2024届高考物理大一轮复习模拟题：第1节　质点　参考系

第1节质点参考系学习目标要求核心素养和关键能力1.了解质点的含义；知道将物体抽象为质点的条件。2.经历质点模型的建构过程，初步体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。3.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义。1.科学思维体会物理模型在探索自然规律中的作用；用相对运动的思维理解物体的运动。2.关键能力物理建模能力一、物体和质点1.机械运动：物体的空间位置随时间的变化。2.质点：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。3.把物体看成质点的条件：物体的大小和形状可以忽略或物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。4.理想化模型：在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立的理想化“物理模型”。【想一想】是否只有很小的物体才能看成质点，而很大的物体不能看成质点？答案这种说法不对。能否看成质点，关键是看物体的形状和大小对研究的问题是否有影响。二、参考系1.运动与静止的关系(1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的，即运动是绝对的。(2)描述某个物体的运动时，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的相对性。2.参考系(1)定义：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为参考，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。(2)参考系对观察结果的影响：参考系可以任意选择，但选择不同的参考系来观察同一物体的运动，观察结果会有所不同。【做一做】观光电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，有一面或几面的轿厢壁是透明的，乘客在乘坐电梯时，可以观看轿厢外的景物。某正在匀速上升的观光电梯如图所示，下列说法正确的是()A.以电梯为参考系，远处的建筑物是静止的B.电梯中的小女孩以自己为参考系会觉得电梯外的景物正在匀速下降C.研究电梯通过某位置时，电梯能被看成质点D.研究电梯从一楼到十六楼的运动速度，不可以将电梯看成质点答案B解析以电梯为参考系，远处的建筑物是运动的，选项A错误；因为电梯相对地面上升，电梯中的小女孩以自己为参考系会觉得电梯外的景物正在匀速下降，选项B正确；研究电梯通过某位置时，电梯大小不能忽略，不能被看成质点，选项C错误；研究电梯从一楼到十六楼的运动速度，电梯的大小可以忽略不计，可以将电梯看成质点，选项D错误。

探究1质点模型■情境导入在研究“复兴号”列车由北京开往广州所用时间时，能否把列车看成质点？如果研究列车通过一座隧道的时间，能否把列车看成质点？提示在研究“复兴号”列车由北京开往广州所用时间时，不用考虑列车的长度及大小，能把列车看成质点；如果研究列车通过一座隧道的时间，需要考虑列车的长度，不能把列车看成质点。■归纳拓展1.对质点模型的理解(1)质点是一种理想化物理模型，实际中并不存在。(2)质点不同于几何中的“点”，它是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。2.物体看成质点的判断依据首先找出所要研究的问题，当物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时，才能把物体看成质点，即物体能否看成质点由所研究的问题决定，而不是依据物体自身大小和形状来判断。【例1】(2020·福建厦门一中月考)在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。下列情况中，可以把该物体看成质点的是()A.研究正在做广播体操的同学其动作是否标准时B.研究高速旋转的乒乓球其旋转特点时C.研究绕太阳周而复始运动的地球其公转轨迹时D.研究“和谐号”动车通过厦门杏林大桥所用的时间答案C解析研究正在做广播体操的同学其动作是否标准时，该同学的形状不能忽略，不能看成质点，A错误；研究旋转的乒乓球其旋转特点时，乒乓球的形状和大小不能忽略，不能看成质点，B错误；研究地球绕太阳公转轨迹时，地球的大小远小于公转半径，地球可以看成质点，C正确；研究“和谐号”动车通过大桥的时间，火车的长度不能忽略，不能看成质点，D错误。【针对训练1】(2021·1月浙江选考)2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是()A.估算下降总时间时B.用推进器使其转弯时C.在海沟中穿越窄缝时D.科学家在其舱内进行实验时答案A解析物体能否视为质点的条件是其大小、形状在具体的问题中能否忽略，潜水器在转弯、穿越窄缝以及科学家在其舱内进行实验时，均不能视为质点，故B、C、D错误；在估算下降总时间时，下降深度远大于潜水器的大小，潜水器可视为质点，故A正确。探究2参考系■情境导入观察图中所展现的生活情景，回答下列问题。(1)在汽车行驶过程中，小华和司机的相对位置________(选填“变化”或“没变”)，所以说小华相对于司机是__________(选填“运动”或“静止”)的。(2)在汽车行驶过程中，小华和小明的相对位置________(选填“变化”或“没变”)，所以说小华相对于小明是__________(选填“运动”或“静止”)的。答案(1)没变静止(2)变化运动■归纳拓展1.四个特性标准性某物体被选作参考系后，就认为该物体是静止的，其他物体的运动情况就以该物体为参考标准进行分析任意性参考系的选取是任意的，任何物体都可以选作参考系，但不能选研究对象为参考系相对性对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同统一性比较不同物体的运动应选择同一个参考系2.选取原则(1)以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。(2)研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。【例2】(2020·甘肃天水高一期中)如图所示，一架执行救援任务的直升机悬停在空中，救生员抱着伤病员，缆绳正在将他们拉上飞机。若以救生员为参考系，则处于静止状态的是()A.伤病员 B.直升机C.地面 D.直升机驾驶员答案A解析若以救生员为参考系，直升机、地面和直升机驾驶员都在向下运动，伤病员相对救生员位置不变，处于静止状态，故选项A正确。【针对训练2】(2020·安徽宁国中学月考)在平直公路上，甲以10m/s速度向东运动，甲相对自己以7m/s的速度水平向后抛出物体乙。则物体乙被抛出瞬间以下说法正确的是()A.以甲为参考系，乙以3m/s的速度远离B.以乙为参考系，甲以3m/s的速度靠近C.以地面为参考系，乙以3m/s的速度向东运动D.以地面为参考系，乙以17m/s的速度向西运动答案C解析由于甲相对自己以7m/s的速度水平向后抛出物体乙，则以甲为参考系，乙以7m/s的速度远离，以乙为参考系，甲以7m/s的速度远离，故A、B错误；由于甲以10m/s的速度向东运动，以地面为参考系，则乙以3m/s的速度向东运动，故C正确，D错误。1.(质点模型)(2020·湖南雅礼中学高一月考)Science刊登的一篇报道，研究人员发现在蚂蚁体内似乎存在一种“计步器”，将蚂蚁腿加长后，蚂蚁会“过家门而不入”，而“截肢”后的蚂蚁还没有到家就开始寻找巢穴，下列说法正确的是()A.蚂蚁很小，一定可以看成质点B.研究蚂蚁走过的轨迹，可以把蚂蚁看成质点C.研究蚂蚁的走路姿态，可以把蚂蚁看成质点D.小蚂蚁可以看作质点，大蚂蚁不能看成质点答案B解析研究蚂蚁的走路姿态时，不能把蚂蚁看成质点，故C错误；研究蚂蚁走过的轨迹，可以不考虑蚂蚁的形状，把蚂蚁看成质点，故B正确；能否看成质点，与蚂蚁的大小无关，只取决于蚂蚁的大小和形状对研究结果是否有影响，故A、D错误。2.(质点模型)(2020·山西高一月考)截至2020年9月18日8时30分，“天问一号”探测器飞行里程已达1.55亿公里，距离地球1800万公里，各系统工作正常，探测器状态良好。“天问一号”预计2021年2月被火星引力捕获，进入环火轨道，着陆巡视器预计于2021年5月降落火星。关于“天问一号”，下列说法正确的是()A.研究“天问一号”展开太阳能帆板过程时可以将其看成质点B.研究“天问一号”从地球奔向火星的运行轨迹时可以将其看成质点C.分析“天问一号”运行途中调整姿态过程时可以将其看成质点D.估测“天问一号”进入环火轨道距火星的距离时，不能将其看成质点答案B解析研究“天问一号”展开太阳能帆板过程不能忽略“天问一号”的大小和形状，不可看成质点，A错误；研究“天问一号”从地球奔向火星的运行轨迹，可以忽略“天问一号”的大小和形状，可以看成质点，B正确；分析“天问一号”运行途中调整姿态过程不能忽略“天问一号”的大小和形状，不可看成质点，C错误；估测“天问一号”进入环火轨道距火星的距离时，可以忽略“天问一号”的大小和形状，可以看成质点，D错误。3.(参考系)(2020·定远县育才学校月考)青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉，这里气候独特，水源丰富，植被原始完整，是生态旅游的好去处，乘坐索道缆车不仅可以观赏怡人的风景，还能感觉悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说，以下说法正确的是()A.以自己为参考系，看到缆车向对面走去B.以对面的山为参考系，自己静止不动C.以自己为参考系，看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近D.以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后运动答案D解析以自己为参考系，看到缆车静止不动，同一缆车里的人静止不动，故A、C错误；以对面的山为参考系，游客向山靠近，故B错误；以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后运动，故D正确。4.(参考系)如图所示，由于有风，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的A、B两船上的旗帜分别向右、向左飘，则两条船的运动状态是()A.A船肯定是向左运动的 B.A船肯定是静止的C.B船肯定是向右运动的 D.B船可能是静止的答案C解析从河岸上旗帜的飘动方向，可以判断风向右吹，由此可以判断B船一定向右运动且速度比风速大；A船可能静止，也可能向左运动，还有可能向右运动，但是向右运动时速度比风速小。故选项C正确，A、B、D错误。课时定时训练(限时30分钟)题组一质点模型1.物理学中的“质点”，是一种理想化模型，研究下列物体的运动时可视为质点的是()A.计算轮船在海洋中的航行速度B.研究车轮边缘的速度C.研究运动员跳高的过杆动作D.研究乒乓球的接发球技术答案A解析轮船的大小相对于海洋的大小来说是微不足道的，所以计算轮船在海洋中的航行速度时，可以忽略轮船的大小，能看成质点，所以A正确；研究车轮边缘的速度时车轮大小是不能忽略的，车轮不能视为质点，所以B错误；运动员在跳高时，要看人的动作是否符合要求，所以此时人不能看成质点，所以C错误；研究乒乓球的接发球技术时，要考虑乒乓球的转动情况，乒乓球不能看成质点，所以D错误。2.如图所示，研究下列现象，涉及的物体可看成质点的是()A.研究地球绕太阳公转时间时的地球B.研究撬棒用力大小与支点位置关系时的撬棒C.研究旋转的乒乓球的旋转方向D.研究旋转的电风扇叶片所受阻力的影响因素答案A解析A对地球的直径远小于地球与太阳间的距离，研究地球绕太阳公转的时间与地球的大小无关，故地球可以看成质点B错撬棒用力大小与支点的位置有关，撬棒的长度不能忽略，故撬棒不能看成质点C错如果将乒乓球的大小和形状忽略就不可能看到其旋转状态，故研究乒乓球的旋转方向时不能将其看成质点D错研究电风扇叶片转动所受阻力的影响因素时，扇叶的大小和形状都是不能忽略的影响因素，不能视电风扇叶片为质点3.关于质点，下列说法正确的是()A.观察月全食时，月亮可视为质点B.研究航天器的运行轨迹时，航天器可视为质点C.研究运动员的跳水动作(如图)时，运动员可视为质点D.研究地球的自转规律时，地球可视为质点答案B4.以下比赛项目中，可将运动员视为质点的是()A.蹦床技巧B.跳水C.自行车4千米追逐赛D.花样游泳答案C解析蹦床技巧中要考虑运动员的动作，故不能简化为质点，选项A错误；跳水时要考虑运动员的姿态，故不能看成质点，选项B错误；自行车4千米追逐赛中自行车和运动员的大小和体积可以忽略不计，可以简化为质点，选项C正确；花样游泳中要考虑运动员的姿态，运动员的形状不能忽略，所以不能看成质点，选项D错误。题组二参考系5.关于机械运动和参考系，以下说法正确的是()A.研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系B.由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参考系C.一定要选固定不动的物体为参考系D.研究地面上物体的运动时，必须选地球为参考系答案A解析研究物体的运动时，首先要选择参考系，参考系的选取是任意的。选项A正确。6.如图所示是体育摄影中“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，摄影师用自己的方法表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是()A.大地 B.太阳C.摄影师 D.步行的人答案C解析摄影师与滑板运动员以相同的速度运动，摄影师以自己为参考系观察，这样滑板运动员就是静止的，背景是“运动”的。选项C正确。7.(多选)某人坐在甲船上看到乙船在运动，那么相对河岸可能的运动，下列说法正确的是()A.甲船不动，乙船在运动B.甲船运动，乙船不动C.甲、乙两船都在运动D.甲、乙两船都以相同的速度运动答案ABC解析某人坐在甲船上看到乙船在运动，可能甲船不动，乙船在运动，也可能甲船运动，乙船不动，还可能甲、乙两船都在运动，且速度不相等，若甲、乙两船以相同的速度运动，则甲、乙两船是相对静止的。故选项A、B、C正确，D错误。8.“刻舟求剑”的故事家喻户晓，如图，“舟已行矣，而剑不行”这句话所选用的参考系是()A.舟 B.舟上的人C.地面 D.流动的水答案C解析舟已行是说船相对于地面在运动，而剑落水后相对地面不再移动，故此句选用的参考系是地面。选项C正确。9.(多选)2018年4月12日上午，中国人民解放军在南海海域举行海上大阅兵，共有48艘战舰接受检阅。图甲是正在接受检阅的一字排列的舰队，图乙是正在接受检阅的“辽宁舰”上歼­15战机的起飞表演。下列说法正确的是()A.若以大海为参考系，图甲中各艘舰艇都是运动的B.若以一字舰队最前面的舰艇为参考系，图甲中其余各艘舰艇都是运动的C.若以“辽宁舰”为参考系，图乙中正在起飞的歼­15战机是运动的D.若以“辽宁舰”为参考系，图乙中准备起飞的歼­15战机是运动的答案AC解析若以大海为参考系，图甲中各艘舰艇都是运动的，故A正确；若以一字舰队最前面的舰艇为参考系，图甲中其余各艘舰艇都是静止的，故B错误；若以“辽宁舰”为参考系，图乙中正在起飞的歼­15战机是运动的，准备起飞的歼­15战机是静止的，故C正确，D错误。10.(多选)在2017年国际田联钻石联赛男子4×100m接力决赛中，中国队以38秒19的成绩获得冠军，取得了历史性突破。以下说法正确的是()A.研究第一棒吴智强的起跑动作姿势时，可以将其视为质点B.研究第二棒谢震业和第三棒苏炳添的交接棒是否规范时，不能将其看成质点C.研究苏炳添跑弯道所用时间时可以将其视为质点D.张培萌冲刺时看到绳向他扑来，他是以自身为参考系的答案BCD解析研究起跑姿势时不能把运动员看成质点；研究交接棒是否规范也不能把运动员看成质点；研究跑弯道用时时可以将运动员看成质点；冲刺时看到绳在“运动”是运动员以运动的自己为参考系的，故B、C、D正确。11.在以下情况中，关于质点的说法正确的是()A.观察辽宁号航空