内容正文:
【第二章机械运动】
第四节平均速度
一、单选题
1.一列火车车身长200m,以10m/s的速度匀速通过一长为1800m的隧道,火车全部通过隧道需要的时间是( )
A.1.8分钟 B.2分钟 C.180秒 D.200秒
2.频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一,如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置,不计空气阻力,在小球下落的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的重力势能逐渐增大
B.小球的机械能逐渐减小
C.小球的重力在 ab 段做功比在cd 段多
D.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多慢
3.某物体做匀速直线运动,由速度的公式可知,下列说法中正确的是( )
A.物体运动的路程越长,此物体的速度就越大
B.物体用时越短,此物体的速度就越大
C.此物体的速度恒定不变
D.此物体的速度与路程和时间都有关系
4.一般人步行10min通过的路程最接近( )
A.7m B.70m C.700m D.7000m
5.在“龟兔赛跑”的寓言故事中,乌龟成为冠军,而兔子名落孙山。其原因是( )
A.乌龟在任何时刻的瞬时速度都比兔子快
B.兔子在任何时刻的瞬时速度都比乌龟快
C.乌龟跑完全程的平均速度大
D.兔子跑完全程的平均速度大
6.姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
7.已知做匀速直线运动的甲、乙两辆汽车,它们运动的速度之比是4∶3,通过的时间之比为3∶4,则运动的路程之比为( )
A.9∶16 B.16∶9 C.1∶1 D.3∶4
8.甲乙两车,从同一起点出发,沿平直公路行驶到相同终点。甲车在前二分之一时间里以速度v1做匀速直线运动,后二分之一时间里以速度v2做匀速直线运动;乙车在前二分之—路程中以速度v1做匀速直线运动,后二分之一路程中以速度v2做匀速直线运动,v1≠v2,则( )
A.乙车先到达 B.甲车先到达
C.甲、乙同时到达 D.不能确定
二、多选题
9.对于某一匀速直线运动的物体,由可知,以下说法中正确的是( )
A.物体通过的路程与所用时间成正比
B.物体的速度与所用时间时间成反比
C.该物体运动的速度与路程、时间无关
D.以上说法都不对
10. 1827年,人类第一次测定了水中的声速。实验人员分别在相距为L(L远大于船的长度) 的甲、乙两条船上。甲船上的实验员在水面下方放一只钟,并在船上准备了一些火药,他在敲钟的同时点燃船上的火药。乙船上的实验员在水面下方放一个接收声音的装置,当他看见甲船上的火药闪光后,经过时间t后装置接收到钟声。下列说法正确的是 ( )
A.若不考虑光在空气中的传播时间, 等于水中的实际声
B.若不考虑光在空气中的传播时间,则小于水中的实际声速
C.若考虑光在空气中的传播时间, 小于水中的实际声
D.若考虑光在空气中的传播时间, 大于水中的实际声
11.下列关于速度的说法中正确的是( )
A.物体运动得越快,速度就越大
B.运动的时间越短,速度就越大
C.运动的路程越长,速度就越大
D.运动的速度与运动的路程和时间无关
12.甲乙两同学沿平直路面步行,他们运动的路程随时间变化的规律如图所示,下面说法中正确的是( )
A.甲同学比乙同学早出发4s
B.0s~8s内,甲乙同学都匀速直线运动
C.0s~8s内,甲乙两同学通过的路程相等
D.4s~8s内,甲同学的速度大于乙同学的速度
13.如图是沿直线相向而行的甲、乙两物体的图像,下列说法不正确的是( )
A.内甲做减速直线运动
B.乙做匀速直线运动,且速度为
C.相遇时,甲物体通过的路程为
D.甲乙同时出发
14.在中学生百米比赛中,关于比较运动的快慢有如下说法:①观众在观看比赛过程中用“相同时间比路程”的方法比较学生运动的快慢;②终点裁判员是用“相同路程比时间”的方法比较学生运动的快慢;③物理学中是采用观众的方法比较学生运动的快慢;④物理学中是采用终点裁判员的方法比较学生运动的快慢。其中正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
15.在研究水滴下落规律的实验中,打开水龙头让水一滴一滴下落,并用频闪照相机每隔 0.1s 拍摄了同一水滴下落时的不同位置,如图所示,下列说法正确的是( )
A.拍摄过程中,水滴相对于水龙头静止
B.水滴在拍摄过程中做匀速直线运动
C.水滴在拍摄过程中做加速直线运动
D.0.3s 内,水滴的平均速度为 1.5m/s
16.A,B是一条平直公路上的两块路牌,已知小鸟和一辆小车分别由A,B两路牌相向运动,小鸟飞到小车正上方时立即以同样大小的速度折返飞回A并停留在路牌处;再过一段时间,小车也行驶到A。它们的位置-时间图像如图3.13所示,图中t2=2t1,则( )。
A.小鸟与汽车速度大小之比为2:1
B.从出发到相遇这段时间,小鸟与汽车通过的路程之比为3:1
C.小鸟到达A时,汽车到达AB的中点
D.小鸟与汽车各自的总路程之比为3:1
三、填空题
17.甲、乙两辆小车同时、同地向东做匀速直线运动,它们的运动时间之比为3∶2,通过的路程之比为4∶1,则甲、乙两车速度之比为 ,以甲车为参照物,乙车向 运动,说明物体的运动具有 。
18.2024年2月27日,我国自主研制的“飞行汽车”(如图所示)成功完成全球首条跨海跨城航线的首飞,从深圳到珠海用时20min,若两地间飞行路程为70km,则巡航速度可达 km/h;起飞时以旁边的建筑为参照物,飞行汽车是运动的;以驾驶员为参照物,飞行汽车是静止的,这说明物体的运动具有 性。
19.为响应“低碳生活”的号召,小明每天骑自行车上学,他看到路旁的树木向后退去是以 为参照物,如果他在平直公路上10分钟骑了3km,则他骑自行车的速度为 m/s。
20.甲、乙两同学早上从家到学校所用时间之比4∶3,从家到学校的路程为3∶2,则甲、乙从家到学校的速度之比为 ;晚上回家时,乙的速度是甲的2倍,回家的时间之比为 。
21.甲、乙两车同时同地沿同一方向出发,它们运动的情况如图所示,运动速度大的是 车;甲车做 运动。
22.如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。小球在做 直线运动,从C点运动到F点的平均速度为 m/s。
23.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向东运动,它们运动的图象如图所示。由图象可知:
①v甲= ;
②若以乙车为参照物,则甲车 ;
③若以甲车为参照物,则丙车 (后两空选填“静止”“向东运动”或“向西运动”)。
24.为了监督司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪,如图所示,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的(超声波)信号。第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s,若发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,汽车在两次接受信号间隔过程中行驶的距离是 m,汽车的速度是 m/s(超声波速度是340m/s)
四、实验探究题
25.为研究小车在足够长斜面上的运动规律,每次均从斜面顶端A点由静止释放小车,测出小车运动的时间和通过的路程,如图甲所示。
(1)除了图中的器材外,实验中需要的测量工具有秒表和 ;
(2)实验前,小明对小车的运动情况作了以下猜想:
①小车通过的路程与所用时间成正比;
②小车通过的路程与所用时间的平方成正比。
(3)某次实验小车通过的路程如图所示,为 cm;
多次实验,记录数据如下表:
从A点开始计时的时间t/s
0
1
2
3
4
5
从A点开始的路程s/cm
0
4.00
16.00
36.00
64.00
100.00
分析数据可知,猜想 (选填“①”或“②”)是正确的,让小车从A点由静止开始运动,运动2s通过的路程为 m;
(4)如图乙所示符合小车运动的速度随时间变化的图像是 ;
(5)小明继续进行实验研究,让小车从A点由静止开始运动到某一位置,路程为s,时间为t,小车在路程中点处的速度为v1,在时间中点时的速度为v2,则v1 v2(选填“>”“<”或“=”)。
26.华华开小轿车正向广州的方向驶去,在高速公路上有下图甲是一交通警示牌。
(1)其中“100”所代表的含义是:小轿车的最高时速 。
(2)小轿车的速度仪表如图乙所示,显示小车的速度是 ,相当于 m/s;
(3)他看见路边的指示牌如图丙所示,若小车一直以车内速度表显示的速度行驶, 则经过 小时可到达广州。
五、计算题
27.图中的港珠澳大桥是目前世界上最长的跨海大桥,它全长55km.若一辆汽车以100km/h的速度通过港珠澳大桥,需要用多少分钟?
28.一架飞机在水平方向上飞行,当飞机飞过某人头顶上方后10s钟,这人才听见飞机的轰鸣声,此时,飞机已飞到此人前方6120m处,求:
(1)这架飞机的飞行高度是多少米?
(2)这架飞机的飞行速度是声速的几倍?(已知声音在空气中传播速度是340m/s)
六、作图题
29.图甲为小勇骑自行车回家的路程时间图像,请在图乙中作出其对应的速度—时间图像。
30.如图1所示是甲、乙两个物体运动过程中的路程﹣时间图像,请在图2坐标图中画出两个物体运动的速度﹣时间图像。
七、综合题
31.下表是简化的十堰至汉口的D5222次列车运行时刻表,请根据该表计算:
站名
到达时间
开车时间
里程
十堰
起点站
07∶00
0
随州
09∶38
09∶40
314km
汉口
11∶00
终点站
480km
(1)D5222次列车由随州到汉口所用的时间为 min;由十堰到汉口的平均速度为 km/h;
(2)中途列车以30m/s的速度完全通过某座大桥,用时116s,已知列车全长420m。则该大桥的长度 m;
32.爽爽的贵阳,避暑之都。2024年贵州省旅游局发布消息称,自2024年3月19日至12月31日,外省籍一型客车(私家车)来黔旅游的,享受贵州省内高速公路通行费减半等优惠,从天南海北前来贵阳避暑的游客络绎不绝,如图甲所示,是小明一家自驾前来贵阳在高速公路上看到的一路牌,根据路牌信息,回答下列问题。
(1)路牌中“120”的单位是 ;
(2)在不违反交通法规的前提下,从路牌处开到贵阳至少需要多长时间 ?
(3)汽车若以图乙所示的速度匀速行驶,通过的路程是多少 ?
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】汽车匀速通过隧道经过的总路程s总=s火车+s隧道=200m+1800m=2000m
火车全部通过隧道需要的时间t= = =200s
ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】火车全部通过隧道的总路程为火车长与隧道长的和,在利用速度计算公式v=进行计算。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.小球下落过程中,高度减小,重力势能减小,A不符合题意;
B.不计空气阻力时,小球重力势能与动能互相转化,机械能守恒,大小不变,B不符合题意;
C.ab段长度小于cd 段,重力相同,做功大小与下落距离成正比,ab 段做功小于cd 段,C不符合题意;
D.ab段做功小于cd 段做功,而所用时间相等,所以ab段功率小于cd 段做功,D 符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合小球运动路程和时间,利用速度公式求解小球的平均速度,结合平均速度的大小变化分析小球的运动。
3.【答案】C
【解析】【解答】根据速度的物理意义可知,速度为单位时间内物体所通过路程的多少,做匀速直线运动的物体速度是确定的不会随着路程和时间的变化而变化,可知速度与通过的路程以及运动的时间无关,故ABD不符合题意,故C符合题意。
故选C。
【分析】速度的物理意义为单位时间内物体所通过路程的多少,速度是用比值定义法定义的,匀速直线运动的过程中速度一直保持不变,路程随着运动时间增加而增加,路程与时间的比值为运动的速度,知道了匀速直线运动中路程与时间的关系本题即可求解。
4.【答案】C
5.【答案】C
【解析】【解答】AB.兔子有睡觉的时刻,不是任何时刻的瞬时速度都比乌龟快,否则先到终点的是兔子;AB不符合题意;
CD.由题意知:龟兔运动的路程相同,乌龟用时少,根据速度公式 分析可知, 即乌龟跑完全程的平均速度大;C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】已知路程相同和所用时间,利用速度公式可以比较龟兔运动的快慢。
6.【答案】C
【解析】【解答】
A、根据图像可以知道姐姐是准时出发,弟弟是晚出发5min。故A错误。
B、平均速度为总路程除以总时间,姐姐的总时间大于弟弟的总时间,所以弟弟的平均速度大于姐姐的平均速度,故B错误。
C、由图像可知姐姐和弟弟的总路程相同,行走时的时间也相同,即行走的速度也相同,即,故C正确。
D、由图形可知弟弟是匀速直线运动,姐姐在5~15min保持静止,故D错误。
答案为:C
【分析】
(1)弟弟比姐姐晚出发5min。
(2)平均速度为总路程除以总时间,中间停留的时间也计入总时间。
(3)行走的路程除以行走的时间,等于行走的速度。
(4)在s-t图像中斜面表示匀速直线运动。
7.【答案】C
8.【答案】B
【解析】【解答】将A、B两地间的距离看成1,设甲从A地出发到达B地所用的时间为t1,乙从A地出发到达B地所用的时间为t2,因为甲车在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动,后一半时间里以速度v2做匀速直线运动;所以
则甲从A地出发到达B地所用的时间
因为乙车在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动,后一半路程中以速度v2做匀速直线运动;所以乙从A地出发到达B地所用的时间
则
即 ,所以甲车先到达。B符合题意,A、C、D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据总路程和速度的比值计算时间,再结合时间差判断速度大小。
9.【答案】A,C
10.【答案】A,D
【解析】【解答】AB、光具有速度,不考虑光的传播速度,则看到火光的时间即为计时的开始时间,此时声音的传播时间为t,传播距离为L,根据速度公式计算声音在水中的传播速度,A正确,B错误;
CD、光具有速度,考虑光的传播速度,则看到火光的时间不是计时的开始时间,要比开始计时的时间滞后,此时声音的传播时间为小于,传播距离为L,根据速度公式计算声音在水中的传播速度大于 ,C错误D正确;
【分析】根据速度的公式计算分析,速度公式为v=s/t,根据题目中所给的信息,如已知速度时间求解路程,或者已知路程和时间求解速度,匀速运动的特点,在st曲线上为一条倾斜向上的直线,在vt曲线为一条水平直线。
11.【答案】A,D
【解析】【解答】A.物体运动的越快,速度越大,故A正确;
BCD.公式为,物体的速度与路程和时间无关,速度大小是由物体自身决定的,故BC错误,D正确。
故选AD。
【分析】速度是表示物体运动快慢的物理量,速度等于物体运动的路程与所用时间的比值。
12.【答案】C,D
【解析】【解答】A.由图象可知,甲同学是在4s时才开始行走,即甲同学比乙同学晚出发4s,A不符合题意;
B.由图象可知,0s~4s内,甲静止;4s~8s内,甲、乙的图象都是一条倾斜的直线,表明他们的路程与时间成正比,即在4s~8s内他们都做匀速直线运动,B不符合题意;
C.0s~8s内,甲通过的路程是5m,乙通过的路程也是5m,则甲乙两同学通过的路程相等,C符合题意;
D.4s~8s内,用时4s,乙所走的路程小于甲,所以甲同学的速度大于乙同学的速度,D符合题意。
故答案为:CD
【分析】根据路程和时间的比值计算速度,比较速度的大小;路程和时间成正比时,是匀速直线运动。
13.【答案】A,B,D
【解析】【解答】 A、由图可知,甲的s-t图像均是倾斜直线,说明甲做匀速直线运动,故A错误。
B、由图可知乙是从t=10s开始运动的,因此0~10s内乙处于静止状态,10~40s内乙的s-t图像是倾斜直线,说明这段时间内乙做匀速直线运动,因此0~40s内乙不是一直做匀速直线运动,故B错误。
C、由图可知当t=30s时甲、乙相遇,此时甲通过的路程为:s甲=400m-100m=300m,故C正确。
D、由图可知甲从t=0s时出发,乙从t=10s时出发,因此甲、乙不是同时出发,故D错误。
故答案为:ABD
【分析】 (1)在s-t图像中倾斜直线代表物体做匀速直线运动。
(2)由图分析乙的运动状态,便可知道0~40s内乙是否一直做匀速直线运动。
(3)在s-t图像中,两图线相交表示两物体相遇,由图便可知道甲、乙相遇时,甲通过的路程。
(4)由图直接分析甲、乙的出发时间。
14.【答案】A,B,C
【解析】【解答】根据速度计算公式 ,观众在观看比赛过程中用“相同时间比路程”的方法比较学生运动的快慢,终点裁判员是用“相同路程比时间”的方法比较学生运动的快慢,物理学中是采用“相同时间比路程”,即观众的方法比较学生运动的快慢。
故答案为:ABC。
【分析】判断运动快慢时,可以相同时间比较路程,可以相同路程比较时间,或利用路程和时间的比值计算速度。
15.【答案】C,D
【解析】【解答】A.拍摄过程中,水滴相对于沙龙龙有位置变化,所以,水滴是运动的,故A错误;
BC.水滴在拍摄过程中做主,相同时间运动的路程越来越长,所以水滴做加速直线运动,而不是匀速直线运动,故B错误,C正确;
D.0.3s内,水滴运动的平均速度; 故D正确。
故CD正确
【分析】A.根据机械运动概念即:物体位置随时间的变化来判断;
BC.根据机械运动分类,相同时间,路程相等的直线运动,为匀速直线运动;相同时间,运动的路程不等的直线运动,叫变速直线运动;
D.根据速度公式来计算求出0.3s内的平均速度。
16.【答案】B,C
【解析】【解答】设AB之间的距离为L,小鸟的速率是v1,汽车的速率是v2,
由于小鸟飞到小车正上方立即以同样大小的速度折返飞回A,
则小鸟从出发到与汽车相遇的时间与小鸟返回的时间相同,
故它们相向运动的时间为t1,
则由得,在小鸟和汽车相向运动的过程中有,
即(v1+v2)×t1=L-------------①
对于汽车来说有v2t2=L-------------②
联立以上两式可得v1=3v2,
故A错误;
由s=vt可知,所以小鸟从出发到与汽车相遇的路程之比为3:1,故B正确;
因为t2=2t1,
所以小鸟回到出发点时,汽车通过的路程为s2'=v2t1=v2×t2=L,故C正确;
汽车通过的总路程为s2=v2t2=L,
小鸟飞行的总路程为s1=v1t1=3v2×t2=s2=L,
即小鸟与汽车通过的总路程之比为3:2,故D错误。
故选BC。
【分析】小鸟飞向B的时间和飞回的时间相同均为t1,故有,而对于汽车来说有s2=v2t2,再根据t2=2t1,三者联立求解即可。
17.【答案】8∶3;西;相对性
18.【答案】210;相对
19.【答案】自行车;5
【解析】【解答】解:(1)小明每天骑自行车上学。他以自行车为参照物时,自行车上的他与路边的小树的相对位置在不断发生变化,所以他看到路边的小树向后运动;(2)s=3km=3000m,t=10min=600s,
∴他骑车的速度:v= = =5m/s
故答案为:自行车;5。
【分析】相对于参照物,有位置变化就是运动的,路程和时间的比值计算速度。
20.【答案】9:8;3:1
21.【答案】甲;匀速直线
【解析】【解答】根据甲的路程和时间的比值计算速度为,乙的速度为,甲的速度更大,当速度保持不变时,是匀速直线运动。
故答案为:甲;匀速直线。
【分析】根据路程和时间的比值计算速度,速度保持不变的运动是匀速直线运动。
22.【答案】变速;0.175
23.【答案】4m/s;向西运动;静止
【解析】【解答】解:①左边图象是s﹣t图象,是一条过原点的射线,路程和时间成正比,路程和时间的比值是一个定值,则甲车的速度v甲= = =4m/s;②右边图象是v﹣t图象,速度不随时间的变化而变化,是一个定值,乙的速度v乙=6m/s;丙的速度v丙=4m/s;
已知甲、乙同时、同地向东运动,由于乙车的速度大于甲车的速度,所以若以乙车为参照物,甲车向相反的方向运动,即向西运动;③已知甲、丙同时、同地向东运动,由于甲车的速度等于丙车的速度,所以若以甲车为参照物,丙车是静止的。
故答案为:①4m/s;②向西运动;③静止
【分析】根据路程和时间计算路程,相对于较快的物体,速度较慢的物体在反方向运动,速度和方向相同时,物体间是相对静止的。
24.【答案】34;42.5
【解析】【解答】第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,信号到达汽车的时间为0.25s,则此时汽车距测速仪的距离为:
;
第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s,第二次信号到达汽车用时为0.15s,此时汽车距测速仪的距离又为: ;
汽车接收到两次信号的间隔过程中,行驶的距离为: ;
汽车前行34m用的时间为: ;
根据 得汽车的车速为: 。
故答案为:34;42.5.
【分析】(1)测速仪第一次发出超声波时,经过了0.25s到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也行驶了0.25s的时间;在第二次发出的信号,在与汽车相遇返回到测速仪时,超声波行驶了0.15s;这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离;
(2)找出汽车在两次接收到信号间隔过程中所用的时间(汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始,到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间,就是汽车运动的时间),利用速度公式求解汽车速度.
25.【答案】刻度尺;36.00;②;0.1600;B;>
26.【答案】(1)100km/h
(2)90km/h;25
(3)1.5
【解析】【解答】(1)交通标志牌100的含义是:此路段限速100km/h;(2)由图乙可知,速度计的分度值为5km/h,此时汽车的速度为90km/h;单位换算如下: ;
熟练之后也可以直接根据1m/s=3.6km/h进行换算;(3)由图丙知:s=135km,v=90km/h,则时间为: 。
【分析】温度计的工作原理是液体的热胀冷缩,结合速度表盘的指针读数即可,已知物体的路程和运动的速度,利用速度公式求解运动时间即可。
27.【答案】33min
28.【答案】(1)解:飞机的飞行高度:
答:这架飞机的飞行高度是3400m
(2)解:飞机的飞行速度: ,
它是声音速度的倍数为: ,
即飞机的速度是声音速度的1.8倍.
答:这架飞机的飞行速度是声速的1.83倍.
【解析】【分析】(1)根据速度和时间的乘积计算路程;(2)利用路程和时间的比值计算速度。
29.【答案】
【解析】【解答】根据速度公式v=s/t计算可知,0-2h的速度为40km/2h=20km/h,2-3h的位移为0,速度为0;3-7h的速度为60km/3h=20km/h,据此画图:
【分析】根据速度公式v=s/t计算分析作图。
物体运动:计算公式为v=s/t,据此计算0-2h的速度为40km/2h=20km/h,2-3h的位移为0,速度为0;3-7h的速度为60km/3h=20km/h,并作图
30.【答案】
31.【答案】80;120;3060
32.【答案】(1)km/h
(2)0.5h
(3)20km
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