1、单元素养评价(一)(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题,每小题3分,共27分)1.(2020扬州高一检测)物理学中的“质点”是一种理想化模型,研究下列物体的运动时可视为质点的是()A.计算轮船在海洋中的航行速度B.研究车轮边缘的速度C.研究运动员跳高的过杆动作D.研究乒乓球的接发球技术【解析】选A。轮船的大小相对于海洋的大小来说是微不足道的,所以计算轮船在海洋中的航行速度时,可以忽略轮船的大小,能看成质点,所以A正确。研究车轮边缘的速度时车轮是不能忽略的,否则就没有车轮的边缘可言了,所以B错误。运动员在跳高时,要看人的动作是否符合要求,所以此时人不能看成质点,所以C错误。研究乒乓球的接发
2、球技术时,要考虑乒乓球的转动的情况,不能看成质点,所以D错误。2.中国是掌握空中加油技术的少数国家之一。如图所示是我国自行研制的第三代战斗机“歼-10”在空中加油的情景,以下列的哪个物体为参考系时加油机是运动的()A.“歼-10”战斗机B.加油机中的飞行员C.地面上的房屋D.“歼-10”战斗机里的飞行员【解析】选C。以地面上的房屋或者与大地相对静止的物体为参考系,加油机是运动的;以“歼-10”战斗机、加油机中的飞行员、“歼-10”战斗机里的飞行员为参考系,加油机是静止的。故本题选C。3.2019年1月5日12时,全长439.9米的“复兴号”G9次列车从北京南站16站台准时发车,于16时36分抵
3、达上海虹桥站。已知“复兴号”G9次列车运行时的速度可达到350 km/h,下列说法正确的是()A.北京南站到上海虹桥站的距离为1 600 kmB.题述中“350 km/h”是G9次列车运行的平均速度C.“复兴号”G9次列车任何情况下都不能被视为质点D.题述中“12时”“16时36分”都是指的时刻【解析】选D。题述中“350 km/h”是G9次列车运行的瞬时速度大小,而平均速度大小未知,所以不能够确定北京南站到上海虹桥站的距离,故A、B错误;如果要求从北京南站到上海虹桥站的路程,可以把列车看成质点,因为这时列车的长度相对于总路程来说可以忽略不计,故C错误;题述中“12时”“16时36分”都是指的
4、时刻,故D正确。【加固训练】2018年9月11日杭黄高铁全线联调联试正式开始,标志着离杭黄高铁线路开通的时间更近了。该条线路通车后,杭州至黄山有望由过去陆路交通的3小时车程(杭瑞高速)缩短至1.5小时,上海至黄山也有望在3小时内抵达。杭黄高铁运营长度为286.8公里。设计最高车速可达250 km/h。下列说法正确的是()A.1.5小时是指时刻B.250 km/h指瞬时速度C.运营长度286.8公里指的是位移D.研究高铁列车完全通过短隧道的时间,列车可看成质点【解析】选B。1.5小时是指时间间隔,故A错误;250 km/h指瞬时速度,故B正确;运营长度286.8公里指的是路程,故C错误;研究高铁
5、列车完全通过短隧道的时间,列车的长度不能忽略,不可看成质点,故D错误。4.(2020聊城高一检测)某同学在公园跑步,并用手机软件记录了自己的运动轨迹、运动时间、运动距离和消耗热量的情况,如图所示,其中“S”是起点,“E”是终点,S和E间的距离为40 m。则下列说法正确的是()A.在记录运动轨迹时,人不能看成质点B.人发生的位移大小为40 mC.用运动距离1.45 km除以运动时间是平均速度的大小D.用40 m除以运动时间是人经过E点的瞬时速度大小【解析】选B。在记录运动轨迹时可以把人看成质点,故选项A错误;位移大小为两点间的直线长度,S和E间的直线距离为40 m,即人发生的位移大小,故选项B正
6、确;运动距离1.45 km是路程,路程除以时间是平均速率,故选项C错误;40 m是位移大小,位移除以时间是平均速度,故选项D错误。5.根据你对物理概念和规律的理解,下列说法中正确的是()A.加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变量,因此每秒钟速率的增量在数值上等于加速度的大小B.枪膛中的子弹的加速度约为105 m/s2,射出的速度可达1 000 m/s,所以加速度大,速度变化就大C.汽车的加速性能是反映汽车质量优劣的一项重要指标,因为加速度大,汽车速度变化快,启动性能好D.物体加速度方向保持不变,则物体的运动方向也保持不变【解析】选C。加速度是速度的改变量与时间的比值,并不是速率的增量与
7、时间的比值,故A项错误;加速度又叫速度变化率,加速度大,速度变化率一定大,但速度变化不一定大,故B项错误;加速度大速度变化就快,故C项正确;加速度方向不变,物体运动方向也可能改变,可以做先减速后反向加速的运动,故D项错误。【总结提升】(1)速度和加速度的大小无直接关系。速度大,加速度不一定大,加速度大,速度也不一定大;加速度为零,速度可以不为零,速度为零,加速度也可以不为零。(2)速度和加速度的方向无直接关系。加速度与速度的方向可能相同或相反,甚至两者的方向不在一条直线上。6.(2020三亚高一检测)甲、乙两车一前一后相距x=4 m,乙车在前,甲车在后,某时刻两车同时开始运动,两车运动的x-t
8、图像如图所示,下列表述正确的是()A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动B.甲车先做匀速运动,后静止C.乙车的速度不断减小D.012s内,两车相遇一次【解析】选B。x-t图像只能表示直线运动,即甲、乙均做直线运动,故选项A错误;甲车先做匀速运动,然后静止,选项B正确;乙车对应图线的斜率大小不断变大,即速度不断增大,选项C错误;甲、乙图线有两个交点,即在012 s内相遇两次,选项D错误。【加固训练】在平直公路上行驶的a车和b车,其位移时间图像分别为图中直线a和曲线b。t=3 s时,直线a和曲线b刚好相切,下列说法正确的是()A.t=3 s时,两车具有共同的加速度B.a车做匀速运动,b车做加速运动C.
9、在运动过程中,b车始终没有超过a车D.在03 s的时间内,a车的平均速度比b车的大【解析】选C。t=3 s时,两图线斜率相等,所以两车的速度相等,故A错误; x -t图像的斜率表示速度,由图可知,a车做匀速直线运动,b车做减速直线运动,故B错误;由图像可知,b车的位置始终在a车的后面,故C正确;在03 s的时间内,a车的位移为6 m,b车的位移为8 m,由公式=可知,a车的平均速度小于b车的,故D错误。7.A、B两物体在同一直线上做变速直线运动,它们的速度-时间图像如图所示,则()A.A、B两物体的运动方向一定相反B.06 s内A物体比B物体运动得快C.t=4 s时,A、B两物体的速度相同D.
10、A物体的加速度比B物体的加速度大【解析】选C。两物体的速度都为正值,所以运动方向相同,A错误;04 s,B的速度大,B运动得快,46 s,A的速度大,A运动得快,B错误;t=4 s时,A、B两物体的速度都为5 m/s,所以两物体的速度相同,C正确;从图像上可以看出,B的斜率大小比A的斜率大,所以B的加速度大于A的加速度,D错误。【加固训练】如图所示图像中,表示物体做匀速直线运动的是()【解析】选B。匀速直线运动是速度大小和方向不变的运动,在v -t图像中图线为平行于t轴的直线,在x -t图像中图线的斜率不变。x -t位移随时间不变,说明物体静止,故A错误;x -t斜率不变,物体做匀速直线运动,
11、故B正确;x -t图像的斜率不断增大,速度不断增大,故C错误;v -t图像中,v随时间均匀增大,故D错误。8.(2020铁岭高一检测)人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,则此人往返一次的平均速度大小与平均速率分别是()A.10 m/s,10 m/sB.5 m/s,4.8 m/sC.10 m/s,5 m/sD.0,4.8 m/s【解析】选D。此人往返一次的位移为0,由平均速度的定义式v=可知,此人往返一次的平均速度的大小为0。设由坡底到坡顶的路程为s,则往返一次的平均速率为v=4.8 m/s,故选项D正确
12、。9.小蒙骑自行车由静止沿直线运动,他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m,则()A.他第4 s末的瞬时速度为4 m/sB.他第2 s内的平均速度为1.5 m/sC.他前4 s内的平均速度为2.5 m/sD.他第1 s末的速度为1 m/s【解析】选C。小蒙具体的运动情况未知,故无法确定他的瞬时速度,只能求出平均速度,第2 s内的平均速度为= m/s=2 m/s;前4 s内的平均速度= m/s=2.5 m/s,C正确。二、实验题(5分)10.某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接
13、下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点:(1)推测纸带的运动是加速运动还是减速运动?_。(2)在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是_。(3)B点的瞬时速度为_。【解析】(1)从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为t=0.025 s=0.1 s,每隔0.1 s纸带运动的位移分别是x1=2.15 cm、x2=2.89 cm、x3=3.74 cm、x4=4.32 cm、x5=5.15 cm,间距逐渐增加,说明纸带做加速运动。(2)A、F间纸带运动的平均速度为v= cm/s=36.50 cm/s。(3)B点的瞬时速度可以用AC段的平均速度表示,故vB= cm/s=25.
14、20 cm/s。答案:(1)见解析(2)36.50 cm/s(3)25.20 cm/s三、计算题(本题共3小题,共28分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(9分)泽州同学从家出发步行到学校,要先向东走400 m,然后再向北走600 m,最后再向东走400 m才能到达学校,所用时间为16 min,如图所示。则(1)他从家到学校的位移大小和路程分别为多少米?(2)他从家到学校的平均速度的大小和平均速率分别为多少?【解析】(1)位移的大小x=2 m=1 000 m路程s=400 m+600 m+400 m=1 400 m(2)平均速度的大小= m/s=1.04 m/s平均
15、速率= m/s=1.46 m/s答案:(1)1 000 m1 400 m(2)1.04 m/s1.46 m/s【加固训练】有一辆汽车沿笔直公路行驶,第1 s内向东行驶5 m 的距离,第2 s内和第3 s内继续向东各通过20 m的距离,第4 s内又向东前进了15 m的距离,第5 s内反向通过30 m的距离,求:(1)5 s内的路程。(2)5 s内的位移大小及方向。(3)最后2 s内的平均速度和平均速率。【解析】(1)由题意知汽车在第1 s内的位移是x1=5 m,第2 s内的位移为x2=20 m,第3 s内的位移为x3=20 m,第4 s内的位移为x4=15 m,第5 s内的位移为x5=-30 m
16、,汽车在5 s内的总路程为:s=5 m+20 m+20 m+15 m+30 m=90 m。(2)由上可知汽车在5 s内的总位移为:x=x1+x2+x3+x4+x5=5 m+20 m+20 m+15 m+(-30) m=30 m,方向是向东。(3)最后2 s内的位移为:x=x4+x5=15+(-30) m=-15 m,最后2 s内的平均速度为:= m/s=-7.5 m/s,方向是向西。最后2 s内的路程为:s=15 m+30 m=45 m;平均速率:= m/s=22.5 m/s答案:(1)90 m(2)30 m,方向是向东(3)7.5 m/s,方向是向西22.5 m/s12.(9分)如图所示为测
17、定气垫导轨上滑块的加速度的装置,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板,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t1=0.29 s,通过第二个光电门的时间为t2=0.11 s ,遮光板从通过第一个光电门到开始遮住第二个光电门所用时间为t=3.57 s,求滑块的加速度大小。【解析】经过第一个光电门的速度为v1= m/s0.103 m/s经过第二个光电门的速度为v2= m/s0.273 m/s由a=得a= m/s20.045 m/s2答案:0.045 m/s213.(10分)如图所示为某客车的x-t图像。(1)据图说明客车在各时间段的运动情况。(2)
18、求各时间段客车的速度。(3)求全程中客车的平均速度和平均速率。【解析】(1)01 h,客车向正方向匀速前进了40 km。11.5 h,客车静止在40 km处。1.53 h,客车沿负方向匀速返回。(2)客车在01 h内的速度:v1=40 km/h。11.5 h内客车静止,故v2=0,1.53 h内的速度:v3= km/h=-26.7 km/h,负号表示与v1方向相反。(3)全程的总位移为零,故平均速度为零。平均速率v= km/h=26.7 km/h。答案:(1)见解析(2)见解析(3)026.7 km/h(30分钟40分)14.(5分)(多选)做加速度恒定的直线运动的物体,在某时刻的速度大小为4
19、 m/s,2 s后速度大小为6 m/s,则物体的加速度大小()A.可能小于2 m/s2B.可能等于2 m/s2C.可能大于2 m/s2D.可能大于5 m/s2【解析】选A、C。根据题意,若初速度为4 m/s,末速度为6 m/s,则其加速度为a= m/s2=1 m/s2;若初速度为4 m/s,末速度为-6 m/s,则其加速度为a= m/s2=-5 m/s2,选项A、C正确,B、D错误。15.(5分)(多选)一质点以初速度v0沿x轴正方向运动,已知加速度方向沿x轴正方向,在加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,该质点()A.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止B.速度一直在增
20、大,直到加速度等于零为止C.位移先增大后减小,直到加速度等于零为止D.位移一直在增大,到加速度等于零之后仍继续增大【解析】选B、D。加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度一直在增大,加速度减小到零时速度最大,故A错误,B正确。由于质点做方向不变的直线运动,所以位移一直在增大,加速度减小到零后做匀速直线运动,位移仍然继续增大,故C错误,D正确。16. (5分)(多选)(2020大庆高一检测)一个质点做变速直线运动的v-t图像如图所示,下列说法中正确的是()A.第1 s内与第5 s内的速度方向相反B.第1 s内的加速度大于第5 s内的
21、加速度C.OA、AB、BC段的加速度大小关系是aBCaOAaABD.OA段的加速度与速度方向相同,BC段的加速度与速度方向相反【解析】选C、D。第1 s内与第5 s内的速度均为正值,方向相同,A错误。第1 s内、第5 s内的加速度分别为a1= m/s2=2 m/s2、a5= m/s2=-4 m/s2,第1 s内的加速度小于第5 s内的加速度,B错误。由于AB段的加速度为零,故三段的加速度的大小关系为aBCaOAaAB,C正确。质点在OA段做加速运动,加速度与速度方向相同;在BC段做减速运动,加速度与速度方向相反,D正确。17.(10分)光电计时器是一种常用的计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分
22、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出物体的挡光时间。现在某滑块在斜面上滑行,先后通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别为t1=510-2 s,t2=310-2 s,从光电门1到光电门2所经历的总时间t=0.15 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度为d,示数如图乙所示。实验中测得滑块的长度d为_cm,滑块通过光电门1的速度v1为_m/s,滑块通过光电门2的速度v2为_m/s,滑块的加速度大小为_m/s2。(最后两空结果保留三位有效数字)【解析】由题图可知d=8.45 cm-4.00 cm=4.45 cm,通过光电门的速度分别为v1=0.
23、89 m/s,v2=1.48 m/s,滑块的加速度a=3.93 m/s2。答案:4.450.891.483.9318.(15分)驾车行驶在公路上时经常会看到测速设备,如图所示。测速仪固定,一辆汽车正在向测速仪做匀速直线运动,某一时刻t=0时,测速仪发出一超声波脉冲,t=0.6 s 时测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲,t=1.8 s时测速仪再次发出一超声波脉冲,t=2.2 s时测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲。假设超声波的速度为340 m/s,根据以上测量数据,请问被测汽车的车速是多少?【解析】测速仪第一次发出超声波脉冲时,超声波经过t1的时间到达汽车,t1=0.3 s,汽车距测速
24、仪x1=v波t1=340 m/s0.3 s=102 m;测速仪第二次发出超声波脉冲时,超声波经过t2的时间到达汽车,t2=0.2 s,汽车距测速仪x2=v波t2=340 m/s0.2 s=68 m;汽车收到两次超声波脉冲时距离测速仪的距离差x=x1-x2=102 m-68 m=34 m,经过时间t=1.8 s+0.2 s-0.3 s=1.7 s,汽车的速度v=20 m/s答案:20 m/s【加固训练】如图所示,弹丸和足球的初速度均为v1=10 m/s,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1 s,那么:(1)弹丸击穿木板后速度大小变为7 m/s,求弹丸击穿木板时加速度的大小及方向;(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为7 m/s,求足球与木板碰撞反弹时的加速度的大小及方向。【解析】(1)设弹丸初速度方向为正方向,则知弹丸的初速度v1=10 m/s,末速度v2=7 m/s,根据加速度的定义知,此过程中弹丸的加速度a1= m/s2=-30 m/s2负号表示加速度的方向与初速度的方向相反,即向左(2)设足球初速度方向为正方向,则知足球的初速度v1=10 m/s,末速度v2=-7 m/s根据加速度的定义知,此过程中足球的加速度:a2= m/s2=-170 m/s2负号表示加速度的方向与初速度的方向相反,即向左答案:(1)30 m/s2方向向左(2)170 m/s2方向向左