1.3 位置变化快慢的描述——速度 暑假衔接练习 -2024-2025学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(含解析)

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1.3 位置变化快慢的描述——速度 暑假衔接练习 -2024-2025学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(含解析)

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1.3 位置变化快慢的描述——速度 暑假衔接练习
【基础练习】
一、选择题
1.运动员参加100m赛跑,第11s初到达终点时的速度为12m/s,则全程的平均速度约为(  )
A.9m/s B.10m/s C.11m/s D.12m/s
2.在2024年巴黎奥运会游泳项目男子自由泳决赛中,中国运动员以46秒40的成绩夺得冠军,并打破当时的世界纪录。已知男子自由泳决赛是在长的平直泳道中进行的,下列说法正确的是(  )
A.该运动员完成男子自由泳决赛的平均速度为0
B.该运动员完成男子自由泳决赛的平均速度大于
C.该运动员完成男子自由泳决赛的路程为0
D.该运动员完成男子自由泳决赛的位移大小为
3.2019年达喀尔拉力赛中,如图所示为某选手在一次训练中的路线图,他先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9km,实际从A运动到B用时5min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15km,当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150km/h,那么可以确定的是(  )
A.整个过程中赛车的平均速率为108km/h
B.整个过程中赛车的平均速度大小为180km/h
C.若赛车手原路返回用时也为5min,则来回平均速度相同
D.赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150km/h
4.某主干道上交通管理部门设立的限速标志如图所示,要求驾驶员在该主干道上驾驶车辆时(  )
A.必须以80m/s的速度行驶 B.平均速度大小不得超过80m/s
C.瞬时速度大小不得超过80km/h D.汽车上的速度计的指示值必须大于80km/h
5.甲、乙两车在时刻,由同一地点同一方向开始做直线运动,两车的位移与时间关系图象如图所示,则下列判断正确的是(  )
A.在时刻,两车的速度相同
B.在时刻,甲车速度的大小为
C.时间内,甲、乙两车的平均速度相等
D.在时刻,甲车瞬时速度小于乙车瞬时速度
6.下列事例中有关速度的说法,正确的是(  )
A.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
B.子弹以速度v从枪口射出,v指的是瞬时速度
C.平均速率指瞬时速度的大小
D.如图三质点分别沿A、B、C从N到M,它们的平均速度不相同
7.(多选)生活、产生中,在描述物体运动快慢的语句中常涉及到速度,有时语句中的速度指的是平均速度,有时语句中的速度指的是瞬时速度,这要依据速度、平均速度的定义及语境来区分。以下叙述中的速度指瞬时速度的是(  )
A.歼16战机在山东号航母上的起飞速度为60 m/s
B.和谐号动车组的最大速度可达380 km/h
C.电磁轨道炮炮弹的发射速度可达10 km/s
D.传统故事《龟兔赛跑》中兔子的速度小于乌龟的速度
8.(多选)一辆玩具汽车以2m/s的速度向正东方向运动了4m,接着以3m/s的速度向正北方向运动了3m。下列对玩具汽车在整个运动过程中的描述正确的是(  )
A.平均速率为1.5m/s B.平均速率为m/s
C.位移大小为5m D.平均速度大小为m/s
二、填空题
9.图为   (选填“电磁”或“电火花”)打点计时器,工作时需接入电压为,频率为的交流电源。使用这种打点计时器在纸带上打出的两点之间的时间间隔为   。
10.如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带,相邻点的时间间隔为0.02 s,纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺,则拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度为   m/s;物体运动到在B点的瞬时速度为   m/s.(小数点后保留两位数字)
11.汽车沿一直线单向运动,第一秒内通过5m,第二秒内通过10m,第三秒内通过20m后停下,则前两秒内的平均速度是   m/s,后两秒内的平均速度为   m/s,全程的平均速度等于   m/s。
三、计算题
12.如图所示,从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球,它经过1.15s上升5m后回落,再经过1.35s到达地面。以地面为原点建立一维坐标系,以向上为正方向,求:
(1)小球从抛出到落地的位移;
(2)小球从抛出到落地的平均速度;
(3)小球从抛出到落地的平均速率。
13.如图所示,某质点沿边长,的矩形从A点沿逆时针方向匀速率运动,在5s内运动了矩形周长的一半到达C点。求:
(1)质点的路程和位移的大小;
(2)质点运动的平均速度。
【能力提升】
一、选择题
1.400m跑比赛中,运动员从错列的起跑线出发,全程分道赛跑,比赛的后程都经过跑道的直道部分,最后到达同一条终点线。起跑线和终点线的位置如图所示。某运动员在直道上最后15m冲刺所用时间为2s,则他(  )
A.跑完这15m的平均速度是7.5m/s
B.经过最后7.5m所用时间一定是1s
C.运动中任意时刻的速度都是7.5m/s
D.经过终点时的瞬时速度一定是7.5m/s
2.第15届机器人世界杯赛上,中国科技大学获得仿真2D组冠军,标志着我国在该领域的研究取得了重大进展。图中是科大著名服务机器人“可佳”,比赛时给它设定了如下动作程序:在平面内由点(1 m,1 m)出发,沿直线运动到点(3 m,1 m),再沿直线运动到点(3 m,3 m)。整个过程中机器人所用时间是s。下列说法正确的是(  )
A.整个过程中,机器人的路程为m
B.整个过程中,机器人的位移大小为4m
C.整个过程中,机器人的平均速度的大小为1 m/s
D.整个过程中,机器人可以做到速度一直不发生变化
3.在一次爬山比赛中,某人从山脚爬上山顶,然后又沿原路回到山脚。上山的平均速率为,下山的平均速率为,则此人往返一次的平均速度的大小和平均速率是(  )
A., B.,
C.0, D.0,
4.A、B两个物体的位移—时间图像如图所示,则以下说法正确的是(  )
A.时刻,A、B两物体的速度都为0
B.内, A的平均速度等于B的平均速度
C.内,A的路程等于B的路程
D.时刻,A、B两物体的速度方向相同
5.激光测速仪能够测量运动物体的瞬时速率。其测量精度较高,广泛应用于交通管理等领域。如图所示,测速仪向汽车发射一束激光,经反射后被接收装置接收。只要测出从发射到接收所经历的时间,便可得到测速仪到汽车的距离。在测量时,测速仪在较短时间内分别发射两束激光,对汽车进行两次这样的距离测量、,已知测速仪高,则汽车的速度为(  )
A. B. C. D.
6.频闪照片是用照相机在时间间隔相同的连续闪光下拍摄的,能在一张底片上经过多次曝光,记录下物体连续运动过程中的各个状态,得到物体的运动轨迹。如图所示是一张小球做单向直线运动的频闪照片示意图,频闪周期为s,则小球在图中三段频闪过程中平均速度的大小是(  )
A.1.80 m/s B.1.50 m/s C.0.60 m/s D.0.50 m/s
7.(多选)下列质点做直线运动的图像中、其运动经过的路程恰与位移的大小相等的是(  )
A. B.
C. D.
8.(多选)某同学骑自行车沿平直的公路单向行驶,通过观测记录了该同学在不同时刻的位置,并记录在表中,如图所示。下列说法正确的是(  )
时刻
位置
A.前2s内的位移小于后3s内的位移
B.任意时间内位移的大小等于路程
C.前2s内的平均速度为后3s内平均速度的3倍
D.5s内的平均速度为9m/s
二、填空题
9.打点计时器交流电源频率是50 Hz,实验得到做匀变速运动的纸带上A、B两点与B、C两点之间各有四个点未画出,如图所示,则相邻计数点的时间间隔是   。若测得x1=15
cm,x2=19 cm,则B点的瞬时速度是   m/s,且已知A点的瞬时速度为1.30 m/s ,则C点的瞬时速度为   m/s (结果均保留3位有效数字)。若在实际操作中,交流电的频率低于50 Hz,则上述测得的B点的瞬时速度   真实值。(填“大于”、“等于”或“小于”)
10.一辆汽车沿平直公路行驶,先以10m/s的速度行驶了前的位移,再以20m/s的速度行驶了后的位移,则整个位移中的平均速度为   m/s;若汽车以速度v1行驶了前的时间,再以20m/s的速度又行驶了的时间,最后以15m/s的速度行驶了剩余时间,整个过程的平均速度为20m/s,则v1=   m/s。
三、计算题
11.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在0 时刻到 40s这段时间的x-t图。通过分析回答以下问题。
(1)汽车最远位置距离出发点约为多少米?
(2)汽车在哪段时间没有行驶?
(3)汽车在哪段时间驶离出发点,在哪段时间驶向出发点?
(4)求出汽车前10s内和后20s内的速度大小并说明方向。
12.如图所示,一质点沿半径为r=20 cm的圆周自A点出发,逆时针运动2 s,运动 圆周到达B点,求:
(1)质点的位移和路程;
(2)质点的平均速度和平均速率.1.3 位置变化快慢的描述——速度 暑假衔接练习
【基础练习】
一、选择题
1.运动员参加100m赛跑,第11s初到达终点时的速度为12m/s,则全程的平均速度约为(  )
A.9m/s B.10m/s C.11m/s D.12m/s
【答案】B
【解析】【解答】由题可知,运动员全程的位移为100m,全程的时间为10s,根据位移和时间的比值则全程的平均速度约为
故选B。
【分析】根据位移和时间的比值可以求出平均速度的大小。
2.在2024年巴黎奥运会游泳项目男子自由泳决赛中,中国运动员以46秒40的成绩夺得冠军,并打破当时的世界纪录。已知男子自由泳决赛是在长的平直泳道中进行的,下列说法正确的是(  )
A.该运动员完成男子自由泳决赛的平均速度为0
B.该运动员完成男子自由泳决赛的平均速度大于
C.该运动员完成男子自由泳决赛的路程为0
D.该运动员完成男子自由泳决赛的位移大小为
【答案】A
【解析】【解答】AB.由于男子运动员完成男子自由泳决赛的始末位置相同,总位移为0,根据位移与时间的比值则平均速度为0,故A正确,B错误;
C.路程是运动轨迹的长度,根据轨迹的长度可以得出该运动员完成男子自由泳决赛的路程为100m,故C错误;
D.结合上述可知,该运动员完成男子自由泳决赛的位移大小为0,故D错误。
故选A。
【分析】利用初末位置可以判别位移的大小,结合时间可以比较平均速度的大小;利用轨迹长度可以比较路程的大小。
3.2019年达喀尔拉力赛中,如图所示为某选手在一次训练中的路线图,他先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9km,实际从A运动到B用时5min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15km,当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150km/h,那么可以确定的是(  )
A.整个过程中赛车的平均速率为108km/h
B.整个过程中赛车的平均速度大小为180km/h
C.若赛车手原路返回用时也为5min,则来回平均速度相同
D.赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150km/h
【答案】D
【解析】【解答】A.已知选手运动的路程和时间,根据平均速率的公式可以得出整个过程中赛车的平均速率为
故A错误;
B.平均速度等于位移与时间的比值,根据平均速度公式可以得出整个过程中赛车的平均速度大小为
故B错误;
C.若赛车手原路返回用时也为5min,则来回平均速度大小相同,由于位移方向相反则方向相反,故C错误;
D.经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150km/h,速度计显示瞬时速度的大小,所以赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150km/h,故D正确。
故选D。
【分析】利用路程和时间可以求出平均速率的大小;利用位移和时间可以求出平均速度的大小;利用位移的方向可以判别平均速度的方向;速度计显示瞬时速度的大小。
4.某主干道上交通管理部门设立的限速标志如图所示,要求驾驶员在该主干道上驾驶车辆时(  )
A.必须以80m/s的速度行驶 B.平均速度大小不得超过80m/s
C.瞬时速度大小不得超过80km/h D.汽车上的速度计的指示值必须大于80km/h
【答案】C
【解析】【解答】 瞬时速度是指运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度.瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率。题图中的“80”表示80km/h,驾驶员在这一路段驾驶车辆时的瞬时速度不能超过80km/h,在行驶的任何时间内都不能超过80km/h,速度低于或者等于80km/h都是允许的。
故选C。
【分析】 明确安通指示牌的作用,知道从安全角度考虑,公路上通常要有限速标志,限制的是瞬时速度。
5.甲、乙两车在时刻,由同一地点同一方向开始做直线运动,两车的位移与时间关系图象如图所示,则下列判断正确的是(  )
A.在时刻,两车的速度相同
B.在时刻,甲车速度的大小为
C.时间内,甲、乙两车的平均速度相等
D.在时刻,甲车瞬时速度小于乙车瞬时速度
【答案】C
【解析】【解答】 在分析图象时,首先要明确图象的坐标,再根据图象的意义进行分析。要知道x-t图象的斜率表示速度,图象的纵坐标表示物体的位置。AB.在图象中,图线斜率表示速度,图线交点表示相遇,由图知,在时刻,两车相遇,甲车的斜率小于,所以甲车的速度小于,乙车的斜率等于,所以乙车的速度为,AB错误;
C.时间内,甲、乙两车的时间和位移都相等,所以平均速度相等,C正确;
D.在时刻,甲车的斜率大于乙车的斜率,所以甲车瞬时速度大于乙车瞬时速度,D错误。
故选C。
【分析】 在x-t图象中,图线的斜率表示速度;图象的交点表示相遇,纵坐标的变化量表示位移,结合平均速度等于位移与时间之比分析。
6.下列事例中有关速度的说法,正确的是(  )
A.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
B.子弹以速度v从枪口射出,v指的是瞬时速度
C.平均速率指瞬时速度的大小
D.如图三质点分别沿A、B、C从N到M,它们的平均速度不相同
【答案】B
【解析】【解答】A.根据速度的物理意义,则速度表示位置变化的快慢程度,速度越大,位置变化越快,但位移不一定越大,A错误;
B.子弹以速度v从枪口射出,v代表某一瞬间的速度,是瞬时速度,B正确;
C.瞬时速度的大小指的是瞬时速率,平均速率是路程与时间的比值,两者概念不同,C错误;
D.三质点分别沿A、B、C从N到M,根据初末位置相同所以位移相同,若运动时间也相同,根据位移与时间的比值可以得出平均速度也相同,D错误。
故选B。
【分析】速度的大小与位移的大小无关;子弹从枪口射出代表瞬时速度的大小;瞬时速率与平均速率的概念不同;利用初末位置可以比较位移的大小,结合时间可以比较平均速度的大小。
7.(多选)生活、产生中,在描述物体运动快慢的语句中常涉及到速度,有时语句中的速度指的是平均速度,有时语句中的速度指的是瞬时速度,这要依据速度、平均速度的定义及语境来区分。以下叙述中的速度指瞬时速度的是(  )
A.歼16战机在山东号航母上的起飞速度为60 m/s
B.和谐号动车组的最大速度可达380 km/h
C.电磁轨道炮炮弹的发射速度可达10 km/s
D.传统故事《龟兔赛跑》中兔子的速度小于乌龟的速度
【答案】A,B,C
【解析】【解答】瞬时速度指某时时刻或物体经某一位置时的速度,而平均速度指一段时间或一段位移内的速度。
A.战机的起飞速度是指离开甲板瞬间的速度,因此是瞬时速度,A符合题意;
B.最大速度指速度最大的时刻所对应的速度,因此是瞬时速度,B符合题意;
C.发射速度指离开跑堂瞬间的速度,因此是瞬时速度,C符合题意;
D.兔子的速度和乌龟的速度都指一段位移上的速度,因此是平均速度,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】瞬时速度为物体在某一位置或某一时刻的速度,最大速度和起飞速度为瞬时速度,兔子的速度和乌龟的速度为平均速度。
8.(多选)一辆玩具汽车以2m/s的速度向正东方向运动了4m,接着以3m/s的速度向正北方向运动了3m。下列对玩具汽车在整个运动过程中的描述正确的是(  )
A.平均速率为1.5m/s B.平均速率为m/s
C.位移大小为5m D.平均速度大小为m/s
【答案】B,C,D
【解析】【解答】以2m/s的速度向正东方向运动了4m,接着以3m/s的速度向正北方向运动了3m。所以玩具汽车运动时间为3s,根据位移的合成可以得出:运动的位移大小为5 m,根据运动的轨迹长度可以得出:路程为7m。根据位移和时间的比值可以得出平均速度为
根据路程和时间的比值可以得出:平均速率为
故选BCD。
【分析】利用初末位置可以求出运动的位移,利用轨迹的长度可以求出路程的大小;结合运动的时间可以求出平均速度和平均速率的大小。
二、填空题
9.图为   (选填“电磁”或“电火花”)打点计时器,工作时需接入电压为,频率为的交流电源。使用这种打点计时器在纸带上打出的两点之间的时间间隔为   。
【答案】电火花;0.02
【解析】【解答】图为电火花打点计时器,工作时需接入电压为,频率为的交流电源。使用这种打点计时器在纸带上打出的两点之间的时间间隔为0.02s。
【分析】电火花计时器需要使用220V的交流电,其打点频率为50Hz;利用打点频率的大小可以求出打点周期的大小。
10.如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带,相邻点的时间间隔为0.02 s,纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺,则拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度为   m/s;物体运动到在B点的瞬时速度为   m/s.(小数点后保留两位数字)
【答案】0.22;0.22(0.21-0.23)
【解析】【解答】根据平均速度的定义, 这段时间内的平均速度就等于 到 的位移跟所用时间的比值,位移的大小可以从刻度尺上直接读出:
到 共10个点,9个时间间隔,所以 到 所用的时间:
所以 这段时间内的平均速度: 为了尽量精确地反映物体在 点的运动快慢,我们尽量在靠近 点的地方取得数据,例如取靠近 点的左右两个点,左边点在刻度尺上的读数是1.77 cm,右边点在刻度尺上的读数是2.65 cm,那么:
两点间相隔的时间为:
所以 点的瞬时速度:
【分析】利用平均速度公式可以求出AC间平均速度的大小;利用平均速度公式可以求出B点瞬时速度的大小。
11.汽车沿一直线单向运动,第一秒内通过5m,第二秒内通过10m,第三秒内通过20m后停下,则前两秒内的平均速度是   m/s,后两秒内的平均速度为   m/s,全程的平均速度等于   m/s。
【答案】7.5;15;11.67
【解析】【解答】前两秒内的平均速度为
后两秒内的平均速度为
全程的平均速度为
【分析】平均速度等于这段时间内的位移与这段时间的比值。
三、计算题
12.如图所示,从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球,它经过1.15s上升5m后回落,再经过1.35s到达地面。以地面为原点建立一维坐标系,以向上为正方向,求:
(1)小球从抛出到落地的位移;
(2)小球从抛出到落地的平均速度;
(3)小球从抛出到落地的平均速率。
【答案】(1)解:以地面为原点建立一维坐标系,以向上为正方向,小球从抛出到落地的位移为
故位移大小为 ,方向竖直向下。
(2)解:小球从抛出到落地运动的总时间
则小球全过程的平均速度
故平均速度大小为 ,方向竖直向下。
(3)解:小球从抛出到落地的路程
则小球全过程的平均速率
故平均速率为 。
【解析】【分析】(1)规定向上运动为正方向,利用小球的初末位置坐标可以求出位移的大小及方向;
(2)已知小球运动的时间,结合位移的大小及方向可以求出平均速度的大小及方向;
(3)已知小球运动的路径,利用运动路径可以求出路程的大小,结合运动的时间可以求出平均速率的大小。
13.如图所示,某质点沿边长,的矩形从A点沿逆时针方向匀速率运动,在5s内运动了矩形周长的一半到达C点。求:
(1)质点的路程和位移的大小;
(2)质点运动的平均速度。
【答案】(1)解:位移是初位置指向末位置的有向线段,路程时实际运动轨迹的长度,所以质点位移的大小为
路程为
(2)解:质点运动的平均速度为
【解析】【分析】(1)已知质点运动的轨迹,利用初末位置可以求出位移的大小,利用运动的轨迹可以求出路程的大小;
(2)已知质点运动的位移,结合运动的时间可以求出平均速度的大小。
【能力提升】
一、选择题
1.400m跑比赛中,运动员从错列的起跑线出发,全程分道赛跑,比赛的后程都经过跑道的直道部分,最后到达同一条终点线。起跑线和终点线的位置如图所示。某运动员在直道上最后15m冲刺所用时间为2s,则他(  )
A.跑完这15m的平均速度是7.5m/s
B.经过最后7.5m所用时间一定是1s
C.运动中任意时刻的速度都是7.5m/s
D.经过终点时的瞬时速度一定是7.5m/s
【答案】A
【解析】【解答】由题知运动员在直道上最后15m冲刺所用时间为2s,根据平均速度公式可以得出运动员跑完这15m的平均速度是
但运动过程中运动员的速度不会一直保持同一速度,则运动中的速度不可能都是7.5m/s,未知经过重点的运动情况所以经过终点时的瞬时速度也不一定是7.5m/s,故经过最后7.5m所用时间也不一定是1s。
故选A。
【分析】利用位移和时间可以求出平均速度的大小,利用平均速度不能判别任意时刻瞬时速度的大小。
2.第15届机器人世界杯赛上,中国科技大学获得仿真2D组冠军,标志着我国在该领域的研究取得了重大进展。图中是科大著名服务机器人“可佳”,比赛时给它设定了如下动作程序:在平面内由点(1 m,1 m)出发,沿直线运动到点(3 m,1 m),再沿直线运动到点(3 m,3 m)。整个过程中机器人所用时间是s。下列说法正确的是(  )
A.整个过程中,机器人的路程为m
B.整个过程中,机器人的位移大小为4m
C.整个过程中,机器人的平均速度的大小为1 m/s
D.整个过程中,机器人可以做到速度一直不发生变化
【答案】C
【解析】【解答】AB.已知机器人 在平面内由点(1 m,1 m)出发,沿直线运动到点(3 m,1 m),再沿直线运动到点(3 m,3 m)则机器人的轨迹如图所示
可知整个过程中,根据几何关系可以得出机器人的路程为
整个过程中,根据几何关系可以机器人的位移大小为
故AB错误;
C.整个过程中,根据平均速度公式可以得出机器人的平均速度的大小为
故C错误;
D.由轨迹图可知,整个过程中,机器人的速度方向发生变化,故D错误。
故选C。
【分析】利用机器人运动的轨迹及几何关系可以求出位移和路程的大小,结合运动的时间可以求出平均速度的大小;利用运动的轨迹可以判别速度不断变化。
3.在一次爬山比赛中,某人从山脚爬上山顶,然后又沿原路回到山脚。上山的平均速率为,下山的平均速率为,则此人往返一次的平均速度的大小和平均速率是(  )
A., B.,
C.0, D.0,
【答案】D
【解析】【解答】设从山脚到山顶的路程为 ,此人往返一次对应的位移 ,其平均速度大小为
平均速率等于路程与时间的比值,往返一次的平均速率
所以D符合题意;ABC不符合题意;
故答案为:D。
【分析】利用位移的大小结合运动的时间可以判别平均速度等于0;利用路程和运动的时间可以求出平均速率的大小。
4.A、B两个物体的位移—时间图像如图所示,则以下说法正确的是(  )
A.时刻,A、B两物体的速度都为0
B.内, A的平均速度等于B的平均速度
C.内,A的路程等于B的路程
D.时刻,A、B两物体的速度方向相同
【答案】B
【解析】【解答】A.在位移时间图像中,根据图像斜率表示速度可知,时刻,A物体的图像斜率是0,则速度是0,B物体的图像斜率不是0,则速度不是0,A错误;
B.根据图像坐标可以得出:在内,A、B两物体通过的位移相同,所用时间相同,根据
则A的平均速度等于B的平均速度,B正确;
C.根据物体运动的轨迹可以得出:在内,A的路程为
B的路程为
两个路程大小对比可以得出:A的路程比B的路程多4m,C错误;
D.在位移时间图像中,由于图像斜率表示速度,时刻,A的图像斜率是负值,B的图像斜率是正值,由于速度的符号代表运动的方向,即时刻,A、B两物体的速度方向不相同,D错误。
故选B。
【分析】利用位移时间图像的斜率可以比较速度的大小及方向;利用物体运动的坐标变化可以判别路程和位移的大小,利用位移和时间可以比较平均速度的大小。
5.激光测速仪能够测量运动物体的瞬时速率。其测量精度较高,广泛应用于交通管理等领域。如图所示,测速仪向汽车发射一束激光,经反射后被接收装置接收。只要测出从发射到接收所经历的时间,便可得到测速仪到汽车的距离。在测量时,测速仪在较短时间内分别发射两束激光,对汽车进行两次这样的距离测量、,已知测速仪高,则汽车的速度为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】【解答】已知汽车运动的初末位置,根据几何关系可知,在时间内,汽车前进的位移为
因为很小,故汽车的速度可认为等于时间内的平均速度,根据平均速度则有
故选C。
【分析】利用几何关系可以求出汽车运动的位移,结合运动的时间可以求出平均速度的大小。
6.频闪照片是用照相机在时间间隔相同的连续闪光下拍摄的,能在一张底片上经过多次曝光,记录下物体连续运动过程中的各个状态,得到物体的运动轨迹。如图所示是一张小球做单向直线运动的频闪照片示意图,频闪周期为s,则小球在图中三段频闪过程中平均速度的大小是(  )
A.1.80 m/s B.1.50 m/s C.0.60 m/s D.0.50 m/s
【答案】D
【解析】【解答】已知小球运动的位移和时间,根据平均速度公式,可得
故选D。
【分析】利用位移和时间的比值可以求出平均速度的大小。
7.(多选)下列质点做直线运动的图像中、其运动经过的路程恰与位移的大小相等的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B,C
【解析】【解答】AC.位移时间图像中,根据图像坐标可以得出位移的大小,路程表示各小段图像差值的绝对值之和,所以A图中路程大于位移的大小,图B中位移的大小等于路程,所以A错误,C正确;
BD.速度时间图像中,图像与时间轴围成的面积之和表示位移,面积在时间轴上方则为正,面积在时间轴下方则为负,根据图像面积可以得出B图中位移的大小等于路程,根据图像面积可以得出位移的大小小于路程,D错误,B正确。
故选BC。
【分析】根据位移时间图像的初末坐标可以求出位移的大小,利用运动的轨迹长度可以求出路程的大小;利用速度时间图像的面积可以求出位移的大小及路程的大小。
8.(多选)某同学骑自行车沿平直的公路单向行驶,通过观测记录了该同学在不同时刻的位置,并记录在表中,如图所示。下列说法正确的是(  )
时刻
位置
A.前2s内的位移小于后3s内的位移
B.任意时间内位移的大小等于路程
C.前2s内的平均速度为后3s内平均速度的3倍
D.5s内的平均速度为9m/s
【答案】B,C
【解析】【解答】A.前2s的位移为
后3s的位移为
由于正负号表示位移的方向,所以有
A不符合题意;
B.由于该同学做单方向的直线运动,则在任意时间内位移的大小等于路程,B符合题意;
C.前2s的平均速度为
后3s的平均速度为
所以前2s的平均速度为后3s平均速度的3倍,C符合题意;
D.5s内的平均速度为
D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】利用位移的定义得出前2s内的位移和后3s内的位移,结合平均速度的定义式 得出前2s内的平均速度和后3s内的平均速度 。
二、填空题
9.打点计时器交流电源频率是50 Hz,实验得到做匀变速运动的纸带上A、B两点与B、C两点之间各有四个点未画出,如图所示,则相邻计数点的时间间隔是   。若测得x1=15
cm,x2=19 cm,则B点的瞬时速度是   m/s,且已知A点的瞬时速度为1.30 m/s ,则C点的瞬时速度为   m/s (结果均保留3位有效数字)。若在实际操作中,交流电的频率低于50 Hz,则上述测得的B点的瞬时速度   真实值。(填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】0.100s;1.70;2.10;大于
【解析】【解答】打点计时器交流电源频率是50 Hz,所以每隔0.02s打一个点,则打点周期为50 Hz,由于每相邻两个计数点间还有4个点,所以相邻的计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小为
根据匀变速直线运动的规律,有
代入数据,解得
交流电的频率低于50 Hz,周期大于0.02s,运动的时间变长,故可知测得的B点的瞬时速度大于真实值。
【分析】利用打点计时器的周期可以求出时间间隔的大小;利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小;利用平均速度公式可以求出A点瞬时速度的大小;由于测量周期偏小所以导致瞬时速度测量值偏大。
10.一辆汽车沿平直公路行驶,先以10m/s的速度行驶了前的位移,再以20m/s的速度行驶了后的位移,则整个位移中的平均速度为   m/s;若汽车以速度v1行驶了前的时间,再以20m/s的速度又行驶了的时间,最后以15m/s的速度行驶了剩余时间,整个过程的平均速度为20m/s,则v1=   m/s。
【答案】15;30
【解析】【解答】设总位移为x,则有
设总位移为,总时间为,平均速度为,则有,
联立解得
【分析】利用平均速度公式可以求出整个过程的平均速度的大小;利用总位移和总时间可以求出平均速度的大小。
三、计算题
11.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在0 时刻到 40s这段时间的x-t图。通过分析回答以下问题。
(1)汽车最远位置距离出发点约为多少米?
(2)汽车在哪段时间没有行驶?
(3)汽车在哪段时间驶离出发点,在哪段时间驶向出发点?
(4)求出汽车前10s内和后20s内的速度大小并说明方向。
【答案】(1)解:根据x-t图像可知,汽车最远位置距离出发点约为30m;
(2)解:在10s~20s时,汽车没有行驶,此时位移保持不变,汽车位置距离出发点也为30m;
(3)解:汽车在0~10s时向前做匀速直线运动,汽车在哪段时间驶离出发点;在20s~40s时,汽车向负方向做匀速直线运动,汽车驶向出发点,直到汽车到达出发点;
(4)解:汽车前10s内的速度
速度大小是,方向是正方向。
汽车在后20s内的速度
速度大小是,方向是负方向。
【解析】【分析】(1)x-t图像上的点表示物体在该时刻所处的位移。根据图像进行解答即可;
(2)汽车静止时,汽车所处的位置不变,由图进行解答即可;
(3)汽车驶离出发点时,与出发点的距离越来越远,驶向出发点时,与出发点的距离越来越近。根据图进行分析即可;
(4)x-t图像为倾斜直线说明物体做匀速直线运动,x-t图像的斜率表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向,根据图进行解答即可,注意方向的描述。
12.如图所示,一质点沿半径为r=20 cm的圆周自A点出发,逆时针运动2 s,运动 圆周到达B点,求:
(1)质点的位移和路程;
(2)质点的平均速度和平均速率.
【答案】(1)解:质点的位移是由A点指向B点的有向线段,位移大小为线段AB的长度,由几何关系可知质点的位移大小
方向由A点指向B点;
质点的路程为
(2)解:根据平均速度定义得
方向由A点指向B点;
质点的平均速率
【解析】【分析】(1)位移是由初位置指向末位置的有向线段,注意说明方向。路程是质点运动轨迹的长度。
(2)平均速度等于位移与时间之比,平均速率等于路程与时间之比。平均速度是矢量,主要说明方向,平均速率是标量。

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