高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律测试题

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律    同步课时训练

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共32分)

1、(4分)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.小车在槽码的牵引下运动时只需打一条纸带，然后进行数据处理

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，找一个适当的点作为计时起点

D.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1 s

2、(4分)气垫导轨上的滑块经过光电门时,其遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间。测得遮光条的宽度为,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,下列做法正确的是(   )

A.换用宽度更宽的遮光条 B.换用宽度更窄的遮光条

C.增大滑块的质量  D.减小滑块的质量

3、(4分)在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：

以下做法正确的是(   )

A.根据任意两个计数点的速度及时间，用公式算出加速度

B.根据实验数据画出图像，量出图线倾角，由公式算出加速度

C.根据实验数据画出图像，由图线上距离相距较远的两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度

D.依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度

4、(4分)在“研究匀变速直线运动”的实验中,包含下列四个步骤:①把长木板放在实验台上,用木块垫高;②把纸带穿过打点计时器,并固定在小车后面;③把打点计时器固定在长木板垫高的一端,连接好电路;④把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车。正确的操作顺序是(   )

A.①②③④ B.①②④③ C.②①③④ D.①③②④

5、(4分)如图所示，在用光电门传感器、数据采集器和计算机等器材测量小车做匀加速运动的加速度的实验中，如果两挡光片的间距d不变，仅改变两挡光片的宽度b，以下说法正确的是(   )

A.无论两挡光片各自宽度变小还是变大，测出的加速度不变

B.只要两挡光片宽度的减小量相同，测量误差就可避免

C.从理论上讲，两挡光片的宽度都变小，测量的误差会减小

D.两挡光片的宽度都变小，测得小车的加速度必定变大

6、(4分)如图是一同学在研究匀变速直线运动时得到的一条纸带，相邻两计数点间的时间为T，下列能精确计算加速度a的方法中正确的有(   )

A.测出和，用

B.测出和，用

C.测出，用

D.认为模糊中点是C点，测出和，用

7、(4分)如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分，是任选的第一点，是第11点和第21点，若加速度的值是，则该打点计时器的频率是(   )

A.10 Hz B.20 Hz C.30 Hz D.40 Hz

8、(4分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器在纸带上打下一系列的点，取四个计数点，测得的距离分别为，如图所示，每两个相邻计数点的时间间隔为T，则小车的加速度为(   )

A. B. C. D.

二、多选题(共24分)

9、(6分)关于用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验，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.长木板一定要水平放置

C.开始实验时小车应靠近打点计时器一端

D.应先接通电源，后释放小车

10、(6分)在“用打点计时器测定匀加速直线运动的加速度”实验中得到一条纸带，如图所示，测出，，计数点中，每相邻的两个计数点之间有四个点未画出。已知打点计时器所接电源的频率为50 Hz。以下说法正确的是(   )
 

A.打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器

B.相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1 s

C.打B点时小车的速度

D.本实验也可以使用电火花打点计时器

11、(6分)如图所示的点是某中学学生在做“研究小车运动”实验时打下的点，按打点的刻的顺序分别取为计数点，所用的电源频率是50 Hz.下列关于结论中正确的是(   )

A. B.

C.由图中数据可知小车做匀减速直线运动 D.由图中数据可知小车做匀加速直线运动

12、(6分)如图所示为某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时得到的一条纸带．图中是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔．由图中的数据可知(   )

A.小车做匀加速直线运动

B.小车加速度的大小为

C.小车经过B点时的速度大小为0.08 m/s

D.计数点对应的时间间隔内小车的平均速度大小为0.16 m/s

三、计算题(共28分)

13、(14分)为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间间隔为。试估算：

(1)滑块的加速度多大(保留两位有效数字)?

(2)两个光电门之间的距离是多少？

14、(14分)如图所示，某同学在做“研究小车速度随时间变化的规律”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为，其中，.(得数保留两位有效数字)

（1）求计数点3的瞬时速度的大小．

（2）作出小车运动的速度—时间图象，由图象求小车运动的加速度．

四、实验题(共16分)

15、(16分)小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图甲所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同。

（1）小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度如表所示，将表中的数据补充完整。

（2）在图乙所示的坐标纸上作出小球的速度—时间图像（保留描点痕迹）。
 

（3）由图像可知小车运动的规律：速度随时间_________。

参考答案

1、答案：C

解析：小车在槽码的牵引下运动时，应多次测量，打出多条纸带，进行数据处理，有利于减小误差，选项A错误；开始时密集的点，点距过小，测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点作为计时起点，选项B错误，C正确；选取计数点，可增加测量距离，减小测量过程所产生的误差，两相邻测量点间的时间间隔不一定取0.1 s，选项D错误。故选C。

2、答案：B

解析：本题中利用平均速度等效替代瞬时速度,故只能尽量减小遮光时间,可换用宽度更窄的遮光条,故A错误,B正确;滑块的质量对滑块的速度大小的测定没有影响,故C、D错误。

3、答案：C

解析：在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，因为偶然误差的存在可能会造成最后误差较大，所以我们可以根据实验数据画出图像，由图线上相距较远的两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度，误差小，选项A、D错误，选项C正确；根据实验数据画出图像，当纵坐标取不同的标度时，图线的倾角就会不同，所以量出图线倾角α，用公式算出的数值不一定是加速度，选项B错误.

4、答案：D

解析：先组装器材,然后进行实验操作,所以首先把长木板放在实验台上,用木块垫高,然后将打点计时器固定在长木板垫高的一端,并接好电路;再将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔,最后把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,故顺序为①③②④,故选D。

5、答案：C

解析：光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，测量通过的速度，利用中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得出瞬时速度，当两挡光片的宽度都变小，测量的误差会减小，测出的加速度会随着速度变化而变化，即测量值会接近真实值，但加速度并不变大，A、B、D错误，C正确．

6、答案：B

解析：测出和，段的平均速度等于C点的瞬时速度，则，段的平均速度等于段中间时刻的瞬时速度，则，则加速度，A错误；根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，则有，解得加速度，B正确；因为A点的速度不为零，不能通过，求出，C错误；模糊中点不一定是C点，D错误．

7、答案：A

解析：设打点计时器的打点时间间隔为T，由于是任选的第一点，是第11点和第21点，所以相邻两个计数点间的时间间隔为，根据匀变速直线运动的推论公式，得：，解得：再根据打点计时器打点时间间隔与频率关系：解得：

8、答案：A

解析：对于匀变速直线运动，在两个连续且相等的时间间隔内，位移差值为：；

故有：；

；

解得：，A正确

9、答案：CD

解析：为了使小车运动的距离较大，尽可能打出较多的点，打点计时器与滑轮间的距离要尽可能大，开始实验时小车尽可能从靠近打点计时器一端释放，所以选项A错误，选项C正确；长木板不要求水平放置，选项B错误；使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点稳定后，再释放小车，选项D正确。

10、答案：BD

解析：打点计时器是使用交流电源的计时仪器，它记录了运动物体在一定时间内的位移，故A错误；当电源的频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点，由于每相邻的两个计数点之间有四个点未画出，所以相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1 s，故B正确；根据，代入数据可得，故C错误；实验中可用电火花打点计时器，也可用电磁打点计时器，只是两种打点计时器的工作电压不同，故D正确。

11、答案：AD

解析：相邻相等时间内的位移之差为，是一恒量，知小球做匀变速直线运动，又因为相等时间内位移增大，所以小车做匀加速直线运动；两个计时点间还有2个点，则，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：，根据匀变速直线运动的推论公式可得：

，AD正确．

12、答案：ABD

解析：根据纸带得出相邻的时间间隔位移之差相等，即，所以小车做匀加速直线运动，A正确；根据公式可以求出加速度的大小，，B正确；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B点时小车的瞬时速度大小，C错误；计数点对应的时间间隔内小车的平均速度大小，D正确．

13、答案：(1)

(1)0.6m

解析：(1)遮光板通过第一个光电门的速度

遮光板通过第二个光电门的速度

故滑块的加速度

(2)两个光电门之间的距离

14、答案：（1）0.86 m/s

（2）

解析：（1）计数点3的瞬时速度

.

（2）同理可求

.

.

.

.

以纵轴表示速度，以横轴表示时间，描点连线如图所示．

由图象可以看出，小车的速度随时间均匀增加，其运动的加速度可由图线求出，即(0.62～0.64 均可)

15、答案：（1）0.12；0.24

（2）见解析

（3）均匀增加

解析：（1）因为，且，所以，因为，则；因为，则
（2）其图像如图所示：

（3）小车运动的图像是一条斜向上的直线，表示小车的速度随时间均匀增加。