人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律达标测试

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律达标测试，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．运动小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18 cm，则（ ）
A．小车运动的平均速度为0.03 m/s
B．小车运动的平均速度为1.5 m/s
C．小车运动的平均速度为1.8 m/s
D．小车运动的平均速度为180 m/s
2．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离，这样便于记录
B．为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点
C．为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点
D．两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s
3．有一冲刺时离度为的田径运动员正在进行国际比赛，在终点处，有一站在路道终点旁边的摄影记者使用照相机给他拍摄冲刺运动，摄影记者使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是16，快门（曝光时间）是，得到照片后测得其人的高度为，胸前号码布上模糊部分的宽度是，由以上数据可以知道运动员的（ ）
A．成绩B．冲刺成绩
C．内平均速度D．冲刺时内的位移
4．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列做法正确的是
A．作v-t图象时，必须用圆滑曲线连线且经过每一个点
B．先使纸带运动，再接通电源
C．牵引小车的钩码越多越好
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
5．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中正确的是( )
A．长木板一定要水平摆放，不能一端高一端低
B．使用刻度尺测量长度时，不必估读
C．使用刻度尺测量长度时，要估读到最小刻度的下一位
D．作v－t图象时，所描曲线必须经过每一个点
6．在实验中，利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。下列思考有道理的是（ ）
①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图象不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线
②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远
③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I)，有六个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律
④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的
A．①③B．②④C．①②D．③④
7．小物体P在光滑水平面上正在以速度v0匀速运动。从t=0时刻开始计时，P的加速度随时间的变化关系如图所示，加速度方向正方向与v0方向相同，图中a0、t0为已知量，则小物体P（ ）
A．在2t0和4t0时刻的速度相等
B．在3t0时刻的速度为7a0t0
C．在2t0到4t0时间内运动位移为2v0t0+14a0t02
D．在t0时刻的速度为32a0t0
8．如图所示，“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则打C点时物体运动速度的大小为
A．B．C．D．
9．某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况.图示为该同 学实验时打出的一条纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s.打点计 时器打B点时小车的速度（）
A．1.45m/sB．0.145m/sC．14.5m/sD．145m/s
10．打点计时器是一种常用的实验仪器，它使用的电源及其直接测量的物理量分别是（ ）
A．直流电、测量位移和速度
B．直流电、测量瞬时速度和加速度
C．交流电、测量速度和加速度
D．交流电、测量时间
二、多选题
11．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．通过调节，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上
B．坐标轴单位长度越小越好
C．开始前要先接通电源后松纸带，打完点要先断开电源后取纸带
D．钩码的质量越大越好
12．如图甲、乙所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知（ ）
A．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大
B．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小
C．纸带甲的加速度比乙的大
D．纸带甲的加速度比乙的小
13．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对减小实验误差来说，下列方法中有益的是（ ）
A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量大些
C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量和计算
D．作图像时，必须要把描出的各点都连在同一条直线上
14．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学利用纸带上的数据计算出了各计数点对应时刻小车的瞬时速度。然后他以速度为纵轴、时间为横轴建立直角坐标系，共描出了10个点，并画出了小车运动的图像，如图所示。针对该同学作出的图像，他所在的实验小组的其他四位同学分别交流了自己的看法，以下四种看法中，你认为有道理的是（ ）
A．这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的图线不可能为一条直线，而应为条平滑的曲线
B．这10个点中，有8个点虽然不在一条直线上但它们紧挨在某条直线附近，只有G和B两个点离这条直线较远
C．在这10个点中，有3个点（A、D、J）能画出一条直线，其余7个点都不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车的速度随时间变化的规律
D．D．与直线偏差较小的点（C、E、P、H、J）可能是实验误差造成的，而偏离直线较远的点（B、G）则可能是实验中出现失误造成的
15．一小球在水平桌面上做匀减速直线运动，用照相机对着小球每隔拍照一次，得到一幅频闪照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示，已知照片与实物的比例为1:10，则（ ）
A．图中对应的小球在通过距离内的平均速度是
B．图中对应的小球在通过距离内的平均速度是
C．图中对应的小球通过位置处的瞬时速度是
D．图中对应的小球通过位置处的瞬时速度是
三、填空题
16．打点计时器使用的交变电流的频率原为50Hz，若某次实验中交变电流的实际频率偏小而未被发觉，则纸带上记录的时间与真实值比较将___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
17．如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后（电源频率为50Hz）得到的纸带，从A点通过计时器到D点通过计时器历时_____ s，位移为_____ m，这段时间内的平均速度为_____ m/s，BC段的平均速度为_____m/s，F点的瞬时速度可以粗略的认为是_____m/s．（平均速度和瞬时速度的结果保留三位有效数字）
18．如图是用 DIS 测定小车的加速度的实验装置．
（1）信号发射部分和信号接收部分组成为_____传感器，其中 A 是信号_____部分．
（2）实验室里使用这组传感器直接测量的物理量是________．
四、实验题
19．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点在图中没有画出，电火花计时器接220 V、50 Hz的交流电源。该同学经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表：
(1)设电火花计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF＝________；
(2)根据表中数据，以A点对应的时刻为t＝0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v—t图像_____；
(3)利用该图像求小车的加速度a＝________ m/s2(结果保留两位有效数字)；
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
20．某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时：
(1)把一条纸带穿过打点计时器，该同学发现有如图1中的两种穿法，有点犹豫。你认为________(选填“甲”或“乙”)的穿法效果更好。
(2)完成实验后，该同学用刻度尺测量纸带上的点距，如图2所示，B点对应刻度的读数是________ cm，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB＝________ m/s。
五、解答题
21．如图为一升降机向上做直线运动的速度-时间图像，根据图像求：
（1）升降机向上运动中的最大速度；
（2）升降机上升的总高度；
（3）升降机在整个上升过程中的平均速度大小。
22．列车沿长直坡路向下行驶。开始时速度表上的示数是54，以后每5s读取一次数据，见表
表列车速度表
(1)在表中填写以为单位表示的速度值。
(2)作出列车速度与时间关系的图像。
计数点
B
C
D
E
F
速度(m/s)
0.141
0.185
0.220
0.254
0.301
时间
0
5
10
15
20
25
30
速度
54
59
65
70
76
81
86
速度
参考答案
1．C
【详解】
从第1个点到第6个点间的时间为t=5×0.02 s＝0.1 s，则平均速度
所以C正确；
故选C。
2．C
【详解】
A．测量每两个相邻计数点间的距离时，应该用毫米刻度尺的零刻度对准计时起点，一次读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到每两个相邻计数点间距离的数值，故A错误；
BC。纸带上开始时打的点比较密集，点距过小，测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点当作计时起点，故B错误，C正确；
D．选取计数点，可增加测量距离，减小测量过程所产生的误差，两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
AC．根据题意无法得出100m的运动时间，则无法求出100m内的平均速度，AC错误；
B．人的身高已知，则人的身高与照片的中的比例与人的位移与号码布影象的模糊部分的比值相等，故可求出运动员的位移，因曝光时间较短，故可以用这段时间内的平均速度代替运动员的冲线速度， B正确；
D．冲刺的平均速度未知，D错误；
故选B。
4．D
【详解】
A．作v-t图象时，应用刻度尺作出直线，穿过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，故A错误；
B．先接通电源，再使纸带运动，故B错误；
C．牵引小车的钩码不能太多，故C错误；
D．为充分利用纸带，将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A. 做这个实验时，让小车做变速运动即可，不考虑平衡摩擦力，所以长木板可以水平摆放，也可以一端高一端低，故A错误；
BC. 使用刻度尺测量长度时，，要估读到最小刻度的下一位，故B错误，C正确；
D. 作v－t图象时，用平滑的曲线尽可能多地通过所描的点，但不必经过每一个点，故D错误．
6．B
【详解】
任何实验都会存在一定的误差，也正是因为有误差的存在，图中的数据点才不可能严格在一条直线上，只能大致的分布在一条直线上；如果有些数据离直线很远，说明这个数据很可能是错误的，所以①③错误，②④正确，故选B。
7．C
【解析】
【详解】
A. 2∼4t0时间内，物体的加速度不变，做匀加速直线运动，所以在2t0和4t0时刻的速度一定不相等，故A项错误；
B. 由数学知识可得：2t0时刻的加速度为3a0。根据a−t图线与时间轴所包围的“面积”大小表示速度的变化量，可得，0∼3t0时间内速度的变化量a0+3a02⋅2t0+3a0t0=7a0t0.所以在3t0时刻的速度为v0+7a0t0，故B项错误；
C. 2t0时刻的速度为v2=v0+a0+3a02⋅2t0=v0+4a0t0，在2t0到4t0时间内物体做匀加速直线运动，运动的位移为x=v2⋅2t0+12⋅3a02t02=2v0t0+14a0t02，故C项正确；
D. 在t0时刻的速度为v0+a0+2a02t0=v0+32a0t0，故D项错误。
8．D
【详解】
C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：；
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论相符，选项D正确；
9．B
【分析】
根据毫米刻度尺读出两相邻计数点的距离．根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．
【详解】
由图可知，A、B、C、D四点对应的刻度分别是0、1.20 cm、2.90 cm、5.10 cm，则SAB=1.20 cm，SBC=1.70cm，SCD=2.20 cm，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．vB==0.145m/s，故选B.
10．D
【分析】
打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电，它们是每隔0.02s打一个点；
【详解】
打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电，它们是每隔0.02s打一个点，则它直接测量的物理量是时间；故选D.
11．AC
【详解】
A．为了使小车做直线运动，应通过调节，应使小车、纸带、拉线和定滑轮上边缘在一条直线上，A正确；
B．坐标轴的单位长度应根据实际情况选取，方便我们的计算越即可，B错误；
C．在使用打点计时器时，应先接通电源后释放纸带，打完点后，应先断开电源后取纸带，C正确；
D．如果实验中加速度过大，会导致打出的点非常少，不利于我们研究，所以钩码的质量不是越大越好，D错误。
故选AC。
12．BD
【解析】
试题分析：A、B、在打下计数点“0”至“5”的过程中，从图中可以发现纸带甲的位移比乙的小，时间一样，因此甲的平均速度比乙小，故A错误，B正确；
C、D、在打下计数点“0”至“5”的过程中，从图中可以发现纸带甲的相邻的时间间隔位移之差比乙的小，所以纸带甲的加速度比乙的小，故C错误，D正确．
故选BD．
13．ABC
【详解】
A．选取计数点适于使被测量和计算的相邻点间的间隔较大，这样在用刻度尺测量这些点间的间隔时，在一次测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A正确；
B．在实验中，如果小车运动的加速度偏小，纸带上打出的点大部分会很密，这样测量长度的相对误差会较大，测量准确度会降低，因此小车的加速度尽量大些，B正确；
C．为了减小测量长度时的相对误差，舍去纸带上过于密集甚至分辨不清的点是必要的，因此C正确；
D．作图像时，将偏离比较远的点舍去，D错误｡
故选ABC。
14．BD
【详解】
ABC．由于实验存在误差，所以这10个点中有8个点不完全在一条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有G和B两个点离这条直线远，用倾斜直线进行连接，这条直线通过大部分的点，不在直线上的点两侧分布均匀，此条直线可表示小车运动的规律。故B符合题意，AC不符合题意。
D．与直线偏差较小的点（C、E、P、H、J）可能是实验误差造成的，而偏离直线较远的点（B、G）则可能是实验中出现失误造成的。故D符合题意。
故选BD。
15．AD
【详解】
AB．照相机每隔拍照一次，所以图中对应的小球通过距离所用的时间，照片与实物的比例为1：10，所以图中8cm对应的实际距离为，则图中小球在通过8cm距离内的平均速度
A项正确，B项错误；
CD．图中对应小球做匀减速直线运动，其通过6cm位置处的瞬时速度可用图中小球通过这一段距离的平均速度表示，所以小球通过6cm位置处的瞬时速度
C项错误，D项正确.
故选AD.
16．偏小
【详解】
交变电流的实际频率偏小，实际打点周期大于0.02s，比如打出6个点的实际时间大于0.1s，但仍按照原周期计算时间为0.1s，所以纸带上记录的按原周期算出的时间应该偏小。
17．0.1 0.0760 0.760 0.950 0.950
【详解】
试题分析：通过纸带相等时间内的位移的变化判断纸带的运动情况．打点计时器的频率为50Hz，每隔0.02s打一个点，根据位移和时间求出平均速度．
解：如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后（电源频率为50Hz）得到的纸带，从A点通过计时器到D点通过计时器历时0.1s，
位移为0.0760m，
这段时间内的平均速度为=="0.760" m/s，
BC段的平均速度为==0.950 m/s，
F点的瞬时速度可以粗略的认为是BC段的平均速度，即大小是0.950m/s．
故答案为0.1；0.0760；0.760；0.950；0.950
【点评】
能够知道相邻的计数点之间的时间间隔，了解打点计时器的构造并能熟练应用，对于一些实验操作细节，要通过亲自动手实验，才能体会具体操作细节的含义．
18．（1）位移， 发射； （2）位移；
【详解】
(1)根据实验装置可知，信号发射器和信号接收器组成了位移传感器；A应是信号发射部分．
(2)根据实验原理可知，该实验采集的是物体位移，即直接测量的物理量是位移．
故答案为(1)位移，发射；(2)位移；
19． 见解析 0.40 不变
【详解】
(1)[1]若时间较短，平均速度可代替中间时刻的瞬时速度，电火花计时器的打点周期为T，所以从E点到G点时间为10T，则
vF＝
(2)[2]根据表中数据，利用描点法作出图像如图：
(3)[3]v—t图像的斜率表示加速度，故
a＝＝0.40 m/s2
(4)[4]电网电压变化，并不会改变打点的周期，故加速度的测量值与实际值相比不变。
20．乙 3.20 1.45
【详解】
(1)[1]由题图1可知，该打点计时器为电磁打点计时器，纸带应放在复写纸的下方，故乙的效果更好；
(2)[2]由题图2可知，A点对应刻度的读数为0.50 cm，B点对应刻度的读数为3.20 cm，C点对应刻度的读数为6.30 cm；
[3]已知打点计时器每0.02 s打一个点，则
21．6m/s 42m 4.2m/s
【详解】
（1）根据v—t图象可知，升降机向上运动中的最大速度为vm=6m/s．
（2）升降机先加速向上，再匀速向上，然后减速向上，当t=10s时，速度减小为零，升降机上升到最大高度，在v—t图象中图线与时间轴围成的梯形的面积表示物体在这段时间内通过的位移，所以，总高度
（3）平均速度等于总位移除以总时间
22．(1) 15m/s；16.4m/s；18.1m/s；19.4m/s；21.2m/s；22.5m/s；23.9m/s；(2)图见解析
【详解】
(1)根据速度单位之间的换算关系可知：
54km/h=15m/s；
59km/h=16.4m/s
65km/h=18.1m/s
70km/h=19.4m/s
76km/h=21.2m/s
81km/h=22.5m/s
86km/h=23.9m/s
(2)根据速度值建立如图所示坐标，利用描点法可得出对应的图象如图所示；