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课时随堂练习题

第2课时　测量纸带的平均速度和瞬时速度　速度—时间图像

考点一　v－t图像

1．下列四个图像中表示物体做减速运动的是(　　)

2.如图所示为做直线运动的甲、乙两质点的v－t图像。有关甲、乙两质点的运动，下列说法中正确的是(　　)

A．质点甲、乙的速度相同

B．质点甲沿选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反

C．不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动，它们之间的距离一定越来越大

D．在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同

3.如图是物体做直线运动的v－t图像，由图可知，该物体(　　)

A．第1 s内和第3 s内的运动方向相反

B．第2 s内静止不动

C．第3 s内和第4 s内的运动方向相反

D．第2 s末和第4 s末的速度相同

考点二　测量纸带的平均速度和瞬时速度

4．(2023·北师大附中高一期中)如图所示，图甲是电磁打点计时器的示意图，图乙是该打点计时器在某次实验中打出的纸带，(电源频率为50 Hz)则以下说法中正确的是(　　)

A．将该打点计时器接在8 V的直流电源上，它将在纸带上每隔0.02 s打一个点

B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越疏的地方表示纸带的运动速度越小

C．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为Δt，两点间距离为Δx，则可以大致表示纸带上D、F之间任何一点的瞬时速度

D．D、F两点间距离过小，测量误差会增大，所以实际测量中D、F之间的距离越大越好

5．如图所示的A、B、C三条纸带，是某同学练习使用打点计时器时得到的纸带(纸带的左端连接小车)，电源频率为50 Hz。

(1)从点迹的分布情况可以断定：纸带________是匀速通过打点计时器的，纸带________是越来越快的，纸带________是开始越来越快，后来又越来越慢的。(均填“A”“B”或“C”)

(2)如果图中纸带C是舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3、4、5，那么相邻两个计数点之间的时间间隔为______ s。各计数点之间的距离如图所示，则小车通过“1”计数点的速度大小v1＝______ m/s，通过“3”计数点的速度大小v3＝________ m/s。

6．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50 Hz，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。相邻两个计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。

(1)在实验中，使用打点计时器时应先________________再____________。(均选填“拉动纸带”或“启动电源”)

(2)每相邻两个计数点间还有________个计时点没有标出。

(3)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将数值填入下表(计算结果均保留3位有效数字)。

(4)当t＝0时质点位于A点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图直角坐标系中，作出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线，并说明小车速度变化的特点：______________________________________。

7．某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一个点，点A、B、C、D、…依次表示点O以后连续打出的各点，已知打点计时器每隔T＝0.02 s打一个点。

(1)纸带的________(填“左端”或“右端”)与重锤相连。

(2)xOF＝________cm，xOH＝________cm，FH段的平均速度大小为＝________m/s。

(3)如果当时交变电流的频率f＝51 Hz，而计算时仍按f＝50 Hz处理，那么速度测量值将____(填“偏大”“偏小”或“不变”)(已知T＝)

8．用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1＝0.29 s，通过光电门2的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽度为3.0 cm，则滑块通过光电门1的速度大小为________ m/s，通过光电门2的速度大小为______ m/s。(结果均保留两位有效数字)

9．除打点计时器外，人们还用频闪照相法来记录物体运动的时间和位移。如图甲所示是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.1 s，这样便记录了小球运动的时间，而小球运动的位移可以用尺子量出。

根据小球的频闪照片提供的信息，在图乙中作出小球的v－t图像，并由图像确定第一次曝光时小球的速度大小为________ m/s。

第2课时　测量纸带的平均速度和瞬时速度　速度—时间图像

1．C　2.B

3．C　[物体在第1 s内和第3 s内速度都在t轴上方，故运动方向相同，故A错误；第2 s内速度保持不变，物体做匀速运动，故B错误；第3 s内速度为正，第4 s内速度为负，故C正确；第2 s末和第4 s末速度大小相等，方向相反，故D错误。]

4．C　[将该打点计时器接在8 V、50 Hz的交变电源上，它将在纸带上每隔0.02 s打一个点，选项A错误；当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越疏的地方表示纸带的运动速度越大，选项B错误；若纸带上打出D、F两点的时间间隔为Δt，两点间距离为Δx，则可以大致表示纸带上D、F之间任何一点的瞬时速度，选项C正确；D、F两点间距离过小，测量误差会变大，但实际测量中D、F之间的距离并非越大越好，适当增大最好，选项D错误。]

5．(1)A　B　C　(2)0.1　0.135　0.180

解析　(1)打点计时器打点的时间间隔相同，若纸带做匀速运动，则打出的点间距是相等的，若纸带做加速运动，则打出的点间距越来越大，若纸带做减速运动时，则打出的点间距越来越小，由此可知，纸带A是匀速通过打点计时器的，纸带B是越来越快的，纸带C是开始越来越快后来又越来越慢的。

(2)两计数点间的时间间隔T＝0.1 s，通过“1”计数点的速度大小可用0、2计数点间的平均速度大小表示，则有v1＝＝0.135 m/s。

通过“3”计数点的速度大小可用2、4计数点间的平均速度大小表示，则有v3＝＝0.180 m/s。

6．(1)启动电源　拉动纸带　(2)4　

(3)0.400　0.479　0.560　(4)见解析图　见解析

解析　(1)在实验中，使用打点计时器时应先启动电源，再拉动纸带。

(2)每两个计数点间还有n＝－1＝4个计时点没有标出。

(3)vB＝ m/s＝0.400 m/s；

vC＝ m/s

＝0.479 m/s；

vD＝ m/s

≈0.560 m/s。

(4)如图所示。由图像知小车的速度随时间均匀增大。

7．(1)左端　(2)6.10　11.40　1.325　(3)偏小

解析　(1)纸带下落时，速度越来越快，则点迹间距不断增大，从题图知从左到右点迹间距逐渐增加，则纸带的左端与重锤相连。

(2)由题图可知，xOF＝6.10 cm，xOH＝11.40 cm，xFH＝xOH－xOF＝5.30×10－2 m，则＝ m/s＝1.325 m/s。

(3)如果f＝51 Hz>50 Hz，则实际打点周期偏小，计时引用数据偏大，由v＝中可知，速度测量值将偏小。

8．0.10　0.27

解析　由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度大小可用遮光条挡光时间内的平均速度大小表示。经过光电门1的速度大小v1＝＝ m/s

≈0.10 m/s，经过光电门2的速度大小v2＝＝ m/s≈0.27 m/s。

9．见解析图　0.40

解析　由题图甲可以求出第2、3、4、5次曝光时小球的速度大小，

v2＝＝0.80 m/s，

v3＝＝1.15 m/s，

v4＝＝1.70 m/s，

v5＝＝2.05 m/s，

小球的v－t图像为直线(如图所示)，延长图线可知第一次曝光时小球的速度大小v1＝0.40 m/s。