内容正文:
[基础训练]
1.下列关于速度的说法,正确的是( )
A.速度是描述物体位置变化的物理量
B.速度大小不变的运动是匀速直线运动
C.v1=2 m/s、v2=-3 m/s,因为2>-3,所以v1>v2
D.瞬时速度的方向与物体运动的方向一致
解析 速度是描述物体运动快慢即位置变化快慢的物理量,A错误;匀速直线运动是速度的大小、方向都不变的运动,B错误;速度是矢量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,C错误;瞬时速度的方向与物体运动的方向一致,D正确。
答案 D
2.(多选)如图,是高速公路某一区间测速的标牌,一辆汽车通过此段公路监测起点和终点的时间为12 min。下列正确的是( )
A.图中120是指汽车平均速度的大小
B.图中120是指汽车瞬时速度的大小
C.汽车在该区间的平均速率为100 km/h
D.汽车在该区间的平均速度为100 km/h
解析 图中120是限速标志,指汽车瞬时速度的大小的最大值,故A错误,B正确;测速区间的长度为20 km,是路程而不是位移,所以速度v==100 km/h是平均速率不是平均速度,故C正确,D错误,故选BC。
答案 BC
3.短跑运动员在100 m的比赛中,测得他在5 s末的速度是8.7 m/s,10 s末到达终点时的速度为10.3 m/s,此运动员在这100 m中的平均速度是( )
A.10 m/s B.9.5 m/s
C.9 m/s D.10.3 m/s
解析 由题意可知,运动员的位移为100 m,总时间为10 s。则平均速度为:v==10 m/s。
答案 A
4.(多选)2025年安徽的黄山和九华山旅游事业蓬勃发展,吸引了大批海内外游客。如图,设游客甲驾车从九华山大门去黄山大门,行程162 km。游客乙驾车从黄山大门赶往九华山大门,行程158 km。若两人恰好同时出发且同时到达,则甲、乙在两地之间运动的过程中( )
A.研究甲车的行驶路程时能将车看成质点
B.甲车、乙车的平均速度相同
C.甲车的平均速率大于乙车的平均速率
D.游客乙驾车行驶“158 km”指的是位移
答案 AC
5.某人骑自行车沿直线从一斜坡坡底到坡顶,再从坡顶到坡底,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,则此人往返一次的平均速度大小是( )
A.10 m/s B.5 m/s
C.10 m/s D.0
解析 此人往返一次的位移为0,由平均速度的定义式可知,此人往返一次的平均速度的大小为0,选项D正确。
答案 D
6.一辆汽车做直线运动的位移—时间(xt)图像如图所示,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是( )
A.OA、BC段运动最快
B.AB段做匀速直线运动
C.CD段表示的运动方向与初始运动方向相反
D.4 h内,汽车的位移大小为60 km
解析 由题中图像知,汽车在OA段做匀速直线运动,速度v1=15 km/h,在AB段静止,有v2=0,在BC段做匀速直线运动,速度v3=15 km/h,在CD段做反方向的匀速直线运动,速度v4=-30 km/h,所以选项A、B错误,C正确;第4 h末,汽车回到出发点,故4 h内,汽车的位移为零,选项D错误。
答案 C
7.2021年8月1日,推迟一年的2020东京奥运会田径男子100米半决赛中,中国选手苏炳添以9秒83的成绩,获得小组第一进入决赛,这一成绩也打破了男子100米亚洲纪录,以下说法正确的是( )
A.100米半决赛中,运动员的位移就是路程
B.苏炳添的平均速度大小大于10 m/s
C.“9秒83”指的是时刻
D.在研究苏炳添到达终点撞线时,可以将苏炳添看成质点
解析 位移是矢量,路程是标量,不能说位移就是路程,故A错误;苏炳添的平均速度大小==10.17 m/s>10 m/s,故B正确;“9秒83”指的是时间间隔,故C错误;在研究苏炳添到达终点撞线时,不能忽略他的大小,故不能将苏炳添看成质点,故D错误。
答案 B
[能力提升]
8.如图是某质点运动的xt图像,由图像可知,质点在____________段上做匀速运动,在____________段静止,在____________段速度反向,在____________段位移为零。
解析 xt图像中倾斜直线表示匀速直线运动,则质点在OA、BC、CD段做匀速直线运动;平行于t轴的直线表示静止,则在AB段静止;倾斜直线的斜率为负值时表示位移随着时间减小,即速度反向,则在CD段速度反向;xt图中,某段时间内的位移等于对应图像末位置和初位置的坐标之差,由题图可知,在OD段位移为零。
答案 OA、BC、CD AB CD OD
9.打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测量的情况如图所示纸带在A、C间的平均速度为____________m/s。在A、D间的平均速度为____________m/s。B点的瞬时速度更接近于____________m/s。(结果保留两位有效数字)
解析 由题意知,相邻两点间的时间间隔为0.02 s。
A、C间的距离为0.014 0 m。
A、C间对应的时间为0.02×2 s=0.04 s。
A、D间的距离为0.025 0 m。
A、D间对应的时间为0.02×3 s=0.06 s
由公式v=得:vAC= m/s=0.35 m/s,
vAD= m/s≈0.42 m/s。
B点的瞬时速度更接近于A、C间的平均速度。
答案 0.35 0.42 0.35
10.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt,测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是( )
A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角
解析 平均速度近似等于瞬时速度,应用了极限思想,即在Δt→0的情况下近似看作平均速度,所以要使得更接近通过光电门的瞬时速度,需要缩短通过时间,即换用宽度更窄的遮光条,A正确。
答案 A
11.某物体沿一条直线运动:
(1)若前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间内的平均速度为v2,求全程的平均速度;
(2)若前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,全程的平均速度又是多少?
解析 (1)设全程所用的时间为t,则由平均速度的定义可知前一半时间内的位移为x1=v1·,
后一半时间内的位移为x2=v2·;
全程时间t内的位移为
x=x1+x2=(v1+v2),
全程的平均速度为==。
(2)设全程位移为x′,由平均速度定义可知:前一半位移所用时间为t1==,
后一半位移所用时间为t2==,
全程所用时间为
t′=t1+t2=+=,
全程的平均速度为==。
答案 (1) (2)
12.登山运动中,小张用100 min(分钟)由宿营地X爬到山顶Y。在山道上通过的路程是2 400 m,相对于X升高了1 200 m,如图所示,求:
(1)小张由X运动到Y总的位移的大小。
(2)小张爬山的平均速度的大小。
(3)他的朋友小李从Z点爬山,比小张晚20 min开始,平均速率为0.5 m/s,还比小张早20 min到达山顶,问小李由Z爬到Y共通过了多少路程?
解析 (1)由X到Y总的位移的大小为
x= m=2 000 m。
(2)小张爬山的平均速度的大小为
v===20 m/min= m/s。
(3)小李爬山所用的时间
t2=100 min-20 min-20 min=60 min。
小李由Z爬到Y通过的路程
s=v2t2=0.5 m/s×60×60 s=1 800 m。
答案 (1)2 000 m (2) m/s (3)1 800 m
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