初中物理沪科版八年级全册第四节 科学探究:速度的变化精品随堂练习题
展开一、单选题(本大题共10小题,共20.0分)
1. 小汽车在平直公路上运动时的路程—时间图象如图所示,则小汽车的运动情况是( )
A. 在第一个10s内以10m/s做匀速运动B. 在第二个10s内速度大小不变
C. 在第三个10s内前进了300mD. 在前30s内的平均速度为15m/s
2. 在“测量物体运动的 平均速度”实验中,当小车自斜面顶端滑下时开始计时,滑至斜面底端时停止计时。如图所示,此过程中小车的平均速度是( )
A. 10cm/sB. 9cm/sC. 8cm/sD. 7cm/s
3. 甲、乙两物体沿直线相向而行,他们通过的路程随时间变化的图象如图所示,由图象可知( )
A. 0~40s内甲做减速直线运动B. 10~40s内乙的速度为2.5m/s
C. t=30s时,甲、乙速度相等D. 相遇时,甲通过的路程为300m
4. 为了测量小车通过斜面的平均速度,对斜面的选择和安装,你认为较合理的是( )
A. 选择较短的斜面,且保持较大的坡度B. 选择较长的斜面,且保持较大的坡度
C. 选择较短的斜面,且保持较小的坡度D. 选择较长的斜面,且保持较小的坡度
5. 在“测量小车运动的平均速度”的实验中,斜面AC的长度为120cm,B点是斜面AC的中点。实验时,将小车放置在斜面A点,松手后,小车依次通过A,B、C三点的时间(停表每格为1s)如图所示。在小车下滑过程中( )
A. 如果小车过了B点才停止计时,会使AB段测得的平均速度偏大
B. 金属片的作用是便于测量时间
C. 为了便于计时,应将木块向斜面底端移动
D. 小车在AB段与BC段的平均速度相等
6. 如图所示,图甲是小车甲运动的s−t图象,图乙是小车乙运动的v−t图象,由图象可知( )
A. 甲车速度大于乙车速度
B. 甲、乙两车都由静止开始运动
C. 甲、乙两车都以10m/s匀速运动
D. 甲、乙两车经过5s通过的路程都是10m
7. 如图是甲、乙两物体在水平地面上向右做直线运动的s−t图像,下列结论中正确的是( )
A. 甲、乙两物体做变速直线运动
B. 以乙为参照物甲向左运动
C. 甲运动4s的距离等于乙运动2s的距离
D. 4s末乙在甲前方8m处
8. 甲、乙两车同时从P点出发,沿同方向做匀速直线运动,两车的s−t图象分别如图(a)(b)所示。两车先后到达距P点18米的Q处,时间差为△t,则( )
A. 甲比乙先到达Q处,△t=12sB. 甲比乙先到达Q处,△t=18s
C. 乙比甲先到达Q处,△t=12sD. 乙比甲先到达Q处,△t=18s
9. 小明和同学们用机械停表和刻度尺测量篮球下落的速度,他们先测出三楼到地面的距离,然后用机械停表测出篮球从三楼静止释放竖直落地的时间。下列对该实验的说法正确的是( )
A. 应使用量程为5m的卷尺测出三楼的楼面到地面的距离
B. 应使用量程为10m的卷尺测出三楼天花板到地面的距离
C. 为了减小误差,篮球下落的高度和时间均应该多次测量
D. 本实验最终计算出的是篮球下落到地面前一瞬间的速度
10. 甲、乙两物体从同一位置沿同一方向做直线运动,其s−t图像如图所示,其中甲的图线为直线。下列分析正确的是 ( )
A. 甲、乙两物体是从同一地点同时出发的
B. 以乙物体为参照物,甲物体一直在运动
C. 第4 s~第19 s,甲和乙的平均速度相等
D. 整个过程中,甲的速度总是大于乙的速度
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
11. 物理上常用“频闪照相”来研究物体的运动情况.如图(a)是甲、乙两人跑步时的频闪照片,已知曝光时间间隔相等,试回答下列问题.
(1)图(a)中跑步者 (选填“甲”或“乙”)跑步的平均速度大.
(2)图(b)中的图象描述的是跑步者 (选填“甲”或“乙”)的运动,你的依据是: .
(3)图(c)所示的是跑步者用随身携带的手机软件记录的“配速”(配速定义:通过每公里路程所需要的时间)随时间变化的图象,则在t1、t2和t3三个时刻中,运动最快的时刻是 .
12. 小芳从家中出发到市民中心广场,其中一半路程步行,一半路程骑自行车。全程的路程与时间图象如图所示,则AB段是______(选填“步行”或“骑车”),全程平均速度是______km/h。
13. 甲、乙、丙三辆小车同时同地向西方向运动,它们运动的图象如图所示,由图象可知:运动速度相同的两小车是______;若乙和丙运动的路程之比是3:5,则乙和丙所用的时间之比是___________。若以甲车为参照物,乙向__________运动。
14. 公交车甲和公交车乙从同一车站同时同向匀速行驶的路程随时间变化的图象如图所示,甲车速度为________km/h,若运行5 min,则乙车行驶的路程是______________m。
三、实验探究题(本大题共2小题,共12.0分)
15. 小明同学用如图1的装置研究小车在斜面上的运动。他将小车从坡顶A处由静止释放,测出小车从A处滑到坡底C处的时间t1=2.6 s;再次将小车从A处静止释放,测出小车从A处滑到中点B处的时间t2=1.8 s。
(1)通过小明的测量数据可以判断,小车在前半段的平均速度________(填“大于”“等于”或“小于”)全程的平均速度。
(2)小明想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从________(填“A”或“B”)处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时。
(3)物体运动的情况还可以通过另一种办法即时测定、显现出来。位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离,计算机就可以算出小车在不同位置的速度(如图2)。屏幕图像如图3所示,横轴为时间,纵轴为速度,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是________(填“匀速”或“加速”)运动的;小车到达坡底时的速度为________m/s。
16. 为了研究物体从斜面上滑下时速度的变化。小敏同学用小车、斜面、挡板等器材进行了实验。
(1)实验中,除了电子停表外,还需要的测量工具有______ ;
(2)小车经过间距均为40.0cm的ABCD四个位置时,电子停表显示的时间如图所示。则小车沿斜面滑下时做______ (选填“匀速”或“变速”)直线运动;
(3)在测量时间时,若小车碰撞挡板前提前按下电子停表停止计时,则测得平均速度与真实值相比______ (选填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(4)下列做法中,可以减小时间误差的是______ 。
A.熟练使用电子停表
B.适当减小斜面的倾角
C.适当减小选定位置的间距
D.用更精密的计时设备代替电子停表
四、综合题(本大题共1小题,共10.0分)
17. 阅读短文,回答问题
速度是描述物体运动快慢的物理量,物理学中把路程和时间的比值叫作速度,它的大小等于物体单位时间内通过的路程.速度定义公式为:速度=路程/时间,即v=s/t.
加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,速度的变化量用△v表示,它等于前后速度之差,物理学中把速度变化量与发生这一变化所用时间的比值叫作加速度,它的大小等于物体在单位时间内速度的变化量,加速度用字母a表示,国际单位是m/s2.
若一物体沿直线运动,且在运动的过程中加速度保持不变,即在单位时间内速度的增加量相等,则称这一物体在做匀加速直线运动.
(1)若一个运动物体开始运动的速度v0=2m/s,经过5s后它的速度变为v1=6m/s,则这个物体在5s内的速度变化量△v= ______ m/s;
(2)若问题(1)中的物体做匀加速直线运动,求出物体的加速度大小a= ______ m/s2;它表示的物理意义是______ .
(3)根据你阅读后得到的信息,请你写出加速度的定义公式a= ______ ;
(4)如果作匀速直线运动物体的v−t图象如图所示,则图中阴影部分面积表示的物理量是______ .
答案和解析
1.【答案】A
【解析】【分析】
(1)在s−t图象中,过原点的斜线表示物体做匀速直线运动;平行于横轴的直线表示物体静止;
(2)根据图象读出汽车在各个时间段的路程和时间,根据速度公式计算各段的速度。
运用图象法解答问题的一般步骤:
①明确图象中横坐标和纵坐标表示的物理量分别是什么;
②注意认清横坐标和纵坐标上各表示的最小分格的数值大小和单位;
③明确图象所表示的物理意义;
④根据图象对题目提出的问题作出判断,得到结论。
【解答】
由图象可知,
A.在第一个10s内汽车的s−t图象是一条过原点的斜线,表示汽车做匀速直线运动,其速度大小为v1=s1t1=100m10s=10m/s,故A正确;
B.在第二个10s内汽车的s−t图象是一条曲线,表示汽车做变速直线运动,故B错误;
C.在第三个10s内汽车的s−t图象是平行于横轴的直线,说明汽车静止,故C错误;
D.在前30s内汽车的平均速度为v=st=300m30s=10m/s,故D错误。
故选A。
2.【答案】B
【解析】当小车自斜面顶端滑下时开始计时,滑至斜面底端时停止计时.我们要找到这段时间内通的路程:s=45cm,时间
t=14h35min05s−14h35min=5s
平均速度
v=st=0.45m5s=0.09m/s=9cm/s
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.【答案】D
【解析】解:A、分析甲图像可知甲物体的s−t图像是一条倾斜的直线,0~40s一直做匀速直线运动,向乙运动,故A错误;
B.分析乙图像可知乙物体s−t图像是一条倾斜的直线,10~40s内物体做匀速直线运动,图中可读10~40s走过的路程为150m,时间为30s,可求乙的速度:v乙=s乙t乙=150m30s=5m/s,故B错误;
C、根据甲图像可读得甲在10s内,走过的路程为100m,可求出甲的速度:v甲=s甲t甲=100m10s=10m/s,结合B选项可知,甲、乙速度不相等,故C错误;
D、由图可知,甲、乙两物体在时间为30s时相遇,此过程中甲物体走过的路程:s=400m−100m=300m,故D正确。
故选:D。
根据图象中图线的形状,判断物体的运动情况;再结合选项中的说法,运用速度的公式,可得出正确的选项。
本题考查学生对图象的认识,应能通过图象得出物体所做的运动状态和各段及所经历的时间。
4.【答案】D
【解析】解:因为在测量小车通过斜面的平均速度时,需测量斜面的长度和时间,为了准确测量时间,需使小车行驶的时间较长,因此需选择较长的斜面,且保持较小的坡度。
故选:D。
测平均速度实验装置中,斜面越长,斜面坡度越小,小车速度变化越慢,小车运动时间越长,越方便时间的测量。
本题考查了测量平均速度的原理,关键明确实验中时间测量的要求。
5.【答案】B
【解析】解:A、如果小车过了B点才停止计时,测量的时间会偏大,测量的距离不变,故AB段的平均速度会偏小,故A错误;
B、金属片的作用便于让小车停止,准确的测量时间,故B正确;
C、斜面坡度越大,小车在斜面上的速度越快,在斜面上的运动时间越短,不方便测量时间,因此为了便于计时,应使斜面的坡度较小,即应将木块向斜面顶端移动,故C错误;
D、由图可知,AB段所用的时间为6s,BC段所用的时间为2s,AB段和BC段的路程相等,由v=st可知小车在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度,故D错误。
故选:B。
(1)平均速度等于总路程与总时间的比值,据此求出AC段的平均速度;
(2)斜面坡度越大,小车在斜面上的速度越快,在斜面上的运动时间越短,不方便测量时间,据此分析;
(3)已知AB段和BC段路程相等,由图可知AB段和BC段所用的时间,再根据v=st分析即可。
本题考查了物体运动状态的判断、实验器材的安装、平均速度的计算及实验结论等问题。
6.【答案】D
【解析】【分析】
根据图象或图表探究物质的规律是近两年来出现较多的题目,图象可以使我们建立更多的感性认识,从表象中去探究本质规律,体验知识的形成过程。此题涉及的知识点较多,综合性很强。
解答此题需要先观察图象,明确横轴和纵轴所表示的物理量各是什么,然后结合选项逐一去分析。
【解答】
A、由图可知,甲车的速度v甲=s甲t甲=10m5s=2m/s,乙车的速度v乙=2m/s,所以甲车速度等于乙车速度;故A错误;
B、因v甲=2m/s,甲车初速度不为0,不是由静止开始运动,乙车开始计时的速度为2m/s,也不是从静止开始运动。故B错误;
C、甲、乙都以2m/s匀速运动。故C错误;
D、甲、乙都以2m/s匀速运动,经过5s通过的路程s=vt=2m/s×5s=10m。故D正确。
故选D。
7.【答案】B
【解析】解:A、分析s−t图象可知,甲、乙两物体的路程s与时间t的比值都是个不变量,因为速度v=st,所以甲、乙两物体都在做匀速直线运动,故A错误;
B、由s−t图像可知假的速度为v甲=s甲t甲=4m4s=1m/s,乙的速度为v乙=s乙t乙=8m2s=4m/s,乙的速度大于甲的速度,因为甲、乙两物体在水平地面上都向右做直线运动,所以以乙为参照物甲向左运动,故B正确;
C、由s−t图像可知甲运动4s的距离是4m,乙运动2s的距离是8m,甲运动4s的距离不等于乙运动2s的距离,故C错误;
D、根据s−t图像可知甲4s内移动的距离是4m,乙移动的距离为s乙′=v乙t乙′=4m/s×4s=16m,甲乙相距Δs=s乙′−s甲=16m−4m=12m,故D错误。
故选:B。
(1)分析s−t图象可知,路程s与时间t的比值是个不变量,据此判断得出正确结论;
(2)根据s−t图像分别计算甲、乙的速度并比较大小可知它们的相对运动情况;
(3)在s−t图像中找出甲4s对应的距离和乙2s对应的距离进行对比即可得出结论;
(4)先算出乙在4s内运动的距离,根据s−t图像,两个距离相减即可得出结论。
本题考查了s−t图象的分析,是常考知识点,关键是能分析物体的速度大小。
8.【答案】C
【解析】解:由图象可知,s甲=3.6m,t甲=6s;s乙=6.0m,t乙=6s;
则甲车的速度为:v甲=s甲t甲=3.6m6s=0.6m/s,
乙车的速度为:v乙=s乙t乙=6.0m6s=1m/s。
甲车通过18米的路程需要的时间为:t甲′=sv甲=18m0.6m/s=30s,
乙车通过18米的路程需要的时间为:t乙′=sv乙=18m1m/s=18s,
故乙车先到达Q处,两车到达Q处的时间差为:△t=t甲′−t乙′=30s−18s=12s。
故选:C。
根据图a和图b读出对应的路程与时间,首先根据速度公式得到甲、乙的速度;再求出两车通过18米的路程需要的时间,进而得出时间差。
此题考查速度公式及其应用,有一定难度,能够从图象上获取相关信息,常见题目。
9.【答案】C
【解析】解:A、三楼放下球,高度大约7m,可以选择量程为10m的卷尺测量篮球下落的高度,故A错误;
B、释放篮球时不是从三楼天花板开始释放的,所以不能测量三楼天花板到地面的距离,而应该选择量程为10m的卷尺测量从三楼释放处到地面的竖直高度,故B错误;
C、为了减小误差,篮球下落的高度和时间均应该多次测量取平均值,故C正确;
D、本实验测出的是篮球下落到地面前的平均速度,故D错误。
故选:C。
用机械停表和刻度尺测量篮球下落的平均速度,由于楼层较高,操作要注意安全,选用恰当的测量工具,最终测量的为平均速度。
本题考查了测量篮球下落的平均速度的实验的设计、操作步骤和注意事项,属于实验题。
10.【答案】C
【解析】由图可知,乙在甲出发3 s后才出发,所以甲、乙不是同时出发的,A错误;由图可知,甲物体做匀速直线运动,速度v甲=90m30s=3m/s,乙物体在24~30 s内的速度v乙=75m−57m30s−24s=3m/s,则在24~30内甲、乙速度相等,以乙物体为参照物,甲物体保持静止,B、D错误;第4 s~第19 s,甲和乙运动的路程均为57 m−12 m=45 m,运动时间相等,根据速度公式可知甲和乙的平均速度相等,C正确。故选C。
11.【答案】(1)乙
(2)甲; 甲相同时间内通过路程相等,而乙图s−t图像是过原点的直线,与甲运动情况相符(或相同时间内路程相等、相等路程内时间相等、s与t的比值是个定值、速度是个定值、s的变化量与t的变化量的定值是个定值等答案,合理即可);
(3)t2
【解析】【分析】
本题考查了速度公式的运用及数据分析和获取知识解决实际问题的能力,正确识别图象是解题的关键。
(1)设曝光时间间隔△t,由图(a)知甲乙通过的距离s相同,比较甲乙所用时间,根据v=st比较两次记录中跑步的平均速度大小;
(2)图(b)中s−t的图象为过原点的直线,可确定其速度大小为一定值;比较(a)可知甲乙两图相同的物理量和不同物理量,根据v=st分析回答;
(3)由图(c)根据配速定义结合速度公式v=st分析。
【解答】
(1)设曝光时间间隔△t,由图(a)知,甲乙通过的距离s相同,甲所用时间为5△t,乙所用时间为3△t,由v=st可知,乙跑步的平均速度大;
(2)图(b)中s−t图象为过原点的直线,故其速度大小为一定值;
由(a)可知,甲在相同时间间隔△t内通过的距离相同,由v=st可知,甲的速度不变,故图(b)中的图象描述的是甲的运动;
(3)配速是指跑每公里路程所用的时间,此数值越小(大),表示运动相同路程所用的时间越少(多),根据v=st知,运动越快(慢);由图(c)知t2时刻的配速值最小,其运动速度最快。
12.【答案】骑车 7.2
【解析】解:(1)由图知,OA段的时间t1=25min=1500s,这段时间通过的距离为s1=1800m,
OA段的速度:v1=s1t1=1800m1500s=1.2m/s;
AB段的时间t2=30min−25min=5min=300s,AB段的路程为s2=3600m−1800m=1800m,
AB段的速度:v2=s2t2=1800m300s=6m/s,
因为1.2m/s<6m/s,即:v1
则全程的平均速度v=st=3600m1800s=2m/s=7.2km/h。
故答案为:骑车;7.2。
(1)通过对s−t图象的分析可知,在OA、AB段所用的时间和通过的距离,根据v=st求出各段的速度大小,然后比较进行判断;
(2)根据速度公式求出全程的平均速度。
本题考查平均速度的计算,关键知道要求平均速度必须知道总路程和总时间,难点是对图象的分析。
13.【答案】甲和丙;12:5;东
【解析】【分析】
本题主要考查的是学生对于图象的分析能力,在进行物理实验中经常要画出测得数据的关系图象,分析图象从而得出结论。
【解答】
(1)甲的图象是一条过原点的射线,路程和时间成正比,路程和时间的比值是一个定值,即v甲=s 甲t 甲=8m2s=4m/s,
乙的图象也是一条过原点的射线,路程和时间成正比,路程和时间的比值是一个定值,即v乙=s 乙t 乙=4m4s=1m/s,
丙的图象是v−t图象,速度不随时间的变化而变化,是一个定值,速度大小v丙=4m/s,
由于甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,因此速度相同的是甲和丙;
(2)若乙和丙运动的路程之比是3:5,即s乙s丙=35,由t=sv,可得乙、丙所用时间之比t乙t丙=s乙v乙s丙v丙=s乙s丙×v丙v丙=35×41=125;
(3)因为甲车速度大于乙车速度,若以甲车为参照物,乙向东运动。
14.【答案】36;1500。
【解析】解:
由s−t图形可知:t表示运动的时间,s表示运动的路程,
当t为2s时,甲的路程是20m,乙的路程是10m,则
甲车速度:v甲=s甲t甲=20m2s=10m/s=10×3.6km/h=36km/h,
乙车速度:v乙=s乙t乙=10m2s=5m/s,
由v=st可得,运行5min,乙车行驶的路程:s=v乙t1=5m/s×5×60s=1500m。
故答案为:36;1500。
分析路程随时间变化的图象,t表示运动的时间,s表示运动的路程,利用v=st分别求出甲、乙两车的行驶速度,然后再利用s=vt即可计算出运行5min,乙车行驶的路程。
要求能从路程和时间图象判断物体的运动状态,求出运动速度、求出一段时间后物体运动的距离。
15.【答案】(1)小于;(2)A;(3)加速;0.8。
【解析】(1)设全程路程为L,则小车运动的距离sAC=L,sAB=12L,由题知,所用的时间tAC=t1=2.6 s,tAB=t2=1.8 s,则小车通过前半段的平均速度vAB=sABtAB=12L1.8s=L3.6s;小车通过全程的平均速度vAC=sACtAC=L2.6s;所以vAB
【解析】解:(1)实验的原理是v=st,根据速度公式可知,需要的测量工具是停表和刻度尺;
(2)根据图中电子停表在不同位置显示的时间,可知小车在相邻两点之间运动的时间不同,由于相邻两点之间的距离相等,所以小车下滑过程中运动速度不相等,因此小车做变速直线运动;
(3)若小车碰撞挡板前提前按下电子停表停止计时,测得的时间偏小,路程不变,根据速度公式v=st可知,测得的平均速度比真实值相偏大;
(4)A、熟练使用电子停表,能够降低提前或滞后计时的情况,可以减小时间测量误差。故A正确;
B、适当减小斜面的倾角,能够延长小车下滑所用的时间,可以减小时间误差。故B正确;
C、适当减小选定位置的间距,下车下滑的时间缩短,计时更困难,测量时间更不准确,因此不能减小时间误差。故C错误;
D、用更精密的计时设备代替电子停表,能更准确的测量时间,可以减小时间误差。故D准确。
故选:ABD。
故答案为:(1)刻度尺;(2)变速;(3)偏大;(4)ABD。
(1)根据实验原理可以知道所需测量工具;
(2)根据相等路程比较时间的方法,可以判断出小车的运动情况;
(3)小车碰撞挡板前提前按下电子停表停止计时,所测时间偏小,根据速度公式v=st可比较速度的大小;
(4)为了减小时间测量误差,可以让小车在斜面上运动的时间长一些或者选择更精密的测量工具。
本题目考查了小车的速度测量实验,从实验器材选取、实验操作、出现问题后的分析论证等,考点较多,综合性较强。
17.【答案】(1)4;(2)0.8;每秒速度的变化量为0.8m/s;(3)ΔvΔt;(4)路程
【解析】【分析】
本题是一道涉及高中知识的物理题,但这道题我们是可以根据题中所给的信息并结合我们已有的学习方法和物理知识完成解答的.这道题主要考查学生对新知识的学习、分析能力,是一道好题。
(1)末速度与初速度之差就是速度的变化量;
(2)在单位时间内速度的变化量叫加速度,根据加速度的定义求出即可;
(3)根据加速度的定义写出表达式;
(4)根据图中阴影部分的面积s=vt便可得出结论。
【解答】
(1)物体在5s内的速度变化量:△v=v1−v0=6m/s−2m/s=4m/s;
(2)由题意可知,物体的加速度大小:a=ΔvΔt=4m/s5s=0.8m/s2;
它表示每秒速度的变化量为0.8m/s;
(3)根据加速度的定义可知,加速度的定义公式为a=ΔvΔt;
(4)图中阴影部分的面积等于长与宽的乘积即vt,所以图中阴影部分面积表示的物理量是路程。
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