第01讲 运动的描述（含答案解析）-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试考点归纳与测试（江苏专用）

第01讲运动的描述第一课时质点参考系时间位移了解质点、参考系、时间、位移。考点一、质点1．定义：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。2．对质点模型的理解（1）质点是一种“理想化模型”，它是对实际物体的一种科学抽象，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。其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。（3）质点没有体积，因而质点是不可能转动的。但转动的物体不一定不能看成质点。如研究地球的自转，轮胎的转动，砂轮的转动等等。（3）质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。如地球是很大的，但在研究其绕太阳公转时可把它看做质点，研究地球的自转时则不能看成质点。（4）同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。如研究一列火车从北京到上海的运行时间时，可把火车看成质点，而研究整列火车经过某一路标所用时间，显然要考虑火车的长度，这时就不能把火车看成质点。3．物体可以看成质点的条件：一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的。（1）物体的大小和形状对所研究的问题无影响，或者有影响但可以忽略不计，则可将物体看成质点。（2）当物体上各部分的运动情况完全相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映该物体的运动，一般可看成质点。（3）物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体看成质点。【特别提醒】物体能否被视为质点，不是取决于物体大小，而是看物体的形状和大小对研究问题的结果的影响是否可忽略。同一物体在不同的问题情景中有的可视为质点，有的则不能视为质点。【典型题例1】关于下列情况中的物体可否看作质点，判断正确的是A．研究一列火车通过南京长江大桥的时间，火车可视为质点B．分析高射炮弹的轨迹长度，炮弹可视为质点C．研究地球的自转，地球可视为质点D．分析跳高运动员的过杆技术，运动员可视为质点【答案】B【解析】研究一列火车通过南京长江大桥的时间时，火车长度相对于大桥长度不能忽略，不能看成质点，A错误，研究地球的自转时，地球各部分的运动情况不一样，所以不能看成质点，C错误；分析跳高运动员的过杆技术时，不能忽略运动员的动作，D错误，分析高射炮弹的轨迹长度时，炮弹大小可以忽略，B正确。【典型题例2】下面关于质点的说法正确的是A．原子核很小，所以可以当作质点B．太阳很大，所以不可以当作质点C．研究火星的自转时，可把火星当作质点D．研究地球的公转时，可把地球当作质点【答案】D【解析】物体能否看做质点，不在于它本身的大小，而是由所研究的问题性质决定的，本题只有D选项正确。【典型题例3】观察图所示四幅图，对图中各运动物体的描述正确的是A．图①中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点B．图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点C．图③中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点D．图④中研究子弹射穿苹果的时间时可将子弹看成质点【答案】B【解析】在研究篮球的运动路径和地球绕太阳公转时，篮球和地球的大小、形状可以忽略，可以将其看成质点；观众在欣赏体操表演和研究子弹射穿苹果的时间时，运动员和子弹的大小、形状均不能被忽略，不能将其看成质点，综上所述应选择B。考点二、参考系1．定义：在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。2．四个特性：（1）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。（2）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。（3）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。（4）统一性：比较不同物体的运动应选择同一个参考系。3．选择原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。例如研究火车上物体的运动时，一般选取火车作为参考系；研究地面上物体的运动时，一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。在比较不同物体的运动时，应选择同一参考系。【典型题例4】火炬传递是各种重大体育赛事的重要环节。在某次运动会火炬传递中，观察到同一地点的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰如图所示。关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法中正确的是A．甲、乙两火炬手一定都在向右运动B．甲、乙两火炬手一定都在向左运动C．甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动D．甲火炬手可能停止了运动，乙火炬手一定向左运动【答案】D【解析】根据旗帜的飘动情况可知风向左吹。甲火炬手所传递的圣火火焰向左飘，所以甲火炬手相对于旗杆可能静止，也可能向右运动，还可能向左运动，但此时的运动速度比风速小；乙火炬手所传递的圣火火焰向右飘，表明乙火炬手相对于旗杆一定向左运动，且运动速度比风速大。选项D正确。【典型题例5】我们描述某个物体运动时，总是相对一定的参考系而言的，下列说法正确的是A．我们说“太阳东升西落”，是以太阳为参考系的B．我们说“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的C．我们说“同步卫星在高空静止不动”，是以太阳为参考系的D．坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以火车或他自己为参考系的【答案】D【解析】“太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言，是以地球为参考系的，所以A不正确；“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的，所以B不正确；“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的，是以地球为参考系的，所以C不正确；火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，是以火车或他自己为参考系的，所以D正确。【典型题例6】下列关于运动的描述中，参考系的选取符合描述的是A．诗句“飞流直下三千尺”，是以飞流作为参考系的B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以潮水作为参考系的C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，是以万重山作为参考系的D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以国旗作为参考系的【答案】C【解析】选项A中的研究对象是“水”，水流下三千尺，故是以地面为参考系，该选项错误；选项B中的研究对象是“潮水”，潮水扑面而来，是以观察者为参考系，该选项错误；选项C中的研究对象是“轻舟”，轻舟已过万重山，是以万重山为参考系，该选项正确；选项D中的研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，该选项错误。考点三、时刻与时间间隔1．时刻：表示某一时间点，在时间轴上用点来表示。在物理学中，时刻与物体在运动过程中的某一位置（状态）及后面的瞬时速度、瞬时速率相对应。2．时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用线段来表示。在物理学中，时间间隔与物体在运动过程中的路程及后面的位移、平均速度、平均速率相对应。时间间隔又简称为时间。3．实验室中的计时仪器：停表、电磁打点计时器、数字计时器或频闪照相的方法测量时间。4．比较时刻时间间隔物理意义是事物运动、发展、变化所经历的各个状态先后顺序的标志，是状态量是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度，是过程量；可以简称为“时间”表述“第1s末”“第4s初”“第4s末”等“第1s内”“前2s”“后5s”等联系①两个时刻之间的间隔即为一段时间间隔，即Δt＝t2－t1②时间间隔是一系列连续时刻的积累，能展示物体运动的过程；时刻可以显示物体运动的一瞬间5．判断时刻与时间间隔的两种方法（1）根据上下文判断：分析题干，根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一状态，时间间隔对应的是某一过程。（2）利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻和时间间隔表示出来，对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间间隔。【典型题例7】关于时间和时刻，下列说法正确的是A．物体在5s时指的是时间B．物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间C．物体在第5s内指的是5s的时间D．“神舟五号”飞船点火在2003年10月15日09时0分，此处指的是时刻【答案】D【解析】物体在5s时指的是时刻，A错误；物体在5s内指的是物体从开始到5s末这5s的时间，B错误；物体在第5s内指的是1s的时间，C错误；“神舟五号”飞船点火在2003年10月15日09时0分，此处指的是时刻，D正确。【典型题例8】下列的计时数据指时刻的是A．前5sB．最后5sC．第5s末D．第5s内【答案】C【解析】前5s，是指时间间隔，选项A错误；最后5s，是指时间间隔，选项B错误；第5s末，是指时刻，选项C正确；第5s内，是指时间间隔，选项D错误。考点四、路程和位移1．路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是标量。物体一旦运动，路程就不会为零，且只要没有停下来，路程就不断增加，不会减少。2．位移：（1）意义：表示物体（质点）位置变化的物理量。（2）定义：从初位置到末位置的一条有向线段。（3）位移的表示：位移可以用从初始位置指向末位置的有向线段来表示。按照一定的标度，有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。（4）决定因素：物体的位移仅由初始位置和末位置决定，其大小等于物体初位置到末位置的直线距离，方向是由初位置指向末位置，而与运动过程（路径、轨迹）无关，如图。不管物体（质点）自A点经路径1、路径2还是路径3运动到B点，其位移都相同，都可用有向线段AB来表示。4．路程和位移的区别：位移与路程是两个不同的概念。位移是描述物体位置变化的物理量，而路程则是描述物体运动路径（轨迹）长短的物理量。位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。位移的大小与运动路径无关；而路程是按运动路径计算的实际长度。由于物体运动的路径可能是直线，也可能是曲线，两点间又以直线距离为最短，所以物体位移的大小只能小于、最多等于路程，不可能大于路程。只有质点做方向不变（单向）的直线运动时，位移大小才等于路程。如物体做匀速直线运动、匀加速直线运动。【特别提醒】（1）如果某段时间内某物体通过的路程为零，则这段时间内物体一定静止，位移也一定为零。（2）如果某段时间内物体的位移为零，则这段时间内物体不一定静止，可能是运动又回到了出发点，路程一定不为零。【典型题例9】一同学在一次排球垫球练习时，将球从离地1m高的位置竖直向上垫出，排球再上升1.5m后回落，没被接住落到了地面。下列说法正确的是A．排球从被垫出到最高点，发生位移大小为2.5mB．排球从被垫出到最高点，发生路程大小为2.5mC．排球从被垫出到落地，发生路程大小为1mD．排球从被垫出到落地，发生位移大小为1m【答案】D【解析】位移是由初位置指向末位置的有向线段，排球从被垫出到最高点，发生位移大小为1.5m，从被垫出到落地，发生位移大小为1m，故A错误，D正确；路程是物体实际的运动轨迹的长度，排球从被垫出到最高点，发生路程大小为1.5m，从被垫出到落地，发生路程大小为4m，故B、C错误。【典型题例10】若规定向东方向为位移的正方向，今有一个皮球停在水平地面上某处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经5m时与墙相碰后又向西做直线运动，经7m后停下。上述过程中皮球通过的路程和位移分别是A．12m，2mB．12m，－2mC．－2m，2mD．2m，2m【答案】B【解析】如图所示，设皮球开始时停在A点，与墙壁碰撞反弹后停在B点，则皮球通过的路程为5m＋7m＝12m；位移为从A到B的有向线段，长度为2m，方向向西，故位移为－2m，故选B。【典型题例11】如图所示，一小球在光滑的V形槽中由A点释放，经B点到达与A点等高的C点，设A点的高度为1m，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为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的直线距离，大小为eq\f(1m,sin60°)＝eq\f(2\r(3),3)m。路程等于AB长度与BC长度之和，大小为eq\f(1m,sin60°)＋eq\f(1m,sin60°)＝eq\f(4,3)eq\r(3)m。1．关于质点下列说法正确的是（）A．只有体积很小的物体才能看作质点B．在太空中进行飞船对接的宇航员观察该飞船，可把飞船看作质点C．从地球上的控制中心跟踪观察在太空中飞行的宇宙飞船，可把飞船看作质点D．质点是一个理想化的模型，实际并不存在，所以引入这个概念没有多大意义【答案】C【解析】当物体的体积和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，物体可以看为质点，物体能否看为质点与体积的大小无关，故A错误；在太空中进行飞船对接的宇航员观察该飞船时，飞船的形状和体积对所研究问题的影响不可以忽略不计，此时不能将飞船看为质点，故B错误；从地球上的控制中心跟踪观察在太空中飞行的宇宙飞船时，飞船的形状和体积能够忽略不计，此时飞船能够看为质点，故C正确；质点是一个理想化的模型，实际并不存在，但是引入质点这一概念能够简化所研究的问题，即引入质点这一概念有很大的意义，故D错误。故选C。2．关于质点的概念，下列说法正确的是（）A．任何细小的物体都可以看作质点B．任何静止的物体都可以看作质点C．一个物体是否可以看作质点，要看所研究问题的具体情况而定D．一个物体在某种情况下可看作质点，那么在任何情况下都可看作质点【答案】C【解析】物体能视为质点的条件是在所研究的问题中，物体的形状大小可以忽略不计，对所研究的问题没有影响，与物体本身大小，运动状态无关，故ABD错误，C正确。故选C。3．下列关于体育运动的比赛中，可把研究对象看成质点的是（）A．研究女子50米步枪三姿比赛中杜丽射出的子弹轨迹B．研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作C．研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作D．研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术【答案】A【解析】研究女子50米步枪三姿比赛中杜丽射出的子弹轨迹时可以看成质点，故A正确；研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作，如果看成质点就不能看到发球动作，所以不能看成质点，故B错误；研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作，要看动作就不能看成质点，故C错误；研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术，要看起跑动作所以不能看成质点，故D错误。故选A。4．下列关于女排比赛中的研究对象，可以视为质点的是（）A．研究女排比赛中选手扣球的动作时B．确定运动员在球场上的位置时C．研究运动员比赛中发出的旋转球时D．确定排球是否落在边界线内时【答案】B【解析】能够作为质点的条件是物体的大小和形状相对于研究问题而言可以忽略不计，所以关于女排比赛中的研究对象，确定运动员在球场上的位置时可以视为质点。故选B。5．关于参考系，下列说法正确的是（

）A．太阳从东边升起，从西边落下，选取的参考系是地球B．由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参考系C．乘客看到车窗外的景物飞速后退，选取的参考系是地面D．同一物体的运动，选不同的参考系观察结果肯定是相同的【答案】A【解析】太阳从东边升起，从西边落下，是以地球为参考系的相对运动，地球仍绕太阳运动，故A正确；由于运动是绝对的，描述运动时，需选定参考系，故B错误；窗外的景物是被研究的物体，窗外的景物飞速后退，而实际景物是相对地面静止的，所以景物向后退是以汽车为参考系的，故C错误；同一物体的运动，选择不同的参考系所观察到的轨迹可能不同，故D错误。故选A。6．下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是（）A．诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的【答案】C【解析】诗句“飞流直下三千尺”，研究对象是“飞流”，参考系不是“飞流”本身，故A错误；“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，研究对象是“潮水”，参考系不是“潮水”本身，而是以观众自己为参考系，故B错误；“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，研究对象是“轻舟”，参考系是“万重山”本身，故C正确；升国旗时，观察到国旗冉冉升起，研究对象是“国旗”，由于旗杆和上升的国旗二者位置发生改变，则观察者可以以“旗杆”为参考系，故D错误。故选C。7．如图所示是双人跳水比赛的情景，下列说法正确的是（）A．教练为了研究两人的技术动作，可将图片中的两人视为质点B．两人在下落过程中，感觉水面是静止的C．甲运动员感觉乙运动员是静止的D．观众观看两人比赛时，可将两人视为质点【答案】C【解析】教练为了研究两人的技术动作，不能忽略人的形状，不能将图片中的两人视为质点，故A错误；两人在下落过程中，相对水面下降，所以感觉水面是运动的，故B错误；两个运动员的动作一致，所以甲运动员感觉乙运动员是静止的，故C正确；观众观看两人比赛时，要看动作，不能将两人视为质点，故D错误。故选C。8．下列关于运动的描述中，叙述正确的是（）A．“明月松间照，清泉石上流”，是以山石为参考系的B．诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”中“云与我俱东”是以船为参考系的C．“太阳东升西落”，是以太阳为参考系的D．物体运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取无关【答案】A【解析】清泉石上流是泉水在山石上运动，是以山石为参考系的，故A正确；云与我俱东是以堤岸为参考系的，故B错误；太阳东升西落是以地球为参考系的，故C错误；物体运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取有关，比如从水平飞行的飞机上落下的物体从飞机上看，做直线运动，从地面上看做曲线运动，故D错误。故选A。9．一列火车从上海开往北京，下列叙述中指时刻的是（）A．早6时10分，列车从上海站出发 B．列车一共运行了12小时C．列车9小时到达南京站 D．列车在南京站停车10分钟【答案】A【解析】在时间抽上位置对应时刻,距离对应时间间隔。早6时10分，列车从上海站出发,“6时10分”指时间抽上的位置，即时刻，A正确；列车一共运行了12小时，“12小时”指时间抽上的距离,即时间间隔，B错误；列车9小时到达南京站，“9小时”指时间抽上的距离,即时间间隔，C错误；列车在南京站停车10分钟，“10分钟”指时间抽上的距离,即时间间隔，D错误。故选A。10．关于时刻和时间，下列说法中正确的是（）A．3s末指的是时间，共经历了3sB．第3s初指的是时刻，已经历了3sC．第4s内指的是时间，共经历了1sD．第5s末指的是时刻，已经历了4s【答案】C【解析】3s末指的是时刻，A错误；第3s初指的是时刻，已经历了2s，B错误；第4s内指的是时间，共经历了1s，C正确；第5s末指的是时刻，已经历了5s，D错误。11．关于时间和时刻，下列说法正确的是（）A．第4秒末就是第5秒初，指的是时间B．物体运动了5秒指的是物体在5秒末时，指的是时刻C．物体在5秒内指的是物体在4秒末到5秒末这1秒的时间D．物体在第5秒内指的是物体在4秒末到5秒末这1秒的时间【答案】D【解析】第4s末就是第5s初，指的是同一时刻，A错误；物体运动了5s指的是物体从0−5s末的