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当堂达标检测题

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当堂达标检测题，共17页。
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 1．（2020·淮安市淮阴区南陈集中学高一期中）小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：（1）下列哪些器材是多余的_______；①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板（2）为达到实验目的，还需要的器材是________；（3）在该实验中，下列说法中正确的是________；A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端B．开始实验时小车远离打点计时器一端C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车D．牵引小车的钩码个数越多越好（4）实验得到的一条纸带如图所示，打点计时器电源频率为50Hz，其中相邻的两个计数点还有4个点未画出，则根据纸带，回答下列问题：①相邻两个点之间的时间间隔为_______s;②根据纸带上的数据，则计数点1时小车对应的速度为：v1=__m/s;③据此可求出小车从1到3计数点内的加速度为a=__m/s2。（本题所有计算结果均保留两位小数）。【答案】②⑧    刻度尺    C    0.1    0.36    0.38    【解析】【分析】【详解】（1）[1]．下列器材多余的是：②天平；⑧秒表。（2）[2]．为达到实验目的，还需要的器材是刻度尺；（3）[3]．A．打点计时器应固定在长木板上远离滑轮一端，选项A错误；B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端，选项B错误；C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，选项C正确；D．牵引小车的钩码个数要适当，并非越多越好，选项D错误；故选C。（4）①[4]．相邻的两个计数点还有4个点未画出，则相邻两个点之间的时间间隔为T=0.1s；②[5]．根据纸带上的数据，则计数点1时小车对应的速度为 ③[6]．由纸带可知从1到3计数点内 由可得2．（2020·威远中学校高三月考）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．（1）实验中必要的措施是______．A．细线必须与长木板平行                    B．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量            D．平衡小车与长木板间的摩擦力（2）他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=______m/s．（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）AB        （2）0.80    0.40    【解析】【分析】【详解】①为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，故AB正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误，故选AB．②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为；根据逐差法可知，物体的加速度；B点的速度等于AC段的平均速度，则有：．【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用，要注意明确实验原理，知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量．3．（2020·广元天立国际学校高二月考）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中∶(1)电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于______；A．交流电压的高低    B．交流电的频率    C．墨粉纸盘的大小    D．纸带的长度(2)下列操作中正确的有________； A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器    B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端C．应先释放小车，后接通电源    D．电火花计时器应使用低压交流电源(3)如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，四条纸带的a、b间的间距相等，则a、b间的平均速度最小的是 ______ ；A．    B．     C．    D．  (4)某同学用如图 （a）所示的装置测定匀加速直线运动的加速度，打出的一条纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s：①实验时纸带的__________端是和小车相连的；（选填“左”或“右”）②打点计时器打下C点时小车的速度大小为_________m/s；③由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为_________m/s2.。【答案】B    A    D    左    0.3    0.4    【解析】【分析】【详解】(1)[1]当电流为正方向时，振片受向下的力，此时打点一次，当电流方向为反方向时，振片受向上的力，此时不打点，所以在交流电的一个周期内打点一次，即每两个点间的时间间隔等于交流电的周期。而交流电的周期又等于电源的频率的倒数，故ACD错误，B正确。故选B。(2)[2]A．在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以便能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，A正确；B．打点计时器应固定在长木板远离滑轮的一端，B错误；C．实验中为了在纸带上打出更多的点，提高纸带的利用效率，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，C错误；D．电火花计时器应使用220V的交流电源，D错误。故选A。(3)[3]四条纸带a、b间的距离都相等，打点计时器打点的时间间隔相等，在D纸带中，间隔数最多，可知ab段运动的时间最长，根据可知，平均速度最小的是D纸带，ABC错误，D正确。故选D。(4) ①[4]由图（b）所示纸带可知，纸带的左端与小车相连。②[5] 打C点时小车的速度等于BD段的平均速度③[6] 根据得小车的加速度4．（2020·江苏省高三二模）某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验。装置如图甲所示，在调整好仪器后，正确操作得到点迹清晰的纸带。(1)关于该实验，下列说法正确的是_______A．打点时先释放纸带再接通电源B．应使重物的质量远小于小车的质量C．应消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响D．应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板平行(2)如图乙所示是某同学一次实验得到小车运动情况的纸带，他进行如下数据处理：在纸带上连续选取六个计时点A、B、C、D、E、F并测得A、C两点间的距离为x1，B、D两点间的距离为x2，已知打点计时器所用的交流电源的频率为f，则打点计时器在纸带上打下B点时小车运动的瞬时速度大小vB=_____；小车运动的加速度a=_______。(3)如图丙、丁所示是两位同学用同一组实验数据，分别作出的小车运动v—t图像，你认为作图正确的是________。【答案】BCD            丙    【解析】【分析】【详解】(1)[1]A．为保证速度从零开始计时，便于之后选取计数点打点。应先接通电源再释放纸带，故A错误；B．重物的质量要远远小于小车的质量，故B正确；C．应该通过平衡摩擦力来消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响，故C正确；D．实验前要调整滑轮高度使细线与木板平行，要平衡摩擦力，故D正确。故选BCD。(2)[2][3]由匀变速直线运动规律可知，某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，有解得由解得(3)[4]图丙中将异常的点舍弃掉，故选丙。5．（2020·江苏省高三三模）小华同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图甲所示的一条纸带（每两个点间还有4个点没有画出）。打点计时器的电源频率为50Hz。（1）根据纸带上的数据，计算E点时小车的瞬时速度并填入表中_____。位置ABCDEv/（m·s-1）0.610.811.001.18  （2）小华同学根据实验数据在图乙中画出了小车的图象。请你根据v—t图象：判断小车做的是_____（填写序号）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．非匀变速直线运动（3）小红同学用以下方法绘制了小车运动的v一t图象：第一，先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条；第二、再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间；第三，将纸条上端中心连起来，于是得到v一t图象。请回答这样做___________（选填“可行”、“不可行”），简要说明其理由__________。【答案】1.39    B    可行    见解析    【解析】【分析】【详解】（1）[1]．相邻两点间的时间间隔为T=0.1s，则E点的速度（2）[2]．根据v—t图象可知小车做的是匀变速直线运动；故选B。（3）[3][4]．该做法是可行的；因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s，即时间t相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比．因此该做法是合理的．
 6．（2020·自贡市田家炳中学高一开学考试）某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系：电磁打点计时器接______电源填“低压直流”、“低压交流”或“220V交流”；实验时，使小车靠近打点计时器，先______再______填“接通电源”或“放开小车”．若所接电源的频率是50Hz，则每隔______秒打一个点．图乙是绘出的小车速度时间关系图线，根据图线求出小车的加速度为______保留三位有效数字【答案】低压交流；    接通电源；    放开小车；    0.02；    0.682；    【解析】【分析】【详解】电磁打点计时器接低压交流电源实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源再放开小车．若所接电源的频率是50Hz，则每隔秒打一个点．在图象中图线的斜率表示加速度即 ．故答案为低压交流；接通电源，放开小车；；【点睛】了解电磁打点计时器的工作电压、工作原理，实验中要先接通电源，然后释放小车．根据速度时间图象解出斜率即是物体的加速度．注意速度--时间图象中斜率表示其加速度，并要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．7．（2020·湖南省长沙一中高三月考）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制滴水计时器计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示．实验时，保持桌面水平，先用功率恒定的电动马达牵引着小车由静止开始加速一段时间．再关闭马达，让小车在桌面上自由运动至静止．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置．（已知滴水计时器每内共滴下46个小水滴，且开始计时时滴下的小水滴计为第1滴．）（1）根据图（b）的数据可判断出此过程中滴下的水滴是小车在_________________时留下的（填马达牵引着加速或关闭马达后在桌面上减速）．还由图（b）可知，小车在桌面上是___________（填从右向左或从左向右）运动的．（2）小车运动到图（b）中A点时的速度大小约为__________．（结果均保留2位有效数字）【答案】关闭马达后在桌面上减速；    从右向左；    0.24    【解析】【分析】【详解】(1) 用功率恒定的电动马达牵引着小车由静止加速时，小车做变加速直线运动．关闭马达后，小车在水平桌面上做匀减速直线运动．滴水计时器类似于打点计时器，从图可以判断，相邻相等时间内的位移差恒定，则小车做匀变速直线运动，即匀减速直线运动．且从右向左，单位时间内小车的位移越来越小．由于小车在水平桌面受阻力而做减速运动，故小车应从右向左运动．(2)由题意得：，小车在水平桌面上做匀减速直线运动的加速度 在图（b）中从右向左依次定义三个水滴A、B和C，则可求出滴C水滴时小车的速度 从A点运动到C点的过程中，，解得．【点睛】注意相邻水滴的时间间隔的计算，46滴水有45个间隔，速度和加速度的计算，注意单位、有效数字的要求．8．如图所示装置可以用来研究小车的匀变速直线运动。带有定滑轮的长木板放置在桌面上，重物通过跨过定滑轮的细线拉着小车向左加速运动，定滑轮与小车间的细线与长木板平行，打点计时器打下的纸带记录下小车的运动信息。（1）下面说法正确的是____________A．长木板必须水平放置B．小车的质量必须远大于重物的质量C．需要平衡小车与长木板间的摩擦力D．应该先接通打点计时器的电源，然后再释放小车（2）实验时将打点计时器接到频率为的交流电源上，选取一条点迹清晰的纸带，在纸带上每隔四个点取一个计数点，测出相邻计数点间的距离如图所示，其中。则打第4个计数点时小车的速度___，小车的加速度 __________ (结果均保留两位有效数字)。【答案】D    1.2    2.0    【解析】【详解】（1）[1]只要小车做匀加速运动即可，因此，A、B、C选项是没有必要的，实验时需要先接通电源，再释放小车，以确保纸带上能够记录下较多的运动信息，选项D正确。（2）[2]交流电的频率为，相邻两计数点间的时间间隔[3]由逐差法可求得小车的加速度。根据代人数据，得。9．（2020·新疆维吾尔自治区阿克苏市实验中学高二月考）(1)关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是（______） A．电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通电源 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越大 D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越慢(2)电磁打点计时器是测量时间的仪器，其工作应接__________电(填交流或直流), 电源频率是50Hz, 它每隔________s打一次点,在测定匀变速直线运动加速度实验中，某次实验纸带的记录如图所示，纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，由图可知纸带的加速度等于______，在打D点时纸带的速度为_______（保留两位有效数字）．【答案】（1）D     （2）交流；    0.02s；    0.75m/s2；    0.40m/s    【解析】【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，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D点时小车的瞬时速度大小．【详解】（1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4到6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点；故A错误．在测量物体速度时，先接通电源，后让物体运动，只有这样才能保证纸带上打的点多一些，否则先让物体运动，后接通电源，由可能纸带上打不上点；故B错误．当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，即打点的时间间隔等于频率的倒数，所以使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C错误．纸带上打的点越密，说明物体在相等的时间间隔内位移越小，即运动的越慢，故D正确．故选D.
（2）电磁打点计时器是测量时间的仪器，其工作应接交流电, 电源频率是50Hz, 它每隔0.02s打一次点；由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，设0到A之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4-x1=3a1T2 ；x5-x2=3a2T2 ； x6-x3=3a3T2 ；
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=
a==0.75m/s2
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D点时小车的瞬时速度大小．
vD=.10．（2020·江苏省海安高级中学高二月考）利用如图所示的实验装置研究小车速度随时间变化规律(1)电火花打点计时器所接的电源为电压为________V、频率为50Hz的交流电；(2)有关该实验操作和实验条件的说法中，正确的是________。A．用小木块把长木板右端垫高，是为了平衡摩擦力B．调整定滑轮的高度使细绳平行于木板C．释放小车后，再接通电火花计时器D．钩码质量应远小于小车的质量(3)某同学在一次实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻计数点间还有4个点未画出。其中x1＝14.10cm、x2＝15.34 cm、x3＝16.58cm、x4＝17.82cm、x5＝19.06cm、x6＝20.30cm。小车在F点的瞬时速度为_____m/s。小车的加速度为_______m/s2。(保留三位有效数字)【答案】220    AB    1.97    1.24    【解析】【详解】(1)[1]打点计时器是一种计时仪器，电火花计时器使用的是 220V 的交流电源。(2)[2]A．实验前需要平衡摩擦力，需垫高木板右端以平衡摩擦力，故 A 正确；B．为使小车受到的合力等于细线的拉力，实验前应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，故 B 正确；C．为充分利用纸带，实验开始时，应先接通电源再释放小车，故C错误；D．本实验只是探究小车的速度与时间的关系，对小车的合外力不需要测量，故实验时不需要保证小车的质量远大于所挂钩码的质量，故D错误。故选AB。(3)[3]由题意可知相邻计数点间的时间间隔为根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这一段的平均速度可知[4]根据匀变速直线运动推论公式可知代入数据可解得a=1.24m/s2。