2019人教版必修第一册 第一章 3 位置变化快慢的描述——速度 分层训练
一、多选题
1.甲、乙学生开展无线电定位“搜狐”比赛,甲、乙两人从图中所示地形的O点同时出发,并同时到达A点搜到狐狸,两人的搜狐路径已经在图中标出,则( )
A.两人运动的平均速率相等
B.甲的平均速度等于乙的平均速度
C.甲的路程大于乙的路程
D.甲的位移大于乙的位移
2.如图所示为一质点在时间内的速度--时间图象,,则下列说法正确的是( )
A.时间内质点做曲线运动,时间内质点做反方向的直线运动
B.时间内质点的加速度减小,时间内质点的加速度不变
C.与两段时间内质点的加速度方向相同
D.时间内的平均速度的大小大于时间内的平均速度的大小
3.T1次列车从北京西始发,途经郑州、武昌等城市,最后到达长沙,其时刻表如下。若列车准点到站和发车,则列车从郑州到武昌的运行过程中:( )
T1次列车时刻表
停靠站 到达时刻 开车时刻 里程(km)
北京西 —— 15∶00 0
郑州 21∶16 21∶22 689
武昌 03∶30 03∶38 1225
长沙 06∶10 —— 1587
A.时间为374 min B.时间为376 min
C.平均速率为24.9m/s D.位移为536 km
4.t=0时甲、乙两物体同时从同一地点出发,以出发点为参考点,它们的位移—时间(x-t)图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲做匀速直线运动,乙做曲线运动
B.它们都做直线运动
C.t1时刻它们的位置相同,乙的速度小于甲
D.t1时刻它们的位置相同,甲的速度小于乙
5.一个质点沿x轴做直线运动,它的位置坐标随时间变化的规律是x=-2t2-3t+1(m),式中t的单位为“s”.关于质点的运动,下列说法正确的是( )
A.质点从坐标原点开始运动
B.质点一直向x轴的负方向运动
C.在最初的1 s内,质点的位移是-4 m,“-”表示位移的方向与x轴的正方向相反
D.在最初的1 s内,质点的位移大小是5 m,位移的方向与x轴的正方向相反
6.图为一辆汽车在平直公路上行驶的图像,以下说法正确的是( )
A.汽车50min内的平均速度为60km/h B.min汽车做匀速直线运动
C.min汽车做匀加速直线运动 D.汽车的速度为60km/h
7.2022年在北京﹣张家口冬奥会期间,有三位体育爱好者A、B、C从所住的同一地区M出发,到赛场N为中国的运动员加油,他们选择了三条不同的路径,最后同时到达赛场,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.他们从M点到N点的平均速度相同
B.体育爱好者B从M到N的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同
C.他们从M点到N点的平均速率相同
D.他们从M点到N点的位移相同
8.下列物理量中,属于标量的是( )
A.速度 B.电流 C.功 D.加速度
9.一物体做直线运动的速度时间图象如图所示,第1、2s为第 Ⅰ段,第 3、4s为第 Ⅱ段,第5s为第Ⅲ段,则下列说法中正确的是( )
A.第1s内的加速度大于第5s内的加速度
B.第1s内与第5s内的加速度方向相反
C.第Ⅰ段与第Ⅲ段平均速度相等
D.第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度与速度的方向都相同
10.如图所示,机器人在平面内由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3,1),然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4),然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5),然后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2),(坐标单位m)。该过程中机器人所用时间是s,则( )
A.机器人的运动轨迹是一条直线
B.整个过程中机器人的位移大小为m
C.整个过程中机器人的平均速率为1m/s
D.整个过程中机器人的平均速度为1m/s
11.一辆汽车在平直公路上做刹车实验,零时刻起运动过程的位移与速度的关系式为x=(10-0.1v2)m,下列分析正确的是( )
A.上述过程的加速度大小为10m/s2
B.刹车过程持续的时间为10s
C.汽车的初速度为10m/s
D.刹车过程的总位移为10m
12.下列式子属于比值定义物理量的是( )
A. B. C. D.
二、单选题
13.奥运会中,运动员参加200米比赛,20秒末到达终点的速度为12m/s,则全程的平均速度可能是( )
A.10m/s B.11m/s C.8m/s D.12m/s
14.足球运动员沿直线一路带球前进,球每次被踢出后在草地上做减速运动,当球的速度减小后,运动员又赶上去再踢,下图中图象最能反映足球这种运动情况的是
A. B.
C. D.
15.下列选项中说法错误的是( )
A.加速度、速度、位移和力都是矢量
B.平均速率就是平均速度的大小
C.时间、速率、路程和质量都是标量
D.物体在某段时间内的位移大小不可能大于路程
16.某物体始终做直线运动,位移遵循的方程为(其中的单位为,的单位为)。则该物体在时间的平均速率为( )
A. B. C. D.
17.在一次机器人比赛中给机器人设定了如下动作程序:机器人在平面内,由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3 m,1 m),再由点(3 m,1 m)沿直线运动到点(1 m,4 m),然后又由点(1 m,4 m)沿直线运动到点(5 m,5 m),最后由点(5 m,5 m)沿直线运动到点(2 m,2 m).整个过程机器人所用时间是2 s,则( )
A.机器人的运动轨迹是一条直线
B.机器人不会两次通过同一点
C.整个过程中机器人的位移大小为2m
D.整个过程中机器人的平均速率为1 m/s
18.一列士兵队伍正以某一速度v1做匀速直线运动,一通信员以不变的速率跑步从队伍尾部赶到排头,又从排头回到队尾,在此过程中通信员的平均速度为v2,则( )
A.v1> v2 B.v1= v2 C.v1< v2 D.无法确定
19.两物体都做匀变速直线运动,在相同的时间内( )
A.谁的加速度大,谁的位移一定越大
B.谁的平均速度越大,谁的位移一定越大
C.谁的末速度越大,谁的位移一定越大
D.谁的初速度越大,谁的位移一定越大
20.如图所示为甲、乙两车在平直公路上运动的s—t图象.由图象可知,在t1到t2时间内( )
A.甲车的速度始终大于乙车的速度
B.甲车运动方向有发生变化,而乙车没有
C.甲车的平均速度大于乙车的平均速度
D.甲乙两车所经过的路程相等
21.在匀速上升的电梯里,一小球从电梯地板被竖直向上弹出后又落回地板,这一过程中小球没有触碰电梯天花板,不计空气阻力,以地面为参考系,下列对这一过程的分析正确的是( )
A.小球在空中运动的位移大小一定等于路程
B.小球在空中运动的位移大小一定小于路程
C.小球在空中运动的平均速度小于电梯的速度
D.小球在空中运动的平均速度等于电梯的速度
22.某人乘坐高铁从武汉去北京,列车8点10分从武汉火车站出发,行驶1203km后于13点39分抵达北京西站,下列有关说法正确的是( )
A.“8点10分”和“13点39分”指的都是时间间隔
B.“1203km”指的是位移的大小
C.研究列车从武汉到北京的行驶路程可以把列车当成质点
D.通过已知信息可以计算出列车经过武汉天兴洲大桥时的瞬时速度
23.2010年2月18日上午,在温哥华冬奥会女子500m短道速滑决赛中,中国老将王濛以43秒048的成绩夺得冠军,成功卫冕了女子500m冬奥会冠军,成为首位蝉联冬奥会金牌的中国选手.短道速滑滑道一圈的长度为111.2m.下列说法中正确的是( )
A.在女子500m短道速滑决赛中,王濛的平均速度为
B.王濛滑行一圈的位移大小为111.2m
C.王濛取得的成绩43秒048指的是时刻
D.研究王濛在比赛中的平均速度,可以把她看成质点
三、解答题
24.平均速度、平均速率与速率的区别和联系是什么
25.某百货大楼一、二楼之间有一部正以恒定速度向上运动的自动扶梯,某人以相对扶梯的速度沿楼梯从一楼向上跑,数得扶梯有级;到二楼后他又返回以相同的相对扶梯的速度沿梯子向下跑至一楼,数得扶梯有级,那么该自动扶梯在一、二楼间实际级数有多少级?(结果由、表示)
四、填空题
26.一质点沿直线Ox做加速运动,它离开O点的距离x随时间t的变化关系为,其中x的单位是m,t的单位是s,该质点在到间的平均速度为________m/s,到间的平均速度为________m/s.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.BC
【详解】
图像中为实际的运动轨迹,位移为由初位置指向末位置的有向线段,所以两者位移相同,路程为路径的长度,所以路程不同,平均速度为位移与时间的比值,BC正确
2.CD
【解析】
【分析】
速度--时间图象只能表示直线运动中速度与时间的关系.根据斜率的大小分析加速度大小的变化,根据速度的正负,分析速度的方向关系.图象与坐标轴围成的面积表示位移.平均速度等于位移与时间之比。
【详解】
A项:速度--时间图象只能表示直线运动的规律,质点一直沿直线运动,故A错误;
B项:、v-t图象的斜率等于加速度,则知0-t1时间内质点的加速度增大,t1-t2时间内质点的加速度不变,故B错误;
C项:在0~t1时间内,图线的斜率为负,t1~t2时间内图线的斜率为负,则这两段时间内加速度方向相同,故C正确;
D项:在v-t图中,速度图象与时间轴围成的面积大小表示物体在该段时间内发生的位移,可知,0-t1时间内的位移大于t1-t2时间内的位移,而时间相等,则0-t1时间内的平均速度大于t1-t2时间内的平均速度,故D正确。
故应选:CD。
【点睛】
本题考查基本读图能力,由速度图象直接读出加速度的大小和方向、位移,并能分析物体的运动情况.关键要明确速度--时间图象的斜率表示加速度.图象与坐标轴围成的面积表示位移。
3.AC
【解析】
【详解】
AB.由表中数据可知列车从郑州21∶16出发,03∶30到武昌,运行时间
t=6h+14min=374 min
选项A正确,B错误;
D.列车运动路程
s=1225km-689 km=536 km
但火车并不是沿两个城市间的直线运行的,所以位移不等于路程,选项D错误;
CD. 平均速率等于路程与时间的比值,则
选项C正确。
故选AC。
4.BD
【详解】
AB.根据图像可知,两物体均沿正方向做直线运动,故A错误B正确;
CD.图像的斜率代表速度,t1时刻它们的位置相同,但乙的斜率更大,则乙的速度更大,故C错误D正确。
故选BD。
5.BD
【详解】
由位置坐标随时间的变化规律是x=-2t2-3t+1,可知其位置坐标从正值变为负值,质点向x轴负方向运动.初始时刻,x=1m,知质点不是从原点出发.故A错误,B正确.由坐标表达式知,t=1时,x=-4m,t=0时,x=1m,则位移为-5m,即位移的大小为5m,方向与x轴正方向相反.故C错误,D正确.故选BD.
6.AB
【详解】
A.汽车50min的位移为50km,所以平均速度为
故A正确;
BC.由图像斜率表示速度可知min汽车做匀速直线运动,故B正确,C错误;
D.汽车的速度为
故D错误。
故选AB。
7.ABD
【详解】
A.三位体育爱好者从同一地点出发沿不同路线到达同一地点,位移相同,所用时间相同,故平均速度相同,选项A正确。
B.由图知,体育爱好者B从M点到N点的平均速度方向为M到N,任意时刻的瞬时速度方向也为M到N,所以相同,选项B正确。
C.三位留学生的路程不同,故平均速率不同,选项C错误。
D.位移等于物体首末位置的距离,三位留学生从同一地点出发沿不同路线到达同一地点,位移相同,选项D正确。
8.BC
【详解】
解:AD、矢量是指既有大小又有方向的物理量,速度和加速度是矢量,故A、D错误.
B、电流有方向,其方向表示正电荷定向移动的方向,由于电流运算时不遵守平行四边形定则,所以电流是标量,故B正确.
C、功只有大小,没有方向,是标量,故C正确.
故选BC
【点评】矢量与标量要掌握它们的两大区别:一是矢量有方向,标量没有方向;二是运算法则不同,矢量运算遵守平行四边形定则,标量运算遵守代数加减法则.
9.BC
【详解】
加速度,0—2s内以加速度做匀加速直线运动,2—4s内以4m/s做匀速运动,4—5s内以做匀减速直线运动,所以A对B错.第Ⅰ段与第Ⅲ段平均速度都为2m/s,C对,第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度方向相反速度方向相同,D错
10.BD
【详解】
根据题意建立坐标系,描出机器人在不同时刻的位置然后连线,得到如图所示的轨迹
A.根据机器人的运动轨迹可知,机器人的运动轨迹是一条折线,故A错误;
B.整个过程的初位置坐标为(0,0),末位置坐标为(2,2),故位移为
故B正确;
C.整个过程中机器人的平均速率为路程与时间的比值,由轨迹图可判断机器人经过的路程大于m,而所用时间又为s,所以平均速率大于1m/s,故C错误;
D.整个过程中机器人的平均速度为位移与时间的比值,即
故D正确。
故选BD。
11.CD
【详解】
试题分析:由位移与速度的关系式为可知刹车时初速度和加速度,就可判断刹车时间,以及刹车位移.
因为可得,解得,故A错误,C正确;刹车过程持续时间为,B错误;当速度等于零时,汽车停下来,故,D正确.
【点睛】还有出现的形式,这些类型都是找出相对应的公式,然后对比系数,求解加速度和初速度.
12.BCD
【详解】
A.式子中,t与s成正比,与t成反比,不是比值定义法,所以A错误;
B.式子是加速度的定义式,加速度与速度的变化量不成正比,与时间也不成反比,因此是比值定义法,所以B正确;
C.式子中的k是劲度系数,只与弹簧本身的性质有关,与弹力和形变量无关,因此是比值定义法,所以C正确;
D.式子中的是动摩擦因素,与接触面的材料有关,与滑动摩擦力和压力的大小无关,因此是比值定义法,所以D正确;
故选BCD。
13.C
【详解】
平均速度是位移与时间的比,200m比赛中有一段是弯道,因此位移小于200m,用时间20s,因此平均速度小于10m/s,从答案中选,只可能为8m/s,C正确,ABD错误。
故选C。
14.C
【解析】
【详解】
由题意分析可知,足球匀减速运动一段时间后,速度突然增大,再做匀减速运动,速度又突然增大,如此反复,速度作周期性的变化,而匀减速运动的图象是向下倾斜的直线,故选项C正确,ABD错误。
15.B
【详解】
加速度、速度、位移和力都既有大小又有方向,所以为矢量,A正确;平均速率等于路程与所用时间的比值,而平均速度为位移与所用时间的比值,所以平均速率不是平均速度的大小,B错误;时间、速率、路程和质量都只有大小,没有方向,所以为标量,C正确;当做单向直线运动时,位移的大小等于路程,而做曲线运动时,位移大小小于路程,D正确.
16.C
【详解】
根据结合题意可得
,
物体先减速到零时
此时物体的位移为
此后物体将反向运动位移大小
故物体的平均速率为
故C正确。
故选C。
17.C
【详解】
A、由题目给定的坐标位置变化可以知道机器人的运动轨迹为折线,故A错误;
B、由点(5 m,5 m)沿直线运动到点(2 m,2 m)会与由点(3 m,1 m)沿直线运动到点(1 m,4 m)有交点,即会经过同一位置,故B错;
C、根据题意知机器人初位置坐标为(0,0),末位置坐标为(2 m,2 m),故位移为:
,故C对;
D、该个过程中机器人所用时间是2 s ,所以平均速度
而平均速率为路程与时间的比值,由运动过程可以知道,机器人做的不是单向直线运动,则路程大于位移的大小,所以平均速率大于1 m/s,故D错;
综上所述本题答案是:C
【点睛】
根据坐标位置的变化可表示位移和路程,平均速率为路程与时间的比值,平均速度为位移与时间的比值.
18.B
【解析】
【详解】
通信员从队伍尾部赶到排头,又从排头回到队尾,通过的位移恰好等于队伍运动的位移。设队伍运动的位移为x,运动时间为t,则:v1=;v2=;所以v1=v2,故选B。
【点睛】
该题考查了平均速度的概念,要抓住在此过程中通信员运动的位移与队伍的位移相等,时间也相等.
19.B
【详解】
AD.根据匀变速直线运动位移公式
可知,在相同的时间内,位移和初速度、加速度有关,故A、D错误;
B.根据平均速度公式得
可知,在相同的时间内,谁的平均速度越大,谁的位移一定越大,故B正确;
C.根据匀变速直线运动平均速度公式得
可知,在相同的时间内,谁的末速度越大,谁的位移不一定越大,故C错误。
故选B。
20.B
【详解】
s-t图像的斜率等于速度,由图像可知,甲的速度向正方向先减小后向负方向反向增加,乙的速度向正方向逐渐增加,可知甲车的速度不是始终大于乙车的速度,且甲车运动方向有发生变化,而乙车没有,选项A错误,B正确;甲乙两车的位移相同,时间相同,则甲车的平均速度等于乙车的平均速度,选项C错误;甲先向正方向运动,后向负方向运动,乙一直向正方向运动,两者到达同一位置,则甲的路程大于乙的路程,选项D错误;故选B.
【点睛】
解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义,知道s-t图线的斜率表示速度,斜率的符号表示速度方向,能够通过图线得出物体的运动情况.
21.D
【详解】
AB.小球从电梯地板被竖直向上弹出后又落回地板,若小球向上运动到最高点前时,小球和电梯地板接触,此时小球在空中的位移大小等于路程,若小球具有向下的速度时才与地板接触,此时小球在空中的位移大小小于路程,AB错误;
CD.小球从电梯地板被竖直向上弹出后又落回地板,则小球与电梯的位移相同,运动时间相同,所以小球的平均速度一定等于电梯的平均速度,C错误,D正确。
故选D。
22.C
【详解】
A.“8点10分”是指列车出发的时间点、“13点39分”是指列车到站的时间点,故为时刻,故A错误;
B.列车行驶的路线为曲线;故1203km不是位移大小,而是路程,故B错误;
C.研究列车从武汉到北京的行驶路程,列车相对于走过的路程来说其大小和形状可以忽略,故可以看作质点,故C正确;
D.计算出列车经过武汉天兴洲大桥时的速度时,列车位移较大,求解的速度为平均速度,不适合看作瞬时速度,故D错误。
故选C。
23.D
【详解】
平均速度是指位移与时间的比值,500m冬奥会滑道应该是曲线,所以应该叫平均速率为,A错;
王濛滑行一圈的位移大小为0,路程为111.2m;B错;
王濛取得的成绩43秒048指的是时间间隔,C错;
研究王濛在比赛中的平均速度,王蒙的体积,形状大小对所研究的问题没有影响,可以把她看成质点,故D对;所以答案选D.
此题考查直线运动的基本物理量,速度,时间,时刻,质点等一章的基本概念是学习一章的基础,应该先学好基础才能掌握好下面的规律.
24.见解析
【详解】
平均速率是指物体运动的路程和通过这段路程所用时间的比值,对运动的物体来说,平均速率不可能为零。平均速率是标量,没有方向。
平均速度是位移与时间的比值,为矢量,既有大小也有方向,平均速率并不是“平均速度的绝对值”,可以为零,因为若质点做曲线运动或做有往返的直线运动时,在一段时间内物体又回到出发点,则这段时间内的平均速度为零,平均速率却不是零。
速率是物体运动的快慢,即速率是速度的大小或等价于路程的变化率,为标量。
单向匀速直线运动时,平均速度与瞬时速度相等,平均速率与瞬时速率相等,速度的大小等于速率。
25.
【详解】
设扶梯每级的长度为L,自动扶梯在一、二楼间实际级数为N,人从一楼上到二楼所用时间为t1,从二楼下到一楼所用时间为t2,由题意可得
联立以上四式解得
26.8 38
【详解】
[1].质点在t=0到t=2s时间内,x1=(5+2t23)-(5+2t03)=(5+2×23)-5m=16m,平均速度为
[2].同理,t=2s到t=3s时间内,x2=(5+2×33)-(5+2×23)m=38m,平均速度为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页