物理必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课时训练

这是一份物理必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律课时训练，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法中不正确或不必要的是（ ）
A．长木板的一端必须垫高，使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动
B．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
C．选择计数点时，可以不从纸带上第一个点开始
D．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车
2．如图所示，在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学在几条较理想的纸带上按每5个点取一个计数点，依打点先后标记为0、1、2、3、4、5。由于不小心，几条纸带都被撕断了，请根据给出的①②③④四段纸带判断，下列说法正确的是（ ）
A．打纸带计数点1时的速度大小为1.90m/s
B．打纸带计数点1时的速度大小3.6m/s
C．打①纸带时物体的加速度大小0.6m/s2
D．纸带④是从纸带①上撕下的那段
3．在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最合理的方法是（ ）
A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B．根据实验数据画出v-t图象，量取其倾角，由公式求出加速度
C．根据实验数据画出v-t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
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
4．在用打点计时器研究小车速度随时间变化的规律时，打出的四条纸带记录了小车的运动情况，如图所示。假设纸带的运动方向向左，表示小车做加速运动的纸带是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验开始时装置如图所示，下列关于图中有错误或不妥之处的说法中不正确的是（ ）
A．所接电源应该是交流电，而图中的电源为直流电
B．细线不能和木板接触
C．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器
D．小车里面应该尽可能多的装上几个砝码
二、多选题
6．在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤，其中错误步骤是______。
A．拉住纸带，将小车移近打点计时器处先放开纸带，再接通电源
B．将平板一端抬高，使小车在平板上能做匀变速直线运动，然后固定平板
C．将打点计时器固定在木板上靠近滑轮一侧
D．从三条纸带中选择一条理想纸带来研究匀变速直线运动的加速度
7．利用打点计时器打下的纸带( )
A．能准确测定某点的瞬时速度
B．能粗略测定某点的瞬时速度
C．能较准确测定某段时间内的平均速度
D．可用任意两点间的平均速度准确代表某点的瞬时速度
8．对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是
A．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉
三、实验题
9．在进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：
（1）该实验已提供了小车、一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、刻度尺、导线。为了完成实验，还须从下图中选取实验器材。____________（此项为多选，请填写相应的字母符号）。其中实验器材A的名称是______________。
（2）该实验得到一条清晰的纸带，下图所示是截取了其中某一段纸带用刻度尺（单位：cm）测量时的情景，其中A、B、C、D、E、F为6个计数点（两个相邻计数点间有4个点未画出）。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。其中计数点E所在位置的刻度尺读数为___________cm，小车加加速过程中E点瞬时速度大小为___________，小车加速过程中的加速度是___________m/s2。（计算结果保留3位有效数字）
10．在“探究速度随时间变化的规律”实验中，小车做匀变速直线运动，得到一条清晰的纸带，如图所示是截取了某一段纸带用刻度尺（单位：cm）测量纸带时的情景，其中取了5个计数点，在相邻两计数点之间还有2个计时点．已知打点计时器所用电源频率为50 Hz。
（1）关于接通电源和释放小车的先后顺序，下列四种操作中你认为正确的是__________；
A．接通电源和释放小车应同时 B．释放小车后接通电源
C．先接通电源后释放小车 D．接通电源和释放小车的先后顺序对实验没影响
（2）两计数点之间的时间间隔是________s；
（3）计数点0与1之间的距离，________cm；（注意要估读）
（4）打2点时小车的速度________m/s。（结果保留两位有数数字）
11．某同学在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验中，得到一条点迹清晰的纸带．已知使用的电源频率是50HZ，计时器打点的时间间隔为_______s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为______s．为了由v-t图象求出小车的加速度，他量出相邻两计数点间的距离，分别求出打各计数点时小车的速度．其中打计数点3时小车的速度为________m/s．（结果保留三位有效数字）
12．课外时间某同学利用如图所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，须使用的是________（选填选项前的字母）。
A．天平 B．秒表 C．刻度尺
(2)下列实验步骤的正确顺序是__________（用字母填写）
A．关闭电源，取下纸带
B．接通电源后，放开小车
C．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
D．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
(3)实验所使用交流电的频率为50Hz，获得的一条纸带如上图所示，在纸带上依次取O、A、B、C、D、E、F、G共8个计数点，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“O”计数点对齐。可以读出各计数点A、B、C、D、E、F、G跟O点的距离依次为xA=3.45cm、xB=7.43cm﹑xC=________cm、xD=17.19cm、xE=________cm、xF=29.17cm、xG=35.98cm。请根据刻度尺放大图，读出C、E分别跟O点的距离，并填入划线处。
(4)计算打下计数点“C”和“E”时小车的瞬时速度分别为vC=_______m/s，vE=______m/s；（结果均保留两位有效数字）
(5)若打下计数点“O”时开始计时，以v为纵坐标，t为横坐标建立直角坐标系，在坐标纸上描点，在图像中已标出计数点A、B、D、F对应的坐标点，请在该图中标出计数点C、E对应的坐标点，并画出的v-t图像。（______）
(6)观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_____________________，小车的加速度大小a=____________m/s2。（结果保留两位有效数字）
13．A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1秒，则：（结果保留两位有效数字）
（1）根据实验给出的数据可以判断小车做______运动
（2）D点的瞬时速度大小为______m/s，DE段平均速度大小为______m/s
（3）运动小车的加速度大小为______m/s2。
14．如图所示，某同学在实验室做“测动摩擦因数”的实验，细线连接钢球和滑块跨在木板上端的定滑轮上处于静止状态，发现烧断细线后钢球落地和滑块撞击挡板的时间相同。
(1)写出滑块下滑的加速度a与图中x、H、重力加速度g的关系式（用字母表示）a=_____________。
(2)以滑块为研究对象，利用牛顿第二定律，用H、h、x这三个物理量表示出动摩擦因数的数学表达式，表达式是μ=____________.（用字母表示）
(3)用刻度尺测量出H=2.5 m，x=0.50 m，h=0.30 m，代入相关数据，得出滑块与木板间的动摩擦因数μ=_____（结果保留两位有效数字）
15．如图所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、，相邻两计数点的时间间隔用T来表示，现在量得0、1间的距离，1、2间的距离，2、3间的距离，3、4间的距离，4、5间的距离，5、6间的距离频率为。
(1)根据上面记录，计算打点计时器在打3点时的速度并填在表中（保留到小数点后两位）。
(2)根据(1)中表格，在图中画出小车的速度图像___________。
(3)在“使用打点计时器测速度”的实验中，除电源、纸带外，还需选用的仪器是___________。
A．停表 B．刻度尺 C．天平 D．打点计时器
(4)用、、、、、以及时间间隔T表示加速度___________。
16．打点计时器是一种记录时间的仪器，常用的有“电磁打点计时器与电火花计时器”。电磁打点计时器与电火花计时器都是使用______（填“交流”或“直流”）电源，当电源频率为50Hz时，它每隔________s打一次点。如图所示，在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中一次记录小车运动情况的纸带，图中为相邻的计数点（A点为第一个点），如交流电源频率为50Hz，相邻计数点间有4个点未标出，则相邻的计数点时间间隔T =____________s。
(1)根据纸带计算各点的瞬时速度：_______m/s、 ___m/s、__m/s，
(2)在如图所示坐标系中画出小车的图线_______。
17．如图是某同学在做“测定匀加速直线运动的加速度”实验中的一条纸带，每相邻两个点中间还有四个点未画出．打点计时器接在频率为50赫兹的电源上．则：
（1）相邻两计数点间的时间间隔为_______ s.
（2）打B点时小车的速度vB=________m/s．（结果保留三位有效数字）
（3）小车的加速度a=_____m/s2．（结果保留三位有效数字）
18．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。
(1)下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，在“甲”和“乙”中选出正确的步骤写在空白处。
A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在50Hz的低压______（填“交流”或“直流”）电源的两个接线柱上；
B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面；
C．用手水平地拉动纸带；
D．纸带上打下一系列小点切断电源，取下纸带，如果纸带上共有6个清晰的点迹，则这段纸带记录的时间∆t = ______s；
E．打开电源开关；
F．用刻度尺测量某两点间的距离∆x，利用公式计算纸带运动的速度实验步骤的合理顺序是______（填“甲”或“乙”）。
甲：BAECDF 乙：BACEDF
(2)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率f = 50Hz，其中x1 = 7.05cm、x2 = 7.68cm、x3 = 8.33cm、x4 = 8.95cm、x5 = 9.61cm、x6 = 10.26cm。
(a)下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下E点时小车的瞬时速度。（保留三位有效数字）
(b)根据纸带上的数据计算出小车的加速度a = ______m/s2（保留两位有效数字）。
四、解答题
19．已知一汽车在平直公路上运动，它的位移-时间图象如图甲所示．
（l）根据图象在如图乙所示位置坐标轴上标出O、A、B、C、D、E各点代表的汽车的位置;
（2）求出前4s内的平均速度；
（3）求出第5s末和第7s末的瞬时速度；
（4）求出第7s末的加速度；
20．图为运动质点的位移－时间图象，根据这个图象画出质点的速度－时间(v－t)图象．
位置
1
2
3
4
5
_______
位置
B
C
D
E
F
速度（m×s-1）
0.737
0.801
0.864
______
0.994
参考答案
1．A
【详解】
A．探究小车的速度随时间的变化规律，只需要小车做加速运动即可，没有必要必须垫高长木板的一端平衡摩擦力，故A没必要，符合题意；
B．为了保证做匀变速直线运动，连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行，故B有必要，不符合题意；
C．在处理纸带时，由于第一点并不清晰，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，故C有必要，不符合题意；
D．操作时为了充分利用纸带，应先开电源在释放小车，故D有必要，不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】
ABC．由题意可知，相邻两个计数点之间的时间间隔为
根据位移差公式
可得
其中打①纸带计数点1时的速度大小为
所以AB错误，C正确；
D．因为
则纸带③是从纸带①上撕下的那段，选项D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．若取任意两计数点的速度用公式算出加速度，两计数点数据可能导致加速度测量值的偶然误差较大；故A项错误．
B．图像的倾角随v、t的量度不同而倾角不同，故B项错误；
C．根据实验数据画出v-t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度；图线是考虑到所有数据，拟合成的图线，图线上会舍弃误差较大的点，不在线上的点均匀分布在两侧，所以加速度测量值的误差小．故C项正确．
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；看似用了所有数据，但实际上只使用了始末两个数据，始末两个数据可能导致加速度测量值的偶然误差较大；故D项错误．
4．C
【详解】
AB．做加速运动时，相邻点间的间隔是不相等，AB错误；
CD．纸带向左运动，即打出的第一个点应该是左边第一个，又做加速运动，故以后相邻点间的间隔越来越大，所以纸带上从左向右相邻点间的间隔越来越大，C正确D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．所接电源应该是交流电，而图中的电源为直流电，选项A正确，不符合题意；
B．细线不能和木板接触，选项B正确，不符合题意；
C．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器，选项C正确，不符合题意；
D．小车里面不能装过多的砝码，否则小车的加速度会过小，选项D错误，符合题意。
故选D。
6．AC
【详解】
A．拉住纸带，将小车移近打点计时器处先接通电源，再放开纸带，选项A错误，符合题意；
B．将平板一端抬高，使小车在平板上能做匀变速直线运动，然后固定平板，选项B正确，不符合题意；
C．将打点计时器固定在木板上远离滑轮一侧，选项C错误，符合题意；
D．从三条纸带中选择一条理想纸带来研究匀变速直线运动的加速度，选项D正确，不符合题意。
故选AC。
7．BC
【解析】
试题分析：打点计时器记录了物体在一定时间间隔内的位移，根据所打点间距情况可以判断物体的运动情况，可以求平均速度大小，利用平均速度可以粗略的代替瞬时速度大小．
打点计时器记录了物体在一定时间间隔内的位移，可以求出平均速度，但是不能精确的求出瞬时速度大小，A错误；根据公式可知当时间很短，位移很小时可以利用平均速度来粗略的求出瞬时速度大小，B正确；根据所打点之间的距离以及时间间隔可以求出平均速度的大小，C正确；只有在匀变速直线运动中某段时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，故D错误．
8．AB
【详解】
电磁打点计时器使用的是4-6V的低压交流电，电火花打点计时器使用的是220V的交流电，A正确；两者的打点周期都与交流电频率相等，B正确；电火花计时器在纸带上打点时火花放电针和墨粉盘，电磁打点计时器打点的是靠振针和复写纸，CD错误；
9．ABC 电磁打点计时器 8.78 2.60 0.375
【解析】
【详解】
（1）[1][2]．已提供了小车、一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、刻度尺、导线。还须要的实验器材：打点计时器A、低压电源B、砝码C，实验器材A是电磁打点计时器；
（2）[3]．计数点E所在位置的刻度尺读数为8.78cm；
[4]．两个相邻计数点间有4个点未画出，所以相邻计数点间的时间间隔为：T=0.1s
DF段的位移：xDF=11.60-6.40cm=5.2cm，则E点的瞬时速度等于DF段的平均速度为：
[5]．AB段的位移为：
xAB=2.70 cm -1.55cm=1.15cm
BC段的位移为：
xBC=4.35cm-2.70cm=1.65cm，
CD段的位移：
xCD=6.40cm-4.35cm=2.05cm
DE段的位移为：
xDE=8.78cm-6.40cm=2.38cm，
EF段的位移：
xEF=11.60cm-8.78cm=2.82cm
根据逐差法得加速度为：
10．A 0.06 4.98 1.1
【详解】
（1）[1] 开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，所以用电磁打点计时器打点时应先接通电源，后释放纸带。故C正确，ABD错误。
故选A．
（2）[2]在相邻两计数点之间还有2个计时点，则两计数占之间的时间间隔：
s
（3）[3]由纸带可知，计数点0与1之间的距离x=4.98cm；
（4）[4]根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，则打2点时小车的速度：
m/s
11．0.02 0.1 0.460
【详解】
(1)打点计时器是一种计时仪器，它使用的是交流电源，电源的频率为50Hz，周期为0.02s，它们的打点周期和所使用电源周期相同为0.02s；每五个点取一个计数点，所以计数点之间的时间间隔为T=0.1s；
(2)根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度得：
v3==0.4595m/s≈0.460m/s，
【点睛】
（1）该问比较简单，根据打点计时器的构造和特点即可正确回答．
（2）根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出打3点时小车的瞬时速度，
12．C CDBA 12.03 22.90 0.49 0.60 图线为倾斜直线 0.55
【详解】
(1)[1]实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，还必须使用的是刻度尺。故选C。
(2)[2]根据实验原理以及实验过程，先安装仪器，然后接通电源放开小车进行实验，最后关闭电源，取下纸带数据处理，则下列实验步骤的正确顺序是CDBA；
(3) [3] [4]因为是毫米刻度尺，零刻度线跟“O”计数点对齐。由图示刻度尺可知，C、E跟O点的距离
xC=12.03cm
xE= 22.90cm
(4) [5] [6]相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，所以相邻两个计数点的时间
T=0.1s
根据匀变速直线运动的推论得, 计数点“C”和“E”时小车的瞬时速度分别为
(5)[7] 通过描点，作出v-t图像如图所示
(6)[8][9] 因为在速度图像中是一条倾斜直线，所以小车做匀变速直线运动。在速度图像中斜率表示加速度，所以小车的加速度大小
13．匀加速直线运动 0.34 0.36 0.40
【详解】
（1）[1]根据实验数据可知：
相邻的相等时间间隔位移之差相等，所以小车做匀加速直线运动.
（2）[2]根据中点时刻的速度等于平均速度可知：
[3]DE段平均速度大小为
（4）[4]根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小
14． 0.5
【解析】
【详解】
(1)由运动学规律，则有：
，
联立解得：；
(2)设木板与水平桌面间的夹角为，滑块下滑时，受力分析，并由牛顿第二定律，则有：
且和
解得：；
(3)将H=2.5 m，x=0.50 m，h=0.30 m，代入，解得：。
15．0.80 BD
【详解】
(1)[1]频率为，则相邻两计数点间的时间间隔为，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，有
(2)[2]依据表格数据，进行描点，然后让直线尽量通过多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图所示
(3)[3]A．打点计时器是计时仪器，故不需要停表，A错误；
B．利用刻度尺测出两点间的位移可进一步求出平均速度，B正确；
C．实验原理可知，不需要知道物体的质量，则不需要天平，C错误；
D．打点计时器用于打点计时，D正确。
故选BD。
(4)[4]根据逐差法有
16．交流 0.02 0.1 1.36 2.64 3.90 图见解析
【详解】
[1][2]电磁打点计时器与电火花计时器都是使用交流电源，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点。
[3]相邻计数点间有4个点未标出，则相邻的计数点时间间隔T =0.1s。
(1) [4][5][6]根据纸带计算各点的瞬时速度

(2)[7]图像如图；
17．（1）0.1s； （2）0.375m/s； （3）2.50m/s2
【分析】
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度．
【详解】
（1）频率为50Hz，则打点周期为0.02s，由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s；
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，
则打纸带上B点时小车的瞬时速度大小：m/s=0.375 m/s；
（3）连续相等时间内的位移之差△x=2.5cm，根据△x=aT2得：a=△x/T2= m/s2=2.50m/s2
18．交流 0.1s 甲 0.928 0.64
【详解】
(1)[1]打点计时器应接交流电。
[2]纸带上共有6个清晰的点迹则说明有5段时间间隔，又由于计时器打点的频率为50Hz，则每一个时间间隔为0.02s，则纸带记录的时间为0.1s。
[3]打点计时器的使用步骤为：把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面；在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在50Hz的低压交流电源的两个接线柱上；启动打点计时器；拉动纸带；关闭电源取下纸带，记录时间；测量距离，则应该选甲。
(2)[4]根据瞬时速度的计算公式
vE = = 0.928m/s
则E点的速度为0.928m/s。
[5]根据逐差法计算加速度的公式有
a == 0.64m/s2
则小车的加速度为0.64m/s2。
19．（1）
（2）前4s内的平均速度25m/s：
（3）第5s末的瞬时速度为0，第7s速度为-50m/s；
（4）第7s末的加速度为零．
【详解】
（1）甲乙图结合，0、A、B、C、D、E各点代表的汽车的位置如图所示．
（2）前4s内的位移为100m，所以有：
（3）在4s末至6s末，汽车的位移没有发生变化，可得速度为0，所以第5s末的速度为0．在6s末至8s末，汽车的x-t图象是一条倾斜直线，表示汽车作匀速直线运动，可得第7s末的速度为：
（4）6s--8s内汽车匀速运动，加速度为零．
点睛：对于位移-时间图象也可以借助数学知识理解其物理意义：斜率表示速度，倾斜直线表示物体匀速运动，与横轴平行的直线表示静止．
20．
【解析】
由位移图象可知：
在0-4s内，质点沿正向做匀速直线运动，速度为；
在4-8s内，质点的速度为0；
在8-12s内，质点先负向做匀速直线运动，速度为；
所以v-t图象如图所示：
．
【点睛】位移-时间图象表示物体的位置随时间的变化，图象上的任意一点表示该时刻的位置，图象的斜率表示该时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向．