初中人教版(2024)第一章 机械运动精品练习题
展开第一单元 机械运动
6.与速度有关的计算
[基础达标练]
知识点1 多过程问题
1.小明家离学校2km,他以5km/h的速度步行上学,出发5分钟后小明父亲发现小明的教科书忘记带上,立即以10km/h的速度沿小明上学的方向骑车去追小明;求:
(1)小明父亲经多少分钟能追上小明?
(2)如果小明父亲发现小明忘记带教科书的同时,小明也发现自己的教科书忘记带上并立即掉头返回,问小明与父亲在途中相遇时离学校多少千米(小数点后保留2位有效数字)?
知识点2 交通标志牌问题
2.如图所示,是小丽开车即将到达隧道口时所发现的交通标志牌。
(1)请你解释两标志牌上数字的含义;
(2)若匀速通过该隧道所用的时间为3min,你用两种不同的方法,通过计算判断小丽开车是否超速。
知识点3 火车时刻表问题
3.张吉怀高速铁路预计2021年底通车,让怀化人们去往张家界又多了一种出行方式。张吉怀高速铁路总长246km,设计最高速度为350km/h。假设通车后,小君和她家人从怀化坐高速列车去张家界旅游,若该次高速列车的平均速度为307.5km/h。求:
(1)小君和她家人经过多少分钟到达张家界;
(2)下表为目前怀化站到北京西站的K268次列车运行时刻表(部分),请比较,小君和她家人坐高速列车去张家界比坐K268次列车去张家界节省多少分钟。
知识点4 过桥(隧道)问题
(23-24八年级上·河南信阳·阶段练习)
4.甲、乙两地的距离是900千米,一列火车从甲地07:30出发开往乙地,途中停了几个车站,在当日16:30到达营地。火车行驶途中以144km/h的速度匀速通过长度为400m的桥梁,火车全部通过桥梁的时间是25s。
求:(1)火车从甲地开往乙地的平均速度是多少千米每小时?
(2)火车的长度是多少米?
(3)若列车进隧道前正对山崖匀速直线行驶,坐在车头的列车司机在某位置按下鸣笛声,直至听到回声的同时停止鸣笛,鸣笛时长3s,结果听到鸣笛回声时长只有2.1s,求列车行驶的速度为多少?
知识点5 回声测速、测距问题
5.如图,在高速公路上一辆轿车做匀速直线运动,在其正前方有一固定的超声波测速装置。该装置每隔1s发射一束超声波脉冲信号,每个脉冲信号持续时间极短,超声波遇到轿车后立即返回,返回信号被超声波测速装置接收,经过计算机处理自动计算出车速。如图是该测速装置连续发射和接收两次信号的波形图。已知发射第二个脉冲信号时第一个脉冲信号已被接收,超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据图像获得的信息计算:
(1)第一个脉冲信号和轿车相遇时,轿车距测速装置有多远?
(2)该轿车车速为多少?
[能力提升练]
6.2021年12月22日,常州发生4.2级地震,震源处同时产生并向各个方向发出P波和S波,P波的传播速度是,S波的传播速度是。常州市地震局于当日探测到P波、于当日探测到S波,问:
(1)地震局距离震源有多远?
(2)震源发生地震的时刻?
7.小雨乘车到沈阳旅游时,在某处高速公路上看到如图所示的标志牌.
(1)在不违反交通规则的前提下,小雨从此处到达沈阳至少需要多长时间?
(2)若小雨乘坐的汽车实际以108km/h的速度匀速行驶,汽车发动机的功率恒定为27kW,则行驶过程中汽车发动机的牵引力是多少?若在这段行程内该车消耗了4.5L的燃油,则该车发动机的效率是多大?(q燃油=4.0×107J/L)
8.汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故,其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现,司机从看到情况到踩刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离;从踩刹车到车停止,汽车还要前进一段距离,这段距离叫制动距离。如图所示:
下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车,在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。
(1)利用上表数据,算出该司机在第三种情况下(v=100km/h)的反应时间大约是 s;
(写出计算过程,保留两位小数)
(2)由这个测试可见, 是影响汽车制动距离的主要因素;
(3)若现在车速为100km/h,请在图中画出从司机看到情况开始计时,到汽车停止的这段时间内,汽车运动的v—t图像。(需准确描点)
( )
9.便捷的交通与互联网给人们出行带来了极大的方便,王爷爷带小孙子驾车到南昌西站,然后乘高铁去上海游玩迪士尼乐园,9:35开车出发,并看到路边如图所示的交通标志牌,此刻吩咐小孙子通过铁路12306网站查询列车时刻表,如图所示,求:
(1)在交通正常的情况下,依据以上信息并通过计算,爷孙俩最快能赶上哪一车次?
(2)该趟高铁运行的平均速度为多少km/h?
(2024·江苏宿迁·一模)
10.为提高车辆通行效率,人民路在某些时段推出“绿波通行”,即车辆在绿波路段一个路口遇到的是绿灯,按指示牌上的时速保持下去,那么就会一路绿灯畅行。问:
(1)若小明妈妈驾车经过人民路上相距1.2km的两个路口,用时180s,该车行驶的平均速度是多少?能否“绿波通行”?
(2)如图,花园口(起)与芙蓉路口(A)的距离为0.4km如果小明妈妈驾车沿人民路从花园口(起),若以绿波速度通行,最快多少分钟到电视塔(终)?
(23-24八年级下·广东汕尾·期中)
11.如图是小红同学乘出租车到达目的地时的车费发票,求:
(1)出租车行驶的平均速度多大?
(2)以该速度匀速行驶30分钟,行驶的路程是多少?
(23-24八年级上·内蒙古鄂尔多斯·阶段练习)
12.十一放假时,海玲乘动车从南京到北京游玩,下表为她乘坐列车运行时刻表的一部分。
根据列车运行时刻表回答下列问题:
(1)该列车从南京到北京全程的平均速度是多少?
(2)若列车从南京到徐州的平均速度为264km/h,则本次列车到达徐州站的时刻是多少?
(3)若列车以108km/h的速度通过南京长江大桥,已知南京长江大桥全长6172m,列车长128m,则列车完全通过大桥所需的时间是多少?
(4)当列车到达济南站后海玲坐在车厢中向另一列车厢观望(如图)。突然,觉得自己的列车开始缓缓地前进了,但是,“驶过”了旁边列车的车尾她才发现,实际上她乘坐的列车还停在站台上,而旁边的列车却向相反方向开去了。请用所学的物理知识解释海玲看到的现象?
(23-24八年级下·湖南长沙·开学考试)
13.潜艇部队经常开展鱼雷攻击敌方舰艇演练。某次演习的简化模型:敌舰沿直线MN匀速航行,潜艇隐蔽在Q点不动,Q到MN的距离QO=2000m。当敌舰到达距离O点800m的A点时,潜艇沿QO方向发射一枚鱼雷,正好在O点击中敌舰。敌舰因受鱼雷攻击,速度突然减为原来的一半,且立刻沿原运动方向做加速运动逃逸。此时潜艇立刻沿QB方向发射第二枚鱼雷,鱼雷在B点再次击中敌舰。测得OB=1500m,敌舰加速40秒行驶了300m后开始做匀速直线运动,不考虑海水速度的影响,为了方便分析潜艇和敌舰可视为一个点,鱼雷的速度大小恒为25m/s。求:
(1)敌舰第一次被击中前的速度;
(2)敌舰逃逸时的最大速度大小。
[高频考题实战练]
(23-24八年级下·广东茂名·期中)
14.超速行驶非常危险,高速公路上除了设置标识距离的指示牌,还有限制行车速度的指示牌如图1,小明一家利用周末到湛江玩,汽车在高速公路上行驶了一段时间,他看到了如图1所示标志。
(1)在不违规的前提下,若汽车以最快的速度行驶,从图1的标志牌到湛江至少需要多长时间?
(2)若先以图2所示的速度行驶60min,再以90km/h的速度到达湛江,则全程平均速度为多大?
(22-23八年级上·安徽亳州·期末)
15.目前,长沙地铁共6条运营线,分别为1~6号线。长沙市华益中学交通便利,紧邻两个地铁站(沙湾公园站和圭塘站),沙湾公园站是2号线和4号线换乘站,圭塘站是4号线和5号线换乘站,很多学生上下学选择乘坐地铁方便又快捷。家住赤岗岭地铁站旁的小益每天乘坐地铁4号线上学,从赤岗岭站坐到沙湾公园站仅需8min,地铁行驶的平均速度为72km/h,沙湾公园地铁站距离华益中学720m,小益快速步行6min可到达,求:
(1)地铁从赤岗岭站到沙湾公园站的运行路程;
(2)小益从沙湾公园地铁站快速步行至华益中学的平均速度;
(3)小益也可以选择在圭塘地铁站下,这样地铁仅需6min分钟,圭塘地铁站距离华益中学900m,若小益快速步行的速度不变,请你帮助小益分析选择在哪一站下车后至学校的时间更短。
站名
到达时间
开车时间
怀化
始发站
09:08
吉首
10:38
10:44
张家界
12:29
12:40
……
……
……
原行驶速度v/km·h-1
反应距离s1/m
制动距离s2/m
60
11
20
80
15
34
100
19
54
车次
南昌西开
上海虹桥到
运行距离
G1346
09:43
13:18
780km
G1386
10:05
13:59
780km
G1348
10:26
13:41
780km
站名
南京
徐州
泰安
济南
北京
到站时间
11:23
11:42
13:15
发车时间
9:15
11:25
11:45
路程/km
330
558
617
1024
参考答案:
1.(1)5min;(2)小1.72km.
【详解】试题分析:(1)由v=s/t可得,小明行驶的路程,s1=v1(t0+t),①;小明父亲行驶的路程等于小明行驶的路程,s2=s1=v2t,②;由①②可得,v1(t0+t),=v2t,5km/h×(5×1/60h+t)=10km/ht,解得:t=1/12h=5min;(2)由v=s/t可得,出发5min小明通过的路程,s=v1t0=5km/h×5×1/60h=5/12km;小明和他父亲相向而行时的速度:v=v1+v2=5km/h+10km/h=15km/h;由v=s/t可得,小明和他父亲相向而行时相遇的时间:t′===h;小明父亲通过的路程:s2′=v2t′=10km/h×1/36h=5/18km≈0.28km;小明与父亲在途中相遇时离学校距离:s″=s总﹣s2′=2km﹣0.28km=1.72km.
【考点定位】速度公式及其应用
2.(1)见解析;(2)没有超速
【详解】(1)“80”表示汽车通过隧道时,限制最大速度不能超过80km/h。
“3600”表示该隧道全长3600m。
(2)汽车的速度
v=
小丽开车没有超速。
答:(1)“80”表示限制最大速度不能超过80km/h,“3600”表示该隧道全长3600m;
(2)小丽开车没有超速。
3.(1)48min;(2)153min
【详解】解:(1)由 得,小君和她家人到达张家界所用的时间
(2)坐K268次列车去张家界用的时间
小君和她家人坐高速列车去张家界比坐K268次列车去张家界节省的时间
答:(1)小君和她家人经过48分钟到达张家界;
(2)小君和她家人坐高速列车去张家界比坐K268次列车去张家界节省153分钟。
4.(1)100;(2)600;(3)850m/s
【详解】解:(1)火车从甲地开往乙地的平均速度是
(2)由得,火车与隧道的长度为
火车的长度是
(3)由得
则
答:(1)火车从甲地开往乙地的平均速度是100千米每小时;
(2)火车的长度是600米;
(3)若列车进隧道前正对山崖匀速直线行驶,坐在车头的列车司机在某位置按下鸣笛声,直至听到回声的同时停止鸣笛,鸣笛时长3s,结果听到鸣笛回声时长只有2.1s,求列车行驶的速度为850m/s。
5.(1) 51m;(2) 37.8m/s
【详解】(1)由图知,测速装置第一次发出、接收脉冲信号用的时间为0.5s,则测速装置发出的脉冲信号从汽车处返回到测速装置所用时间为
由得第一个脉冲信号和轿车相遇时轿车到测速装置的距离为
(2)由图知,测速装置第二次发出、接收脉冲信号用的时间为,则测速装置发出的脉冲信号从汽车处返回到测速装置所用时间为
由得第二个脉冲信号和轿车相遇时轿车到测速装置的距离为
轿车在两次与脉冲信号相遇的过程中,行驶的距离为
由图知,轿车收到两次信号的时间间隔是
轿车行驶速度为
答:(1)第一个脉冲信号和轿车相遇时,轿车距测速装置有;
(2)该轿车车速为。
6.(1);(2)21h46min05s
【详解】(1)假设地震位置离地震局距离为s,由题意可知常州市地震局于当日21h46min07s探测到P波、于当日21h46min09s探测到S波,说明走同样的距离s,S波用时比P波多2秒,故可得
解得
(2)地震位置离地震局距离为,根据P波的传播速度是可得P波传递到地震局所需时间
根据P波传递到地震局的时间为21h46min07s,可知地震发生的时间为21h46min05s。
答:(1)地震局距离震源有1.4×104;
(2)震源发生地震的时刻21h46min05s。
7.(1)0.5h(2)900N;30%
【详解】(1)标志牌上的“120”是指:此路段限速120km/h;60km意思是:此处到沈阳的距离是60km;则在不违反交通规则的前提下,小雨从此处到达沈阳的最短时间为:
(2)由题意知汽车的速度:
因为
可得汽车的牵引力为:
则在这段行程内该车所用时间为:
由可得,发动机的牵引力所做的功:
W=Pt=27000W×2000s=5.4×107J
燃油燃烧释放的热量为:
Q=Vq=4.5L×4.0×107J/L=1.8×108J
该车发动机的效率为:
.
答:(1)至少需要0.5h;
(2)汽车发动机的牵引力是900N;该车发动机的效率是30%
8. 0.67s 速度
【分析】(1)在反应时间内汽车仍以原行驶速度行驶,根据公式将反应距离和原行驶速度代入即可求出驾驶员的反应时间,但要注意行驶速度的单位用国际单位制单位。
(2)分析三次测试的制动距离和对应的行驶速度,找到制动距离和行驶速度的关系。
(3)汽车的刹车过程分为反应距离和制动距离,反应距离内汽车以原行驶速度匀速行驶,制动距离内汽车受到摩擦力作用均匀减速,最后停止运动,根据规律作出大致的v—t图像。
【详解】(1)[1]根据第一组数据反应时间
根据第二组数据反应时间
根据第三组数据反应时间
该司机的反应时间是
(2)[2]从表格中数据可以看出,三次测试中,随着行驶速度的增大,刹车距离随着增大,所以影响制动距离的主要因素是行驶速度。
(3)[3]若现在车速为100km/h,司机看到情况开始计时,到汽车停止的这段时间内,汽车运动的v—t图像如图所示:
9.(1)G1348;(2)240
【详解】(1)由图知,s=30km,限速v=60km/h,由得,驾车到南昌西站所用的最少时间
爷爷9:35开车出发,经过30min后到达南昌西站的时间为10:05,由于到站时火车G1386正好出发,根据实际情况,爷孙俩只能上G1348车次;
(2)根据列车时刻表可得,乘坐G1348到达上海虹桥站所用时间
t′=13:41-10:26=3h15min=3.25h
总路程s′=780km,所以高铁运行的平均速度
答:(1)在交通正常的情况下,爷孙俩最快能赶上G1348车次;
(2)该趟高铁运行的平均速度为240km/h。
10.(1)24km/h,不能;(2)1.8min
【详解】解:(1)该车行驶的平均速度
由指示牌可知,绿波速度为50~55km/h,而
因此不能“绿波通行”。
(2)由图可知,花园口到电视塔的距离约为
绿波速度最快为
需要的最短时间为
答:(1)该车行驶的平均速度是24km/h,不能“绿波通行”;
(2)以绿波速度通行,最快1.8分钟到电视塔。
11.(1)72km/h;(2)36km
【详解】解:(1)由车费发票可知,出租车行驶的路程为,行驶的时间为
则该出租车的平均速度为
(2)以该速度匀速行驶30分钟,行驶的路程为
答:(1)出租车行驶的平均速度为72km/h;
(2)以该速度匀速行驶30分钟,行驶的路程是36km。
12.(1)256km/h;(2)10:30;(3)210s;(4)见解析
【详解】解:(1)列车从南京到北京所用的时间为
t=13:15﹣9:15=4h
则列车由南京到北京的平均速度为
(2)列车从南京到徐州所用的时间为
所以,列车到达徐州站的时刻为
9:15+75min=10:30
(3)列车完全通过大桥行驶的路程为
s总=L车+L桥=128m+6172m=6300m
则列车完全通过大桥需要时间为
(4)运动和静止具有相对性。所选的参照物不同,以对向行驶过来的列车为参照物,相对位置变化,会觉得自己的列车开始缓慢前进;以站台为参照物,相对位置不变,则觉得乘坐的列车还停在站台上。
答:(1)该列车从南京到北京全程的平均速度是256km/h;
(2)若列车从南京到徐州的平均速度为264km/h,则本次列车到达徐州站的时刻是10:30;
(3)若列车以108km/h的速度通过南京长江大桥,已知南京长江大桥全长6172m,列车长128m,则列车完全通过大桥所需的时间是210s;
(4)见解答。
13.(1)10m/s;(2)20m/s
【详解】解:(1)鱼雷从Q到O所用的时间和敌舰运动到O点时间相同,根据速度变形公式有
敌舰第一次被击中前的速度
(2)根据数学知识可知
敌舰加速40秒行驶了300m,此时敌舰逃逸时的速度最大,后开始做匀速直线运动,匀速直线通过的距离为
s匀速=1500m-300m=1200m
潜艇立刻沿QB方向发射第二枚鱼雷在O点击中敌舰所用时间为
即敌舰从O运动到B点的时间为100s,敌舰逃逸时做匀速直线运动的速度,即敌舰逃逸时的最大速度为
答:(1)敌舰第一次被击中前的速度为10m/s;
(2)敌舰逃逸时的最大速度为20m/s。
。
14.(1)1.1h;(2)
【详解】解:(1)从图中可知,“湛江110km”表示标示牌距湛江110km;“100”是限速,即汽车此时的最大时速不能超过100km/h。汽车以最快的速度行驶,从标志牌到太原需要的时间为
(2)图2所示的速度80km/h,若先以图2所示的速度行驶60min,行驶的距离为
剩下路程所用的时间为
则全程平均速度为
答:(1)若汽车以最快的速度行驶,从图1的标志牌到湛江至少需要1.1h;
(2)全程平均速度为。
15.(1)9.6km;(2)2m/s;(3)圭塘站
【详解】解:(1)由可知,地铁从赤岗岭站到沙湾公园站的运行路程为
(2)由可知,小益从沙湾公园地铁站快速步行至华益中学的平均速度为
(3)由可知,小益从圭塘地铁站到学校的时间为
小益从沙湾公园站下车再步行至学校的总时间为
t=8min+6min=14min
小益从圭塘站下车再步行至学校的总时间为
t′=6min+7.5min=13.5min
由于t>t′,所以小益选择在圭塘站下车后到校时间更短。
答:(1)地铁从赤岗岭站到沙湾公园站的运行路程为9.6km;
(2)小益从沙湾公园地铁站快速步行至华益中学的平均速度为2m/s;
(3)小益选择在圭塘站下车后到校时间更短。
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