3.4 平均速度的测量 同步练习
一、单选题
1.汽车在公路上以10m/s的速度匀速直线前进,驾驶员发现前方路口灯号转为红灯,经0.5s的反应时间后,开始踩刹车,汽车车速v随时间t变化关系如图所示,下列叙述正确的是( )
A.在0.5s的反应时间内,车子前进了10m
B.在0.5s的反应时间内,车子沿直线做匀速运动
C.从开始刹车后1s,车速为5m/s
D.从灯号转为红灯起到汽车完全静止,车子共前进了15m
2.如图所示是测量小车平均速度的实验装置图。小车从A点由静止释放,自由运动到达B点,电子时钟显示用时3s。下列说法正确的是( )
①小车从A到B运动了10cm
②小车从A到B的平均速度为0.03m/s
③若小车到达B点时未及时停止计时,测得全程的平均速度会偏小
④测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,应将小车从C处由静止释放
A.只有①② B.只有③④ C.只有②④ D.只有②③
3.在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。对上述实验,数据处理正确的是( )
A.图中AB段的路程
B.如果测得AC段的时间tAC=2.5s,则AC段的平均速度vAC=32cm/s
C.在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏大
D.为了测量小车在BC段的平均速度vBC,可以将小车从B点静止释放
4.小蒋同学参加体育测试,下列结果最可能达到的是( )
A.铅球成绩为70m B.立定跳远成绩为10m
C.200m跑步用时29s D.跳绳1s跳100次
5.某物体从地面上某一点出发沿直线运动,其s﹣t图像如图所示。对物体的运动情况进行分析,得出结论不正确的是( )
A.物体在6s内运动的路程为15m
B.物体在前2s内做匀速直线运动
C.物体在前2s内和后2s内的速度相等
D.物体在6s内的平均速度为2.5m/s
6.同学你好!通过两年的物理学习,我们都感知和体验了不少的在生活,学习过程中所遇到的物理量。请你指出下列所估测的数据中最接近生活实际的是( )
A.正常骑行的自行车速度大小约为5m/s B.中学生立定跳远的距离约为5m
C.人正常呼吸一次的时间约为10s D.一张中考物理试卷的质量约为100g
7.用图象表示物体运动规律,下图中表示同一运动规律的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.乙和丁 D.甲和丁
8.如图所示是测量小车平均速度的实验装置图。小车从A点由静止释放,自由运动到达B点。下列说法正确的是( )
A.小车从A到B运动了10cm
B.小车从A到B的平均速度为3m/s
C.若小车到达B点时未及时停止计时,测得全程的平均速度会偏小
D.测量小车在整个运动过程中CB段的平均速度,应将小车从C处由静止释放
9.估测在实际生活中的应用十分广泛,下列所估测的数据中最接近实际的是( )
A.完整播放一遍中华人民共和国国歌所需的时间约为50s
B.教室中使用的普通日光灯管的长度约为2m
C.普通家庭房间门的高度一般大于3m
D.一个鸡蛋的质量约为500g
10.甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.内,乙的平均速度为3m/s B.内,乙做匀速直线运动
C.t=5s时两物体的相遇 D.甲物体的速度随时间的增加而增大
二、实验题
11.小利和小华合作测小车的平均速度。他们设计了如图所示的实验装置,小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度,如果测得小车到达B点所用的时间为2s;
(1)该实验的原理是______。
(2)测得小车的平均速度vAB=______m/s。
(3)实验中应该控制斜面的坡度较______(选填“大”或“小”),这样可以减小时间测量的误差。
(4)如果在实验中两人没有保持同步,小利释放小车在前,小华开始计时在后,他们测得的平均速度vAB会______(选填“偏大”或“偏小”)。
12.在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面的A点由静止开始自然下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(1)为了方便测量时间,斜面的坡度应较 _____;
(2)如果测得AB段时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB=_____m/s;BC段的运动时间是通过 _____(选填“计算”或“测量”)得到的;
(3)实验中小车通过全程的平均速度 _____(选填“大于” “小于”或“等于”)小车通过下半程的平均速度;
(4)在测全程的平均速度时,如果小车过了A点才开始计时,则测得AC段的平均速度会偏 _____ (选填“大”或“小”)
13.暑假,小赵去水上游乐场游玩,从滑道上冲下来的感觉太刺激了,他知道物体从斜面上下滑时的速度怎样变化,于是他利用带有刻度的斜面、小车和电子秒表“测量小车的平均速度”。
(1)该实验的原理是______;
(2)该实验用到金属挡板,则下列不属于金属挡板的作用是______;
A.使斜面保持一定的角度
B.让小车在一定的位置停下来
C.与小车相碰发出声音,便于测出小车行驶相同路程的时间
(3)实验时斜面的坡度不能太大,因为坡度太大时,______,也不能太小,因为斜面坡度过小,______。实验时为了保证实验的准确性,减少误差,小车必须从______释放;
(4)实验中,对于如何获取下半程s3的平均速度v3,下列方法最好的是______;
A.小车从B点由静止释放,测出B到C所用的时间t3与路程s3,计算得到v3
B.小车从A点由静止释放,经过B点开始计时,到达C点后测得时间t3,再测量路程s3,计算得到v3
C.不测量,利用已有数据求得t3=t1﹣t2,s3=s1﹣s2,再计算得到v3
(5)实验中全程s1的平均速度v1,上半程s2的平均速度v2,下半程s3的平均速度v3,三者间的大小关系是______;
(6)下图中可准确反映小车运动情况的是______;
A. B. C. D.
(7)若小车释放瞬间立即按下秒表开始计时,但小车在挡板处撞停时,由于测量者不够专注,提前按下秒表停止计时,则测得的平均速度跟真实值相比______。
14.小明利用如图所示的装置测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑。分别测出小车到达B点和C点的时间即可测出不同阶段的平均速度。
(1)斜面应选择较小坡度,这样设计的目的是为了在实验中便于 _____。
(2)如果测得小车通过AB段所用的时间t=1.6s,则AB段的平均速度是v=_____cm/s。
(3)由实验看出,小车在下滑过程中速度越来越 _____。
(4)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点后才停止计时,则测得的AB段的平均速度跟真实值相比偏 _____。
15.小明所在的实验小组想探究物体从斜面上滑下的速度大小与哪些因素有关。通过观察,他们猜想:物体到达斜面底端时速度v的大小可能与物体的质量m、斜面的倾角θ、斜面的材料这三个因素有关。于是他们选择以下器材进行探究:一个右端固定有遮光片的长方体木块质量为200g、一个100g的砝码(可粘在木块上表面)、两个长度相同材料不同的斜面A和B(斜面底端安有光电门)。实验装置如图所示,他们的实验操作是让木块沿斜面直线下滑,利用光电门速度传感器测得木块到达斜面底端时的速度v。
(1)为了保证从实验数据得出结论的可靠性,下列说法正确的是______;
A.斜面越长越好
B.斜面越宽越好
C.木块每次都由静止开始下滑
D.木块每次都从斜面上相同的位置下滑
(2)在本实验中,光电门速度传感器的工作原理是当木块上的遮光片通过光电门时光被挡住,计时器开始计时,当遮光片离开光电门时计时器停止计时,这样就可以根据遮光片的宽度与运动时间计算出此时木块的速度。已知遮光片的宽度为1.2cm,如果计时器某次显示的时间为0.005s,则此次测得的木块速度为 ______m/s;
(3)小明他们改变相关条件,多次实验,得到了下列数据:
实验序号 θ 斜面 m/g v/(cm/s)
1 20° A 200 245
2 20° A 300 245
3 20° B 200 153
4 20° B 300 153
5 30° A 200 358
6 40° A 200 438
①分析比较表中数据可得:v与前面猜想的三个因素中的______无关;
②分析比较实验序号1和3,2和4可得出v与______有关;
③分析比较实验序号1、5、6,可得出木块到达斜面底端时的速度与斜面倾角的关系是:当斜面材料相同时,______。
三、填空题
16.如图是小球从A沿直线运动到F的频闪照片,相邻两个点之间的时间间隔为0.2 s,则AF的距离为___________cm,小球从A到F的平均速度为___________m/s。
17.如下图所示,是每隔0.2s记录一次小球的运动位置,可知小球在水平面上做______直线运动,小球从D点运动到F点的平均速度为______m/s,比AF整段的平均速度______(选填“小”或“大”)。
18.巴河中一艘船逆流而上,该船在静水中的速度为5m/s,水流速度为3m/s,船匀速直线行驶途中,有一木箱落水10min后被发现,此时船与木箱的距离为_______,船长立刻回头打捞(船调头时间不计),再过_______min可追上木箱。
19.小红做“测量平均速度”实验时,用弹簧测力计沿水平方向将物块从位置A拉到位置E。如图是物块从A处沿直线水平运动到E处的频闪照片,若频闪照相机每隔0.2s闪拍了一次。分析照片可知:物体从A处到E处共运动了_____cm的路程,物块从C处运动到E处的平均速度为_____m/s。
20.如图所示,小车从斜面上滑下后,在足够长的水平木板上运动。从A点运动到B点,小车运动的路程是________cm,所用的时间为0.6s,则小车这段时间内运动的平均速度为________m/s。
参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由可得,在 0.5s 的反应时间内车子前进的距离为
s=vt=10m/s×0.5s=5m
故A错误;
B.由图像可知,在0.5s的反应时间内,车子的速度不随时间的变化而变化,说明车子做匀速直线运动,故B正确;
C.由图像可知,从开始刹车后1s即1.5s时,汽车的速度为0,故C错误;
D.由v-t图像中图线与时间轴围成的面积表示路程可知,从灯变红开始到汽车完全静止时车子前进的距离为
故D错误。
故选B。
2.D
【解析】
【详解】
①由图知:刻度尺上一个大格是1cm,分度值为2mm,小车从A到B运动了
10.00cm﹣1.00cm=9.00cm
故①错误;
②由图知,AB所用时间为
t=3s
所以小车在AB段的平均速度为
故②正确;
③如果小车到达B点后还没有停止计时,测得的时间偏大,由公式知平均速度会偏小,故③正确;
④测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,因为运动过程中小车在C点的速度不为0,因此不能将小车从A处由静止释放,故④错误。
故选D。
3.B
【解析】
【详解】
A.图中刻度尺的分度值是1cm,读数时要估读到分度值的后一位,因此图中AB段的路程为
故A错误;
B.由图可知AC段的路程为,则AC段的平均速度为
故B正确;
C.若小车过了B点才停止计时,则所测量的时间会偏大,由可知测得的AB段的平均速度会偏小,故C错误;
D.小车在运动过程中在B点的速度不为零,如果将小车从B点静止释放,所测得的通过BC段的时间比小车从斜面的A点由静止开始下滑时通过BC段所用的时间大,因此这种测量方法不准确,故D错误。
故选B。
4.C
【解析】
【详解】
A.中学生掷实心球的成绩在10m左右,不可能到达70m。所以铅球成绩为70m,不符合实际,故A不符合题意;
B.中学生立定跳远的成绩在2m左右,不可能达到10m。所以立定跳远成绩为10m,不符合实际,故B不符合题意;
C.中学生100m跑用时在14s左右,200m跑用时在30s左右,符合实际,故C符合题意;
D.中学生1min跳绳在180次左右,1s跳3次左右。所以跳绳1s跳100次,不符合实际,故D不符合题意。
故选C。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图像可知,当t为6s时,路程s为15m,即物体在6s内运动的路程为15m,故A正确,不符合题意;
B.有图像可知,做匀速直线运动的物体的图像是一条倾斜的直线,直线的倾斜程度与物体的速度大小有关,故B正确,不符合题意;
C.物体在前2s内运动的路程为5m,后2s内运动的路程为
15m-5m=10m
即在相等的时间内物体运动的路程不相等,根据
可知,则物体在前2s内和后2s内的速度不相等,故C错误,符合题意;
D.物体在6s内的平均速度为
故D正确,不符合题意。
故选C。
6.A
【解析】
【详解】
A.正常骑行的自行车速度大小约为15~20km/h,约合4~5m/s,故A符合题意;
B.中学生立定跳远的距离约为2.4m,故B不符合题意;
C.人正常呼吸一次的时间约为3s,故C不符合题意;
D.一张中考物理试卷的质量约为2g,故D不符合题意。
故选A。
7.B
【解析】
【详解】
甲s-t图象是一条平行于时间轴的直线,路程不随时间变化,物体静止;乙s-t图象是一条倾斜的直线,路程与时间成正比,物体做匀速直线运动;丙v-t图像是一条平行于时间轴的直线,物体的速度不随时间变化,物体做匀速直线运动;丁v- t图象是一条倾斜的直线,速度随时间均匀增加,物体做加速运动,是变速运动;综上所述,表示同一运动规律的是乙和丙,物体做匀速直线运动。故ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
8.C
【解析】
【详解】
A.小车车头在A点时,在10.00cm刻度线处;小车车头在B点时,在1.00cm刻度线处,故小车从A到B运动距离
故A错误;
B.由图可知,小车在A点时,时间为:“15:35:20”,小车在B点时,时间为:“15:35:23”,故小车从A到B的用时3s。根据可知,小车从A到B的平均速度
故B错误;
C.若小车到达B点时未及时停止计时,则测量的时间t会偏大,根据可知,此时计算得出的全程平均速度会偏小,故C正确;
D.小车在C点静止释放至B点所用的时间为,小车在A点静止释放,C点至B点所用的时间为,分析可得,,故测量小车在整个运动过程中CB段的平均速度,应该将小车从A处由静止释放。若从C处静止释放,测量的小车在整个运动过程中CB段的平均速度将偏小,故D错误。
故选C。
9.A
【解析】
【详解】
A.完整播放一遍中华人民共和国国歌所需的时间在50s左右,故A符合题意;
B. 教室中使用的普通日光灯管的长度约为1m,故B不符合题意;
C. 普通家庭房间门的高度一般大约2m,故C不符合题意;
D. 一个鸡蛋的质量约为50g,故D不符合题意。
故选A。
10.C
【解析】
【详解】
A.由图可知 内,乙通过的路程为s乙=15m,则乙的平均速度为
故A错误;
B.由图可知内,乙处于静止状态,速度为0,故B错误;
C.因为甲乙同时从同一地点沿直线向同一方向运动,且由图可知当t=5s时,甲乙路程均为15m,说明甲乙在此时相遇,故C正确;
D.由图可知,在s﹣t图像中,甲是一条过原点的倾斜直线,则甲做匀速直线运动,速度不变,故D错误。
故选C。
11. v= 0.2 小 偏大
【解析】
【详解】
(1)[1]测量小车平均速度的实验,是通过测量小车运动的路程和时间,然后利用 计算得到平均速度,所以实验的原理是。
(2)[2]由图可知,刻度尺的分度值是1cm,AB段的长度
AB段所用的时间 ,小车在AB段的平均速度
(3)[3]如果斜面坡度较小,则小车在斜面上运动的速度较慢,运动时间会长些,可以减小时间测量的误差。
(4)[4]小利释放小车在前,小华开始计时在后,则所测的时间会偏小,由可知,他们测得的平均速度vAB会偏大。
12. 小 0.25 计算 小于 大
【解析】
【详解】
(1)[1]为了方便测量时间,即要增大下滑的时间,故斜面的坡度应较小。
(2)[2]图中AB段的路程
sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm=0.4m
则AB段的平均速度
[3]因小车在B点的速度不为0,可分别测出小车在AC段和AB段的时间,相减即可得出小车在BC段的运动时间,故BC段的运动时间是通过计算得到的。
(3)[4]因小车做加速运动,全程通过的距离是下半程的2倍,所用时间大于下半程的2倍,故实验中小车通过全程的平均速度小于小车通过下半程的平均速度。
(4)[5]在测全程的平均速度时,如果小车过了A点才开始计时,则测量时间偏小,根据可知,测得AC段的平均速度会偏大
13. A 不方便计时 小车不会沿斜坡运动 静止 C v3>v1>v2 D 偏大
【解析】
【详解】
(1)[1]测量平均速度的原理:,根据实验原理可知实验中需要测量路程和时间,因此实验中需要用刻度尺测量小车下滑的路程,用秒表测量小车下滑所用的时间。
(2)[2]在斜面的同一位置放置金属片,小车就可以在不同位置停下来,便于测量时间;故A错误,A符合题意,B正确,B不符合题意。
故选A。
(3)[3]斜面坡度越大,小车沿斜面向下运动太快,计时会越困难;为了便于测量时间,减小测量误差,斜面坡度应小一些。
[4]坡度如果太小,小车会静止在斜坡上或在斜坡上做匀速直线运动,使实验无法进行。
[5]在实验过程中,不容易控制小车的初速度,所以可以让小车从斜面某以位置静止开始释放。
(4)[6]A.小车在下滑过程中,到达B点的速度并不为零,所以让小车从B点由静止释放,到达C点的时间,并不等于下半段的时间,计算得到v3结果不准确;
B.可以在B点开始计时,但在运动中开始计时,计时误差比较大,计算结果不准确,故B不符合题意;
C.不测量,利用已有数据求得
,
再计算得到v3结果比较准确。故D符合题意。
故选C。
(5)[7]由于小车在下滑过程中做加速运动,所以上半段的平均速度最小,下半段的平均速度最大,全程的平均速度居中,即
(6)[8]AB.小车下滑过程中做加速运动,由A、B两图可知,都是匀速直线运动的图像,故AB图像不符合题意;
C.由图C可知,相同时间内通过的路程逐渐减小,说明物体做减速运动,故C图像不符合题意;
D.由图D可知,在v—t图像上,随着时间的增大,物体的速度增大,做的是加速运动,故D图像符合题意。
故选D。
(7)[9]提前按下停表停止计时,会导致所以测量的时间偏小,根据可知,所测得得平均速度会偏大。
14. 测量时间 25 大 小
【解析】
【详解】
(1)[1]斜面的坡度越小,小车运动的时间越长,所以,斜面选择较小坡度的目的是为了在实验中便于测量时间。
(2)[2]AB段的距离为
如果测得小车通过AB段所用的时间t=1.6s,则AB段的平均速度是
(3)[3]小车在下滑过程中做的是加速直线运动,所以,速度越来越大。
(4)[4]在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点后才停止计时,则记录的时间偏大,所以,测得的AB段的平均速度跟真实值相比偏小。
15. CD 2.4 质量 斜面的材料 斜面的倾角越大,物体从斜面上滑下的速度越大
【解析】
【详解】
(1)[1]实验数据得出结论的可靠性,要确保速度测量的准确性,要使木块从同一高度,静止滑下。速度大小与斜面长度和宽度无关。故AB错误,CD正确。
故选CD。
(2)[2]木块速度为
(3)①[3]分析实验1和2或3和4可知,当木块质量不同时,v相同,所以v和质量无关。
②[4]分析比较实验序号1和3,2和4,当斜面倾角相同,质量相同,斜面材料不一样时,木块速度v不相同。所以v和斜面材料有关。
③[5]分析比较实验序号1、5、6,当斜面材料相同,倾角不同时,木块速度v不相同,而且斜面的倾角越大,物体从斜面上滑下的速度越大。
16. 12.50 0.125
【解析】
【详解】
[1]由图可知,刻度尺的分度值为1mm,读数时,读到最小分度值的下一位,故AF的距离为12.50cm。
[2]由[1]分析可知,小球从A到F的路程为
小球从A到F之间有5个间隔,故小球从A到F的时间为
小球从A到F的平均速度为
17. 变速 0.2 大
【解析】
【详解】
[1]在相同的时间内,小球通过的路程不相同,所以是变速直线运动。
[2] 小球从D点运动到F点所用的时间是0.4s,通过的路程是
12.50cm-4.50cm=8.00cm=0.0800m
则小球的平均速度是
[3] AF整段时间是
t'=0.2s×5=1s
AF段的路程为
s'=12.50cm=0.1250m
AF整段的平均速度
v>v',比AF整段的平均速度大。
18. 3000m 10
【解析】
【详解】
[1]根据可得,10min内船逆流行驶通过的路程
s1=(v船﹣v水)t=(5m/s﹣3m/s)×10×60s=1200m
10min内,木箱顺流漂行的距离
s2=v水t=3m/s×10×60s=1800m
船刚调头时船与木箱的距离
s=s1+s2=1200m+1800m=3000m
[2]设船调头追上木箱的时间为t2,则有
(v船+v水)×t2=s+v水t2
即
(5m/s+3m/s)t2=3000m+3m/s×t2
解得
t2=600s=10min
19. 8.00 0.15
【解析】
【详解】
[1]如图所示,刻度尺每大格表示1cm,平均分成10小格,即分度值为0.1cm,故物体从A处到E处共运动了8.00cm。
[2]物体在C处时,左端读数为2.00cm,物块从C处运动到E处的距离为
物块从C处运动到E处共有2个间隔,故所用时间为
物块从C处运动到E处的速度为
20. 30.0 0.5
【解析】
【详解】
[1]由图可知,小车运动的路程
sAB=40.0cm-10.0cm=30.0cm
[2]这段时间内运动的平均速度为