2020学年人教必修第一册高中物理第一章第3节　位置变化快慢的描述——速度(课时跟踪练习)含解析

第3节　位置变化快慢的描述——速度
A基础达标练
1.关于速度的描述,下列说法正确的是(　　)
A.图甲中,电动车限速20
km/h,指的是平均速度大小
B.图乙中,子弹射出枪口时的速度大小为500
m/s,指的是平均速度大小
C.图丙中,某运动员百米跑的成绩是10
s,则他冲刺时的速度大小一定为10
m/s
D.图丁中,京沪高速铁路测试时列车的最高速度可达484
km/h,指的是瞬时速度大小
答案　D　电动车限速20
km/h,限制的是瞬时速度大小,不是平均速度大小,故选项A错误;子弹射出枪口时的速度大小与枪口这一位置对应,因此为瞬时速度大小,故选项B错误;根据运动员的百米跑成绩是10
s可知,运动员的平均速度大小为10
m/s,但其冲刺速度不一定为10
m/s,故选项C错误;列车的最高速度指的是在安全情况下所能达到的最大速度,为瞬时速度大小,故选项D正确。
2.关于瞬时速度和平均速度,下列说法中错误的是(　　)
A.一般讲平均速度,必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度
B.对于匀速直线运动,其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关
C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述物体的运动
D.只有瞬时速度才可以精确描述变速运动中运动的快慢情况
答案　C　由于变速运动中一般不同时间段内的平均速度不同,故讲平均速度,必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度,A正确。在匀速直线运动中物体运动快慢不变,任一段时间内平均速度皆相同,故B正确。平均速度只能粗略描述物体运动的快慢,不能精确反映每一时刻的运动情况,而瞬时速度是物体某时刻的速度,每个时刻的瞬时速度都反映了该时刻物体运动的快慢与运动的方向,故C错误,D正确。
3.如图是物体运动的v-t图像,其中哪一个在现实生活中是不可能存在的(　　)
答案　D　物体在同一时刻不能有两个速度,所以A、B、C是可能存在的,D不可能存在。
4.小李乘坐高铁,当他所在的车厢刚要进长直隧道时,看到车厢内显示屏上的示数为216
km/h,他立即观察手表秒针走动,经过20
s车厢出了隧道,则该隧道的长度约为(　　)
A.600
m
B.1
200
m
C.2
160
m
D.4
320
m
答案　B　车速v=216
km/h=60
m/s,则位移x=vt=1
200
m,由此可知B项正确。
5.三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点,运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点。下列说法正确的是(　　)
A.三个质点从N点到M点的平均速度相同
B.三个质点任意时刻的速度方向都相同
C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D.三个质点从N点到M点的位移不同
答案　A　位移是指物体在空间的位置的变化,用从初位置指向末位置的矢量表示,三个质点的初位置和末位置相同,故三个质点的位移相同,D错误。由于运动时间相同,由平均速度的定义可知,平均速度也相同,A正确。曲线运动的方向沿轨迹的切线方向,所以不是任意时刻速度方向都相同,B错误。任意时刻三个质点的位移并不相同,故平均速度也不同,C错误。
6.(多选)在跳水比赛中,某运动员(可看作质点)的速度与时间关系图像如图所示,选竖直向下为正方向,t=0是其向上起跳瞬间,则(　　)
A.t1时刻该运动员开始进入水面
B.t2时刻该运动员开始进入水面
C.t3时刻该运动员已浮出水面
D.t1~t3时间内运动员始终向下运动
答案　BD　在0~t1时间内,运动员在空中,处于上升阶段,t1时刻到达最高点;t1~t2时间内,运动员下落,t2之后速度减小,运动员进入水中,选项A错误,B正确;t3时刻,运动员的速度减为零,此时仍处于水下,选项C错误;t1~t3时间内运动员始终向下运动,选项D正确。
7.(多选)以往公路上用单点测速仪测车速,个别司机由于熟知测速点的位置,在通过测速点时通过刹车以降低车速来逃避处罚,但这样很容易造成追尾事故,所以有些地方已开始采用区间测速,下列说法正确的是(　　)
A.单点测速测的是汽车的瞬时速率
B.单点测速测的是汽车的平均速率
C.区间测速测的是汽车的瞬时速率
D.区间测速测的是汽车的平均速率
答案　AD　单点测速测出的是汽车经过测速仪时的速率,是瞬时速率,选项A正确,B错误;区间测速测出的是汽车在某段路程内的平均速率,选项C错误,D正确。
8.大爆炸理论认为,我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始时的瞬间外,在演化至今的大部分时间内,宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末,对Ⅰa型超新星的观测显示,宇宙正在加速膨胀。面对这个出人意料的发现,宇宙学家探究其背后的原因,提出宇宙的大部分可能由暗能量组成,它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。如果真是这样,则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系,大致是下面图像中的(　　)
答案　C　宇宙加速膨胀,在相同时间Δt内,其半径增加量ΔR变大,即图像斜率逐渐增大,因此C项正确。
9.(多选)物体的x-t图像如图所示,根据图像判断下列说法正确的是(　　)
A.物体在前2
s内的平均速度是3
m/s
B.物体在前3
s内的平均速度是2
m/s
C.物体在3
s末的速度是2
m/s
D.物体在第5
s内的平均速度是-6
m/s
答案　ABD　由x-t图像,根据v=可知,选项A、B正确;2~4
s内,x不变表示物体静止,3
s末物体的速度为0,选项C错误;物体在第5
s内做匀速直线运动,速度为-6
m/s,选项D正确。
10.登山运动中,小张用100
min由宿营地X爬到山顶Y。在山道上通过的路程是2
400
m,相对于X升高了1
200
m,如图所示,求:
(1)小张由X运动到Y的总位移的大小;
(2)小张爬山的平均速度的大小;
(3)小李从Z点爬山,比小张晚20
min开始,平均速率为0.5
m/s,还比小张早20
min到达山顶,问小李由Z爬到Y共通过了多少路程?
答案　(1)2
000
m　(2)
m/s
(3)1
800
m
解析　(1)由X到Y的总位移的大小
x=
m=2
000
m
(2)小张爬山的平均速度的大小
v==
m/min=20
m/min=
m/s
(3)小李爬山所用的时间
t2=100
min-20
min-20
min=60
min
小李由Z爬到Y通过的路程
s=v2t2=0.5×60×60
m=1
800
m
B综合提升练
11.一质点始终向着一个方向做直线运动,在前t时间内平均速度为,后t时间内平均速度为2v,则质点在t时间内的平均速度大小为(　　)
　　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
A.
B.
C.v
D.
答案　C　前t时间内的位移x1=·=vt,后t时间内的位移x2=2v·t=vt,所以t时间内的平均速度==v,故C正确。
12.(多选)如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图像。对相应的线段所表示的运动,下列说法正确的是(　　)
A.AB段表示静止
B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移
C.CD段运动方向和BC段运动方向相反
D.CD段运动速度大小大于BC段运动速度大小
答案　ACD　分析题图可知:AB段表示汽车静止,BC段表示汽车向正方向做匀速直线运动,发生的位移为8
m,vBC==
m/s=4
m/s;CD段表示汽车向负方向做匀速直线运动,发生的位移为-12
m,vCD==
m/s=-6
m/s,负号表示运动方向与正方向相反,A、C、D正确,B错误。
13.某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又沿原路返回到山脚,上山的平均速度大小为v1,下山的平均速度大小为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率分别是(　　)
A.,
B.,
C.0,
D.0,
答案　D　平均速度是位移与时间的比值,由于此人爬山往返一次,位移x=0,平均速度==0;平均速率是路程与时间的比值,由于此人往返一次,路程为x1+x2,又因x1=x2,则平均速率'===,所以D项正确。
14.一质点沿直线做加速运动,它离开O点的位移x随时间变化的关系为x=3+2t3(m),它的速度随时间变化的关系为v=6t2(m/s),则该质点在t=2
s时的瞬时速度和t=0到t=2
s
间的平均速度分别为(　　)
A.8
m/s,24
m/s
B.24
m/s,8
m/s
C.12
m/s,24
m/s
D.24
m/s,12
m/s
答案　B　根据v=6t2(m/s),当时间t=2
s时,速度v=24
m/s;根据x=3+2t3(m),t=0时,x1=3
m,t=2
s时,x2=19
m,2
s内的位移Δx=x2-x1=19
m-3
m=16
m,平均速度==
m/s=8
m/s。选项B正确。
15.(多选)如图为甲、乙两质点运动的v-t图像。对于甲、乙两质点的运动,下列说法正确的是(　　)
A.质点甲向所选定的正方向运动,质点乙与甲的运动方向相反
B.质点甲和乙的速度并不相同
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
答案　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,A、B正确;在相同的时间内,甲、乙两质点的位移等大、反向,C错误;由于甲、乙两质点的出发点无法确定,故甲、乙两质点的距离可能越来越大(如图a),也可能先变小再变大(如图b),D错误。
创新拓展
16.如图所示为超声波测速示意图。一固定的超声波测速仪每隔1
s向小汽车发出一个超声波脉冲信号,已知第一个超声波t0=0时刻发出,遇到小汽车后返回,t1=1.0
s时刻接收到反射波同时发出第二个超声波,t2=1.9
s时刻接收到第二个反射波。若超声波在空气中的传播速度为3.4×
102
m/s,小汽车在这段时间的运动视为匀速运动,根据上述条件:
(1)请判断小汽车是靠近还是远离测速仪运动?
(2)小汽车的运动速度大小是多少?
答案　(1)靠近　(2)17.9
m/s
解析　(1)第一次超声波接触小汽车时超声波测速仪与小汽车之间的距离x1=v·=3.4×102×0.5
m=170
m,第二次接触小汽车时超声波测速仪与小汽车之间的距离x2=v·=3.4×102×0.45
m=153
m,故汽车在向着超声波测速仪前进。(2)前进的位移x=(170-153)
m=17
m,经过的时间t=+=0.95
s,故小汽车的速度v==
m/s≈
17.9
m/s。
20
/
20