高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度课后作业题

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1.(2024陕西西安高一期中)在用打点计时器测速度的实验中,把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上,木板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳,小车在槽码的牵引下运动。
(1)下列操作正确的是 (填选项前的字母)。
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有滑轮的一端固定
C.先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用低压交变电源
(2)如图为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点,四条纸带上a点、b点间的距离相等,则a点、b点间的平均速度最小的是 。
2.(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.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.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组关键能力提升练
5.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.(2024山东淄博高一期中)某同学在做测量直线运动物体的瞬时速度的实验,他从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带,已知电火花计时器使用的电源频率为50 Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示。
(1)为了达到实验目的,除了有电火花计时器、纸带、小车、细绳、导线、交变电源、小木块、长木板外,下列仪器还需要 。
A.刻度尺 B.铁架台 C.秒表 D.天平
(2)根据纸带提供的信息,该同学已经计算出了打下1、2、3、4、6五个计数点时的速度,请你帮他计算出计数点5对应小车的速度v5= m/s。
(3)以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的v、t数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的v-t图像。
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.解析 (1)为了有效利用纸带,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,A正确;打点计时器应放在长木板没有滑轮的一端固定,B错误;使用打点计时器时,要先接通电源,后释放小车,C正确;电火花计时器应使用220 V交变电源,D错误。
(2)四条纸带上a点、b点间的距离相等,因为纸带D上a点、b点间打点间隔数最多,所用时间最长,故纸带D上a点、b点间的平均速度最小。
答案 (1)AC (2)D
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=xt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=dt=1.2×10-21.0×10-3 m/s=12 m/s。
答案 (1)1.20
(2)dt 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=ΔxΔt=320×10-30.40-0.05 m/s=0.91 m/s,0.40~0.65 s时间段内的平均速度为v'=Δx'Δt'=(750-320)×10-30.65-0.40 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=dt1=1.010×10-21.0×10-2 m/s=1.0 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=dt2=1.010×10-24.0×10-3 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)实验中需要用刻度尺测量纸带上点的间距,故A符合题意;本实验不是探究物体下落运动规律,不需要铁架台,故B不符合题意;打点计时器本身具有计时功能,不需要秒表,故C不符合题意;本实验探究运动学规律,不需要测量质量,故D不符合题意。
(2)由题意可知,相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s,打下计数点5时小车的速度为v5=x6-x42T=(26.55-15.95)×10-22×0.1m/s=0.53 m/s。
(3)如图所示。
答案 (1)A (2)0.53 (3)见解析
计数点
1
2
3
4
5
6
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/(m·s-1)
0.36
0.40
0.44
0.49
0.57