2020版高中物理（新教材）人教必修第1冊(cè)：1 第1節(jié) 隨堂知能演練

1．(2019·梁河縣校級(jí)期中)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是()A．小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)時(shí)只需打一條紙帶，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理B．為使測(cè)量更為嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)把打下的第一個(gè)點(diǎn)作為第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)C．為了便于測(cè)量，應(yīng)舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)D．兩相鄰測(cè)量點(diǎn)間的時(shí)間間隔必須是0.1s解析：選C.小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用多次測(cè)量，打出多條紙帶，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，有利于減小誤差，故A錯(cuò)誤；紙帶上開始時(shí)密集的點(diǎn)，點(diǎn)距過小，測(cè)量誤差較大，故應(yīng)舍去，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，故B錯(cuò)誤，C正確；選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，可增加測(cè)量距離，減小測(cè)量過程所產(chǎn)生的誤差，兩相鄰測(cè)量點(diǎn)間的時(shí)間間隔不一定取0.1s，故D錯(cuò)誤．2．(多選)(2019·南昌高一檢測(cè))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”實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于作出v－t圖象的說法中，正確的是()A．只要確定了v－t圖象中的兩點(diǎn)，就可以得出小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，因此，實(shí)驗(yàn)只需要測(cè)出兩組數(shù)據(jù)B．作出v－t圖象時(shí)，所取的點(diǎn)越多，圖線就越準(zhǔn)確C．作出的v－t圖線應(yīng)該通過所有的點(diǎn)，圖線曲折也可以D．對(duì)于偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，說明誤差太大，應(yīng)舍去解析：選BD.作v－t圖象時(shí)，選取的點(diǎn)越多，作出的圖線越準(zhǔn)確，但由于實(shí)驗(yàn)存在誤差，同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)不可能全部在同一直線上，因此，應(yīng)使落不到直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，以減小實(shí)驗(yàn)造成的誤差．3．(2019·石家莊高一月考)在實(shí)驗(yàn)中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)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()①這10個(gè)點(diǎn)無論如何也不在一條直線上，因此小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖線不可能為一條直線，而應(yīng)為一條光滑的曲線②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?cè)谝粭l直線附近，只有F和B兩點(diǎn)離這條直線太遠(yuǎn)③在8個(gè)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④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A．①③ B．②④C．①② D．③④解析：選B.因?yàn)橛姓`差，這些點(diǎn)才不可能在一條直線上，若理想化，這些點(diǎn)將都在一條直線上，①③錯(cuò)誤，②④正確，故B正確．4．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列做法不能減小實(shí)驗(yàn)誤差的是()A．選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B．使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C．舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)囊徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)解析：選B.用A項(xiàng)方法選取計(jì)數(shù)點(diǎn)可以使用于測(cè)量和計(jì)算的相鄰點(diǎn)間的間隔增大，在用直尺測(cè)量這些點(diǎn)間的間隔時(shí)，在一次測(cè)量絕對(duì)誤差基本相同的情況下，相對(duì)誤差較小，因此A正確；在實(shí)驗(yàn)中，如果小車運(yùn)動(dòng)的加速度過小，打出的點(diǎn)很密，長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差較大，測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)降低，因此小車的加速度略大一些較好，因此B錯(cuò)誤；為了減小長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差，舍去紙帶上過于密集，甚至分辨不清的點(diǎn)是必要的，因此C正確；如果實(shí)驗(yàn)中所用長(zhǎng)木板各部分的平整程度和光滑程度不同，小車的速度變化會(huì)不均勻，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差的增大，因此在實(shí)驗(yàn)前對(duì)所用長(zhǎng)木板進(jìn)行挑選、檢查是必要的，故D正確．5．用速度傳感器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得小車各時(shí)刻的瞬時(shí)速度如下：時(shí)刻(s)0.10.20.30.40.50.6瞬時(shí)速度(cm/s)44.062.081.0100.0118.0138.0為了求出加速度，最合理的方法是()A．根據(jù)任意兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，用公式a＝eq\f(Δv,Δt)算出加速度B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出v－t圖象，量出其傾角θ，用公式a＝tanθ算出加速度C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖象，由較遠(yuǎn)兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度及時(shí)間，用公式a＝eq\f(Δv,Δt)算出加速度D．依次算出通過連續(xù)兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值即為小車的加速度解析：選C.方法A雖能求出其加速度，由于只利用了其中的兩組數(shù)據(jù)，偶然誤差較大，故A錯(cuò)誤；作圖法是求物體加速度的一個(gè)行之有效的方法，具有減小偶然誤差的效果，但方法B也是不行的，因兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，也就是說同一組數(shù)據(jù)，可以畫出許多傾角不同的圖線，再加上測(cè)量角度時(shí)測(cè)量誤差較大，故不能被采用，故B錯(cuò)誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖象，由圖線上較遠(yuǎn)兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度及時(shí)間，用公式a＝eq\f(Δv,Δt)算出加速度，選較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)可以減小誤差，故C正確；方法D也具有與方法A相同的缺點(diǎn)，如a1＝eq\f(v2－v1,T)，a2＝eq\f(v3－v2,T)，…，a5＝eq\f(v6－v5,T)，求平均值時(shí)，a＝eq\f(v6－v1,5T)，只用了v6和v1兩組數(shù)據(jù)，偶然誤差較大，故D錯(cuò)誤．6．某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率f＝50Hz，在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如圖所示，A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：sA＝16.6mm，sB＝126.5mm，sD＝624.5mm.若無法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知：(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為________s.(2)打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝5×0.02s＝0.1s.(2)vC＝eq\f(sD－sB,2T)≈2.5m/s.答案：(1)0.1(2)2.57．(2019·營(yíng)口期末)做“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：(1)用一條紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)有如圖1中的兩種穿法，感到有點(diǎn)猶豫．你認(rèn)為________(選填“A”或“B”)的穿法效果更好．(2)完成實(shí)驗(yàn)后，小明用刻度尺測(cè)量紙帶距離時(shí)如圖2，B點(diǎn)的讀數(shù)是________cm，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每0.02s打一個(gè)點(diǎn)，則B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vB＝________m/s(v結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(3)某實(shí)驗(yàn)小組中的四位同學(xué)利用同一條紙帶分別作出了如圖3所示的四幅v－t圖象，其中最規(guī)范的是________，由此圖象得到的加速度是________m/s2.解析：(1)由圖可知，該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)放在復(fù)寫紙的下方，故B的效果更好．(2)由圖可知，A點(diǎn)的坐標(biāo)為0.50cm，B點(diǎn)的坐標(biāo)為3.20cm，C點(diǎn)的坐標(biāo)為6.30cm；已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每0.02s打一個(gè)點(diǎn)，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：vB＝eq\f(xAC,2T)＝eq\f(6.30－0.50,2×0.02)×10－2m/s＝1.45m/s.(3)描完點(diǎn)后，先大致地判斷這些點(diǎn)是不是在一條直線上，然后畫一條直線，讓這些點(diǎn)均勻地散落在這條直線的兩側(cè)，故C錯(cuò)誤；描繪圖象時(shí)取坐標(biāo)單位的時(shí)候不能隨意，要使得大部分點(diǎn)落在整個(gè)坐標(biāo)區(qū)域中，故B、D錯(cuò)誤，A正確；根據(jù)a＝eq\f(Δv,Δt)，結(jié)合圖象，可知，v－t圖象的斜率即為紙帶的加速度，則a＝eq\f(0.50－0.21,0.6)m/s2＝0.483m/s2.答案：(1)B(2)3.201.45(3)A0.4838．研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，其中斜面傾角可調(diào)．已知電火花計(jì)時(shí)器所用交流電的周期為0.02s．紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出．(1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．調(diào)整傾角，使小車能夠勻速下滑．B．關(guān)閉電源，取出紙帶．C．接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車．D．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，將紙帶穿過限位孔．E．將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車尾部與紙帶相連．F．選擇220V交流電源并接好電路．G．選擇6～8V直流電源并接好電路．H．選擇6～10V交流電源并接好電路．選擇其中必需的實(shí)驗(yàn)步驟并按正確的先后順序排列：________(用字母填寫)．(2)小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a＝________．(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的周期不正常，比已知的T略大，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)．解析：(1)由于電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)用220V交流電，因此G、H不選，另外由于只測(cè)加速度，不用平衡摩擦力，A步驟不選，具體步驟為：先固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，后接好電源，放好小車，連好紙帶，接通電源，放開小車，最后斷開電源，取出紙帶，因此步驟是FDECB(DFECB)．(2)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1s，設(shè)A到B之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得：x4－x1＝3a1T2x5－x2＝3a2T2x6－x3＝3a3T2為了更加準(zhǔn)確地求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值得：a＝eq\f(1,3)(a1＋a2＋a3)，即小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a＝eq\f(d6－d3－d3,9T2)＝eq\f(d6－2d3,9T2).(3)交變電流的周期T略大，使得打點(diǎn)時(shí)間間隔變長(zhǎng)，最后測(cè)量的Δv偏大，而計(jì)算時(shí)認(rèn)為周期T正常，因此測(cè)量加速度的值偏大．答案：(1)FDECB(DFECB)(2)eq\f(d6－2d3,9T2)(3)偏大9．(2019·嘉興期末)在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中(1)如圖甲所示，所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為________；A．直流220V B．交流220VC．直流6V D．交流6V(2)某次實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的一條清晰紙帶，截取了其中一段用刻度尺(單位：cm)進(jìn)行測(cè)量，在紙帶上標(biāo)注了A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)跡標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn))，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，取計(jì)數(shù)點(diǎn)A對(duì)應(yīng)時(shí)刻為0.其中計(jì)數(shù)點(diǎn)E所在位置的刻度尺讀數(shù)為________cm，小車加速過程中DF段的平均速度為________m/s(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，用這一速度表示小車通過E點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，并將其描在坐標(biāo)紙上(見答題卷，其中B、C、D、F四個(gè)點(diǎn)已描點(diǎn)完成)．請(qǐng)同學(xué)們?cè)谧鴺?biāo)紙上擬合圖線，并求解小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為交流220V，而電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，其工作電壓為交流4～6V，圖中為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)E所在位置的刻度尺讀數(shù)為14.50cm，DF段的位移為：xDF＝(19.15－10.30)cm＝8.85cm，則重物下落過程中DF段的平均速度為：eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(xDF,2T)＝eq\f(8.85×10－2,4×0.02)m/s＝1.1m/s.根據(jù)描點(diǎn)作圖，速度與時(shí)間圖象如圖所示．圖線的斜率為加速度，為：a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(1.22－0.70,（20－2.4）×10－2)m/s2＝3.0m/s2.答案：(1)B(2)14.501.13.010．在用電火花計(jì)時(shí)器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，圖甲是一次記錄小車運(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．(電源頻率為50Hz)．(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得vB＝1.38m/s，vC＝________m/s，vD＝3.90m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)利用求得的數(shù)值在圖乙所示坐標(biāo)紙上作出小車的v－t圖象(從打A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí))．利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是0.12m/s，此交點(diǎn)的物理意義是________________________________________________________________________