【讲与练】高中物理人教版(2019)必修1：1.3 位置变化快慢的描述-速度第2课时测量纸带的平均速度和瞬时速度速度-时间图像提能作业习题

第一章3.第2课时合格考训练一、选择题1．(多选)(2023·河南洛阳高一统考期中)使用打点计时器测量纸带速度的说法正确的是(CD)A．电火花计时器比电磁打点计时器计时精度高B．电火花计时器使用的电源是8V左右的交变电源C．使用打点计时器测小车速度时，小车应放在靠近打点计时器处D．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带，结束时先关闭电源再处理纸带解析：电火花计时器和电磁打点计时器在电源频率为50Hz时打点时间都为0.02s，计时精度相同，A错误；电火花计时器使用的电源是220V左右的交变电源，B错误；为了在纸带上打更多的点，使用打点计时器测小车速度时，小车应放在靠近打点计时器处，C正确；为了提高纸带利用率，使打点稳定，使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带，结束时先关闭电源再处理纸带，D正确。2．(多选)(2023·新疆阿克苏高一校考期末)小张用同一个打点计时器在固定频率下，测量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速度，每次小车都是自右向左运动，四段纸带的长度都相同，如图，则下列叙述正确的是(AB)A．纸带甲打点均匀，表示小车的运动可能是匀速的B．纸带乙显示的平均速度一定大于纸带甲显示的平均速度C．纸带丙表示的小车的运动可能是先快后慢D．纸带丁表示的小车的运动可能是先慢后快解析：纸带甲中相邻的计时点的距离相等，所以表示车子的运动是匀速的，故A正确；四段纸带的长度都相同，其中纸带乙花费的时间最少，所以纸带乙表示小车的平均速度最大，则纸带乙显示的平均速度一定大于纸带甲显示的平均速度，故B正确；纸带丙相邻的计时点的距离增大，所以表示的小车的运动速度增大，故C错误；纸带丁相邻的计时点的距离减小，所以表示的小车的运动速度减小，故D错误。3．(多选)(2023·山东淄博高一期末)图中表明物体做匀速直线运动的图像是(AD)ABCD解析：位移—时间图像表示物体的位置随时间的变化规律，图像上的任意一点表示该时刻的位置，图像的斜率表示该时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向。由于AD两图线的斜率为定值，表明速度是不变量，即物体做匀速直线运动，故A、D正确；此图像中物体的位置是定值，表示物体处于静止状态，故B错误；在这个图像中，图线是曲线，曲线的斜率时刻变化，说明物体的速度大小时刻在变，物体在做变速运动，故C错误。4．(2023·北京顺义高一期末)某同学在研究物体的运动时，得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G、H、I等几个计数点。设相邻计数点的时间间隔为T，为描述物体的运动情况，可以将各计数点的瞬时速度求出来，为了求出计数点E的瞬时速度，小刚用CG段求得v＝eq\f(x,4T)，小丽用BH段求得v＝eq\f(x,6T)，小强用DF段求得v＝eq\f(x,2T)，则最能准确反映E点运动的快慢的是(C)A．小刚 B．小丽C．小强 D．都很准解析：根据瞬时速度的概念v＝eq\f(Δx,Δt)，当Δt→0时，此时的平均速度可近似等于该点的瞬时速度，则Δt越小，越接近瞬时速度，则小强用DF段求得v＝eq\f(x,2T)最能准确反映E点运动的快慢。5．(2023·四川内江高一期中)如图所示为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个质点同时同地开始沿直线运动的位移—时间图像，则在时间t内(A)A．它们的平均速度相等B．它们的平均速率相等C．Ⅱ和Ⅲ的瞬时速度相等D．Ⅰ的平均速度最大解析：由图可知，三质点初末位置都相同，则最终位移相同，用时相等，故平均速度相等，故A正确，D错误；三者都做直线运动，由于Ⅰ物体有反向运动过程，故Ⅰ的路程要大，而Ⅱ、Ⅲ均只有单向运动，路程相等，所用时间相等，所以Ⅰ的平均速率最大，Ⅱ、Ⅲ的平均速率相等，故B错误；x－t图像斜率代表速度，可知在时间t内不是每个时刻Ⅱ和Ⅲ的瞬时速度相等，故C错误。6．(多选)(2022·江西吉安市高一期末)甲、乙两个物体在同一条直线上运动，它们的速度—时间图像分别如图中直线a、b所示，在t1时刻(AD)A．它们的运动方向相同B．甲一定在乙的后面C．甲的速度比乙的速度大D．乙的速度比甲的速度大解析：图线在横轴上方，速度均为正值，表示物体的运动方向均沿正方向，运动方向相同，A正确；由于在初始时刻甲、乙的位置关系未知，所以无法判断在t1时刻甲、乙的位置关系，B错误；在t1时刻b图线对应的坐标值大，故乙的速度比甲的速度大，C错误，D正确。二、非选择题7．如图所示是一个物体运动的v－t图像，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的。(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？(2)运动的方向是否变化？(3)速度的大小是否变化？怎样变化？答案：(1)有初速度。(2)运动方向发生了变化，0～t3时间内运动方向不变，与正方向相同；t3时刻之后运动方向改变，为负方向。(3)速度先变大，后不变，再变小，然后又反向变大。等级考训练一、选择题1．(2023·江苏淮安高一阶段练习)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eq\f(Δx,Δt)近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬时速度，正确的措施是(A)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．提高电子计时器的精确度解析：根据瞬时速度的定义可知当Δt越短，由公式v＝eq\f(Δx,Δt)计算出的速度越能表示对应位置的瞬时速度，换用宽度更窄的遮光条也可以达到相同的效果，提高测量遮光条宽度的精确度，提高电子计时器的精确度虽然能提高测量精度，减小误差，但不能达到更接近瞬时速度的目的，而使滑块的释放点更靠近光电门，遮光条的遮光时间会更长，更不能接近瞬时速度。故选A。2．(多选)(2023·吉林长春高一期中)A、B两个物体做直线运动的x－t图像如图所示，其中A的图像为一条倾斜直线，下列说法正确的是(AB)A．出发时A在B的前方B．t1、t2时刻A、B均相遇C．t2时刻A、B的速度方向相同D．t1～t2时间内A的平均速度小于B的平均速度解析：本图像为x－t图像，纵轴表示物体所在位置，则t＝0时，A在原点正方向某处，B在原点位置，即出发时A在B的前方，故A正确；x－t图像中交点代表相同时刻在同一位置，即相遇，t1、t2时刻A、B图像均有交点则相遇，故B正确；在x－t图像中图线(切线)的斜率表示瞬时速度，t2时刻A、B的斜率中，A为正，B为负，即速度方向A为正，B为负。故C错误；根据eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(Δx,Δt)可得A、B两物体在t1～t2时间内位移变化量和时间间隔均相同，则A的平均速度等于B的平均速度，故D错误。3．(多选)在跳水比赛中，某运动员(可看作质点)的速度与时间关系图像如图所示，选竖直向下为正方向，t＝0是其向上起跳瞬间，则(BD)A．t1时刻该运动员开始进入水面B．t2时刻该运动员开始进入水面C．t3时刻该运动员已浮出水面D．t1～t3时间内运动员始终向下运动解析：在0～t1时间内，运动员在空中，处于上升阶段，t1时刻到达最高点；t1～t2时间内，运动员下落，t2之后速度减小，运动员已进入水中，选项A错误，B正确；t3时刻，运动员的速度减为零，此时仍处于水下，选项C错误；t1～t3时间内运动员始终向下运动，选项D正确。4．(多选)某班同学去部队参加代号为“猎狐”的军事学习，甲、乙两个小分队同时从同一处O出发，并同时捕“狐”于A点，指挥部在荧光屏上描出两个小分队的行军路径如图所示，则(AD)A．两个小分队运动的平均速度相等B．甲队的平均速度大于乙队的平均速度C．两个小分队运动的平均速率相等D．甲队的平均速率大于乙队的平均速率解析：两小分队的起点和终点相同，位移相等，用的时间也相同，而平均速度是位移与时间的比值，所以两个小分队运动的平均速度相等，A正确，B错误；由图中轨迹可知甲的路程大于乙的路程，且时间相同，而平均速率是路程与时间的比值，所以甲队的平均速率大于乙队的平均速率，C错误，D正确。5．(2023·四川绵阳高一学业考试)某段高速公路限速120km/h。监控车辆是否超速的“电子警察”系统如图所示，工作原理是：路面下，距离L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车(看作质点)经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为Δt，经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据。已知L＝6m，下列说法正确的是(B)A．若Δt＝0.20s，照相机C会拍照B．若Δt＝0.15s，照相机C会拍照C．若Δt＝0.20s，汽车经过A线圈时的速度大小一定是30m/sD．若Δt＝0.15s，汽车经过B线圈时的速度大小一定是40m/s解析：计算汽车速度的原理是利用短时间内的平均速度来代替瞬时速度，若汽车刚好全程以最大速度通过AB段，则所需时间为t＝eq\f(L,vm)＝eq\f(6,120)×3.6s＝0.18s，故当Δt＞0.18s时，汽车不超速，照相机C不会拍照，当Δt＜0.18s时，汽车超速，照相机C会拍照，故A错误，B正确；若Δt＝0.20s，则汽车通过AB的平均速度为eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(L,Δt)＝eq\f(6,0.2)m/s＝30m/s，即汽车的平均速度大小为30m/s，但通过A点的瞬时速度不一定是30m/s，故C错误；若Δt＝0.15s，则汽车通过AB的平均速度为eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(L,Δt)＝eq\f(6,0.15)m/s＝40m/s，即汽车的平均速度大小为40m/s，但通过B点的瞬时速度不一定是40m/s，故D错误。二、非选择题6．用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况。某次实验中得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、…量得0与1两点间的距离x1＝30mm,2与3两点间的距离x3＝48mm，则小车在0与1两点间的平均速度v1＝_0.3__m/s，在2与3两点间的平均速度v3＝_0.48__m/s。据此判定小车做_加速运动__。解析：由平均速度的定义式v＝eq\f(x,t)得v1＝eq\f(x1,T)＝eq\f(30×10－3,0.1)m/s＝0.3m/sv3＝eq\f(x3,T)＝eq\f(48×10－3,0.1)m/s＝0.48m/s可见，小车速度变大，故判定小车做加速运动。7．在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩过蹦床，如图所示是一名同学某次从蹦床上跳起后的v－t图像，已知t2＝2t1，结合你的体会和经历，分析下列问题：(1)该同学的速度大小是如何变化的？(2)该同学在哪段时间是上升的，在哪段时间是下降的？(3)从图像中可以看出，是选上升过程的速度方向为正方向，还是选下降过程的