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高中物理人教版（2019） · 必修 第一册1.3 位置变化快慢的描述——速度 同步练习
一、选择题
1．（2023高一上·鞍山期末）在物理学的发展过程中，科学家总结归纳了很多科学研究方法，以下叙述正确是（ ）
A．很多情况下，研究物体的运动时用质点来代替物体，运用了假设法
B．实验探究物体运动的加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法
C．用时间内的位移与的比值定义t时刻的瞬时速度，运用了等效法
D．推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程分成若干小段，然后将各小段位移相加，运用了极限的方法
【答案】B
【知识点】控制变量法；极限法；微元法；理想模型法
【解析】【解答】A．在研究物体运动时，用质点来代替物体运用了理想模型法，A不符合题意；
B．在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法，B符合题意；
C．用 时间内的位移 与 的比值定义t时刻的瞬时速度，运用了极限法，C不符合题意；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微元法，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质点的定义采用了牛顿第二定律，在实验探究加速度与力、质量的关系时采用了控制变量法，瞬时速度的定义中采用了极限法，匀变速直线运动的位移公式中采用了微元法。
2．（2023·江苏）电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯加速上升的时段是（ ）
A．从20.0s到30.0s B．从30.0s到40.0s
C．从40.0s到50.0s D．从50.0s到60.0s
【答案】A
【知识点】速度与速率
【解析】【解答】电梯上升，刚开始需要加速，获得一定速度后做匀速直线运动，快停下来时需要减速，由图像可知，电梯加速阶段对应的时间段为20.0s到30.0s，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据图像可知，图像的纵坐标表示速度的大小，由图像的走势可判断加速阶段和减速阶段。
3．（2023·上海）一场跑步比赛中，第三跑道的运动员跑到30m处时，秒表计时为3.29s。根据以上信息，能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度（ ）
A．可以算得平均速度，可以算得瞬时速度
B．无法算得平均速度，可以算得瞬时速度
C．可以算得平均速度，无法算得瞬时速度
D．无法算得平均速度，无法算得瞬时速度
【答案】C
【知识点】平均速度；瞬时速度
【解析】【解答】平均速度为某段时间（位移）内物体运动的平均快慢，等于该段时间（位移）内的总位移与总时间的比值，
即：瞬时速度是某一时刻（位置）的速度，当趋近于零时，
平均速度近似等于瞬时速度，根据题意，
已知总位移和总时间，可以计算平均速度，无法计算瞬时速度，故ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】正确理解平均速度与瞬时速度的定义，平均速度为某段时间（位移）内物体运动的平均快慢，等于该段时间（位移）内的总位移与总时间的比值，即：瞬时速度是某一时刻（位置）的速度，当趋近于零时，平均速度近似等于瞬时速度，由此可以判断。
4．（2023高一上·通州期末）右图是研究自由落体运动的实验装置，则下列说法正确的是（ ）
A．该打点计时器应接220V交流电源
B．实验中应先释放纸带后接通电源
C．实验时应用手托住重锤由静止释放
D．重锤释放的初始位置应靠近打点计时器
【答案】D
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】A．由图可知，该打点计时器为电磁打点计时器，应接约 的交流电源，A不符合题意；
B．实验中应先接通电源后释放纸带，B不符合题意；
C．实验时先用手拿着纸带，然后接通电源后再释放纸带，如果手托重锤，使纸带弯曲，下落时阻力过大，误差较大，C不符合题意；
D．重锤释放的初始位置应靠近打点计时器，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁打点计时器应该使用8V的交流电源；实验应该先接通电源后释放纸带；手托重锤，使纸带弯曲，下落时阻力过大，误差较大。
二、多项选择题
5．（2023高一下·荆州期中）学习物理知识的过程中会遇到很多物理思想或方法，若能体悟将受益终生。以在环形公路上做圆周运动的汽车为例，下列说法中用到的物理思想或方法，匹配正确的是（ ）
A．研究汽车行驶的速度范围时可将汽车视为质点——理想模型法
B．线速度，当时汽车的位移将与轨迹半径垂直——积累的思想
C．若线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大——极限的思想
D．若线速度不恒定，能粗略描述汽车绕圆心转动的快慢程度——比值定义法
【答案】A,D
【知识点】极限法；理想模型法
【解析】【解答】A．在研究汽车行驶的速度范围时汽车的大小、形状可以忽略，可将汽车视为质点，这是理想模型法，A符合题意；
B．线速度，当时汽车的位移将与轨迹半径垂直，这是极限的思想，B不符合题意；
C．若线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大，这是积累的思想，C不符合题意；
D．若线速度不恒定，则角速度能粗略描述汽车绕圆心转动的快慢程度，这是比值定义法，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】当时间趋近于0时，汽车的位移于半径垂直，这是极限思想；当线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大这是累积的思想。
6．（2023高一上·南充期末）下列是一些场景图，关于场景图说法正确的是（ ）
A．图（a）中，路口限速标志提示司机车辆速度大小应限制在10m/s以内
B．图（b）中，站在跳板上的运动员受到弹力是因为跳板发生了弹性形变
C．图（c）中，运动员用冰刷快速擦刷冰面来增大冰壶的惯性，让冰壶运动的更远
D．图（d）中，消防战士徒手匀速爬杆和徒手匀速下滑过程中所受摩擦力大小相等
【答案】B,D
【知识点】惯性与质量；速度与速率；共点力的平衡
【解析】【解答】A．图（a）中，路口限速标志提示司机车辆速度大小应限制在10km/h以内，A不符合题意；
B．图（b）中，站在跳板上的运动员受到弹力是因为跳板发生了弹性形变，B符合题意；
C．图（c）中，运动员用冰刷快速擦刷冰面来减小摩擦力，让冰壶运动的更远，而冰壶的惯性是不变的，C不符合题意；
D．图（d）中，消防战士徒手匀速爬杆和徒手匀速下滑过程中所受摩擦力大小相等，均等于人的重力大小，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】弹力是由于施力物体发生了弹性形变，质量是物体惯性的唯一量度，结合共点力平衡进行分析判断。
7．（2022高一上·武冈期中）两个人以不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，描述两人运动情况的物理量相同的是（ ）
A．位移 B．路程 C．时间 D．平均速率
【答案】A,C
【知识点】位移与路程；速度与速率；平均速度
【解析】【解答】AC．位移只与初末位置有关，由于两人的初末位置相同，则两人运动的位移相同；同时出发，则相遇时所用时间也相同，AC符合题意；
BD．由于两人运动的路程未知，无法判断二人的路程是否相等；根据平均速率等于路程与时间的比值，可知两人的平均速率也无法确定，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用初末位置可以判别位移相同；结合同时出发同时相遇可以判别运动时间相同；由于未知路程不能比较平均速率的大小。
8．（2023高一上·龙岗期末）“区间测速”就是在两个抓拍点安装探头，测出同一辆车通过这两个点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果超过该路段的最高限速，即被判为超速。如图所示，若抓拍点A、B相距30km，一辆轿车10点31分通过抓拍点A的速度为100km/h，10点43分通过抓拍点B的速度为110km/h，该路段最高限速120km/h。下列判断正确的是（ ）
A．该轿车通过抓拍点A，B时会判为超速
B．该轿车通过抓拍点A，B时不会判为超速
C．该轿车在该区间内行驶会判为超速
D．该轿车在该区间内行驶不会判为超速
【答案】B,C
【知识点】平均速度；瞬时速度
【解析】【解答】AB．因为vA=100km/h<120km/h，vB=110km/h<120km/h，所以不会判为超速，A不符合题意，B符合题意；
CD．由题可知，轿车的行驶时间t=10：43-10：31=12min=0.2h，则轿车的平均速度 ，该轿车超速，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用瞬时速度的大小可以判别是否超速；利用位移和时间可以求出平均速度的大小进而判别是否超速。
9．（2023高一上·怀化期末）关于利用打点计时器研究匀变速度直线运动的规律的实验，下列说法中正确的是（ ）
A．安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面
B．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
C．细线必须与长木板平行
D．使用电火花打点计时器比电磁打点计时器时，由于纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小
【答案】B,C,D
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】A．安放纸带时，纸带必须穿过限位孔，把纸带放在复写纸的下面，A不符合题意；
B．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，方便悬挂钩码，B符合题意；
C．细线必须与长木板平行，避免形成垂直木板的分力，C符合题意；
D．使用电火花打点计时器比电磁打点计时器时，由于纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】纸带应该放在复写纸的下面；细线应该与木板平行；使用电火花计时器比电磁打点计时器时纸带受到的阻力比较小。
三、非选择题
10．（2017高一上·湖南期中）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还实验验证了该猜想．某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图（a）所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动．实验操作步骤如下：
①让滑块从离挡板某一距离S处由静止沿某一倾角θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；
②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（假设水流出均匀稳定）；
③记录下量筒收集的水量V；
④改变滑块起始位置离挡板的距离S，重复以上操作；
⑤测得的数据见表格．
次数 2 3 4 5 6
s（m） 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9
V（mL） 90 84 62 52 40
（1）（单选题）该实验利用量筒中收集的水量来表示
A．水箱中水的体积 B．水从水箱中流出的速度
C．滑块下滑的时间 D．滑块下滑的位移
（2）小组同学漏填了第3组数据，实验正常，你估计这组水量 V= mL（请保留两位有效数字）
（3）（单选题）下面说法中不属于该实验误差来源的是 ．
A．水从水箱中流出不够均匀稳定
B．滑块开始下滑和开始流水不同步
C．选用的斜面不够光滑
D．选用了内径较大的量筒
（4）（单选题）伽利略在自由落体运动的研究中，其科学研究方法的核心是
A．把提出问题和大胆猜想结合起来
B．把提出问题和实验研究结合起来
C．把实验研究和逻辑推理结合起来
D．把实验研究和大胆猜想结合起来．
【答案】（1）C
（2）75
（3）C
（4）C
【知识点】其他实验；极限法；伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】解：（1）关于初速度为零的匀变速运动，位移与时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定的流出，水的体积和时间成正比，所以量筒中收集的水量可以间接的测量时间．
故选：C．（2）该运动是匀变速直线运动，位移与时间的二次方是成正比，即位移与体积的二次方是成正比．
小组同学漏填了第3组数据，实验正常，由位移和体积关系可知，这组水量V=75mL；（3）本实验误差的主要来源有：水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于距离测量的不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步．选用了内径较大的量筒．
故选：C．（4）本实验有机地将实验研究和逻辑结合在一起进行分析，从而得出了最终的结论，故C正确．
故答案为：（1）C；（2）75；（3）C；（4）C．
【分析】（1）关于初速度为零的匀变速运动，位移与时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定的流出，水的体积和时间成正比，所以该实验只要验证位移与体积的二次方是否成正比，就可验证该运动是否匀变速直线运动．（2）根据位移和速度的关系求出水量；（3）根据实验分析实验中误差存在的原因；（4）明确本实验中所采用的物理方法，知道实验与逻辑的结合方法的应用．
11．（2017·松江模拟）如图所示，AB（光滑）与CD（粗糙）为两个对称斜面，斜面的倾角均为θ，其上部都足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面BEC的两端相切，一个物体在离切点B的高度为H处，以初速度v0沿斜面向下运动，物体与CD斜面的动摩擦因数为μ．
（1）物体首次到达C点的速度大小；
（2）物体沿斜面CD上升的最大高度h和时间t；
（3）请描述物体从静止开始下滑的整个运动情况，并简要说明理由．
【答案】（1）解：物体在光滑斜面AB和光滑的圆弧面BEC运动过程中，
由机械能守恒定律得， mv02+mgH= mvC2，
解得：vC= ；
答：物体首次到达C点的速度大小为 ；
（2）由牛顿第二定律得，mgsinθ+μmgcosθ=ma，
则物体沿CD上升的加速度：a=gsinθ+μgcosθ；
由速度位移公式得， =2a ，
解得：h= ；
物体从C点上升到最高点所用的时间：
t= = ；
答：物体首次到达C点的速度大小为 ；
（3）情况一：
物体滑上CD斜面并匀减速上升静止在CD斜面某处．
理由是：物体与CD斜面的摩擦因数较大．
情况二：
物体在轨道上做往复运动，在斜面上做匀变速直线运动，最大高度逐渐降低，最终在BEC圆弧内做往复周期运动．
理由是：物体在CD斜面上克服摩擦力做功机械能减少；在BEC圆弧内只有重力做功，机械能守恒．
【知识点】对单物体(质点)的应用；机械能守恒及其条件；极限法；匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】（1）物体第一次到达c点的过程满足机械能守恒根据机械能守恒列式求解。
（2）根据牛顿第二运动定律和匀变速直线运动的规律列式求解。
（3）需要分情况讨论采用极限法，摩擦因数的大小为判断依据进行判断。
12．（2022高一上·南县期末）用运动传感器可以测量运动物体的速度。如图所示，这个系统有一个不动的小盒子。工作时，小盒向汽车发出短暂的超声波脉冲，脉冲被汽车反射后又被接收。将信息输入计算机，由计算机处理该信息，可得到汽车的速度。若每间隔发出一个超声波脉冲，而第一次收到超声波脉冲与第二次收到超声波脉冲间隔为，超声波在空气中的传播速度为。
（1）试判断汽车远离小盒，还是靠近小盒；
（2）试求汽车的速度大小（保留三位有效数字）。
【答案】（1）由于
即第一次收到超声波脉冲与第二次收到超声波脉冲间隔小于 发出超声波脉冲的时间间隔，表明A、B之间的距离逐渐减小，即汽车靠近小盒
（2）令t1时刻发出第一次超声波，以该时刻为计时起点，在t2时刻接收到，从t3时刻发出第二次超声波，在t4时刻接收到，则有t1=0，t3=1.5s，t4-t2=1.3s
令第一次超声波刚刚与车相遇时，A、B距离为s1，第二次超声波刚刚与超声波相遇时，A、B距离为s2，则有 ， ，
解得vA=24.3m/s
【知识点】速度与速率
【解析】【分析】（1）已知两次接收到超声波的时间间隔，利用时间间隔可以判别小车靠近小盒B；
（2）已知小车做匀速直线运动，利用位移公式可以求出超声波运动的距离，结合运动的距离可以求出小车速度的大小。
13．（2022高一上·绍兴月考）右图是李华乘车时得到的小票，请你据此计算该出租车运动的平均速率（结果保留三位有效数字）。
【答案】解：由小票信息，出租车运动的路程为8.0公里即8000m，所用时间为6分钟，即360s，则出租车运动的平均速率为
【知识点】速度与速率
【解析】【分析】从图中可以知道汽车的路程，结合运动的时间可以求出平均速率的大小。
14．（2022高一上·湖北月考）如图所示，从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它经过1.15s上升5m后回落，再经过1.35s到达地面。以地面为原点建立一维坐标系，以向上为正方向，求：
（1）小球从抛出到落地的位移；
（2）小球从抛出到落地的平均速度；
（3）小球从抛出到落地的平均速率。
【答案】（1）解：以地面为原点建立一维坐标系，以向上为正方向，小球从抛出到落地的位移为
故位移大小为 ，方向竖直向下。
（2）解：小球从抛出到落地运动的总时间
则小球全过程的平均速度
故平均速度大小为 ，方向竖直向下。
（3）解：小球从抛出到落地的路程
则小球全过程的平均速率
故平均速率为 。
【知识点】位移与路程；速度与速率
【解析】【分析】（1）规定向上运动为正方向，利用小球的初末位置坐标可以求出位移的大小及方向；
（2）已知小球运动的时间，结合位移的大小及方向可以求出平均速度的大小及方向；
（3）已知小球运动的路径，利用运动路径可以求出路程的大小，结合运动的时间可以求出平均速率的大小。
15．（2023高二下·濮阳期中竞赛）在相对地球速率为0.80c的光子火箭上测量苏州大学一堂40分钟的课的时间为 。
【答案】66.7分钟
【知识点】速度与速率
【解析】【解答】在相对地球速率为0.80c的光子火箭上测量苏州大学一堂40分钟的课的时间为
【分析】根据求出时间大小。
16．（2022高一上·福州期中）汽车以大小为30m/s的速度做匀速直线运动，刹车后，前2s内（车未停）的平均速度大小为25m/s，则刹车后，汽车获得的加速度的大小为 m/s2。刹车后2s内与刹车后7s内汽车通过的位移之比为 。
【答案】5；5：9
【知识点】加速度；平均速度；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度可得，可得刹车1s时的瞬时速度为 ，则汽车获得的加速度的大小为 ；从刹车到停止所用时间为 ，刹车后2s内的位移 ，刹车后7s内的位移即刹车6s内的位移 ，刹车后2s内与刹车后7s内汽车通过的位移之比为
【分析】匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得出刹车1s时的瞬时速度，利用加速度的定义式以及速度与时间的关系得出停止所用的时间，利用平均速度的表达式得出刹车后2s内与刹车后7s内汽车通过的位移之比。
17．（2023高一下·安康开学考）飞机着陆后以6m/s2大小的加速度做匀减速直线运动，其着陆速度为60m/s，求：
（1）它着陆后8s末滑行的速度v；
（2）飞机停止所用的时间t；
（3）飞机着陆后12s内滑行的位移x。
【答案】（1）解：它着陆后8s末滑行的速度
（2）解：飞机停止滑行经过的时间
（3）解：12s飞机已经停止运动，则飞机着陆后12s内滑行的位移等于10s的位移，则
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出 8s末滑行的速度 ；
（2）结合匀变速直线运动的速度与时间的关系得出飞机停止滑行经过的时间；
（3）通过匀变速直线运动的平均速度的表达式得出飞机着陆后12s内滑行的位移 。
18．（2023高二下·虹口期中）摆锤内置的传感器是 传感器．若挡光片的宽度为d，挡光时间为，则摆锤经过挡光片时的速度大小为 。
【答案】光电门；
【知识点】瞬时速度
【解析】【解答】本实验中，需要测量摆锤在某一位置处的瞬时速度，且实验装置中用到了挡光片，因此摆锤内置的传感器应为光电门传感器；
利用光电门测速，实际是用平均速度代替瞬时速度，则可知摆锤经过挡光片时的速度为
v=
【分析】光电门传感器感应光的变化转化为电信号；光电门测速公式v=。
19．（2023高一下·洛阳月考）某实验小组用打点计时器验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）除图示器材外，下列器材中，必需的一组是____。（填选项前字母）
A．直流电源及导线、刻度尺 B．直流电源及导线、天平及砝码
C．交流电源及导线、天平及砝码 D．交流电源及导线、刻度尺
（2）实验中在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，O点为纸带打出的第一个点。已知重物的质量为0.5kg，打点计时器的打点频率为50Hz，取重力加速度大小，纸带上所标数据单位为cm，则从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量 J，动能增加量 J。（结果均保留三位有效数字）
（3）关于实验误差，下列说法正确的是____。（填选项前字母）
A．重锤质量的称量不准会造成较大误差
B．重锤质量选用得大些，有利于减小误差
C．重锤质量选用得较小些，有利于减小误差
D．先释放重物，后接通电源会造成较大误差
【答案】（1）D
（2）0.237；0.233
（3）B；D
【知识点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度
【解析】【解答】（1）电火花计时器需要交流电源，刻度尺测量长度，纸带挂的是重锤不是砝码，不需要砝码，综合以上分析，故答案为：D。
（2）代入数据运算得，。
（3）A.验证式子为， 重锤质量的称量不准不会造成较大误差 ，A错误；
B和C. 重锤质量选用得大些，密度大些，减小空气阻力影响，有利于减小误差，B正确，C错误；
D. 先释放重物，后接通电源会导致O点速度不为零，测量的动能偏大，造成较大误差 ，D正确；
故答案为：BD。
【分析】（1）电火花计时器需要220V交流电源，刻度尺测量长度。进而算出速度。
（2）利用动能和重力势能计算式，代入数据即可得出结果。
（3）重锤质量选用得大些，密度大些，减小空气阻力影响，有利于减小误差，有打点计时器的实验一般都先接通计时器后释放纸带。
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高中物理人教版（2019） · 必修 第一册1.3 位置变化快慢的描述——速度 同步练习
一、选择题
1．（2023高一上·鞍山期末）在物理学的发展过程中，科学家总结归纳了很多科学研究方法，以下叙述正确是（ ）
A．很多情况下，研究物体的运动时用质点来代替物体，运用了假设法
B．实验探究物体运动的加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法
C．用时间内的位移与的比值定义t时刻的瞬时速度，运用了等效法
D．推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程分成若干小段，然后将各小段位移相加，运用了极限的方法
2．（2023·江苏）电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯加速上升的时段是（ ）
A．从20.0s到30.0s B．从30.0s到40.0s
C．从40.0s到50.0s D．从50.0s到60.0s
3．（2023·上海）一场跑步比赛中，第三跑道的运动员跑到30m处时，秒表计时为3.29s。根据以上信息，能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度（ ）
A．可以算得平均速度，可以算得瞬时速度
B．无法算得平均速度，可以算得瞬时速度
C．可以算得平均速度，无法算得瞬时速度
D．无法算得平均速度，无法算得瞬时速度
4．（2023高一上·通州期末）右图是研究自由落体运动的实验装置，则下列说法正确的是（ ）
A．该打点计时器应接220V交流电源
B．实验中应先释放纸带后接通电源
C．实验时应用手托住重锤由静止释放
D．重锤释放的初始位置应靠近打点计时器
二、多项选择题
5．（2023高一下·荆州期中）学习物理知识的过程中会遇到很多物理思想或方法，若能体悟将受益终生。以在环形公路上做圆周运动的汽车为例，下列说法中用到的物理思想或方法，匹配正确的是（ ）
A．研究汽车行驶的速度范围时可将汽车视为质点——理想模型法
B．线速度，当时汽车的位移将与轨迹半径垂直——积累的思想
C．若线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大——极限的思想
D．若线速度不恒定，能粗略描述汽车绕圆心转动的快慢程度——比值定义法
6．（2023高一上·南充期末）下列是一些场景图，关于场景图说法正确的是（ ）
A．图（a）中，路口限速标志提示司机车辆速度大小应限制在10m/s以内
B．图（b）中，站在跳板上的运动员受到弹力是因为跳板发生了弹性形变
C．图（c）中，运动员用冰刷快速擦刷冰面来增大冰壶的惯性，让冰壶运动的更远
D．图（d）中，消防战士徒手匀速爬杆和徒手匀速下滑过程中所受摩擦力大小相等
7．（2022高一上·武冈期中）两个人以不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，描述两人运动情况的物理量相同的是（ ）
A．位移 B．路程 C．时间 D．平均速率
8．（2023高一上·龙岗期末）“区间测速”就是在两个抓拍点安装探头，测出同一辆车通过这两个点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果超过该路段的最高限速，即被判为超速。如图所示，若抓拍点A、B相距30km，一辆轿车10点31分通过抓拍点A的速度为100km/h，10点43分通过抓拍点B的速度为110km/h，该路段最高限速120km/h。下列判断正确的是（ ）
A．该轿车通过抓拍点A，B时会判为超速
B．该轿车通过抓拍点A，B时不会判为超速
C．该轿车在该区间内行驶会判为超速
D．该轿车在该区间内行驶不会判为超速
9．（2023高一上·怀化期末）关于利用打点计时器研究匀变速度直线运动的规律的实验，下列说法中正确的是（ ）
A．安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面
B．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
C．细线必须与长木板平行
D．使用电火花打点计时器比电磁打点计时器时，由于纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小
三、非选择题
10．（2017高一上·湖南期中）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还实验验证了该猜想．某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图（a）所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动．实验操作步骤如下：
①让滑块从离挡板某一距离S处由静止沿某一倾角θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；
②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（假设水流出均匀稳定）；
③记录下量筒收集的水量V；
④改变滑块起始位置离挡板的距离S，重复以上操作；
⑤测得的数据见表格．
次数 2 3 4 5 6
s（m） 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9
V（mL） 90 84 62 52 40
（1）（单选题）该实验利用量筒中收集的水量来表示
A．水箱中水的体积 B．水从水箱中流出的速度
C．滑块下滑的时间 D．滑块下滑的位移
（2）小组同学漏填了第3组数据，实验正常，你估计这组水量 V= mL（请保留两位有效数字）
（3）（单选题）下面说法中不属于该实验误差来源的是 ．
A．水从水箱中流出不够均匀稳定
B．滑块开始下滑和开始流水不同步
C．选用的斜面不够光滑
D．选用了内径较大的量筒
（4）（单选题）伽利略在自由落体运动的研究中，其科学研究方法的核心是
A．把提出问题和大胆猜想结合起来
B．把提出问题和实验研究结合起来
C．把实验研究和逻辑推理结合起来
D．把实验研究和大胆猜想结合起来．
11．（2017·松江模拟）如图所示，AB（光滑）与CD（粗糙）为两个对称斜面，斜面的倾角均为θ，其上部都足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面BEC的两端相切，一个物体在离切点B的高度为H处，以初速度v0沿斜面向下运动，物体与CD斜面的动摩擦因数为μ．
（1）物体首次到达C点的速度大小；
（2）物体沿斜面CD上升的最大高度h和时间t；
（3）请描述物体从静止开始下滑的整个运动情况，并简要说明理由．
12．（2022高一上·南县期末）用运动传感器可以测量运动物体的速度。如图所示，这个系统有一个不动的小盒子。工作时，小盒向汽车发出短暂的超声波脉冲，脉冲被汽车反射后又被接收。将信息输入计算机，由计算机处理该信息，可得到汽车的速度。若每间隔发出一个超声波脉冲，而第一次收到超声波脉冲与第二次收到超声波脉冲间隔为，超声波在空气中的传播速度为。
（1）试判断汽车远离小盒，还是靠近小盒；
（2）试求汽车的速度大小（保留三位有效数字）。
13．（2022高一上·绍兴月考）右图是李华乘车时得到的小票，请你据此计算该出租车运动的平均速率（结果保留三位有效数字）。
14．（2022高一上·湖北月考）如图所示，从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它经过1.15s上升5m后回落，再经过1.35s到达地面。以地面为原点建立一维坐标系，以向上为正方向，求：
（1）小球从抛出到落地的位移；
（2）小球从抛出到落地的平均速度；
（3）小球从抛出到落地的平均速率。
15．（2023高二下·濮阳期中竞赛）在相对地球速率为0.80c的光子火箭上测量苏州大学一堂40分钟的课的时间为 。
16．（2022高一上·福州期中）汽车以大小为30m/s的速度做匀速直线运动，刹车后，前2s内（车未停）的平均速度大小为25m/s，则刹车后，汽车获得的加速度的大小为 m/s2。刹车后2s内与刹车后7s内汽车通过的位移之比为 。
17．（2023高一下·安康开学考）飞机着陆后以6m/s2大小的加速度做匀减速直线运动，其着陆速度为60m/s，求：
（1）它着陆后8s末滑行的速度v；
（2）飞机停止所用的时间t；
（3）飞机着陆后12s内滑行的位移x。
18．（2023高二下·虹口期中）摆锤内置的传感器是 传感器．若挡光片的宽度为d，挡光时间为，则摆锤经过挡光片时的速度大小为 。
19．（2023高一下·洛阳月考）某实验小组用打点计时器验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）除图示器材外，下列器材中，必需的一组是____。（填选项前字母）
A．直流电源及导线、刻度尺 B．直流电源及导线、天平及砝码
C．交流电源及导线、天平及砝码 D．交流电源及导线、刻度尺
（2）实验中在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，O点为纸带打出的第一个点。已知重物的质量为0.5kg，打点计时器的打点频率为50Hz，取重力加速度大小，纸带上所标数据单位为cm，则从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量 J，动能增加量 J。（结果均保留三位有效数字）
（3）关于实验误差，下列说法正确的是____。（填选项前字母）
A．重锤质量的称量不准会造成较大误差
B．重锤质量选用得大些，有利于减小误差
C．重锤质量选用得较小些，有利于减小误差
D．先释放重物，后接通电源会造成较大误差
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】控制变量法；极限法；微元法；理想模型法
【解析】【解答】A．在研究物体运动时，用质点来代替物体运用了理想模型法，A不符合题意；
B．在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法，B符合题意；
C．用 时间内的位移 与 的比值定义t时刻的瞬时速度，运用了极限法，C不符合题意；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微元法，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质点的定义采用了牛顿第二定律，在实验探究加速度与力、质量的关系时采用了控制变量法，瞬时速度的定义中采用了极限法，匀变速直线运动的位移公式中采用了微元法。
2．【答案】A
【知识点】速度与速率
【解析】【解答】电梯上升，刚开始需要加速，获得一定速度后做匀速直线运动，快停下来时需要减速，由图像可知，电梯加速阶段对应的时间段为20.0s到30.0s，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据图像可知，图像的纵坐标表示速度的大小，由图像的走势可判断加速阶段和减速阶段。
3．【答案】C
【知识点】平均速度；瞬时速度
【解析】【解答】平均速度为某段时间（位移）内物体运动的平均快慢，等于该段时间（位移）内的总位移与总时间的比值，
即：瞬时速度是某一时刻（位置）的速度，当趋近于零时，
平均速度近似等于瞬时速度，根据题意，
已知总位移和总时间，可以计算平均速度，无法计算瞬时速度，故ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】正确理解平均速度与瞬时速度的定义，平均速度为某段时间（位移）内物体运动的平均快慢，等于该段时间（位移）内的总位移与总时间的比值，即：瞬时速度是某一时刻（位置）的速度，当趋近于零时，平均速度近似等于瞬时速度，由此可以判断。
4．【答案】D
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】A．由图可知，该打点计时器为电磁打点计时器，应接约 的交流电源，A不符合题意；
B．实验中应先接通电源后释放纸带，B不符合题意；
C．实验时先用手拿着纸带，然后接通电源后再释放纸带，如果手托重锤，使纸带弯曲，下落时阻力过大，误差较大，C不符合题意；
D．重锤释放的初始位置应靠近打点计时器，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁打点计时器应该使用8V的交流电源；实验应该先接通电源后释放纸带；手托重锤，使纸带弯曲，下落时阻力过大，误差较大。
5．【答案】A,D
【知识点】极限法；理想模型法
【解析】【解答】A．在研究汽车行驶的速度范围时汽车的大小、形状可以忽略，可将汽车视为质点，这是理想模型法，A符合题意；
B．线速度，当时汽车的位移将与轨迹半径垂直，这是极限的思想，B不符合题意；
C．若线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大，这是积累的思想，C不符合题意；
D．若线速度不恒定，则角速度能粗略描述汽车绕圆心转动的快慢程度，这是比值定义法，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】当时间趋近于0时，汽车的位移于半径垂直，这是极限思想；当线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大这是累积的思想。
6．【答案】B,D
【知识点】惯性与质量；速度与速率；共点力的平衡
【解析】【解答】A．图（a）中，路口限速标志提示司机车辆速度大小应限制在10km/h以内，A不符合题意；
B．图（b）中，站在跳板上的运动员受到弹力是因为跳板发生了弹性形变，B符合题意；
C．图（c）中，运动员用冰刷快速擦刷冰面来减小摩擦力，让冰壶运动的更远，而冰壶的惯性是不变的，C不符合题意；
D．图（d）中，消防战士徒手匀速爬杆和徒手匀速下滑过程中所受摩擦力大小相等，均等于人的重力大小，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】弹力是由于施力物体发生了弹性形变，质量是物体惯性的唯一量度，结合共点力平衡进行分析判断。
7．【答案】A,C
【知识点】位移与路程；速度与速率；平均速度
【解析】【解答】AC．位移只与初末位置有关，由于两人的初末位置相同，则两人运动的位移相同；同时出发，则相遇时所用时间也相同，AC符合题意；
BD．由于两人运动的路程未知，无法判断二人的路程是否相等；根据平均速率等于路程与时间的比值，可知两人的平均速率也无法确定，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用初末位置可以判别位移相同；结合同时出发同时相遇可以判别运动时间相同；由于未知路程不能比较平均速率的大小。
8．【答案】B,C
【知识点】平均速度；瞬时速度
【解析】【解答】AB．因为vA=100km/h<120km/h，vB=110km/h<120km/h，所以不会判为超速，A不符合题意，B符合题意；
CD．由题可知，轿车的行驶时间t=10：43-10：31=12min=0.2h，则轿车的平均速度 ，该轿车超速，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用瞬时速度的大小可以判别是否超速；利用位移和时间可以求出平均速度的大小进而判别是否超速。
9．【答案】B,C,D
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】A．安放纸带时，纸带必须穿过限位孔，把纸带放在复写纸的下面，A不符合题意；
B．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，方便悬挂钩码，B符合题意；
C．细线必须与长木板平行，避免形成垂直木板的分力，C符合题意；
D．使用电火花打点计时器比电磁打点计时器时，由于纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】纸带应该放在复写纸的下面；细线应该与木板平行；使用电火花计时器比电磁打点计时器时纸带受到的阻力比较小。
10．【答案】（1）C
（2）75
（3）C
（4）C
【知识点】其他实验；极限法；伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】解：（1）关于初速度为零的匀变速运动，位移与时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定的流出，水的体积和时间成正比，所以量筒中收集的水量可以间接的测量时间．
故选：C．（2）该运动是匀变速直线运动，位移与时间的二次方是成正比，即位移与体积的二次方是成正比．
小组同学漏填了第3组数据，实验正常，由位移和体积关系可知，这组水量V=75mL；（3）本实验误差的主要来源有：水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于距离测量的不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步．选用了内径较大的量筒．
故选：C．（4）本实验有机地将实验研究和逻辑结合在一起进行分析，从而得出了最终的结论，故C正确．
故答案为：（1）C；（2）75；（3）C；（4）C．
【分析】（1）关于初速度为零的匀变速运动，位移与时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定的流出，水的体积和时间成正比，所以该实验只要验证位移与体积的二次方是否成正比，就可验证该运动是否匀变速直线运动．（2）根据位移和速度的关系求出水量；（3）根据实验分析实验中误差存在的原因；（4）明确本实验中所采用的物理方法，知道实验与逻辑的结合方法的应用．
11．【答案】（1）解：物体在光滑斜面AB和光滑的圆弧面BEC运动过程中，
由机械能守恒定律得， mv02+mgH= mvC2，
解得：vC= ；
答：物体首次到达C点的速度大小为 ；
（2）由牛顿第二定律得，mgsinθ+μmgcosθ=ma，
则物体沿CD上升的加速度：a=gsinθ+μgcosθ；
由速度位移公式得， =2a ，
解得：h= ；
物体从C点上升到最高点所用的时间：
t= = ；
答：物体首次到达C点的速度大小为 ；
（3）情况一：
物体滑上CD斜面并匀减速上升静止在CD斜面某处．
理由是：物体与CD斜面的摩擦因数较大．
情况二：
物体在轨道上做往复运动，在斜面上做匀变速直线运动，最大高度逐渐降低，最终在BEC圆弧内做往复周期运动．
理由是：物体在CD斜面上克服摩擦力做功机械能减少；在BEC圆弧内只有重力做功，机械能守恒．
【知识点】对单物体(质点)的应用；机械能守恒及其条件；极限法；匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】（1）物体第一次到达c点的过程满足机械能守恒根据机械能守恒列式求解。
（2）根据牛顿第二运动定律和匀变速直线运动的规律列式求解。
（3）需要分情况讨论采用极限法，摩擦因数的大小为判断依据进行判断。
12．【答案】（1）由于
即第一次收到超声波脉冲与第二次收到超声波脉冲间隔小于 发出超声波脉冲的时间间隔，表明A、B之间的距离逐渐减小，即汽车靠近小盒
（2）令t1时刻发出第一次超声波，以该时刻为计时起点，在t2时刻接收到，从t3时刻发出第二次超声波，在t4时刻接收到，则有t1=0，t3=1.5s，t4-t2=1.3s
令第一次超声波刚刚与车相遇时，A、B距离为s1，第二次超声波刚刚与超声波相遇时，A、B距离为s2，则有 ， ，
解得vA=24.3m/s
【知识点】速度与速率
【解析】【分析】（1）已知两次接收到超声波的时间间隔，利用时间间隔可以判别小车靠近小盒B；
（2）已知小车做匀速直线运动，利用位移公式可以求出超声波运动的距离，结合运动的距离可以求出小车速度的大小。
13．【答案】解：由小票信息，出租车运动的路程为8.0公里即8000m，所用时间为6分钟，即360s，则出租车运动的平均速率为
【知识点】速度与速率
【解析】【分析】从图中可以知道汽车的路程，结合运动的时间可以求出平均速率的大小。
14．【答案】（1）解：以地面为原点建立一维坐标系，以向上为正方向，小球从抛出到落地的位移为
故位移大小为 ，方向竖直向下。
（2）解：小球从抛出到落地运动的总时间
则小球全过程的平均速度
故平均速度大小为 ，方向竖直向下。
（3）解：小球从抛出到落地的路程
则小球全过程的平均速率
故平均速率为 。
【知识点】位移与路程；速度与速率
【解析】【分析】（1）规定向上运动为正方向，利用小球的初末位置坐标可以求出位移的大小及方向；
（2）已知小球运动的时间，结合位移的大小及方向可以求出平均速度的大小及方向；
（3）已知小球运动的路径，利用运动路径可以求出路程的大小，结合运动的时间可以求出平均速率的大小。
15．【答案】66.7分钟
【知识点】速度与速率
【解析】【解答】在相对地球速率为0.80c的光子火箭上测量苏州大学一堂40分钟的课的时间为
【分析】根据求出时间大小。
16．【答案】5；5：9
【知识点】加速度；平均速度；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度可得，可得刹车1s时的瞬时速度为 ，则汽车获得的加速度的大小为 ；从刹车到停止所用时间为 ，刹车后2s内的位移 ，刹车后7s内的位移即刹车6s内的位移 ，刹车后2s内与刹车后7s内汽车通过的位移之比为
【分析】匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得出刹车1s时的瞬时速度，利用加速度的定义式以及速度与时间的关系得出停止所用的时间，利用平均速度的表达式得出刹车后2s内与刹车后7s内汽车通过的位移之比。
17．【答案】（1）解：它着陆后8s末滑行的速度
（2）解：飞机停止滑行经过的时间
（3）解：12s飞机已经停止运动，则飞机着陆后12s内滑行的位移等于10s的位移，则
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出 8s末滑行的速度 ；
（2）结合匀变速直线运动的速度与时间的关系得出飞机停止滑行经过的时间；
（3）通过匀变速直线运动的平均速度的表达式得出飞机着陆后12s内滑行的位移 。
18．【答案】光电门；
【知识点】瞬时速度
【解析】【解答】本实验中，需要测量摆锤在某一位置处的瞬时速度，且实验装置中用到了挡光片，因此摆锤内置的传感器应为光电门传感器；
利用光电门测速，实际是用平均速度代替瞬时速度，则可知摆锤经过挡光片时的速度为
v=
【分析】光电门传感器感应光的变化转化为电信号；光电门测速公式v=。
19．【答案】（1）D
（2）0.237；0.233
（3）B；D
【知识点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度
【解析】【解答】（1）电火花计时器需要交流电源，刻度尺测量长度，纸带挂的是重锤不是砝码，不需要砝码，综合以上分析，故答案为：D。
（2）代入数据运算得，。
（3）A.验证式子为， 重锤质量的称量不准不会造成较大误差 ，A错误；
B和C. 重锤质量选用得大些，密度大些，减小空气阻力影响，有利于减小误差，B正确，C错误；
D. 先释放重物，后接通电源会导致O点速度不为零，测量的动能偏大，造成较大误差 ，D正确；
故答案为：BD。
【分析】（1）电火花计时器需要220V交流电源，刻度尺测量长度。进而算出速度。
（2）利用动能和重力势能计算式，代入数据即可得出结果。
（3）重锤质量选用得大些，密度大些，减小空气阻力影响，有利于减小误差，有打点计时器的实验一般都先接通计时器后释放纸带。
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