2020年高考物理一轮复习 第一单元 直线运动的概念和规律 第1讲 直线运动的概念和规律练习（含解析

直线运动的概念和规律直线运动是高中物理的重要章节,是整个物理学的基础内容之一,高考每年必考。本单元涉及“参考系、质点”一个Ⅰ级考点,“位移、速度和加速度概念”以及“匀变速直线运动及其公式、图象”两个Ⅱ级考点。直线运动的有关概念、规律是本章的重点,匀变速直线运动规律的应用及v-t图象是本章的难点。本部分内容呈现以下特点:(1)从考查力度来看,涉及本单元知识的考题,近几年全国高考中都有出现,大多数试题以选择题的形式出现,部分试题以计算题的形式出现,且往往结合图象进行分析。(2)从考查内容来看,本单元的考点要求较低,试题难度较小,高考试题中单独考查本单元知识的题目多以实际问题的形式出现,与现实生产、生活和现代科技的结合将更紧密,涉及内容将更广泛,与高科技相联系的情景也会有所增加。(3)从考查热点来看,x-t图象、v-t图象,追及、相遇、滑块—滑板模型等是高考命题的热点。要学会从图象的角度分析和解决问题。预测命题热点:一是考查对质点、位移、速度、加速度等基本概念与基本规律的理解和运用,通常以选择题的形式出现。二是考查研究匀变速直线运动的规律,以实验题的形式出现。三是重点考查匀变速直线运动规律的应用及v-t图象,既有选择题,也有计算题。命题动向:一是把对图象物理意义的理解和匀变速直线运动规律的应用综合在一个选择题中进行考查。二是题型向着综合计算题的方向发展。第1讲直线运动的概念和规律1对质点的理解(1)定义:用来代替物体的有质量的物质点叫作质点。(2)质点的基本属性:①只占有位置而不占有空间。②具有物体的全部质量。(3)物体能否被看成质点是由所研究问题的性质决定的。物体的大小和形状,相对所研究的问题可以忽略时,物体就可看成质点。(4)一个物体能否被看成质点跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。如研究地球的公转时,地球可视为质点。1.1(2018福州四中一模)下列几种情况下,可将被研究的物体当作质点来处理的是()。A.研究正在吊起货物的起重机B.研究坐在翻滚过山车中小孩的坐姿C.测量太空中绕地球飞行的宇宙飞船的周期时D.研究房门的运动【答案】C1.2(2019杭州桐庐中学月考)2022年第19届亚洲运动会将在杭州举行,下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的是()。A.在体操比赛中研究运动员的转动情况时B.马术比赛中研究马腿的姿势时C.跆拳道比赛中研究运动员动作时D.划艇比赛中研究划艇在湖中的位置时【答案】D2对参考系的理解(1)定义:在描述一个物体的运动时,选来作为参考的假定不动的另一物体叫作参考系。(2)参考系的性质。①标准性:被选作参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的。②统一性:在比较不同物体的运动时,应选择同一参考系。③任意性:参考系的选取是任意的,研究同一个物体的运动可以选择不同的物体作参考系。④差异性:同一运动选择不同的物体作参考系,观察的结果可能相同,也可能不同。2.1(2019武汉一月联考)(多选)北京时间6月7日晚,2018年第21届国际泳联跳水世界杯在武汉体育中心游泳馆结束了第四个比赛日的争夺,在女子双人10m台决赛中,中国组合张家齐与掌敏洁获得冠军。如图所示为运动员在双人10m台比赛中的画面,若两人同时从最高点开始跳水,研究她们完成动作后竖直下落的过程,下列说法正确的是()。A.以跳台为参考系,两人是静止的B.两人在下落过程中,感觉水面在上升C.以张家齐为参考系,掌敏洁是静止的D.以掌敏洁为参考系,跳台向下运动【答案】BC2.2(2018郑州质检)下列情景中,加点标示的物体的运动,不以地面为参考系的是()。A.太阳．．东升西落B.轻舟．．已过万重山C.骏马．．在草原上奔驰D.巍巍青山．．两岸走【答案】D3时刻和时间、路程和位移在时间轴上,时刻用一个点表示,时间用一段线段表示。生活中所说的“时间”,有时是指时刻,有时是指时间间隔,要根据上下文的物理情景来确定。【温馨提示】(1)时间间隔=末时刻-初时刻。时刻没有时间长度。(2)路程和位移的定义:位移表示质点位置的变动,它是质点由初位置指向末位置的有向线段;路程等于质点运动轨迹的长度。(3)路程和位移的区别:位移是矢量,方向由初位置指向末位置;路程是标量,没有方向。(4)路程和位移的联系:在单向直线运动中,位移的大小等于路程;在其他情况下,位移的大小小于路程。3.1(2019黑龙江鸡西市一中月考)(多选)2018年9月24日,中国北疆最长快速铁路——哈尔滨至佳木斯铁路载客试运行,线路全长344公里,设计时速200公里。当日8时30分,首列列车从哈尔滨西站出发,前往佳木斯。下列说法正确的是()。A.“9月24日8时30分”指的是时刻B.“9月24日8时30分”指的是时间C.“200公里”指的是列车的位移D.“200公里”指的是列车的路程【答案】AD3.2(2019合肥八校联考)如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门芯位移的大小为()。A.πRB.2RC.2πRD.R√π2【答案】D4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。(3)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。4.1(2018深圳九月模拟)“中国飞人”谢震业在2017年全运会男子百米决赛中夺冠。假设你在运动会上百米赛跑的成绩是14s,整个过程可分为3个阶段:第一阶段前进14m,平均速度是7m/s;第二阶段用时7s,平均速度为8m/s。可算出第三阶段的平均速度是()。A.8m/sB.7.5m/sC.6m/sD.5.5m/s【答案】C5加速度与速度及速度变化量的关系(1)速度是运动状态量,对应于某一时刻(或某一位置)的运动快慢和方向。(2)速度变化量Δv=v-v0是运动过程量,对应于某一段时间(或发生某一段位移),若取v0为正,则Δv0表示速度增加,Δv0表示速度减小,Δv=0表示速度不变。(3)加速度a=ΔΔ也称为“速度变化率”,表示在单位时间内的速度变化量,反映了速度变化的快慢。【温馨提示】加速度是描述速度变化快慢的物理量,但加速度的方向与速度的方向不一定相同,加速度的大小与速度的大小也没有必然的联系。只要速度在变化,无论速度多小,都有加速度;只要速度不变化,无论速度多大,加速度总是零。只要速度变化快,物体的加速度就大,无论此时速度是大、是小或是零。5.1(2019贵阳八中月考)(多选)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/s01234v1/(m·s-1)18.017.517.016.516.0v2/(m·s-1)9.811.012.213.414.6A.火车的速度变化较慢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【答案】AD5.2(2019郑州六校联考)关于物体的运动,下列情况不可能．．．的是()。A.物体运动的加速度等于零,而速度却不等于零B.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小C.物体具有向东的加速度,而速度的方向却向西D.物体做直线运动,加速度方向改变而速度不变【答案】D6匀变速直线运动的规律(1)匀变速直线运动:沿一条直线且加速度不变的运动。(2)特点:运动轨迹是直线。任意单位时间内速度的变化量Δv相等,即速度是均匀变化的。【易错警示】在匀变速直线运动中,质点加速度的大小、方向都不变,但不能说a与Δv成正比或与Δt成反比,加速度a由Δv和Δt的比值来量度。任意相等的时间内速度的增量相同,这里包括速度增量的大小和方向。(3)匀变速直线运动的基本规律。①速度公式:v=v0+at。②位移公式:x=v0t+2at2。③位移速度关系式:v2-02=2ax。【温馨提示】除时间t外,x、v0、v、a均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v0的方向为正方向。6.1(2019长沙县一中模拟)做匀加速直线运动的列车出站时,车头经过站台时的速度为1m/s,车尾经过站台的速度为7m/s,则车身中部经过站台的速度为()。A.3.5m/sB.4.0m/sC.5.0m/sD.5.5m/s【答案】C6.2(2019天津宁河区月考)一质点从A点以v0=3m/s的初速度开始做匀加速直线运动,随后依次经过B、C两点,已知AB段、BC段的距离分别为5m、9m,且质点经过AB段、BC段时速度的增加量相等,则()。A.质点的加速度大小为2m/s2B.质点从A点运动到C点历时3sC.质点在C点的速度大小为11m/sD.质点在B点的速度大小为6m/s【答案】C7匀变速直线运动的三个推论(1)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初、末时刻速度矢量和的平均值,还等于中间时刻的瞬时速度。平均速度公式:=02=2。(2)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等。即x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2。(3)位移中点速度2=√0222。7.1(2019四川大邑模拟)一小球沿斜面以恒定的加速度滚下,小球依次通过A、B、C三点,已知AB=12m,BC=20m,小球通过AB、BC所用的时间均为2s,则小球通过A、B、C三点的速度分别为()。A.6m/s、8m/s、10m/sB.0m/s、4m/s、8m/sC.2m/s、4m/s、6m/sD.4m/s、8m/s、12m/s【答案】D8初速度为零的匀加速直线运动的三个重要推论(1)1T末,2T末,3T末,…,nT末的瞬时速度之比v1∶2∶3∶…∶n=1∶2∶3∶…∶n。(2)1T内,2T内,3T内,…,nT内的位移之比x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2。(3)第1个T内,第2个T内,第3个T内,…,第n个T内的位移之比Δx1∶Δx2∶Δx3∶…∶Δxn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)。8.1(2019吉林市一中联考)一个物体做末速度为零的匀减速直线运动,比较该物体在减速运动的倒数第3m、倒数第2m、最后1m内的运动,下列说法中正确的是()。A.经历的时间之比是1∶2∶3B.平均速度之比是3∶2∶1C.平均速度之比是1∶(√2-1)∶(√-√2)D.平均速度之比是(√+√2)∶(√2+1)∶1【答案】D9自由落体运动(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。(2)物体做自由落体运动的条件:①物体只受重力作用。②物体的初速度等于零。(3)运动性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。(4)基本规律:①速度公式:v=gt。②位移公式:h=2gt2。③速度与位移关系式:v2=2gh。9.1(2019浙江温州中学期末)假设一位同学在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为2kg的物体从一定的高度自由下落,测得在第5s内的位移是18m,则()。A.物体在2s末的速度大小是20m/sB.物体在第5s内的平均速度大小是3.6m/sC.物体在前2s内的位移大小是20mD.物体在5s内的位移大小是50m【答案】D10竖直上抛运动(1)运动特点:加速度为g,上升阶段做匀减速运动,下降阶段做自由落体运动。(2)运动性质:匀减速直线运动。(3)基本规律:①速度公式:v=v0-gt。②位移公式:h=v0t-2gt2。【温馨提示】(1)物体上升到最高点时速度虽为零,但并不处于平衡状态。(2)可以对全过程直接应用匀变速直线运动的基本公式,但要注意各物理量的方向。10.1(2019湖南桃源一中模拟)(多选)竖直上抛的物体,又落回抛出点,不计空气阻力,关于物体的运动,下列说法中正确的是()。A.上升过程和下落过程的时间相等,位移相同B.物体到达最高点时,速度为零,加速度也为零C.整个过程中,任意相等时间内物体的速度变化量均相同D.不管