人教版高中物理必修1复习 第二节（word版含答案）

人教版高中物理复习
第二期：匀速直线运动、速率、速度
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重点透析：
速度
①定义：速度v等于物体运动的位移△x跟发生这段位移所用时间△t的比值．
②公式：．
速度定义采用比值定义法，不表示v与△x之间的数量关系，即v大，表示物体位置变化快，但△x不一定大，二者不成正比关系．式中△x是位移而不是路程，△x与△t具有同一性和对应性．如果一段时间t内物体发生的位移用x表示，公式还可表示成．
③物理意义：速度是表示物体运动快慢和方向的物理量．
④单位：国际单位制中，速度的单位是“米每秒”，符号是m/s(或m·s－1)．常用单位还有：千米每小时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等．
⑤矢量性：速度不但有大小，而且有方向，是矢量，其大小在数值上等于单位时间内位移的大小，它的方向跟运动的方向相同．
【典型例题】
1.如图所示，为测试子弹的发射速度，让子弹水平射向绕水平轴旋转的纸筒，纸筒的直径为d，角速度为ω，子弹沿直径水平穿过圆纸筒，只留下一个弹孔，则子弹的速度可能为 。
【答案】 (n=0、1、2、3…)
【解析】子弹穿过纸筒的时间内纸筒转动(n+ )圈，每圈的时间为
故满足 解得 (n=0、1、2、3…)子弹穿透纸筒的时间和纸筒转动时间相等，结合位移公式可以求出子弹运动的时间，再利用子弹运动时间和纸筒转动周期的关系可以求出子弹运动的速度大小。
2.在刚结束的东京奥运会田径赛场上，中国选手苏炳添在100m的半决赛中取得了9.83s的好成绩，打破了亚洲纪录，是电子计时器时代首位闯进奥运会百米决赛的亚洲选手。我们把苏炳添的这次比赛简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段，假设苏炳添加速了2.83s，则匀速阶段的速度大小最接近是（ ）
A. 11.9m/s B. 10.2m/s C. 11.0m/s D. 13.1m/s
【答案】A
【解析】苏炳添运动的速度图像如下
由图可知
解得
利用速度时间图像的面积结合位移的大小可以求出匀速阶段的速度大小。
3.2021年9月3日，在东京残奥会男子100m仰泳S6级决赛中，中国选手贾红光以1分12秒72的成绩夺冠。已知标准泳池长为50m，下列说法正确的是（ ）
100m指的是位移 B. 1分12秒72指的是时间间隔
C. 贾红光100m仰泳决赛中的平均速度大小约为1.37m/s
D. 贾红光到达终点时的速度一定最大
【答案】B
【解析】A．100m指的是路程，A不符合题意；
B．1分12秒72指的是时间间隔，B符合题意；
C．贾红光100m仰泳决赛中的平均速率大小约为1.37m/s，平均速度大小为0，C不符合题意；
D．贾红光全程的平均速率最大，到达终点时的速度不一定最大，D不符合题意。
其100m是指路程；游泳时间代表时间间隔；由于过程的位移等于0所以平均速度等于0；无法比较到达终点的速度大小。
平均速度与瞬时速度
平均速度：
①定义：做变速直线运动的物体的位移△x跟发生这段位移所用时间△t的比值，叫做平均速度．
②公式：．
③矢量性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间△t内发生的位移的方向相同．
瞬时速度：
①定义：运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度．在公式中，如果时间△t非常小，接近于零，表示的是一瞬时，这时的速度称为瞬时速度．
②物理意义：精确地描述了物体运动的快慢及方向．
③瞬时速度简称速度，因此以后碰到“速度”一词，如果没有特别说明均指瞬时速度．
【典型例题】
1.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，同时到达M点。下列说法中正确的是(　　)
A. 三个质点从N到M的平均速度相同
B. 三个质点到达M点的瞬时速度相同
C. 三个质点到达M点的速率相同
D. B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同
【答案】A
【解析】A．三个质点从N到M运动的时间相同，位移相同，由 知，三个质点从N到M的平均速度相同，A符合题意；
B．三个质点到达M点时的瞬时速度方向不同，B不符合题意；
C．三个质点到达M点的速率不一定相同，C不符合题意；
D．B质点的平均速度方向为N→M，某时刻瞬时速度方向可能为M→N，D不符合题意。
利用初末位置可以判别位移的大小，结合运动的时间可以比较平均速度的大小；其到达M点时速度方向不同其速率不一定相同；其B质点的瞬时速度方向不能确定。
2.秋季运动会上，参加200米决赛的6名同学在400米跑道上展开了角逐，一名同学以22秒50的成绩夺得第一，他的最高速度达到了13m/s。以下相关描述正确的是（　　）
获得第一名的同学全程为匀加速运动
6个赛道的同学位移均大小均为200m
获得第一名的同学全程平均速度约为8.89m/s
13m/s不一定是6名同学在比赛中最高速度
【答案】D
【解析】A．获得第一名的同学全程不一定是匀加速运动，A不符合题意；
B．根据常识，在400米跑道上跑200米不是做直线运动，所以6个赛道的同学位移均小于200m，B不符合题意；
C．获得第一名的同学全程平均速率约为
由于位移小于路程，所以平均速度小于8.89m/s，C不符合题意；
D．获得冠军的同学只是全程平均速率最大，在比赛过程中的最大速度不一定是选手中最大的，D符合题意。
获得第一名的同学全程不一定做匀加速直线运动；利用初末位置的直线距离可以判别其位移的大小；利用路程和时间可以求出平均速率的大小，其平均速度小于平均速率；利用路程和时间只能比较平均速率的大小不能比较瞬时速度的大小。
3.如图所示，一些机场有类似水平传送带的自动人行道，自动人行道从P端向Q端运行速度始终不变．某人在自动人行道旁从Р端以大小为v的速度匀速走到Q端用时 ，在自动人行道上相对自动人行道以大小为v的速度从P端匀速走到Q端用时 ，则在自动人行道上相对自动人行道以大小为v的速度从Q端匀速走到P端用时为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设P、Q两端距离为L，自动人行道从P端向Q端运行速度大小为 ，有
联立解得
利用相对速度和运动的时间结合位移公式可以求出从Q到P端行人所花的运动时间。
4.做变速直线运动的物体，若前 时间的平均速度为 ，后 时间的平均速度为 ，它在全程的平均速度设为 ；若前 位移的平均速度为 ，后 位移的平均速度为 ，它在全程的平均速度设为 ，则（ ）
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
【答案】B
【解析】由平均速度的定义可得全程的平均速度分别为
利用全程的位移除以全程的运动时间可以求出平均速度的大小。
匀速直线运动
做匀速直线运动的物体，在不同的位移或时间段中，位移与时间的比值是一个定值，这个定值就是该运动的速度。(注意：速度是定值，指速率大小不变和运动方向均不变，因为速度是一个矢量，有大小有方向。)速度的大小直接反映了物体运动的快慢。在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度是相等的，平均速度的大小和平均速率也是相等的。
【典型例题】
1.如图，为某医院体检中心的身高测量仪。测量仪顶部向下发射波速为340m/s的超声波，超声波遇到障碍物后反射回来，被测量仪接收，测量仪记录从发射到接收的时间。已知测量仪发射超声波处距离台面2.10m，当一学生站在台面规定位置后，测量仪记录的时间为0.002s，则该学生的身高最接近（ ）
A. 158cm B. 166cm C. 176cm D. 180cm
【答案】C
【解析】由题意，可知学生头顶距离测量仪顶部的距离为
所以学生身高为
C符合题意。
本题为运动类问题的应用，解题的关键在于明确题意， 由速度与时间可确定出距离，距离之差为人的高度，注意在求身高要注意取单程时间。
2.图所示运动图象中，哪幅图说明物体在作匀速直线运动（ ）
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】A．此图物体的位移不随时间变化，表示物体处于静止状态，不符合题意，A不符合题意；
B．此图象是倾斜的直线，斜率不变，说明物体的速度不变，表示物体做匀速直线运动，符合题意，B符合题意；
C．速度随时间均匀减小，表示物体做匀减速直线运动，不符合题意，C不符合题意；
D．速度随时间均匀增大，表示物体做匀加速直线运动，不符合题意，D不符合题意。
物体做匀速直线运动时其位移时间图像斜率保持不变，其速度时间图像为一平行与x轴的横线。
3.小李乘坐16节车厢编组的高铁旅行。他位于某节车厢尾部且恰好进入隧道时，立即以正常速度向此车厢前部行走。他经过15s到达车厢头部时恰好出隧道。行走过程中看到车厢内显示屏上的示数为216km/h，则该列车通过隧道的时间最接近于（　　）
A. 10s B. 15s C. 21s D. 30s
【答案】 C
【解析】设隧道长为l，一节车厢长为x，人走路的速度约为2m/s，则
可得
则火车过隧道的时间为
该列车通过隧道的时间最接近于21s。
利用人运动的位移公式结合列车运动的位移公式可以求出车厢的长度和隧道的长度，利用火车总位移和速度的大小可以求出过隧道的时间。
巩固练习：
1.钓鱼岛自古就是我国固有的领土，它到温州的直线距离为356 km。若某天我国海监船为维护我国对钓鱼岛的主权，早上8：00从温州出发去钓鱼岛巡航，航行了480 km，历时8时20分到达钓鱼岛。下列说法中正确的是（ ）
A. 8：00是指时间间隔，8时20分是指时刻
B. 该海监船位移大小为480 km，路程为356 km
C. 可以求出海监船在此过程的平均速度
D. 该问题中不可以将海监船看成质点
【答案】 C
【解析】A．8：00是指时刻，8时20分是指时间间隔，A不符合题意；
B．该海监船位移大小为356km，路程为480km，B不符合题意；
C．由题意可知，海监船位移大小为356km，所用时间为8时20分，所以可以求出海监船在此过程的平均速度，C符合题意；
D．该海监船在海上航行时，确定位置时其大小可以忽略不计，故可以将海监船看成质点，D不符合题意。
其出发时间代表时刻；其航行总时间代表时间间隔；其轨迹长度代表路程；其直线距离代表位移的大小；利用位移和时间可以求出平均速度的大小；研究其船的位置可以把船作为质点。
2.京沪高速铁路，简称京沪高铁，是一条连接北京市与上海市的高速铁路，由北京南站至上海虹桥站，全长 ，设计的最高速度为 ，图为京沪高铁的线路图。京沪高铁的开通不仅让人们享有更快、更便捷、更舒适的出行，也将对沿线城市的经济、文化、旅游等发展起到积极作用。某人乘坐 次列车，晚上 从北京南站始发，途径南京南站，最后 分到达上海虹桥站，全程所用时间为4小时18分。关于文中“ ”、“4小时18分”、“ ”、“ ”四个数据，下列说法正确的是（ ）
A. 表示时间间隔 B. 4小时18分表示时刻
C. 表示位移 D. 表示瞬时速度
【答案】D
【解析】A． 表示时刻，A不符合题意；
B．4小时18分表示全程所用时间，B不符合题意；
C． 表示路程，C不符合题意；
D．最高速度为 ，是指瞬时速度不能大于这个值，D符合题意。
时刻在时间轴上表示一个点；时间间隔在时间轴上表示一时间段；路程是运动轨迹的长度；最高速度为瞬时速度。
3.一个质点做匀加速直线运动，从某时刻开始计时，经过时间t到达A点，这段位移为x，又经 时间运动到B点，此时速度为v，则质点运动的加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】 C
【解析】前时间t内，中间时刻的速度为
由这个中间时刻运动到B点，时间为
则质点运动的加速度为 。
利用平均速度公式可以求出中间时刻的瞬时速度的大小，结合加速度的定义式可以求出加速度的大小。
4.某学校秋季运动会中，甲、乙两同学参加了 赛跑，其中甲获得了冠军，乙获得了亚军。则在比赛过程中（ ）
A. 任意时刻，甲一定跑在乙的前面 B. 任意时刻，甲受到的摩擦力都比乙的大
C. 任意时刻，甲的速度都比乙的大 D. 甲的平均速度大于乙的平均速度
【答案】 D
【解析】甲、乙两同学参加了100m赛跑，则两人的位移大小相等，甲获得了冠军乙获得了亚军，说明甲所用的时间小于乙所用的时间，根据平均速度的定义式有
可知甲的平均速度大于乙的平均速度，而任意时刻的瞬时速度大小、摩擦力大小和甲、乙的位置关系，则无法判断，D符合题意，ABC不符合题意。
位移是初点到末点有向线段的长度，根据平均速度的定义式判断甲乙运动员的平均速度的大小。
5.环青海湖自行车赛举世瞩目，在一次比赛中，有位骑手从t0时刻开始至t1时刻终止刚好回到出发点，共骑行的路程是s，则这位骑手的平均速度大小是（ ）
A. B. 0 C. D. 以上答案都不对
【答案】 B
【解析】骑手从t0时刻开始至t1时刻终止刚好回到出发点，位移为零，根据
平均速度为0，则平均速度大小是0
根据平均速度的定义式得出位移为零时平均速度为零。
6.在亚运会男子100米决赛中，苏炳添以9.92秒的成绩获得的金牌，在比赛过程中（ ）
A. 路程和位移均为100米 B. 平均速度等于平均速率
C. 平均速度的大小大于10m/s D. 苏炳添撞线的时刻为9.92秒
【答案】C
【解析】A．苏炳添在比赛过程中路程为100米，位移的大小为100米，路程是标量，位移是矢量，是两个不同的物理量，故表述错误，A不符合题意；
B．平均速度是矢量，平均速率是标量，所以平均速度不等于平均速率，B不符合题意；
C．苏炳添在比赛过程中的平均速度
C符合题意；
D．9.92秒是100米比赛所用的时间，苏炳添撞线的时刻为9.92秒末，D不符合题意。
矢量既有大小，又有方向；标量只有大小，没有方向；平均速度等于总位移与总时间的比值。
7.一质点做单向直线运动，在前 路程内平均速率为v，后 路程内平均率为 ，以下说法正确的是（ ）
A. 由于题中已知的是路程和平均速率，所以无法求出整个过程的平均速度大小
B. 整个过程中平均速度大小为
C. 整个过程平均速度大小为
D. 整个过程平均速度大小为
【答案】D
【解析】由于质点做单向直线运动，可知位移大小等于路程，则可以求出整个过程的平均速度大小，由题意可知
单向直线运动物体运动的路程和位移相等，所以整个运动过程中平均速度与平均速率相等。
8.下列有关曲线运动的说法正确的是（ ）
A. 速度发生变化的运动，一定是曲线运动
B. 两个不共线的匀速直线运动的合运动可能是曲线运动
C. 曲线运动不可能是匀变速运动
D. 曲线运动的速度方向与加速度的方向不可能共线
【答案】 D
【解析】A．速度发生变化的运动，不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，A不符合题意；
B．两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，原因是没有加速度，B不符合题意；
C．平抛运动也是曲线运动，但是它的合力不变，是恒力，是匀变速曲线运动，C不符合题意；
D．曲线运动的速度方向与合力方向不在同一直线上，所以速度与加速度方向肯定不在同一直线上，D符合题意。
速度变化可能是速度大小发生变化，也可能是速度方向发生变化，大小发生变化可能是匀变速直线运动，方向发生变化可能是曲线运动，也可以是直线运动；物体做曲线运动的条件是合力和速度不在一条直线上。
9.一个弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度向左垂直撞到墙上，碰撞后小球以大小为4m/s速度向右运动，则碰撞前后小球速度变化量为（ ）

A. 10m/s 向右 B. 2m/s 向右 C. 10m/s 向左 D. 2m/s 向左
【答案】A
【解析】规定向左做为正方向，则v1=6m/s，v2=-4m/s；故速度变化量为△v=v2-v1=-4-6m/s=-10m/s
负号说明与规定方向相反，故速度变化量方向向右。
利用初末速度的大小及方向可以求出速度变化量的大小及方向。
10.一辆汽车以速度v1行驶了全程的三分之二的路程，接着以速度v2=30km/h跑完剩下的路程，如果全段的平均速度为18km/h，则v1的值是（ ）
A.48km/h B.10km/h C.15km/h D.24km/h
【答案】 C
【解析】全程的平均速度为 代入数据解得v1=15km/h，C符合题意，ABD不符合题意。
利用全程的位移除以全程的运动时间可以求出平均速度的大小。
11.马拉松比赛成为当下最热门的运动之一，某次马拉松比赛分为全程马拉松（42.195km）、半程马拉松（21.0975km）、迷你马拉松（10km）。路线如图所示，起点均设在①位置，沿顺时针方向跑，全程马拉松终点还是回到起点，半程马拉松终点为⑩位置，迷你马拉松终点设在⑦位置，全马的最好成绩是2小时14分，半马的最好成绩是1小时03分，迷马最好成绩为28分19秒，则下列判断正确的是（ ）
A. 不能把参加马拉松比赛的选手看成质点
B. 全程马拉松的位移最大
C. 迷马最好成绩的平均速度一定大于半马最好成绩的平均速度
D. 全马最好成绩的平均速度一定小于半马最好成绩的平均速度
【答案】 D
【解析】A．在马拉松比赛中，运动员的形状不会影响运动员的时间，故可以看做质点，A不符合题意；
B．马拉松比赛的全程是指运动员运动的轨迹长度，为路程，轨迹是曲线，位移不是最大，B不符合题意；
C．由题意知，迷马的位移比半马小，最好成绩所用时间比半马也小，迷马最好成绩的平均速度不一定大于半马最好成绩的平均速度，C不符合题意；
D．全程马拉松终点还是回到起点，所以全马的位移为零，全马最好成绩的平均速度也为零，而半马的不是零，因此全马最好成绩的平均速度一定小于半马最好成绩的平均速度，
D符合题意。
研究运动员的运动时间可以把运动员作为质点；全程的运动轨迹为路程的大小；利用比较半马和全马的位移可以比较平均速度的大小。
12.折返跑是经常被使用来评量心肺耐力的简易测验方法之一，是一种特别适合篮球等需要短距离折返运动的选手常见训练方式。某运动员以 的速度向东运动了 后到达 点，在 点停了 后，又以 的速度沿原路返回，运动了 后到达 点，则运动员在全程的平均速度大小和平均速率分别为（ ）
A. ， B. ， C. ， D. ，
【答案】 B
【解析】运动员全程的位移大小
全程用时
故平均速度大小
方向水平向西，运动员全程的路程
故平均速率
本题考查平均速度和平均速率的理解。平均速度等于位移除以时间，平均速率等于路程除以时间。
13.如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。当底部测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为 ，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，则该同学身高为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设测量仪顶部到底端高度为H，某同学的身高为h，没有站上同学时
该同学站上测重台后
整理得
超声波做匀速直线运动，根据匀速直线运动的规律得出该同学的身高。
14.一位女士由于驾车超速而被交警拦住。交警说：“这位女士，您刚才的车速是80km/h”，这位女士反驳说：“不可能的！我才开了8分钟，怎么可能走了80公里呢？”关于这段对话，下列说法中正确的是（ ）
A. 交警说的指的是平均速度
B. 交警的意思是：如果女士继续开车，则一个小时就一定走80公里
C. 女士困惑的原因是没有建立“瞬时速度”的概念
D. 女士和交警产生矛盾的原因是由于两人选择的参考系不同
【答案】 C
【解析】A．交警说的80公里每小时指的是瞬时速度，A不符合题意；
B．交警的意思是：女士开车的瞬时速度达到了80公里每小时，B不符合题意；
C．女士反驳的：我才开了8分钟，怎么可能走了80公里呢，显然没有理解瞬时速度的概念，C符合题意；
D．女士和交警选择的参考系都是地面，D不符合题意。
限速是限制每个时刻的速度，是瞬时速度，而一段时间的速度是平均速度。
15.做匀加速直线运动的物体，依此通过A、B、C三点，位移xAB=xBC ， 已知物体在AB段的平均速度大小为6m/s，在BC段的平均速度大小为12m/s，那么，物体通过B点的瞬时速度大小（ ）
A. 8 m/s B. 9m/s C. 10 m/s D. 11 m/s
【答案】 C
【解析】解：设加速度大小为a，经A、C的速度大小分别为vA、vC ． 据匀加速直线运动规律可得：
，
，
又 ， ，
联立可得： ．
物体做匀加速直线运动，对AB、BC两段过程分别根据速度位移关系式列方程，得出A、B、C三点的速度与位移的关系，根据AB段和BC段的平均速度与A、B、C三点的速度列式，联立求出vB ．