相對運動初步了解試卷一、選擇題（每題5分，共30分）1.下列關(guān)于參照物的說法正確的是（）A.只有靜止的物體才能作為參照物B.研究物體運動時必須選擇地面為參照物C.參照物的選擇會影響物體運動狀態(tài)的描述D.參照物一旦選定，物體的運動狀態(tài)就無法改變解析：參照物的選擇具有任意性，既可以是靜止的物體（如地面），也可以是運動的物體（如行駛的汽車），A、B錯誤；同一物體的運動狀態(tài)會因參照物不同而產(chǎn)生差異，例如坐在行駛火車中的乘客，以火車為參照物是靜止的，以地面為參照物則是運動的，C正確；參照物選定后，物體的運動狀態(tài)描述會被確定，但物體本身的客觀運動狀態(tài)不受參照物影響，D錯誤。2.甲、乙兩車在同一直線上同向行駛，甲車速度為20m/s，乙車速度為15m/s。以甲車為參照物，乙車的速度為（）A.5m/s，方向與甲車相同B.5m/s，方向與甲車相反C.35m/s，方向與甲車相同D.35m/s，方向與甲車相反解析：同向運動的物體，相對速度等于速度之差，方向與速度較大的物體方向相同。以甲車為參照物，乙車的相對速度(v_{\text{乙對甲}}=v_{\text{乙對地}}-v_{\text{甲對地}}=15,\text{m/s}-20,\text{m/s}=-5,\text{m/s})，負號表示方向與甲車相反，即乙車以5m/s的速度相對甲車向后運動，B正確。3.下列現(xiàn)象中，體現(xiàn)運動相對性的是（）A.地球繞太陽公轉(zhuǎn)B.加油機在空中給戰(zhàn)斗機加油時保持相對靜止C.蘋果從樹上豎直下落D.百米賽跑運動員沖過終點線后不能立即停下解析：加油機與戰(zhàn)斗機加油時，二者速度大小和方向相同，以對方為參照物時位置不變，體現(xiàn)了運動的相對性，B正確；A、C描述的是物體的絕對運動，D體現(xiàn)的是慣性，均與相對性無關(guān)。4.小船在靜水中速度為3m/s，河水自西向東流速為1m/s。若小船要從南岸垂直駛向北岸，其船頭應指向（）A.正北方向B.北偏西方向C.北偏東方向D.任意方向均可解析：要使小船垂直駛向北岸，需抵消水流的影響。水流自西向東，小船需有向西的分速度與水流速度平衡，因此船頭應指向北偏西方向，B正確。5.從塔頂由靜止釋放小球A，t=0時刻又在與A等高位置釋放小球B。若不計空氣阻力，以B為參照物，A的運動狀態(tài)是（）A.靜止B.勻速直線運動C.勻加速直線運動D.變加速直線運動解析：小球A釋放時間早于B，當B開始下落時，A已具有初速度(v_0=gt_0)（(t_0)為A比B早釋放的時間）。A、B下落過程中加速度均為g，因此A相對B的加速度(a_{\text{相對}}=g-g=0)，相對速度(v_{\text{相對}}=v_0+gt-gt=v_0)，即A相對B做勻速直線運動，B正確。6.關(guān)于慣性系和非慣性系，下列說法正確的是（）A.地球是嚴格的慣性系B.加速上升的電梯是非慣性系C.慣性系中牛頓第一定律不成立D.非慣性系中無法描述物體的運動解析：慣性系是指靜止或勻速直線運動的參考系，地球因自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)存在加速度，不是嚴格慣性系，A錯誤；加速上升的電梯具有加速度，屬于非慣性系，B正確；慣性系中牛頓第一定律成立，C錯誤；非慣性系中可通過引入慣性力描述物體運動，D錯誤。二、填空題（每空3分，共30分）7.坐在行駛的公交車上的乘客，看到窗外的樹木向后運動，是以______為參照物；若公交車突然剎車，乘客身體會向前傾，這是由于______。答案：公交車（或乘客自身）；慣性8.兩物體沿同一直線運動，甲的速度為5m/s，乙的速度為-3m/s（規(guī)定向右為正方向），則甲相對乙的速度大小為______m/s，方向______。答案：8；向右解析：甲相對乙的速度(v_{\text{甲對乙}}=v_{\text{甲}}-v_{\text{乙}}=5-(-3)=8,\text{m/s})，方向向右。9.小船在靜水中速度為v，水流速度為u，若小船要以最短時間渡河，船頭應指向______方向，最短時間t=______（設河寬為d）。答案：垂直河岸；(d/v)解析：最短時間渡河時，船頭垂直河岸，此時渡河時間僅由船在靜水中的速度決定，與水流無關(guān)。10.狹義相對論指出，當物體運動速度接近光速時，______和______會發(fā)生變化，這表明經(jīng)典相對運動規(guī)律在高速情況下不再適用。答案：時間；長度三、計算題（共40分）11.（15分）甲車以10m/s的速度勻速向東行駛，乙車以15m/s的速度勻速向西行駛。（1）以甲車為參照物，乙車的速度大小和方向；（2）若兩車相距200m，經(jīng)過多長時間相遇？解答：（1）以甲車為參照物，乙車的速度(v_{\text{乙對甲}}=v_{\text{乙對地}}-v_{\text{甲對地}})。規(guī)定向東為正方向，則(v_{\text{甲對地}}=10,\text{m/s})，(v_{\text{乙對地}}=-15,\text{m/s})，因此(v_{\text{乙對甲}}=-15-10=-25,\text{m/s})，方向向西，大小為25m/s。（2）兩車相向而行，相對速度大小為(10+15=25,\text{m/s})，相遇時間(t=\frac{200}{25}=8,\text{s})。12.（25分）河寬d=100m，水流速度u=2m/s，小船在靜水中速度v=4m/s。（1）若小船船頭正對河岸渡河，求渡河時間及到達對岸時的位置；（2）若小船要到達正對岸，船頭應與河岸成多大角度？渡河時間為多少？解答：（1）船頭正對河岸時，渡河時間(t=\fracz3jilz61osys{v}=\frac{100}{4}=25,\text{s})。沿水流方向的位移(x=u\cdott=2\times25=50,\text{m})，因此小船到達對岸時位于正對岸下游50m處。（2）設船頭與河岸夾角為θ，要到達正對岸，需滿足(v\cos\theta=u)，即(\cos\theta=\frac{u}{v}=\frac{2}{4}=0.5)，因此θ=60°，船頭指向北偏西60°（或與上游河岸成60°角）。此時渡河時間(t=\fracz3jilz61osys{v\sin\theta}=\frac{100}{4\times\sin60^\circ}=\frac{100}{4\times\frac{\sqrt{3}}{2}}=\frac{50}{\sqrt{3}}\approx28.87,\text{s})。四、實驗題（共20分）13.（20分）某實驗小組利用打點計時器研究小車在斜面上的相對運動。（1）實驗中需要測量的物理量有：、；（2）若小車A從斜面頂端由靜止釋放，經(jīng)過0