物理必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度当堂达标检测题

这是一份物理必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度当堂达标检测题，共12页。试卷主要包含了1 m/s，00－24等内容，欢迎下载使用。

知识点1平均速度和瞬时速度
1.[2023·湖南隆回一中高一上月考](多选)关于速度的定义式v＝ eq \f(Δx,Δt)，以下说法正确的是( )
A．速度v与位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比
B．速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C．一段时间内物体的位置不变化，则这段时间内物体速度为零
D．v1＝2 m/s，v2＝－3 m/s，因为2>－3，所以v1>v2
2．[2023·广东省深圳市高一期末]如图所示，为高速摄像机拍摄的手枪子弹射过鸡蛋的照片，已知子弹穿过鸡蛋的时间大约为6×10－4 s，鸡蛋的长度约为5 cm，试估算子弹穿过鸡蛋的平均速度大小最接近( )
A．10 m/s B．100 m/sC．1 000 m/s D．10 000 m/s
3．下列实例中的“速度”为瞬时速度的是( )
A．100 m短跑中，运动员冲过终点时的速度为16 m/s
B．动车在“成都东到天府国际机场”这一路段行驶的速度是170 km/h
C．汽车以100 km/h的速度通过长江大桥
D．物体在第2秒内运动的速度为100 m/s
4．[2023·黑龙江省齐齐哈尔市高一期中]用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度．如图所示，已知遮光条的宽度为3.0 cm，滑块在牵引力的作用下通过光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过光电门的时间为Δt＝0.03 s，则滑块通过光电门时的速度大小( )
A．100 m/s B．10 m/s
C．1 m/s D．0.1 m/s
5．[2023·安徽省黄山市高一检测](多选)如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹运动所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s，下列说法正确的是( )
A．物体在AB段的平均速度大小为1 m/s
B．物体在ABC段的平均速度大小为 eq \f(\r(5),2) m/s
C．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D．物体在B点的速度等于ABC段的平均速度
6．我们想知道一个自行车运动员在通过公交站牌这个位置时的瞬时速度．观测者从自行车前轮到达站牌下方开始计时，在前0.2 s内自行车的位移是1 m，前1.0 s内自行车的位移是9 m，前2.0 s内自行车的位移是20 m.
(1)请你分别求出三个时间段自行车的平均速度的大小．
(2)三个平均速度哪一个更接近自行车通过站牌时的瞬时速度？
知识点2平均速度和平均速率
7.[2023·湖南省邵阳市高一期末]小雨同学从五楼楼梯口下到其正下方一楼楼梯口用了60 s，已知每层楼的高度为3 m，则下列说法错误的是( )
A．小雨下楼过程中的位移大小为12 m
B．小雨的平均速度大小为0.2 m/s
C．小雨的平均速率为0.2 m/s
D．由于不知道楼道的总长度，无法求出小雨的平均速率
8.[2023·广东省江门市高二期末]一辆电动出租汽车从江门市A地到B地行驶的路线图如图所示．导航地图从A地到B地的直线距离为12 km，实际里程表指示的里程数比直线距离多了8 km，实际从A地到B地用时30 min，下列说法正确的是( )
A．整个过程中汽车的位移大小为20 km
B．整个过程中汽车的路程为20 km
C．整个过程中汽车的平均速度大小为40 km/h
D．无法确定汽车从A地到B地的平均速度的方向
9．[2023·广东省广州市期末](多选)小明同学绕周长为400 m的圆周慢跑一圈，回到出发点，总共用时200 s，下列说法正确的有( )
A．小明跑过的路程为400 m
B．小明的位移大小为400 m
C．小明慢跑的平均速率为2 m/s
D．小明慢跑的瞬时速率为2 m/s
10.[2023·山东潍坊高一联考]如图所示，“五米三向折返跑”是一项测试人身体素质的运动．测试时，受试者听到口令后起跑，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，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，该受试者在测试的全程中平均速率、平均速度的大小分别为( )
A．2 m/s，0 B．4 m/s，0
C．2 m/s，4 m/s D．4 m/s，4 m/s
[答题区]
11.如图所示，某质点从边长AB＝3 m、BC＝4 m的矩形上的A点开始，沿逆时针方向匀速率运动，在5 s内运动了矩形周长的一半到达C点．
(1)求5 s内质点的位移和路程．
(2)求5 s内质点的平均速度和平均速率．
知识点3测量纸带的平均速度和瞬时速度
12.[2023·湖南省常德市检测]某同学用如图甲所示的装置测定匀加速直线运动的加速度，打出的一条纸带如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s.
(1)电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于________．
A．交流电压的高低
B．交流电的频率
C．墨粉纸盘的大小
D．纸带的长度
(2)实验时纸带的________(选填“左”或“右”)端是和小车相连的．
(3)打点计时器打下C点时小车的速度大小为________ m/s.
13．[2023·山东省潍坊市高一检测]打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题：
(1)电磁式打点计时器使用的电源为________(选填“交流”或“直流”)电源，电火花式打点计时器使用的电源为________(选填“交流”或“直流”)电源打点的时间间隔为0.02 s．
(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是________．
A．先接通电源，后让纸带运动
B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源
D．先让纸带运动或先接通电源都可以
(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动．下图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出．已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.
①小车连接在纸带的________(选填“左端”或“右端”)；
②图中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝________ s；
③计算在打下B点时小车的瞬时速度为vB＝________ m/s(速度计算结果保留三位有效数字)；
④如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，频率从50 Hz变成了60 Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50 Hz进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比________．(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
促思提能训练
1．[2023·上海市奉贤区高一期末]下列说法中正确的是( )
A．扣动扳机后0.01 s，子弹以800 m/s的平均速度射出枪口
B．汽车在驶过路旁电线杆时的瞬时速度是36 km/h
C.运动员以10 m/s的瞬时速度完成最后20 m的冲刺
D．在7：00到7：30这段时间里，汽车以15 m/s的瞬时速度向乙站行驶
2．[2023·山东省潍坊市高一检测]一小球在水平桌面上做减速直线运动，且速度随时间均匀减小．用照相机对着小球每隔0.1 s拍照一次，得到一幅频闪照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示，已知照片与实物的比例为1∶10，则( )
A．图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是2 m/s
B．图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是0.2 m/s
C．图中对应的小球通过8 cm距离内的平均速率是0.2 m/s
D．图中对应的小球通过8 cm位置时的速率大约为2 m/s
3.
[2023·湖南省常德市检测]如图为太极练功场示意图，半径为R的圆形场地由“阳鱼(白色)”和“阴鱼(深色)”构成，O点为场地圆心．其内部由两个圆心分别为O1和O2的半圆弧分隔．某晨练老人从A点出发沿“阳鱼”和“阴鱼”分界线走到B点，用时为t，下列说法正确的是( )
A．t指的是走到B点的时刻
B．老人的位移为 eq \f(1,2)πR
C．老人的平均速度为 eq \f(2R,t)
D．老人的平均速率为 eq \f(πR,2t)
4．[2023·江苏省南通市高一期末]如图所示，小球从距地面5 m高处落下，被地面反向弹回后，在距地面2 m高处被接住，此过程的总时间为2 s，则这一过程中的平均速度大小为( )
A．1 m/s B．1.5 m/sC．2.5 m/s D．3.5 m/s
5.[2023·河南省平顶山市高一期末](多选)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边上的中点A，由A向c运动，如图所示，A、B、C、D分别是bc，cd，da，ab边的中点，则下列说法中正确的是( )
A．第2 s末的瞬时速度大小为1 m/s
B．前2 s内的平均速度大小为 eq \f(\r(2),2) m/s
C．前4 s内的平均速度大小为0.5 m/s
D．前2 s内的平均速度大小为2 m/s
6.[2023·江西省上饶市高一期末]A、B两物体从同一点(原点)开始做直线运动，A、B两物体的位移—时间图像如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．A、B两物体同时从原点出发
B．A比B晚出发2 s
C．A的速度比B的速度大
D．A、B两物体在距原点20 m处相遇
7．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递速度为3.4×102 m/s，小汽车在这段时间的运动视为匀速运动，根据上述条件可知( )
A．小汽车向超声波测速仪运动，速度为17.9 m/s
B．小汽车向超声波测速仪运动，速度为17.0 m/s
C．小汽车背离超声波测速仪运动，速度为17.9 m/s
D．小汽车背离超声波测速仪运动，速度为17.0 m/s
8.[2023·河南省周口高一检测](多选)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段的运动方向相反
B．CD段和DE段的运动方向相反
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
9．甲、乙两辆汽车同时从同一地点出发，沿平直的轨道前进，整个过程中汽车甲的平均速度为12 m/s，汽车乙前一半路程的平均速度为10 m/s，结果两汽车同时到达目的地．则汽车乙后一半路程的平均速度大小为( )
A．14 m/s B．15 m/s
C．16 m/s D．18 m/s
[答题区]
10.[2023·辽宁省沈阳市高一期中]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.(结果保留两位有效数字)
(2)要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度________一些．(填“增加”或“减小”)
11．一质点在x轴上运动，在t0＝0时质点处于位置x0＝0，然后质点沿x轴正方向运动，在t1＝2 s时质点处于位置x1＝10 m，此后质点沿x轴负方向运动，在t2＝4 s时质点处于位置x2＝－10 m，求：
(1)质点在0～4 s内的平均速率．
(2)后2 s内质点的平均速度．
12.[2023·广东省揭阳市高一期中]如图所示，一质点沿半径r＝20 cm的圆周自A点出发沿逆时针方向匀速率运动，在2 s内运动 eq \f(3,4)圆周到达B点，π取3， eq \r(2)取1.4，求：
(1)质点的位移x和路程s；
(2)质点平均速度的大小v和平均速率v率．
3．位置变化快慢的描述——速度
知识点分组练
1．答案：BC
解析：速度v＝eq \f(Δx,Δt)是一个比值定义式，该公式只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来计算，并不是说v与Δx成正比，与Δt成反比，故A错误，B正确；一段时间内物体的位置不变化，即物体静止，则这段时间内物体速度为零，故C正确；速度是矢量，正、负号只表示方向，绝对值才表示大小，故D错误．
2．答案：B
解析：鸡蛋的长度约为5cm，子弹本身长度约为1cm，子弹穿过鸡蛋所通过的位移x＝5cm＋1cm＝6cm，所以子弹穿过鸡蛋的平均速度v＝eq \f(x,t)＝eq \f(6×10－2,6×10－4)m/s＝100m/s，B正确．
3．答案：A
解析：100m短跑中，运动员冲过终点时的速度为16m/s，指的是瞬时速度，A正确；动车在“成都东到天府国际机场”这一路段行驶的速度是170km/h，指的是平均速率，B错误；汽车以100km/h的速度通过长江大桥，指的是平均速率，C错误；物体在第2秒内运动的速度为100m/s，指的是平均速度，D错误．
4．答案：C
解析：由速度的定义v＝eq \f(Δs,Δt)可得，滑块通过光电门时的速度大小为v＝eq \f(d,Δt)＝eq \f(3.0cm,0.03s)＝eq \f(0.03m,0.03s)＝1m/s，C正确．
5．答案：ABC
解析：物体在AB段的位移为1m，物体在AB段的平均速度大小为v＝eq \f(x,t)＝1m/s，A正确；物体在ABC段的位移大小为x′＝eq \r(12＋22)m＝eq \r(5)m，物体在ABC段的平均速度大小为v′＝eq \f(x′,t′)＝eq \f(\r(5),2)m/s，B正确；根据公式v＝eq \f(x,t)可知，当物体位移无限小，时间无限短时，物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度，位移越小，平均速度越能代表某点的瞬时速度，故AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度，C正确；物体在B点的速度方向与ABC段的平均速度方向不相同，D错误．
6．答案：(1)5m/s 9m/s 10m/s (2)5m/s
解析：(1)自行车在三段时间内的平均速度分别为
前0.2s内，v1＝eq \f(x1,t1－t0)＝eq \f(1m,0.2s)＝5m/s；
前1.0s内，v2＝eq \f(x2,t2－t0)＝eq \f(9m,1.0s)＝9m/s；
前2.0s内，v3＝eq \f(x3,t3－t0)＝eq \f(20m,2.0s)＝10m/s.
(2)虽然这三个平均速度都不是运动员骑自行车通过站牌时的瞬时速度，但比较而言，v1更接近自行车通过站牌时的瞬时速度．原因是位移越小(或时间越短)，这段位移(或时间)内自行车的速度变化就越小，所以利用位移x1所求得的平均速度最接近自行车通过站牌时的瞬时速度．
7．答案：C
解析：每层楼的高度为3m，则五楼到一楼下降的高度为3×4＝12m，故小雨的平均速度大小为＝eq \f(x,t)＝eq \f(12,60)＝0.2m/s，A正确，B正确；由于不知道楼道的总长度，无法求出路程，故无法求出小雨的平均速率，C错误，D正确．
8．答案：B
解析：位移大小是起点到终点有向线段的长度，发生的位移大小为12km，A错误；路程是运动轨迹的长度，整个过程中汽车的路程为20km，B正确；平均速度等于位移与时间的比值，所以平均速度大小为＝eq \f(x,t)＝eq \f(12,0.5)km/h＝24km/h，方向由A指向B，C、D错误．
9．答案：AC
解析：在田径场绕400m环形跑道跑了一圈，首末位置重合，则位移的大小为0，路程等于400m，A正确，B错误；根据平均速率等于路程与时间的比值可知小明慢跑的平均速率为v＝eq \f(s,t)＝eq \f(400,200)m/s＝2m/s，由于小明运动情况不知，无法求出小明慢跑的瞬时速率，选项C正确，D错误．
10．答案：B
解析：平均速率等于路程与时间的比值，v＝eq \f(30m,7.5s)＝4m/s；平均速度等于位移与时间的比值，＝0.
11．答案：(1)5m，方向由A指向C 7m
(2)1m/s，方向由A指向C 1.4m/s
解析：(1)位移大小AC＝eq \r(AB2＋BC2)＝5m，方向由A指向C.
路程s＝AB＋BC＝7m
(2)由平均速度公式得＝eq \f(AC,t)＝1m/s，方向由A指向C.
由平均速率公式得′＝eq \f(s,t)＝1.4m/s.
12．答案：(1)B (2)左 (3)0.3
解析：(1)电火花打点计时器的周期为T＝eq \f(1,f)，所以打点周期取决于交流电的频率，B正确．
(2)实验时，小车做匀加速直线运动，小车的速度越来越大，所以纸带上的点迹越来越疏，所以纸带的左端和小车相连．
(3)根据匀变速直线运动的推论可得vC＝eq \f(BD,2T)＝eq \f(（84.00－24.00）×10－3,2×0.1)m/s＝0.3m/s.
13．答案：(1)交流 交流 (2)A (3)①左端 ②0.1 ③0.376 ④偏小
解析：(1)电磁式打点计时器使用的电源为交流电源，电火花式打点计时器使用的电源为交流电源．
(2)为了打点稳定并且有效利用纸带，在实验时应先接通电源，打点稳定后再让纸带运动，A正确．
(3)①纸带做加速运动，在相等时间内通过的位移逐渐增大，故小车连接在纸带的左端；②打点计时器的工作频率为50Hz，每隔t＝eq \f(1,f)＝eq \f(1,50)s＝0.02s打一次点，每相邻两计数点之间还有4个点未画出，会有5个时间间隔，故相邻两计数点的时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s.
③根据匀变速直线运动推论，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则在打下B点时小车的瞬时速度为vB＝eq \f(xAC,2T)，代入数据解得vB≈0.376m/s.
④根据v＝eq \f(Δx,Δt)可知若频率从50Hz变成了60Hz，但仍按50Hz处理，则时间偏大，速度计算出来偏小．
促思提能训练
1．答案：B
解析：800m/s是子弹射出枪口时的瞬时速度，A错误；36km/h是汽车驶过路旁电线杆时的瞬时速度，B正确；10m/s是运动员完成最后20m的冲刺的平均速度，C错误；15m/s是汽车在7：00到7：30这段时间里向乙站行驶平均速度，D错误．
2．答案：A
解析：四段间隔共8cm，则实际位移为8×10cm＝80cm＝0.8m，对应时间为0.4s，故平均速度为＝eq \f(x,t)＝eq \f(0.8,0.4)m/s＝2m/s，图中对应的小球通过8cm距离内的平均速率等于平均速度的大小，即为2m/s，A正确，B、C错误；根据中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度得图中对应的小球通过6cm位置时的速率为v＝eq \f(x,t)＝eq \f(0.75－0.35,0.2)m/s＝2m/s，图中对应的小球通过8cm位置时的速率小于2m/s，D错误．
3．答案：C
解析：用时为t，可知t指的是人从A走到B点的时间间隔，A错误；位移大小指始位置指向末位置的有向线段的长度，则老人的位移为2R，B错误；老人的平均速度为＝eq \f(Δx,Δt)＝eq \f(2R,t)，C正确；路程s＝2π·eq \f(R,2)＝πR，平均速率为′＝eq \f(s,t)＝eq \f(πR,t)，D错误．
4．答案：B
解析：以向下为正方向，小球2s内的位移为3m，则平均速度大小为＝eq \f(Δx,Δt)＝1.5m/s，B正确．
5．答案：ABC
解析：由题意，质点每秒钟匀速移动1m，在第2s末在B点，瞬时速度大小是1m/s，A正确；前2s物体从A经c到B，位移为eq \r(2)m，故平均速度＝eq \f(xAB,t1)＝eq \f(\r(2),2)m/s，B正确，D错误；前4s物体运动到C点，位移为2m，故平均速度大小为＝eq \f(xAC,t2)＝eq \f(2m,4s)＝0.5m/s，C正确．
6．答案：D
解析：根据题意，由图可知，B比A晚出发2s，A、B错误；根据xt图像中，斜率表示速度，由图可知，B的速度大于A的速度，C错误；根据题意，由图可知，两物体在t＝4s均到达x＝20m处，即A、B两物体在距原点20m处相遇，D正确．
7．答案：A
解析：第一次超声波接触小车时测速仪与小车的距离x1＝eq \f(vt1,2)＝170m，第二次测速仪与小车的距离x2＝eq \f(v（t2－t1）,2)＝153m，汽车前进距离x＝170m－153m＝17m，因此是向着测速仪前进；经过的时间t＝eq \f(1.0,2)s＋eq \f(0.9,2)s＝0.95s，所以汽车的速度v＝eq \f(x,t)＝eq \f(17,0.95)m/s≈17.9m/s，A正确．
8．答案：BC
解析：由图可知，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，即CD段和DE段的运动方向相反，A错误，B、C正确；由图可知，AB段物体的速度为v＝5m/s，D错误．
9．答案：B
解析：两车从同一地点同时出发，同时到达目的地，则两车的平均速度相同，则乙车的平均速度为12m/s，设两地距离为2x，则＝eq \f(2x,\f(x,v1)＋\f(x,v2))，即12＝eq \f(2x,\f(x,10)＋\f(x,v2))，解得v2＝15m/s，B正确．
10．答案：(1)1.0 2.5 (2)减小
解析：(1)滑块通过光电门1时的速度v1＝eq \f(d,t1)＝eq \f(1.010×10－2,1.0×10－2)m/s≈1.0m/s；滑块通过光电门2时的速度v2＝eq \f(d,t2)＝eq \f(1.010×10－2,4.0×10－3)m/s＝2.5m/s.
(2)由极限思想可知，要使平均速度更接近于瞬时速度，滑块的宽度应减小一些．
11．答案：(1)7.5m/s (2)－10m/s，沿x轴负方向
解析：(1)质点在0～4s内的路程为s＝|x1＋x0|＋|x2－x1|＝30m，
质点在0～4s内的平均速率为＝eq \f(s,t)＝eq \f(30,4)m/s＝7.5m/s.
(2)后2s内质点的位移为x＝x2－x1＝－10m－10m＝－20m，
后2s内质点的平均速度为′＝eq \f(x,t′)＝eq \f(－20,2)m/s＝－10m/s，
故后2s内质点的平均速度大小为10m/s，方向沿x轴负方向．
12．答案：(1)0.28m，方向由A点指向B点 0.9m (2)0.14m/s 0.45m/s
解析：(1)质点的位移是由A点指向B点的有向线段，则位移大小为线段AB的长度．
由题图中几何关系可知位移大小x＝eq \r(2)r＝0.28m，
方向由A点指向B点，质点的路程为运动轨迹的长度，则
s＝eq \f(3,4)×2πr＝eq \f(3,4)×2π×20cm＝0.9m.
(2)根据平均速度的定义得v＝eq \f(Δx,Δt)＝0.14m/s，
根据平均速率的定义得v率＝eq \f(s,t)＝0.45m/s.
题号
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答案
题号
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答案