【講與練】高中物理人教版(2019)必修1：1.3 位置變化快慢的描述-速度第2課時測量紙帶的平均速度和瞬時速度速度-時間圖像提能作業(yè)習(xí)題

第一章3.第2課時合格考訓(xùn)練一、選擇題1．(多選)(2023·河南洛陽高一統(tǒng)考期中)使用打點計時器測量紙帶速度的說法正確的是(CD)A．電火花計時器比電磁打點計時器計時精度高B．電火花計時器使用的電源是8V左右的交變電源C．使用打點計時器測小車速度時，小車應(yīng)放在靠近打點計時器處D．使用打點計時器時應(yīng)先接通電源，再拉動紙帶，結(jié)束時先關(guān)閉電源再處理紙帶解析：電火花計時器和電磁打點計時器在電源頻率為50Hz時打點時間都為0.02s，計時精度相同，A錯誤；電火花計時器使用的電源是220V左右的交變電源，B錯誤；為了在紙帶上打更多的點，使用打點計時器測小車速度時，小車應(yīng)放在靠近打點計時器處，C正確；為了提高紙帶利用率，使打點穩(wěn)定，使用打點計時器時應(yīng)先接通電源，再拉動紙帶，結(jié)束時先關(guān)閉電源再處理紙帶，D正確。2．(多選)(2023·新疆阿克蘇高一校考期末)小張用同一個打點計時器在固定頻率下，測量小車?yán)瓌蛹垘Ъ住⒁?、丙、丁的運動速度，每次小車都是自右向左運動，四段紙帶的長度都相同，如圖，則下列敘述正確的是(AB)A．紙帶甲打點均勻，表示小車的運動可能是勻速的B．紙帶乙顯示的平均速度一定大于紙帶甲顯示的平均速度C．紙帶丙表示的小車的運動可能是先快后慢D．紙帶丁表示的小車的運動可能是先慢后快解析：紙帶甲中相鄰的計時點的距離相等，所以表示車子的運動是勻速的，故A正確；四段紙帶的長度都相同，其中紙帶乙花費的時間最少，所以紙帶乙表示小車的平均速度最大，則紙帶乙顯示的平均速度一定大于紙帶甲顯示的平均速度，故B正確；紙帶丙相鄰的計時點的距離增大，所以表示的小車的運動速度增大，故C錯誤；紙帶丁相鄰的計時點的距離減小，所以表示的小車的運動速度減小，故D錯誤。3．(多選)(2023·山東淄博高一期末)圖中表明物體做勻速直線運動的圖像是(AD)ABCD解析：位移—時間圖像表示物體的位置隨時間的變化規(guī)律，圖像上的任意一點表示該時刻的位置，圖像的斜率表示該時刻的速度，斜率的正負(fù)表示速度的方向。由于AD兩圖線的斜率為定值，表明速度是不變量，即物體做勻速直線運動，故A、D正確；此圖像中物體的位置是定值，表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故B錯誤；在這個圖像中，圖線是曲線，曲線的斜率時刻變化，說明物體的速度大小時刻在變，物體在做變速運動，故C錯誤。4．(2023·北京順義高一期末)某同學(xué)在研究物體的運動時，得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G、H、I等幾個計數(shù)點。設(shè)相鄰計數(shù)點的時間間隔為T，為描述物體的運動情況，可以將各計數(shù)點的瞬時速度求出來，為了求出計數(shù)點E的瞬時速度，小剛用CG段求得v＝eq\f(x,4T)，小麗用BH段求得v＝eq\f(x,6T)，小強用DF段求得v＝eq\f(x,2T)，則最能準(zhǔn)確反映E點運動的快慢的是(C)A．小剛 B．小麗C．小強 D．都很準(zhǔn)解析：根據(jù)瞬時速度的概念v＝eq\f(Δx,Δt)，當(dāng)Δt→0時，此時的平均速度可近似等于該點的瞬時速度，則Δt越小，越接近瞬時速度，則小強用DF段求得v＝eq\f(x,2T)最能準(zhǔn)確反映E點運動的快慢。5．(2023·四川內(nèi)江高一期中)如圖所示為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個質(zhì)點同時同地開始沿直線運動的位移—時間圖像，則在時間t內(nèi)(A)A．它們的平均速度相等B．它們的平均速率相等C．Ⅱ和Ⅲ的瞬時速度相等D．Ⅰ的平均速度最大解析：由圖可知，三質(zhì)點初末位置都相同，則最終位移相同，用時相等，故平均速度相等，故A正確，D錯誤；三者都做直線運動，由于Ⅰ物體有反向運動過程，故Ⅰ的路程要大，而Ⅱ、Ⅲ均只有單向運動，路程相等，所用時間相等，所以Ⅰ的平均速率最大，Ⅱ、Ⅲ的平均速率相等，故B錯誤；x－t圖像斜率代表速度，可知在時間t內(nèi)不是每個時刻Ⅱ和Ⅲ的瞬時速度相等，故C錯誤。6．(多選)(2022·江西吉安市高一期末)甲、乙兩個物體在同一條直線上運動，它們的速度—時間圖像分別如圖中直線a、b所示，在t1時刻(AD)A．它們的運動方向相同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：圖線在橫軸上方，速度均為正值，表示物體的運動方向均沿正方向，運動方向相同，A正確；由于在初始時刻甲、乙的位置關(guān)系未知，所以無法判斷在t1時刻甲、乙的位置關(guān)系，B錯誤；在t1時刻b圖線對應(yīng)的坐標(biāo)值大，故乙的速度比甲的速度大，C錯誤，D正確。二、非選擇題7．如圖所示是一個物體運動的v－t圖像，從以下三個方面說明它的速度是怎樣變化的。(1)物體是從靜止開始運動還是具有一定的初速度？(2)運動的方向是否變化？(3)速度的大小是否變化？怎樣變化？答案：(1)有初速度。(2)運動方向發(fā)生了變化，0～t3時間內(nèi)運動方向不變，與正方向相同；t3時刻之后運動方向改變，為負(fù)方向。(3)速度先變大，后不變，再變小，然后又反向變大。等級考訓(xùn)練一、選擇題1．(2023·江蘇淮安高一階段練習(xí))如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間Δt。測得遮光條的寬度為Δx，用eq\f(Δx,Δt)近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度。為使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時速度，正確的措施是(A)A．換用寬度更窄的遮光條B．提高測量遮光條寬度的精確度C．使滑塊的釋放點更靠近光電門D．提高電子計時器的精確度解析：根據(jù)瞬時速度的定義可知當(dāng)Δt越短，由公式v＝eq\f(Δx,Δt)計算出的速度越能表示對應(yīng)位置的瞬時速度，換用寬度更窄的遮光條也可以達(dá)到相同的效果，提高測量遮光條寬度的精確度，提高電子計時器的精確度雖然能提高測量精度，減小誤差，但不能達(dá)到更接近瞬時速度的目的，而使滑塊的釋放點更靠近光電門，遮光條的遮光時間會更長，更不能接近瞬時速度。故選A。2．(多選)(2023·吉林長春高一期中)A、B兩個物體做直線運動的x－t圖像如圖所示，其中A的圖像為一條傾斜直線，下列說法正確的是(AB)A．出發(fā)時A在B的前方B．t1、t2時刻A、B均相遇C．t2時刻A、B的速度方向相同D．t1～t2時間內(nèi)A的平均速度小于B的平均速度解析：本圖像為x－t圖像，縱軸表示物體所在位置，則t＝0時，A在原點正方向某處，B在原點位置，即出發(fā)時A在B的前方，故A正確；x－t圖像中交點代表相同時刻在同一位置，即相遇，t1、t2時刻A、B圖像均有交點則相遇，故B正確；在x－t圖像中圖線(切線)的斜率表示瞬時速度，t2時刻A、B的斜率中，A為正，B為負(fù)，即速度方向A為正，B為負(fù)。故C錯誤；根據(jù)eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(Δx,Δt)可得A、B兩物體在t1～t2時間內(nèi)位移變化量和時間間隔均相同，則A的平均速度等于B的平均速度，故D錯誤。3．(多選)在跳水比賽中，某運動員(可看作質(zhì)點)的速度與時間關(guān)系圖像如圖所示，選豎直向下為正方向，t＝0是其向上起跳瞬間，則(BD)A．t1時刻該運動員開始進(jìn)入水面B．t2時刻該運動員開始進(jìn)入水面C．t3時刻該運動員已浮出水面D．t1～t3時間內(nèi)運動員始終向下運動解析：在0～t1時間內(nèi)，運動員在空中，處于上升階段，t1時刻到達(dá)最高點；t1～t2時間內(nèi)，運動員下落，t2之后速度減小，運動員已進(jìn)入水中，選項A錯誤，B正確；t3時刻，運動員的速度減為零，此時仍處于水下，選項C錯誤；t1～t3時間內(nèi)運動員始終向下運動，選項D正確。4．(多選)某班同學(xué)去部隊參加代號為“獵狐”的軍事學(xué)習(xí)，甲、乙兩個小分隊同時從同一處O出發(fā)，并同時捕“狐”于A點，指揮部在熒光屏上描出兩個小分隊的行軍路徑如圖所示，則(AD)A．兩個小分隊運動的平均速度相等B．甲隊的平均速度大于乙隊的平均速度C．兩個小分隊運動的平均速率相等D．甲隊的平均速率大于乙隊的平均速率解析：兩小分隊的起點和終點相同，位移相等，用的時間也相同，而平均速度是位移與時間的比值，所以兩個小分隊運動的平均速度相等，A正確，B錯誤；由圖中軌跡可知甲的路程大于乙的路程，且時間相同，而平均速率是路程與時間的比值，所以甲隊的平均速率大于乙隊的平均速率，C錯誤，D正確。5．(2023·四川綿陽高一學(xué)業(yè)考試)某段高速公路限速120km/h。監(jiān)控車輛是否超速的“電子警察”系統(tǒng)如圖所示，工作原理是：路面下，距離L埋設(shè)兩個傳感器線圈A和B，當(dāng)有車輛經(jīng)過線圈正上方時，傳感器能向數(shù)據(jù)采集器發(fā)出一個電信號；若有一輛汽車(看作質(zhì)點)經(jīng)過該路段，兩傳感器先后向數(shù)據(jù)采集器發(fā)送信號，時間間隔為Δt，經(jīng)微型計算機(jī)處理后得出該車的速度，若超速，則計算機(jī)將指令架設(shè)在路面上方的照相機(jī)C對汽車拍照，留下違章證據(jù)。已知L＝6m，下列說法正確的是(B)A．若Δt＝0.20s，照相機(jī)C會拍照B．若Δt＝0.15s，照相機(jī)C會拍照C．若Δt＝0.20s，汽車經(jīng)過A線圈時的速度大小一定是30m/sD．若Δt＝0.15s，汽車經(jīng)過B線圈時的速度大小一定是40m/s解析：計算汽車速度的原理是利用短時間內(nèi)的平均速度來代替瞬時速度，若汽車剛好全程以最大速度通過AB段，則所需時間為t＝eq\f(L,vm)＝eq\f(6,120)×3.6s＝0.18s，故當(dāng)Δt＞0.18s時，汽車不超速，照相機(jī)C不會拍照，當(dāng)Δt＜0.18s時，汽車超速，照相機(jī)C會拍照，故A錯誤，B正確；若Δt＝0.20s，則汽車通過AB的平均速度為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(L,Δt)＝eq\f(6,0.2)m/s＝30m/s，即汽車的平均速度大小為30m/s，但通過A點的瞬時速度不一定是30m/s，故C錯誤；若Δt＝0.15s，則汽車通過AB的平均速度為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(L,Δt)＝eq\f(6,0.15)m/s＝40m/s，即汽車的平均速度大小為40m/s，但通過B點的瞬時速度不一定是40m/s，故D錯誤。二、非選擇題6．用接在50Hz交流電源上的打點計時器測定小車的運動情況。某次實驗中得到的一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點起，每五個點取一個計數(shù)點，分別標(biāo)明0、1、2、3、…量得0與1兩點間的距離x1＝30mm,2與3兩點間的距離x3＝48mm，則小車在0與1兩點間的平均速度v1＝_0.3__m/s，在2與3兩點間的平均速度v3＝_0.48__m/s。據(jù)此判定小車做_加速運動__。解析：由平均速度的定義式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可見，小車速度變大，故判定小車做加速運動。7．在節(jié)假日期間，你可能到公園或游樂場玩過蹦床，如圖所示是一名同學(xué)某次從蹦床上跳起后的v－t圖像，已知t2＝2t1，結(jié)合你的體會和經(jīng)歷，分析下列問題：(1)該同學(xué)的速度大小是如何變化的？(2)該同學(xué)在哪段時間是上升的，在哪段時間是下降的？(3)從圖像中可以看出，是選上升過程的速度方向為正方向，還是選下降過程的