2021-2022學年高中物理人教版（2019）必修第一冊 同步練習：2.1實驗 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律（word版 含解析）

21世紀教育網(wǎng)精品試卷·第2頁（共2頁）高中物理人教版（2019）必修第一冊同步練習2.1實驗探究小車速度隨時間變化的規(guī)律1.關于速度及其變化，下列說法正確的是（）A.物體的速度變化越大，加速度一定越大B.物體的速度為零，加速度一定為零

C.物體的位置變化越大，速度一定越大D.物體的位置變化越快，速度一定越大2.在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中：（1）電火花計時器正常工作時，其打點的周期取決于____；A.交流電壓的高低

B.交流電的頻率

C.墨粉紙盤的大小

D.紙帶的長度（2）下列操作中正確的有_____；A.在釋放小車前，小車要靠近打點計時器

B.打點計時器應放在長木板的有滑輪一端

C.應先釋放小車，后接通電源

D.電火花計時器應使用低壓交流電源（3）某同學用如圖（a）所示的裝置測定勻加速直線運動的加速度，打出的一條紙帶如圖（b）所示，A、B、C、D、E為在紙帶上所選的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s：①實驗時紙帶的________端是和小車相連的；（選填“左”或“右”）②打點計時器打下C點時小車的速度大小為________m/s；③由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出小車的加速度大小為________m/s2.。3.在《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》的實驗中，計時器使用的是50Hz的交變電流。（1）關于打點計時器的使用下列說法正確的是（_________）。A.紙帶上打的點越密，說明物體運動的越快

B.電火花打點計時器使用的是交流電源

C.電火花計時器每隔0.2s打一次點

D.實驗中應先接通打點計時器電源，后釋放小車（2）隨著小車的運動，計時器在紙帶上打下一系列的點，取O、A、B、C、D五個計數(shù)點，在兩個相鄰的計數(shù)點中還有4個點沒有畫出，測得的距離如圖所示（單位為cm），則小車在B點的速為________m/s；加速度為________m/s2。（結果均保留3位有效數(shù)字）4.（1）如圖所示為“探究小車速度隨時間的變化規(guī)律”的實驗裝置圖，按照實驗要求下列說法正確的是_______。A.先釋放小車，再接通電源

B.先接通電源，再釋放小車

C.實驗前需要平衡摩擦力

D.懸掛物的質量應遠小于小車的質量（2）如圖所示，在“探究小車速度隨時間的變化規(guī)律”實驗中，從得到的紙帶中確定五個計數(shù)點，測得d1＝8.00cm，d2＝17.99cm，d3＝30.00cm，d4＝44.01cm。每相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是T=0.1s，則打C點時小車的速度vC＝________m/s(結果保留兩位有效數(shù)字)，小車的加速度表達式a＝________(用題中所給字母表示)5.小華同學在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，選出了如圖甲所示的一條紙帶（每兩個點間還有4個點沒有畫出）。打點計時器的電源頻率為50Hz。（1）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計算E點時小車的瞬時速度并填入表中________。位置ABCDEv/（m·s-1）0.610.811.001.18（2）小華同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖乙中畫出了小車的圖象。請你根據(jù)v—t圖象：判斷小車做的是_____（填寫序號）A.勻速直線運動

B.勻變速直線運動

C.非勻變速直線運動（3）小紅同學用以下方法繪制了小車運動的v一t圖象：第一，先把紙帶每隔0.1s剪斷，得到若干短紙條；第二、再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對齊，作為時間坐標軸，標出時間；第三，將紙條上端中心連起來，于是得到v一t圖象。請回答這樣做________（選填“可行”、“不可行”），簡要說明其理由________。6.某同學利用圖（a）所示的實驗裝置探究物塊速度隨時間的變化。物塊放在桌面上，細繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑輪掛上鉤碼。打點計時器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50Hz。紙帶穿過打點計時器連接在物塊上。啟動打點計時器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動。打點計時器打出的紙帶如圖（b）所示（圖中相鄰兩點間有4個點未畫出）。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，該同學認為物塊的運動為勻加速運動?；卮鹣铝袉栴}：（1）紙帶的________（選填“左”或“右”）端與物塊相連；（2）在打出C點時物塊的速度大小為________m/s(保留2位有效數(shù)字)；（3）物塊的加速度大小為________m/s2。（保留2位有效數(shù)字）7.實驗①是“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”，實驗②是“用橡皮筋探究做功與速度變化的關系”。（1）下列說法正確的是______A.實驗①需要平衡摩擦

B.實驗②需要平衡摩擦

C.實驗①一條紙帶只能獲得一組數(shù)據(jù)

D.實驗②一條紙帶只能獲得一組數(shù)據(jù)（2）在需要平衡摩擦力的實驗中，某同學進行了如下操作：在滑板右側端下方加以墊上墊塊，用以平衡摩擦力，如圖甲所示。開啟電源，輕推小車，打出一根紙帶，如圖乙所示，根據(jù)紙帶需將墊塊________A.向左移動一些

B.向右移動一些

C.保持不動（3）以下紙帶是在上述實驗中的某個實驗得到的（單位：cm），這條紙帶是在實驗________（填“①”或“②”）中得到的。8.實驗：小車速度隨時間變化的規(guī)律的裝置，可以完成許多力學實驗。如圖甲所示（重力加速度g）（1）以下說法正確的是________A.用此裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”時，不需要鉤碼總質量遠小于小車的質量，但必須平衡摩擦力

B.用此裝置“探究加速度與力的關系”時，每次改變鉤碼個數(shù)后，不需要重新平衡摩擦力:“探究加速度與質量關系”時，每次改變小車質量需重新平衡摩擦力

C.用此裝置“探究功與速度變化關系”時，不需要平衡摩擦力

D.若在小車和細線之間安裝一個力的傳感器在“探究加速度與力的關系”時，不需要滿足鉤碼質量遠小于小車的質量（2）某同學利用此裝置“探究在小車質量一定的條件下，物體的加速度與拉力F的關系”時，通過增加繩子下端掛的鉤碼個數(shù)來改變小車所受的拉力F，得到小車的加速度a與拉力F的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖象，發(fā)現(xiàn)當F較大時圖象發(fā)生了如圖丙所示的彎曲，當F無窮大時圖象將趨于一條水平線，則此時對應的加速度a=________；該同學經(jīng)過思考后將實驗方案改變?yōu)橛眯≤囍械你^碼掛在繩的下端增加外力，那么關于該同學的修正方案，下列說法正確的是________。A．該修正方案可以避免a-F圖線末段發(fā)生彎曲B．該修正方案可以避免a-F圖線末段發(fā)生彎曲的條件是小車質量大于等于細線下鉤碼質量C．該修正方案畫出的a-F圖線斜率倒數(shù)為小車的質量D．該修正方案畫出的a-F圖線斜率倒數(shù)為小車總質量和繩下鉤碼質量的總和9.利用如圖所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化規(guī)律（1）電火花打點計時器所接的電源為電壓為________V、頻率為50Hz的交流電；（2）有關該實驗操作和實驗條件的說法中，正確的是________。A.用小木塊把長木板右端墊高，是為了平衡摩擦力

B.調(diào)整定滑輪的高度使細繩平行于木板

C.釋放小車后，再接通電火花計時器

D.鉤碼質量應遠小于小車的質量（3）某同學在一次實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出。其中x1＝14.10cm、x2＝15.34cm、x3＝16.58cm、x4＝17.82cm、x5＝19.06cm、x6＝20.30cm。小車在F點的瞬時速度為________m/s。小車的加速度為________m/s2。(保留三位有效數(shù)字)答案及解析1.D解：A．根據(jù)得，速度變化大，由于時間的問題，導致加速度不一定大，A不符合題意；B．速度為零，速度的變化率不一定為零，則加速度不一定為零，B不符合題意；C．物體位置變化大，根據(jù)知，由于時間的問題，導致速度不一定大，C不符合題意；D．根據(jù)知，物體的位置變化越快，速度一定越大，D符合題意。故答案為：D?！痉治觥考铀俣仁呛饬课矬w速度變化快慢的物理量，與速度本身的大小沒有關系，速度變化越快，加速度越大，與速度的大小沒有必然聯(lián)系。2.（1）B（2）A（3）左；0.3；0.4解：（1）電火花打點計時器工作時的打點周期等于交流電頻率的倒數(shù)，所以由交流電的頻率決定，故答案為：B。（2）A．在釋放小車前，小車要靠近打點計時器，A符合題意；B．打點計時器應放在長木板上遠離滑輪一端，B不符合題意；C．要先接通電源，后釋放小車，C不符合題意；D．電火花計時器應使用220V的交流電源，D不符合題意；故答案為：A。（3）由圖（b）所示紙帶可知，左端紙帶點密集，所以紙帶的左端與小車相連。打C點時小車的速度為根據(jù)逐差法，小車的加速度為【分析】（1）頻率為50Hz，故一秒鐘打50個點，相鄰兩個點的時間間隔為0.02s，中間有四個點，相鄰兩個點之間的時間間隔為0.1s；

（2）為了使紙帶記錄小車的運動全過程，需要先接通電源，再釋放小車；釋放小車時，小車應該靠近打點計時器釋放；

（3）紙帶上的點越密集，說明物體運動的越慢，紙帶上的點越稀疏，物體運動的越快，C點的速度等于物體在BD段中運動的平均速度，即利用BD的長度除以對應的時間即可；結合紙帶上點的距離，利用逐差法求解物體的加速度即可。3.（1）B,D（2）0.720；2.40解：（1）A．紙帶上打的點越密，說明物體運動的越慢，A不符合題意；B．電火花打點計時器使用的是交流電源，B符合題意；C．電火花計時器每隔0.02s打一次點，C不符合題意；D．實驗中應先接通打點計時器電源，后釋放小車，D符合題意。故答案為：BD。（2）兩個相鄰的計數(shù)點中還有4個點沒有畫出，則T=0.1s；小車在B點的速為加速度【分析】（1）為了使紙帶記錄小車的運動全過程，需要先接通電源，再釋放小車；電磁打點計時器需要低壓交流電來工作，電火花打點計時器需要220V交流電來工作；

（2）B點的速度等于物體在AC段中運動的平均速度，即利用AC的長度除以對應的時間即可；結合紙帶上點的距離，利用逐差法求解物體的加速度即可。4.（1）B（2）1.1m/s；a＝解：(1)AB．在使用打點計時器的實驗中，為了在紙帶上打出更多的點，為了打點的穩(wěn)定，具體操作中要求先啟動打點計時器然后釋放小車，A不符合題意，B符合題意；CD．本實驗為“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗，不涉及力和做功問題，不是驗證牛頓第二定律或者動能定理的實驗，所以不要求平衡摩擦力，也不要求懸掛物的質量遠小于小車的質量，CD不符合題意。故答案為：B。(2)根據(jù)勻變速直線運動的中間時刻的瞬時速度等于該段時間的平均速度求解C點的速度根據(jù)逐差法可得加速度【分析】（1）為了使紙帶記錄小車的運動全過程，需要先接通電源，再釋放小車；

（2）C點的速度等于物體在BD段中運動的平均速度，即利用BD的長度除以對應的時間即可；結合紙帶上點的距離，利用逐差法求解物體的加速度即可。5.（1）1.39（2）B

（3）可行；因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比；而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度，最后得出結論紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比．因此該做法是合理的解：（1）相鄰兩點間的時間間隔為T=0.1s，則E點的速度；（2）根據(jù)v—t圖象可知小車做的是勻變速直線運動；故答案為：B。（3）該做法是可行的；因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比；而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度，最后得出結論紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比．因此該做法是合理的．【分析】（1）物體做勻加速運動，中間時刻的速度即為某一點的速度；

（2）結合表格中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點連線即可；

（3）物體做勻加速運動，相同時間內(nèi)通過的位移比值等于速度比值。6.（1）左（2）0.76（3）2.0解：（1）紙帶上從左向右相鄰兩點間距逐漸變大，可知紙帶的左端與物塊相連；（2）因為T=0.1s，則在打出C點時物塊的速度大小為（3）根據(jù)可得物塊的加速度大小為

【分析】（1）利用打點間距的變化可以判別紙帶與物塊連接的位置；

（2）利用平均速度公式可以求出速度的大??；

（3）利用逐差法可以求出加速度的大小。7.（1）B,D（2）B（3）①解：（1）AB．“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”，實驗不需要平衡摩擦力，“用橡皮筋探究做功與物體速度變化的關系”需要平衡摩擦力，從而使橡皮筋的功即為合力的功，A不符合題意，B符合題意；CD．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中，一條紙帶能測量多個點的速度即獲得多組數(shù)據(jù)，而“用橡皮筋探究做功與物體速度變化的關系”中，一條紙帶只能獲得一組數(shù)據(jù)，C不符合題意，D符合題意；（2）由圖乙可知，紙帶上的點之間的距離逐漸增大，說明平衡摩擦力過度，應將墊塊向右移動一些，使斜面的傾角變小一些，AC不符合題意，B符合題意；（3）由紙帶上的數(shù)據(jù)可以紙帶，相同時間內(nèi)點與點之間的距離逐漸增大，說明紙帶與小車一起做加速運動，這條紙帶應該是在實驗①獲得的，而在“用橡皮筋探究做功與物體速度變化的關系”中，小車先做加速運動，當橡皮筋恢復原長后，小車與紙帶一起做勻速運動，反映在紙帶上，點跡之間的距離是先增大后恒定不變?！痉治觥浚?）探究動能定理需要平衡摩擦力；探究小車勻變速運動時可以獲得多組數(shù)據(jù)；

（2）利用打點間隔的分布可以判別小車做加速運動，所以墊塊要向右移動；

（3）利用沒有勻速運動的情況可以判別紙帶屬于探究小車勻變速直線運動規(guī)律的。8.（1）D

（2）g；AD解：(1)A．用此裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”時，不需要鉤碼總質量遠小于小車的質量，也不需要平衡摩擦力，A不符合題意；B．用此裝置“探究加速度與力的關系”和“探究加速度與質量關系”時，每次改變鉤碼個數(shù)后，都不需要重新平衡摩擦力，B不符合題意；C．用此裝置“探究功與速度變化關系”時，需要平衡摩擦力，C不符合題意；D．若在小車和細線之間安裝一個力的傳感器在“探究加速度與力的關系”時，通過傳感器就可以直接讀出拉力的大小，因此不需要滿足鉤碼質量遠小于小車的質量，D符合題意。故答案為：D。(2)當拉力無窮大時，加速度趨近于重力加速度g。A．該修正方案是將小車和鉤碼作為研究對象，保證了研究對象的質量不變，改變拉力時，加速度隨之改變，這時拉力沒有誤差，小車質量也沒有誤差，因此圖象不會出現(xiàn)末段