火车的速度变化较慢，A、B错误；火车做匀减速直线运动，汽车做匀加速直线运动，二者位移都在增加，C错误，D正确。]

9．(2019·江苏海安月考)伽利略是第一个提出并研究加速度概念的科学家，哲学家罗素给予了极高的评价：“加速度的重要性，也许是伽利略所有发现中具有永久价值和最有效果的一个发现”。关于速度、速度的变化和加速度的关系，下列说法中可能正确的是(　　)
A．速度变化的方向为正，加速度的方向为负
B．物体加速度增大，速度一定越来越小
C．速度越来越大，加速度一定越来越大
D．加速度既不与速度同向，也不与速度反向
D　[根据加速度的定义式a＝ 知，加速度的方向与速度变化的方向相同，故A错误；当物体的加速度与速度同向时，速度增加，故B错误；物体做匀加速直线运动时，速度越来越大，但加速度不变，故C错误；物体做曲线运动时，加速度方向与速度方向不共线，加速度既不与速度同向，也不与速度反向，故D正确。]
10.一质点沿一边长为2 m的正方形轨道运动，每秒钟匀速移动1 m，初始位置在bc边的中点A，由b向c运动，如图所示，A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点，则下列说法正确的是(　　)

A．第2 s末的瞬时速度大小是2 m/s
B．前2 s内的平均速度大小为 m/s
C．前4 s内的平均速率为0.5 m/s
D．前4 s内的平均速度大小为2 m/s
B　[质点每秒钟匀速移动1 m，故第2 s末瞬时速度大小为1 m/s，A错误；前2 s内的位移大小为x1＝|AB|＝＝ m＝ m，平均速度＝＝ m/s，B正确；前4 s内质点通过的路程为4 m，平均速率为1 m/s，在第4 s末到达C点，平均速度为＝＝ m/s＝0.5 m/s，C、D错误。]
11.(2020·绍兴模拟)有人提出“加速度的变化率”的概念，基于你的理解，下列说法正确的是(　　)

A．“加速度的变化率”的单位应是m2/s2
B．加速度的变化率为零的运动是匀速直线运动
C．若加速度与速度同方向，如图所示的a­t图象，表示的是物体的速度在减小
D．若加速度与速度同方向，如图所示的a­t图象，已知物体在t＝0时速度为5 m/s，则2 s末的速度大小为8 m/s
D　[根据力学单位制可以知道，加速度的变化率的单位为＝m/s3，A错误；加速度的变化率为零，说明物体的加速度不变，做匀变速直线运动，B错误；若加速度与速度同向，即使加速度减小，物体的速度仍然增大，C错误；加速度图线与t轴所围面积表示速度的变化量，故物体在2 s末的速度大小v＝5 m/s＋×2×3 m/s＝8 m/s，D正确。]
12.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，经过2 s，速度大小变为3 m/s，则物体的加速度可能(　　)

A．大小为1 m/s2，方向沿斜面向上
B．大小为1 m/s2，方向沿斜面向下
C．大小为6 m/s2，方向沿斜面向下
D．大小为4 m/s2，方向沿斜面向上
B　[取初速度方向为正方向，则v0＝5 m/s。若2 s后的速度方向沿斜面向上，v＝3 m/s，则a＝＝＝ m/s2＝－1 m/s2，即加速度大小为1 m/s2，方向沿斜面向下；若2 s后的速度方向沿斜面向下，v＝－3 m/s，则a＝＝＝ m/s2＝－4 m/s2，即加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下。故选项A、C、D错误，B正确。]
13．如图甲所示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—时间图象。则下列说法正确的是(　　)

　　　甲　　　　　　　　　乙
A．超声波的速率为v声＝
B．超声波的速率为v声＝
C．物体的平均速度为＝
D．物体的平均速度为＝
D　[小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲后，超声波经过t1时间到达被测物体并被反射折回，再经过t1时间回到小盒子B，该过程中，超声波经过的路程为2x1，所以超声波的速度为v声＝，A项错误；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，超声波经过(t2－Δt0)时间到达被测物体并被反射折回，再经过(t2－Δt0)回到小盒子B，该过程中，超声波经过的路程为2x2，所以超声波的速度为v声＝，B项错误；被测物体在t1时刻第一次接收到超声波，在Δt0＋(t2－Δt0)即(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x2－x1，所以物体的平均速度为＝＝，C项错误，D项正确。]
14．一质点在x轴上运动，在t0＝0时刻质点处于位置x0＝0处，然后质点沿x轴正方向运动，在t1＝2 s时刻质点处于位置x1＝10 m处，此后质点沿x轴负方向运动，在t2＝4 s时刻质点处于位置x2＝－10 m处，求：
(1)质点在0～4 s内的平均速率；
(2)后2 s内质点的平均速度和0～4 s内的平均速度。
[解析]　(1)质点在0～4 s内通过的路程s＝|x1－x0|＋|x2－x1|＝30 m
质点在0～4 s内的平均速率为＝＝ m/s＝7.5 m/s。
(2)后2 s内质点通过的位移
x′＝x2－x1＝－10 m－10 m＝－20 m
平均速度1＝－ m/s＝－10 m/s，负号表示沿x轴负方向
质点在0～4 s内通过的位移x″＝x2－x0＝－10 m，质点在0～4 s内的平均速度2＝ m/s＝－2.5 m/s，负号表示沿x轴负方向。
[答案]　(1)7.5 m/s　(2)－10 m/s，沿x轴负方向　－2.5 m/s，沿x轴负方向
15．有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死亡加速度为500g(g取10 m/s2)，以醒世人，意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，将会达到这一数值。试问：
(1)若一辆以72 km/h的速度行驶的大货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞，碰撞时间为2.1×10－3 s，摩托车驾驶员是否有生命危险；
(2)为了防止碰撞，两车的驾驶员同时紧急刹车，大货车、摩托车急刹车后到完全静止所需时间分别为4 s、3 s，大货车的加速度与摩托车的加速度之比为多少？
[解析]　(1)两车碰撞过程中，取摩托车的初速度方向为正方向，摩托车的速度变化量约为
Δv＝v2－v1＝－72 km/h－54 km/h＝－20 m/s－15 m/s＝－35 m/s
两车相碰撞时摩托车的加速度为
a＝＝ m/s2≈－16 667 m/s2
负号表示与选取的正方向相反，由于16 667 m/s2>500 g，因此摩托车驾驶员有生命危险。
(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2，根据加速度定义得：a1＝，a2＝
所以a1∶a2＝∶＝∶＝1∶1。
[答案]　见解析