第一章
第三节
位置变化快慢的描述——速度
同步练习
一、单项选择题
1.用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0
mm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.040
s.则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )
A.0.10
m/s
B.100
m/s
C.4.0
m/s
D.0.40
m/s
2.下列关于速度的说法正确的是( )
A.由v=可知,v与Δx成正比,与Δt成反比
B.速度大小不变的运动是匀速直线运动
C.因为2>-3,所以2
m/s>-3
m/s
D.速度的方向与物体运动的方向一致
3.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,在图示记录的时间内( )
A.纸带均做匀速运动
B.丙纸带的平均速度最大
C.丁纸带的平均速度最大
D.乙和丁纸带的平均速度一样大
4.甲、乙两物体在同一直线上运动的v
?
t图像如图所示,在t1时刻( )
A.甲一定在乙前面
B.甲的速度比乙的小
C.甲、乙的速度都正在增大
D.甲、乙的运动方向不同
5.如图所示,用频闪照相的方法记录某同学的运动情况,若规定向右的方向为正方向,则下列图像能大体描述该同学运动情况的是(
)
6.甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似当成匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图所示。
图中关于在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图像,正确的是( )
A B C
D
7.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.三个质点从N到M的平均速率相同
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
8.如图所示,小明骑自行车由静止沿直线运动,他在第1
s内、第2
s内、第3
s内、第4
s
内通过的位移分别为1
m、2
m、3
m、4
m,则( )
A.他4
s末的瞬时速度为4
m/s
B.他第2
s内的平均速度为3
m/s
C.他4
s内的平均速度为2.5
m/s
D.他1
s末的速度为1
m/s
9.“五米三向折返跑”的成绩反映了人体的灵敏素质,测定时,受试者听到口令起跑,测试员同时开始计时,受试者从起点A全力跑向5
m处的B点并用手触摸折返线处后折返返回A点,然后依次到C点、D点最终返回A点,所用时间即为“五米三向折返跑”的成绩,现测得某受试者成绩为7.50
s,该受试者在测试全过程中的平均速率和平均速度的大小分别为( )
A.0,0
B.4
m/s,0
C.2
m/s,0
D.30
m/s,3
m/s
10.做变速直线运动的物体,若前一半时间的平均速度为v1,后一半时间的平均速度为v2,它在全程的平均速度设为v;若前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,它在全程的平均速度设为v′。则( )
A.v=v′=
B.v=v′=
C.v=,v′=
D.v=,v′=
二、多项选择题
11.(多选)对速度的定义式v=,以下叙述正确的是(
)
A.此速度定义式适用于任何运动
B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移Δx成正比,与运动时间Δt成反比
D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量
12.(多选)关于打点计时器的原理和使用方法,下列说法中正确的是( )
A.打点计时器应接交流电源,交流频率通常为50
Hz
B.如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点,则相邻两个计数点间的时间间隔是
0.08
s
C.如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏,则说明纸带的速度由小变大
D.电磁打点计时器接在220
V电源上,电火花计时器接在约8
V电源上
13.(多选)如图所示是A、B两个物体的速度图像,则下列说法正确的是( )
A.A、B两物体的运动方向一定相反
B.开头4
s内,A的速度一直小于B的速度
C.t=4
s时,A、B两物体的速度相同
D.t=4
s时,A、B两物体的速度大小相等、方向相反
14.(多选)如图所示,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,由b向c运动,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1
m/s
B.前2
s内的平均速度大小为
m/s
C.前4
s内的平均速率为0.5
m/s
D.前4
s内的平均速度大小为2
m/s
三、非选择题
15.光电计时器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。现利用图(乙)所示装置测量滑块的速度,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出。实验时,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2
s和4.0×10-3
s。滑块的宽度d=1.010
cm。
(1)滑块通过光电门1时的速度v1=
m/s,通过光电门2时的速度v2=
m/s。(结果均保留2位有效数字)?
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2时的 ,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将 的宽度减小一些。?
16.在一次海上军事演习上,一艘鱼雷快艇以30
m/s的速度追击前面同一直线上正在逃跑的敌舰。当两者相距L0=2
km时,以60
m/s的速度发射一枚鱼雷,经过t1=50
s,艇长通过望远镜看到了鱼雷击中敌舰爆炸的火光,同时发现敌舰仍在继续逃跑,于是马上发出了第二次攻击的命令,第二枚鱼雷以同样速度发射后,又经t2=30
s,鱼雷再次击中敌舰并将其击沉。第一枚鱼雷击中前后,敌舰逃跑的速度v1、v2分别为多大?
17.某物体沿一条直线运动:
(1)若前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间内的平均速度为v2,求全程的平均速度.
(2)若前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,全程的平均速度又是多少?
参考答案与解析
一、单项选择题
1.A
解析:遮光条经过光电门的遮光时间很短,所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度,即v===0.10
m/s.
2.D
解析:v是按比值定义法定义的物理量,与Δx、Δt无关,A错误;匀速直线运动是速度的大小和方向都不变的运动,B错误;速度是矢量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,C错误;速度的方向与物体运动的方向一致,D正确.
3.C
解析:甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、乙、丙不是做匀速运动,故A错误;丙纸带上的点迹最多,则所用时间最长,而且位移小,故平均速度最小,故B错误;甲、乙、丁上均有5个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平均速度最大,故C正确,D错误.
4.B
解析:因为不知道甲、乙的初始位置,所以无法判断在t1时刻甲和乙谁在前,A错误;由图可知,在t1时刻乙的速度大于甲的速度,故甲的速度比乙的小,B正确;甲的图线倾斜向上,速度正在增大,乙的图线倾斜向下,速度正在减小,C错误;甲、乙两物体的v
t图像都在时间轴的上方,速度均为正值,表示甲、乙两物体的运动方向均沿正方向,运动方向相同,D错误.
5.A
解析:由题图可以看出,该同学向左运动,故速度始终为负,在运动过程中,相邻位置间的距离先逐渐减小后逐渐增大,而频闪照相每次拍照的时间间隔相同,所以可知此人的速度先减小后增大,能大致反映该同学运动情况的速度—时间图像是选项A中的图像。
6.B
解析:由题意知甲、乙两人都做匀速直线运动,甲与乙的速度保持不变且v乙>v甲,在相等时间t0内x甲?t图像中,图线斜率表示速度,符合条件的图像是B
7.A.
解析:三个质点运动时间相同,位移相同,但路程不同,由=和′=知,三者平均速度相同,平均速率不同,故A正确,C错误;到达M点三者的瞬时速度方向不同,故B错误;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,故D错误.
8.C.
解析:自行车速度是逐渐增大的,无法确定它的瞬时速度,只能求出平均速度,第2
s内平均速度为
m/s=2
m/s;4
s内平均速度v=
m/s=2.5
m/s,故C正确,A、B、D错误.
9.B
解析:路程等于运动轨迹的长度,所以受试者的路程s=(5+5)×3
m=30
m,
平均速率:v==
m/s=4
m/s,
位移x=0,平均速度等于位移与时间的比值,则平均速度为零。故B正确,A、C、D错误。
10.D
解析:(1)设总时间为2t,则v===。
(2)设总位移为2x,则v′===,故选D。
二、多项选择题
11.ABD
解析:速度的定义式适用于任何运动,故A正确;v=是速度的定义式,速度v的大小与位移Δx和时间Δt无关,故B正确,C错误;速度是表示物体运动快慢及方向的物理量,故D正确。
12.AC
解析:打点计时器使用交流电,电磁打点计时器使用约8
V的低压交流电源;电火花计时器使用220
V交流电源,交流电源频率是50
Hz,可得相邻两计数点的时间间隔是0.1
s,所以,A正确,B、D错误,如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏,则说明纸带的速度由小变大,C正确。
13.BC
解析:由图可知,两物体的速度均沿正方向,运动方向相同,故A错误;0~4
s前A的速度一直小于B的速度,选项B正确;t=4
s时,两图像相交,表示A、B两物体的速度相同,故C正确,D错误。
14.AB
解析:质点每秒钟匀速移动1
m,故第2
s末瞬时速度大小为1
m/s,故A项正确;前2
s内的位移大小为x1=AB==
m=
m,平均速度==
m/s,故B项正确;前4
s内质点通过的路程为4
m,平均速率为1
m/s,在第4
s末到达C点,平均速度为2==
m/s=0.5
m/s,故C、D两项错误.
三、非选择题
15.(1)1.0 2.5 (2)平均速度 滑块
解析:(1)v1==≈1.0
m/s;v2==≈2.5
m/s。
(2)v1、v2实质上分别是滑块通过光电门1和2时的平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度减小一些。
16.【答案】20
m/s 10
m/s
解析:设鱼雷快艇的速度为v0,鱼雷的速度为v,当鱼雷快艇与敌舰相距L0=2
km时,发射第一枚鱼雷,t1=50
s
时击中敌舰,则有
(v-v1)t1=L0
即
(60
m/s-v1)×50
s=2
000
m
解得v1=20
m/s
击中敌舰时,鱼雷快艇与敌舰的距离为
L′=L0-(v0-v1)t1=1
500
m
设击中后敌舰的速度为v2,经t2=30
s,鱼雷再次击中敌舰,则有
(v-v2)t2=L′
即
(60
m/s-v2)×30
s=1
500
m
解得v2=10
m/s。
17.【答案】(1)(v1+v2) (2)
解析:(1)设全程所用的时间为t,则由平均速度的定义知
前一半时间内的位移为x1=v1·
后一半时间内的位移为x2=v2·
全程时间t内的位移为x=x1+x2=(v1+v2)
全程的平均速度为==(v1+v2).
(2)设全程位移为x,
由平均速度定义知
前一半位移所用时间为t1==
后一半位移所用时间为t2==
全程所用时间为t=t1+t2=+=
全程的平均速度为==.