3. 位置变化的快慢与方向—速度（分层作业）物理教科版2019必修第一册

3． 位置变化的快慢与方向—速度 目录 【攻核心·技能提升】 一、平均速度 1 二、 瞬时速度 3 三、速度-时间图像 6 一、平均速度 1．体育是一种复杂的社会文化现象，以身体活动为基本手段，增强体质、增进健康以及培养人的各种心理品质为目的。标准田径场跑道全长为400m，由两个直道和两个弯道组成。在标准田径场上进行200m比赛，下列判断正确的是（　　） A．选手跑完全程的路程约为200m B．选手跑完全程的位移约为200m C．冠军的冲刺速率最大 D．冠军的平均速率最大 2．某人骑自行车沿一平直斜坡从坡底到坡顶，再从坡顶到坡底往返一次，已知上坡时的平均速度大小为，下坡时的平均速度大小为，则此人往返一次的平均速度大小与平均速率分别是（　　） A．， B．， C．， D．， 3．2023年国庆期间，小胡驾驶一辆小轿车去泰山旅游，在某段平直的公路上，轿车先以速度v1行驶了三分之二的路程，接着以72km/h的速度行驶了其余三分之一的路程，若全程的平均速度是43.2km/h，则第一段路程的速度为（　　） A．18km/h B．54km/h C．36km/h D．60km/h 4．区间测速是一项先进的监控手段，它的原理是利用车辆通过前后两个监控点的时间计算车辆行驶的平均速度。图为公路边上的指示牌，圆牌上的数字100表示限速为100km/h，方牌上标有“前方区间测速，长度30km”。当通过监测起点和终点时汽车速度计的示数分别为97km/h和105km/h，已知汽车通过测速区间的时间为20min。下列说法正确的是（　　） A．“长度30km”指的是位移 B．终点时汽车速度计的示数105km/h指的是平均速度 C．该汽车在测速区间内的平均速度是101km/h D．该汽车在测速区间内未超速 5．一辆汽车在平直道路上行驶，以x表示它相对于出发点的位移，汽车在0到这段时间的图像如图所示，关于汽车在这段时间内的运动情况，下列说法正确的是（    ） A．汽车在第1个内速度大小为 B．汽车在第2个内做匀速直线运动 C．汽车在0到时间内的平均速度为 D．汽车最远位置到出发点的距离为 2、 瞬时速度 6．如图是两幅高速公路指示牌。下列说法中正确的是（    ） A．左图中25km是指从此处到下一个出口的位移是25km B．右图中80km/h是指要求汽车在该路段行驶的速度等于80km/h C．右图中80km/h是指要求汽车在该路段行驶的瞬时速度小于80km/h D．右图中80km/h是指要求汽车在该路段行驶的平均速度小于80km/h 7．如图所示是三个质点A、B、C的运动轨迹，三个质点同时从N点出发，又同时到达M点，则下列说法正确的是（　　） A．从N到M的过程中，A的平均速率最大 B．三质点从N到M的平均速率相同 C．三质点从N到M的过程中，A的平均速度最大 D．到达M点时A的瞬时速率最大 8．下面的文字来自一篇报道：“G1次中国标准动车组“复兴号”驶出北京南站，瞬间提速。15分钟后，激动人心的数字出现在屏幕上：350千米/小时!历经4小时28分钟的飞驰，抵达上海虹桥站。350公里时速的正式运营、标志着我国成为世界高铁商业运营速度最高的国家”。根据报道可知（　　） A．该列车在前15分钟内的平均速率是350千米小时 B．报道中的“4时28分”表示的是到达虹桥站的时刻 C．屏幕上的数字“350千米小时”表示列车当时的瞬时速率 D．研究列车从北京南站到上海虹桥站的运行时间时不能将列车视作质点 9．嫦娥三号携带“玉兔号”着陆月球，从此在月球上，留下中国人的足迹。“玉兔号”从着陆点O处出发，行走了972天，先到达M处，最终到达N处，一共走了114.8米。则“玉兔号”月球车（　　） A．从O处行驶到N处的路程为114.8米 B．从O处行驶到N处的位移大小为114.8米 C．从O处行驶到N处的平均速度约为0.12米/天 D．行驶到M处瞬时速率一定大于行驶到N处的瞬时速率 10．2025年8月14日傍晚，在成都世运会15m攀岩女子速度个人赛决赛中，邓丽娟以6.40秒夺冠，为中国体育代表团夺得成都世运会第24金。如图甲所示运动员的脚离开装置1开始计时，如图乙所示手触碰到装置2计时结束，下列说法正确的是（　　） A．6.40表示时刻 B．运动员手的位移大小是15m C．可以求出运动员运动过程中的平均速度 D．可以求出运动员到达顶端时的瞬时速度 三、速度-时间图像 11．某同学在升旗仪式上将国旗从旗杆下端升到顶端，其国旗运动的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 12．如图为A、B两个物体做直线运动的位移-时间图像，则下列说法正确的是（    ） A．时刻B的速度和A的速度相同 B．时刻A、B速度方向相反 C．时间内A的位移大 D．这段时间内A、B的路程相同 13．图甲所示的医用智能机器人在某医院大厅巡视，图乙是该机器人在某段时间内做直线运动的位移时间图像，20~30s的图线为曲线，其余为直线。则机器人在（　　） A．0~10s内做匀速直线运动 B．0~20s内平均速度大小为0.5m/s C．20s~30s内平均速度大小为0.2m/s D．5s末的速度与15s末的速度相同 14．如图所示的直线和曲线分别是在平直公路上行驶的汽车和的位移－时间图线．由图可知（　　） A．在0到这段时间内，车的速度小于车的速度 B．在0到这段时间内，车的位移等于车的位移 C．在到这段时间内，车的平均速度等于车的平均速度 D．在到这段时间内，车的平均速度大于车的平均速度 15．一只欢快的小狗在玩耍，其运动路线在一直线上。小狗在 t=0时刻开始出发，其运动的x-t图像如图所示，图中 OA、BC、DE斜率相同，AB、CD 斜率相同。关于小狗的运动，下列说法正确的是（　　） A．0~2.0s内，小狗运动的路程为1.6m B．t=3.1s时，小狗的速度方向沿x轴正方向 C．t=2.8s时，小狗离出发点的距离为1.8m D．2.8~4.0s这段时间，小狗速度大小为1.25m/s 16．2025年8月举行了首届世界人形机器人运动会，在400米标准跑道上进行了1500m长跑比赛，宇树科技H1人形机器人以6分34秒的成绩获得冠军。下列说法正确的是（　　） A．6分34秒表示的是时刻 B．1500m表示的是位移大小 C．机器人的平均速度约为3.8m/s D．研究机器人的跑步姿势时不能将其视为质点 17．两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE方向行走，经过一段时间后在F点相遇（图中未画出）。从出发到相遇的过程中，描述两人运动情况的物理量时时刻刻都相同的是（　　） A．任一时刻的速度 B．位移 C．路程 D．平均速率 18．一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。如图所示为汽车在0时刻到这段时间的图像。下列说法正确的是（　　） A．汽车最远位置距离出发点约为 B．汽车在时间内没有行驶 C．汽车在时间内驶离出发点 D．汽车在时间内驶向出发点 19．一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离x随时间t变化的关系为，它的速度随时间t变化的关系为（m/s），该质点在t＝2s时的速度和t＝2s到t＝3s间的平均速度的大小分别为（　　） A．12m/s，39m/s B．24m/s，38m/s C．24m/s，15m/s D．24m/s，39m/s 20．在某次运动会中，中国选手以1分26秒78的成绩获得短道速滑男子1000米冠军。如图所示是其在比赛中一弯道转弯时的照片。下列说法正确的是（　　） A．“1分26秒78”表示时间间隔，“1000米”表示位移大小 B．研究照片中运动员在弯道转弯的动作时，可将其视为质点 C．利用题中所给数据可以求出运动员冲过终点线时的瞬时速度大小 D．运动员滑完一整圈的平均速度为0 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3． 位置变化的快慢与方向—速度 目录 【攻核心·技能提升】 一、平均速度 1 二、 瞬时速度 3 三、速度-时间图像 6 一、平均速度 1．体育是一种复杂的社会文化现象，以身体活动为基本手段，增强体质、增进健康以及培养人的各种心理品质为目的。标准田径场跑道全长为400m，由两个直道和两个弯道组成。在标准田径场上进行200m比赛，下列判断正确的是（　　） A．选手跑完全程的路程约为200m B．选手跑完全程的位移约为200m C．冠军的冲刺速率最大 D．冠军的平均速率最大 【答案】AD 【详解】AB．选手跑完全程的路程约为200m，但是由于有弯道，则位移小于200m，故A正确，B错误； CD．冠军的平均速率最大，但是冲刺速率不一定最大，故D正确，C错误。 故选AD。 2．某人骑自行车沿一平直斜坡从坡底到坡顶，再从坡顶到坡底往返一次，已知上坡时的平均速度大小为，下坡时的平均速度大小为，则此人往返一次的平均速度大小与平均速率分别是（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】往返一次的总位移为0，因此平均速度为。 设坡长为，总路程为。 上坡时间 下坡时间 总时间 故选A。 3．2023年国庆期间，小胡驾驶一辆小轿车去泰山旅游，在某段平直的公路上，轿车先以速度v1行驶了三分之二的路程，接着以72km/h的速度行驶了其余三分之一的路程，若全程的平均速度是43.2km/h，则第一段路程的速度为（　　） A．18km/h B．54km/h C．36km/h D．60km/h 【答案】C 【详解】设全程总路程为s，前以速度行驶，时间 后以速度72km/h行驶，时间 整个过程的平均速度 解得 故选C。 4．区间测速是一项先进的监控手段，它的原理是利用车辆通过前后两个监控点的时间计算车辆行驶的平均速度。图为公路边上的指示牌，圆牌上的数字100表示限速为100km/h，方牌上标有“前方区间测速，长度30km”。当通过监测起点和终点时汽车速度计的示数分别为97km/h和105km/h，已知汽车通过测速区间的时间为20min。下列说法正确的是（　　） A．“长度30km”指的是位移 B．终点时汽车速度计的示数105km/h指的是平均速度 C．该汽车在测速区间内的平均速度是101km/h D．该汽车在测速区间内未超速 【答案】D 【详解】A．“长度30 km”指的是路程，故 A 错误； B．终点时汽车速度计的示数105km/h 指的是瞬时速度大小，故B 错误； CD．该汽车在测速区间的平均速率 小于限速100km/h，所以没有超速，故 D 正确，C 错误。 故选D。 5．一辆汽车在平直道路上行驶，以x表示它相对于出发点的位移，汽车在0到这段时间的图像如图所示，关于汽车在这段时间内的运动情况，下列说法正确的是（    ） A．汽车在第1个内速度大小为 B．汽车在第2个内做匀速直线运动 C．汽车在0到时间内的平均速度为 D．汽车最远位置到出发点的距离为 【答案】A 【详解】A．图像的斜率表示速度，可知汽车在第1个内做匀速直线运动，速度大小为，故A正确； B．汽车在第2个内位置不变，保持静止，故B错误； C．汽车在0到时间内的位移为零，根据可知平均速度为零，故C错误； D．根据图像可得，汽车在0到时间内相对出发点的最远距离为，在第之后反向运动返回原点，故D错误。 故选A。 2、 瞬时速度 6．如图是两幅高速公路指示牌。下列说法中正确的是（    ） A．左图中25km是指从此处到下一个出口的位移是25km B．右图中80km/h是指要求汽车在该路段行驶的速度等于80km/h C．右图中80km/h是指要求汽车在该路段行驶的瞬时速度小于80km/h D．右图中80km/h是指要求汽车在该路段行驶的平均速度小于80km/h 【答案】C 【详解】A．根据题中指示牌的含义，可知左图中“25km”是指从此处到下一个出口的路程是，A错误； BCD．右图中“”是指要求汽车在该路段行驶的瞬时速度小于，BD错误，C正确。 故选C。 7．如图所示是三个质点A、B、C的运动轨迹，三个质点同时从N点出发，又同时到达M点，则下列说法正确的是（　　） A．从N到M的过程中，A的平均速率最大 B．三质点从N到M的平均速率相同 C．三质点从N到M的过程中，A的平均速度最大 D．到达M点时A的瞬时速率最大 【答案】A 【详解】AB．从N到M的过程中，A的路程最大，根据平均速率，时间相同的情况下，A的平均速率最大，故A正确，B错误； C．三质点从N到M的过程中，位移相同，根据平均速度，时间相同的情况下，三者的平均速度相同，故C错误； D．由于运动过程中速率变化情况未知，故无法判断到达M点时瞬时速率的大小情况，故D错误。 故选A。 8．下面的文字来自一篇报道：“G1次中国标准动车组“复兴号”驶出北京南站，瞬间提速。15分钟后，激动人心的数字出现在屏幕上：350千米/小时!历经4小时28分钟的飞驰，抵达上海虹桥站。350公里时速的正式运营、标志着我国成为世界高铁商业运营速度最高的国家”。根据报道可知（　　） A．该列车在前15分钟内的平均速率是350千米小时 B．报道中的“4时28分”表示的是到达虹桥站的时刻 C．屏幕上的数字“350千米小时”表示列车当时的瞬时速率 D．研究列车从北京南站到上海虹桥站的运行时间时不能将列车视作质点 【答案】C 【详解】AC．屏幕上的数字“350千米小时”表示列车当时的瞬时速率，该列车在前15分钟内的平均速率小于350千米小时，A错误，C正确； B．报道中的“4时28分”表示的是时间间隔，B错误； D．研究列车从北京南站到上海虹桥站的运行时间时，列车的大小形状可忽略不计，能将列车视作质点，D错误。 故选C。 9．嫦娥三号携带“玉兔号”着陆月球，从此在月球上，留下中国人的足迹。“玉兔号”从着陆点O处出发，行走了972天，先到达M处，最终到达N处，一共走了114.8米。则“玉兔号”月球车（　　） A．从O处行驶到N处的路程为114.8米 B．从O处行驶到N处的位移大小为114.8米 C．从O处行驶到N处的平均速度约为0.12米/天 D．行驶到M处瞬时速率一定大于行驶到N处的瞬时速率 【答案】A 【详解】A．由题意可知从O到N处的路程为，A正确； B．位移的大小为两点之间的直线距离，由于玉兔月球车做的不是单向直线运动，则从O到N处的位移大小小于114.8m，B错误； C．平均速率为路程与时间的比值，故从O行驶到N处的平均速率为 位移大小未知，无法求出平均速度的大小，C错误； D．缺少条件无法比较行驶到M、N处瞬时速率大小，D错误。 故选A。 10．2025年8月14日傍晚，在成都世运会15m攀岩女子速度个人赛决赛中，邓丽娟以6.40秒夺冠，为中国体育代表团夺得成都世运会第24金。如图甲所示运动员的脚离开装置1开始计时，如图乙所示手触碰到装置2计时结束，下列说法正确的是（　　） A．6.40表示时刻 B．运动员手的位移大小是15m C．可以求出运动员运动过程中的平均速度 D．可以求出运动员到达顶端时的瞬时速度 【答案】C 【详解】A．6.40秒表示一段时间间隔，故A错误； B．运动员脚离开装置1位置到手触碰装置2的位置的位移是15 m，手的位移小于15 m，故B错误； CD．只知道全程的时间和位移，可以求出运动员运动过程中的平均速度，无法求出运动员到达顶端时的瞬时速度，C正确，D错误。 故选C。 三、速度-时间图像 11．某同学在升旗仪式上将国旗从旗杆下端升到顶端，其国旗运动的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】国旗初速度为零，末速度为零，中间可能经历了匀速直线运动，以向下为正反向，可知国旗可能先做加速再做匀速再做减速运动，且速度方向不变。 故选B。 12．如图为A、B两个物体做直线运动的位移-时间图像，则下列说法正确的是（    ） A．时刻B的速度和A的速度相同 B．时刻A、B速度方向相反 C．时间内A的位移大 D．这段时间内A、B的路程相同 【答案】B 【详解】A．位移-时间图像的斜率表示速度，由图知在时刻两图像的斜率不同，故速度不同，故A错误； B．时刻，A图像的斜率为负，B图像的斜率是正的，故此时A、B速度方向相反，故B正确； C．时间内，二者的初位置相同，末位置相同，根据可知二者位移相同，故C错误； D．这段时间内A做往返运动，B做单向运动，可知二者位移相同，但是A的路程大于B的路程，故D错误。 故选B。 13．图甲所示的医用智能机器人在某医院大厅巡视，图乙是该机器人在某段时间内做直线运动的位移时间图像，20~30s的图线为曲线，其余为直线。则机器人在（　　） A．0~10s内做匀速直线运动 B．0~20s内平均速度大小为0.5m/s C．20s~30s内平均速度大小为0.2m/s D．5s末的速度与15s末的速度相同 【答案】AC 【详解】A．位移时间图像的斜率表示速度，可知机器人在0~10s内做匀速直线运动，故A正确； B．0~20s内的位移为零，根据可知平均速度大小为零，故B错误； C．20s~30s内的位移大小为，则平均速度大小为，故C正确； D．机器人在0~10s内做匀速直线运动，10~20s内做匀速直线运动，又0~10s和10~20s内图像的斜率绝对值相等，可知5s末的速度和15s末的速度大小相同，但是方向相反，故D错误。 故选AC。 14．如图所示的直线和曲线分别是在平直公路上行驶的汽车和的位移－时间图线．由图可知（　　） A．在0到这段时间内，车的速度小于车的速度 B．在0到这段时间内，车的位移等于车的位移 C．在到这段时间内，车的平均速度等于车的平均速度 D．在到这段时间内，车的平均速度大于车的平均速度 【答案】AC 【详解】A．位移—时间图像的切线斜率表示速度，由图可知，在0到这段时间内，b车图像斜率大于a车图像斜率，即b车速度大于a车速度，故A正确； B．由图可知，在0到这段时间内，两车的末位置相同，初位置不同，故两车的位移不相同，故B错误； CD．由图可知，在到这段时间内，两车的初末位置相同，故两车的位移相同，根据平均速度等于位移比时间，可知a车的平均速度等于b车的平均速度，故C正确，D错误。 故选AC。 15．一只欢快的小狗在玩耍，其运动路线在一直线上。小狗在 t=0时刻开始出发，其运动的x-t图像如图所示，图中 OA、BC、DE斜率相同，AB、CD 斜率相同。关于小狗的运动，下列说法正确的是（　　） A．0~2.0s内，小狗运动的路程为1.6m B．t=3.1s时，小狗的速度方向沿x轴正方向 C．t=2.8s时，小狗离出发点的距离为1.8m D．2.8~4.0s这段时间，小狗速度大小为1.25m/s 【答案】C 【详解】A．0~2.0s内，小狗运动的路程为，故A错误； B．因图像斜率的符号反映速度的方向，可知t=3.1s时，小狗的速度方向沿x轴负方向，故B错误； C．小狗沿x轴正方向运动的速度为 t=2.8s时，小狗离出发点的距离为，故C正确； D．2.8~4.0s这段时间，小狗速度大小为，故D错误。 故选C。 16．2025年8月举行了首届世界人形机器人运动会，在400米标准跑道上进行了1500m长跑比赛，宇树科技H1人形机器人以6分34秒的成绩获得冠军。下列说法正确的是（　　） A．6分34秒表示的是时刻 B．1500m表示的是位移大小 C．机器人的平均速度约为3.8m/s D．研究机器人的跑步姿势时不能将其视为质点 【答案】D 【详解】A．6分34秒是完成比赛所用的时间间隔，而非某一时刻，故A错误； B．位移为从初位置到末位置的有向线段。1500m是机器人实际运动轨迹的长度，是路程而非位移的大小，故B错误； C．平均速度为位移与时间的比值，由于题目中未明确位移的大小，故不能求出平均速度的大小，应该为机器人的平均速率，故C错误； D．研究跑步姿势需分析身体各部位动作，不能忽略机器人形状和大小，因此不能视为质点，故D正确。 故选D。 17．两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE方向行走，经过一段时间后在F点相遇（图中未画出）。从出发到相遇的过程中，描述两人运动情况的物理量时时刻刻都相同的是（　　） A．任一时刻的速度 B．位移 C．路程 D．平均速率 【答案】CD 【详解】A．两个人以相同速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE行走，运动的方向是不同的，即速度一定不同，故A错误； B．两个人以相同速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE行走，在F点相遇，此过程中，首末位置的距离相等，方向变化，故B错误； C．两个人的速率相同，运动的时间相同，则路程一定相同，故C正确； D．两个人的路程相同，所用时间相等，则平均速率相同，故D正确。 故选CD。 18．一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。如图所示为汽车在0时刻到这段时间的图像。下列说法正确的是（　　） A．汽车最远位置距离出发点约为 B．汽车在时间内没有行驶 C．汽车在时间内驶离出发点 D．汽车在时间内驶向出发点 【答案】A 【详解】A．根据题意，由图可知，汽车最远位置距离出发点约为，故A正确； B．根据题意，由图可知，汽车在时间内驶向出发点，故B错误； C．根据题意，由图可知，汽车在时间内没有行驶，故C错误； D．根据题意，由图可知，汽车在时间内驶离出发点，故D错误。 故选A。 19．一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离x随时间t变化的关系为，它的速度随时间t变化的关系为（m/s），该质点在t＝2s时的速度和t＝2s到t＝3s间的平均速度的大小分别为（　　） A．12m/s，39m/s B．24m/s，38m/s C．24m/s，15m/s D．24m/s，39m/s 【答案】B 【详解】速度公式为 可知时 位移公式为 可知t＝2s到t＝3s间 可知该段时间内的平均速度为 综合可知B选项符合题意。 故选B。 20．在某次运动会中，中国选手以1分26秒78的成绩获得短道速滑男子1000米冠军。如图所示是其在比赛中一弯道转弯时的照片。下列说法正确的是（　　） A．“1分26秒78”表示时间间隔，“1000米”表示位移大小 B．研究照片中运动员在弯道转弯的动作时，可将其视为质点 C．利用题中所给数据可以求出运动员冲过终点线时的瞬时速度大小 D．运动员滑完一整圈的平均速度为0 【答案】D 【详解】A．“1 分 26 秒 78” 表示时间间隔，“1000 米” 是比赛的路程，因为短道速滑赛道是环形，运动员运动轨迹长度是路程，不是位移大小，故A错误； B．研究运动员在弯道转弯的动作时，需要考虑运动员的身体姿态等，不能将其视为质点，故B错误； C．题中只给出了总时间和总路程，没有瞬时速度相关的信息，无法求出运动员冲过终点线时的瞬时速度大小，故C错误； D．运动员滑完一整圈，位移为0，根据平均速度的定义（平均速度等于位移与时间的比值），平均速度为0，故D正确。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $