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
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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

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资料简介
学科网(北京)股份有限公司2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律夯实基础1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中下列操作正确的是()学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司A.小车要从靠近打点计时器处开始释放B.打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C.操作时,应先接通电源,再释放小车D.电磁打点计时器应使用低压直流电源【答案】AC学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【解析】释放小车前,小车要靠近打点计时器,打点计时器应放在长木板远离滑轮的一端,A正确,B错误;操作时,应先接通电源,待打点稳定后释放小车,C正确;电磁打点计时器应使用低压交流电源,D错误.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司故选AC2.关于打点计时器,下列说法正确的是(  )A.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司B.电火花计时器使用的是220V交流电源C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越长D.实验时应先释放小车,后接通打点计时器的电源学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【答案】B【解析】纸带上打的点越密,说明物体运动越慢;电火花计时器使用的是220V交流电源;因为T=学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司,所以使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越短;实验时应先接通打点计时器的电源,后释放小车.故选B3.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(  )学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司A.小车在钩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,找一个适当的点当作计时起点学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司D.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1s【答案】C【解析】学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司小车在钩码的牵引下运动时,为了减小实验误差,需打几条纸带,分别进行数据分析,故采用多次测量,打出多条纸带,进行数据处理,有利于减小误差,故A错误;纸带上开始时密集的点,点距过小,测量误差较大,故应舍去,找一个适当的点当作计时起点,故B错误,C正确;选取测量点,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0.1s,故D错误.故选C学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司4.(多选)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,下列关于作图像的说法中,正确的是()A.只要确定了图像中的两点,就可以得到小车运动的图像,因此,实验只需要测出两组数据学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司B.作图像时,所取时点越多,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,应舍去学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【答案】BD【解析】作图时应使尽量多的点落在直线上,学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司舍弃偏离直线较远的点,实在不能落在直线上的点应大致分布在直线两侧,故选BD.5.下列关于计数点的说法中,不正确的是(  )学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司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是相等的学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司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【答案】C【解析】学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司选取计数点时,舍去开头较密集的点,只利用点迹清楚的点,且每隔一定个数的点选为一个计数点,因此计数点的时间间隔相等,而间距不一定相等,这样做的优点是测量方便,误差较小.故选C学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司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,下述测量每相邻两计数点间距离的方法正确的是(  )A.当某两个计数点间的距离较大时,可以用短尺把它分段来测量B.当某两个计数点间的距离较小时,可以用短尺一次把它测完学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司C.测量每两个相邻计数点间的距离,应该用带有毫米刻度的长尺的零刻线对准起点,读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得出每两个计数点间距离的数值D.分别逐个测出每两个计数点间的距离,这样便于记录【答案】C学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【解析】不论两个计数点间的距离大还是小,采用C项所述方法可减小误差,故选C7.在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,打点计时器应接在低压学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(填“直流”或“交流”)电源上,每隔s打一次点.如下图是某次实验的纸带,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……那么相邻两个计数点之间的时间为s,各计数点与0计数点之间的距离依次为x1=3cm、x2=7.5cm、x3=13.5cm,则物体通过1计数点的速度v1=m/s,通过2计数点的速度v2=m/s,学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【答案】交流0.020.10.3750.525【解析】打点计时器应接在交流电源上,每隔0.02s打一次点,若每5个点取一个计数点,则打点的时间间隔T=5×0.02s=0.1s.根据v1==m/s=0.375m/s,同理可得v2=0.525学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司m/s;8.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,用打点计时器在纸带上打的点记录了小车的运动情况.某同学做此实验时的步骤如下:A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,放开纸带,再接通电源;学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司B.将打点计时器固定在长木板上,并接好电路;C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码;D.小车停止运动后,直接取下纸带;学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;F.换上新纸带,再重复操作两次,然后从各纸带中选取一条点迹清晰的进行数据处理.其中错误或遗漏的步骤有:学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(1)________________;(2)________________.将以上步骤完善后,其合理的顺序为________.【答案】(1)A中应先接通电源,再放开纸带 (2)D中取纸带前应先断开电源 BECADF学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【解析】实验过程中应先接通电源,再放开纸带;取纸带前应先断开电源,所以错误的步骤是A、D.该实验步骤中合理的顺序为BECADF.提能增效学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司9.关于用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验操作,下列说法中错误的是( )A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低B.在释放小车前,小车应紧靠在打点计时器旁学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司C.应先接通电源,待打点计时器开始打点且稳定后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动,再断开电源【答案】A学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【解析】实验过程中,一般长木板应平放,不能侧向倾斜,但适当一端高一端低,也是可以的,故A项错误;在释放小车前,小车应在靠近打点计时器处,故B项正确;学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再释放小车,故C项正确;不要让小车碰在定滑轮上,故D项正确.10.(多选)如图所示是在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中时得到的一条纸带,测量出AB=1.2cm,AC=3.6cm,AD=7.2cm,计数点A、B、C、D学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司中,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,以下说法正确的是(  )A.电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录位移的仪器学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司B.若电源频率f=50Hz,则每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.1sC.打B点时纸带的速度vB=0.20m/sD.本实验也可以采用电火花计时器学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【答案】BD【解析】电磁打点计时器既可以记录时间,又可以记录位移,选项A错误;电磁打点计时器打点的周期为0.02学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司s,相邻两个计数点间有4个点未画出,即两个计数点间的时间间隔为0.1s,选项B正确;vB==m/s=0.18m/s,选项C错误;电磁打点计时器和电火花打点计时器都可以用,选项D正确.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司故选BD11.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速度(cm/s)44.062.081.0100.0119.0138.0学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司为了计算加速度,合理的方法是(  )A.根据任意两计数点的速度用公式a=算出加速度B.根据实验数据画出v-t图象,量出其倾角,由公式a=tanα求出加速度学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司C.根据实验数据画出v-t图象,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【答案】C【解析】方法A偶然误差较大.方法D实际上也仅由始末两个速度决定,偶然误差也比较大.只有利用实验数据画出对应的v-t图象,才可充分利用各次测量数据,减少偶然误差.由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图象,方法B是错误的.正确的方法是根据图象找出不同时刻所对应的速度值,然后利用公式a=学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司算出加速度,选取相距较远的两点所对应的速度,有利于减小误差,即方法C.故选C12.在“利用电火花计时器研究小车速度随时间变化的规律”的实验中,学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(1)下述器材中不需要的是________(用代号表示).①220V交流电源 ②电火花计时器 ③停表 ④小车 ⑤带滑轮的长木板 ⑥纸带 ⑦天平 ⑧刻度尺(2)如图所示是某同学“研究小车速度随时间变化的规律”时得到的一条纸带(实验中交流电源的频率为50Hz),依照打点的先后顺序取计数点1、2、3、4、5、6、7,相邻两计数点间还有4个点未画出,测得s1=1.42cm,s2=1.91cm,s3=2.40cm,s4=2.91cm,s5=3.43cm,学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司s6=3.92cm.①打计数点2时纸带的速度大小v2=______m/s(保留两位有效数字);②如果当时电网中交流电的频率f=49学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起速度的测量值比实际值偏________(填“大”或“小”).【答案】(1)③⑦ (2)①0.17 ②大【解析】(1)电火花计时器使用220学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司V的交流电源,可以直接记录时间,不需要停表.在该实验中,不需要测量质量,所以不需要天平.故不需要的器材为③⑦.(2)①打计数点2时纸带的瞬时速度为v2==m/s=0.17m/s.②如果当时电网中交流电的频率是f=49Hz,则实际的周期大于0.02s,而进行计算时仍用0.02s,所以速度的测量值偏大.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司13.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,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共七个计数点,其相邻点间的距离如图甲所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下空(要求保留三位有效数字).vB=m/s,vC=m/s,vD=m/s,vE=m/s,vF=m/s.(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图乙所示的坐标纸上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图象.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(3)根据第(2)问中画出的v-t图象,求出小车运动的加速度为0.780~0.820之间均可m/s2.(保留三位有效数字).【答案】(1)vB=0.400m/s,vC=0.479m/s,vD=0.560m/s,vE=0.640m/s,vF=0.721m/s.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(2)图象见解析(3)0.780~0.820m/s2均可【解析】(1)vB==cm/s=0.400m/s.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司vC==cm/s=0.479m/s.vD==cm/s≈0.560m/s.vE==cm/s≈0.640m/s.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司vF==cm/s=0.721m/s.(2)先描出不同时刻各点的速度,再画出速度图象,并让尽可能多的点位于这条直线上,如下图所示.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(3)由加速度的公式a=或者根据图线的斜率都可确定出小车运动的加速度,数值应在0.780~0.820m/s2.14.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器接在50Hz的低压交流电源上.某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出),如图甲所示.从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图乙所示.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(在图乙中作答),并指出哪个轴相当于v轴?_____________________________________________________________.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(2)从第一个计数点开始计时,为了求出0.15s时刻的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?__________________________________________________.(3)若测得a段纸带的长度为2.0cm,e段纸带的长度为10.0学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司cm,则可求出加速度的大小为______m/s2.【答案】(1)v-t图线见解析图中y轴相当于v轴(2)b段 (3)2.0【解析】(1)以纸带宽度为时间单位0.1s.x轴相当于t轴,y轴相当于v学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司轴,每段纸带上端中点的纵坐标相当于这段时间中间时刻的瞬时速度.把纸带上端中点连起来就得到v-t图线.(2)用b段纸带的长度除以0.1s就是完成这段长度的平均速度,也近似等于0.15学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司s时刻的瞬时速度,故需测出b段纸带的长度.(3)0.05s时的瞬时速度v1==20.0cm/s=0.20m/s.0.45s时瞬时速度v2==100cm/s=1.00m/s,学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司a==m/s2=2.0m/s2.15.如图甲所示,用打点计时器记录小车的运动情况.小车开始在水平玻璃板上运动,后来在薄布面上做减速运动.所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位:cm)如图乙所示,纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02s.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(1)计算计时器打出点2、3时小车的速度大小,填入表中;计数点序号12345速度vn/(m·s-1)v1=0.75v2=___v3=___v4=0.45v5=0.35学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(2)在平面直角坐标系中作出小车在薄布上运动的v-t图象;(3)求出小车在玻璃板上的运动速度大小.【答案】(1)0.65 0.55 (2)图见解析 (3)0.85m/s学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【解析】(1)根据题图乙可得v2=cm/s=65cm/s=0.65m/s,学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司v3=cm/s=55cm/s=0.55m/s.(2)以速度为纵坐标,以时间为横坐标建立直角坐标系.用描点法作出小车在薄布上做减速运动的v-t图象.将图线延长,使其与纵轴相交,如图所示.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司(3)由图象可知,小车做减速运动的初速度为0.85m/s,即小车在玻璃板上的运动速度大小.学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司

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