高中人教版 (2019)3 位置变化快慢的描述——速度测试题

这是一份高中人教版 (2019)3 位置变化快慢的描述——速度测试题，共18页。试卷主要包含了物理意义，定义式，SI等内容，欢迎下载使用。
第3课 位置变化快慢的描述——速度

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课程标准
课标解读
1．通过抽象概括，理解速度的含义。知道速度的定义式、单位和方向。
2．理解平均速度和瞬时速度的区别与联系，初步体会极限方法在研究物理问题中的应用和意义。知道匀速直线运动的特点及速率的含义。能在实际问题中正确辨析、应用以上关于速度的概念。
3．会使用打点计时器测量平均速度和瞬时速度。认识如实记录数据、实事求是的重要性，培养科学的态度。
4．理解v-t图像的含义，能用实验数据绘制v-t图像，并会根据v-t图像分析物体运动的速度随时间的变化。
5．联系与速度有关的实例，体会物理学在生产和生活中的用途，增强物理学习的兴趣。
1、通过比值法定义速度，通过实例理解速度的矢量性。
2、通过对比理解平均速度和瞬时速度的区别与联系，并通过例题与练习题掌握它们的应用。
3、通过对比理解速度和速率的区别与联系。
4、掌握用v-t图像描述直线运动的方法。　　
5、通过实验掌握测量纸带的平均速度和瞬时速度的方法，了解其他测速原理和方法。

知识精讲


知识点01 速度
1、物理意义：反映运动的 及 ，是矢量。
2、定义式：
3、SI： 常用：km/h
知识点02 平均速度和瞬时速度
1.平均速度：物体发生的 与发生这段位移所用时间之比，即＝，是矢量，其方向就是对应 的方向.
2.瞬时速度：运动物体在 或经过 的速度，是矢量，其方向是物体的运动方向.
3.平均速度和瞬时速度的区别与联系
(1)区别：平均速度表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度，瞬时速度表示物体在某一时刻或某一位置运动的快慢程度.
(2)联系：瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度，公式v＝中，当Δt→0时v是瞬时速度.
4.＝是平均速度的定义式，适用于所有的运动，求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”.
【即学即练1】下列所说的物体的速度通常指平均速度的是(　　)
A.某同学百米赛跑的速度
B.物体竖直上抛到最高点时的速度
C.子弹射出枪口时的速度
D.物体下落后第2 s末的速度
【即学即练2】某中学举行秋季运动会，在100 m竞赛中，测得某一运动员5 s末的瞬时速度为10.4 m/s,10 s末到达终点的瞬时速度为10.2 m/s.则他在此竞赛中的平均速度为(　　)
A.10.2 m/s B.10 m/s C.10.3 m/s D.10.4 m/s
知识点03 x-t图像上看速度
1.图象的意义：x－t图象反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律.
2.x－t图象中的“交点”“斜率”“截距”的意义
(1)交点：两图线有交点，说明两物体 .
(2)斜率：表示 .
(3)截距：纵轴截距表示t＝0时刻的初始 ，横轴截距表示位移为零的时刻.
【即学即练3】甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做加速直线运动，乙做匀速直线运动.甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示.下列说法正确的是(　　)

A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t1时间内，两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内，两车走过的路程相等
D.在t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等
知识点04 实验测平均速度和瞬时速度
用极限法求瞬时速度：
由平均速度＝可知，当Δt→0时，平均速度就可以认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx，就可求出瞬时速度，这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量.
【即学即练4】如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使更接近瞬时速度，正确的措施是(　　)

A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.增大气垫导轨与水平面的夹角
知识点05 区分速度和速率
1.速率： 的大小，是标量.
2.平均速率：物体运动的 与通过这段路程所用时间的比值， (填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小.
知识点06 v-t图像
1.图象的意义：v－t图象反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律，它只能描述物体做直线运动的情况.
2.v－t图线与t轴所围“面积”表示这段时间内物体的 .
t轴上方的“面积”表示位移沿 ，t轴下方的“面积”表示位移沿 ，如果上方与下方的“面积”大小相等，说明物体恰好回到出发点.
【即学即练5】甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶，在t＝0时刻两车正好相遇，在之后一段时间(0～t2)内两车速度—时间图象(v－t图象)如图所示，则在0～t2这段时间内有关两车的运动，下列说法正确的是(　　)

A.甲、乙两辆车运动方向相反
B.在t1时刻甲、乙两车再次相遇
C.乙车在0～t2时间内的平均速度小于
D.在t1～t2时间内乙车在甲车前方
能力拓展


考法01 计算平均速度
【典例1】一物体沿直线运动，先以3m/s的速度运动60m，又以2m/s的速度继续向前运动60m，物体在整个运动过程中平均速度是多少？
　　

考法02 运动图像
【典例2】(多选)如图所示是某质点做直线运动的x－t图象，由图象可知(　　)

A.质点一直处于运动状态
B.质点第3 s内的位移是2 m
C.质点前4 s内的位移是2 m
D.质点前6 s内的平均速度大小为1 m/s

分层提分


题组A 基础过关练
1．关于速度的描述，下列说法中正确的是(　　)

A．图甲中，电动车限速20 km/h，指的是平均速度大小
B．图乙中，子弹射出枪口时的速度大小为500 m/s，指的是平均速度大小
C．图丙中，某运动员百米跑的成绩是10 s，则他冲刺时的速度大小一定为10 m/s
D．图丁中，京沪高速铁路测试时列车最高时速可达484 km/h，指的是瞬时速度大小
2.近年来，登山步行成为越来越多的人的健康习惯。如图为某地生态公园的登山步行道线路图，从图中可以看出，从丁家楼子村到目的地九仙山观景台可以选择不同的路线，小王和小张两人选择了不同的路线，结果小王比小张先到达目的地。对于此过程，下列说法正确的是(　　)

A．小王与小张的路程相同
B．小王的位移小于小张的位移
C．小王的平均速度大于小张的平均速度
D．在比较平均速度时，两人不能看作质点
3.一质点沿一边长为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
4.甲、乙两物体从同一地点出发沿同一直线运动，它们的位移—时间图象如图所示，则(　　)

A.前3 s内甲、乙的平均速度相等
B.3 s末甲、乙两物体的速度相同
C.前3 s内甲、乙的运动方向始终相同
D.前3 s内甲、乙两物体的最大距离为1 m
5. 在2008北京奥运会中，牙买加选手博尔特是一公认的世界飞人，在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌。关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是（ ）

A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍
B．200m决赛中的平均速度约为10.36m/s
C．100m决赛中的平均速度约为10.32m/s
D．100m决赛中的最大速度约为20.64m/s
6.物体沿一条直线运动，下列说法正确的是(　　)
A.物体在某时刻的速度为3 m/s，则物体在1 s内一定运动了3 m
B.物体在1 s内的平均速度是3 m/s，则物体在这1 s内的位移一定是3 m
C.物体在某段时间内的平均速度是3 m/s，则物体在任1 s内的位移一定是3 m
D.物体在1s内的平均速率是3 m/s，则物体在这1 s内的路程一定是3 m
7. 在某GPS定位器上，显示了以下数据：航向267°，航速36 km/h，航程60 km，累计100 min，时间10∶29∶57，则此时瞬时速度和开机后的平均速度为(　　)
A．3.6 m/s、10 m/s B．10 m/s、10 m/s
C．3.6 m/s、6 m/s D．10 m/s、6 m/s

题组B 能力提升练
1.一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离x随时间t变化的关系为x＝(5＋2t3) m，该质点在t＝0到t＝2 s间的平均速度和t＝2 s到t＝3 s间的平均速度的大小分别为(　　)
A.12 m/s,39 m/s B.8 m/s,38 m/s
C.12 m/s,19.5 m/s D.8 m/s,13 m/s
2.如图是高速上某一“区间测速”的标牌，该路段全长66 km、全程限速100 km/h，一辆汽车通过监测起点和终点的速度分别为95 km/h和90 km/h，通过测速区间的时间为30 min.下列判断正确的是(　　)

A.全长66 km表示位移
B.通过起点的速度95 km/h表示瞬时速度
C.该汽车全程的平均速度是92.5 km/h
D.该汽车没有超速
3.如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，通过AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s.下列说法不正确的是(　　)


A.物体在AB段的平均速度为1 m/s
B.物体在ABC段的平均速度为 m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体经过A点时的瞬时速度
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
4.A、B两人从同一地点同时同向沿直线驶向同一目的地。A在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动，在后一半路程中以速度v2(v1≠v2)做匀速直线运动；B在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动，在后一半时间里以速度v2做匀速直线运动。则(　　)
A．B先到达目的地　　　　 B．A先到达目的地
C．A、B同时到达目的地 D．条件不足，无法比较
5. 甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动，它们的位移一时间图象如下图所示，由图象可以看出在内（ ）

A．甲、乙两物体始终同向运动
B．时甲、乙两物体间的距离最大
C．甲的平均速度等于乙的平均速度
D．甲、乙两物体之间的最大距离为
6．某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶，再从坡顶到坡底往返一次，已知上坡时的平均速度大小为，下坡时的平均速度大小为，则此人往返一次的平均速度大小是
A. 10  B. 5  C.   D. 0

题组C 培优拔尖练
1.汽车沿直线从甲地开往乙地.
(1)若在前一半路程的平均速度为v1，后一半路程的平均速度为v2，则汽车全程的平均速度为多少？
(2)若汽车在全程所用时间的前一半时间的平均速度为v1，后一半时间的平均速度为v2，则全程的平均速度为多少？
(3)若v1≠v2，两种情况下的平均速度哪个大？

2.雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来.某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示，经过t＝173 s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示，已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10－4 s，电磁波的速度为3×108 m/s，则该飞机的飞行速度大小约为(　　)

A.1 200 m/s B.900 m/s
C.500 m/s D.300 m/s

3.一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度v匀速行走，如图所示。

(1)试证明人头顶的影子做匀速运动；
(2)求人影的长度随时间的变化率。


4.有一人在平直马路边漫步(速度不变)，他发现每隔t1时间有一路公共汽车迎面开过，他还发现每隔t2时间有一辆这路公共汽车从身后开过(公共汽车匀速行驶)，于是他计算出这路车从汽车站发车的时间间隔是(　　)
A. B.
C. D.

5．（多选）如图是甲、乙两物体从同一地点沿同一方向运动的图象，其中t2=2t1，下列说法正确的是（ ）

A．甲的加速度比乙的大
B．时刻乙物体在前，甲物体在后
C．t1时刻甲乙两物体相遇
D．时刻甲乙两物体相遇
参考答案
知识精讲


知识点01 速度
1、物理意义：反映运动的快慢及方向，是矢量。
2、定义式：
3、SI：m/s 常用：km/h
知识点02 平均速度和瞬时速度
1.平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用时间之比，即＝，是矢量，其方向就是对应位移的方向.
2.瞬时速度：运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度，是矢量，其方向是物体的运动方向.
【即学即练1】答案　A
解析　某同学百米赛跑的速度为某一过程的速度，指平均速度，故A正确；物体竖直上抛到最高点时的速度为某一位置的速度，为瞬时速度，故B错误；子弹射出枪口时的速度为瞬时速度，故C错误；物体下落后第2 s末的速度为某一时刻的速度，为瞬时速度，故D错误.
【即学即练2】答案　B
解析　由平均速度的定义，总的位移是100 m，总的时间是10 s，所以v＝＝10 m/s，故B正确，A、C、D错误.
知识点03 x-t图像上看速度
1.图象的意义：
2.x－t图象中的“交点”“斜率”“截距”的意义
(1)交点：两图线有交点，说明两物体相遇.
(2)斜率：表示速度的大小及方向.
(3)截距：纵轴截距表示t＝0时刻的初始位置，横轴截距表示位移为零的时刻.
【即学即练3】答案　CD
解析　x－t图象的斜率表示速度，则可知t1时刻乙车速度大于甲车速度，A项错误；由两图线的纵截距知，出发时甲在乙前面，t1时刻图线相交表示两车相遇，可得0到t1时间内乙车比甲车多走了一段距离，B项错误；t1和t2时刻两图线都相交，表明两车在两个时刻均在同一位置，从t1到t2时间内，两车走过的路程相等，在t1到t2时间内，两图线有斜率相等的一个时刻，该时刻两车速度相等，C、D项正确.
知识点04 实验测平均速度和瞬时速度
【即学即练4】答案　A
知识点05 区分速度和速率
1.速率：瞬时速度的大小，是标量.
2.平均速率：物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值，不一定(填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小.
知识点06 v-t图像
1.图象的意义：
2.v－t图线与t轴所围“面积”表示这段时间内物体的位移.
t轴上方的“面积”表示位移沿正方向，t轴下方的“面积”表示位移沿负方向，如果上方与下方的“面积”大小相等，说明物体恰好回到出发点.
【即学即练5】答案　C
解析　由题图可知，甲、乙两辆车速度均为正值，即二者均向正方向运动，故甲、乙两辆车运动方向相同，故选项A错误；由题图可知，在0～t1时间内，二者位移不相等，即在t1时刻甲、乙两车没有相遇，在该时刻二者速度相等，二者之间的距离是最大的，故选项B错误；若乙车在0～t2时间内做匀变速运动，则平均速度为，如图所示，由v－t图象中图线与t轴所围面积表示位移可知，匀变速运动的位移较大，故乙车在这段时间内的平均速度小于，故选项C正确；由于甲车的初速度大于乙车的初速度，所以开始时甲车在乙车前面，由v－t图象中图线与t轴所围面积表示位移可知在0～t2时间内甲车的位移大于乙车的位移，故整个过程中甲车一直在乙车前面，故选项D错误.

能力拓展


考法01 计算平均速度
【典例1】【解析】根据平均速度的定义公式，x为总位移，t为总时间，等于前一段位移与后一段位移所用时间之和。
 　全过程的位移x=120m
　　物体在前一段位移用的时间为
　　后段位移用的时间为
　　整个过程的用的总时间为
　　整个过程的平均速度

考法02 运动图像
【典例2】答案　CD
解析　位移—时间图象表示位移随时间变化的关系，而不是质点运动的轨迹，从图象可以看出，2 s末到4 s末质点处于静止状态，第3 s内质点的位移为零，选项A、B错误；前4 s内质点的位移为2 m，选项C正确；前6 s内质点的位移为6 m，由平均速度定义可知：＝＝ m/s＝1 m/s，选项D正确.


分层提分


题组A 基础过关练
1．解析：选D　电动车限速20 km/h，限制的是瞬时速度大小，不是平均速度大小，故A错误；子弹射出枪口时的速度大小与枪口这一位置对应，因此为瞬时速度大小，故B错误；根据运动员的百米跑成绩是10 s可知，运动员的平均速度大小为10 m/s，但其冲刺速度不一定为10 m/s，故C错误；列车的最高时速指的是在安全情况下所能达到的最大速度，为瞬时速度大小，故D正确。
2.解析：选C　物体运动的轨迹的长度是路程，他们选择不同的路线，路程可能不同，故A错误；位移为初位置到末位置的有向线段，他们的起点与终点是相同的，所以位移相等，故B错误；平均速度是位移与时间的比值，小王与小张的位移相同，但由于小王用时较短，故小王的平均速度较大，故C正确；在比较平均速度时，两人的大小可以忽略不计，能看做质点，故D错误。
3.解析：选AB　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，A正确；前2 s内的位移大小为x1＝|AB|＝＝ m＝ m，平均速度＝＝ m/s，B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，C、D错误。
4.答案　A
解析　因为乙物体的位移—时间图象是过坐标原点的直线，所以乙物体做匀速直线运动，甲物体的位移—时间图象是曲线，所以甲物体做的是变速直线运动.因为两物体同时同地出发，开始时甲的速度大于乙的速度，在第3 s末两图线相交，则位移相等，所以前3 s内甲、乙的平均速度相等，故A正确；由题图可知，3 s末甲、乙两物体的速度方向相反，故B错误；由题图可知，甲在位移达到3 m时速度减小为零，然后反方向运动，故C错误；由题图可知，前3 s内甲、乙两物体的最大距离大于1 m，故D错误.
5.答案：C
6.答案　BD
7. 答案　B
解析　GPS定位器上显示的航速为瞬时速度36 km/h＝10 m/s，航程60 km，累计100 min，平均速度为 m/s＝10 m/s，故B正确．

题组B 能力提升练
1.答案　B
解析　由x＝5＋2t3可知：t1＝0时，x1＝5 m；t2＝2 s时，x2＝21 m；t3＝3 s时，x3＝59 m；所以：Δx1＝x2－x1＝16 m，Δx2＝x3－x2＝38 m，故平均速度大小分别为：1＝＝8 m/s，2＝＝38 m/s，选项B正确.
2.答案　B
解析　全长66 km表示路程，故A错误；通过起点和终点的速度均是瞬时速度，故B正确；因位移未知，故不能求解平均速度，故C错误；由v＝可知，平均速率为v＝＝132 km/h，大于全程限速100 km/h，该汽车超速，故D错误.
3.答案　D
解析　由＝可得：AB＝ m/s＝1 m/s，AC＝ m/s，故A、B正确；所选取的过程离A点越近，其相应阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度，故C正确；由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程，故B点虽然为中间时刻，但其速度不等于AC段的平均速度，D错误.
4.解析：选A　设B运动的时间为tB，则x＝v1＋v2，即tB＝；对于A的运动有tA＝＋＝，＝＞1(v1≠v2)，即tA＞tB，所以A选项正确。
5. 【答案】C
【解析】A项，位移时间图像斜率表示速度，甲物体沿正方向运动，沿负方向运动，而乙物体始终沿正方向运动，故A错误．
B项，距离为两物体同一时刻纵坐标差值，由图可知时最小为零，即相遇，故B项错误．
C项，平均速度等于位移与时间的比值．这段时间内两物体位移和时间均相同，故C项正确．
D项，由位移图像可以看出，甲、乙两物体之间的最大距离为时的，故D项错误．
6．【答案】D
【解析】解：人往返一次通过的位移为0，故平均速度为零。故选：D

题组C 培优拔尖练
1.答案　(1)　(2)　(3)后一种情况平均速度较大
解析　(1)设甲、乙两地的距离为x，前一半路程所用时间为t1，后一半路程所用时间为t2，根据平均速度的定义式有v＝，又t1＝，t2＝，解得v＝.
(2)设全程所用时间为t，前一半时间的位移为x1＝v1·，后一半时间的位移为x2＝v2·，由平均速度的定义式得v′＝＝.
(3)v′－v＝－＝≥0，
由于v1≠v2，所以v′>v，即后一种情况的平均速度较大.
2.答案　D
解析　由题图甲知，雷达第一次发射电磁波时，飞机和雷达的距离为s1＝ct1＝×3×108×4×10－4 m＝6×104 m，由题图乙得雷达第二次发射电磁波时，飞机和雷达的竖直距离为h＝ct2＝×3×108×2×10－4 m＝3×104 m.设该段时间内飞机水平飞行的距离为s2，则s1、s2、h在空间构成一个直角三角形，利用数学关系得s2＝＝3×104 m，飞机的飞行速度v＝≈300 m/s，选D.
3.解析：(1)设t＝0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，根据题意有OS＝vt，过路灯P和人头顶的直线与地面的交点为M，即为t时刻人头顶影子的位置，如图所示，OM为人头顶影子到O点的距离。

由几何关系可知＝
解得OM＝t
因OM与时间t成正比，故人头顶的影子做匀速运动。
(2)由图可知，在时刻t，人影长度为SM，由几何关系，有SM＝OM－OS
得SM＝t，故影长随时间的变化率为k＝。
答案：见解析
4.解析：选D　设车的速度是a，人的速度是b，每隔t时间发一辆车。
两辆车之间的距离是：at
车从前面来是相遇问题，人与车之间的距离也是：at
那么：at＝t1(a＋b)①
车从背后超过是一个追及问题，
那么：at＝t2(a－b)②
则由①式和②式可知，t1(a＋b)＝t2(a－b)，
化简得：b＝
所以，at＝t1(a＋b)＝t1
化简得：t＝t1，
从而得出t＝，故D正确，A、B、C错误。
5．【答案】BD
【解析】由图可以看出，甲的速度变化量小而时间长，故它的加速度小，A不对；也可以通过对甲、乙的图线与时间轴的夹角来判断，它们均大于，故甲的斜率小于乙的斜率，所以甲的加速度小于乙的加速度，A不对；时刻之前，乙与时间轴所转成的面积大于甲于时间轴所转成的面积，故乙的位移大于甲，所以乙物体在前，甲物体在后，B是正确的；可见，时刻甲乙两物体不能够相遇，故C是不对的；在时刻，根据几何关系可知，乙与时间轴所转成的面积正好等于甲与时间轴所转成的面积，故它们的位移是相等的，甲乙两物体相遇，D不对．