2019_2020學(xué)年高中物理第二章1實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律練習(xí)（含解析）新人教版必修1.docx

1實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律基礎(chǔ)鞏固1在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是()A.長(zhǎng)木板一定要水平擺放B.使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí),不必估讀C.使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí),要估讀到最小刻度的下一位D.作v-t圖像時(shí),所描線必須經(jīng)過(guò)每一個(gè)點(diǎn)解析:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,一般長(zhǎng)木板應(yīng)平放,不能側(cè)向傾斜,但適當(dāng)一端高一端低,也是可以的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。使用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度時(shí),需要估讀,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確。作v-t圖像時(shí),若各點(diǎn)與直線擬合,則作直線并使直線經(jīng)過(guò)盡量多的點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C2(多選)在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是()A.通過(guò)調(diào)節(jié),使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上B.坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度越小越好C.開始前要先接通電源后松開紙帶,打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶D.鉤碼的質(zhì)量越大越好解析:實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上,可以減小摩擦,所以A正確;要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度使圖像盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi),B錯(cuò)誤;開始前要先接通電源后松開紙帶,打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶,這樣可以使實(shí)驗(yàn)更精確,所以C正確;鉤碼的質(zhì)量要適中,不要太大也不要太小,D錯(cuò)誤。答案:AC3(多選)在實(shí)驗(yàn)中,利用紙帶上的數(shù)據(jù)和第一章的方法得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度后,以速度v為縱軸,以時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系。某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)描出的點(diǎn)如圖所示。在直角坐標(biāo)系上一共描出了10個(gè)點(diǎn)。下列思考有道理的是()A.這10個(gè)點(diǎn)不在一條直線上,因此小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像應(yīng)為一條平滑的曲線B.這10個(gè)點(diǎn)中有6個(gè)點(diǎn)雖然不在一條直線上,但它們緊挨在一條直線附近,只有F和B兩點(diǎn)離這條直線太遠(yuǎn)C.這些點(diǎn)當(dāng)中只有4個(gè)點(diǎn)能畫在一條直線上(A、D、G、I),有6個(gè)點(diǎn)不在該直線上,這條直線肯定不能表示小車運(yùn)動(dòng)的規(guī)律D.與直線偏差較小的點(diǎn)(C、E、H、J)可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的,而與直線偏離較大的點(diǎn)(B、F)則可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤造成的答案:BD4在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中:(1)下列器材多余的是。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器天平低壓直流電源細(xì)繩紙帶小車鉤碼停表一端有滑輪的長(zhǎng)木板(2)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需要的器材是 。解析:實(shí)驗(yàn)中給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電的是低壓交流電源,而非低壓直流電源。實(shí)驗(yàn)中小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以從所打紙帶上的點(diǎn)跡數(shù)出,而不使用停表測(cè)量,另外此實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)質(zhì)量,故不需要天平。在此實(shí)驗(yàn)中還需用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。答案:(1)(2)低壓交流電源、刻度尺5一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在傾角為的斜面上,一小車拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下,打出的紙帶的一段如圖所示。紙帶上0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s。(1)根據(jù)紙帶上記錄的數(shù)據(jù)判斷小車是做運(yùn)動(dòng);(2)若小車做速度隨時(shí)間均勻增加的運(yùn)動(dòng),則加速度的大小a=;(3)在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)小車對(duì)應(yīng)的速度大小為v=。解析:(1)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移x1=6.00cm,x2=16.00cm-6.00cm=10.00cm,x3=30.00cm-16.00cm=14.00cm,x4=48.00cm-30.00cm=18.00cm,x5=70.00cm-48.00cm=22.00cm,x6=96.00cm-70.00cm=26.00cm。因?yàn)閤2-x1=x3-x2=x4-x3=x5-x4=x6-x5=4.00cm,即連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差都相等,所以小車做的是速度隨時(shí)間均勻增加的直線運(yùn)動(dòng)。(2)由x=aT2,得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=xT2=4.0010-20.12m/s2=4.00m/s2。(3)根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度可知v=x3+x42T=(14.00+18.00)0.0120.1m/s=1.6m/s。答案:(1)速度隨時(shí)間均勻增加的直線(2)4.00 m/s2(3)1.6 m/s6在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,右圖是某次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。(1)根據(jù)可以判定小車做速度隨時(shí)間均勻增加的直線運(yùn)動(dòng)。(2)根據(jù)有關(guān)公式可求得vB=1.38 m/s,vC= m/s,vD=3.90 m/s。(3)利用求得的數(shù)值作出小車的v-t圖線(以打A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)),并根據(jù)圖線求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a= m/s2。(4)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交,若交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是0.12 m/s,此交點(diǎn)的物理意義是。解析:(1)計(jì)算得相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移分別為x1=7.5cm,x2=20.1cm,x3=32.7cm,x4=45.3cm,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移差分別為x2-x1=12.6cm,x3-x2=12.6cm,x4-x3=12.6cm,可見,小車做速度隨時(shí)間均勻增加的直線運(yùn)動(dòng)。(2)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=50.02s=0.1s。打C時(shí)的瞬時(shí)速度等于BD過(guò)程的平均速度vC=xBD2T=(60.3-7.5)10-220.1m/s=2.64m/s。(3)在如圖所示的坐標(biāo)系中作出v-t圖,圖線的斜率即加速度a=vt=3.90-1.380.3-0.1m/s2=12.6m/s2。(4)此交點(diǎn)的物理意義是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)時(shí)點(diǎn)A時(shí)紙帶對(duì)應(yīng)的速度。答案:(1)相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差相等(2)2.64(3)12.6(4)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)時(shí)點(diǎn)A時(shí)紙帶對(duì)應(yīng)的速度能力提升1(多選)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的三條紙帶,分別以間隔相同點(diǎn)跡的方式依次剪成短紙條,按先后順序一端對(duì)齊粘貼在一起。然后用平滑線段將各段紙帶頂端的中點(diǎn)連起來(lái),形成如圖所示的圖像,則根據(jù)紙帶的特點(diǎn)即可研究物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。以下說(shuō)法正確的是()A.圖甲表示物體處于靜止B.圖乙表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.圖乙表示物體的速度隨時(shí)間均勻增加D.圖丙表示物體的速度先隨時(shí)間均勻增加,后保持不變解析:短紙帶的高度即表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體的位移x;因點(diǎn)跡間隔相同,故發(fā)生各位移x的時(shí)間間隔t相等,而紙帶寬度是相同的,正好可以用水平方向的寬度來(lái)表示時(shí)間。t相同時(shí),v=xtx,即紙帶的高度恰可反映小車的速度大小。綜上可知,平滑的線段可表示物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,故選項(xiàng)C、D正確。答案:CD2(多選)一小球在水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng),用照相機(jī)對(duì)著小球每隔0.1 s拍照一次,得到一幅頻閃照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如圖所示,已知照片與實(shí)物的比例為110,則()A.圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過(guò)8 cm距離內(nèi)的平均速度是 2 m/sB.圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過(guò)8 cm距離內(nèi)的平均速度是 1.6 m/sC.圖中對(duì)應(yīng)的小球通過(guò)6 cm處的瞬時(shí)速度是2.5 m/sD.圖中對(duì)應(yīng)的小球通過(guò)6 cm處的瞬時(shí)速度是2 m/s解析:小球在通過(guò)8cm距離內(nèi)的平均速度v=xt=81040.1cm/s=200cm/s=2m/s,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤?？梢哉J(rèn)為小球通過(guò)6cm處的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度v=xt=41020.1cm/s=200cm/s=2m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。答案:AD3光電計(jì)時(shí)器是一種常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有滑塊從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示出物體的擋光時(shí)間。現(xiàn)有某滑塊在斜面上滑行,先后兩次通過(guò)光電門1和2,計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別是t1=510-2 s、t2=310-2 s,從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的總時(shí)間t=0.15 s,用分度值為1 mm的刻度尺測(cè)量小滑塊的長(zhǎng)度d,示數(shù)如圖乙所示。(1)讀出滑塊的長(zhǎng)度d為cm。(2)滑塊通過(guò)光電門的速度v1、v2分別為m/s、m/s。(3)滑塊的加速度大小為。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))解析: (1)由圖可知d=8.42cm-4.00cm=4.42cm。(2)通過(guò)光電門的速度v1=dt1=0.88m/s,v2=dt2=1.47m/s。(3)滑塊的加速度a=v2-v1t=1.47-0.880.15m/s2=3.93m/s2。答案: (1)4.42(2)0.881.47(3)3.93 m/s24一位同學(xué)設(shè)計(jì)了用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車沿斜面下滑的加速度的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源的頻率為50 Hz,圖乙是所打出的紙帶的一段,用毫米刻度尺量得數(shù)據(jù)如下:x1=1.69 cm,x2=2.28 cm,x3=3.04 cm,x4=3.82 cm,x5=4.58 cm,x6=5.36 cm,x7=6.14 cm。甲(1)由圖乙可知,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔t= s;乙(2)利用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算小車沿斜面下滑的加速度時(shí),有一數(shù)據(jù)不可靠,這一數(shù)據(jù)是(填數(shù)據(jù)的字母代號(hào));(3)去掉這一不可靠數(shù)據(jù),利用其余數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度大小a=m/s2(取三位有效數(shù)字)。解析:(1)交流電源的頻率為50Hz,因此打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s,所以t=30.02s=0.06s。(2)求出連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差:x2-x1=0.59cm,x3-x2=0.76cm,x4-x3=0.78cm,x5-x4=0.76cm,x6-x5=0.78cm,x7-x6=0.78cm?？梢妜1不可靠。(3)由逐差法可得a=(x5+x6+x7)-(x2+x3+x4)9T2,代入數(shù)據(jù)得a=2.14m/s2。答案:(1)0.06(2)x1(3)2.145在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,紙帶記錄了小車的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。x1=1.40 cm、x2=2.90 cm、x3=4.38 cm、x4=5.88 cm、x5=7.39 cm。(1)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,計(jì)算出打下B、E兩個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,并將這兩個(gè)速度值填入下表。速度/(ms-1)vBvCvDvE數(shù)值0.3640.513(2)將B、C、D、E各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中,并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線。(3)由所畫速度時(shí)間圖像求出小車的加速度為 m/s2(保留三位有效數(shù)字)。解析:(1)打B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度等于AC過(guò)程的平均速度vB=x1+x