专题1-1 描述运动的基本概念-2018年高考物理热点题型和提分秘籍

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文档介绍

专题1-1 描述运动的基本概念-2018年高考物理热点题型和提分秘籍

‎【高频考点解读】‎ 近几年对直线运动单独命题较多,直线运动毕竟是基础运动形式,所以一直是高考热点,对本章内容的考查则以图像问题和运动学规律的应用为主,题型通常为选择题,分值一般为6分。 将会越来越突出地考查运动规律、运动图像与实际生活相结合的应用,在复习中应多加关注。 ‎ ‎【热点题型】‎ 热点题型一 参考系 例1、 (多选)下列关于飞机运动情况的说法正确的是(  )‎ A.地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系 B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系 C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的 D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的 答案:ABC ‎【提分秘籍】‎ ‎1.由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言的,在没有特殊说明的情况下,一般选大地作为参考系。‎ ‎2.在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。‎ ‎3.对于复杂运动的物体,应选取能最简单描述物体运动情况的物体为参考系。‎ ‎ ‎ ‎【举一反三】 如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是 (  )‎ A.大地          B.太阳 C.滑板运动员 D.步行的人 答案:C ‎ 热点题型二 位移和路程 例2、关于位移和路程,下列说法正确的是 (  )‎ A.在某一段时间内物体运动的位移为零,则该物体一定是静止的 B.在某一段时间内物体运动的路程为零,则该物体一定是静止的 C.在直线运动中,物体的位移大小一定等于其路程 D.在曲线运动中,物体的位移大小可能等于路程 解析:物体运动了一段时间后又回到出发点,位移为零,选项A错误;物体不运动,则它的路程一定为零,反之物体在某一段时间内运动的路程为零,则它一定静止,选项B正确;物体只有做单向直线运动时,其位移大小才等于路程,选项C、D错误。‎ 答案:B ‎ ‎【提分秘籍】 ‎ 位移x ‎ 路程s ‎ 物理意义 ‎ 描述物体位置的变化 ‎ 表示物体运动轨迹的长度 ‎ 决定因素 ‎ 由始、末位置决定 ‎ 由实际的运动路径决定 ‎ 运算规则 ‎ 矢量的平行四边形定则 ‎ 标量的代数运算 ‎ 大小关系 ‎ x≤s ‎ ‎【举一反三】 (多选)在机器人大赛中,某机器人在平面内由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3,1),然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4),然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5),最后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2),平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为1 m。整个过程中机器人所用时间是2 s, 则 (  )‎ A.机器人的运动轨迹是一条直线 B.机器人不会两次通过同一点 C.整个过程中机器人的位移大小为2 m D.整个过程中机器人的位移与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反 答案:CD ‎ 热点题型三 平均速度和瞬时速度 例3.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,正确的措施是 (  )‎ A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度 C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角 解析:表示的是Δt时间内的平均速度,遮光条的宽度Δx越窄,则记录遮光时间Δt越小,越接近滑块通过光电门时的瞬时速度,选项A正确。‎ 答案:A ‎ ‎【变式探究】一质点沿直线Ox方向做减速直线运动,它离开O点的距离x 随时间变化的关系为x=6t-2t3(m),它的速度v随时间t变化的关系为v=6-6t2(m/s),则该质点在t=2 s时的瞬时速度和t=0到t=2 s间的平均速度、平均速率分别为 (  )‎ A.-18 m/s、-2 m/s、6 m/s B.-18 m/s、-2 m/s、2 m/s C.-2 m/s、-2 m/s、-18 m/s D.-18 m/s、6 m/s、6 m/s 答案:A ‎ ‎【提分秘籍】‎ ‎ 1.平均速度与瞬时速度的区别与联系 ‎(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。‎ ‎(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度。‎ ‎2.平均速度与平均速率的区别 平均速度的大小不能称为平均速率,因为平均速率是路程与时间的比值,只有当路程与位移的大小相等时,平均速率才等于平均速度的大小。‎ ‎3.计算平均速度时应注意的两个问题 ‎(1)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关,求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度。‎ ‎(2)=是平均速度的定义式,适用于所有的运动。‎ ‎【举一反三】 ‎ 如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1 s、2 s、3 s、4 s。下列说法不正确的是 (  )‎ A.物体在AB段的平均速度为1 m/s B.物体在ABC段的平均速度为 m/s C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度 D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度 ‎【解析】由=可得:AB= m/s=‎1 m/s,AC= m/s,故A、B均正确;所选取的过程离A点越近,其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度,故C正确;由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程,故B点虽为中间时刻,但其速度不等于AC段的平均速度,D错误。‎ ‎【答案】D ‎【方法技巧】极限法 ‎1.方法理解:如果把一个复杂的物理全过程分解成几个小过程,且这些小过程的变化是单一的,选用极限法能使求解过程简单、直观。‎ 极限法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续、单调变化(单调增大或单调减小)的情况。‎ ‎2.方法应用:用极限法求瞬时速度和瞬时加速度 ‎(1)公式v=中当Δt→0时v是瞬时速度。‎ ‎(2)公式a=中当Δt→0时a是瞬时加速度。‎ 热点题型四 速度和加速度 例4、下面关于加速度的描述中正确的有 (  )‎ A.加速度描述了物体速度变化的多少 B.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化量 C.当加速度与位移方向相反时,物体做减速运动 D.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动 ‎【答案】B ‎【提分秘籍】‎ ‎(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系。‎ ‎(2)速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间共同决定。‎ ‎(3)速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的。‎ ‎【举一反三】 ‎ 如图所示,小球以v1=3 m/s的速度水平向右运动,碰一墙壁经Δt=0.01 s后以v2=2 m/s的速度沿同一直线反向弹回,小球在这0.01 s内的平均加速度是 (  )‎ A.100 m/s2,方向向右 B.100 m/s2,方向向左 C.500 m/s2,方向向左 D.500 m/s2,方向向右 解析:取水平向左为正方向,则v1=-‎3 m/s,v2=‎2 m/s,由加速度的定义式可得:a== m/s2=‎500 m/s2,方向水平向左,故只有C项正确。‎ 答案:C ‎ ‎【高考风向标】‎ ‎ ‎ ‎1.[2016·浙江卷] 如图13所示为一种常见的身高体重测量仪.测量仪顶部向下发射波速为v 的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔.质量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比.当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学的身高和质量分别为(  )‎ 图13‎ A.v(t0-t),U ‎ B.v(t0-t),U C.v(t0-t),(U-U0) ‎ D.v(t0-t),(U-U0)‎ ‎【答案】D ‎ ‎2.【2015·广东·13】甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动,前1小时内的位移-时间图像如图3所示,下列表述正确的是 A.0.2~0.5小时内,甲的加速度比乙的大 B.0.2~0.5小时内,甲的速度比乙的大 C.0.6~0.8小时内,甲的位移比乙的小 D.0.8小时内,甲、乙骑车的路程相等 ‎【答案】B 在0~0.8小时内,甲先从0坐标位置运动至10km坐标位置,乙先从0坐标位置运动至8km坐标位置,两者再返回至同一位置,显然两者运动的路程不等,甲运动的路程比乙的大4km,故选项D错误。‎ ‎3.【2015·浙江·15】如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间,测得遮光条的宽度为,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是 A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度 C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角 ‎【答案】A ‎【解析】平均速度近似等于瞬时速度,应用了极限思想,即在的情况下近似看做平均速度,所以要使得更接近通过光电门的瞬时速度,需要缩短通过时间,即换用宽度更窄的遮光条,A正确;提高测量遮光条宽度的精确度,不能缩短Δt,B 错误;使滑块的释放点更靠近光电门,则Δt变长,C错误;增大气垫导轨与水平面的夹角,在滑块的释放点距离光电门比较近的情况下,不能明显缩短Δt,D不可行。‎ ‎4.【2014·天津卷】质点做直线运动的速度—时间图象如图所示,该质点 A.在第1秒末速度方向发生了改变 B.在第2秒末加速度方向发生了改变 C.在前2秒内发生的位移为零 D.第3秒和第5秒末的位置相同 ‎【答案】D ‎5.【2014·广东卷】如图所示是物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体 A.第1s内和第3s内的运动方向相反 ‎ B.第3s内和第4s内的加速度相同 C.第1s内和第4s内的位移大小不相等 D.0-2s和0-4s内的平均速度大小相等 ‎【答案】B ‎【解析】第1s内向正方向做匀加速运动,第2s内向正方向做匀减速运动,第3s内向正方向做匀减速运动,第4s内向反方向做匀加速运动,A错误,斜率不变,第3s内和第4s内的加速度相同,B正确;第1s内和第4s内的位移大小相等,C错误;0-2s和0-4s内的位移大小相等,但时间不同,所以平均速度大小不同,D错误。‎ ‎6.【2014·新课标全国卷Ⅱ】甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图象如图所示。在这段时间内 A.汽车甲的平均速度比乙大 B.汽车乙的平均速度等于 C.甲乙两汽车的位移相同 D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大 ‎【答案】A ‎【解析】在t=0到t=t1的时间内,甲车的位移大于乙车,汽车甲的平均速度比乙大,A正确,C错误;汽车乙的平均速度不等于],B错误;甲乙两车的加速度大小均逐渐减小,D错误。‎ ‎【高考冲刺】‎ ‎ 1.关于质点,下列说法中正确的是(  )‎ A.质点是实际存在的 B.因为质点没有大小,所以与几何中的点没有区别 C.研究运动员在‎3000米长跑比赛中运动的快慢时,该运动员可看作质点 D.欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时,可以把芭蕾舞表演者看作质点 ‎【答案】C ‎2.(多选)关于时刻和时间,下列说法中正确的是(  )‎ A.1秒很短,所以1秒表示时刻 B.第3秒是指一个时刻 C.12秒80是男子‎110米栏最新世界纪录,这里的12秒80是指时间 D.‎2012年5月28日10点22分,唐山发生4.8级地震,这里的10点22分指时刻 ‎【解析】时刻是时间轴上的一个点,没有长短之分,1秒在时间轴上是一段,表示的是时间,所以A选项错误;如图所示,第3秒是1秒的时间,是时间的概念,而第3秒初和第3秒末是时刻概念,所以B选项错误;12秒80对应了‎110米,是“段”的概念,表示时间,所以C选项正确;10点22分在时间轴上是一个点,指的是时刻,所以D选项正确.‎ ‎【答案】CD ‎3.下列说法正确的是(  )‎ A.高速公路上限速牌上的速度值是指平均速度 B.运动员在处理做香蕉球运动的足球时,要将足球看成质点 C.运动员的链球成绩是指链球从离开手到落地的位移大小 D.选取不同的参考系,同一物体的运动轨迹可能不同 ‎【答案】D ‎4.以下说法中正确的是(  )‎ A.做匀变速直线运动的物体,t s内通过的路程与位移的大小一定相等 B.质点一定是体积和质量极小的物体 C.速度的定义式和平均速度公式都是v=,因此速度就是指平均速度 D.速度不变的运动是匀速直线运动 ‎【解析】只有做单向直线运动的物体,t s内通过的路程与位移的大小才一定相等,选项A错误;质点不一定是体积和质量极小的物体,选项B错误;速度的定义式和平均速度公式都是v=,但是速度是指平均速度在时间趋近于零时的极限值,即瞬时速度选项C错误;速度不变的运动是匀速直线运动,选项D正确.‎ ‎【答案】D ‎5.(多选)两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出).从出发到相遇的过程中,描述两人运动情况的物理量相同的是(  )‎ A.速度 B.位移 C.路程 D.平均速度 ‎【答案】BCD ‎ ‎6.一质点沿直线Ox方向做变速运动,它离开O点的距离x随时间t变化的关系为x=(5+2t3)m,它的速度随时间t变化的关系为v=6t‎2 m/s,该质点在t=0到t=2 s间的平均速度和t=2 s到t=3 s间的平均速度的大小分别为(  )‎ A.‎12 m/s ‎39 m/s B.‎8 m/s ‎38 m/s C.‎12 m/s ‎19.5 m/s D.‎8 m/s ‎13 m/s ‎【解析】平均速度=,t=0时,x0=‎5 m;t=2 s时,x2=‎21 m;t=3 s时,x3=‎59 m.故1==‎8 m/s,2==‎38 m/s.‎ ‎【答案】B ‎7.如图所示,为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为‎3.0 cm的遮光板.滑块向右匀加速直线运动依次通过两个光电门A和B.光电门上的黑点处有极细的激光束,当遮光板挡住光束时开始计时,不遮挡光束时停止计时.现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1=0.30 s,通过第二个光电门所用的时间为Δt2=0.10 s,光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt3=0.30 s,则滑块的加速度应为(  )‎ A.‎0.67 m/s2 B.‎0.14 m/s2‎ C.‎0.40 m/s2 D.‎0.22 m/s2‎ ‎【解析】遮光板通过第一个光电门的平均速度v1== m/s=‎0.1 m/s,这个速度就是滑块通过第一个光电门中间时刻的速度,即计时0.15 s时的瞬时速度;遮光板通过第二个光电门的平均速度v2== m/s=‎0.3 m/s,这个速度就是通过第二个光电门中间时刻的速度,即第二个光电门计时0.05 s时的瞬时速度;因此加速度a== m/s2=‎0.40 m/s2,因此C正确.‎ ‎【答案】C ‎8.(多选)如右图所示,一个人沿着一个圆形轨道运动,由A点开始运动,经过半个圆周到达B点.下列说法正确的是(  )‎ A.人从A到B的平均速度方向由A指向B B.人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向 C.人在B点的瞬时速度方向由A指向B D.人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向 ‎【答案】AD ‎9.‎ 在街头的理发店门口,常可以看到有这样的标志:一个转动的圆筒,外表有彩色螺旋斜条纹,我们感觉条纹在沿竖直方向运动,但实际上条纹在竖直方向并没有升降,这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉.如右图所示,假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带,相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)为L=‎10 cm,圆筒沿逆时针方向(从俯视方向看),以2 r/s的转速匀速转动,我们感觉到的升降方向和速度大小分别为(  )‎ A.向上 ‎10 cm/s B.向上 ‎20 cm/s C.向下 ‎10 cm/s D.向下 ‎20 cm/s ‎【解析】当圆筒沿逆时针方向转动时,感觉彩色斜条纹向下移动且每个周期下移距离为L=‎10 cm,转动周期T= s,故感觉条纹下降速度v==‎20 cm/s,D正确.‎ ‎【答案】D ‎10. (多选)一质点沿一边长为‎2m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 ‎ 世纪金榜导学号42722004(  )‎ A.第2 s末的瞬时速度是‎1 m/s B.前2 s内的平均速度为‎2‎‎2‎ m/s C.前4 s内的平均速率为‎0.5 m/s D.前2 s内的平均速度为‎2 m/s ‎【答案】A B ‎11.如图所示为高速摄像机拍摄的子弹射过扑克牌的照片,已知子弹穿过扑克牌的时间大约为6.25×10-5s,试估算子弹穿过扑克牌的平均速度约为 (  )‎ ‎ ‎ A‎.8 m/s   B‎.80 m/s   C‎.800 m/s   D.8 ‎000 m/s ‎【解析】由于扑克牌宽度约‎5 cm,子弹头长度约‎1.5 cm,子弹头穿过扑克牌所走位移为x=‎5 cm+‎1.5 cm=‎6.5 cm,所以子弹头穿过扑克牌的平均速度为v= =‎6.5×1‎‎0‎‎-2‎‎6.25×1‎‎0‎‎-5‎ m/s=1.04×‎103m/s,故C正确。‎ ‎【答案】C。‎ ‎12.(多选)下列有关速度和加速度的说法中正确的是 (  )‎ A.物体的速度变化量越小,加速度越小 B.物体的速度变化越快,加速度越大 C.在匀减速直线运动中,物体的加速度必定为负值 D.加速度在减小,速度可能在增大 ‎【解析】加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,与速度变化大小无关,故A错误,B正确;在匀减速直线运动中,加速度方向与初速度方向相反,如果选取初速度的方向为负方向,则加速度为正值,故C错误;物体做加速度减小的加速运动时,速度在增大,故D正确。‎ ‎【解析】BD ‎13.(多选)下列说法正确的是 (  )‎ A.研究运动员的跳水动作时,可以将运动员看成质点 B.研究运动员与跳板接触过程中跳板的弯曲情况时,可将运动员看成质点 C.为了提高训练成绩,不管分析什么问题,都不能把运动员看成质点 D.能否把运动员看成质点,应根据研究问题而定 ‎【解析】BD 14.关于速度、速度的变化和加速度的关系,下列说法中正确的是 (  )‎ A.物体加速度增大,速度一定越来越大 B.速度变化的方向为正,加速度的方向不一定为正 C.速度越来越大,加速度不可能越来越小 D.加速度可能既不与速度同向,也不与速度反向 ‎【解析】当物体加速度与速度方向相反时,物体做减速运动,此时加速度增大,物体的速度仍在减小且减小得更快,故A错误;物体加速度的方向就是物体速度变化的方向,故B错误;当物体的加速度与速度方向相同时物体做加速运动,加速度减小时物体的速度仍在增加,只是增加得慢了,故C错误;加速度的方向与物体速度变化的方向相同,与速度的方向不一定相同,如曲线运动的加速度方向,故D正确。‎ ‎【解析】D ‎15.打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测量情况如图所示,纸带在A、C间的平均速度为________m/s,在A、D间的平均速度为______m/s,B点的瞬时速度更接近于______m/s.‎ ‎【解析】A、C间的位移为Δx1=‎1.40 cm,A、C间的时间间隔为Δt1=0.04 s,所以A、C间的平均速度为1== m/s=‎0.35 m/s.A、D间的位移为Δx2=‎2.50 cm,A、D间的时间间隔为Δt2=0.06 s,所以A、D间的平均速度为2== m/s=‎0.42 m/s.B点的瞬时速度更接近1.[来源:]‎ ‎【答案】0.35 0.42 0.35‎ ‎16.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=‎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,就会达到这一数值.试问:‎ ‎(1)一辆以72 km/h的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路边的大货车上,设大货车没有被撞动,汽车与大货车的碰撞时间为2.0×10-3 s,汽车驾驶员是否有生命危险?‎ ‎(2)若汽车内装有安全气囊,缓冲时间为1×10-2 s,汽车驾驶员是否有生命危险?‎ ‎【解析】选汽车运动的方向为正方向,v0=‎72 km/h=‎20 m/s.‎ ‎(1)汽车的加速度 a== m/s2=-‎104 m/s2‎ 因加速度大小为104 m/s2>500g,‎ 所以驾驶员有生命危险.‎ ‎(2)在装有安全气囊的情况下驾驶员的加速度 a′== m/s2=-‎2000 m/s2‎ 因加速度大小为2000 m/s2<500g,所以驾驶员无生命危险.‎ ‎【答案】(1)有生命危险 (2)无生命危险 ‎17.在一次海上军事演习中,一艘鱼雷快艇以‎30 m/s的速度追击前面同一直线上正在逃跑的敌舰.当两者相距L0=‎2 km时,以‎60 m/s的速度发射一枚鱼雷,经过t1=50 s,艇长通过望远镜看到了鱼雷击中敌舰爆炸的火光,同时发现敌舰仍在继续逃跑,于是马上发出了第二次攻击的命令,第二枚鱼雷以同样速度发射后,又经t2=30 s,鱼雷再次击中敌舰并将其击沉.求第一枚鱼雷击中前后,敌舰逃跑的速度v1、v2分别为多大?‎ ‎【解析】设发射鱼雷的速度为v=‎60 m/s,快艇追击速度为v0,第一枚鱼雷击中前,敌舰逃跑的速度v1,当鱼雷快艇与敌舰相距L0=‎2 km时,发射第一枚鱼雷,在t1=50 s击中敌舰,则有 ‎(v-v1)t1=L0,代入数据 解得v1=20 m/s 击中敌舰时,鱼雷快艇与敌舰的距离为L′=L0+v1t1-v0t1=1500 m 马上发射第二枚鱼雷,击中后敌舰的速度为v2,经t2=30 s,鱼雷再次击中敌舰,则有(v-v2)t2=L′,代入数据,解得v2=10 m/s.‎ ‎【答案】20 m/s ‎10 m/s ‎ ‎ ‎ ‎
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