2022年高中物理必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律 同步练习

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名校名推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速度随时间变化的规律1．(多选)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，下列操作正确的是()A．电火花计时器应使用6V以下交流电源B．电火花计时器应固定在长木板有滑轮的一端C．释放小车前，小车要靠近电火花计时器D．应先接通电源，后释放小车解析：电火花计时器应使用220V交流电源，选项A错误；电火花计时器应固定在长木板没有滑轮的一端，选项B错误；释放小车前，小车要靠近电火花计时器，选项C正确；应先接通电源，后释放小车，选项D正确；故选CD.答案：CD2．(2016天·津卷)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．(1)实验中必要的措施是______．A．细线必须与长木板平行B．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量D．平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条1 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名校名推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)．s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm.则小车的加速度a＝______m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝______m/s.(结果均保留两位有效数字)解析：(1)实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，A正确；实验时要先接通电源再释放小车，B正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，C错误；此实验中不需平衡小车与长木板间的摩擦力，D错误．(2)两相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s；由逐差法可得a＝s6＋s5＋s4－s3－s2－s19T2＝0.80m/s2，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝s1＋s2＝0.40m/s.2T答案：AB(2)0.800.403．光电计时器是一种常用计时仪器，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，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间．现有某滑块在斜面上滑行，先后两次通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别是t1＝5×10－2s、t2＝3×10－2s，从光电门1到光电门2所经历的总时间t＝0.15s，用分度值为1mm的刻度尺测量小滑块的长度d，示数如图乙所示．(1)读出滑块的长度d为________cm.2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名校名推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为________m/s、________m/s.(3)滑块的加速度大小为________．(计算结果保留两位小数)解析：(1)由题图，可知d＝8.42cm－4.00cm＝4.42cm.(2)通过光电门的速度ddv1＝t1＝0.88m/s，v2＝t2＝1.47m/s.(3)滑块的加速度a＝v2－v1＝1.47－0.88m/s2＝3.93m/s2.t0.15答案：(1)4.42(2)0.881.47(3)3.93m/s24．某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到电源频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条实验纸带，纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出．(1)两相邻计数点间的时间间隔T＝________s.(2)由纸带可知，小车的加速度a＝________m/s2(结果保留两位有效数字)．(3)若实验时，电源频率略低于50Hz，但该同学仍按50Hz计算小车的加速度，则测量得到的小车加速度与真实加速度相比将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(4)下列方法中有助于减小实验误差的是_________(选填正确答案的标号)．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3 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名校名推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯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解析：(1)当电源频率是50Hz时，打点计时器每隔0.02s打一次点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此相邻计数点间的时间间隔T＝5×0.02s＝0.1s.(2)x＝0.75cm，根据逐差法可得x2a＝T2＝0.75m/s.(3)当电源频率低于50Hz，其打点周期大于0.02s，所以仍按50Hz计x算时，根据a＝T2可知，测出的加速度数值将比真实值偏大．(4)选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，可以减小测量长度时的误差，A正确；为了减小实验的测量误差，加速度应适当，不宜过小或过大，B错误；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，可以减小误差，C正确；适当增加钩码的个数，可以适当增大加速度，减小实验的误差，D正确．答案：(1)0.1(2)0.75(3)偏大(4)ACD5．实验小组在用打点计时器测定匀变速直线运动加速度的实验中，得到一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，利用刻度尺已经测量得到x1＝1.20cm，x2＝1.60cm，x3＝1.98cm，x4＝2.38cm，x5＝2.79cm，x6＝3.18cm.(1)根据给出的实验数据，判断该实验小组使用的刻度尺的最小刻度是什么？4 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯名校名推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度．(3)试作出v－t图象，并由图象求物体的加速度．解析：(1)因为给出的测量长度的数据都是以厘米为单位，小数点后保留两位有效数字，即精确到了毫米，最后的一位是估读出来的，所以刻度尺的最小刻度是毫米．(2)某一点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，根据平均速度的定义可以求得：vB＝14cm/s，vC＝17.9cm/s，vD＝21.8cm/s，vE＝25.85cm/s，vF＝29.85cm/s.(3)根据上一问计算出来的速度，在坐标系中可确定5个不同时刻的对应速度，描出这5个点，用平滑曲线连接各点，作出图象如图所示．v－t图象的斜率表示物体运动的加速度，在图上取相距较远的两个点2的坐标代入加速度公式进行计算，可得a＝39.6cm/s.答案：(1)毫米(2)14cm/s17.9cm/s21．8cm/s25.85cm/s29.85cm/s(3)图象见解析239.6cm/s5