2026教科版高中物理必修第一册练习--第一章　3 位置变化的快慢与方向——速度 同步练习（含解析）

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2026教科版高中物理必修第一册
3　位置变化的快慢与方向——速度
基础过关练
题组一　平均速度和瞬时速度
1.(2025河北石家庄测试)关于瞬时速度、速率、平均速度、平均速率,下列说法中正确的是(　　)
A.平均速度是质点在某段时间内运动的路程与所用时间的比值
B.瞬时速度是质点在某一位置或某一时刻的速度
C.速率就是瞬时速度的大小,平均速率就是平均速度的大小
D.若物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态
2.(2025湖南长沙长郡中学测试)如图所示,小李从水平地面上的A点将足球正对着竖直墙壁向右贴地踢出,足球经过0.4 s撞上墙壁,被墙壁反弹后(足球与墙壁接触时间可忽略不计)经1.6 s运动至B点。已知A、B点到竖直墙壁的距离分别为0.8 m、2.0 m,足球可视为质点,取水平向右为正方向,则足球从被踢出到运动至B点的平均速度为 (　　)
A.1.4 m/s　　　　B.-0.6 m/s
C.-1 m/s　　　　D.1 m/s
3.(2024北京海淀期末)人们生活中通常所说的“速度”,有时指瞬时速度,有时指平均速度。下列表述中的“速度”指平均速度的是 (　　)
A.子弹射出枪口时的速度是800 m/s
B.运动员百米赛跑冲过终点时的速度是10.2 m/s
C.校园内十字路口处的最高限速为25 km/h
D.物体从5 m高处自由下落,时间为1 s,该过程中物体的速度约为5 m/s
4.(2024天津八中月考)一个朝着某一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
5.
(2025安徽合肥统测)一质点沿一边长为2 m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1 m,初始位置在bc边的中点A,沿由b向c方向运动,如图所示,A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点,则下列说法正确的是 (　　)
A.第2 s末的瞬时速度大小是 m/s　　　　
B.前2 s内的位移大小为2 m
C.前4 s内的平均速度大小为0.5 m/s　　　　
D.前4 s内的平均速率为0.5 m/s
题组二　速度的测量
6.(多选题)使用打点计时器时应注意 (　　)
A.无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面
B.使用打点计时器时应先拉动纸带,再接通电源
C.使用打点计时器时,拉动纸带的方向应与限位孔平行
D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源
7.(2025四川绵阳期中)光电计时器是一种常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有某滑块通过光电门,计时器显示的挡光时间是5×10-2 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度d,示数如图2所示。
(1)读出滑块的长度d=　　　　 cm;
(2)滑块通过光电门的速度v=　　　　 m/s。(保留两位有效数字)。
8.(2025山西太原实验中学测试)某同学用打点计时器测平均速度和瞬时速度。打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,在纸带上依次确定出A、B、C、D四个计数点,每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未标出。用毫米刻度尺进行测量,如图所示,则纸带在A、C间的平均速度大小为　　　　 m/s,在A、D间的平均速度大小为　　　　 m/s,B点的瞬时速度大小更接近于　　　　 m/s。(结果保留到小数点后两位)
题组三　在位移-时间图像中分析速度
9.(多选题)(2025安徽滁州期中)一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以x表示它相对于出发点的位移。如图为汽车从0时刻到t=40 s这段时间内的x-t图像。下列说法正确的是(　　)
A.汽车在0~40 s内的路程为60 m
B.汽车在10~20 s内的位移是30 m
C.汽车在0~10 s内的平均速度大小为3 m/s
D.汽车在第5 s和第30 s时的速度大小相等、方向相反
10.
(2025江苏无锡测试)如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x-t图像。下面说法不正确的是 (　　)
A.甲、乙两物体从同一位置出发　　　　
B.甲、乙两物体都做匀速直线运动
C.甲物体比乙物体早出发的时间为t1　　　　
D.甲、乙两物体运动方向相反
11.
(2024四川双流棠湖中学月考)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的位移与时间的关系图像分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是 (　　)
A.弟弟比姐姐早5 min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐运动时的速度相等,均为100 m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
题组四　速度-时间图像
12.(多选题)如图所示为甲、乙两质点的v-t图像,对于甲、乙两质点的运动,下列说法中正确的是(　　)
A.质点甲沿所选定的正方向运动,质点乙的运动方向与甲的相反
B.质点甲、乙的速度不同
C.在相同的时间内,质点甲、乙的位移相同
D.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来越大
能力提升练
题组一　平均速度和瞬时速度
1.(多选题)(2024四川雅安联考)如图所示,2023年8月1日,成都大运会女子10 000米决赛中,在比赛还剩一圈时,中国运动员突然发力,超越两名在前面的土耳其选手,最后以33分48秒35的成绩夺冠。据此我们可以得到的物理量为 (　　)
A.运动员冲刺的瞬时速度
B.运动员最后一圈的平均速率
C.运动员全程的平均速率
D.最后一圈运动员的平均速率一定大于两名土耳其选手的平均速率
2.(2024四川成都养马中学月考)某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又原路返回到山脚,上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则往返全程的平均速度的大小和平均速率分别是(　　)
A.,　　　　B.,
C.0,　　　　D.0,
3.(多选题)(2024安徽安庆怀宁二中期中)为提高百米赛跑运动员的成绩,教练分析了运动员跑百米全程的录像带,测得运动员在前7 s跑了60.20 m,7 s末到7.1 s末跑了0.92 m,跑到终点共用10 s,则下列说法正确的是 (　　)
A.运动员在百米赛跑过程中的平均速度是10.00 m/s
B.运动员在前7 s的平均速度是10.00 m/s
C.运动员在7 s末的瞬时速度约为9.20 m/s
D.运动员冲刺的速度为10.00 m/s
题组二　速度的测量
4.(2025四川成都等多地期中)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示,则
　　
(1)读出挡光片的宽度为d=　　　　 cm;
(2)滑块在牵引力作用下通过光电门,配套的数字毫秒计记录了它通过光电门的时间为t,挡光片的宽度为d,则滑块通过光电门的速度v=　　　　。但实质上v是滑块通过光电门的　　　　(“平均速度”或“瞬时速度”)。
5.(2025四川乐山测试改编)在“使用打点计时器测瞬时速度”的实验中,打点计时器所用交流电源的频率为f=50 Hz。实验过程中打出的一条纸带如图所示,A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点(即五个间隔)没有画出,则每两个相邻计数点间的时间间隔T=　　 s,从图中读出A、B两点间距s=　　 cm,C点对应的速度是　　 m/s(计算结果保留两位有效数字)。
题组三　在位移-时间图像中分析物体的运动
6.(2024山东临沂期末)李老师给他的学生讲了龟兔赛跑的故事,假设故事情节中兔子和乌龟运动的x-t图像如图所示。请根据图像中的坐标,并结合物理知识进行判断,则以下说法中正确的是 (　　)
A.乌龟做直线运动,兔子做曲线运动
B.兔子和乌龟是从同一地点同时出发
C.兔子和乌龟在比赛途中相遇过两次,在t4时刻乌龟追上兔子
D.0~t6时间内乌龟的平均速度小于兔子的平均速度
7.(原创题)甲、乙、丙三个物体的x-t图像如图所示,t1时刻三条线相交于A点,t2时刻三条线相交于B点。以下说法正确的是(　　)
A.三个物体是从同一地点出发的
B.三个物体是从同一时刻出发的
C.运动过程中三个物体相遇两次
D.从t1到t2的这段时间内,甲的路程最大、丙的路程其次、乙的路程最小
8.(2024天津五区重点学校联考)如图所示为甲、乙两个质点运动的x-t图像,图中虚线与曲线相切,由此可知 (　　)
A.甲做直线运动,乙做曲线运动
B.甲、乙两物体的初末位置都相同
C.在0~t1时间内,甲的速度一直大于乙的速度
D.在0~2t0时间内,甲的平均速度小于乙的平均速度
题组四　速度-时间图像
9.(多选题)(2024河北承德实验中学期中)如图所示为一物体做直线运动的速度-时间图像,在整个运动过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.BC段和CD段物体的运动方向相反
B.CD段和DE段物体的运动方向相反
C.物体在D点速度为零,此后运动方向改变
D.AB段物体静止
10.(2025四川成都外国语学校期中改编)在如图所示的位移-时间(x-t)图像和速度-时间(v-t)图像中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是 (　　)
A.t1时刻,甲、乙两车速度相等
B.t2时刻,丙、丁两车相遇
C.0~t1时间内,甲、乙两车的平均速度相等
D.0~t2时间内,丙、丁两车的平均速度相等
答案与分层梯度式解析
3　位置变化的快慢与方向——速度
基础过关练
1.B　平均速度是质点在某段时间内运动的位移与所用时间的比值,A错误;瞬时速度是质点在某一位置或某一时刻的速度,B正确;速率就是瞬时速度的大小,而平均速率等于路程与时间的比值,平均速度的大小等于位移的大小与时间的比值,所以平均速率与平均速度的大小是两个不同的概念,故C错误;若物体的平均速度为零,只能说明某段时间内物体的位移为零,但物体不一定处于静止状态,例如某同学绕400米跑道跑步一周的平均速度为零,但该同学并不是静止的,故D错误。故选B。
2.B　以墙壁为坐标原点,则足球从被踢出到运动至B点的位移为x=-2.0 m-(-0.8) m=-1.2 m,平均速度为==-0.6 m/s,故选B。
3.D　子弹射出枪口时的速度是800 m/s,800 m/s与枪口的位置对应,是瞬时速度,故A错误;百米赛跑运动员以10.2 m/s的速度冲过终点线,10.2 m/s与终点这一位置对应,为瞬时速度,故B错误;校园内十字路口处的最高限速为25 km/h,指的是瞬时速度,故C错误;物体从5 m高处自由下落,时间为1 s,该过程中物体的速度约为5 m/s,对应1 s内的平均速度,故D正确。
4.D　物体的总位移x=vt+×=,则这段时间内的平均速度==v,故D正确,A、B、C错误。
导师点睛　解决本题的关键是掌握平均速度的定义式=,并能灵活运用。根据x=t分别求出两段时间内的位移,从而根据总位移和总时间求出全过程的平均速度。
5.C　质点第2 s末在B点,瞬时速度大小是1 m/s,选项A错误;前2 s内,质点从A经过c到B,位移为 m,选项B错误;前4 s内,质点运动到C点,位移为2 m,则平均速度为== m/s=0.5 m/s,选项C正确;前4 s的路程为4 m,则前4 s内的平均速率为v==1 m/s,选项D错误。故选C。
6.CD　电磁打点计时器使用复写纸,电火花打点计时器不用复写纸,故A错;实验时应当先接通电源,再拉动纸带,故B错;为减小摩擦力,拉动纸带的方向应当与限位孔平行,故C正确;打点计时器不能长时间连续工作,故D正确。
7.答案　(1)4.12　(2)0.82
解析　(1)滑块的长度d=(8.12-4.00) cm=4.12 cm
(2)极短时间内的平均速度等于瞬时速度,则== m/s≈0.82 m/s。
8.答案　0.07　0.08　0.07
解析　由图,A、C间的位移为Δx1=1.40 cm,相邻两计数点间有四个点没有画出,故相邻两点的时间间隔为T=5×0.02 s=0.10 s,A、C间的时间间隔为Δt1=2T=0.2 s,所以A、C间的平均速度为v1==0.07 m/s;A、D间的位移为Δx2=2.50 cm,A、D间的时间间隔为Δt2=3T=0.3 s,所以A、D间的平均速度为v2=≈0.08 m/s;A、C两点比A、D两点更接近B点,所以B点的瞬时速度更接近于A、C间的平均速度0.07 m/s。
9.AC　由x-t图像可知,汽车在0~10 s内运动的路程是30 m,汽车在10~20 s内静止,汽车在20~40 s内反向做匀速直线运动,t=40 s时刻回到出发点,运动的路程是30 m,因此汽车运动的总路程是60 m,故A正确,B错误;由平均速度公式== m/s=3 m/s,故C正确;汽车在0~10 s、20~40 s内分别做正向的速度大小为3 m/s的匀速直线运动和反向的速度大小为1.5 m/s的匀速直线运动,所以汽车在第5 s和第30 s时的速度方向相反、速度大小不相等,故D错误。故选A、C。
导师点睛　在x-t图像中,图线斜率的绝对值表示速度的大小,斜率的正、负表示速度的方向。倾斜的直线表示匀速直线运动。位移等于x(纵坐标)的变化量。
10.A　根据图像可知,在0时刻两物体的位置坐标不相同,则甲、乙两物体不是从同一位置出发,故A错误,符合题意;x-t图像的斜率表示速度,根据图像可知,甲、乙两物体都做匀速直线运动,故B正确,不符合题意;根据图像可知,甲物体比乙物体早出发的时间为t1,故C正确,不符合题意;x-t图像的斜率的正负表示速度的方向,根据图像可知,甲、乙两物体运动方向相反,故D正确,不符合题意。故选A。
11.C　根据图像可知,弟弟的出发时间比姐姐晚5 min,故A错误;根据=,姐弟俩的位移相同,但弟弟所用时间更短,代入数据可知,弟弟的平均速度为100 m/min,姐姐的平均速度为50 m/min,因而弟弟的平均速度大于姐姐的平均速度,故B错误;姐弟俩在运动时速度大小相等,在x-t图像中,图线斜率代表速度,可知姐弟二人的速度大小均为100 m/min,故C正确;姐姐在5~15 min时间内保持静止,所以姐姐不是一直在做匀速直线运动,故D错误。
12.AB　由v-t图像知,甲、乙两质点以大小相等、方向相反的速度做匀速直线运动,选项A、B正确;在相同的时间内,甲、乙两质点的位移等大、反向,选项C错误;由于甲、乙两质点的出发点无法确定,故甲、乙两质点间的距离不一定越来越大,选项D错误。
能力提升练
1.CD　根据题目所给数据不能得出瞬时速度,故A错误;只知道运动员全程所用时间,只能得到运动员全程的平均速率,不能得到运动员最后一圈的平均速率,但运动员最后一圈用时比两名土耳其选手的短,故最后一圈运动员的平均速率一定大于两名土耳其选手的平均速率,故B错误,C、D正确。
2.D　人往返全程的位移为零,则平均速度为零;设单程的路程为x,往返的平均速率是==,故选D。
3.AC　运动员的位移为100 m,时间为10 s,平均速度v= m/s=10.00 m/s,故A正确;运动员前7 s的平均速度为v1= m/s=8.60 m/s,故B错误;7 s末到7.1 s末跑了0.92 m,可得此0.1 s时间内的平均速度为9.20 m/s,因时间较短,则平均速度可近似为7 s末的瞬时速度,故运动员在7 s末的瞬时速度约为9.20 m/s,故C正确;运动员冲刺的速度为瞬时速度,根据题给条件无法确定,故D错误。
易混易错　本题属于易错题,很多同学容易将7 s末的速度与冲刺的速度、平均速度混淆。全过程的平均速度,只要知道总位移和总时间即可求得。
4.答案　(1)1.20　(2)　平均速度
解析　(1)由图可知滑块的长度d=(1.70-0.50) cm=1.20 cm
(2)滑块通过光电门的速度为v=,这个公式计算的是平均速度。
5.答案　0.10　0.70　0.10
解析　每两个相邻计数点间有四个点(即五个间隔)没有画出,则打下每两个相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02 s=0.10 s,图中读出A、B两点间距为s=1.70 cm-1.00 cm=0.70 cm,C点对应的速度为vC== m/s=0.10 m/s。
6.C　x-t图像描述的是直线运动,不是曲线运动,故A错误;由题图可知,兔子和乌龟是在同一地点但不是同时出发的,兔子比乌龟晚出发t1时间,故B错误;在x-t图像中,兔子和乌龟有两次位移相同,表示相遇两次,在t4时刻乌龟追上兔子,故C正确;题图中反映乌龟在t6时刻到达终点时,兔子还没有到达终点,所以在0~t6时间内乌龟的平均速度大于兔子的平均速度,故D错误。
7.C　
题图解读　
由x-t图像可知,丙的初位置与另外两个物体的初位置不相同,甲出发的时刻比另外两个物体出发的时刻要晚,选项A、B错误;由x-t图像可知,三个物体的图像有两个共同的交点,则运动过程中三个物体相遇两次,选项C正确;由x-t图像可知,从t1到t2的这段时间内,甲做往返的直线运动,其路程最大,乙和丙做单方向的直线运动,它们的路程相同,选项D错误。
特别提醒　x-t图像只描述直线运动的位移特点,x-t图像不是运动的轨迹,图像是曲线不表示物体做曲线运动,x-t图像不是直线或曲线时依然描述物体的直线运动。
8.B　
题图解读　
x-t图像只能表示直线运动,A错误;由题图纵坐标可看出两物体都从2x0位置运动到O位置,所以初末位置都相同,B正确;x-t图像中图线的斜率大小表示物体的速度大小,从图中可知在0~t1时间内,甲的速度先小于乙的速度,后等于乙的速度,再大于乙的速度,C错误;0~2t0时间内,两物体位移相同,时间相同,根据=可知,甲的平均速度等于乙的平均速度,D错误。
9.BC　由题图可知,物体在BC段和CD段的速度均为正值,运动方向相同,物体在D点速度为零,此后运动方向改变,A错误,B、C正确;AB段物体的速度为v=5 m/s,D错误。
方法技巧　应用v-t图像描述物体的运动时,首先要理解v-t图像的物理意义,另外要将v-t图像与所描述的物体的实际运动情况结合起来,在v-t图像中必须明白:(1)判断是否有初速度要看t=0时刻的速度是否为零,即看图线的纵截距是否为零;(2)判断速度方向要看纵坐标的正、负,正值表示速度方向与正方向相同,负值表示速度方向与正方向相反;(3)判断速度大小的变化要看图线的走向,即图线与t轴之间距离的变化情况。
10.C　在x-t图像中斜率表示速度,甲、乙两车的位移-时间图像中t1时刻斜率不同,则甲、乙两车速度不相等,A错误;根据平均速度公式可知,0~t1时间内甲、乙两车的平均速度均为=,故C正确;0~t2时间内,丙车的速度始终小于丁车的速度,可知在相等时间内丙车的位移小于丁车的位移,即0~t2时间内,丙车的平均速度小于丁车的平均速度,B、D错误。
易混易错　在x-t图像中两条线的交点表示两个物体相遇,而不是速度相等;在v-t图像中交点代表该时刻两物体速度相等,而不是相遇。
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