高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度第2课时课堂检测

第一章分层作业4　测量纸带的平均速度和瞬时速度　速度—时间图像

A级 必备知识基础练

1.(2023浙江杭州期中)做直线运动的物体,其v-t图像如图所示,下列判断正确的是(　　)

A.物体在1 s末运动方向改变

B.物体在3 s末运动方向改变

C.物体在1 s时离出发点最远

D.物体在2 s时的速度与4 s时的速度相同

2.(2023河北衡水高一月考)(1)如图所示,一个人右手拿一支彩色画笔,另一个人拉动一条宽约1 cm的长纸带,使纸带在笔下沿着直线向前移动。每隔1 s用画笔在纸带上点一个点,这样,就做成了一台简单的“打点计时器”。由实验可知,纸带速度越大,相邻两点的距离越　　　　(选填“远”或“近”),纸带的速度对相邻两点所表示的时间　　　　(选填“有”或“没有”)影响。 

(2)小张用同一个打点计时器在固定频率下,测量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速度,每次小车都是自右向左运动,四段纸带的长度都相同,如图所示,则下列叙述正确的是　　　　。 

A.纸带甲打点均匀,表示小车是匀速运动的

B.纸带乙显示的平均速度与纸带甲的相同

C.纸带丙表示的小车的运动是先快后慢

D.纸带丁表示的小车的运动是先慢后快

3.(2023山西太原高一期中)在用手拖动纸带,测量纸带的平均速度和瞬时速度时,打出如图所示的一条纸带,所用打点计时器使用频率为50 Hz的电源。

(1)可以判断,下列说法正确的是　　　　; 

A.纸带做加速运动

B.纸带做匀速运动

C.纸带做减速运动

D.纸带在1点的速度小于在3点的速度

(2)在计算A~F间的平均速度时,下列做法正确的是　　　　; 

A.用AF间距除以0.1 s

B.用BE间距除以0.06 s

C.用AC间距除以0.04 s

D.用CD间距除以0.02 s

4.(2023海南高一月考)像打点计时器一样,数字计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,数字计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,如图乙所示,用最小刻度为1 mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示。

丙

(1)读出挡光片的宽度为d=　　　　 cm。 

(2)滑块在牵引力作用下通过光电门,数字计时器记录了它通过光电门的时间为t=1.0×10-3 s,由公式v=　　　　,可得到滑块通过光电门的速度为　　　　 m/s。 

B级 关键能力提升练

5.(2023重庆高一期中)某探究小组用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。用手机拍摄功能记录小球在水中由静止释放后位置随时间的变化,每0.02 s拍摄一张照片。

(1)取某张照片中小球的位置为0号位置,然后依次每隔4张照片标记一次小球的位置,则相邻标记位置之间的时间间隔是　　　　 s。 

(2)测得小球位置x随时间t的变化曲线如图所示。由图可知,小球在0.05~0.40 s时间段内的平均速度的大小　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)0.40~0.65 s时间段内的平均速度的大小。 

6.利用如图所示装置测量滑块的速度,图中MN是水平桌面,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个数字计时器没有画出。实验时,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的数字计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s,滑块的宽度d=1.010 cm。

(1)滑块通过光电门1时的速度v1=　　　　 m/s,通过光电门2时的速度v2=　　　　 m/s。(结果均保留两位有效数字) 

(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2时的　　　　,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度　　　　(选填“增加”或“减小”)一些。 

7.(1)电磁打点计时器和电火花计时器都是使用　　　　(选填“直流”或“交变”)电源的仪器,电磁打点计时器的工作电压是　　　　 V,电火花计时器的工作电压是　　　　 V,当电源频率是50 Hz时,它每隔　　　　 s打一次点。 

(2)下面两图为某同学在做练习使用打点计时器实验时获得的两条纸带:

两图中做变速直线运动的是　　　　。 

(3)用电火花计时器在纸带上打点时,操作的合理顺序应是　　　。 

A.先接通电源,再用手牵动纸带

B.先用手牵动纸带,后接通电源

C.接通电源的同时用手牵动纸带

(4)某次实验中得到一条如图所示的纸带,图中前几个点模糊,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出,计时器打点频率为50 Hz。则从打A点到打D点共历时　　　　 s,从A点到D点纸带的平均速度是　　　　 m/s。 

参考答案

分层作业4　测量纸带的平均速度和瞬时速度　速度—时间图像

1.B　物体在前3 s内速度一直为正,后1 s内速度一直为负,所以物体在1 s末运动方向没有改变,在3 s末运动方向改变,3 s末物体离出发点最远,故B正确,A、C错误;由图像可知物体在2 s时的速度为2 m/s,4 s时的速度为-2 m/s,运动方向不同,则速度不同,故D错误。

2.解析 (1)由于相邻两点表示的时间间隔相同,则纸带速度越大,相邻两点的距离越远;本题中相邻两点所表示的时间为1 s,纸带的速度对相邻两点所表示的时间没有影响。(2)纸带甲打点均匀,表示小车是匀速运动的,故A正确;纸带乙上两点间距离较大,故显示的平均速度比纸带甲的大,B错误;纸带丙显示打点间距逐渐变大,表示小车的运动逐渐变快,C错误;纸带丁显示打点间距逐渐变小,表示小车的运动逐渐变慢,D错误。

答案 (1)远　没有

(2)A

3.解析 (1)由纸带上点迹间的距离可以判断,纸带先做加速运动,之后做匀速运动,纸带在1点的速度小于在3点的速度。故选D。(2)由纸带可知AF之间的时间间隔为5×0.02 s=0.1 s,根据v=可知,在计算A~F间的平均速度时,应用AF间距除以0.1 s,故选A。

答案 (1)D

(2)A

4.解析 (1)挡光片的宽度为d=(1.70-0.50) cm=1.20 cm。(2)通过光电门的平均速度可以近似看成瞬时速度,故v= m/s=12 m/s。

答案 (1)1.20

(2)　12

5.解析 (1)由题意知,每隔4张照片标记一次小球位置,则相邻标记位置之间的时间间隔为Δt=5×0.02 s=0.1 s。

(2)由图像可得,0.05~0.40 s时间段内的平均速度为v= m/s=0.91 m/s,0.40~0.65 s时间段内的平均速度为v'= m/s=1.72 m/s,所以小球在0.05 ~0.40 s时间段内的平均速度的大小小于0.40~0.65 s时间段内的平均速度的大小。

答案 (1)0.1

(2)小于

6.解析 (1)滑块通过光电门1时的速度v1= m/s=1.0 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2= m/s=2.5 m/s。(2)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度,由极限思想可知,要使平均速度更接近于瞬时速度,滑块的宽度应减小一些。

答案 (1)1.0　2.5

(2)平均速度　减小

7.解析 (1)电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交变电源的仪器,电磁打点计时器的工作电压是约8 V,电火花计时器的工作电压是220 V,当电源频率是50 Hz时,它每隔0.02 s打一次点。

(2)每两个点之间的时间间隔是相同的,故由纸带上的点迹分布可以看出,甲纸带做匀速直线运动,做变速直线运动的是乙纸带。

(3)为了有效地使用纸带,应先接通电源,再用手牵动纸带,故A正确。

(4)打点频率为50 Hz,则打点的时间间隔为0.02 s,相邻计数点间还有四个点没画出,则相邻计数点间的时间间隔为0.1 s,从打A点到打D点共历时0.3 s。从A点到D点的平均速度为v= m/s=0.18 m/s。

答案 (1)交变　约8　220　0.02

(2)乙

(3)A

(4)0.3　0.18