第01講 運動的描述（含答案解析）-【學考復習】2024年高中物理學業(yè)水平考試考點歸納與測試（江蘇專用）

第01講運動的描述第一課時質點參考系時間位移了解質點、參考系、時間、位移。考點一、質點1．定義：在某些情況下，可以忽略物體的大小和形狀，把它簡化為一個具有質量的點，這樣的點叫作質點。2．對質點模型的理解（1）質點是一種“理想化模型”，它是對實際物體的一種科學抽象，實際中并不存在。（2）質點不同于幾何中的“點”，它是忽略了物體的大小和形狀的有質量的點，而幾何中的“點”僅僅表示空間中的某一位置。其突出特點是“具有質量”和“占有位置”，但沒有大小，它的質量就是它所代替的物體的質量。（3）質點沒有體積，因而質點是不可能轉動的。但轉動的物體不一定不能看成質點。如研究地球的自轉，輪胎的轉動，砂輪的轉動等等。（3）質點不一定是很小的物體，很大的物體也可簡化為質點。如地球是很大的，但在研究其繞太陽公轉時可把它看做質點，研究地球的自轉時則不能看成質點。（4）同一個物體有時可以看作質點，有時又不能看作質點，要具體問題具體分析。如研究一列火車從北京到上海的運行時間時，可把火車看成質點，而研究整列火車經(jīng)過某一路標所用時間，顯然要考慮火車的長度，這時就不能把火車看成質點。3．物體可以看成質點的條件：一個物體能否看成質點是由問題的性質決定的。（1）物體的大小和形狀對所研究的問題無影響，或者有影響但可以忽略不計，則可將物體看成質點。（2）當物體上各部分的運動情況完全相同時，物體上任何一點的運動情況都能反映該物體的運動，一般可看成質點。（3）物體有轉動，但相對于平動而言可以忽略其轉動時，可把物體看成質點?！咎貏e提醒】物體能否被視為質點，不是取決于物體大小，而是看物體的形狀和大小對研究問題的結果的影響是否可忽略。同一物體在不同的問題情景中有的可視為質點，有的則不能視為質點?！镜湫皖}例1】關于下列情況中的物體可否看作質點，判斷正確的是A．研究一列火車通過南京長江大橋的時間，火車可視為質點B．分析高射炮彈的軌跡長度，炮彈可視為質點C．研究地球的自轉，地球可視為質點D．分析跳高運動員的過桿技術，運動員可視為質點【答案】B【解析】研究一列火車通過南京長江大橋的時間時，火車長度相對于大橋長度不能忽略，不能看成質點，A錯誤，研究地球的自轉時，地球各部分的運動情況不一樣，所以不能看成質點，C錯誤；分析跳高運動員的過桿技術時，不能忽略運動員的動作，D錯誤，分析高射炮彈的軌跡長度時，炮彈大小可以忽略，B正確。【典型題例2】下面關于質點的說法正確的是A．原子核很小，所以可以當作質點B．太陽很大，所以不可以當作質點C．研究火星的自轉時，可把火星當作質點D．研究地球的公轉時，可把地球當作質點【答案】D【解析】物體能否看做質點，不在于它本身的大小，而是由所研究的問題性質決定的，本題只有D選項正確?！镜湫皖}例3】觀察圖所示四幅圖，對圖中各運動物體的描述正確的是A．圖①中研究投出的籃球運動路徑時不能將籃球看成質點B．圖②中觀眾欣賞體操表演時不能將運動員看成質點C．圖③中研究地球繞太陽公轉時不能將地球看成質點D．圖④中研究子彈射穿蘋果的時間時可將子彈看成質點【答案】B【解析】在研究籃球的運動路徑和地球繞太陽公轉時，籃球和地球的大小、形狀可以忽略，可以將其看成質點；觀眾在欣賞體操表演和研究子彈射穿蘋果的時間時，運動員和子彈的大小、形狀均不能被忽略，不能將其看成質點，綜上所述應選擇B。考點二、參考系1．定義：在描述一個物體的運動時，必須選擇另外的一個物體作為標準，這個被選來作為標準的物體叫做參考系。一個物體一旦被選做參考系就必須認為它是靜止的。2．四個特性：（1）標準性：某物體被選作參考系后，就認為該物體是靜止的，其他物體的運動情況就以該物體為參考標準進行分析。（2）任意性：參考系的選取是任意的，任何物體都可以選作參考系，但不能選研究對象為參考系。（3）相對性：對于同一個物體，選擇不同的參考系，觀察結果可能會有所不同。（4）統(tǒng)一性：比較不同物體的運動應選擇同一個參考系。3．選擇原則：以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則。例如研究火車上物體的運動時，一般選取火車作為參考系；研究地面上物體的運動時，一般選取地面或相對于地面靜止的物體作為參考系。在比較不同物體的運動時，應選擇同一參考系?！镜湫皖}例4】火炬?zhèn)鬟f是各種重大體育賽事的重要環(huán)節(jié)。在某次運動會火炬?zhèn)鬟f中，觀察到同一地點的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰如圖所示。關于甲、乙兩火炬手相對于靜止旗桿的運動情況，下列說法中正確的是A．甲、乙兩火炬手一定都在向右運動B．甲、乙兩火炬手一定都在向左運動C．甲火炬手一定向右運動，乙火炬手一定向左運動D．甲火炬手可能停止了運動，乙火炬手一定向左運動【答案】D【解析】根據(jù)旗幟的飄動情況可知風向左吹。甲火炬手所傳遞的圣火火焰向左飄，所以甲火炬手相對于旗桿可能靜止，也可能向右運動，還可能向左運動，但此時的運動速度比風速??；乙火炬手所傳遞的圣火火焰向右飄，表明乙火炬手相對于旗桿一定向左運動，且運動速度比風速大。選項D正確?！镜湫皖}例5】我們描述某個物體運動時，總是相對一定的參考系而言的，下列說法正確的是A．我們說“太陽東升西落”，是以太陽為參考系的B．我們說“地球圍繞太陽轉”，是以地球為參考系的C．我們說“同步衛(wèi)星在高空靜止不動”，是以太陽為參考系的D．坐在火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面向他飛奔而來，乘客是以火車或他自己為參考系的【答案】D【解析】“太陽東升西落”是相對于我們居住的地球而言，是以地球為參考系的，所以A不正確；“地球圍繞太陽轉”是以太陽為參考系的，所以B不正確；“同步衛(wèi)星在高空靜止不動”是相對于地球而言的，是以地球為參考系的，所以C不正確；火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面向他飛奔而來，是以火車或他自己為參考系的，所以D正確?！镜湫皖}例6】下列關于運動的描述中，參考系的選取符合描述的是A．詩句“飛流直下三千尺”，是以飛流作為參考系的B．“錢塘觀潮時，觀眾只覺得潮水撲面而來”，是以潮水作為參考系的C．“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”，是以萬重山作為參考系的D．升國旗時，觀察到國旗冉冉升起，觀察者是以國旗作為參考系的【答案】C【解析】選項A中的研究對象是“水”，水流下三千尺，故是以地面為參考系，該選項錯誤；選項B中的研究對象是“潮水”，潮水撲面而來，是以觀察者為參考系，該選項錯誤；選項C中的研究對象是“輕舟”，輕舟已過萬重山，是以萬重山為參考系，該選項正確；選項D中的研究對象是“國旗”，是以地面或旗桿為參考系的，該選項錯誤?？键c三、時刻與時間間隔1．時刻：表示某一時間點，在時間軸上用點來表示。在物理學中，時刻與物體在運動過程中的某一位置（狀態(tài)）及后面的瞬時速度、瞬時速率相對應。2．時間間隔：表示某一時間段，在時間軸上用線段來表示。在物理學中，時間間隔與物體在運動過程中的路程及后面的位移、平均速度、平均速率相對應。時間間隔又簡稱為時間。3．實驗室中的計時儀器：停表、電磁打點計時器、數(shù)字計時器或頻閃照相的方法測量時間。4．比較時刻時間間隔物理意義是事物運動、發(fā)展、變化所經(jīng)歷的各個狀態(tài)先后順序的標志，是狀態(tài)量是事物運動、發(fā)展、變化所經(jīng)歷的過程長短的量度，是過程量；可以簡稱為“時間”表述“第1s末”“第4s初”“第4s末”等“第1s內(nèi)”“前2s”“后5s”等聯(lián)系①兩個時刻之間的間隔即為一段時間間隔，即Δt＝t2－t1②時間間隔是一系列連續(xù)時刻的積累，能展示物體運動的過程；時刻可以顯示物體運動的一瞬間5．判斷時刻與時間間隔的兩種方法（1）根據(jù)上下文判斷：分析題干，根據(jù)題意去體會和判斷。時刻對應的是某一狀態(tài)，時間間隔對應的是某一過程。（2）利用時間軸判斷：畫出時間軸，把所給的時刻和時間間隔表示出來，對應一個點的是時刻，對應一段線段的是時間間隔。【典型題例7】關于時間和時刻，下列說法正確的是A．物體在5s時指的是時間B．物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間C．物體在第5s內(nèi)指的是5s的時間D．“神舟五號”飛船點火在2003年10月15日09時0分，此處指的是時刻【答案】D【解析】物體在5s時指的是時刻，A錯誤；物體在5s內(nèi)指的是物體從開始到5s末這5s的時間，B錯誤；物體在第5s內(nèi)指的是1s的時間，C錯誤；“神舟五號”飛船點火在2003年10月15日09時0分，此處指的是時刻，D正確?！镜湫皖}例8】下列的計時數(shù)據(jù)指時刻的是A．前5sB．最后5sC．第5s末D．第5s內(nèi)【答案】C【解析】前5s，是指時間間隔，選項A錯誤；最后5s，是指時間間隔，選項B錯誤；第5s末，是指時刻，選項C正確；第5s內(nèi)，是指時間間隔，選項D錯誤。考點四、路程和位移1．路程：質點實際運動軌跡的長度，它只有大小沒有方向，是標量。物體一旦運動，路程就不會為零，且只要沒有停下來，路程就不斷增加，不會減少。2．位移：（1）意義：表示物體（質點）位置變化的物理量。（2）定義：從初位置到末位置的一條有向線段。（3）位移的表示：位移可以用從初始位置指向末位置的有向線段來表示。按照一定的標度，有向線段的長度表示位移的大小，有向線段的方向表示位移的方向。（4）決定因素：物體的位移僅由初始位置和末位置決定，其大小等于物體初位置到末位置的直線距離，方向是由初位置指向末位置，而與運動過程（路徑、軌跡）無關，如圖。不管物體（質點）自A點經(jīng)路徑1、路徑2還是路徑3運動到B點，其位移都相同，都可用有向線段AB來表示。4．路程和位移的區(qū)別：位移與路程是兩個不同的概念。位移是描述物體位置變化的物理量，而路程則是描述物體運動路徑（軌跡）長短的物理量。位移既有大小又有方向，而路程只有大小沒有方向。位移的大小與運動路徑無關；而路程是按運動路徑計算的實際長度。由于物體運動的路徑可能是直線，也可能是曲線，兩點間又以直線距離為最短，所以物體位移的大小只能小于、最多等于路程，不可能大于路程。只有質點做方向不變（單向）的直線運動時，位移大小才等于路程。如物體做勻速直線運動、勻加速直線運動?！咎貏e提醒】（1）如果某段時間內(nèi)某物體通過的路程為零，則這段時間內(nèi)物體一定靜止，位移也一定為零。（2）如果某段時間內(nèi)物體的位移為零，則這段時間內(nèi)物體不一定靜止，可能是運動又回到了出發(fā)點，路程一定不為零?！镜湫皖}例9】一同學在一次排球墊球練習時，將球從離地1m高的位置豎直向上墊出，排球再上升1.5m后回落，沒被接住落到了地面。下列說法正確的是A．排球從被墊出到最高點，發(fā)生位移大小為2.5mB．排球從被墊出到最高點，發(fā)生路程大小為2.5mC．排球從被墊出到落地，發(fā)生路程大小為1mD．排球從被墊出到落地，發(fā)生位移大小為1m【答案】D【解析】位移是由初位置指向末位置的有向線段，排球從被墊出到最高點，發(fā)生位移大小為1.5m，從被墊出到落地，發(fā)生位移大小為1m，故A錯誤，D正確；路程是物體實際的運動軌跡的長度，排球從被墊出到最高點，發(fā)生路程大小為1.5m，從被墊出到落地，發(fā)生路程大小為4m，故B、C錯誤?！镜湫皖}例10】若規(guī)定向東方向為位移的正方向，今有一個皮球停在水平地面上某處，輕輕踢它一腳，使它向東做直線運動，經(jīng)5m時與墻相碰后又向西做直線運動，經(jīng)7m后停下。上述過程中皮球通過的路程和位移分別是A．12m，2mB．12m，－2mC．－2m，2mD．2m，2m【答案】B【解析】如圖所示，設皮球開始時停在A點，與墻壁碰撞反彈后停在B點，則皮球通過的路程為5m＋7m＝12m；位移為從A到B的有向線段，長度為2m，方向向西，故位移為－2m，故選B?！镜湫皖}例11】如圖所示，一小球在光滑的V形槽中由A點釋放，經(jīng)B點到達與A點等高的C點，設A點的高度為1m，則全過程中小球通過的路程和位移大小分別為A．eq\f(2,3)eq\r(3)m，eq\f(2,3)eq\r(3)mB．eq\f(2,3)eq\r(3)m，eq\f(4,3)eq\r(3)mC．eq\f(4,3)eq\r(3)m，eq\f(2,3)eq\r(3)mD．eq\f(4,3)eq\r(3)m，1m【答案】C【解析】位移大小等于AC的直線距離，大小為eq\f(1m,sin60°)＝eq\f(2\r(3),3)m。路程等于AB長度與BC長度之和，大小為eq\f(1m,sin60°)＋eq\f(1m,sin60°)＝eq\f(4,3)eq\r(3)m。1．關于質點下列說法正確的是（）A．只有體積很小的物體才能看作質點B．在太空中進行飛船對接的宇航員觀察該飛船，可把飛船看作質點C．從地球上的控制中心跟蹤觀察在太空中飛行的宇宙飛船，可把飛船看作質點D．質點是一個理想化的模型，實際并不存在，所以引入這個概念沒有多大意義【答案】C【解析】當物體的體積和形狀對所研究問題的影響可以忽略不計時，物體可以看為質點，物體能否看為質點與體積的大小無關，故A錯誤；在太空中進行飛船對接的宇航員觀察該飛船時，飛船的形狀和體積對所研究問題的影響不可以忽略不計，此時不能將飛船看為質點，故B錯誤；從地球上的控制中心跟蹤觀察在太空中飛行的宇宙飛船時，飛船的形狀和體積能夠忽略不計，此時飛船能夠看為質點，故C正確；質點是一個理想化的模型，實際并不存在，但是引入質點這一概念能夠簡化所研究的問題，即引入質點這一概念有很大的意義，故D錯誤。故選C。2．關于質點的概念，下列說法正確的是（）A．任何細小的物體都可以看作質點B．任何靜止的物體都可以看作質點C．一個物體是否可以看作質點，要看所研究問題的具體情況而定D．一個物體在某種情況下可看作質點，那么在任何情況下都可看作質點【答案】C【解析】物體能視為質點的條件是在所研究的問題中，物體的形狀大小可以忽略不計，對所研究的問題沒有影響，與物體本身大小，運動狀態(tài)無關，故ABD錯誤，C正確。故選C。3．下列關于體育運動的比賽中，可把研究對象看成質點的是（）A．研究女子50米步槍三姿比賽中杜麗射出的子彈軌跡B．研究乒乓球男子單打冠軍馬龍的發(fā)球動作C．研究女子3米板冠軍施廷懋的跳水動作D．研究蘇炳添在百米跑比賽時的起跑技術【答案】A【解析】研究女子50米步槍三姿比賽中杜麗射出的子彈軌跡時可以看成質點，故A正確；研究乒乓球男子單打冠軍馬龍的發(fā)球動作，如果看成質點就不能看到發(fā)球動作，所以不能看成質點，故B錯誤；研究女子3米板冠軍施廷懋的跳水動作，要看動作就不能看成質點，故C錯誤；研究蘇炳添在百米跑比賽時的起跑技術，要看起跑動作所以不能看成質點，故D錯誤。故選A。4．下列關于女排比賽中的研究對象，可以視為質點的是（）A．研究女排比賽中選手扣球的動作時B．確定運動員在球場上的位置時C．研究運動員比賽中發(fā)出的旋轉球時D．確定排球是否落在邊界線內(nèi)時【答案】B【解析】能夠作為質點的條件是物體的大小和形狀相對于研究問題而言可以忽略不計，所以關于女排比賽中的研究對象，確定運動員在球場上的位置時可以視為質點。故選B。5．關于參考系，下列說法正確的是（

）A．太陽從東邊升起，從西邊落下，選取的參考系是地球B．由于運動是絕對的，描述運動時，無需選定參考系C．乘客看到車窗外的景物飛速后退，選取的參考系是地面D．同一物體的運動，選不同的參考系觀察結果肯定是相同的【答案】A【解析】太陽從東邊升起，從西邊落下，是以地球為參考系的相對運動，地球仍繞太陽運動，故A正確；由于運動是絕對的，描述運動時，需選定參考系，故B錯誤；窗外的景物是被研究的物體，窗外的景物飛速后退，而實際景物是相對地面靜止的，所以景物向后退是以汽車為參考系的，故C錯誤；同一物體的運動，選擇不同的參考系所觀察到的軌跡可能不同，故D錯誤。故選A。6．下列有關運動的描述中，參考系的選取符合描述的是（）A．詩句“飛流直下三千尺”是以“飛流”作為參考系的B．“錢塘觀潮時，觀眾只覺得潮水撲面而來”，是以“潮水”為參考系的C．“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”是以“萬重山”為參考系的D．升國旗時，觀察到國旗冉冉升起，觀察者是以“國旗”為參考系的【答案】C【解析】詩句“飛流直下三千尺”，研究對象是“飛流”，參考系不是“飛流”本身，故A錯誤；“錢塘觀潮時，觀眾只覺得潮水撲面而來”，研究對象是“潮水”，參考系不是“潮水”本身，而是以觀眾自己為參考系，故B錯誤；“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”，研究對象是“輕舟”，參考系是“萬重山”本身，故C正確；升國旗時，觀察到國旗冉冉升起，研究對象是“國旗”，由于旗桿和上升的國旗二者位置發(fā)生改變，則觀察者可以以“旗桿”為參考系，故D錯誤。故選C。7．如圖所示是雙人跳水比賽的情景，下列說法正確的是（）A．教練為了研究兩人的技術動作，可將圖片中的兩人視為質點B．兩人在下落過程中，感覺水面是靜止的C．甲運動員感覺乙運動員是靜止的D．觀眾觀看兩人比賽時，可將兩人視為質點【答案】C【解析】教練為了研究兩人的技術動作，不能忽略人的形狀，不能將圖片中的兩人視為質點，故A錯誤；兩人在下落過程中，相對水面下降，所以感覺水面是運動的，故B錯誤；兩個運動員的動作一致，所以甲運動員感覺乙運動員是靜止的，故C正確；觀眾觀看兩人比賽時，要看動作，不能將兩人視為質點，故D錯誤。故選C。8．下列關于運動的描述中，敘述正確的是（）A．“明月松間照，清泉石上流”，是以山石為參考系的B．詩句“臥看滿天云不動，不知云與我俱東”中“云與我俱東”是以船為參考系的C．“太陽東升西落”，是以太陽為參考系的D．物體運動的軌跡是直線還是曲線，與參考系的選取無關【答案】A【解析】清泉石上流是泉水在山石上運動，是以山石為參考系的，故A正確；云與我俱東是以堤岸為參考系的，故B錯誤；太陽東升西落是以地球為參考系的，故C錯誤；物體運動的軌跡是直線還是曲線，與參考系的選取有關，比如從水平飛行的飛機上落下的物體從飛機上看，做直線運動，從地面上看做曲線運動，故D錯誤。故選A。9．一列火車從上海開往北京，下列敘述中指時刻的是（）A．早6時10分，列車從上海站出發(fā) B．列車一共運行了12小時C．列車9小時到達南京站 D．列車在南京站停車10分鐘【答案】A【解析】在時間抽上位置對應時刻,距離對應時間間隔。早6時10分，列車從上海站出發(fā),“6時10分”指時間抽上的位置，即時刻，A正確；列車一共運行了12小時，“12小時”指時間抽上的距離,即時間間隔，B錯誤；列車9小時到達南京站，“9小時”指時間抽上的距離,即時間間隔，C錯誤；列車在南京站停車10分鐘，“10分鐘”指時間抽上的距離,即時間間隔，D錯誤。故選A。10．關于時刻和時間，下列說法中正確的是（）A．3s末指的是時間，共經(jīng)歷了3sB．第3s初指的是時刻，已經(jīng)歷了3sC．第4s內(nèi)指的是時間，共經(jīng)歷了1sD．第5s末指的是時刻，已經(jīng)歷了4s【答案】C【解析】3s末指的是時刻，A錯誤；第3s初指的是時刻，已經(jīng)歷了2s，B錯誤；第4s內(nèi)指的是時間，共經(jīng)歷了1s，C正確；第5s末指的是時刻，已經(jīng)歷了5s，D錯誤。11．關于時間和時刻，下列說法正確的是（）A．第4秒末就是第5秒初，指的是時間B．物體運動了5秒指的是物體在5秒末時，指的是時刻C．物體在5秒內(nèi)指的是物體在4秒末到5秒末這1秒的時間D．物體在第5秒內(nèi)指的是物體在4秒末到5秒末這1秒的時間【答案】D【解析】第4s末就是第5s初，指的是同一時刻，A錯誤；物體運動了5s指的是物體從0?5s末的