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精品精练

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精品精练，共15页。试卷主要包含了1实验，1 s，62cm，s2=4，40cm，所以C、E间的距离为，40cm，，80-6等内容，欢迎下载使用。

过关训练
一、单选题
1．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
2．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
3．下列关于选取计数点的说法中，不正确的是（ ）
A．用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差
B．相邻计数点间的时间间隔应是相等的
C．相邻计数点间的距离应当是相等的
D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计数点间点痕的个数相等
4．下图所示为同一打点计时器打出的4条纸带，其中，平均速度最大的是哪一条( )
A．B．
C．D．
5．小文利用打点计时器研究甲和乙两个物体的运动，分别得到2条纸带．对每条纸带，均选择合适的点作为第一个计数点，再依次每5个点取1个计数点，并在各计数点处将其剪断，然后将这些剪断的纸条粘贴在相同的坐标纸上，最后将纸条上端中心连起来，如图甲、乙所示．由图可判断( )
A．乙物体的加速度比甲大
B．两物体均做匀速直线运动
C．打第三个计数点时，甲物体的速度比乙大
D．打第一个计数点时，物体的速度有可能为零
二、多选题
6．在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作图象的说法中，正确的是
A．只要确定了图象中的两点，就可以得到小车运动的图象，因此，实验只需要测出两组数据
B．作图象时，所取的点越多，图线就越准确
C．作出的图线应该通过所有的点，图线曲折也可以
D．对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去
7．在“测定匀变速直线运动加速度”的实验过程中，下列做法正确的是______．
A．先使纸带运动，再接通电源
B．先接通电源，再使纸带运动
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
8．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，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小些
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、计算
D．选用各处平整程度、光滑程度不相同的长木板做实验
9．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
10．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
三、实验题
11．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
（1）从下列给出的器材中选出需要的器材.
A．电磁打点计时器 B．天平 C．低压交流电源 D．低压直流电源 E.细绳和纸带 F.钩码和小车 G.秒表 H.一端有滑轮的长木板 I.刻度尺
选出的器材有AEFH，还需要________.
（2）某同学按照以下步骤进行操作：
a.换上纸带重复做次，选择一条较为理想的纸带；
b.将打点计时器间定在长木板上没有滑轮的一端，接上电源；
c.把小车停在靠近打点计时器的地方，先放开小车，再接通电源；
d.断开电源，取下纸带；
e.把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器.
以上步骤有错误的是________（填步骤前的字母），应更正为________；步骤合理的顺序是________（填步骤前的字母）.
12．在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是_____．
A．选取计数点，把每打5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小些
C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D．适当增加挂在细绳下钩码的个数
13．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为.记录小车运动的一段纸带如图所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出.
（1）由纸带提供的数据求出打下C、E两点时小车的速度，填入下表：
（2）根据上表中的数据，在图中作出小车运动的图线，（________）并分析小车速度随时间的变化规律 _______ .
（3）根据作出的图线可得小车运动的加速度为________.
14．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220 V、50 Hz交流电源．他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：
（1）设电火花计时器的周期为T，计算的公式为＝____；
（2）根据（1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t＝0，试在图中所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图象____；
（3）利用该图象求得物体的加速度a＝___ m/s2(结果保留2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”)．
15．某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门所用时间分别为t1、t2.
则滑块通过两个光电门的瞬时速度分别为v1＝________，v2＝________．.在计算瞬时速度时应用的物理方法是________(填“极限法”或“控制变量法”)．
16．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”得到一条如图的纸带，并标记好了相应的计数点：
（1）图中B点在刻度尺的位置是________cm，读出B、E两点间的距离为________cm．
（2）已知图中每两个点之间的时间间隔为0.02 s，计算打下点D时纸带速度的大小为_______m/s（结果保留2位小数）．该物体_______（“是”或者“不是”）匀变速直线运动．
17．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出），打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流。他将一毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度线和计数点A对齐。
（1）计数点C的读数为________cm。
（2）由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的瞬时速度________m/s（结果保留两位有效数字）。
（3）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差是加速度的测量值比实际值偏________。（填“大”或“小”）
18．某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。
①电磁打点计时器是一种使用__________（填“交流”或 “直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是4~6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔_______s打一次点。
②使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序，应该是（________）
A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源 D．哪个先，哪个后都可以
③实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取为A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出。用尺子测得各点的距离为s1=3.62cm，s2=4.75cm，s3=5.88cm．
根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是_____________（请用文字描述）；在记数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是__________m/s；小车的加速度是_________m/s2。（以上两空小数点后保留两位数字）
四、解答题
19．如图所示是小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中相邻小球影像间的时间间隔是0.1s，这样便记录了小球运动的时间。小球运动的位移可以通过刻度尺读出。
（1）试作出小球滚下过程的图像；
（2）求出小球滚下过程的加速度大小。
计数点序号
B
C
D
E
计数点对应的时刻
0
0.1
0.2
0.3
通过计数点时小车的速度
0.25
____
0.45
____
参考答案
1．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。
2．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.
3．C
【详解】
A、每相同的点选一个记数点进行测量计算，由于记数点之间的距离较大，因此有助于减小偶然误差，便于测量，故A正确．
B、在选择计数点时，要每隔相同的点选择一个计数点，因此时间间隔是相同的，故B正确．
C、在选取计数点时，时间间隔是相同的，由于物体运动过程中速度大小可能发生变化，因此其计数点之间的距离不一定是相同，故C错误．
D、由于计数点之间的时间间隔是相同的，因此相邻计数点间点痕的个数相等，故D正确．
故选C．
【点睛】
本题需要掌握：如何在实验中减小实验误差，对打点计时器打出的点能够熟练的进行正确处理，通过纸带判断物体的运动情况．
4．A
【详解】
由图可知四条纸带所取点迹的总长相差不多，其中纸带A上点迹最稀疏，即所用时间最短，故其平均速度最大，故选A。
5．A
【解析】
试题分析：匀变速直线运动的中间时刻速度等于其平均速度，故可知这种数据处理方法的到的直线其实相当于两个物体运动的速度—时间图象，其斜率表示加速度大小，故A对；两物体做的都是匀加速直线运动，故B错；由图象可读出打第三个计数点时，甲物体的速度比乙小，Ｃ错；打第一个计数点之前，物体已经运动了一段时间，故速度不能为零，故Ｄ错．
考点：匀变速直线运动的规律
6．BD
【详解】
作v-t图时，为了使图线尽量准确，应该有较多的数据点，选项A错误B正确；作图时应使尽量多的点在直线上，其他的点均匀地分布在直线两侧，个别误差大的点，可以舍去不予考虑，选项C错误D正确．
7．BD
【解析】
试题分析：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故AC错误，BD正确．故选BD．
考点：测定匀变速直线运动加速度
【名师点睛】对于基本仪器的使用，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去操作，深刻了解具体操作细节的含义，同时注意电火花计时器和电磁打点计时器在电压上的不同．
8．AC
【详解】
A、选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大，在用直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过小，打出的点子很密，长度测量的相对误差较大，测量准确度会降低，因此小车的加速度略大一些较好，B错误．
C、为了减小长度测量的相对误差，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、如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差的增大，因此在实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的，所以D错误．
故选AC.
9．BD
【详解】
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．
10．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。
11．CI c 先接通电源，再释放小车 becda
【详解】
(1)[1]在本实验中，不需要测量小车或砝码的质量，因此不需要天平，打点计时器使用的是交流电源，因此不需要直流电源，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表．测量点迹间的距离需要刻度尺，所以还需要的器材是：CI．
(2)[2][3]以上步骤有错误的是c，应先接通电源，再释放小车．
[4]根据组装器材、进行实验，数据处理的顺序知，操作步骤顺序为：becda．
12．ACD
【详解】
A．选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A项正确；
BD．在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B错，D对；
C．为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C项正确．
故选ACD。
13．0.35 0.55 小车速度随时间均匀增加 1
【详解】
(1)[1][2]用一段很短时间内的平均速度可替代这段时间中间时刻的瞬时速度，则
.
（2）[3]画出的图像应为一条倾斜直线，如图所示.
[4]小车运动的图像是一条倾斜向上的直线，说明小车速度随时间均匀增加.
(3)[5]由图像的斜率表示小车的加速度，可求得加速度
.
14． 0.40 不变
【详解】
（1）［1］电火花计时器的周期为T，根据匀变速直线运动的推论，计算在打F点时物体的瞬时速度
（2）［2］根据表中得到的数据，以A点对应的时刻为t＝0，利用描点法作出v－t图象如下
（3）［3］由v－t图线求得加速度为
（4）［4］只要交流电的频率不变，则加速度的测量值与实际值相比就会不变．
15． 极限法
【详解】
因滑块通过光电门的时间很短，则可用滑块通过光电门的平均速度代替瞬时速度，则滑块通过两个光电门的瞬时速度分别为v1＝，v2＝．.在计算瞬时速度时应用的物理方法是极限法．
16．2.70cm； 6.10cm； 1.1m/s； 不是
【详解】
(1)由图可知，图中B点在刻度尺的位置是2.70cm，图中E点在刻度尺的位置是8.80cm，所以B、E间的距离为：(8.80-2.70)cm=6.10cm；
(2) 图中C点在刻度尺的位置是4.40cm，所以C、E间的距离为：(8.80-4.40)cm，所以
打下点D时纸带速度的大小为
D点的位置是6.40cm，
A、B间的距离为：(2.70-1.60)cm=1.10cm
B、C间的距离为：(4.40-2.70)cm=1.70cm，C、D间的距离为：(6.40-4.40)cm=2.00cm，
D、E间的距离为：(8.80-6.40)=2.40cm，连续相等时间内位移之差值较大，所以物体不是匀变速直线运动．
17．2.40 0.16 大
【详解】
(1)［1］由题图可知，计数点C的读数为2.40cm。
(2)［2］每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，即相邻两个计数点间的时间间隔是0.10s，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速：
(3)［3］如果在某次实验中，交流电的频率为49Hz，那么实际打点周期大于0.02s，纸带上相邻两点间的距离偏大，根据运动学公式得，测得的加速度值偏大。
18．交流 0.02 A 相等时间间隔内的位移差相等 0.53 1.13
【详解】
①[1] 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器。
[2]由于我国交流电的频率是50Hz，因此打点计时器每隔0.02s打一次点。
②[3]使用打点计时器时，都是先接通电源，后放手纸带，因此A正确，BCD错误。
故选A。
③[4]相等时间间隔内的位移差相等，因此做匀变速直线运动。
[5]打C点的速度等于BD段的平均速度，因此
[6]根据
可得加速度
19．（1）图见解析（2）
【分析】
本题考查v-t图像的物理意义。
【详解】
（1）由图可知，小球在连续相等的时间间隔内经过的位移
分别为：
，，，，
由平均速度公式：
可得各点瞬时速度：
图像如图所示
（2）在图像上取相距较远的两点，，，，，则
故小球的加速度大小为。