高中物理必修第一册课时分层作业(二)

课时分层作业(二)时间位移A组基础巩固练1．[2023·内蒙古左旗中学期中]2021年10月16日0时23分，搭载“神舟十三号”载人飞船的“长征二号”F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射成功．约582秒后，“神舟十三号”载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空.10月16日6时56分，“神舟十三号”载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接．以下说法正确的是()A．“2021年10月16日0时23分”是指时间B．“10月16日6时56分”是指时刻C．“约582秒”是指时刻D．研究“神舟十三号”载人飞船飞行轨迹时，不能将飞船视为质点2．[2023·福建泉州中学期中]下列各物理量描述正确的是()A．一个物体相对于其他物体位置的变化叫作机械运动B．物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间C．描绘航空母舰在海洋中的运动轨迹时，航空母舰不可看作质点D．高清摄像机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照片，曝光时间为0.1s，这里指的是时刻3．如图所示，在距墙1m的A点，小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧，将弹簧压缩到最短时到达距墙0.2m的B点，然后又被弹回至距墙1.5m的C点静止，则从A点到C点的过程中，小球的位移大小和路程分别是()A．0.5m、1.3mB．0.8m、1.3mC．0.8m、1.5mD．0.5m、2.1m4.[2023·河北学业水平测试]某人驾驶汽车从火车站到植物园的路线图如图中实线所示，该过程中汽车经过的路线总长度为18千米，用时29分钟．下列说法正确的是()A．“29分钟”指的是时刻B．“18千米”指的是汽车位移的大小C．“18千米”指的是汽车行驶路程D．研究此过程中汽车的运动轨迹时不能把汽车看成质点5．文学作品中往往蕴含着一些物理知识，下列诗句中加点的词表示位移的是()A．飞流直下三千尺，疑是银河落九天B．一身转战三千里，一剑曾当百万师C．坐地日行八万里，巡天遥看一千河D．三十功名尘与土，八千里路云和月6．[2023·湖北部分高中联考协作体高一期中联考]汉十高速铁路，简称汉十高铁，又名汉十客运专线，是一条连接湖北省武汉市与十堰市的高速铁路，是中国“八纵八横”高速铁路网中部地区与西北地区间的便捷联系通道，下表是该线路上G6805次列车信息，其中08：44和02：32分别对应的是()A．时间间隔、时刻B．时刻、时间间隔C．时间间隔、时间间隔D．时刻、时刻7．[2023·浙江宁波高一上期末]为抗击新型冠状病毒疫情，宁海200多名医护人员分批从宁海的同一个地点出发到达同一集合点，假定两批医护人员分别采用图中导航中的不同路线方案至集合点，下列说法正确的是()A．路程和位移都有大小，所以路程和位移都是矢量B．两批医护人员的位移一定相同C．图中“时间少收费多”方案中的“1小时25分”是指时刻D．图中“距离较短”方案中的“85公里”是指位移的大小8.如图所示，小王从市中心出发到图书馆．他先向南走400m到一个十字路口，再向东走300m到达目的地．小王通过的路程和位移的大小分别是()A．700m，100mB．400m，300mC．700m，500mD．500m，100m9．[2023·湖北高一上检测]一个质点在x轴上运动，它在第n秒末对应的坐标记录在如下表格中，则下列说法中正确的是()t/s012345x/m－1134－2－3A.前4s内的路程为7mB．前4s内的路程为1mC．第4s内的位移为6mD．最后2s内的位移为－7m10．[2023·江苏盐城高一上检测](多选)质点沿一直线做往复运动，如图所示，OA＝AB＝OC＝CD＝1m，O点为原点，且质点由A点出发沿x轴正方向运动至B点后返回，并沿x轴负方向运动．下列说法正确的是()A．质点从A到B再到C的位移为2m，路程为4mB．质点从B到D的位移为－4m，路程为4mC．当质点到达D点时，其位置可用D点的坐标－2m表示D．当质点到达D点时，相对于A点的位移为－3mB组能力提升练11.[2023·河南郑州育人中学月考]2021年9月20日22时08分，我国“天舟三号”货运飞船携带着物资，成功对接于空间站天和核心舱，与空间站组合体完成自主快速交会对接，为我国空间站组合体送去第二批物资．二者对接之前，分别在各自的轨道上做圆周运动，如图所示，下列说法正确的是()A．“22时08分”是指时间间隔B．它们各自转一圈，其位移相等C．它们各自转一圈，其路程相等D．交会对接时，它们可以看成质点12．[2023·湖南长沙师大附中高一上期中]如图甲所示，一根细长的弹簧系着一小球，放在光滑桌面上，手握小球把弹簧拉长，放手后小球便来回运动，图中B为小球向右到达的最远位置．从小球某次经过O点时开始计时，其有关时刻的位置如图乙所示，若测得OA＝OC＝7cm，AB＝3cm，下列说法正确的是()A．0.2～0.8s内小球的位移大小是7cm，方向向右，经过的路程是13cmB．0.4～0.8s内小球的位移大小是10cm，方向向左，经过的路程是10cmC．0.2～0.6s内小球的位移大小是零，经过的路程是零D．0.2～1.0s内小球的位移大小是14cm，方向向左，经过的路程是21cm13.如图所示，某人沿着倾角为45°的楼梯从一楼的位置A走到了二楼位置B，如果楼梯间的宽度为L，则人的位移大小和路程分别为()A．2L，eq\r(5)LB．2L，(1＋2eq\r(2))LC．eq\r(5)L，2LD．eq\r(5)L，(1＋2eq\r(2))L14．[2023·北京海淀区101中学高一上期中](多选)某工地以O点为爆破点，爆破的半径是120m．从点燃到爆炸的时间是60s，起爆员要在这段时间内赶快撤离到安全区域，由于没有笔直的路径，以下四条撤离路径安全的是()A．先向北跑100m，再向东跑50mB．先向北跑100m，再向东跑100mC．先向北跑100m，再向东偏南45°跑100mD．先向西偏北45°跑100m，再向东偏北45°跑75m课时分层作业(二)时间位移1．解析：“2021年10月16日0时23分”是指时刻，故A错误；“10月16日6时56分”是指时刻，故B正确；“约582秒”是指时间间隔，故C错误；研究“神舟十三号”载人飞船飞行轨迹时，飞船的大小和形状对所研究的问题而言可以忽略，所以此时可以将飞船视为质点，故D错误．答案：B2．解析：一个物体相对于其他物体的位置变化叫作机械运动，故A正确；物体在5s内指的是物体从0时刻到5s末这5s的时间，故B错误；描绘航空母舰在海洋中的运动轨迹时，航空母舰的大小和形状可以忽略，可以将航空母舰看作质点，故C错误；高清摄像机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照片，曝光时间为0.1s，这里指的是时间间隔，故D错误．答案：A3．解析：位移的大小等于初、末位置的距离，可知位移的大小等于A、C的距离，即x＝1.5m－1m＝0.5m；路程等于运动轨迹的长度，可知s＝1m＋1.5m－2×0.2m＝2.1m，故D正确，A、B、C错误．答案：D4．解析：“29分钟”指的是时间间隔，A错误；“18千米”指的是汽车路程，B错误，C正确；研究此过程中汽车的运动轨迹时能把汽车看成质点，D错误．答案：C5．解析：位移是起点指向终点的有向线段，位移的大小即直线距离，A项正确，B、C、D三项均指路程．答案：A6．解析：由列车信息可知，08：44是高铁出发的时间，是一个时间点，所以是时刻；02：32是高铁从汉口到十堰东所需的时间，是一个时间段，所以是时间间隔，故B正确，A、C、D错误．答案：B7．解析：矢量是有方向的物理量，所以位移是矢量，路程是标量，A错误；两批医护人员的起点与终点都相同，所以位移是相同的，B正确；“时间少收费多”方案中的“1小时25分”，对应的是一个过程，故指的是时间间隔，C错误；“距离较短”方案中的“85公里”是指医护人员实际所走路线的长度，是路程，D错误．答案：B8．解析：由题图可知，小王经过的路线长度为400m＋300m＝700m，小王的位移大小为eq\r(3002＋4002)m＝500m，故C正确．答案：C9．解析：质点每秒的位置如图所示，前4s内的路程为s＝2m＋2m＋1m＋6m＝11m，第4s内的位移为x＝－2m－4m＝－6m，最后2s，即第3s末到第5s末的位移为x′＝－3m－4m＝－7m．故D正确，A、B、C错误．答案：D10．解析：位移是矢量，质点从A到B再到C的位移为－2m，路程为4m，选项A错误；质点从B到D的位移为－2m－2m＝－4m，路程为4m，选项B正确；质点到达D点时，其位置可用D点的坐标表示，即－2m，此时质点相对于A点的位移为－2m－1m＝－3m，选项C、D正确．答案：BCD11．解析：“2021年9月20日22时08分”是指时刻，故A错误；它们各自转一圈，其位移都为0，相等，故B正确；它们各自转一圈，其路程是各自所在轨道的周长，不相等，故C错误；交会对接时，要考虑它们的形状，不可以把它们看成质点，故D错误．答案：B12．解析：位移由运动的起点、终点决定，路程由实际路径决定，0.2～0.8s内小球从A→B→A→O，位移大小是7cm，方向向左，经过的路程是13cm，故A错误；0.4～0.8s内小球从B→A→O，位移大小是10cm，方向向左，经过的路程是10cm，故B正确；0.2～0.6s内小球从A→B→A，位移大小是零，经过的路程是6cm，故C错误；0.2～1.0s内小球从A→B→A→O→C，位移大小是14cm，方向向左，经过的路程是20cm，故D错误．答案：B13．解析：如图所示，楼梯倾角为45°，则知每层楼的高为2L，由A到B的位移大小x为图中虚线部分的长度，由勾股定理知，x＝eq\r(L2＋（2L）2)＝eq\r(5)L；人的路程为运动轨迹的总长度，所以路程为：L＋2eq\r(L2＋L2)＝L＋2eq\r(2)L，选项D正确．答案：D14．解析：起爆员撤离路径示意图如图所示，先向北跑100m，再向东跑50m，此时起爆员到爆破点的距离为eq\r(1002＋502)m<120m，没到安全区域，故A错误；先向北跑100m，再向东跑100m．此时起爆员距爆破点的距离为eq\r(1002＋1002)m>120m，已经到达安全区域，故B正确；先向北跑100m，再向东偏南45°跑100m，由几何关系可知，起爆员距爆破点的距离一定小于120m，没到安全区域，故C错误；先向西偏北45°跑100m，再向东偏北45°跑75m，起爆员此时距爆破点的距离为eq\r(1002＋752)m>120m，已经到达安全区域，故D正确．答案：BD综合检测卷一、选择题(本题共10小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.(四川眉山高一期末)关于运-20在机场滑行至停止的过程,下列说法正确的是()A.以地面为参考系,运-20是运动的B.运-20受到地面的摩擦力方向与飞机的运动方向相同C.地面受到运-20的压力,是地面发生形变造成的D.运-20速度越大越不容易停下,是因为速度越大惯性越大解析以地面为参考系,运-20是运动的,选项A正确;运-20受到地面的摩擦力方向与飞机的运动方向相反,选项B错误;地面受到运-20的压力,是运-20轮胎发生形变造成的,选项C错误;惯性只与质量有关,与速度无关,选项D错误。答案A2.如图所示,一小孩沿着长为l的斜坡自坡底A爬上坡顶B,不小心又滑到坡底A,则小孩往返过程中的路程和位移大小分别为()A.2l2l B.00 C.2l0 D.02l解析路程是小孩运动的路径的长度,为2l;小孩的初位置与末位置相同,所以位移为0,选项C正确。答案C3.(广东东莞高一月考)据报道,身体仅6mm长的沫蝉(一种昆虫)跳跃高度可达70cm,其跳跃能力超过了人们普遍认为的跳高冠军跳蚤。已知沫蝉竖直起跳时,加速度可达4000m/s2,重力加速度g取10m/s2,则沫蝉竖直起跳时对地面的压力与其体重的比值为()A.41∶1 B.401∶1C.400∶1 D.4001∶1解析设沫蝉的质量为m,由牛顿第二定律可得FN-mg=ma,解得FN=401mg,根据牛顿第三定律可得,沫蝉对地面的压力FN'=FN=401mg,所以沫蝉竖直起跳时对地面的压力与其体重的比值为FN'mg=答案B4.(浙江高一月考)一铁架台放于水平地面上,其上有一轻质细线悬挂一小球,开始时细线竖直,现将水平力F作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始终保持静止,则在这一过程中()A.细线拉力逐渐增大,铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大B.铁架台对地面的压力逐渐增大C.铁架台对地面的压力逐渐减小D.水平力F先变大后变小解析对小球受力分析,其受重力、线的拉力F拉及水平方向的拉力F,如图甲所示,因为缓慢运动,所以小球处于动态平衡状态,解得F=mgtanθ,F拉=mgcosθ,因为θ增大,则F、F拉都变大;将小球、线和铁架台看成一个整体,对其受力分析,如图乙所示,易得Ff=F,FN=(M+m)g,当F增大时,Ff增大,FN不变。故选项B、C、D错误答案A5.机器人从护士站到病区为患者运送生活物品,如图甲所示。某次运送物品过程,机器人沿直线运动的v-t图像如图乙所示,则()A.t=20s时机器人开始返回B.护士站与接收点之间的距离为120mC.全过程机器人平均速度为2m/sD.运送过程中物品在10~20s内受到的摩擦力最大解析在0~30s内,机器人的运动方向没有改变,故A错误;由图像可知,t=30s时,机器人到达接收点,图像与坐标轴围成的面积即为护士站与接收点之间的距离,x=12×(10+30)×6m=120m,故B正确;全过程机器人平均速度为v=xt=12030m/s=4m/s,故C错误;运送过程中,在10~20s内机器人做匀速运动,则物品也做匀速直线运动,故物品在10~20s答案B6.(辽宁营口高一期末)某笔记本电脑放在散热底座上,如图甲所示,为了获得更好的舒适度,由原卡位1调至卡位4(如图乙所示),电脑始终处于静止状态。则()A.电脑受到的支持力变小B.电脑受到的支持力不变C.电脑受到的合力变小D.散热底座对电脑的支持力与电脑对散热底座的压力是一对作用力和反作用力解析对电脑受力分析有FN=mgcosα,当角度减小时,电脑受到的支持力变大,A、B错误;电脑处于静止状态,所受合力为零,因此合力不变,C错误;散热底座对电脑的支持力与电脑对散热底座的压力是一对作用力和反作用力,D正确。答案D7.(江苏南京高一期末)机动车礼让行人已经成为一种普遍的自觉行为。某汽车正以10m/s的速度在公路上匀速直线行驶,驾驶员突然发现正前方15m处斑马线上有行人,于是刹车礼让,设汽车与驾驶员的总质量为2t,驾驶员的反应时间为0.5s,且汽车做匀减速运动恰好停止在斑马线前。下列说法不正确的是()A.汽车在驾驶员反应时间内的位移大小为5mB.汽车在减速过程中第2s内位移大小为10mC.从驾驶员发现斑马线上有行人到停下来共需2.5sD.汽车在减速过程中受到的阻力大小为1.0×104N解析汽车在驾驶员反应时间内的位移大小x1=v0·Δt=10×0.5m=5m,A正确;汽车在减速过程中,根据v02=2ax2,x1+x2=15m,解得a=5m/s2,减速的时间t1=v0a=2s,因此从驾驶员发现斑马线上有行人到停下来共需时间t=Δt+t1=2.5s,C正确;可以将减速过程倒过来看成匀加速运动,减速过程中第2s内位移大小相当于做匀加速运动第1s的位移,x=12at2=12×5×12m=2.5m,B错误;根据牛顿第二定律Ff=ma,可得汽车在减速过程中受到的阻力Ff=2×103×5N=1.0答案B8.(山东潍坊高一期中)如图所示,小球位于竖直空心管的最上端h处,管的内径大于小球直径。小球由静止释放,下落Δt后(此时小球未到管的最上端)由静止释放空心管,小球穿过管的时间为t,下列说法正确的是()A.减小Δt,t变小B.减小Δt,t变大C.Δt不变,增大h,t变大D.Δt不变,增大h,t不变解析在Δt时间内小球的末速度和位移分别为v球1=gΔt,x球1=12g(Δt)2,由于此时小球未到管的最上端,设经过t0小球到达管的最上端,有h-12g(Δt)2=gΔtt0+12gt02−12gt02,解得t0=ℎ-12g(Δt)2gΔt,则此时管的速度和小球的速度分别为v管=ℎ-12g(Δt)2Δt,v球2=gΔt+ℎ-12g(Δt2)Δt答案BD9.(山东济宁第二中学高一月考)如图所示,在水平天花板的A点固定一根竖直轻杆,杆的下端固定一滑轮O。一细线跨过滑轮,上端固定在天花板的B点,下端系一个重为G的物体,BO段细线与天花板的夹角为θ=30°。系统保持静止,不计一切摩擦。下列说法正确的是()A.细线对滑轮的作用力大小是GB.细线对滑轮的作用力大小是3C.细线BO对天花板的拉力大小是GD.细线BO对天花板的拉力大小是G解析对重物受力分析,受到重力和拉力FT,根据平衡条件,有FT=mg,同一根细线拉力处处相等,故细线对天花板的拉力也等于G,故C正确,D错误;对滑轮受力分析,受到细线的压力(等于两边细线拉力的合力),以及杆的弹力(向右上方的支持力),如图所示,根据平衡条件,结合几何关系,有F=FT=G,故A正确,B错误。答案AC10.(广西钦州浦北县月考)如图所示,水平传送带以恒定速度v向右运动,现将一小物体轻轻放在水平传送带的左端A处,物体先匀加速后匀速到达右端B处,且加速和匀速所用时间相等,已知A、B间距离为L,则()A.物体匀加速所用时间为LB.物体匀加速所用时间为2C.物体与传送带间的动摩擦因数为vD.物体与传送带间的动摩擦因数为3解析设物体做匀加速直线运动的时间为t,由题意可知,物体做匀速直线运动的时间也是t,物体从A到B的过程有L=v2t+vt,解得t=2L3v,故A错误,B正确;物体做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,则a=vt=v2L3v=3v22L,对物体答案BD二、实验题(本题共2小题,共18分)11.(10分)(江苏南京高一月考)用电磁打点计时器研究匀变速直线运动的实验中,打点计时器的工作频率为50Hz,某次记录小车运动情况的纸带如图所示,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。(1)根据运动学有关公式可求得vB=16.50cm/s,vC=cm/s,vD=26.30cm/s;

(2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v-t图线(以打A点时开始计时),并根据图线求出小车运动的加速度a=m/s2;(结果保留2位有效数字)

(3)图线与纵轴交点的纵坐标是cm/s,此速度的物理意义是。

解析(1)电磁打点计时器频率是50Hz,则每隔0.02s打一次点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,因此计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s。根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有vC=xBDtBD=1.90+2.38(2)在坐标系中描出相应各点,用平滑曲线连接,如图所示速度图像中斜率即加速度,所以a=k=ΔvΔt=0.363-0.165(3)图线与纵轴交点的纵坐标是11.60cm/s,此速度的物理意义是开始计时时小车的速度,即小车在A点的瞬时速度。答案(1)21.40(2)见解析图0.50(3)11.60开始计时时小车的速度(或小车在A点的瞬时速度)12.(8分)(福建三明高一期中)甲、乙两同学分别做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验,设计了如图(a)所示的实验装置。(1)乙同学做实验时,先把弹簧平放在桌面上用刻度尺测量弹簧原长,测弹簧长度时没有从零刻度开始,如图(b)所示,此时这个弹簧的长度L0是cm,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的F-x图线可能是下图所示图像的。

(2)甲同学在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码,待静止时,测出弹簧相应的总长度l,实验数据见下表:(弹力始终未超过弹性限度)弹簧总长度l/cm5.005.506.006.507.007.50弹力大小F/N00.20.40.60.81.0(c)甲根据这些实验数据,在给定的如图(c)所示的坐标纸上,作出了弹簧弹力大小与弹簧长度的关系图像;根据图像得该弹簧的劲度系数k为N/m;该弹簧的原长为cm。

解析(1)弹簧的长度为L0=41.0-25.0cm=16.0cm,实验中用横轴表示弹簧的伸长量x,纵轴表示弹簧的拉力F(即所挂重物的重力大小),当弹簧竖直悬挂时,由于自身重力的影响,弹簧会有一段伸长量,但此时所挂重物的重力为0(即F=0);因为在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与其所受的拉力成线性关系,故选C。(2)设弹簧的原长为l0,劲度系数为k,根据胡克定律可得F=k(l-l0)=kl-kl0,图线的斜率表示弹簧的劲度系数,则有k=ΔFΔx=40.0N/m,图线跟横轴交点的横坐标表示弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的原长,由图可知,原长为5答案(1)16.0C(2)40.05三、计算题(本题共3小题,共42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)13.(12分)(山东青岛高一期中)在某次跳水比赛中,一位运动员以v0=3m/s的速度从离水面10m高的平台向上跃起,起跳过程举起双臂直体离开台面,其重心位于从手到脚全长的中点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),重力加速度g取10m/s2,计算时可以把运动员看成全部质量集中在重心的一个质点。求:(