第02讲:位置变化快慢的描述-速度【五大大题型】-2025-2026学年高一上学期物理【赢在暑假】同步精讲精练系列(人教版2019必修第一册)
2025-06-28
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2份
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43页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 3. 位置变化快慢的描述——速度 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.91 MB |
| 发布时间 | 2025-06-28 |
| 更新时间 | 2025-06-30 |
| 作者 | 启明数学物理探究室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52779174.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第02讲:位置变化快慢的描述——速度
【考点归纳】
· 考点一:速度的概念与计算
· 考点二:平均速度和瞬时速度的理解与计算
· 考点三:速度、速率、平均速度和瞬时速度的区别
· 考点四:用打点计算器测速度
· 考点五:与速度有关的计算问题
【知识归纳】
知识点一、速度
1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值.速度是表示物体运动快慢的物理量.
2.公式:v=.其中Δx是位移,不是路程.
3.单位:国际单位制单位是米每秒,符号是m/s或m·s-1.常用单位:千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等.1 m/s=3.6 km/h.
4.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量(填“标量”或“矢量”),其方向和时间Δt内的位移Δx的方向相同.
知识点二、平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(1)定义:在某段时间内物体的位移Δx与发生这段位移所用时间Δt的比值,公式=.
(2)意义:表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度.
(3)矢量性:平均速度的方向与Δt时间内发生的位移Δx的方向相同.
(4)平均速度只能粗略地反映物体运动的快慢.
2.瞬时速度
(1)定义:当Δt非常小时,物体在从t到t+Δt的时间间隔内,运动快慢的差异也就非常小,就可以用v=表示物体在t时刻的瞬时速度.
(2)意义:表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度.
(3)瞬时速度的方向就是该时刻物体运动的方向.瞬时速度的大小叫速率.
(4)瞬时速度可以精确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢.
3.匀速直线运动:平均速度与瞬时速度相等.
知识点三、平均速度、平均速率和速率
1.平均速度:在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,其表达式为平均速度=.
2.平均速率:路程与时间的比值,即平均速率=.
3.速率:瞬时速度的大小.
考点技巧归纳
速度和速率
速度:物体的位移与发生这个位移所用时间的比值,是矢量
速率:瞬时速度的大小叫速率,是标量
平均速度和瞬时速度
平均速度:=,与一段时间或一段位移相对应,平均速度的方向与这段时间内的位移方向相同;平均速度只能粗略地描述运动的快慢
瞬时速度:质点在某一时刻或某一位置的速度,与时刻或位置相对应;瞬时速度的方向即那一时刻质点运动的方向;它能精确地描述运动的快慢
平均速度的大小和平均速率
平均速度=
平均速率=
注意:因为位移大小与路程一般不相等,故平均速度的大小一般不等于平均速率
知识点四、平均速度和瞬时速度的测量
1.如图所示为打点计时器打出的一条纸带示意图,D、G间的时间间隔Δt=0.1 s,用刻度尺测出D、G间的位移Δx,则D、G间的平均速度v=.
2.D、F间(填“D、F间”或“D、G间”)的平均速度更接近E点的瞬时速度.某点的瞬时速度近似等于包含这一点的较小Δt内的平均速度.
考点五、速度-时间图像
1.速度-时间图像(v-t图像)
以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立直角坐标系,根据测量数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到物体运动的v-t图像.
2.v-t图像的意义
v-t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况,但它不是物体运动的轨迹.
【题型归纳】
题型一:速度的概念与计算
1.(24-25高一上·云南文山·期中)关于速度的定义式,以下叙述正确的是( )
A.速度v的大小与运动的位移和时间都无关
B.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移成正比,与运动时间成反比
C.速度大小不变的运动是匀速直线运动
D.,因为,所以
2.(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)下列关于速度的说法中,正确的是( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快
B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化大
C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.一段时间内物体的位置不变化,则这段时间内物体速度不一定为零
3.(2024高三·全国·专题练习)下列关于速度的说法正确的是( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快
B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化大
C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.由v=可知,位移越大,则速度越大
题型二:平均速度和瞬时速度的理解与计算
4.(24-25高一上·湖南邵阳·期末)下列情况中的速度,属于平均速度的是( )
A.炮弹飞出炮管的速度为1000m/s
B.返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s
C.由于堵车,汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s
D.赛车经过某路标时,车内速度计的示数为150km/h
5.(24-25高一下·广西柳州·阶段练习)一辆汽车从甲地沿直线开往乙地,前一半位移内的平均速度为,后一半位移内的平均速度是,则这辆汽车全程的平均速度是( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一上·陕西西安·期末)“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶,在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构,该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点处出发,经过46天到达处,行驶路程为585米;又经过46天,到达处,行驶路程为304米。已知间和、间的直线距离分别约为463米和234米,则火星车( )
A.从处行驶到处的路程为697米
B.从处行驶到处的位移大小为889米
C.从处行驶到处的平均速率约为10米/天
D.从处行驶到处的平均速度大小约为10米/天
题型三:速度、速率、平均速度和瞬时速度的区别
7.(24-25高一上·山东淄博·期末)潭溪山玻璃漂流为山东省最长峡谷漂流,一游客在潭溪山乘皮筏漂流,途经M点和N点,如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为,用时,M、N间的直线距离为,则从M点漂流到N点的过程中( )
A.该游客的位移大小为
B.该游客的平均速率为
C.该游客的平均速度大小为
D.若以所乘皮筏为参考系,美女峰的平均速度为0
8.(24-25高一上·上海浦东新·期中)小球绕半径为R的圆轨道运动半周,所需时间为t。在此过程中该小球的( )
A.位移大小为,平均速率为 B.位移大小为2R,平均速率为
C.位移大小为,平均速率为 D.位移大小为2R,平均速率为
9.(24-25高一上·安徽芜湖·阶段练习)一物体从A点沿正东方向以的速度运动4s到达B点,然后又以的速度向北匀速运动6s到达C点,则关于这10s内物体的路程、位移、平均速率和平均速度大小的说法,不正确的是( )
A.位移大小为50m B.路程为70m
C.平均速率为 D.平均速度为
题型四:用打点计算器测速度
10.(24-25高一上·四川南充·阶段练习)按要求完成下列各小题。
(1)目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种,它们所接电源均为频率为 Hz的交变电流,所以都是每隔0.02s打一个点,但前者所接交流电压为 V,后者所接交流电压为 V。操作流程是先 后 。
(2)如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带,在纸带旁边附着一把毫米刻度尺,根据纸带上点的排列情况可判定,手拉动纸带时,手的运动速度怎样变化: ;由O到A这段距离上手运动的平均速度为 m/s,打B点时手拉动纸带的速度约为 m/s。
11.(24-25高一上·新疆喀什·期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到的记录纸带如图所示。
(1)电火花计时器应接在频率为50Hz的 电源上(填“直流”或“交流”),工作电压为 V。
(2)图中的点为计数点,在每两个相邻的计数点间还有4个点没有画出,则从打下A点到打下E点共历时 s,打下C点时小车的瞬时速度为 m/s。
(3)纸带的 端(选填“左”或“右”)与小车相连做 运动(选填“减速”或“加速”)。
12.(24-25高一上·四川自贡·期中)在“用电磁打点计时器测速度”实验中,已知交流电源的频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是 。
A.拖动纸带的同时,闭合电源开关
B.先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,拖动纸带
C.纸带上的打点密集,说明纸带运动速度较大
D.此次实验所用电源为220V交流电源
(2)某同学拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔1个点取一个计数点,标上字母A、B、C、D、E、F(中间的点未画出)。
如图所示,某同学用mm刻度尺进行测量,填到下表中:
计数点
B
C
D
E
F
位置(cm)
1.32
2.75
4.44
6.22
8.12
由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车的平均速度为 m/s(保留3位有效数字)。
(3)打点计时器打下C点时小车的速度vC= m/s(保留3位有效数字)。
题型五:与速度有关的计算问题
13.(24-25高一上·广西·期中)如图所示,周长为400m的操场跑道由直道AB、CD和半圆弯道BC、DA组成,E、F点分别为直道AB、弯道BC的中点。甲、乙、丙同学分别从A、E、F点开始沿逆时针方向练习200m赛跑,三位同学完成200m赛跑的时间均为t。已知半圆弯道BC、DA的半径均为R,直道AB的长度为L,求:(均用题中给定的物理量符号表示)
(1)甲同学完成200m赛跑的平均速度大小;
(2)乙同学完成200m赛跑的平均速度大小;
(3)丙同学完成200m赛跑的平均速度大小。
14.(24-25高一上·山东青岛)荡秋千是儿童喜爱的一项娱乐活动,其过程可简化为如图所示的模型。图中O点为秋千的固定悬点,现将秋千(视为质点)拉至A点由静止释放,秋千在竖直面内沿圆弧ABC运动,B点为运动的最低点。已知OA的长度,,,秋千从A点运动到B点、从B点运动到C点的时间分别为、,求:
(1)秋千从A点运动到B点的路程和位移;
(2)秋千从A点运动到B点的平均速度大小;
(3)秋千从A点运动到C点的路程和位移;
(4)秋千从A点运动到C点的平均速率。(结果可保留)
15.(24-25高一上·河南·阶段练习)爬坡跑是一种有效的训练方式,它不仅可以提高跑步者的体能和耐力,而且能增强跑步者的肌肉力量和心肺功能。一跑步者沿一长度为x的倾斜直道跑步,前半程的平均速度大小为v,因体力不支,后半程的平均速度减小为。求:
(1)跑步者前半程所用的时间及其后半程所用的时间;
(2)跑步者全程的平均速度大小。
【专项训练】
一、单选题
1.(24-25高一上·浙江杭州·期末)汽车仪表盘以及公路上的标志牌如图甲、乙、丙所示,则下列说法正确的是( )
A.表盘甲转速值为1000,其单位为m/s
B.表盘乙显示了汽车的瞬时速率
C.限速牌中“55km/h”表示的是平均速度大小
D.路牌中“2.5km“表示的是位移
2.(24-25高一上·新疆克孜勒苏·期末)2004年8月27日,刘翔在北京奥运会男子110米栏预赛中以12.91秒的成绩夺冠,通过监控回放测出他在50米处的速度为9m/s,终点的速度为10.2m/s,则刘翔在全程内的平均速度是( )
A.8.5m/s B.10.2m/s C.12m/s D.10m/s
3.(24-25高一上·河北沧州·期末)沧州市第四十一届元旦长跑于2024年12月29日8:30开始。已知该次元旦长跑是一次5km健康跑,长跑的起点和终点是同一地点。下列说法正确的是( )
A.“8:30”是时间间隔
B.“5km”是位移大小
C.完成该次长跑的参赛者的平均速度为0
D.研究参赛者这次比赛的运动轨迹时,不可将参赛者视为质点
4.(24-25高一上·广东潮州·期末)一辆电动出租汽车从潮安区A地到B地行驶的路线图如图所示。导航地图从A地到B地的直线距离为12km,实际里程表指示的里程数为20km,实际从A地到B地用时30min,下列说法正确的是( )
A.题目中的“30min”表示时刻 B.整个过程中汽车的位移大小为20km
C.整个过程中汽车的路程为20km D.整个过程中汽车的平均速度大小为40km/h
5.(24-25高一上·江西抚州·期末)2024年抚州半程马拉松比赛火热进行,参赛选手们用脚步丈量城市的美好,用汗水诠释坚持的力量,奔跑中领略这座城市的独特魅力。下列关于参赛运动员的描述正确的是( )
A.在比赛中运动员的比赛成绩是一个时刻
B.半程马拉松组跑完的21.0975公里是指位移
C.研究运动员比赛行进轨迹时可将运动员看成质点
D.比赛的起点和终点均设在市政府广场的同一位置,冠军运动员的平均速度一定大于亚军的平均速度
6.(24-25高一上·山西晋城·期末)如图甲所示,九位小朋友玩丢手绢游戏。其中八位小朋友等间距地围坐在圆周上,小明在圆周外侧从1号小朋友的后面出发,沿逆时针方向匀速率跑动,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.小明在任意两位相邻的小朋友间运动的位移大小相同
B.小明在任意两位相邻的小朋友间运动的平均速度相同
C.小明跑动三圈后回到出发点的过程中平均速度不为零
D.小明在任意两位相邻的小朋友间运动的路程不同
7.(24-25高一上·吉林·期末)图中的曲线是某一质点的运动轨迹。若质点在一段时间内从B点运动到A点,当B点越来越靠近A点时,质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。下列说法中不正确的是( )
A.平均速度的方向与位移方向总是一致的
B.当时,平均速度趋于瞬时速度
C.平均速度和瞬时速度的方向总是一致的
D.瞬时速度的定义用到极限的思想方法
8.(24-25高一上·天津南开·期末)深中通道位于珠三角伶仃洋海域,是集“桥、岛、隧、水下互通”四位一体的世界级跨海通道集群工程。两辆汽车从中山至深圳:A车,经虎门大桥,全程约103千米,耗时约1小时50分钟;B车,经深中通道,全程约53千米,耗时约1小时10分钟。若两辆汽车出发点和终点位置相同,下列说法正确的是( )
A.全程A车的位移更大
B.两辆汽车全程的平均速度大小相同
C.A车全程的平均速度更大
D.两辆汽车全程的平均速度方向相同
9.(24-25高一上·安徽合肥·阶段练习)一质点沿一边长为2m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1m,初始位置在bc边的中点A,由b向c运动,如图所示,分别是边的中点,则下列说法正确的是( )
A.第2s末的瞬时速度大小是 m/s B.前2s内的位移大小为2m
C.前4s内的平均速度大小为0.5m/s D.前4s内的平均速率为0.5m/s
10.(24-25高一上·辽宁·期末)如图所示,为某地图APP软件的一张截图,显示了某次导航的具体路径,其“时间最短”路线中有“42分钟”,“24公里”两个数据,“距离最短”路线中有“59分钟”“21公里”两个数据,关于这两个方案,下列说法正确的是( )
A.“时间最短”路线中“42分钟”表示的是某个时刻
B.“距离最短”路线中“21公里”表示的是位移大小
C.根据“距离最短”路线中两个数据,可算出平均速度大小
D.根据“距离最短”路线中两个数据,可以算出平均速率
二、多选题
11.(25-26高一上·全国·课后作业)在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是( )
A.打点前小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器打点稳定后再释放小车
B.要舍去纸带上密集点,然后选取计数点
C.若每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.1s
D.实验中应使小车速度尽量小些
12.(24-25高一上·广东广州·期末)直线折返跑是训练足球运动员体能的方式。如图将6个标示筒两两间隔5m摆放,跑动顺序为,运动时间为10s,则全过程的平均速度大小和平均速率分别为( )
A.平均速度大小为 B.平均速度大小为
C.平均速率为 D.平均速率为
13.(24-25高一上·四川成都·期中)运动员进行“折返跑”训练,从A点沿直线跑到B点,又从B点沿原路返回A点,A、B两点直线距离为50m,总用时20s,下列对运动员在整个运动过程中的描述正确的是( )
A.位移大小为100m B.路程为100m
C.平均速度大小为 D.平均速率为
14.(24-25高一上·广东清远·期中)关于时间和时刻,瞬时速度和平均速度几个概念,以下说法正确的是( )
A.列车员说:“火车在8时42分到站,停车8分。”这里“8时42分”是时刻,“8分”是时间
B.如果说“物体运动了3秒”,这里的“3秒”指的是一段时间,如果说“物体运动的第3秒”,这里的“第3秒”指的是一个时刻
C.京沪高速铁路测试时列车最高时速可达,指的是瞬时速度大小
D.电动车限速,指的是平均速度大小
15.(24-25高一上·海南海口·期中)在一个美丽的中式园林中,存在一个独特的圆形景观区域,其半径为,这个区域中有一条别致的曲线通道,由两个半径均为的半圆首尾相连构成。如图所示,一位游客在早晨8点从A点出发,沿着图中箭头指示的曲线通道进行游览,并在8点5分到达C点,设,该游客从A点到C点的平均速度和平均速率分别约为( )
A.平均速度大小为 B.平均速度大小为
C.平均速率大小为 D.平均速率大小为
16.(24-25高一上·湖北·期中)甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目的地,甲车在前一半时间内以速度30km/h做匀速直线运动,后一半时间内改为以速度50km/h做匀速直线运动;乙车在前一半位移中以速度30km/h做匀速直线运动,后一半位移中改为以速度50km/h做匀速直线运动,则( )
A.甲全程的平均速度是40km/h
B.乙全程的平均速度是45km/h
C.甲先到达目的地
D.乙先到达目的地
17.(24-25高一上·北京西城·期中)如图(甲)所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波速度为v0,脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,图(乙)是连续两次发射的超声波的位移—时间图像。则下列说法正确的是( )
A.从脉冲第一次刚发射时,物体距离B的距离
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
C.若x1<x2可以分析出物体在远离超声波发射器
D.物体的平均速度为
三、实验题
18.(24-25高一上·河北石家庄·阶段练习)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请完成下列有关问题。
(1)甲图是 (选填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”),使用的电源是交流 (选填“8V”或“220V”)电源。
(2)利用该计时器测量纸带的速度,基本步骤如下:
A.当纸带完全通过计时器后,及时关闭电源
B.将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器
C.松手后小车拖动纸带运动
D.接通打点计时器电源
上述步骤正确的顺序是 。(按顺序填写编号)
(3)某同学在实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图乙所示,每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。试根据纸带上各个计数点间的距离算出打下F点时小车的瞬时速度大小为 m/s。(计算结果保留两位小数)
(4)如果当时电网中交变电源的频率与正常频率(50Hz)相比稍稍偏大,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理。那么速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
19.(24-25高一上·山东枣庄·阶段练习)(1)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,如图所示,是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1s。试求BD、DF两个过程的平均速度 m/s; m/s。(结果均保留2位有效数字)
(2)某次实验打点计时器使用的交流电的频率为,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点。
①推测纸带的运动是 运动(填“加速”或“减速”或“匀速”)
②在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是 。(结果保留3位有效数字)
四、解答题
20.(24-25高一上·江苏无锡·期中)一辆汽车在两相距20km的景点A和B之间来回往返行驶,A、B在一条直线上,从A景点出发时有一位细心的旅客看了自己的手表,指针恰好指在09:00:00,到达B 景点时,已是09:30:00,导游要求各位旅客在B景点处只能游玩30分钟,准时发车返回A景点,当回到A景点时刚好是事先约定好的10:20:00,求:
(1)汽车从A景点去B景点时的平均速度v1;
(2)汽车在整个过程中的平均速度v。
21.(2024高一上·全国)我国三大舰队齐赴南海举行了大规模军事演习,各种先进设备相继亮相,其中“歼-15”战机作战半径可达1200km。假设一架“歼-15”战机于4月12日8点整从“辽宁”号航母起飞,在8点18分正好抵达距航母680km的指定位置,战机仪表显示此段行程正好为800km。试求:
(1)战机此段过程的平均速率和飞行100m约需的时间分别是多少?
(2)此段过程中战机的平均速度又是多少?
22.(24-25高一上·广西南宁)一质点在x轴上运动,在时刻质点处于位置,然后质点沿x轴正方向运动,在时刻质点处于位置,此后质点沿x轴负方向运动,在时刻质点处于位置,求:
(1)质点在内的位移;
(2)后2s内质点的平均速度和内的平均速度。
23.(24-25高一上·广西河池)太极图是中国传统文化中的重要图形之一,它代表了阴阳两极的平衡、和谐、相互依存和互相转化的哲学思想。其外层的圆圈为太虚或无极,表示宇宙万物是由元气化生的,同时在进行着运动和循环。某人在公园晨练时按地上如图所示的太极图案行走,中央的S形部分是两个直径为R的半圆,CA和DB都是大圆的直径,且CA和DB相互垂直,分别表示南北和东西方向。他从C点出发沿曲线CDAOCBA行进。
(1)求他从C点第一次走到O点时的路程和位移;
(2)若他从C点第一次走到B点所用时间为t,求该过程的平均速率和平均速度。
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第02讲:位置变化快慢的描述——速度
【考点归纳】
· 考点一:速度的概念与计算
· 考点二:平均速度和瞬时速度的理解与计算
· 考点三:速度、速率、平均速度和瞬时速度的区别
· 考点四:用打点计算器测速度
· 考点五:与速度有关的计算问题
【知识归纳】
知识点一、速度
1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值.速度是表示物体运动快慢的物理量.
2.公式:v=.其中Δx是位移,不是路程.
3.单位:国际单位制单位是米每秒,符号是m/s或m·s-1.常用单位:千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等.1 m/s=3.6 km/h.
4.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量(填“标量”或“矢量”),其方向和时间Δt内的位移Δx的方向相同.
知识点二、平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(1)定义:在某段时间内物体的位移Δx与发生这段位移所用时间Δt的比值,公式=.
(2)意义:表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度.
(3)矢量性:平均速度的方向与Δt时间内发生的位移Δx的方向相同.
(4)平均速度只能粗略地反映物体运动的快慢.
2.瞬时速度
(1)定义:当Δt非常小时,物体在从t到t+Δt的时间间隔内,运动快慢的差异也就非常小,就可以用v=表示物体在t时刻的瞬时速度.
(2)意义:表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度.
(3)瞬时速度的方向就是该时刻物体运动的方向.瞬时速度的大小叫速率.
(4)瞬时速度可以精确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢.
3.匀速直线运动:平均速度与瞬时速度相等.
知识点三、平均速度、平均速率和速率
1.平均速度:在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,其表达式为平均速度=.
2.平均速率:路程与时间的比值,即平均速率=.
3.速率:瞬时速度的大小.
考点技巧归纳
速度和速率
速度:物体的位移与发生这个位移所用时间的比值,是矢量
速率:瞬时速度的大小叫速率,是标量
平均速度和瞬时速度
平均速度:=,与一段时间或一段位移相对应,平均速度的方向与这段时间内的位移方向相同;平均速度只能粗略地描述运动的快慢
瞬时速度:质点在某一时刻或某一位置的速度,与时刻或位置相对应;瞬时速度的方向即那一时刻质点运动的方向;它能精确地描述运动的快慢
平均速度的大小和平均速率
平均速度=
平均速率=
注意:因为位移大小与路程一般不相等,故平均速度的大小一般不等于平均速率
知识点四、平均速度和瞬时速度的测量
1.如图所示为打点计时器打出的一条纸带示意图,D、G间的时间间隔Δt=0.1 s,用刻度尺测出D、G间的位移Δx,则D、G间的平均速度v=.
2.D、F间(填“D、F间”或“D、G间”)的平均速度更接近E点的瞬时速度.某点的瞬时速度近似等于包含这一点的较小Δt内的平均速度.
考点五、速度-时间图像
1.速度-时间图像(v-t图像)
以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立直角坐标系,根据测量数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到物体运动的v-t图像.
2.v-t图像的意义
v-t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况,但它不是物体运动的轨迹.
【题型归纳】
题型一:速度的概念与计算
1.(24-25高一上·云南文山·期中)关于速度的定义式,以下叙述正确的是( )
A.速度v的大小与运动的位移和时间都无关
B.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移成正比,与运动时间成反比
C.速度大小不变的运动是匀速直线运动
D.,因为,所以
【答案】A
【详解】A.是速度的定义式,但速度v的大小与运动的位移和时间都无关,故A正确;
B.物体做匀速直线运动时,速度保持不变,故B错误;
C.速度大小不变的运动,如果速度方向发生变化,则不是匀速直线运动,故C错误;
D.速度是矢量,负号表示速度的方向与正方向相反,所以,则速度的大小小于速度的大小,故D错误。
故选A。
2.(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)下列关于速度的说法中,正确的是( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快
B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化大
C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.一段时间内物体的位置不变化,则这段时间内物体速度不一定为零
【答案】A
【详解】A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快,故A正确;
B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化快,但物体位置变化不一定大,故B错误;
C.速度越大,位置变化越快,但位移不一定越大,故C错误;
D.一段时间内物体的位置不变化,则这段时间内物体速度一定为零,故D错误。
故选A。
3.(2024高三·全国·专题练习)下列关于速度的说法正确的是( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快
B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化大
C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.由v=可知,位移越大,则速度越大
【答案】A
【详解】A.根据速度的定义知,速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快,A正确;
BC.速度大表示物体的位置变化快,但在很短的时间内物体位置变化(即位移)不一定大,BC错误;
D.由v=可知,由于Δt不确定,位移Δx越大,v不一定越大,D错误。
故选A。
题型二:平均速度和瞬时速度的理解与计算
4.(24-25高一上·湖南邵阳·期末)下列情况中的速度,属于平均速度的是( )
A.炮弹飞出炮管的速度为1000m/s
B.返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s
C.由于堵车,汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s
D.赛车经过某路标时,车内速度计的示数为150km/h
【答案】C
【详解】A.炮弹飞出炮管的速度为1000m/s,指的是瞬时速度,故A错误;
B.返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s,指的是瞬时速度,故B错误;
C.由于堵车,汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s,指的通过隧道过程的平均速度,故C正确;
D.赛车经过某路标时,车内速度计的示数为150km/h,指的是瞬时速度,故D错误。
故选C。
5.(24-25高一下·广西柳州·阶段练习)一辆汽车从甲地沿直线开往乙地,前一半位移内的平均速度为,后一半位移内的平均速度是,则这辆汽车全程的平均速度是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据平均速度定义可知这辆汽车全程的平均速度为
故选D。
6.(24-25高一上·陕西西安·期末)“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶,在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构,该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点处出发,经过46天到达处,行驶路程为585米;又经过46天,到达处,行驶路程为304米。已知间和、间的直线距离分别约为463米和234米,则火星车( )
A.从处行驶到处的路程为697米
B.从处行驶到处的位移大小为889米
C.从处行驶到处的平均速率约为10米/天
D.从处行驶到处的平均速度大小约为10米/天
【答案】D
【详解】A.路程为运动轨迹的长度,从处行驶到处的路程为
故A错误;
B.位移大小为始末位置的直线距离,由题意可知,从处行驶到处的位移大小一定小于889米,故B错误;
C.从处行驶到处的平均速率约为
故C错误;
D.从处行驶到处的平均速度大小约为
故D正确。
故选D。
题型三:速度、速率、平均速度和瞬时速度的区别
7.(24-25高一上·山东淄博·期末)潭溪山玻璃漂流为山东省最长峡谷漂流,一游客在潭溪山乘皮筏漂流,途经M点和N点,如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为,用时,M、N间的直线距离为,则从M点漂流到N点的过程中( )
A.该游客的位移大小为
B.该游客的平均速率为
C.该游客的平均速度大小为
D.若以所乘皮筏为参考系,美女峰的平均速度为0
【答案】C
【详解】A.根据题意可知,该游客的位移大小为,故A错误;
B.平均速率等于总路程与总时间之比,则平均速率为
故B错误;
C..平均速度等于总位移与总时间之比,则平均速度为
故C正确;
D.若以所乘皮筏为参考系,美女峰的位置坐标发生了变化,则美女峰的平均速度不为0,故D错误。
故选C。
8.(24-25高一上·上海浦东新·期中)小球绕半径为R的圆轨道运动半周,所需时间为t。在此过程中该小球的( )
A.位移大小为,平均速率为 B.位移大小为2R,平均速率为
C.位移大小为,平均速率为 D.位移大小为2R,平均速率为
【答案】B
【详解】小球绕半径为R的圆轨道运动半周,所需时间为t。在此过程中该小球的位移大小为
小球的路程为
则小球的平均速率为
故选B。
9.(24-25高一上·安徽芜湖·阶段练习)一物体从A点沿正东方向以的速度运动4s到达B点,然后又以的速度向北匀速运动6s到达C点,则关于这10s内物体的路程、位移、平均速率和平均速度大小的说法,不正确的是( )
A.位移大小为50m B.路程为70m
C.平均速率为 D.平均速度为
【答案】D
【详解】AB.题意可知,物体向东运动
再向北运动
故位移大小为
故路程为
故AB正确,不符合题意;
C.根据公式可得平均速率
代入以上数据可得
故C正确,不符合题意;
D.平均速度为
故D错误,符合题意。
故选D。
题型四:用打点计算器测速度
10.(24-25高一上·四川南充·阶段练习)按要求完成下列各小题。
(1)目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种,它们所接电源均为频率为 Hz的交变电流,所以都是每隔0.02s打一个点,但前者所接交流电压为 V,后者所接交流电压为 V。操作流程是先 后 。
(2)如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带,在纸带旁边附着一把毫米刻度尺,根据纸带上点的排列情况可判定,手拉动纸带时,手的运动速度怎样变化: ;由O到A这段距离上手运动的平均速度为 m/s,打B点时手拉动纸带的速度约为 m/s。
【答案】(1) 50 6(或4或4~6) 220 通电 释放
(2) 逐渐增大 0.38 1
【详解】(1)[1][2][3]目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种,它们所接电源均为频率为50Hz的交变电流,但电磁打点计时器所接交流电压为4~6V,电火花打点计时器所接交流电压为220V;
[4][5]操作流程是先通电后释放纸带。
(2)[4]纸带在相等时间内的位移逐渐变大,可知手拉动纸带的速度逐渐增大;
[5]由O到A这段距离上手运动的平均速度为
[6]打B点时手拉动纸带的速度约为
11.(24-25高一上·新疆喀什·期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到的记录纸带如图所示。
(1)电火花计时器应接在频率为50Hz的 电源上(填“直流”或“交流”),工作电压为 V。
(2)图中的点为计数点,在每两个相邻的计数点间还有4个点没有画出,则从打下A点到打下E点共历时 s,打下C点时小车的瞬时速度为 m/s。
(3)纸带的 端(选填“左”或“右”)与小车相连做 运动(选填“减速”或“加速”)。
【答案】(1) 交流 220
(2) 0.4 0.51
(3) 左 加速
【详解】(1)[1][2] 电火花计时器应接在交流电源上,工作电压为220V。
(2)[1][2] 在每两个相邻的记数点间还有4个点没有画出,则相邻计数点间的时间间隔为
ss
从打下A点到打下E点共历时为
C点时小车的瞬时速度为
(3)[1][2] 因为小车做加速运动,相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与小车相连。
12.(24-25高一上·四川自贡·期中)在“用电磁打点计时器测速度”实验中,已知交流电源的频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是 。
A.拖动纸带的同时,闭合电源开关
B.先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,拖动纸带
C.纸带上的打点密集,说明纸带运动速度较大
D.此次实验所用电源为220V交流电源
(2)某同学拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔1个点取一个计数点,标上字母A、B、C、D、E、F(中间的点未画出)。
如图所示,某同学用mm刻度尺进行测量,填到下表中:
计数点
B
C
D
E
F
位置(cm)
1.32
2.75
4.44
6.22
8.12
由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车的平均速度为 m/s(保留3位有效数字)。
(3)打点计时器打下C点时小车的速度vC= m/s(保留3位有效数字)。
【答案】(1)B
(2)0.406
(3)0.390
【详解】(1)AB.为了提高纸带的利用率,同时为了使打点更稳定,减小误差,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车。故A错误;B正确;
C.纸带上打的点密集,在相等的时间内位移较小,说明纸带运动速度较小。故C错误;
D.电磁打点计时器使用8V的交流电源。故D错误。
故选B。
(2)纸带上每隔1个点取一个计数点,所以相邻计数点之间的时间间隔
T=0.04s
打下AF段纸带时小车的平均速度为
(3)打点计时器打下C点时小车的速度近似等于BD两点间的平均速度,即
题型五:与速度有关的计算问题
13.(24-25高一上·广西·期中)如图所示,周长为400m的操场跑道由直道AB、CD和半圆弯道BC、DA组成,E、F点分别为直道AB、弯道BC的中点。甲、乙、丙同学分别从A、E、F点开始沿逆时针方向练习200m赛跑,三位同学完成200m赛跑的时间均为t。已知半圆弯道BC、DA的半径均为R,直道AB的长度为L,求:(均用题中给定的物理量符号表示)
(1)甲同学完成200m赛跑的平均速度大小;
(2)乙同学完成200m赛跑的平均速度大小;
(3)丙同学完成200m赛跑的平均速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)甲同学完成200m赛跑的位移大小
甲同学的平均速度大小
(2)乙同学完成200m赛跑的位移大小
乙同学的平均速度大小
(3)丙同学完成200m赛跑的位移大小
丙同学的平均速度大小
14.(24-25高一上·山东青岛·阶段练习)荡秋千是儿童喜爱的一项娱乐活动,其过程可简化为如图所示的模型。图中O点为秋千的固定悬点,现将秋千(视为质点)拉至A点由静止释放,秋千在竖直面内沿圆弧ABC运动,B点为运动的最低点。已知OA的长度,,,秋千从A点运动到B点、从B点运动到C点的时间分别为、,求:
(1)秋千从A点运动到B点的路程和位移;
(2)秋千从A点运动到B点的平均速度大小;
(3)秋千从A点运动到C点的路程和位移;
(4)秋千从A点运动到C点的平均速率。(结果可保留)
【答案】(1)m,6m
(2)2m/s
(3),
(4)
【详解】(1)根据题图中的几何关系可知,秋千从A点运动到B点的路程大小为
m
位移大小为
m
(2)根据平均速度的定义有
(3)秋千从A点运动到C点的轨迹为圆弧,因此路程为
m
根据几何关系可知为等腰直角三角形,因此秋千从A点运动到C点的位移大小为
(4)根据平均速率的计算公式有
15.(24-25高一上·河南·阶段练习)爬坡跑是一种有效的训练方式,它不仅可以提高跑步者的体能和耐力,而且能增强跑步者的肌肉力量和心肺功能。一跑步者沿一长度为x的倾斜直道跑步,前半程的平均速度大小为v,因体力不支,后半程的平均速度减小为。求:
(1)跑步者前半程所用的时间及其后半程所用的时间;
(2)跑步者全程的平均速度大小。
【答案】(1);
(2)
【详解】(1)对前半程有
解得
对后半程有
解得
(2)对全程有
解得
【专项训练】
一、单选题
1.(24-25高一上·浙江杭州·期末)汽车仪表盘以及公路上的标志牌如图甲、乙、丙所示,则下列说法正确的是( )
A.表盘甲转速值为1000,其单位为m/s
B.表盘乙显示了汽车的瞬时速率
C.限速牌中“55km/h”表示的是平均速度大小
D.路牌中“2.5km“表示的是位移
【答案】B
【详解】A.表盘甲转速值为1000,其单位为n/s,故A错误;
B.表盘乙显示了汽车的瞬时速率,故B正确;
C.限速牌中“55km/h”表示的是最大速度大小,即瞬时速度,故C错误;
D.路牌中“2.5km“表示的是路程,故D错误。
故选B。
2.(24-25高一上·新疆克孜勒苏·期末)2004年8月27日,刘翔在北京奥运会男子110米栏预赛中以12.91秒的成绩夺冠,通过监控回放测出他在50米处的速度为9m/s,终点的速度为10.2m/s,则刘翔在全程内的平均速度是( )
A.8.5m/s B.10.2m/s C.12m/s D.10m/s
【答案】A
【详解】根据平均速度的定义,平均速度
其中是s总位移,t是总时间。在本题中,刘翔跑的总位移110米,总时间12.91秒,则平均速度
故选A。
3.(24-25高一上·河北沧州·期末)沧州市第四十一届元旦长跑于2024年12月29日8:30开始。已知该次元旦长跑是一次5km健康跑,长跑的起点和终点是同一地点。下列说法正确的是( )
A.“8:30”是时间间隔
B.“5km”是位移大小
C.完成该次长跑的参赛者的平均速度为0
D.研究参赛者这次比赛的运动轨迹时,不可将参赛者视为质点
【答案】C
【详解】A.“8:30”是时刻,故A错误;
B.“5km”是路程,故B错误;
C.由于长跑的起点和终点是同一地点,所以完成该次长跑的参赛者的位移为0,平均速度为0,故C正确;
D.研究参赛者这次比赛的运动轨迹时,参赛者可视为质点,故D错误。
故选C。
4.(24-25高一上·广东潮州·期末)一辆电动出租汽车从潮安区A地到B地行驶的路线图如图所示。导航地图从A地到B地的直线距离为12km,实际里程表指示的里程数为20km,实际从A地到B地用时30min,下列说法正确的是( )
A.题目中的“30min”表示时刻 B.整个过程中汽车的位移大小为20km
C.整个过程中汽车的路程为20km D.整个过程中汽车的平均速度大小为40km/h
【答案】C
【详解】A.题目中的“30min”表示时间间隔,故A错误;
B.整个过程中汽车的位移大小为12km,故B错误;
C.整个过程中汽车的路程为20km,故C正确;
D.整个过程中汽车的平均速度大小为,故D错误。
故选C。
5.(24-25高一上·江西抚州·期末)2024年抚州半程马拉松比赛火热进行,参赛选手们用脚步丈量城市的美好,用汗水诠释坚持的力量,奔跑中领略这座城市的独特魅力。下列关于参赛运动员的描述正确的是( )
A.在比赛中运动员的比赛成绩是一个时刻
B.半程马拉松组跑完的21.0975公里是指位移
C.研究运动员比赛行进轨迹时可将运动员看成质点
D.比赛的起点和终点均设在市政府广场的同一位置,冠军运动员的平均速度一定大于亚军的平均速度
【答案】C
【详解】A.在比赛中运动员的比赛成绩是一个时间间隔,选项A错误;
B.半程马拉松组跑完的21.0975公里是指路程,选项B错误;
C.研究运动员比赛行进轨迹时,运动员的大小形状可忽略不计,可将运动员看成质点,选项C正确;
D.比赛的起点和终点均设在市政府广场的同一位置,则运动员的位移为零,平均速度都为零,即冠军运动员的平均速度等于亚军的平均速度,选项D错误。
故选C。
6.(24-25高一上·山西晋城·期末)如图甲所示,九位小朋友玩丢手绢游戏。其中八位小朋友等间距地围坐在圆周上,小明在圆周外侧从1号小朋友的后面出发,沿逆时针方向匀速率跑动,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.小明在任意两位相邻的小朋友间运动的位移大小相同
B.小明在任意两位相邻的小朋友间运动的平均速度相同
C.小明跑动三圈后回到出发点的过程中平均速度不为零
D.小明在任意两位相邻的小朋友间运动的路程不同
【答案】A
【详解】ABD.因为八位小朋友等间距地围坐在圆周上,可知小明在任意两位相邻的小朋友间运动的路程相同,位移大小相同,但是位移的方向不同,则位移不同,所以小明在任意两位相邻的小朋友间运动的平均速度不相同,选项A正确,BD错误;
C.小明跑动三圈后回到出发点的过程中位移为零,则平均速度为零,选项C错误;
故选A。
7.(24-25高一上·吉林·期末)图中的曲线是某一质点的运动轨迹。若质点在一段时间内从B点运动到A点,当B点越来越靠近A点时,质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。下列说法中不正确的是( )
A.平均速度的方向与位移方向总是一致的
B.当时,平均速度趋于瞬时速度
C.平均速度和瞬时速度的方向总是一致的
D.瞬时速度的定义用到极限的思想方法
【答案】C
【详解】AC.平均速度与位移方向始终一致,瞬时速度和运动的方向总是一致,但平均速度和瞬时速度的方向可能不同,故A正确,C错误;
BD.根据速度定义式,当时,就可以表示物体在/时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想法,故BD正确。
本题选不正确的,故选C。
8.(24-25高一上·天津南开·期末)深中通道位于珠三角伶仃洋海域,是集“桥、岛、隧、水下互通”四位一体的世界级跨海通道集群工程。两辆汽车从中山至深圳:A车,经虎门大桥,全程约103千米,耗时约1小时50分钟;B车,经深中通道,全程约53千米,耗时约1小时10分钟。若两辆汽车出发点和终点位置相同,下列说法正确的是( )
A.全程A车的位移更大
B.两辆汽车全程的平均速度大小相同
C.A车全程的平均速度更大
D.两辆汽车全程的平均速度方向相同
【答案】D
【详解】A.两车的初末位置相同,则两车的位移相同,选项A错误;
BC.两辆汽车全程的位移相同,但是时间不同,根据
则平均速度大小不相同,A车用时间较长,可知A车平均速度较小,选项BC错误;
D.两辆汽车全程的位移方向相同,则平均速度方向相同,选项D正确。
故选D。
9.(24-25高一上·安徽合肥·阶段练习)一质点沿一边长为2m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1m,初始位置在bc边的中点A,由b向c运动,如图所示,分别是边的中点,则下列说法正确的是( )
A.第2s末的瞬时速度大小是 m/s B.前2s内的位移大小为2m
C.前4s内的平均速度大小为0.5m/s D.前4s内的平均速率为0.5m/s
【答案】C
【详解】A.第2s末在B点,瞬时速度大小是1m/s,故A错误;
B.前2s内,物体从A经过c到B,位移为m,故B错误;
C.前4s内,物体运动到C点,位移为2m,故平均速度为
故C正确;
D.前4s的路程为4m,则前4s内的平均速率为1m/s,故D错误。
故选C。
10.(24-25高一上·辽宁·期末)如图所示,为某地图APP软件的一张截图,显示了某次导航的具体路径,其“时间最短”路线中有“42分钟”,“24公里”两个数据,“距离最短”路线中有“59分钟”“21公里”两个数据,关于这两个方案,下列说法正确的是( )
A.“时间最短”路线中“42分钟”表示的是某个时刻
B.“距离最短”路线中“21公里”表示的是位移大小
C.根据“距离最短”路线中两个数据,可算出平均速度大小
D.根据“距离最短”路线中两个数据,可以算出平均速率
【答案】D
【详解】A.“42分钟”、“59分钟”表示时间间隔,故A错误;
B.“24公里”、“21公里”表示路程,不表示位移,故B错误;
C.平均速度等于位移与时间的比值,由于位移未知,故平均速度计算不出来,故C错误;
D.平均速率等于路程与时间的比值,由于知道路程和时间,故可以算出平均速率,故D正确。
故选D。
二、多选题
11.(25-26高一上·全国·课后作业)在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是( )
A.打点前小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器打点稳定后再释放小车
B.要舍去纸带上密集点,然后选取计数点
C.若每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.1s
D.实验中应使小车速度尽量小些
【答案】AB
【详解】A.为了充分利用纸带,打点前小车应靠近打点计时器,先接通电源,待计时器打点稳定后再释放小车,故A正确;
B.为了减小实验误差,要舍去纸带上密集点,然后选取计数点,故B正确;
C.若每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.08s,故C错误;
D.实验中若小车速度过小,纸带上打的点比较密集,不利于选点和测量,实验误差较大,故D错误.
故选AB。
12.(24-25高一上·广东广州·期末)直线折返跑是训练足球运动员体能的方式。如图将6个标示筒两两间隔5m摆放,跑动顺序为,运动时间为10s,则全过程的平均速度大小和平均速率分别为( )
A.平均速度大小为 B.平均速度大小为
C.平均速率为 D.平均速率为
【答案】AD
【详解】AB.平均速度等于总位移与总时间之比,则有
故A正确,B错误;
CD.平均速率等于总路程与总时间之比,则有
故C错误,D正确。
故选AD。
13.(24-25高一上·四川成都·期中)运动员进行“折返跑”训练,从A点沿直线跑到B点,又从B点沿原路返回A点,A、B两点直线距离为50m,总用时20s,下列对运动员在整个运动过程中的描述正确的是( )
A.位移大小为100m B.路程为100m
C.平均速度大小为 D.平均速率为
【答案】BD
【详解】AC.由于初、末位置都在A点,所以运动员在整个运动过程中的位移大小为0,则平均速度大小为
故AC错误;
BD.运动员在整个运动过程中的路程为
则平均速率为
故BD正确。
故选BD。
14.(24-25高一上·广东清远·期中)关于时间和时刻,瞬时速度和平均速度几个概念,以下说法正确的是( )
A.列车员说:“火车在8时42分到站,停车8分。”这里“8时42分”是时刻,“8分”是时间
B.如果说“物体运动了3秒”,这里的“3秒”指的是一段时间,如果说“物体运动的第3秒”,这里的“第3秒”指的是一个时刻
C.京沪高速铁路测试时列车最高时速可达,指的是瞬时速度大小
D.电动车限速,指的是平均速度大小
【答案】AC
【详解】A.列车员说:“火车在8时42分到站,停车8分。”这里“8时42分”是时刻,“8分”是时间,故A正确;
B.如果说“物体运动了3秒”,这里的“3秒”指的是一段时间,如果说“物体运动的第3秒”,这里的“第3秒”指的是一段时间,故B错误;
C.京沪高速铁路测试时列车最高时速可达,指的是瞬时速度大小,故C正确;
D.电动车限速,指的是瞬时速度大小,故D错误。
故选AC。
15.(24-25高一上·海南海口·期中)在一个美丽的中式园林中,存在一个独特的圆形景观区域,其半径为,这个区域中有一条别致的曲线通道,由两个半径均为的半圆首尾相连构成。如图所示,一位游客在早晨8点从A点出发,沿着图中箭头指示的曲线通道进行游览,并在8点5分到达C点,设,该游客从A点到C点的平均速度和平均速率分别约为( )
A.平均速度大小为 B.平均速度大小为
C.平均速率大小为 D.平均速率大小为
【答案】AC
【详解】平均速度为
平均速率为
故选AC。
16.(24-25高一上·湖北·期中)甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目的地,甲车在前一半时间内以速度30km/h做匀速直线运动,后一半时间内改为以速度50km/h做匀速直线运动;乙车在前一半位移中以速度30km/h做匀速直线运动,后一半位移中改为以速度50km/h做匀速直线运动,则( )
A.甲全程的平均速度是40km/h
B.乙全程的平均速度是45km/h
C.甲先到达目的地
D.乙先到达目的地
【答案】AC
【详解】A.设甲全程的总时间为,甲车在前一半时间内以速度30km/h做匀速直线运动,后一半时间内改为以速度50km/h做匀速直线运动,则全程的平均速度为
故A正确;
B.设全程的位移为,乙车在前一半位移中以速度30km/h做匀速直线运动,后一半位移中改为以速度50km/h做匀速直线运动,则全程的平均速度为
故B错误;
CD.因,甲乙的位移相同,则全程的时间,即甲先到达目的地,故C正确,D错误。
故选AC。
17.(24-25高一上·北京西城·期中)如图(甲)所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波速度为v0,脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,图(乙)是连续两次发射的超声波的位移—时间图像。则下列说法正确的是( )
A.从脉冲第一次刚发射时,物体距离B的距离
B.脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
C.若x1<x2可以分析出物体在远离超声波发射器
D.物体的平均速度为
【答案】BCD
【详解】A.由乙图可知,脉冲第一次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
根据题目条件,不能计算脉冲第一次刚发射时,物体距离B的距离,故A错误;
B.由乙图可知,脉冲第二次被运动的物体反射时,物体距离B的距离
故B正确;
C.若x1<x2,可判断物体远离超声波发射器,故C正确;
D.由题可知物体通过的位移为Δx=x2-x1时所用时间为
所以物体的平均速度为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题
18.(24-25高一上·河北石家庄·阶段练习)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请完成下列有关问题。
(1)甲图是 (选填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”),使用的电源是交流 (选填“8V”或“220V”)电源。
(2)利用该计时器测量纸带的速度,基本步骤如下:
A.当纸带完全通过计时器后,及时关闭电源
B.将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器
C.松手后小车拖动纸带运动
D.接通打点计时器电源
上述步骤正确的顺序是 。(按顺序填写编号)
(3)某同学在实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图乙所示,每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。试根据纸带上各个计数点间的距离算出打下F点时小车的瞬时速度大小为 m/s。(计算结果保留两位小数)
(4)如果当时电网中交变电源的频率与正常频率(50Hz)相比稍稍偏大,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理。那么速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 电火花计时器 220V
(2)BDCA
(3)0.72
(4)偏小
【详解】(1)[1][2]甲图是电火花计时器,使用的电源是交流220V电源。
(2)利用该计时器测量纸带的速度,应将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器,接通打点计时器电源,松手后小车拖动纸带运动,当纸带完全通过计时器后,及时关闭电源,故正确的顺序是BDCA。
(3)由于每两个相邻计数点之间还有四个点未画出,所以相邻两计数点间的时间间隔为
所以打下F点时小车的瞬时速度大小为
(4)如果当时电网中交变电源的频率与正常频率(50Hz)相比稍稍偏大,则实际打点的周期偏小,则速度的测量值与实际值相比偏小。
19.(24-25高一上·山东枣庄·阶段练习)(1)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,如图所示,是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1s。试求BD、DF两个过程的平均速度 m/s; m/s。(结果均保留2位有效数字)
(2)某次实验打点计时器使用的交流电的频率为,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点。
①推测纸带的运动是 运动(填“加速”或“减速”或“匀速”)
②在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是 。(结果保留3位有效数字)
【答案】(1) 0.21 0.31
(2) 加速 0.365
【详解】(1)[1][2]BD、DF两个过程的平均速度分别为
(2)①[1]图中O点为纸带的第一个点,由图中纸带可知,相同时间内通过的位移逐渐增大,则纸带的运动是加速运动。
②[2]从A点开始每打五个点取一个计数点,则相邻计数点的时间间隔为
则在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度为
四、解答题
20.(24-25高一上·江苏无锡·期中)一辆汽车在两相距20km的景点A和B之间来回往返行驶,A、B在一条直线上,从A景点出发时有一位细心的旅客看了自己的手表,指针恰好指在09:00:00,到达B 景点时,已是09:30:00,导游要求各位旅客在B景点处只能游玩30分钟,准时发车返回A景点,当回到A景点时刚好是事先约定好的10:20:00,求:
(1)汽车从A景点去B景点时的平均速度v1;
(2)汽车在整个过程中的平均速度v。
【答案】(1),方向由A指向B
(2)0
【详解】(1)由题知汽车从A景点到B景点所用时间
所以汽车从A景点到B景点的平均速度
方向由A指向B。
(2)整个过程汽车的位移为零,所以整个过程汽车的平均速度
21.(2024高一上·全国·专题练习)我国三大舰队齐赴南海举行了大规模军事演习,各种先进设备相继亮相,其中“歼-15”战机作战半径可达1200km。假设一架“歼-15”战机于4月12日8点整从“辽宁”号航母起飞,在8点18分正好抵达距航母680km的指定位置,战机仪表显示此段行程正好为800km。试求:
(1)战机此段过程的平均速率和飞行100m约需的时间分别是多少?
(2)此段过程中战机的平均速度又是多少?
【答案】(1)740.74m/s,0.135s
(2)629.63m/s
【详解】(1)战机的平均速率为
每飞行100m约需时间为
(2)战机的平均速度为
22.(24-25高一上·广西南宁·阶段练习)一质点在x轴上运动,在时刻质点处于位置,然后质点沿x轴正方向运动,在时刻质点处于位置,此后质点沿x轴负方向运动,在时刻质点处于位置,求:
(1)质点在内的位移;
(2)后2s内质点的平均速度和内的平均速度。
【答案】(1)
(2),负号表示沿x轴负方向;,负号表示沿x轴负方向
【详解】(1)质点在内通过的位移
方向沿x轴负方向
(2)后2s内质点通过的位移
平均速度
负号表示沿x轴负方向;
质点在内的平均速度
负号表示沿x轴负方向。
23.(24-25高一上·广西河池·阶段练习)太极图是中国传统文化中的重要图形之一,它代表了阴阳两极的平衡、和谐、相互依存和互相转化的哲学思想。其外层的圆圈为太虚或无极,表示宇宙万物是由元气化生的,同时在进行着运动和循环。某人在公园晨练时按地上如图所示的太极图案行走,中央的S形部分是两个直径为R的半圆,CA和DB都是大圆的直径,且CA和DB相互垂直,分别表示南北和东西方向。他从C点出发沿曲线CDAOCBA行进。
(1)求他从C点第一次走到O点时的路程和位移;
(2)若他从C点第一次走到B点所用时间为t,求该过程的平均速率和平均速度。
【答案】(1);R
(2);
【详解】(1)他从C点第一次走到O点时的路程
位移为R;
(2)他从C点第一次走到B点的路程
该过程的平均速率
他从C点第一次走到B点的位移
该过程的平均速度
2
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