1.3位置变化快慢的描述—速度
一、单选题
1.为了使公路交通有序、安全,路旁立了许多交通标志。如图所示是小小同学假期去西山在绕城高速公路上看到的标志牌。甲图指示标志表示到西山还有;乙图是限速标志,表示汽车允许行驶的最大速度是。上述两个数据的物理意义是( )
A.是平均速度,是位移
B.是平均速度,是路程
C.是瞬时速度,是位移
D.是瞬时速度,是路程
2.下列有关物体及其运动的描述中正确的是( )
A.研究奥运名将刘翔110m栏比赛的跨栏技术动作时,其身体可以看作质点
B.研究月球绕地球的运动情况时,应该选取太阳或其它恒星为参考系
C.桂林市东二环的“限速60”标志是指各车辆在这段路上的平均速度不许超过60km/h
D.“嫦娥三号”在绕月轨道上正常飞行三周后回到最初位置时的位移为零
3.某中学组织了一次迷你马拉松比赛,男生组的路线设置是“起点(校田径场主席台前发令处)出发→绕田径场1圈→绕校园1圈→绕田径场1圈→终点(校田径场主席台前发令处)”大约2000m。有位男生的成绩是10min,在跨越终点时速度是7m/s。关于上述情景,下列相关物理学描述正确的是( )
A.2000m是指位移的大小
B.该同学的平均速度约为3.3m/s
C.7m/s是指瞬时速度
D.在整个过程中该男生一定不能被看做质点
4.2020年,面对新型冠状病毒疫情,县第一人民医院医疗专家先后两批前往第二人民医院指导工作,假设两批人员分别采用导航中推荐的2条路线前往,下列说法正确的是(
)
A.两批医疗人员的路程一定相同
B.图片下方的推荐方案的“1小时37分钟”是指时刻
C.两批医疗人员的平均速度一定相同
D.两批医疗人员乘车运动的过程中可将医疗车看做质点
5.质点沿直线运动,位移—时间图像如图所示,关于质点的运动下列说法有:
①前2s内的位移为“—”,后2s内的位移为“+”,2s末质点改变了运动方向
②质点在4s时间内的位移大小为0.4m,位移的方向与规定的正方向相同,
③质点做匀速直线运动,速度大小为0.1m/s,方向与规定的正方向相同,
④2s末质点的位移为零,该时刻质点的速度为零。
其中正确的有( )
A.①③
B.②③
C.②④
D.①④
6.下表是Z107次列车北京西至聊城区间的运行时刻表,则( )
车次
出发站
开车时间
到达站
到达时间
用时
里程
Z107
北京西
19:53
聊城
23:32
3小时39分
350
km
A.表中“23:32”表示时刻
B.该列车从北京西至聊城的位移为350
km
C.根据表中数据能求出该列车从北京西至聊城的平均速度
D.该列车从北京西至聊城全程做匀速直线运动
7.一名短跑运动员在100
m竞赛中,测得他5
s末的速度为9.4
m/s,10
s末到达终点的速度是10.8
m/s,则运动员在100
m竞赛中的平均速度为( )
A.10.4
m/s
B.10.3
m/s
C.10.2
m/s
D.10
m/s
8.一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间t内的平均速度是v,紧接着内的平均速度是,则物体在这段时间内的平均速度是( )
A.v
B.v
C.v
D.v
9.“天舟一号"与“天宫二号”对接成功,组合体在原“天宫二号”距地心R处的轨道上做圆周运动,如图所示,P、Q为轨迹上两点,且OP⊥OQ,则关于组合体从P运动到Q过程中,下列说法错误的是( )
A.路程先增大后减小,最终为
B.位移大小先增大后减小,最终为
C.若时间为t,则平均速度大小为
D.若时间为t,则平均速率大小为
10.一质点沿一边长为的正方形轨道运动,每秒钟以恒定速率移动,初始位置在边的中点A,由b向c运动,如图所示,A、B、C、D分别是、、、边的中点,则下列说法正确的是( )
A.第末位移大小是
B.前内的平均速度大小为
C.第末的速率为
D.前内的平均速率大小为
11.汽车从立交桥顶上向下做变速直线运动,已知第内通过、第内通过、第内通过,则下列说法中正确的是( )
A.第内的平均速度是
B.第内的平均速度是
C.第末的瞬时速度是
D.第末的瞬时速度是
12.A、B、C三物同时同地同向出发作直线运动,图是它们位移与时间的图像,由图可知它们在t0时间内( )
A.质点A的位移最大
B.质点A的路程最小
C.三质点的平均速度相等
D.三质点的平均速率相等
13.如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1s、2s、3s、4s。下列说法不正确的是(
)
A.物体在AB段的平均速度为1m/s
B.物体在ABC段的平均速度为m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
14.如图是一静止在水面上的测量船利用声纳测量海底深度的显示装置,图中两个波形是发出和接受到的信号。已知发射信号持续时间为0.2s,声波在海水中传播速度为1500m/s,则该处海水深度为( )
A.150m
B.450m
C.600m
D.900m
二、填空题
15.判断下列说法的正误。
(1)速度大的物体通过的位移一定大。(____)
(2)两物体的速度分别是v1=2
m/s,v2=-3
m/s,则它们的大小关系为v1>v2.(____)
(3)物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态。(____)
(4)时间越短,平均速度越接近某点的瞬时速度。(____)
16.汽车沿一直线单向运动,第一秒内通过5m,第二秒内通过10m,第三秒内通过20m后停下,则前两秒内的平均速度是______m/s,后两秒内的平均速度为_________m/s,全程的平均速度等于_______m/s。
17.某同学在百米比赛中,以6
m/s的速度迅速从起点冲出,到50
m处的速度是8.2
m/s,这里的8.2
m/s是___________(选填“瞬时速度”或“平均速度”),最后用时12.5s冲过终点,他在百米比赛中平均速度的大小为___________
m/s。
18.一质点沿直线Ox方向做变速运动,它离开O点的距离随时间变化的关系为。该质点在到间的平均速度为_____。
19.汽车在高速公路上超速行驶是很危险的,为防止汽车超速,高速公路上都装有测量汽车速度的装置,下面是某同学在实验室模拟高速公路测速的装置,图甲为速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为个能发射超声波的固定小盒子,工作时,小盒子B向做匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲,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披脉冲,因乙是得到的连续两次发射的超声波的图像。其中、、、、均为已知量。则超声波的速度为___________,物体的速度为___________。
三、解答题
20.如图所示,某质点沿边长AB=3m,BC=4cm的矩形从A点沿逆时针方向匀速率运动,在5s内运动了矩形周长的一半到达C点。求:
(1)质点的位移的大小和路程;
(2)平均速度和平均速率。
21.某物体由A点出发做直线运动,前5
s向东行驶了30
m到达B点,又向前行驶了5
s前进了60
m到达C点,在C点停了4
s后又向西行驶,经历了6
s运动了120
m到达A点西侧的D点,如图所示,求:
(1)最后6
s时间内物体的平均速度大小和方向;
(2)全过程的平均速度;
(3)全过程的平均速率。
22.有一辆汽车沿笔直公路行驶,第1s内向东行驶5m的距离,第2s内和第3s内继续向东各通过20m的距离,第4s内又向东前进了15m的距离,第5s内反向通过30m的距离。求:
(1)5s内的路程;
(2)5s内的位移大小及方向;
(3)最后2s内及全程的平均速度。
参考答案
1.D
【详解】
最大速度是瞬时速度,是路径的长度,即路程。
故选D。
2.D
【详解】
A.肢体动作对研究刘翔跨栏技术动作有影响,故其身体不能看作质点,A错误;
B.研究月球绕地球的运动情况时,为方便起见,应该选取地球为参考系,B错误;
C.“限速60”标志是指各车辆在这段路上的瞬时速度不许超过60km/h,C错误;
D.“嫦娥三号”在绕月轨道上正常飞行三周后回到最初位置时的位移为零,D正确。
故选D。
3.C
【详解】
A.2000m是路程,故A错误;
B.平均速度用位移和时间的比值,位移为零,平均速度也为零,故B错误;
C.7m/s是指瞬时速度,故C正确;
D.在整个过程中该男生可以看做质点;故D错误。
故选C。
4.D
【详解】
A.两批医疗人员路径不同,路程不一定相同,A错误;
B.图片下方的推荐方案的“1小时37分钟”是指时间间隔,B错误;
C.两批医疗人员位移相同,但时间不同,平均速度一定不相同,C错误;
D.两批医疗人员乘车运动的过程中,可忽略医疗车的大小和形状,所以医疗车可看成质点,D正确。
故选D。
5.B
【详解】
①图像中纵轴坐标值表示质点的位置,不代表位移。该图线的斜率代表速度值,可知质点在4s内一直沿正向做匀速直线运动,中途未改变运动方向。故①错误;
②质点在4s时间内的位移大小为
即位移大小为0.4m,位移的方向与规定的正方向相同。故②正确;
③由图线可知,位移随时间均匀变化,做匀速直线运动,速度大小为
方向与规定的正方向相同。故③正确;
④2s末质点的位置坐标为零,该时刻质点的速度不为零。故④错误。
故选B。
6.A
【详解】
A.表中“23:32”表示时刻,A正确;
B.该列车从北京西至聊城的路程为350
km,位移大小小于350
km,B错误;
C.从表中数据无法知道该列车从北京西至聊城的位移,故无法求出该列车从北京西至聊城的平均速度,C错误;
D.该列车从北京西至聊城全程中不是做直线运动,故不可能做匀速直线运动,D错误;
故选A。
7.D
【详解】
由平均速度的定义可得
D正确。
故选D。
8.C
【详解】
设总位移为s,由题意可知
则全程的平均速度为
联立解得
C正确。
故选C。
9.A
【详解】
A.路程始终增大,最终为
A错误,符合题意;
B.由于组合体逆时针转动,故位移大小先增大后减小,最终大小为PQ的直线距离,为
B正确,不符合题意;
C.若时间为t,则平均速度大小为
C正确,不符合题意;
D.若时间为t,则平均速率大小为
D正确,不符合题意。
故选A。
10.B
【详解】
A.第末到达B点,位移大小是,A错误;
B.第4s末到达C点,位移为s1=2m,故前内的平均速度大小为
B正确;
C.由于以恒定速率运动,故第末的速率为,C错误;
D.第8s末返回A点,路程为s2=8m,故前内的平均速率大小为
D错误。
故选B。
11.A
【详解】
AB.第2s内的平均速度
故A正确,B错误;
CD.由于物体做一般的曲线运动,故无法求出瞬时速度,故CD错误。
故选A。
12.C
【详解】
AB.由图可以知道,物体经过的路线不一样,但它们的起点和终点是相同的,位移相同,路程不同,质点A的路程最大,质点B和C的路程相同,AB错误;
C.由图可以知道,物体的起点和终点是相同的,位移相同,用的时间也是相同的,根据平均速度的定义,它们的平均速度是相同的,C正确;
D.物体经过的路线不一样,路程不同,质点A的路程最大,质点B和C的路程相同,用的时间相同,根据平均速率的定义,则B和C的质点的平均速率相等,且小于质点A的平均速率,D错误。
故选C。
13.D
【详解】
AB.由
=
可得
=
m/s
=
1m/s,
=
m/s
AB正确,不符合题意;
C.所选取的过程离A点越近,运动时间越短,其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度,C正确,不符合题意;
D.由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程,B点虽为中间时刻,但其速度不等于AC段的平均速度,D错误,符合题意。
故选D。
14.C
【详解】
由图可知从发射到接受,时间间隔为
t=0.8s
设海水深度为h,则
可得
故选C。
15.错
错
错
对
16.7.5
15
11.67
【详解】
[1]前两秒内的平均速度为
[2]后两秒内的平均速度为
[3]全程的平均速度为
17.瞬时速度
8
【详解】
[1]这里的8.2
m/s是瞬时速度;
[2]他在百米比赛中平均速度的大小为
18.36m/s
【详解】
[1]由题意可得时,质点距离O点的距离为
同理时,质点距离O点的距离为
则质点在3s内的位移为
在这段时间内,质点的平均速度为
19.
【详解】
[1]由题中乙图可知,声波在时间内通过的位移为,则超声波的速度为
[2]由题意可知物体通过位程
所用时间为
,
所以物体的速度为
20.(1)5m;7m(2),
【详解】
(1)根据位移的定义可知,位移大小为
方向由指向,如图所示。
路程为
(2)由平均速度公式,可知平均速度为
方向由指向。
根据平均速率定义可知,平均速率公式为
21.(1)20
m/s,方向向西;(2)1.5
m/s,方向向西;(3)10.5
m/s
【详解】
(1)最后6
s时间内物体从C点到D点的位移大小为
则平均速度为
方向向西
(2)全程中物体初位置为A点,末位置为D点,其位移是,方向向西,大小
所用时间
则平均速度大小为
方向向西
(3)全过程的路程
全过程的平均速率
22.(1)90m;(2)30m,向东;(3)7.5m/s,方向向西,6m/s,方向向东
【详解】
(1)选取向东为正方向,由题意知汽车在第1秒内的位移是x1=5m,第2秒内的位移为x2=20m,第3秒内的位移为x3=20m,第4秒内的位移为x4=15m,第5秒内的位移为x5=-30m,所以物体在5s内的总路程为
(2)物体在5s内的总位移为
方向向东;
(3)后2s内的位移为
后2s内的平均速度大小为
方向向西,全程的平均速度大小为
方向向东。