课后素养落实(三)　速度

(建议用时：40分钟)

题组一　平均速度和瞬时速度

1．(多选)对于瞬时速度和平均速度的理解，下列说法正确的是(　　)

A．瞬时速度为0，平均速度一定为0

B．瞬时速度为0，平均速度可以不为0

C．瞬时速度不为0，平均速度一定不为0

D．瞬时速度不为0，平均速度可以为0

BD　[车辆中途刹车停止后，再启动运行的一段时间内平均速度不为0，但停止时的瞬时速度为0，A错误，B正确；物体沿一圆周运动一圈的过程中，瞬时速度不为0，但位移为0，所以平均速度为0，C错误，D正确．]

2．下列有关常见物体的运动速度的表述中，符合实际情况的是(　　)

A．光在真空中的传播速度是3 000 m/s

B．人正常行走的速度约为4 km/h

C．军用喷气式飞机正常飞行时的速度约为40 km/h

D．声音在空气中传播的速度为340 km/h

B　[光在真空中的传播速度是3×108 m/s，故A错误；正常人步行时，一般一秒钟迈两步，一步的距离是0.6 m左右，即人正常步行的速度约1.2 m/s，约为4 km/h，故B正确；军用喷气式飞机正常飞行时的速度约为420 km/h，故C错误；声音在空气中传播的速度为1 224 km/h，故D错误．]

3．用同一张底片对着小球运动的路径每隔  s拍一次照，得到的照片如图所示，则小球在图示这段距离内运动的平均速度是(　　)

A．0.25 m/s　　　 B．0.2 m/s

C．0.17 m/s  D．无法确定

C　[由图示可知在t＝0.3 s内小球运动了s＝0.05 m，所以＝＝≈0.17 m/s，故C正确．]

4．如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电门A、B，A、B间距离为L＝30 cm．为了研究滑块的运动情况，在滑块上安装了一宽度为d＝1 cm的遮光条．现让滑块依次通过光电门A、B，并记录了遮光条通过两光电门A、B的时间分别为0.010 s、0.005 s，滑块从光电门A到B的时间为0.200 s．则下列说法正确的是(　　)

A．滑块经过A的速度为1 cm/s

B．滑块经过B的速度为2 cm/s

C．滑块在A、B间的平均速度为1.5 m/s

D．滑块在A、B间的平均速度为3 m/s

C　[滑块经过A的速度vA＝＝ m/s＝1 m/s，选项A错误；滑块经过B的速度vB＝＝ m/s＝2 m/s，选项B错误；滑块在A、B间的平均速度为＝＝ m/s＝1.5 m/s，选项C正确，D错误．]

5．如图所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片．该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%～2%．已知子弹飞行速度约为500 m/s，因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近(　　)

A．10－3 s  B．10－6 s

C．10－9 s  D．10－12 s

B　[子弹的长度大约2.5 cm，所以曝光时间内的位移大约为s＝2.5×10－2×2% m，又已知子弹的速度v＝500 m/s，所以曝光时间为t＝＝ s＝10－6 s，故B正确．]

题组二　平均速度和平均速率的比较

6．杭州女孩叶诗文成为中国游泳史上第一位集奥运会、世锦赛、短池世锦赛和亚运会冠军于一身的全满贯运动员．叶诗文夺得冠军说明她在比赛中下列的哪一个物理量一定比其他运动员的大(　　)

A．跳入泳池的速度　 B．终点撞线时的速度

C．全程的平均速度  D．全程的平均速率

D　[因游泳比赛是往复运动，路程除以时间是平均速率，运动员的路程都相同，叶诗文所用的时间短，说明她的平均速率大，D正确．]

7．(多选)在1 000 m体能测试中，小明沿某圆形400 m跑道(如图所示)从A点出发，其成绩为3分40秒，下列说法正确的是(　　)

A．小明的平均速率为4.55 m/s

B．小明的平均速率为0.91 m/s

C．小明的平均速度为0.91 m/s

D．小明的平均速度为0.58 m/s

AD　[在1 000 m体能测试中，小明的路程L＝1 000 m，位移为s＝2r＝127.4 m．平均速率v＝＝ m/s≈4.55 m/s，平均速度＝＝ m/s≈0.58 m/s，故A、D正确．]

8．(多选)如图为某物体做直线运动的v­t图像，关于物体在前4 s的运动情况，下列说法正确的是(　　)

A．物体始终向同一方向运动

B．物体先向负方向运动，后向正方向运动

C．物体在前2 s内做减速运动

D．物体在前2 s内做加速运动

BC　[由图可知，物体初速度v0＝－2 m/s．前2 s内即0～2 s内做负方向的减速运动，后2 s内即2～4 s内做正方向的加速运动，运动方向发生了改变，故B、C正确．]

9．一物体以v1＝4 m/s的速度向东运动了5秒后到达A点，在A点停了5秒后又以v2＝6 m/s的速度沿原路返回，运动了5秒后到达B点，求物体在全程的平均速度和平均速率．

[解析]　物体全程的位移大小s＝v2t2－v1t1＝6×5 m－4×5 m＝10 m，全程用时t＝5 s＋5 s＋5 s＝15 s，故平均速度大小＝＝ m/s＝ m/s，方向水平向西．物体全程的路程s′＝v2t2＋v1t1＝6×5 m＋4×5 m＝50 m，故平均速率v′＝＝ m/s＝ m/s．

[答案]　 m/s，方向向西　 m/s

10．如图所示是物体做直线运动的v­t图像．由图可知，该物体    (　　)

A．第1 s内和第3 s内的运动方向相反

B．第3 s内和第4 s内的运动方向相反

C．第1 s内和第4 s内的位移大小不相等

D．0～2 s和0～4 s内的平均速度大小相等

B　[物体在第1 s内和第3 s内的速度都为正值，因此这两秒内物体的运动方向相同，A错误；物体在第3 s内的速度为正值，在第4 s内的速度为负值，因此这两秒内物体的运动方向相反，B正确；物体在第1 s内和第4 s内的位移大小都等于图线与横轴所围面积的大小，大小都为x＝×1×1 m＝0.5 m，C错误；物体在0～2 s内的位移和0～4 s内的位移相同，但时间不同，因此平均速度大小不等，D错误．]

11．(新情境题)如图是一种运动传感器的原理图，系统由A、B两个小盒子组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器．A盒固定在运动的小车上，B盒固定在桌面上．测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，计算机自动算出A、B间的距离x1．经过短暂的时间T后，系统进行第二次测量，得到A、B间的距离x2．则小车的速度大小为(　　)

A．　　　　　 B．

C．  D．

C　[由题图可知，T时间内小车的位移为x2－x1，经短暂时间T后测量，故可认为小车的速度大小不变，则小车运动的速度大小为v0＝，C正确．]

12．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总的位移的大小；

(2)小张爬山的平均速度的大小；

(3)他的朋友小李从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？

[解析]　(1)由X到Y总的位移的大小为

s＝ m＝2 000 m．

(2)小张爬山的平均速度的大小为

v＝＝＝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

x＝v2t2＝0.5 m/s×60×60 s＝1 800 m．

[答案]　(1)2 000 m　 (2) m/s

(3)1 800 m

13．如图所示，一辆汽车在从上海到南京的高速公路上行驶．汽车上的速度计指针在图中左图所示位置附近左右摆动，请你根据生活经验和图中提供的信息，回答下列问题：

(1)图中A、B两处相距多远？其值是指A、B两处的路程还是位移大小？

(2)图中速度计中指针所指的速度表示汽车的平均速度还是瞬时速度？其值为多大？

(3)假设汽车在A、B间按速度计中指针所指的速度做匀速直线运动，再由图中信息求出汽车从A处行驶到B处需要多长时间？

[解析]　(1)A、B两地距离

s＝120 km－40 km＝80 km．

因为根据实际情况在高速公路上相距80 km两点间的道路不可能是直线，所以其值是指A、B两地间的路程．

(2)图中速度计中指针所指的速度表示汽车的瞬时速度(汽车上常见的速度计都是直接表示车辆在某一时刻或某一位置时的瞬时速度)，其值为100 km/h．

(3)因为汽车在A、B间做匀速直线运动，根据v＝，所以t＝＝＝0.8 h

即汽车从A处行驶到B处需要0.8 h．

[答案]　(1)80 km　路程

(2)瞬时速度　100 km/h　

(3)0.8 h