高中物理必修1：第1章 第3节同步练习及解析

高中物理必修1：第1章 第3节同步练习及解析

1 高中物理必修一 同步练习及解析 1．有关瞬时速度、平均速度、平均速率，下列说法中正确的是( ) A．瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度 B．平均速度等于某段时间内物体运动的位移与所用时间的比值 C．做变速运动的物体，平均速率就是平均速度的大小 D．做变速运动的物体，平均速度是物体通过的路程与所用时间的比值 答案：AB 2．在下面的图象中，表示匀速直线运动的有( ) 图 1－3－7 解析：选 ABD.由图象的物理意义得 C 项表示物体静止，而 A、B、D 均表示匀速直线 运动． 3. (原创题)2012 年 1 月 9 日，长春选手梁文豪在全国冬季运动会短道速滑男子 500 米决 赛中以 42 秒 59 的成绩获得金牌，梁文豪之所以能够取得这个项目的冠军，取决于他在 500 米中( ) 图 1－3－8 A．平均速率大 B．到终点的瞬时速度大 C．起跑时的瞬时速度大 D．某一时刻的瞬时速度大 解析：选 A.500 米短道速滑比赛的总路程一定，谁滑行完总路程所用的时间短，说明谁 的平均速率大． 4．短跑运动员在 100 m 比赛中，以 8 m/s 的速度迅速从起点冲出，到 50 m 处的速度是 9 m/s,10 s 末到达终点的速度是 10.2 m/s，则运动员在全程中的平均速度是( ) A．9 m/s B．10.2 m/s C．10 m/s D．9.1 m/s 解析：选 C.由平均速度的定义式得 v＝Δx Δt ＝100 10 m/s＝10 m/s，故 C 正确． 5.某人从 A 点出发，先以 2 m/s 的速度向东走了 40 s，到达 B 点，接着以 3 m/s 的速度 向北又走了 20 s，到达 C 点，求此人在这 60 s 内的平均速率和平均速度的大小． 图 1－3－9 解析：x1＝AB＝v1t1 2 ＝2×40 m＝80 m x2＝BC＝v2t2＝3×20 m＝60 m 60 s 内的路程为：s＝x1＋x2＝80 m＋60 m＝140 m 60 s 内的位移为：x＝ x21＋x22＝ 802＋602 m＝100 m 平均速率为s t ＝140 60 m/s＝7 3 m/s 平均速度为x t ＝100 60 m/s＝5 3 m/s. 答案：7 3 m/s 5 3 m/s 一、单项选择题 1．下面列举的几种速度中，指瞬时速度的是( ) A．某同学百米赛跑的速度是 9 m/s B．汽车以 40 km/h 的速度通过飞云江大桥 C．汽车经过路标时的速度是 90 km/h D．子弹在枪管里的速度是 400 m/s 解析：选 C.瞬时速度是指物体在某一时刻或某一位置的速度，故 C 正确；而 A、B、D 中的速度是物体经过某一段位移的速度，是平均速度，因此选 C. 2．(2012·广州执信中学高一检测)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正， 甲质点的速度为 2 m/s，乙质点的速度为－4 m/s，则可知下列说法错误的是( ) A．乙质点的速率大于甲质点的速率 B．因为＋2>－4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度 C．这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向 D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则 10 s 末甲、乙两质点相距 60 m 解析：选 B.因为速度是矢量，其正负号表示物体的运动方向，速率是标量，在匀速直 线运动中，速度的大小等于速率，故 A、C 正确，B 错；甲、乙两质点在同一直线上沿相反 方向运动，从同一点分别前进了 20 m 和 40 m，故此时两者相距 60 m，D 正确． 3．一汽车在平直的公路上先以 72 km/h 的速度行驶 20 km，又以 108 km/h 的速度行驶 10 km，则汽车在这 30 km 的全程中的平均速度为( ) A．20 m/s B．22.5 m/s C．25 m/s D．81 m/s 解析：选 B.第一段用时 t1＝x1 v1 ＝20×103 20 s＝103s 第二段用时 t2＝x2 v2 ＝10×103 30 s＝1000 3 s， 全程平均速度 v ＝x1＋x2 t1＋t2 ＝ 20＋10×103 1000＋1000 3 m/s＝22.5 m/s. 4. 图 1－3－10 A、B、C 三质点同时同地沿一直线运动，其 x－t 图象如图 1－3－10 所示，则在 0～t0 3 这段时间内，下列说法中正确的是( ) A．质点 A 的位移最大 B．质点 A 的路程最小 C．三质点的平均速度相等 D．三质点平均速率相等 解析：选 C.由图象可知 B 做匀速直线运动，A、C 做变速直线运动，但它们的初、末位 置相同，所以三质点的位移大小相等，又因为所用时间也相同，所以三质点的平均速度也相 等，由于 A 质点的路程最大，平均速率最大．故 C 正确． 二、双项选择题 5．下列说法正确的是( ) A．平均速度就是速度的平均值 B．速率是指瞬时速度的大小 C．平均速率是指平均速度的大小 D．在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度 答案：BD 6．一个做直线运动的物体，某时刻速度是 10 m/s，那么这个物体( ) A．在这一时刻之前 0.1 s 内位移一定是 1 m B．从这一时刻之后 1 s 内位移一定是 10 m C．从这一时刻起 10 s 内位移可能是 50 m D．如果从这一时刻起开始匀速运动，那么它继续通过 1000 m 路程所需时间一定是 100 s 答案：CD 7．(改编题)在 2012 年 2 月 18 日英国伯明翰室内田径大奖赛 60 米栏中，中国飞人刘翔 以 7 秒 41 完胜古巴选手罗伯斯夺得冠军．通过测量，测得刘翔 5 秒末的速度是 8.00 m/s， 到达终点的速度是 9.80 m/s，则以下有关平均速度和瞬时速度的说法中正确的是( ) A．8.00 m/s 是瞬时速度 B．9.80 m/s 是全程的平均速度 C．全程的平均速度是 8.90 m/s D．全程的平均速度是 8.10 m/s 解析：选 AD.8.00 m/s 对应着 5 s 末时刻，是瞬时速度，A 对；9.80 m/s 对应着终点位置， 是瞬时速度，B 错；平均速度不是瞬时速度的算术平均值，即不等于1 2 ×(8.00＋9.80)m/s＝8.90 m/s，C 错；据平均速度定义可知平均速度为 60 7.41 m/s＝8.10 m/s，D 对． 8．在北京奥运会男子百米飞人大战中，牙买加选手博尔特以 9 秒 69 的成绩轻松夺金； 在男子 200 米决赛中，以 19 秒 30 夺金，成为双冠王．下列说法正确的是( ) A．博尔特在 100 m 比赛终点时的瞬时速度为 10.32 m/s B．博尔特在 200 m 比赛中的速度始终为 10.36 m/s C．博尔特在 100 m 比赛中的平均速度为 10.32 m/s D．博尔特在 200 m 比赛终点时的速度可能为 10.10 m/s 解析：选 CD.在已知时间和位移的情况下只能求得平均速度，而无法确定其在运动过程 中的瞬时速度．博尔特两次比赛的平均速度分别为：100 m 决赛的平均速度 v1＝100 9.69 m/s＝ 10.32 m/s；由于 200 m 决赛是曲线，其位移小于 200 m，则其平均速度 v2< 200 19.30 m/s＝10.36 m/s.根据实际情况，博尔特在 200 m 终点时的速度有可能是 10.10 m/s(略小于平均速度)． 9. 4 图 1－3－11 如图 1－3－11 所示，为甲、乙两物体的 x－t 图象，则( ) A．甲、乙两物体都做匀速直线运动 B．若甲、乙两物体在同一直线上运动，则一定会相遇 C．在 t1 时刻甲、乙两物体不会相遇 D．t2 时刻甲、乙相遇 解析：选 AB.从图象可以看出甲、乙都做匀速直线运动，而运动方向相反，若二者在同 一直线上运动，二者一定会相遇．在 t1 时刻，甲、乙离开原点的位移(矢量)相同，即二者在 同一个位置上，所以二者相遇，故选 A、B. 三、非选择题 10．速度大小都是 5 m/s 的 A、B 两列火车，在同一直轨道上相向而行．当它们相隔 s ＝2000 m 时，一只鸟以 10 m/s 的速度离开 A 车头向 B 车头飞去，当到达 B 车头时立即返回， 这样在两车头间来回飞着．问： (1)当两车头相遇时，这只鸟共飞了多长时间？ (2)到相遇时这只鸟共飞了多少路程？ 解析：(1)两车相遇前，车一直行驶，鸟不停地飞，二者运动时间相同，故只要求出两 车相遇前行驶时间就得鸟飞行的时间，设此时间为 t.A、B 两车的速度大小为 vA＝vB＝5 m/s 由两车相遇的条件有 s＝(vA＋vB)t 所以鸟飞行的时间为： t＝ s vA＋vB ＝2000 5＋5 s＝200 s. (2)在 200 s 内鸟飞行的路程 s′＝vt＝10×200 m＝2000 m. 答案：(1)200 s (2)2000 m 11. 图 1－3－12 如图 1－3－12 所示为某客车的 x－t 图象． (1)据图说明客车在各时间段的运动情况． (2)求各时间段的客车的速度． (3)求全程中客车的平均速度和平均速率． 解析：(1)0～1 h，客车向正方向匀速前进 40 km.1 h～1.5 h，客车静止在 40 km 处.1.5 h～ 3 h，客车沿负方向匀速返回． (2)客车在 0～1 h 内的速度 v1＝Δx1 Δt1 ＝40 1 km/h＝40 km/h 1 h～1.5 h 内客车静止，故 v2＝0 km/h 1．5 h～3 h 内的速度 v3＝Δx3 Δt3 ＝0－40 3－1.5 km/h ＝－26.7 km/h，负号表示与 v1 方向相反． 5 (3)全程的总位移为零，故平均速度为零． 平均速率 v ＝s t ＝2×40 3 km/h＝26.7 km/h. 答案：见解析 12．某物体沿一条直线运动： (1)若前一半时间内的平均速度为 v1，后一半时间内的平均速度为 v2，求全程的平均速 度． (2)若前一半位移的平均速度为 v1，后一半位移的平均速度为 v2，全程的平均速度又是 多少？ 解析：(1)设全程所用的时间为 t，则由平均速度的定义知 前一半时间t 2 内的位移为 x1＝v1·t 2 后一半时间t 2 内的位移为 x2＝v2·t 2 全程时间 t 内的位移为 x＝x1＋x2＝(v1＋v2)t 2 全程的平均速度为 v ＝x t ＝1 2(v1＋v2)． (2)设全程位移为 x，由平均速度定义知 前一半位移所用时间为 t1＝x 2/v1＝ x 2v1 后一半位移所用时间为 t2＝x 2/v2＝ x 2v2 全程所用时间为 t＝t1＋t2＝ x 2v1 ＋ x 2v2 ＝xv1＋v2 2v1v2 全程的平均速度为 v ＝x t ＝ 2v1v2 v1＋v2 . 答案：(1)1 2(v1＋v2) (2) 2v1v2 v1＋v2