物理必修 第一册第一章 运动的描述第三节 速度课时作业

第三节　速度

基础过关练

题组一　认识速度

1.(多选)下列关于速度的说法中,正确的是 (　　)

A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快

B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化大

C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大

D.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

2.(多选)关于速度,下列说法正确的是 (　　)

A.速度是表示物体运动快慢和方向的物理量

B.速度是矢量,正负表示大小,所以-5 m/s<4 m/s

C.由速度公式v=可知,v与位移s成正比,与时间t成反比

D.速度公式v=是定义式,此公式普遍适用

3.关于速度的定义式v=,下列说法正确的是 (　　)

A.s是指t时间内通过的路程

B.v与s成正比,与t成反比

C.当t非常小时,v对应的是瞬时速度

D.此公式中的v只能表示平均速度

题组二　平均速度和瞬时速度

4.(多选)关于速度,下列说法正确的是 (　　)

A.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量

B.平均速度就是速度的平均值,它只有大小,没有方向,是标量

C.汽车上的车速表是用来测量汽车平均速度大小的仪器

D.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫作瞬时速度,它是矢量

5.(2021山东青岛高一上期中)(多选)关于瞬时速度和平均速度,下列说法中正确的是              (　　)

A.平均速度越大,瞬时速度就越大

B.极短时间内的平均速度可认为等于瞬时速度

C.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

D.若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度都为零

6.(2020甘肃兰州一中高一上期中)下列表述中,所指的速度为平均速度的是(　　)

A.子弹射出枪口时的速度为800 m/s

B.一辆公共汽车沿平直公路从甲站行驶到乙站,全过程的速度为40 km/h

C.某段高速公路限速为90 km/h

D.小球在第3 s末的速度为6 m/s

7.将一小球竖直向上抛出,经时间t回到抛出点,此过程中上升的最大高度为h。在此过程中,小球运动的路程、位移和平均速度分别为(　　)

A.路程2h、位移0、平均速度

B.路程2h、位移0、平均速度0

C.路程0、位移2h、平均速度0

D.路程2h、位移h、平均速度

8.(2021江苏连云港高一上期末)连云港火车站站前人民路隧道(视为平直)建成后,方便了车辆的通行,该隧道全长约1 150 m,该隧道使用区间测速,限速为50 km/h。一司机驾车通过该隧道用时92 s,并以15 m/s的速度离开隧道,则下列说法正确的是              (　　)

A.该车通过隧道超速

B.该车通过隧道的平均速度大小是45 km/h

C.该车通过隧道的平均速度大小是12.5 km/h

D.该车通过隧道的瞬时速度大小不得超过50 km/h

9.一辆汽车在平直的公路上行驶了240 km,通过前半段位移的平均速度为40 km/h,通过后半段位移的平均速度为60 km/h,问汽车在行驶的全程中:

(1)所用的时间是多少?

(2)平均速度是多少?

题组三　平均速度与平均速率

10.(2020辽宁沈阳二中高一上月考)下列关于平均速度、平均速率的说法错误的是(　　)

A.物体做直线运动时,平均速率一定等于平均速度的大小

B.对运动物体而言,某段时间内的平均速率不可能为零

C.匀速直线运动的速度大小、方向都不变

D.平均速度的方向就是位移方向

11.(2020广东北师大珠海分校附属外国语学校高一上期中)三个质点A、B、C同时从N点出发,同时到达M点,三质点的运动轨迹如图所示,下列说法正确的是              (　　)

A.三个质点从N到M的平均速度相同

B.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同

C.三个质点到达M点的速率一定是A的大

D.三个质点从N到M的平均速率相同

12.(2021广东深圳南头中学高一上期中)A、B、C三物体同时出发做直线运动,它们的运动情况如图所示。在前20 s内,它们的平均速率的关系正确的是              (　　)

A.>=　　　B.==

C.>>　　　D.=>

13.(2021安徽安庆高一上期中)(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边的中点A,向c运动,如图所示,A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点,则下列说法正确的是              (　　)

A.第2 s末的瞬时速度为1 m/s

B.前2 s内的平均速度为 m/s

C.前4 s内的平均速率为0.5 m/s

D.前2 s内的平均速度为2 m/s

14.如图所示,小球从距地面h=15 m的位置,在t=0时刻竖直向上抛出,经1 s小球上升到距抛出点H=5 m的最高处,之后开始竖直回落,经过2 s到达地面。求:

(1)全过程的平均速率;(可以用分数表示)

(2)全过程的平均速度大小和方向。

题组四　速度-时间图像

15.(2020广东高三专题练习)某物体运动的v-t图像如图所示,则该物体(　　)

A.做往复运动

B.做匀速直线运动

C.朝某一方向做直线运动

D.以上说法都不正确

16.如图为一物体的速度-时间图像,根据图线作出以下几个判定,正确的是(　　)

A.物体始终沿正方向运动

B.物体先沿负方向运动,在t=2 s后开始沿正方向运动

C.物体始终沿负方向运动

D.物体先沿正方向运动,在t=2 s后开始沿负方向运动

能力提升练

题组一　平均速度与瞬时速度的计算

1.(2020山西太原五中高一上月考,)某列车沿平直轨道从A运动到B,开始以速度v行驶了的路程,余下的路程速度为3v,则列车全程的平均速度应为(　　)

A.1.2v　　　B.1.5v　　　C.1.8v　　　D.2v

2.(2021山东聊城高三上期中,)如图所示,在水平面内的半圆弯道,半径为70 m,以半圆弯道的圆心为坐标原点O,建立Ox直线坐标系,一汽车从弯道的M点以54 km/h的速率沿半圆弯道(虚线所示)运动到N点,则从M到N的过程中,汽车的平均速度为              (　　)

A.15 m/s　　　B. m/s

C.- m/s　　　D.- m/s

3.(2020河北衡水第十四中学高一上月考,)一质点在x轴上沿正方向运动,在t=0时位于x1=-8 m处的A点,在t1=4 s时位于x0=0处;紧接着又以3 m/s的平均速度运动到x2=12 m处的B点。求:

(1)质点由A点运动到B点的位移大小;

(2)质点由A点运动到B点的平均速度。

4.(2021河南驻马店高一上月考,)如图所示,登山运动中,小张用0.8 m/s的速率由营地A爬到山顶B,在山道上通过的路程是2.4 km,相对于A升高了1.2 km。随后小张以1.2 m/s的速率沿原路返回营地A,A、B的水平距离为1.6 km。求:

(1)小张由A运动到B的位移的大小。

(2)小张整个往返过程中的平均速率。

(3)小张的朋友小李从C点爬山,他比小张晚5 min出发,平均速率为0.7 m/s,结果两人同时到达山顶,问小李由C爬到B共通过了多少路程?

题组二　速度-时间图像的应用

5.(2020福建莆田七中高一上月考,)(多选)如图是A、B两物体运动的速度-时间图像,则下列说法正确的是　              (　　)

A.物体A以10 m/s的速度匀速运动

B.物体B在0~1 s内以5 m/s的速度与A同方向运动

C.物体B在最初3 s内的位移是10 m

D.物体B在最初3 s内通过的路程是10 m

6.(2020江西高一上月考,)2019年2月24日,受大雾影响,安徽大雾预警升级为橙色,多条高速公路出入口临时封闭。假设某客车行驶到高速路口又沿原路返回,如图所示为其沿直线运动的x-t图像,根据图像,求:

(1)客车第2 s内的位移,第4 s内的位移,前5 s的路程和总位移。

(2)各段的速度。

(3)画出对应的v-t图像。

第三节　速度

基础过关练

1.AD　根据速度的定义知A、D正确。速度大,表示物体的位置变化快,但在很短的时间内物体位置变化即位移不一定大,故B、C错误。

2.AD　速度是表示物体运动快慢和方向的物理量,速度的大小表示物体运动的快慢,方向表示物体运动的方向,A正确;速度是矢量,正负表示方向,所以-5 m/s>4 m/s,B错误;v=是速度的定义式,此公式普遍适用,v在数值上等于位移s与时间t的比值,但v与位移s、时间t无关,C错误,D正确。

3.C　v=是速度的定义式,s是指t时间内通过的位移,速度的大小与位移s和时间t无关,A、B错误;公式v=中的v可以表示平均速度,也可以表示瞬时速度,当t非常小时,v对应的是瞬时速度,C正确,D错误。

4.AD　速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量,A正确;平均速度是位移与时间的比值,它既有大小,又有方向,是矢量,与速度的平均值不是同一物理量,B错误;汽车上的车速表是用来测量汽车瞬时速度大小的仪器,C错误;运动物体在某一时刻或某一位置的速度是瞬时速度,它是矢量,D正确。

5.BC　平均速度是位移与时间的比值,平均速度大瞬时速度不一定大,A错误;极短时间内的平均速度可认为等于瞬时速度,B正确;对于做匀速直线运动的物体,其平均速度是恒定不变的,跟哪段时间(或哪段位移)无关,C正确;若物体在某段时间内的平均速度等于零,它在这段时间内任一时刻的瞬时速度不一定都为零,比如物体匀速运动一周,D错误。

6.B　平均速度表示某段时间内或某段位移内的速度,瞬时速度表示某一时刻或某一位置的速度。子弹射出枪口时的速度是某一位置的速度,是瞬时速度,故A错误;公共汽车沿平直公路从甲站行驶到乙站的速度是某段位移内的速度,是平均速度,故B正确;某段高速公路限速为90 km/h,是瞬时速度,故C错误;第3 s末的速度是某一时刻的速度,是瞬时速度,故D错误。

7.B　路程与轨迹有关,位移与初、末位置有关,平均速度等于位移与时间的比值。所以小球运动的路程为2h,位移为0,平均速度为0,选项B正确。

8.B　区间限速为v=50 km/h=13.9 m/s,该车通过隧道的平均速度== m/s=45 km/h<50 km/h,故该车通过隧道未超速,B正确,A、C错误;区间限速限制的是平均速度,不是瞬时速度,D错误。

9.答案　(1)5 h　(2)48 km/h

解析　(1)根据v=得,汽车通过前半段位移用的时间

t1== h=3 h

汽车通过后半段位移用的时间t2== h=2 h

总时间为t=t1+t2=3 h+2 h=5 h

(2)根据v=可知,全程的平均速度为

v== km/h=48 km/h

10.A　平均速率是路程与时间的比值,而平均速度是位移与时间的比值,如果物体做往复直线运动,路程和位移大小不相等,此时平均速率不等于平均速度的大小,A说法错误;运动物体在一段时间内通过的路程不为零,平均速率不为零,B说法正确;匀速直线运动是指速度的大小和方向都不发生变化的运动,C说法正确;根据平均速度的定义式v=,等式两边的平均速度和位移都是矢量,时间是标量,因此两个矢量方向相同,D说法正确。

11.A　平均速度等于位移与时间的比值,由于三个质点的位移与时间都相同,故平均速度相同,A正确;B质点从N到M做直线运动,如果出现往复情况,则平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向不一定相同,B错误;由于不能明确具体的运动过程,故无法比较三个质点到达M点的瞬时速度的大小,C错误;平均速率等于路程与时间的比值,由于时间相等,路程不一定相等,平均速率不一定相等,D错误。

12.A　由图可知,A、B、C三物体在前20 s内通过的路程关系为sA>sB=sC,根据平均速率公式=,可知,前20 s内三物体的平均速率关系为>=,A正确。

13.AB　第2 s末质点运动到B点,由c到d做匀速运动,速度为1 m/s,A正确;前2 s内的平均速度为v== m/s,B正确,D错误;第4 s末质点运动到C点,前4 s内的平均速率为v= m/s=1 m/s,C错误。

14.答案　(1) m/s　(2)5 m/s,竖直向下

解析　(1)全过程小球通过的路程为

s=5 m+5 m+15 m=25 m

全过程的平均速率为== m/s

(2)全过程小球的位移为x=15 m

全过程的平均速度大小为== m/s=5 m/s

方向竖直向下。

15.C　由v-t图像可知,物体的速度方向始终不变,即朝某一方向做直线运动,故A错误,C正确;因为物体的速度发生变化,所以不是做匀速直线运动,B、D错误。

16.B　在v-t图像中,数值的正负表示速度的方向,0~2 s时间内速度为负值,表示速度方向与规定的正方向相反,2~4 s内速度为正值,表示速度方向与规定的正方向相同,选项B正确。

能力提升练

1.C　设全程长x,则列车全程所用时间为t=+=,全程的平均速度===1.8v,C正确。

2.C　汽车从弯道的M点以54 km/h的速率沿半圆弯道运动到N点,v=54 km/h=15 m/s,运动的时间t==,汽车的位移x=-2R,则汽车的平均速度==- m/s,C正确。

3.答案　(1)20 m　(2)2.5 m/s

解析　(1)质点由A点运动到B点的位移为

Δx=x2-x1=12 m-(-8 m)=20 m。

(2)质点从x0=0处运动到x2=12 m处所用的时间为

t2== s=4 s

则全程的平均速度为== m/s=2.5 m/s。

4.答案　(1)2 000 m　(2)0.96 m/s　(3)1 890 m

解析　(1)小张由A运动到B的位移的大小为

l= m=2 000 m。

(2)小张从A爬到B所用的时间t1== s=3 000 s

小张从B返回A所用的时间t2== s=2 000 s

小张整个往返过程中的平均速率

v== m/s=0.96 m/s

(3)小李到达山顶所用的时间t1'=t1-5 min=2 700 s,小李由C爬到B共通过的路程

s=0.7×2 700 m=1 890 m。

5.ABD　由图可知,物体A以10 m/s的速度做匀速直线运动,A正确。0~ 1 s内,物体B以5 m/s的速度做匀速直线运动,方向与A相同,B正确。由图可得,物体B在0~ 1 s内以5 m/s的速度沿正方向做匀速直线运动,通过的位移为5 m;在1~ 2 s内静止;在2~3 s内以-5 m/s的速度沿负方向做匀速直线运动,通过的位移为-5 m,故最初3 s内的位移是0,C错误;物体B在最初3 s内通过的路程为s=1×5 m+1×5 m=10 m,D正确。

6.答案　(1)2 m,-3 m,10 m,-2 m　

(2)2 m/s,0,-3 m/s　

(3)图见解析

解析　(1)由图像知,客车在第2 s内的位移为x1=6 m-4 m=2 m,

第4 s内的位移为x2=3 m-6 m=-3 m

前5 s内的路程为s=4 m+6 m=10 m

总位移为s总=0-2 m=-2 m。

(2)客车在0~2 s内的速度v1= m/s=2 m/s,在2~3 s内的速度v2=0,在3~5 s内的速度v3=- m/s=-3 m/s。

(3)v-t图像如图所示: