寒假作业09 速度及其计算（巩固培优）八年级物理新教材苏科版

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业09 速度及其计算 1、 速度 速度：描述物体运动快慢的物理量，在物理学中，把路程与时间之比叫作速度。 公式： , v表示速度，s表示路程，t表示时间。 单位：国际单位米每秒（m/s），常用单位千米每小时（km/h）。 单位的换算方法：1m/s=3.6km/h。 比较速度的方法：（1）相同时间比路程；（2）相同路程比时间;（3）单位时间比路程。 二、平均速度 平均速度：反应物体在一段时间内整体运动快慢的物理量。 注：平均速度等于总路程与总时间的比值，总时间包括中间停留或休息的时间，选择不同的时间段，得到的平均速度可能不一样。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．一同学周末从家步行去体育馆，手机上的运动应用程序记录的数据如图所示，以下说法正确的是（　　） A．步行的距离为14400m B．步行用时0.2h C．平均步幅（一步的距离）为0.6m D．步行的平均速度为1.1m/s 【答案】C 【详解】A．由图可知，步行的距离为，故A错误； B．由图可知，步行用时为，故B错误； C．步幅是指一步的距离，由图可知，该同学的步数为2400步，则步幅为，故C正确； D．由图可知，步行用时为 根据速度公式得步行的平均速度，故D错误。 故选C。 2．下列对速度公式的理解，正确的是（　　） A．运动的时间越短，速度越大 B．匀速直线运动的速度v与路程s和时间t无关 C．一定时间内，平均速度越大，通过的路程越小 D．运动的路程越长，速度越大 【答案】B 【详解】A．运动时间越短，但不知道路程大小，速度不一定大，故A错误； B．做匀速直线运动的物体，运动的路程与所用时间之比是一定值，也就是其速度大小是不变的，所以匀速直线运动的速度与路程s和时间t无关，故B正确； C．由速度的变形公式可知，一定时间内，平均速度越大的通过的路程越大，故C错误； D．运动路程越长，但不知道时间大小，速度不一定大，故D错误。 故选B。 3．关于甲乙两个物体运动快慢的说法中，正确的是（　　） A．甲物体运动时间比乙物体少，则甲物体运动得快 B．甲物体运动的路程比乙物体短，则甲物体运动得慢 C．在相等的时间内，甲物体运动的路程比乙物体长，则甲物体运动得快 D．在相等的路程内，甲物体运动的时间比乙物体少，则甲物体运动得慢 【答案】C 【详解】A．只比较运动时间，没有提及运动路程，无法判断运动快慢，故A错误； B．只比较运动路程，没有提及运动时间，无法判断运动快慢，故B错误； C．相等时间内，运动路程越长，运动越快，甲物体运动的路程比乙物体长，则甲物体运动得比乙快，故C正确； D．相等路程内，时间越少，运动越快，该选项说甲运动得慢，故D错误。 故选C。 4．甲、乙两物体同时同地向东运动，运动的s-t图像如图所示，下列说法错误的是（　　） A．时间内，以甲为参照物，乙是向西运动 B．时间内，甲静止，时刻甲、乙两物体相遇 C．甲车在时间内的速度大于 时间内的速度 D．时间内，甲的平均速度比乙的平均速度大 【答案】C 【详解】A．时间内，甲的速度大于乙（s-t图像斜率更大），甲、乙均向东运动，以甲为参照物，乙向西运动，故A正确，不符合题意； B．时间内，甲的s-t图像为水平直线，说明甲静止；t2时刻甲、乙的s（路程）相同，因两者同时同地出发，故此时相遇，故B正确，不符合题意； C．时间内甲的图像斜率小于时间内甲的图像斜率，因此甲车在时间内的速度小于 时间内的速度，故C错误，符合题意； D．时间内，甲的路程大于乙的路程，根据，时间t相同，甲的平均速度更大，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．甲、乙两物体做匀速直线运动，通过路程之比为2:5，所用时间之比为5:8，则它们运动的速度之比为（　　） A．25:16 B．16:25 C．4:1 D．1:4 【答案】B 【详解】根据可得甲、乙两物体的速度之比 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．为宣传“绿色出行，低碳生活”理念，杨老师与好朋友在钟坡山进行了一场爬山比赛。杨老师上山时前半程平均速度为3m/s，后半程平均速度为2m/s，则杨老师上山全过程的平均速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】全程的平均速度为 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．在田径赛场上，运动员正在进行百米比赛，比赛开始后，坐在看台的“观众”通过 方法，认为跑在前面的人运动得快。若终点计时员听到起点的发令枪声后开始计时，所记时间比运动员实际所用的时间 选填（“长”或“短”）多长时间 ?（声音在空气中的速度为340m/s）（结果保留两位小数） 【答案】 相同时间比较路程 短 0.29s 【详解】[1]在百米比赛中，所有运动员同时起跑，跑在前面的人通过的路程更长，所以观众是通过“相同时间比较路程”的方法判断跑在前面的人运动得快。 [2][3]终点计时员听到发令枪声后开始计时，但声音从起点传播到终点需要时间，导致计时开始晚于实际起跑时刻，因此所记时间比运动员实际所用时间短。 起点到终点的距离 ，声音在空气中的速度 。声音传播时间 故所记时间比实际时间短 。 8．春节期间，小轩一家外出旅游，去往机场的途中小轩注意到公路旁悬挂着如图甲所示的标志牌。该标志牌的含义是经过该路段的车速不得高于 ；在不违反交通规则的前提下，汽车从标志牌处至少需要行驶 h才能到达机场；若汽车以图乙所示的速度匀速行驶15 min，则汽车通过的距离为 km。 【答案】 100km/h 0.3 20 【详解】[1]图甲中圆形标志牌所表示的含义是：汽车经过该路段的最高车速是100km/h，即车速不得高于100km/h； [2]图甲中方形标志牌表示的含义是：从此标志牌到机场的路程是，在不违反交通规则的前提下，即汽车的行驶速度，则汽车从标志牌处行驶到机场的最少时间为 [3]由图乙可知，汽车此时的行驶速度为，则汽车以这个速度匀速行驶的路程为 9．A、B两车同时同地向东运动，运动的图像如图所示。由图可知， 10s时两车相距 m；以A车为参照物，B车向 （选填“东”或“西”）运动。 【答案】 10 西 【详解】[1]由图得，A、B均做匀速直线运动，A的速度为3m/s，B的速度为 由得，10s时两车相距 [2]A、B两车同时同地向东运动，A的速度大于B的速度，以A车为参照物，B车向西运动。 10．复兴号动车组列车运行时的标准速度可达 m/s；行驶过程中，100m长的复兴号列车若以70m/s匀速驶入长1020m的平直隧道，复兴号在隧道口鸣笛，则鸣笛声传到隧道另一端口的护路工人耳中需要时间 s（空气中声速为340m/s），该复兴号列车完全通过隧道需要时间 s。 【答案】 100 3 16 【详解】[1]因为 所以进行单位换算为 [2]鸣笛声在空气中传播的路程是隧道长度1020m，声速，根据，得 [3]列车完全通过隧道行驶路程=隧道长+列车长，则 已知列车速度，根据公式，该复兴号列车完全通过隧道需要时间为 11．如图甲所示，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。 (1)该实验还需要的测量工具是 ； (2)该实验原理是 ，实验时应保持斜面的倾角较 （选填“大”或“小”），这样做的目的是便于测量 ； (3)小车通过AB段时测得时间AB段的距离 ，则AB段的平均速度 (4)在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测得AB段的平均速度vAB会偏 （选填“小”或“大”）； (5)根据你的实验，你认为小车由静止释放，小车通过上半程的平均速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）小车通过全程的平均速度； (6)小车在AC段运动过程中，经过时间tAC中点时的速度为v1，经过路程sAC中点时的速度为v2，则v1 v2（选填“>”“<”或“=”）。 (7)图乙中能正确反映小车在下滑过程中运动情况的s-t图像是 。（选填序号） 【答案】(1)秒表 (2) 小 时间 (3) 40.0 0.25 (4)小 (5)小于 (6)< (7)② 【详解】（1）测量小车的速度时，需要的测量工具是测量距离的刻度尺和测量时间的秒表。实验装置图中已经有刻度尺，故还需要的测量工具是秒表。 （2）[1] 实验中，要测量小车运动的路程和时间，再利用速度公式算出小车的平均速度，所以测小车平均速度的实验原理为。 [2][3]斜面坡度越大，小车过某点的时间会越短。所以为了计时准确，减小测量时间的误差，应保持斜面的坡度较小，其目的就是准确测量小车运动的时间。 （3）[1][2]如图所示，刻度尺的分度值为1cm，则AB段的路程为40.0cm，小车通过AB段的平均速度为 （4）如果小车过了B点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，根据可得，距离不变，时间偏大，则测得AB段的平均速度会偏小。 （5）小车从斜面顶端静止释放，做加速运动。全程AC的平均速度等于总路程除以总时间。上半程AB和下半程BC的路程相等，由于小车做加速运动，通过下半程BC段所用时间较少，因此上半程的平均速度小于下半程的平均速度，也小于全程的平均速度。 （6）小车在斜面上做加速直线运动。设全程AC所用时间为t，路程为s。在时间中点时刻，小车运动的路程小于，所以此时的速度v1小于路程中点时的速度v2，即v1<v2。 （7）由于小车在斜面上运动的速度越来越快，即小车做加速运动，故图乙中的曲线②符合小车的路程随时间变化的图像。 12．如图所示，一辆汽车以20m/s的速度匀速驶向正前方的山崖，鸣笛5s后听到回声，已知声音在空气中的传播速度为340m/s，求： (1)汽车从鸣笛到听到回声这段时间内通过的路程？ (2)鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中通过的路程？ (3)汽车听到回声时到山崖的距离又有多远？ 【答案】(1)100m (2)1700m (3)800m 【详解】（1）根据速度公式，可得汽车行驶的路程 （2）根据速度公式 ，可得声音传播的路程 （3）分析题意，汽车鸣笛时距山崖的距离s等于汽车行驶的距离和声音传播距离和的一半，则有 在听到回声的过程中，汽车已行驶了100m，所以汽车听到回声时到山崖的距离 1．A、B、C三物体在t＝0s时分别位于同一水平直线上的a、b、c三点，如图甲所示。a、b和b、c之间的距离均为20m，其中物体A向右运动，其运动的v-t图像如图乙所示。物体B、C相向而行，物体B运动的s-t图像如图丙所示，C做匀速直线运动。t＝6s时，B、C相距6m。下列说法正确的是（　　） A．前5秒内物体A的平均速度为2m/s B．第2s末物体A、B相距20m C．第6s时物体A、C可能相距10m D．6s内A的平均速度大于C的平均速度 【答案】C 【详解】A．如图乙，0~1s物体A处于静止状态，1~5s物体A做匀速直线运动，速度为vA＝2m/s，前5s内A的路程为 sA5＝vAt＝2m/s×(5s－1s)＝8m 所以前5秒内物体A的平均速度为 故A错误； B．2s末，A的路程为 sA2＝vAt2＝2m/s×(2s－1s)＝2m 如图丙，B的路程为sB2＝4m，所以A、B之间的距离为 LAB＝20m＋sB2－sA2＝20m＋4m－2m＝22m 故B错误； C．t＝6s时，A的路程为 sA6＝sA5＋4m/s×(6s－5s)＝8m＋4m＝12mt＝6s时，B的路程为sB6＝8m，B、C相距6m，若B在C左侧，则C的路程为 sC6＝20m－sB6－6m＝20m－8m－6m＝6m 此时A、C距离为 sAC＝20m＋20m－sA6－sC6＝20m＋20m－12m－6m＝22m若B在C右侧，则C的路程为 sC6＝20m－sB6＋6m＝20m－8m＋6m＝18m 此时A、C距离为 sAC＝20m＋20m－sA6－sC6＝20m＋20m－12m－18m＝10m 故C正确； D．6s内A的平均速度为 C的平均速度为 或 故D错误。 故选C。 2．如图甲所示为交管部门用来检测车速的超声波测速仪．测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车辆反射回来的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速．某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况，如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离（假设超声波传播速度为且保持不变）；则下列说法正确的是（    ） A．汽车的行驶速度为 B．测速仪接收到两次信号之间汽车行驶了 C．第二次超声波信号比第一次超声波信号延迟发出 D．第一次超声波信号与车相遇时，汽车距测速仪 【答案】B 【详解】由图像可知，汽车遇到两次超声波的时间间隔为 第一次遇到超声波时车与测速仪的距离 由图可知，第二次发出超声波的时间 t3=0.48s 第二次发出超声波到遇到汽车的时间 第二次遇到超声波时车与测速仪的距离 汽车接收到两次信号之间通过的路程 汽车的速度 所以，汽车的行驶速度约为22.7m/s，接收到两次信号之间汽车行驶了10.2m，第二次比第一次延迟了0.48s发出，第一次遇到车时，汽车距测速仪30.6m，故ACD错误，B正确。 故选B。 3．甲的耳朵贴在铁轨上，在相距一百米的铁轨的另一端，乙用铁锤敲一下铁轨，则甲将听到（通常人耳分辨两个声音的时间间隔需大于0.1s，声音在铁轨中传播速度为5200m/s）（　　） A．一次敲击声，是由铁轨和空气同时传来的 B．两次敲击声，第一次是铁轨传来的，第二次是空气传来的 C．两次敲击声，第一次是空气传来的，第二次是铁轨传来的 D．以上三种情况都有可能 【答案】B 【详解】声音通过铁轨传播的时间 声音通过空气传播的时间 两次声音传播的时间间隔 故甲将听到两次敲击声，第一次是铁轨传来的，第二次是空气传来的，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从“爱因斯坦的奶牛梦”说起：在一个风景如画的牧场上有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草，农夫关闭栅栏时，从A处发出一个信号，当信号到达奶牛位置时奶牛就会跳起来。如图所示，从A位置的农夫合上栅栏起，信号以光速c向奶牛的方向运动，三头奶牛B、C、D距A位置的农夫、E位置的爱因斯坦的距离如图所示。（观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时，才认为奶牛正在跳起）。有关该现象，下列说法正确的是（　　） A．从农夫闭合栅栏开始，到农夫看到B奶牛跳起所用时间为 B．从农夫闭合栅栏开始，到爱因斯坦看到C奶牛跳起所用时间为 C．从农夫闭合栅栏开始，农夫看到所有的奶牛都是同时跳起的 D．从农夫闭合栅栏开始，爱因斯坦看到所有的奶牛都是同时跳起的 【答案】D 【详解】AC．农夫看到牛跳起，是牛跳起时反射的光进入他的眼睛，因为三头牛距离农夫的远近不同，所以对农夫来说三头牛是依次跳起的，当在A位置的农夫合上电源开关起，信号以光速向奶牛的方向运动，从农夫闭合栅栏开始，到农夫看到B奶牛跳起所用时间为，故AC错误； BD．对于在农夫对面E点的爱因斯坦来说，由于光和电传播的速度相同，观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时，才认为奶牛正在跳起，因此，他看到的是三头牛同时跳起，从农夫闭合栅栏开始，到爱因斯坦看到三头奶牛跳起所用时间为，故B错误，D正确。 故选D。 5．火车将在距隧道某处B点鸣笛后，即刻以速度v₃做匀速直线运动，在t₂时刻位于车头的司机听到正前方隧道入口A处山崖反射回来的回声，再过一段时间，在t₃时刻司机到这隧道口。列车、声音的位置与时间关系如图所示，图中t₃=4t₂，则t₁:t₂是 。（声音在空气的传播速度为340m/s） 【答案】4：7 【详解】火车将在距隧道某处B点鸣笛后，即刻以速度v₃做匀速直线运动，在t₃时刻司机到这隧道口，故AB间的距离为① 如图所示，甲是列车的s-t图像，乙是声音的s-t图像，设AB间的距离为s，在t₂时刻位于车头的司机听到正前方隧道入口A处山崖反射回来的回声，故声音传播的路程与列车的路程之和等于两倍的AB，即② 再根据t₃=4t₂③ 整理①②③可知，列车行驶的速度为 声音传播到隧道口的时间为t1，即 列车到隧道口所需的时间为 根据t₃=4t₂，t₂为 t₁:t₂为 6．如图是模拟交警测速的简化示意图。B为超声波测速仪，它能发射短暂的超声波脉冲信号，并能接收反射信号。模拟测速时，一辆小车一直沿着长直路面背离B匀速运动。假设B在t0时开始发射信号，t1=0.2s时接收到运动的小车反射回来的信号；t2=3.6s时再次发射信号，t3=4.6s时又接收到反射回来的信号。已知超声波的速度为340m/s。则信号第一次发出后0.1s时小车与B的距离为 m，小车匀速运动的速度为 m/s。 【答案】 34 34 【详解】[1]第一次信号从发射到接收的总时间为t1​=0.2s，由于超声波从B到小车再返回B，因此超声波从B到小车的时间为 已知超声波速度v声​=340m/s，根据公式s=vt可知，此时小车与B的距离为s1​=v声​×t1＇=340m/s×0.1s=34m​ [2]假设第一次发射信号的时刻为t0​=0，则第一次信号与小车相遇的时刻为0.1s。第二次信号与小车相遇的时刻为3.6s+0.5s=4.1s 小车运动的时间间隔为Δt=4.1s−0.1s=4.0s 根据，小车的速度为 7．在测量纸锥下落速度的实验中，小明用每隔0.5秒钟拍摄1次的相机，拍得如图所示的照片，右侧为纸锥从E到F过程的放大图。 (1)纸锥从A运动到F的时间是 s； (2)纸锥从A运动到F过程中，先做 运动，接着做 运动； (3)从E到F过程中，平均速度约为 m/s； (4)请你用所学的运动和速度知识分析解决以下两个问题： ①AB两地相距30km，甲以6km/h、乙以4km/h的速度，分别从AB两地同时出发相向而行，甲带了一条狗同行，狗的速度为9km/h，当狗遇到乙后即调头返回，遇到甲后又调头跑向乙，如此反复，直到甲、乙相遇。不计狗调头时间，则在此过程中，狗跑了 km； ②一条小船相对于水以3m/s的速度沿河逆流而上，水流速为1m/s。当小船在一座桥下碰落一小轻木箱。假设木箱顺流而下，过了2min，船上的人发现东西掉落，立即调头仍以原速追木箱。不计小船调头时间，则小船调头到追上木箱需要 min的时间。 【答案】(1)2.5 (2) 加速 匀速 (3)0.4 (4) 27 2 【详解】（1）相机每隔0.5s拍摄1次，则纸锥从A运动到F所用时间是 t=5×0.5s=2.5s （2）[1][2]由图可知，从A到D纸锥在相同的时间内通过的路程逐渐变大，所以纸锥在加速下落，从D到F纸锥在相同的时间内通过的路程不变，纸锥在匀速下落，所以纸锥从A运动到F的过程中先做加速运动，接着做匀速运动。 （3）EF阶段的距离为 s=80.0cm-60.0cm=20.0cm=0.2m 所以纸锥在下落过程中EF阶段的速度为 （4）[1]甲、乙二人相向而行，相对速度 v=6km/h+4km/h=10km/h 由得，甲、乙二人相遇所用的时间 狗走的路程 s狗=v狗t=9km/h×3h=27km [2]以河水为参照物，河水静止，木箱落入水中顺流漂向下游方向，因此木箱与水保持静止状态，而船逆流和顺流时相对于河水的速度都为3m/s，因此木箱与船的相对速度为3m/s，由得，发现木箱落水时船与箱子的距离 s'=v't'=3m/s×2×60s=360m 则追上木箱需要的时间为 8．某城市推行了机动车礼让行人的新交规，可以简化如下：如图，当该车道斑马线上正在有行人通过时，机动车车头不可以越过停止线，若此时车头越过停止线，视机动车司机违反交规，将予以处罚。现小安同学以1m/s的速度沿垂直于车道的虚线OAB匀速穿过该车道，其中A、B分别为车道两侧边线上的两个位置，当图中轿车以15m/s的速度匀速向左行驶且车头距停止线28m时，司机发现小安正位于O处，于是立即刹车使轿车减速，经过5s汽车停了下来，该过程中汽车的平均速度为6m/s，已知O、A相距2m，A、B相距4m。请解答下列问题： (1)求轿车减速5s内行驶的路程； (2)求小安从O处运动到B处所需的时间； (3)请结合计算结果分析并说明该轿车司机是否违反新交规。 【答案】(1)30m (2)6s (3)见解析 【详解】（1）根据可得，轿车减速行驶的路程为 （2）小安从O处运动到B处的总路程 所需时间为 （3）由第（1）问可知，轿车从刹车到停止行驶了，轿车开始刹车时，车头距停止线，因为 所以轿车车头越过了停止线，最终停在停止线后 的位置。 轿车从刹车到停止用时 ，在这5s内，小安行走的路程为 此时小安的位置距离O点5m，斑马线区域是从距离O点2m的A处到距离O点6m的B处，因为 所以在轿车停止时，小安正位于斑马线上。 综上所述，当斑马线上有行人通过时，该轿车车头越过了停止线，所以该轿车司机违反了新交规。 1．阅读材料，回答问题。 测光速 物理学中有多种方法测量光速，其中一种是用旋转的八面棱镜精细测量时间，再用公式计算出光速。实验装置如图甲所示，其中A是可绕固定的中间轴转动的八面棱镜（图示为俯视图），M是距离A几十千米的反射器（内部结构未画出，用虚线框表示），S是光源，C是接收装置。AM间距离远大于光在M内以及S和C到A的距离。A不转动时，只有∠α=45°时，S发出的光才能经镜面1反射至M，平行反射回来的光经镜面3反射后，恰好到达C。 由于光速很大，所以光从S传播到C的时间太短，很难测量，于是让A逆时针转动起来。当A转速（1s内转过的圈数）较小时，光经镜面1和M反射回到A时，镜面3反射的光偏离C。缓慢提高A的转速，使光反射回到A时，镜面2恰好第一次转到图甲镜面3的位置，即可实现接收。此时A的转速记为n（圈/秒）。 (1)图乙①是小明对M内部结构及光路的猜想，图中∠1 （选填“必须”或“无须”）是45°；图乙②是小明查找到的M内部结构及部分光路，其中左侧元件是 ；右侧元件是平面镜，请画出平面镜上的反射光线 ； (2)A不转动时，对调S和C的位置，C仍能接收到来自S的光，判断的依据是 ； (3)若A转动一周，C可接收到 次来自S的光； (4)若AM间距离记为L，则测得光速的大小约为v= m/s（用题中所给字母表示）。 【答案】(1) 无须 凹面镜 (2)光路可逆 (3)8 (4)16nL 【详解】（1）[1]M内部∠1只有是45°时，根据光的反射定律，光在两个镜面上发生反射时反射光线和入射光线的夹角才均为90°，根据数学知识可知此时最后的反射光线才能与最初的入射光线平行。 [2]图乙②是小明查找到的M内部结构及部分光路，其中左侧元件的反射面为凹面，是凹面镜。 [3]过入射点作出垂直于平面镜的法线，再根据反射角等于入射角作出反射光线，如图所示： （2）本实验利用到的光学原理是光的反射；由于光是可逆的，则A保持图示中位置静止不动，仅对调实验原理图中激光发射器S和接收装置C的位置，则C能接收到来自S发出的光。 （3）八面棱镜有八个侧面，则有八个侧面中心点处，由图可知，八面镜快速转动一周，光反射器能接收到8次来自S的光。 （4）[1][2]A到M的距离为L，则光所走的路程为，缓慢提高A的转速，使光反射回到A时，镜面2恰好第一次转到图甲镜面3的位置，即可实现接收，此时A的转速记为n（圈/秒），则八面棱镜转1圈所用的时间为，根据图示可知，八面棱镜绕转轴转过周时，接收装置M可接收到激光，所用时间 则测得的光速为 2．阅读短文，回答问题。 中国古代的“计程车”——记里鼓车 记里鼓车是我国古代用于计算道路里程的车。如图甲所示是汉代记里鼓车示意图，当车行一里时，车上的木人就敲一下鼓，当车行到十里时，车上的木人就敲一下镯（古代的乐器）。 图乙为记里鼓车俯视结构图，马匹拉着该车向前行走，带动左、右足轮转动。立轮（齿数为18）与左、右足轮同轴，并与下平轮啮合（严密咬合），从而带动下平轮（齿数为54）水平转动；旋风轮（齿数为3）与下平轮同轴，并与上平轮（齿数为100）啮合，当上平轮转动一圈，轮上的拔子使拨动上层木人击鼓一次，提示车行一里。 齿轮传动的原理如下：如图丙所示，齿轮A的齿数为24，齿轮B的齿数为36，齿轮A、B啮合，当齿轮A转一周即转过24齿时，齿轮B也转24齿，则B转动不足一周，图中齿轮C与齿轮B同轴，当齿轮B转一圈时，齿轮C也转一圈。左、右足轮直径取2m，圆周率取3。 (1)记里鼓车的鼓声是由鼓面的 而产生的，人们主要是根据鼓和镯发声的 （选填“响度”、“音调”或“音色”）不同来确定车行驶的路程； (2)如图丙所示，当齿轮C转动一圈时，齿轮B和齿轮A分别转动 圈和 圈； (3)记里鼓车行驶过程中，立轮转动1圈车行进的路程为 m；在某次出行中，两次镯声之间的时间间隔为20min，则该马车的行驶速度为 m/s。 【答案】(1) 振动 音色 (2) 1 1.5 (3) 6 5 【详解】（1）[1]声音是由物体振动产生的，鼓声是鼓面振动产生的。 [2]鼓和镯是两种不同的乐器，发出的声音音色不同（材料、结构不同），人们通过音色区分是击鼓还是击镯，从而判断是“一里”还是“十里”。 （2）[1][2]由题可知，齿轮A有24齿，齿轮B有36齿，齿轮C与B同轴，B转一圈，C也转一圈，所以，当齿轮C转一圈 时，齿轮B也转一圈，根据两个齿轮啮合时，齿数多的转得慢，转速与齿数成反比，所以，即B转1圈，A转1.5 圈。 （3）[1]由题可知，立轮与左右足轮同轴，所以立轮转动一圈，足轮也转动一圈，左、右足轮直径取2m，圆周率取3。立轮转1圈车行进的路程为。 [2]立轮与左右足轮同轴，所以立轮转动一圈，足轮也转动一圈，立轮齿数为18，下平轮齿数为54，旋风轮，齿数为3，与下平轮同轴，并与上平轮（齿数为100）啮合，当上平轮转动一圈，根据齿数与转速成反比，可知，当上平轮转动一圈，旋风轮转圈，即下平轮转圈，已知下平轮的齿数为54，则下平轮转过齿数为，又因为立轮与下平轮啮合，所以立轮也转过1800齿，已知立轮的齿数为18，则立轮转过的圈数为，当上平轮转动一圈，轮上的拔子使拨动上层木人击鼓一次，提示车行一里。则一里为，由题可知，两次镯声之间的路程为十里，马车行驶速度 3．阅读下列短文，回答问题。 超声波测速 超声波是振动频率高于20000Hz的声波，它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。 测距是测速的基础，如图甲所示，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号就停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离，图乙是信号传播过程的s-t图像，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。 测速仪测量汽车速度的原理是：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出汽车的平均速度。测速仪在公路上对汽车进行测速时，向匀速驶来的汽车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0s，第一次发射信号到接收用时0.8s，第二次发射信号到接收用时0.6s。（超声波速度取340m/s） (1)人耳 （选填“能”或“不能”）听到超声波。超声波测速是利用了超声波的指向性好、 、能量集中等特点； (2)如图乙所示，若，则静止的汽车与测速仪之间的距离为 m； (3)汽车在两次遇到信号之间通过的路程为 ，汽车的速度大小为 m/s（结果保留两位小数）。 【答案】(1) 不能 反射能力强 (2)102 (3) 34m/34米 37.78 【详解】（1）[1]超声波是指频率超过20000Hz的声音，人的听觉范围是20Hz至20000Hz，人耳不能听到超声波。 [2]根据文中信息可知，超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点。 （2）信号传播到汽车的时间为 根据可得，静止的汽车与测速仪之间的距离 （3）[1]汽车第一次遇到信号时到测速仪的距离 汽车第二次遇到信号时到测速仪的距离 汽车在两次遇到信号之间通过的路程 [2]汽车运动的时间 汽车速度 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业09 速度及其计算 1、 速度 速度：描述物体运动快慢的物理量，在物理学中，把路程与时间之比叫作速度。 公式： , v表示速度，s表示路程，t表示时间。 单位：国际单位米每秒（m/s），常用单位千米每小时（km/h）。 单位的换算方法：1m/s=3.6km/h。 比较速度的方法：（1）相同时间比路程；（2）相同路程比时间;（3）单位时间比路程。 二、平均速度 平均速度：反应物体在一段时间内整体运动快慢的物理量。 注：平均速度等于总路程与总时间的比值，总时间包括中间停留或休息的时间，选择不同的时间段，得到的平均速度可能不一样。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．一同学周末从家步行去体育馆，手机上的运动应用程序记录的数据如图所示，以下说法正确的是（　　） A．步行的距离为14400m B．步行用时0.2h C．平均步幅（一步的距离）为0.6m D．步行的平均速度为1.1m/s 2．下列对速度公式的理解，正确的是（　　） A．运动的时间越短，速度越大 B．匀速直线运动的速度v与路程s和时间t无关 C．一定时间内，平均速度越大，通过的路程越小 D．运动的路程越长，速度越大 3．关于甲乙两个物体运动快慢的说法中，正确的是（　　） A．甲物体运动时间比乙物体少，则甲物体运动得快 B．甲物体运动的路程比乙物体短，则甲物体运动得慢 C．在相等的时间内，甲物体运动的路程比乙物体长，则甲物体运动得快 D．在相等的路程内，甲物体运动的时间比乙物体少，则甲物体运动得慢 4．甲、乙两物体同时同地向东运动，运动的s-t图像如图所示，下列说法错误的是（　　） A．时间内，以甲为参照物，乙是向西运动 B．时间内，甲静止，时刻甲、乙两物体相遇 C．甲车在时间内的速度大于 时间内的速度 D．时间内，甲的平均速度比乙的平均速度大 5．甲、乙两物体做匀速直线运动，通过路程之比为2:5，所用时间之比为5:8，则它们运动的速度之比为（　　） A．25:16 B．16:25 C．4:1 D．1:4 6．为宣传“绿色出行，低碳生活”理念，杨老师与好朋友在钟坡山进行了一场爬山比赛。杨老师上山时前半程平均速度为3m/s，后半程平均速度为2m/s，则杨老师上山全过程的平均速度为（　　） A． B． C． D． 7．在田径赛场上，运动员正在进行百米比赛，比赛开始后，坐在看台的“观众”通过 方法，认为跑在前面的人运动得快。若终点计时员听到起点的发令枪声后开始计时，所记时间比运动员实际所用的时间 选填（“长”或“短”）多长时间 ?（声音在空气中的速度为340m/s）（结果保留两位小数） 8．春节期间，小轩一家外出旅游，去往机场的途中小轩注意到公路旁悬挂着如图甲所示的标志牌。该标志牌的含义是经过该路段的车速不得高于 ；在不违反交通规则的前提下，汽车从标志牌处至少需要行驶 h才能到达机场；若汽车以图乙所示的速度匀速行驶15 min，则汽车通过的距离为 km。 9．A、B两车同时同地向东运动，运动的图像如图所示。由图可知， 10s时两车相距 m；以A车为参照物，B车向 （选填“东”或“西”）运动。 10．复兴号动车组列车运行时的标准速度可达 m/s；行驶过程中，100m长的复兴号列车若以70m/s匀速驶入长1020m的平直隧道，复兴号在隧道口鸣笛，则鸣笛声传到隧道另一端口的护路工人耳中需要时间 s（空气中声速为340m/s），该复兴号列车完全通过隧道需要时间 s。 11．如图甲所示，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。 (1)该实验还需要的测量工具是 ； (2)该实验原理是 ，实验时应保持斜面的倾角较 （选填“大”或“小”），这样做的目的是便于测量 ； (3)小车通过AB段时测得时间AB段的距离 ，则AB段的平均速度 (4)在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测得AB段的平均速度vAB会偏 （选填“小”或“大”）； (5)根据你的实验，你认为小车由静止释放，小车通过上半程的平均速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）小车通过全程的平均速度； (6)小车在AC段运动过程中，经过时间tAC中点时的速度为v1，经过路程sAC中点时的速度为v2，则v1 v2（选填“>”“<”或“=”）。 (7)图乙中能正确反映小车在下滑过程中运动情况的s-t图像是 。（选填序号） 12．如图所示，一辆汽车以20m/s的速度匀速驶向正前方的山崖，鸣笛5s后听到回声，已知声音在空气中的传播速度为340m/s，求： (1)汽车从鸣笛到听到回声这段时间内通过的路程？ (2)鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中通过的路程？ (3)汽车听到回声时到山崖的距离又有多远？ 1．A、B、C三物体在t＝0s时分别位于同一水平直线上的a、b、c三点，如图甲所示。a、b和b、c之间的距离均为20m，其中物体A向右运动，其运动的v-t图像如图乙所示。物体B、C相向而行，物体B运动的s-t图像如图丙所示，C做匀速直线运动。t＝6s时，B、C相距6m。下列说法正确的是（　　） A．前5秒内物体A的平均速度为2m/s B．第2s末物体A、B相距20m C．第6s时物体A、C可能相距10m D．6s内A的平均速度大于C的平均速度 2．如图甲所示为交管部门用来检测车速的超声波测速仪．测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车辆反射回来的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速．某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况，如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离（假设超声波传播速度为且保持不变）；则下列说法正确的是（    ） A．汽车的行驶速度为 B．测速仪接收到两次信号之间汽车行驶了 C．第二次超声波信号比第一次超声波信号延迟发出 D．第一次超声波信号与车相遇时，汽车距测速仪 3．甲的耳朵贴在铁轨上，在相距一百米的铁轨的另一端，乙用铁锤敲一下铁轨，则甲将听到（通常人耳分辨两个声音的时间间隔需大于0.1s，声音在铁轨中传播速度为5200m/s）（　　） A．一次敲击声，是由铁轨和空气同时传来的 B．两次敲击声，第一次是铁轨传来的，第二次是空气传来的 C．两次敲击声，第一次是空气传来的，第二次是铁轨传来的 D．以上三种情况都有可能 4．关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从“爱因斯坦的奶牛梦”说起：在一个风景如画的牧场上有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草，农夫关闭栅栏时，从A处发出一个信号，当信号到达奶牛位置时奶牛就会跳起来。如图所示，从A位置的农夫合上栅栏起，信号以光速c向奶牛的方向运动，三头奶牛B、C、D距A位置的农夫、E位置的爱因斯坦的距离如图所示。（观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时，才认为奶牛正在跳起）。有关该现象，下列说法正确的是（　　） A．从农夫闭合栅栏开始，到农夫看到B奶牛跳起所用时间为 B．从农夫闭合栅栏开始，到爱因斯坦看到C奶牛跳起所用时间为 C．从农夫闭合栅栏开始，农夫看到所有的奶牛都是同时跳起的 D．从农夫闭合栅栏开始，爱因斯坦看到所有的奶牛都是同时跳起的 5．火车将在距隧道某处B点鸣笛后，即刻以速度v₃做匀速直线运动，在t₂时刻位于车头的司机听到正前方隧道入口A处山崖反射回来的回声，再过一段时间，在t₃时刻司机到这隧道口。列车、声音的位置与时间关系如图所示，图中t₃=4t₂，则t₁:t₂是 。（声音在空气的传播速度为340m/s） 6．如图是模拟交警测速的简化示意图。B为超声波测速仪，它能发射短暂的超声波脉冲信号，并能接收反射信号。模拟测速时，一辆小车一直沿着长直路面背离B匀速运动。假设B在t0时开始发射信号，t1=0.2s时接收到运动的小车反射回来的信号；t2=3.6s时再次发射信号，t3=4.6s时又接收到反射回来的信号。已知超声波的速度为340m/s。则信号第一次发出后0.1s时小车与B的距离为 m，小车匀速运动的速度为 m/s。 7．在测量纸锥下落速度的实验中，小明用每隔0.5秒钟拍摄1次的相机，拍得如图所示的照片，右侧为纸锥从E到F过程的放大图。 (1)纸锥从A运动到F的时间是 s； (2)纸锥从A运动到F过程中，先做 运动，接着做 运动； (3)从E到F过程中，平均速度约为 m/s； (4)请你用所学的运动和速度知识分析解决以下两个问题： ①AB两地相距30km，甲以6km/h、乙以4km/h的速度，分别从AB两地同时出发相向而行，甲带了一条狗同行，狗的速度为9km/h，当狗遇到乙后即调头返回，遇到甲后又调头跑向乙，如此反复，直到甲、乙相遇。不计狗调头时间，则在此过程中，狗跑了 km； ②一条小船相对于水以3m/s的速度沿河逆流而上，水流速为1m/s。当小船在一座桥下碰落一小轻木箱。假设木箱顺流而下，过了2min，船上的人发现东西掉落，立即调头仍以原速追木箱。不计小船调头时间，则小船调头到追上木箱需要 min的时间。 8．某城市推行了机动车礼让行人的新交规，可以简化如下：如图，当该车道斑马线上正在有行人通过时，机动车车头不可以越过停止线，若此时车头越过停止线，视机动车司机违反交规，将予以处罚。现小安同学以1m/s的速度沿垂直于车道的虚线OAB匀速穿过该车道，其中A、B分别为车道两侧边线上的两个位置，当图中轿车以15m/s的速度匀速向左行驶且车头距停止线28m时，司机发现小安正位于O处，于是立即刹车使轿车减速，经过5s汽车停了下来，该过程中汽车的平均速度为6m/s，已知O、A相距2m，A、B相距4m。请解答下列问题： (1)求轿车减速5s内行驶的路程； (2)求小安从O处运动到B处所需的时间； (3)请结合计算结果分析并说明该轿车司机是否违反新交规。 1．阅读材料，回答问题。 测光速 物理学中有多种方法测量光速，其中一种是用旋转的八面棱镜精细测量时间，再用公式计算出光速。实验装置如图甲所示，其中A是可绕固定的中间轴转动的八面棱镜（图示为俯视图），M是距离A几十千米的反射器（内部结构未画出，用虚线框表示），S是光源，C是接收装置。AM间距离远大于光在M内以及S和C到A的距离。A不转动时，只有∠α=45°时，S发出的光才能经镜面1反射至M，平行反射回来的光经镜面3反射后，恰好到达C。 由于光速很大，所以光从S传播到C的时间太短，很难测量，于是让A逆时针转动起来。当A转速（1s内转过的圈数）较小时，光经镜面1和M反射回到A时，镜面3反射的光偏离C。缓慢提高A的转速，使光反射回到A时，镜面2恰好第一次转到图甲镜面3的位置，即可实现接收。此时A的转速记为n（圈/秒）。 (1)图乙①是小明对M内部结构及光路的猜想，图中∠1 （选填“必须”或“无须”）是45°；图乙②是小明查找到的M内部结构及部分光路，其中左侧元件是 ；右侧元件是平面镜，请画出平面镜上的反射光线 ； (2)A不转动时，对调S和C的位置，C仍能接收到来自S的光，判断的依据是 ； (3)若A转动一周，C可接收到 次来自S的光； (4)若AM间距离记为L，则测得光速的大小约为v= m/s（用题中所给字母表示）。 2．阅读短文，回答问题。 中国古代的“计程车”——记里鼓车 记里鼓车是我国古代用于计算道路里程的车。如图甲所示是汉代记里鼓车示意图，当车行一里时，车上的木人就敲一下鼓，当车行到十里时，车上的木人就敲一下镯（古代的乐器）。 图乙为记里鼓车俯视结构图，马匹拉着该车向前行走，带动左、右足轮转动。立轮（齿数为18）与左、右足轮同轴，并与下平轮啮合（严密咬合），从而带动下平轮（齿数为54）水平转动；旋风轮（齿数为3）与下平轮同轴，并与上平轮（齿数为100）啮合，当上平轮转动一圈，轮上的拔子使拨动上层木人击鼓一次，提示车行一里。 齿轮传动的原理如下：如图丙所示，齿轮A的齿数为24，齿轮B的齿数为36，齿轮A、B啮合，当齿轮A转一周即转过24齿时，齿轮B也转24齿，则B转动不足一周，图中齿轮C与齿轮B同轴，当齿轮B转一圈时，齿轮C也转一圈。左、右足轮直径取2m，圆周率取3。 (1)记里鼓车的鼓声是由鼓面的 而产生的，人们主要是根据鼓和镯发声的 （选填“响度”、“音调”或“音色”）不同来确定车行驶的路程； (2)如图丙所示，当齿轮C转动一圈时，齿轮B和齿轮A分别转动 圈和 圈； (3)记里鼓车行驶过程中，立轮转动1圈车行进的路程为 m；在某次出行中，两次镯声之间的时间间隔为20min，则该马车的行驶速度为 m/s。 3．阅读下列短文，回答问题。 超声波测速 超声波是振动频率高于20000Hz的声波，它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。 测距是测速的基础，如图甲所示，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号就停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离，图乙是信号传播过程的s-t图像，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。 测速仪测量汽车速度的原理是：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出汽车的平均速度。测速仪在公路上对汽车进行测速时，向匀速驶来的汽车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0s，第一次发射信号到接收用时0.8s，第二次发射信号到接收用时0.6s。（超声波速度取340m/s） (1)人耳 （选填“能”或“不能”）听到超声波。超声波测速是利用了超声波的指向性好、 、能量集中等特点； (2)如图乙所示，若，则静止的汽车与测速仪之间的距离为 m； (3)汽车在两次遇到信号之间通过的路程为 ，汽车的速度大小为 m/s（结果保留两位小数）。 1 / 2 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