資源簡介

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高中物理必修一素養提升學案
第一章　運動的描述
章末素養提升
物理觀念 研究運動的兩個基本概念 質點:(1)定義:忽略物體的大小和形狀,把物體可視為一個有質量的點(2)把物體看成質點的條件:形狀和大小對研究的問題可以忽略
參考系:選取的原則:任意的,一般選大地為參考系
描述運動的三個物理量　　 位移:從初位置指向末位置的有向線段,是矢量
速度:(1)表示物體運動快慢的物理量(2)平均速度=,方向與位移方向相同(3)瞬時速度:Δt→0時的平均速度,方向即物體運動的方向
加速度:速度的變化率(1)表示速度變化快慢的物理量;(2)a=,也叫作速度變化率,方向與Δv方向相同;(3)a與v、Δv大小無關;(4)與速度的關系:加速時,a與v同向;減速時,a與v反向
科學思維 理想化模型 質點模型
比值定義法 速度v=、加速度a=
圖像法 x-t圖像可獲取物體的位置、運動及速度信息,v-t圖像可獲取物體的速度和加速度信息
極限思維方法 瞬時速度:Δt→0時的平均速度瞬時加速度:Δt→0時的平均加速度
科學探究 1.會使用打點計時器測時間和位移2.會分析打點計時器獲得的實驗數據(1)根據紙帶上點跡的疏密判斷物體速度的變化情況(2)選取紙帶上兩點:讀取時間間隔、測量兩點之間的距離并得出平均速度(3)合理選取時間間隔以獲取數據求瞬時速度(4)建立合適標度的坐標系,作出物體運動的v-t圖像,并會用平滑的曲線擬合數據點3.知道實驗誤差產生的原因4.能撰寫簡單的報告,描述測量速度的過程和結果
科學態度與責任　 1.通過質點、位移、速度和加速度等概念的學習,初步形成“客觀世界是物質的”“運動的描述是相對的”等物質觀念和運動觀念2.通過質點模型的建構及速度、加速度的定義,初步認識并體會模型建構的思維方式以及物理問題研究中的抽象與極限思維方式3.只有如實的記錄實驗數據,才能真實反映現象,才能得出要研究的結果
【高考真題剖析】
典例1．（2023年1月浙江選考）“神舟十五號”飛船和空間站“天和”核心艙成功對接后，在軌運行如圖所示，則（ ）
A．選地球為參考系，“天和”是靜止的
B．選地球為參考系，“神舟十五號”是靜止的
C．選“天和”為參考系，“神舟十五號”是靜止的
D．選“神舟十五號”為參考系，“天和”是運動的
【參考答案】C
【命題意圖】本題考查運動描述及其相關知識點。
【名師解析】“神舟十五號”飛船和空間站“天和”核心艙成功對接后，在軌繞地球做圓周運動，選地球為參考系，二者都是運動的，AB錯誤；“神舟十五號”飛船和空間站“天和”核心艙成功對接后，二者相對靜止，選項C正確，D錯誤。
典例2. （2023高考福建卷）“祝融號”火星車沿如圖所示路線行駛，在此過程中揭秘了火星烏托邦平原淺表分層結構，該研究成果被列為“2022年度中國科學十大進展”之首。“祝融號”從著陸點O處出發，經過61天到達M處，行駛路程為585米；又經過23天，到達N處，行駛路程為304米。已知O、M間和M、N間的直線距離分別約為463米和234米，則火星車（　　）
A. 從O處行駛到N處的路程為697米
B. 從O處行駛到N處的位移大小為889米
C. 從O處行駛到M處的平均速率約為20米/天
D. 從M處行駛到N處的平均速度大小約為10米/天
【參考答案】D
【名師解析】．由題意可知從O到N處的路程為，A錯誤；
位移的大小為兩點之間的直線距離，O、M、N三點大致在一條直線上，則從O到N處的位移大小為
，B錯誤；平均速率為路程與時間的比值，故從O行駛到M處的平均速率為，故C錯誤；平均速度大小為位移與時間的比值，則從M行駛到N處的平均速度為，D正確。
典例3 .（2024年高考福建卷第3題） 質點做直線運動的圖像如圖所示，其中為直線，為曲線，為直線，則以下說法正確的是（　　）
A. 的平均速度為
B. 做勻減速直線運動
C. 的加速度比的大
D. 的位移比的小
【參考答案】B
【名師解析】根據速度圖像的面積表示位移可知的位移為45m，平均速度為15ms，A錯誤；3.5~6s的位移小于0~3s時間內的位移，D錯誤；3.5~6s質點做勻減速運動，B正確；根據速度圖像的斜率表示加速度，根據圖像信息，不能判斷出的加速度比的大，C錯誤。
【運動的描述章末檢測】
一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1. 中秋節是傳統節日。下列說法正確的是 (　　)
A.中秋節晚上我們看到月亮在云中穿梭,這是以月亮為參考系來描述的
B.月亮從東邊升起到西邊落下,這是以地面為參考系來描述的
C.用望遠鏡觀察月亮表面的環形山時,可以把月亮當作質點
D.研究月亮繞地球公轉周期時,不能把月亮當作質點
答案　B
解析　中秋節晚上我們看到月亮在云中穿梭,這是以云為參考系來描述的,A錯誤;月亮從東邊升起到西邊落下,是以地面為參考系來描述的,B正確;用望遠鏡觀察月亮表面的環形山時,不能忽略月亮的大小和形狀,不能把月亮當作質點,C錯誤;研究月亮繞地球公轉周期時,可以忽略月亮的大小和形狀,可以把月亮當作質點,D錯誤。
2.(2024·駐馬店市高一期末)小明每天上午6:30從家出發騎電動自行車上學,大概需要15 min到達學校。根據電動車新國標,電動自行車設計時速不超過25 km/h,上路行駛最大速度不得超過15 km/h,否則會自動發出警報響聲,這些標準的設定,旨在保障乘坐者的安全。則下列說法正確的是 (　　)
A.題目中的6:30和15 min均指時間
B.題目中的25 km/h,指的是平均速度
C.電動車速度儀表盤上的示數18 km/h,指的是瞬時速度
D.當研究小明上學路途所需時間時,可以把小明看成質點
答案　D
解析　題目中的6:30指的是時刻,15 min指的是時間間隔,A錯誤;題目中的25 km/h,指的是瞬時速度,B錯誤;電動車速度儀表盤上的示數18 km/h,指的是瞬時速率,C錯誤;當研究小明上學路途所需時間時,小明的大小和形狀可以忽略,可以把小明看成質點,D正確。
3.(2024·遂寧市高一期末)物體做勻變速直線運動的初速度為6 m/s,經過10 s速度的大小變為10 m/s,則加速度大小可能是 (　　)
A.0.6 m/s2 B.10 m/s2
C.0.8 m/s2 D.1.6 m/s2
答案　D
解析　以初速度方向為正方向,則v0=6 m/s,當末速度與初速度方向相同時,末速度為v=10 m/s,則加速度為a==0.4 m/s2,當末速度與初速度方向相反時,末速度為v'=-10 m/s,則加速度為a'==-1.6 m/s2,負號表示方向與初速度方向相反。故選D。
4. 2023年成都馬拉松(全程為42.195公里)于10月29日7點30分鳴槍開賽,作為全國唯一一場世界馬拉松大滿貫候選賽事,吸引了來自全球的35 000名選手參賽。下列說法正確的是 (　　)
A.題中的“42.195公里”為路程
B.題中的“7點30分”為時間間隔
C.研究運動員跑步的技術動作時,可將運動員看成質點
D.正在比賽的運動員感覺路旁的樹木向后移動,這是以地面為參考系
答案　A
解析　“42.195公里”為路程,故A正確;“7點30分”為時刻,故B錯誤;研究運動員跑步的技術動作時,不能將運動員看成質點,故C錯誤;正在比賽的運動員感覺路旁的樹木向后移動,這是以自己為參考系,故D錯誤。
5 　 （2023高考全國甲卷）一小車沿直線運動，從t=0開始由靜止勻加速至t=t1時刻，此后做勻減速運動，到t=t1時刻速度降為零。在下列小車位移x隨時間t的關系曲線中，可能正確的是
A. B.
C. D.
【參考答案】D
【命題意圖】本題考查對位移圖像的理解及其相關知識點。
【解題思路】從t=0開始由靜止勻加速，此后勻減速到速度為零，根據位移圖像斜率表示速度可知，D正確。
6. 　(2024·佛山市高一期中)夢天實驗艙中航天員用毛巾加工成球拍,可將水做成的“乒乓球”彈開,當水球以速率v1飛來時,航天員若將其以v2的速率反向擊回,在水球與球拍作用的時間Δt內,下列說法正確的是 (　　)
A.水球的速度變化量為v2-v1
B.水球的加速度為
C.水球加速度方向與速度變化量方向相反
D.水球加速度方向與初速度方向相反
答案　D
解析　設飛來的水球速度方向為正方向,則水球的速度變化量為Δv=-v2-v1,A錯誤;水球的加速度為a==,方向與速度變化量方向相同,與初速度方向相反,B、C錯誤,D正確。
7 .一物體做直線運動,其加速度隨時間變化的a-t圖像如圖所示,下列v-t圖像中,能正確描述此物體運動狀態的是 (　　)
答案　D
解析　v-t圖線的斜率表示加速度,0~時間內加速度為正,T~2T時間內加速度為負,A、B錯誤;0~及T~2T時間內加速度大小相等,C錯誤,D正確。
二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
8. 甲、乙兩輛汽車在同一平直公路上行駛,在t=0時刻兩車正好相遇,在之后一段時間0~t2內兩車的速度—時間圖像(v-t圖像)如圖所示,則在0~t2這段時間內有關兩車的運動,下列說法正確的是 (　　)
A.甲、乙兩輛車運動方向相反
B.在t1時刻甲、乙兩車再次相遇
C.乙車在0~t2時間內的平均速度小于
D.在t1~t2時間內甲車在乙車前方
答案　CD
解析　由題圖可知,二者速度均為正值,即二者均向正方向運動,甲、乙兩輛車運動方向相同,故A錯誤;由題圖可知,在0~t1時間內,兩車的位移不相等,即在t1時刻甲、乙兩車沒有相遇,故B錯誤;如圖所示,由v-t圖線與t軸圍成的“面積”表示位移可知,乙車在0~t2時間內的平均速度小于,故C正確;由于t=0時刻兩車位置相同,又由v-t圖線與t軸圍成的“面積”表示位移,可知在0~t2時間內甲車的位移一直大于乙車的位移,則在0~t2時間內甲車一直在乙車前方,故D正確。
9. (2024·哈爾濱三中高一期中)圖甲為位移—時間圖像,圖乙為速度—時間圖像,圖中給出的四條圖線1、2、3、4分別代表四個物體從同一地點出發做直線運動的情況,下列說法正確的是 (　　)
A.甲圖中,0至t1時間內,物體2的平均速度大于物體1的平均速度
B.甲圖中t1時刻物體1和物體2相遇
C.乙圖中,t2時刻物體3與物體4相遇
D.乙圖中,0至t2時間內,物體3和物體4的平均加速度相等
答案　BD
解析　題圖甲中,0~t1時間內兩物體位移Δx相等,由知平均速度相等,A錯誤;t1時刻,兩物體到達同一位置,即相遇,B正確;題圖乙中,0~t2時間內物體3的速度總小于物體4的速度,而物體3、4從同一地點出發做直線運動,則t2時刻兩物體不會相遇,C錯誤;由a=知,0~t2時間內物體3和物體4的平均加速度相等,D正確。
10 （2023高考湖北卷）時刻，質點P從原點由靜止開始做直線運動，其加速度a隨時間t按圖示的正弦曲線變化，周期為。在時間內，下列說法正確的是（ ）
A. 時，P回到原點
B. 時，P的運動速度最小
C. 時，P到原點的距離最遠
D. 時，P的運動速度與時相同
【參考答案】BD
【名師解析】
質點在時間內從靜止出發先做加速度增大的加速運動，然后做加速度減小的加速運動，此過程一直向前加速運動，時間內加速度和速度反向，先做加速度增加的減速運動在做加速度減小的減速運動，時刻速度減速到零，此過程一直向前做減速運動，重復此過程的運動，即質點一直向前運動，AC錯誤，B正確；
根據圖像的面積表示速度變化量，可知內速度的變化量為零，因此時刻的速度與時刻相同，D正確。
三、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11　光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結構如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結束的時間記錄下來。圖乙中MN是水平桌面,Q是長木板與桌面的接觸點,1和2是固定在長木板上適當位置的兩個光電門,與之連接的兩個數字計時器沒有畫出。實驗時,讓滑塊從長木板的頂端滑下,滑塊做加速度不變的直線運動,光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×10-2 s和4.0×10-3 s,滑塊從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為0.6 s。用儀器測量出滑塊的寬度為d=1.20 cm。滑塊的加速度約為　　　　　　。
答案　3 m/s2
解析　滑塊通過光電門1時的速度
v1== m/s=1.2 m/s,
滑塊通過光電門2時的速度
v2== m/s=3.0 m/s。
a==3 m/s2
12.(8分)某一學習小組的同學想通過打點計時器在紙帶上打出的點跡來探究小車速度隨時間變化的規律,實驗裝置如圖甲所示。
(1)(2分)常見的打點計時器有兩種:電火花計時器和電磁打點計時器,它們使用的都是　　　　　電源(填“直流”或“交變”),當電源頻率為50 Hz時,每隔　　　　　 s打一個點;
(2)(1分)關于本實驗,下列說法正確的是　　　　　;
A.釋放紙帶的同時,接通電源
B.先釋放紙帶運動,后接通電源
C.電磁打點計時器正常工作時,其打點的周期取決于交變電壓的高低
D.打點計時器連續工作時間很短,應注意打點結束之后要立即關閉電源
E.電火花計時器應接在低壓交變電源上才能正常工作
(3)(4分)打計數點B時小車的速度vB=　　　　　 m/s(保留3位有效數字)。
答案　(1)交變　0.02　(2)D　(3) 0.521
解析　(1)電火花計時器和電磁打點計時器,它們使用的都是交變電源。
當電源頻率為50 Hz時,每隔0.02 s打一個點。
(2)由于小車速度較快,且運動距離有限,打出的紙帶長度也有限,為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當的數據點,實驗時應先接通電源,再釋放紙帶,故A、B錯誤;
電磁打點計時器正常工作時,其打點的周期取決于交變電壓的頻率,故C錯誤;打點計時器連續工作時間很短,應注意打點結束之后要立即關閉電源,故D正確;
電火花計時器應接在220 V交變電源上才能正常工作,故E錯誤。
(3)打計數點B時小車的速度等于小車在A、C兩點間的平均速度,即
vB==×10-2 m/s≈0.521 m/s
13. 某人騎自行車沿直線從一斜坡坡底到坡頂,再從坡頂到坡底,已知上坡時的平均速度大小為4 m/s,下坡時的平均速度大小為6 m/s,求此人往返一次的平均速度大小與平均速率。
解析　此人往返一次的位移為0,由平均速度的定義式可知,往返一次的平均速度大小為0。
設由坡頂到坡底的路程為s,
則此過程的平均速率為
===4.8 m/s
14 8.[2024湖南株洲二中校考]如圖所示，小艾同學早上7:30從家里出發，7:38經過一電線桿時的速度大小為4m/s，20s后通過下一電線桿時的速度大小為8m/s，已知兩電線桿之間為平直路面，兩電線桿間的距離為100m，求：
（1）.該同學在兩電線桿之間運動的平均速度為6m/s
（2）.該同學在兩電線桿之間運動的平均加速度大小為0.2m/s2
解析　（1）該同學在兩電線桿之間運動的平均速度為＝＝m/s＝5m/s；
（2）該同學在兩電線桿之間運動的平均加速度大小為＝＝m/s2＝0.2m/s2，。.
15 (10分)一輛汽車在兩相距15 km的景點A和B之間來回往返行駛,A、B在一條直線上,從A景點出發時有一位細心的旅客看了自己的手表,指針恰好指在09:00:00,到達B景點時,已是09:20:00,導游要求各位旅客在B景點處只能游玩30分鐘,準時發車返回A景點,當回到A景點時剛好是事先約定好的10:10:00,求:
(1)(4分)汽車從A景點去B景點時的平均速度大小;
(2)(4分)汽車從B景點返回A景點時的平均速度大小;
(3)(2分)整個過程中的平均速度大小。
答案　(1)45 km/h　(2)45 km/h　(3)0
解析　(1)由題知汽車從A景點到B景點所用時間
t1= h
所以汽車從A景點到B景點的平均速度大小為
== km/h=45 km/h
(2)由題知汽車是從09:50:00開始從B景點返回的,返回到A景點的時間為10:10:00,所以汽車從B景點返回到A景點所用的時間
t2= h
則汽車從B景點返回到A景點的平均速度大小為
== km/h=45 km/h
(3)整個過程汽車的位移為零,所以整個過程汽車的平均速度=0。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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