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4.1机械运动练习
一、选择题
1．甲、乙两列火车在两条平行的铁轨上匀速行驶。甲车座位上的乘客透过车窗看到地面上的树木向南运动，看到乙车向北运动。由此可判断（　　）
A．甲、乙两车都向北运动
B．甲车向北运动，乙车向南运动
C．甲、乙两车都向南运动
D．甲车向南运动，以车向北运动
2．如图是某物体做直线运动时的路程随时间变化的图象，由图象判断下列说法错误的是（ ）
A．15s时，物体通过的路程为30m
B．整个20s时间内，物体的平均速度为
C．物体在20s内都做匀速直线运动
D．物体在0~5s时间内的速度比10~20s内的速度大
3．图中的A、B、C、D分别是用照相机拍摄（每0.1s拍摄一次）的小球在四种不同运动状态下的照片，其中小球做匀速直线运动的是（ ）
A． B． C． D．
4．下列四个选项是物体运动的和图像，表示物体做匀速直线运动的（　　）
A． B．
C． D．
5．甲、乙两位同学，同时从同一地点自南向北向同一方向运动，它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．0~4s内甲的平均速度为4m/s
B．2~4s内乙做匀速直线运动
C．4s时甲、乙两物体的速度相等
D．3s时乙在甲的北方
6．短跑运动员在某次百米赛跑中测得5秒末的速度为，10秒末到达终点的速度为，则下列说法正确的是（　　）
A．在前5秒内运动员的平均速度为
B．在后5秒内运动员的平均速度为
C．在本次百米赛跑中运动员平均速度为
D．本次百米赛跑中运动员的平均速度为
7．一科考船对某海域的海底形状利用声呐进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，在比较游泳运动员运动快慢的两种方法中：甲图是用相同的 比较谁在前面：乙图是用相同的 比较所用的时间。
9．甲、乙两物体同时沿同一方向运动，s﹣t图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．0﹣4s内，甲的速度是10m/s
B．0﹣4s内，以甲为参照物乙是静止的
C．0﹣8s内，甲通过的路程是40m
D．0﹣8s内，甲的平均速度大于乙的平均速度
10．我国第三艘航母“福建舰”于5月8日成功试航。在航母群训练中，以降落过程中的战斗机驾驶员为参照物，则（　　）
A．他驾驶的战斗机是运动的 B．护航的驱逐舰是静止的
C．航母上其他飞机是静止的 D．远处的海岛是运动的
11．一个木箱漂浮在河中，随平稳流动的河水向下游漂去。在木箱上游和木箱下游各有一条小船，两船到木箱距离相同，两船同时划向木箱。若两船在水中划行的速度相等，那么（　　）
A．上游的小船先到达木箱 B．下游的小船先到达木箱
C．两船同时到达木箱 D．条件不足，无法确定
12．鲁迅的《社戏》中有这样的描写：“淡黑的起伏的连山，仿佛是踊跃的铁的兽脊似的，都远远地向船尾跑去了”，其中“山…向船尾跑去了”所选的参照物是（　　）
A．山 B．房屋 C．船 D．河岸
13．一辆轿车在公路上行驶，经过如图所示的标志牌，下列说法正确的是（　　）
A．标志牌中的“30”，表示限制车速不超过30m/s
B．轿车行驶过程中，以汽车为参照物，标志牌是运动的
C．轿车若按规定速度行驶，轿车行驶到萧山机场至少需要2.5h
D．轿车经过某一长为200m的路段，所用时间10s，则小轿车没有超速
14．据说在第一次世界大战时，有一位法国飞行员正驾驶飞机在2000米的高空飞行。忽然，他发现身旁有一个小东西在游动，飞行员以为是一只甲虫，顺手把它抓住。当他抓到手里仔细一看，大吃一惊，原来这是一颗子弹。他能顺手抓住一颗飞行子弹的条件是（　　）
A．飞机和子弹运动的快慢相同，方向相同
B．飞机和子弹运动的快慢相同，方向相反
C．飞机和子弹运动的快慢不同，方向相同
D．飞机和子弹运动的快慢不同，方向相反
二、填空题
15．一辆正在行驶的汽车，其速度表如图所示。汽车速度为 km/h，合 m/s。
16．许多古代经典著作都蕴含了丰富的科学知识，在《吕氏春秋 蔡今》中记载了大家熟悉的刻舟求剑的故事，其中有这样一段记载：“舟已行矣，求剑若此不亦惑乎！”请从物理学角度分析。“剑不行”所选择的参照物是 （选填“岸”或“水流”），若选择舟为参照物，则剑是 的（选填“静止”或“运动”）。
17．“迟来的荣誉”：2022年3月21日，世界田联官方宣布，中国男子接力队获得东京奥运会接力赛铜牌，打破了我国 4×100米项目上无奖牌的记录。
（1）4×100米接力赛，裁判最终依据 方法来判断不同国家接力队的运动快慢；
（2）理论上，在接力区交接棒时两位运动员要保持相对 ，才可能顺利完成交接并取得最佳成绩。
18．如图为小金用手机APP软件记录自己某一次跑步的数据截图，分析该图可知：
2400 总步数：步 200 步频：步/min
8 时速：km/h 124 消耗：大卡
（1）小金本次跑步用时为 min；
（2）列式计算小金本次跑步通过的路程为多少？( )
19．如图所示，一木块在水平面上运动时在相等时间内连续拍摄4次“频闪”照片，频闪的时间间隔为0.02s。从频闪照片可判断，该木块做 直线运动（选填“匀速”或“变速”）。木块从1位置运动到2位置的距离是 cm。木块从1位置到4位置运动的速度为 m/s。
20．在以速度为v的匀速上升的电梯中竖直上抛一小球，电梯内的观察者看到小球经过时间t到达最高点，则地面上的人看到小球上升到最高点的时间 t（填写“大于”、“小于”或“等于”）
21．人耳能分清前后两次声音的时间间隔应大于0.1秒，据此，当空气温度为15℃时要想听到自己的回声，人离障碍物的距离应大于 米（空气温度为15℃时声音速度为340m/s）。
三、探究题
22．物体在重力作用下由静止开始下落的运动叫自由落体运动，这种运动只有在没有空气的空间中才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。为了研究自由落体运动时间与哪些因素有关，小明有如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关
猜想三：物体下落的时间与物体质量有关
为了验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下表：
实验序号 材料 物体质量 下落高度 下落时间
1 铁球 1 20 1.96
2 铁球 1 30 2.47
3 铅球 1 20 1.96
4 铅球 2 20 1.96
（1）为了验证猜想一，应比较实验序号 。
（2）根据表中的数据，宇航员在月球上将小铁片与羽毛在同一地点、同一高度同时静止释放，它们将 （填字母）。
A．同时落地 B．铁片先落地，羽毛后落地 C．羽毛先落地，铁片后落地
（3）若小敏同学让质量相等的铁球与纸团同时从实验室三楼由静止开始下落，发现下落时间并不相等，原因是 。
23．心电图仪（如图所示）通过一系列的传感手段，可将与人心跳对应的生物电流情况记录在匀速运动的坐标纸上。医生通过心电图，可以了解到被检者心跳的情况。例如，测量相邻两波峰的时间间隔，便可计算出1min内心脏跳动的次数（即心率）。同一台心电图仪正常工作时测得待检者甲、乙的心电图分别如图甲、乙所示。若医生测量时记下被检者甲的心率为60次/min．则：
（1）根据甲的心率为60次/min可知，甲每次心跳时间隔（即甲心电图纸带相邻波峰走纸所用时间）为 s。
（2）这台心电图仪输出坐标纸速度大小为 毫米每秒。
（3）乙的心率为 次/min。
24．歼20是由我国自主飞机设计和制造的中国第五代隐身重型歼击机，其部分技术参数如表所示：
空载质量 最大飞行速度 作战半径 最大飞行高度
17吨 2.8 马赫 2200千米 18500米
其中，最大飞行速度2.8马赫，表示歼20的最大飞行速度是空气中声速的2.8倍。 （空气中声速取340m/s）
（1） 空气中声速为340m/s 的物理意义是 ；
（2）求歼20以2马赫的速度飞行28千米所需的时间。 （结果保留到小数点后一位）( )
四、解答题
25．超音速飞机的飞行速度常用马赫数表示，马赫数指的是声速的倍数（声速是声音在 15℃时传播速度 340m/s）。某超音速飞机飞行的马赫数为2.5，求：
（1）这架超音速飞机的飞行速度是多少？
（2）广州到北京的距离约为1700km，这架超音速飞机以2.5的马赫数从广州飞到北京需要多少时间？
26．温州市区到泰顺新建了一条高速公路，起点为温州市区，终点为泰顺雅阳
（1）在这条高速路上某人开车从温州市区到泰顺需要的时间为一个小时30分钟，全程平均速度为100km/h，则这段高速公路全程长度为多少 ？
（2）现推行“区间测速”。所谓的“区间测速”，就是在两监测点安装监控和测速探头，测出同一辆车通过两个监测点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距30km，一辆轿车通过监测点A的速度为100km/h，通过监测点B的速度为110km/h，通过两个监测点的时间如图所示，该路段最高限速120km/h。
①原来检测的方法是监控探头判断通过监测点时的车速。如果按原来的方法，该轿车通过监测点A、B时会不会判为超速？ （选填“会”或“不会”）
②通过计算说明，采用“区间测速”（总路程与总时间的比值），这辆轿车会不会被判为超速 ？
试卷第1页，共3页
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1．A
【详解】甲车座位上的乘客从车窗看到地面上的树木向南运动，说明甲车是向北运动的；若乙车向南运动，则甲车座位上的乘客不可能看到乙车向北运动，所以乙车一定向北运动，且运动速度大于甲车的速度，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】在路程-时间图象中，水平直线表示物体静止，而倾斜的直线表示物体做匀速直线运动。
A．由图可知，物体运动15s对应的路程是30m，所以15s通过的路程是30m，故A正确，不符合题意；
BCD．由图可知，前5s内物体通过的路程为s120m，则速度为
v14m/s
物体做的是匀速直线运动。
5s至10s内物体静止；而10s至20s内即
t2=20s-10s=10s
内物体也是做匀速直线运动，速度为
v22m/s
所以在20s的过程中物体做的变速直线运动；故C错误，符合题意；
全程的平均速度为
v3=2m/s
故B正确，不符合题意；
物体在05s时间内的速度比1020s内的速度大，故D正确，不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】A．图中物体做曲线运动，运动方向不断发生变化，因此小球不是做匀速直线运动，故A不符合题意；
B．图中可知，小球在相同时间内通过的路程相同，因此小球做匀速直线运动，故B符合题意；
C．图中可知，小球在连续相同时间内通过的路程增大，因此小球下落速度在加快，故C不符合题意；
D．图中可知，小球运动方向不断发生变化，因此小球不是做匀速直线运动，故D不符合题意。
故选B。
4．B
【详解】A．由图可知，随时间增加，物体运动的路程未变，说明物体处于静止状态，故A不符合题意；
B．由图可知，随时间增加物体运动的路程增加且成正比增加，说明物体做匀速直线运动，故B符合题意；
C．由图可知，速度随时间的增加而增加，说明物体做加速运动，故C不符合题意；
D．由图可知，速度随时间的增加而发生改变，说明物体做变速运动，故D不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】A．由图可知，甲物体运动4s走过的路程为8m，则甲的速度为
故A错误；
B．图中2~4s内乙物体通过的路程没有发生变化，因此乙此时处于静止状态，故B错误；
C．4s时甲做匀速直线运动，乙物体静止，故C错误；
D．3s时乙走过的路程大于甲走过的路程，即乙在甲的前方，相对与甲物体乙物体在北方，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】A．前5s内的路程未知，所以不能根据平均速度的公式求出前5s内的平均速度。故A错误；
B．后5s内的路程未知，所以不能根据平均速度的公式求出后5s内的平均速度。故B错误；
CD．百米赛跑的路程是100m，时间是10s，所以平均速度
故C正确，D错误。
故选C。
7．C
【详解】根据速度公式可知，速度一定时，时间越长通过的路程越远，因为
0.30s＞0.16s＞0.14s
所以
故选C。
8． 时间 路程
【详解】[1]从甲图可以看出运动员运动的时间相同，利用相同的时间比较经过路程的长短来比较快慢，在相同的时间内，中间泳道的运动员通过的路程最长，运动最快。
[2] 从乙图可以看出运动员运动的路程相同，利用通过相同的路程比较时间的长短来比较快慢，通过相同的路程，中间泳道的运动员所用的时间最短，运动最快。
9．B
【详解】A．0~4s内，甲做匀速直线运动，甲通过的路程是20m，甲的速度
故A错误；
B．0~4s内，乙做匀速直线运动，乙通过的路程是20m，乙的速度
0~4s内，甲乙的速度相同，同时沿同一方向运动，以甲为参照物乙是静止的，故B正确；
C．0~4s内，甲通过的路程是20m，4s~8s，甲处于静止状态，所以0~8s内，甲通过的路程是20m，故C错误；
D．0~8s内，乙通过的路程是40m，甲通过的路程是20m，由可知乙的平均速度大于甲的平均速度，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】A．在航母群训练中，以降落过程中的战斗机驾驶员为参照物，他驾驶的战斗机相对于他的位置不变，战斗机是静止的，故A不符合题意；
B．在航母群训练中，以降落过程中的战斗机驾驶员为参照物，护航的驱逐舰相对于驾驶员的位置发生了变化，驱逐舰是运动的，故B不符合题意；
C．在航母群训练中，以降落过程中的战斗机驾驶员为参照物，航母上的其它飞机相对于驾驶员的位置发生了变化，航母上的其它飞机是运动的，故C不符合题意；
D．在航母群训练中，以降落过程中的战斗机驾驶员为参照物，远处的海岛相对于驾驶员的位置发生了变化，远处的海岛是运动的，故D符合题意。
故选D。
11．C
【详解】选河水为参考物，相对河水，漂浮的木箱静止不动，两船在水中划行速度大小相同，到木箱距离相同，两船将同时划到木箱处，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
12．C
【详解】A．题中的研究对象是山，判断物体的运动和静止时，一般不选择研究对象本身作为参照物，故A不符合题意；
BD．选择房屋、河岸为参照物，山的位置不变，是静止的，故BD不符合题意；
C．选择船为参照物，山的位置在改变，所以感觉“山…向船尾跑去了”，故C符合题意。
故选C。
13．B
【详解】A．标志牌中的“30”，表示限制车速不超过30km/h，故A错误；
B．轿车行驶过程中，以汽车为参照物，标志牌相对于汽车的位置发生改变，标志牌是运动的，故B正确；
C．轿车若按规定速度行驶，轿车行驶到萧山机场至少需要
故C错误；
D．轿车经过某一长为200m的路段，所用时间10s，轿车的速度
＞30km/h
小轿车超速，故D错误。
故选B。
14．A
【详解】因为高速运动的飞机驾驶员与子弹一起飞行，飞机和子弹运动的快慢相同，方向相同，也就是说，子弹相对于飞机是静止的，这就是飞机驾驶员伸手抓到一颗子弹的原因，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
15． 90 25
【详解】[1][2]由速度表知道，汽车此时的速度
16． 岸 运动
【详解】[1][2]该段古语的意思是舟已经向前行驶了，但剑没有前进，即剑相对于所选的参照物是静止的，由此可判断出所选的参照物是岸，若以舟为参照物，剑相对于舟的位置发生了变换，剑是运动的。
17． 比较跑相同路程所用时间的长短 静止
【详解】（1）[1]4×100米接力赛，记录的成绩是运动员的时间，即裁判最终依据比较跑相同路程的所用时间长短方法来判断不同国家接力队的运动快慢。
（2）[2]理论上，在接力区交接棒时两位运动员要保持相对静止，才可能顺利完成交接减少时间浪费，并取得最佳成绩。
18． 12 1.6km
【详解】（1）[1]根据题意，小金本次跑步用时为
（2）[2]根据速度公式，小金本次跑步通过的路程为
19． 匀速 1.80 0.9
【详解】[1]由图可知，木块在相等的时间内通过的路程相等，所以木块是做匀速直线运动。
[2]根据图示可知，木块从1位置运动到2位置的距离是
3.80cm-2.00cm=1.80cm
[3]根据图示可知，木块从1位置运动到4位置的距离是
7.40cm-2.00cm=5.40cm
则木块从1位置到4位置运动的速度
v==0.9m/s
20．大于
【详解】在电梯上人看到小球上升到最高点时，此时小球相对于电梯静止，上升速度与电梯速度相同为v （向上），以地面为参照物，站在地面上的人此时看见小球还在上升；电梯内观者看见小球经t后到达最高点，故地面上的人看见上升的时间大于t。
21．17
【详解】根据题意可得人离障碍物的距离应大于
22． 1、3 A 纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计
【详解】（1）[1]要探究猜想一，物体下落的时间与物体的材料有关，应该控制材料的质量和下落高度相同，材料不同，由表格可知实验1，3符合题意。
（2）[2]分析表格中的1、3、两组实验数据可知，物体下落的快慢与材料无关；分析表格中的3、4、两组实验数据可知，物体下落的快慢与质量无关；由此可知，宇航员在月球上将小铁片与羽毛在同一地点、同一高度同时静止释放，它们将同时落地，故A符合题意，BC不符合题意。
（3）[3]质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，它们的落地时间不同，原因是：纸团的体积较大，受到的空气阻力大，纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计。
23． 1 25 75
【详解】（1）已知甲的心率为60次/min，则甲每次心跳时间间隔t=1s；
（2）通过甲图知道，每隔1s，走纸距离是25mm，所以由知道， 这台心电图仪输出坐标纸速度大小
（3）已经求出这台心电图仪输出坐标纸的走纸速度大小为25毫米每秒，由乙图知道，相邻两波峰的间距为20mm，故相邻两波峰的时间间隔
故乙的心率
（次/min）
答：（1）甲每次心跳时间隔（即甲心电图纸带相邻波峰走纸所用时间）为1s；
（2）这台心电图仪输出坐标纸的走纸速度大小为25mm/s；
（3）乙的心率为75次每分钟。
24． 常温下声音在空气中每秒通过的路程是340米 41.2s
【详解】解：（1）常温下声音在空气中的传播速度为340m/s，其物理意义是常温下声音在空气中每秒通过的路程是340米。
（2）歼20的飞行速度
由知道，飞行28千米所需的时间
答：（1） 空气中声速为340m/s 的物理意义是常温下声音在空气中每秒通过的路程是340米；
（2）歼20以2马赫的速度飞行28千米所需的时间是41.2s。
25．（1）850m/s；（2）。
【详解】（1）这架超音速飞机的飞行速度是
v=v声×马赫数=340m/s×2.5=850m/s
（2）从广州飞到北京需要的时间
答：（1）这架超音速飞机的飞行速度是850m/s。
（2）从广州飞到北京需要。
26． 50km 不会 会
【详解】（1）[1]根据可知，这段高速公路全程长度
（2）①[2]该路段最高限速120km/h，通过监测点A的速度为100km/h，通过监测点B的速度为110km/h，均小于最高限速，所以按原来的方法，该轿车通过监测点A、B时不会被判为超速。
②[3]该轿车通过监测点A、B时的时间为
tAB=10:43 10:31=12min=0.2h
则轿车通过此段路程的平均速度为
所以采用“区间测速”，这辆轿车会被判为超速。
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