第二章 1　實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 同步練（含解析）2023-2024學(xué)年高中物理人教版（2023） 必修 第一冊(cè)

第第頁(yè)第二章1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律同步練（含解析）2023-2024學(xué)年高中物理人教版（2023）必修第一冊(cè)1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

1．(2023·六安一中高一月考)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(shuō)法正確的是()

A．小車應(yīng)放在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端

B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先啟動(dòng)電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車，打完點(diǎn)要先取紙帶后斷開(kāi)電源

C．槽碼的質(zhì)量越大越好

D．兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔必須是0.1s

2．在“實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中，為了算出小車的加速度，最好的方法是()

A．根據(jù)任意兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，用公式算出加速度

B．依次算出連續(xù)兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度

C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖像，量出其傾角α，由公式a＝tanα算出加速度

D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖像，由圖像上任意兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度，用公式a＝算出加速度

3．(2022·宣城六校高一上期中)兩實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)分別做“探究小車的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。

(1)甲組同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)領(lǐng)取了以下器材：一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、鉤碼、輕細(xì)繩、8V交變電源。為了完成本實(shí)驗(yàn)，還須從圖中選取部分實(shí)驗(yàn)器材，其名稱分別為_(kāi)_______、______________。

(2)乙組同學(xué)另外從實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)取了一套器材，他們所選用的計(jì)時(shí)器為電火花計(jì)時(shí)器，使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)的基本步驟如下：

A．當(dāng)紙帶完全通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器后，及時(shí)關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器

B．將電火花計(jì)時(shí)器插頭插入相應(yīng)的電源插座

C．把計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上，將紙帶從墨粉紙盤下面穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器

D．接通開(kāi)關(guān)，聽(tīng)到放電聲，立即釋放小車拖動(dòng)紙帶

上述步驟正確的順序是________(填步驟前的字母)。

4．一小球在桌面上從靜止開(kāi)始做加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置進(jìn)行編號(hào)。如圖甲所示，1位置恰為小球剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的瞬間，作為零時(shí)刻。攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均相同，小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)各位置的速度分別為v1＝0，v2＝0.06m/s，v3＝________m/s，v4＝0.18m/s，v5＝________m/s。在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出小球的速度—時(shí)間圖像(保留描點(diǎn)痕跡)；根據(jù)圖像可求出加速度a＝______m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

5．(2023·北京市石景山高一統(tǒng)考期末)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，獲得一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。選A點(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t＝0)，然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出)，如圖乙所示。

測(cè)得x1＝1.50cm，x2＝3.51cm，x3＝5.49cm，x4＝7.51cm，x5＝9.48cm，x6＝11.50cm。計(jì)算得到在打B、C、D、E、F點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作vB、vC、vD、vE、vF。

以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖丙所示。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：

(1)為了完成實(shí)驗(yàn)，除了圖甲中的實(shí)驗(yàn)器材，還需要使用下列儀器和器材中的________(填選項(xiàng)前的字母)。

A．電壓合適的50Hz交變電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

(2)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計(jì)算打C點(diǎn)時(shí)小車的速度，填入表中相應(yīng)位置。

位置編號(hào)ABCDEFG

時(shí)間t/s00.10.20.30.40.50.6

瞬時(shí)速度v/(m·s－1)0.250.650.851.05

(3)將打C點(diǎn)時(shí)小車的速度標(biāo)示在圖丙坐標(biāo)圖中，并作出小車的v－t圖像。

(4)其中v－t圖像斜率的物理意義是__________________________。

(5)作v－t圖像前，還不知道小車做什么直線運(yùn)動(dòng)。用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對(duì)Δt的要求是________________(選填“越小越好”或“與大小無(wú)關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的Δx大小與速度測(cè)量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。

6．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50Hz的低壓交變電源上，某同學(xué)在打出的紙帶上取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出)，如圖甲所示。從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開(kāi)分成五段(分別為a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如圖乙所示，由此可以得到一條表示v－t關(guān)系的圖線，從而求出加速度的大小。

(1)請(qǐng)你在圖乙xOy坐標(biāo)系中用最簡(jiǎn)潔的方法作出能表示v－t關(guān)系的圖線，其中________(選填“x”或“y”)軸相當(dāng)于v軸，________(選填“x”或“y”)軸相當(dāng)于t軸。

(2)從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，為求出0.15s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測(cè)出________段紙帶的長(zhǎng)度。

(3)若測(cè)得a段紙帶的長(zhǎng)度為2.0cm，e段紙帶的長(zhǎng)度為10.0cm，則可求出加速度的大小為_(kāi)_______m/s2。

第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究

1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

1．A[打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與定滑輪間的距離要盡可能大，小車盡可能靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，都是為了使小車運(yùn)動(dòng)的距離較大，盡可能打出較多的點(diǎn)，所以A正確；要先啟動(dòng)電源后松開(kāi)紙帶，打完點(diǎn)要先斷開(kāi)電源后取紙帶，所以B錯(cuò)誤；槽碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，所以C錯(cuò)誤；選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔不一定是0.1s，所以D錯(cuò)誤。]

2．D[根據(jù)任意兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，用公式算出加速度，偶然誤差較大，實(shí)驗(yàn)誤差較大，故A錯(cuò)誤；

依次算出連續(xù)兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度，不能有效的剔除誤差較大的點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；當(dāng)縱坐標(biāo)取不同的標(biāo)度時(shí)，圖像的傾角就會(huì)不同，故C錯(cuò)誤；只有利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的v－t圖像，才可以充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差，故D正確。]

3．(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器刻度尺

(2)CBDA

解析(1)電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流電，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是8V的交流電，所以應(yīng)選擇電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)中還需要刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先安裝裝置，然后啟動(dòng)電源，釋放小車拖動(dòng)紙帶，實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器，整理器材，所以正確順序?yàn)镃BDA。

4．0.120.24見(jiàn)解析圖0.12

解析由題圖甲知，x1＋x2＝0.06m，而v2＝＝0.06m/s，

解得T＝0.5s

則v3＝＝m/s＝0.12m/s，

v5＝＝m/s＝0.24m/s。

根據(jù)各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作出v－t圖像如圖所示。

v－t圖像的斜率表示加速度，則加速度：

a＝k＝＝m/s2＝0.12m/s2。

5．(1)AC(2)0.45(3)見(jiàn)解析圖(4)表示小車運(yùn)動(dòng)的加速度(5)越小越好有關(guān)

解析(1)除了題圖甲中所示器材外，還需要電壓合適的50Hz交變電源，以及用來(lái)測(cè)量紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)之間距離的刻度尺，故選A、C。

(2)由于紙帶相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間間隔為T＝＝0.1s

利用紙帶上的數(shù)據(jù)，可得打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為vC＝＝×10－2m/s＝0.45m/s

(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)連線如圖所示

(4)v－t圖像斜率的物理意義是表示小車運(yùn)動(dòng)的加速度。

(5)用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，時(shí)間越小，平均速度越趨近于瞬時(shí)速度，故Δt越小越好。

從實(shí)驗(yàn)角度看，Δx選取得越小，測(cè)量相對(duì)誤差越大，故選取的Δx大小與速度測(cè)量的誤差有關(guān)。

6．(1)見(jiàn)解析圖yx(2)b(3)2

解析(1)分別取a、b、c、d、e五段的上方中點(diǎn)，并連線，則得到能表示v－t關(guān)系的圖線，如圖所示；