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19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”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘不用放在一条直线上
B．坐标轴单位长度越小越好
C．开始前要先开电源后放开小车，打完点要先断开电源后取下纸带
D．钩码的质量越小越好
2．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹.下列关于纸带上点迹的说法中不正确的是 ( )
A．点迹记录了物体运动的时间
B．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状
D．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况
3．用速度传感器研究匀变速直线运动的实验中，测得小车各时刻的瞬时速度如下：为了求出加速度，最合理的方法是（ ）
A．根据任意两个计数点的速度，用公式算出加速度
B．根据实验数据画出图象，由图线上较远两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度
C．根据实验数据画出图象，量出其倾角，用公式算出加速度
D．算出连续两个相等时间段内的加速度，再求平均值即对小车的加速度
4．图是做匀变速直线运动的物体从打点计时器打出的纸带纸带上面每打一点的时间间隔是，且每两个记数点间还有四个计时点已知，，，，，则第三个记数点的速度等于
A．B．C．D．
5．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是（ ）
A．把长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端
B．在释放小车前，小车应靠近打点计时器
C．应先接通电源，待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车
D．钩码的质量越大越好
二、多选题
6．用打点计时器研究小车的运动时得到一条点迹清晰的纸带如图所示，交流电源的频率为50Hz。可以从这条纸带上直接测量的物理量有
A．小车的质量
B．小车受到拉力的大小
C．从打A点到打B点，小车运动的时间
D．从打A点到打B点，小车位移的大小
7．打出的点迹不够清晰的原因可能是？（ ）
A．电源电压偏低 B．永磁体磁性不足
C．振针位置过高 D．复写纸陈旧
8．利用打点计时器打出的纸带 （ ）
A．能准确地求出某点的瞬时速度
B．只能粗略地求出某点的瞬时速度
C．能求出某段时间内的平均速度
D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度
三、实验题
9．（1）用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，小明使用的是6V的学生交流电源，则所需选取的打点计时器如图_____（填“甲”或“乙”）；打点计时器的打点周期为_______s。
（2）实验过程中部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是：___________(用字母填写)．
（3）小明得到一条纸带如图丙所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出。纸带旁并排放着带有最小分度值为1毫米的刻度尺，刻度尺的零刻度线跟“0”计数点对齐，由放大的图片读出三个计数点1、3、5跟0点的距离，并填入下面表格中：
请计算出2号计数点的速度然后根据以下的数据作出v—t图。
（___________）
=0.15m/s，=__________m/s，=0.27 m/s，=0.33m/s，=0.39m/s
研究结论：物体做匀变速直线运动，加速度大小为_______________m/s2。
10．研究匀变速直线运动的实验中，如图为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，间距依次为 AB=1.30cm，AC=3.10cm，AD=5.38cm，AE=8.16cm，AF=11.45cm,AG=15.26cm，在相邻计数点之间还有 4 个点未画出，若电源频率为50Hz，则 相邻两计数点之间的时间间隔为___s，根据纸带可以求出 C 点时的瞬时速度为vC=___ m/s，小车运动的加速度a =____m/s2 (结果均保留两位有效数字) ．若交流电的 频率变为 51Hz 而未被发觉，则测得小车的速度值与真实值比较将偏___．(选填“大”或 “小”)
11．在测定匀变速直线运动的加速度时，得到一条理想纸带，取5个计时点为一个记数点，先后编为0、1、2、3、4、5，由于不小心纸带被撕烂，请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：
（1）从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的_____．
（2）物体的加速度大小是______ ．
（3）打1点时的瞬时速度_______ ．
12．用一端装有定滑轮的长木板，小车、打点计时器(频率为50 Hz)、钩码、纸带、细线组成如图（a）所示的装置，用钩码拉动小车做匀加速直线运动，得到如图（b）所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出。
（1）在这一实验中，某同学操作了以下实验步骤，其中有明显错误的步骤是_______（填写字母）
A．将打点计时器固定在平板上，并接好电路
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．将小车移至靠近定滑轮处
E．放开纸带，再接通电源
（2）如图（b），用毫米刻度尺测量得：AB＝4.56 cm、AC＝12.16 cm、AD＝22.52cm、AE＝36.06cm，则： 打C点时小车的速度大小为________ m/s；小车的加速度为________ m/s2。(结果保留三位有效数字)
13．在“研究小车的匀变速直线运动规律”的实验中，打点计时器使用的电源频率为50Hz，实验打出的纸带如图所示，相邻两个计数点间还有4个点未画出，则打下两个计数点间的时间间隔为_____s；在打点计时器打出B点时，小车的速度大小为_____m/s；小车的加速度大小为_____m/s2。（结果均保留两位有效数字）
14．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，按如图1所示实验仪器进行实验。

（1）“测定匀变速直线运动的加速度”部分实验步骤如下：
A．实验完毕，关闭电源，取出纸带
B．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
C．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是：_______（用字母填写）。
（2）某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了、、、、、、共7个计数点（图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出），如图2所示。打点计时器接的是的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在表中。
①由以上数据可计算出打点计时器在打各点时物体的速度，如表所示。
表中点的速度应该为______。（速度取三位有效数字）
②试根据表格中数据和你求得的点速度在图3作出图像____，并从图像中求得物体的加速度_______（加速度取两位有效数字）。
15．（1）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C……七个点进行研究，这七个点和刻度尺如图所示．可求出A点到D点的距离是_________cm．
（2）由实验数据可得A点到D点的平均速度是_____m/s；B点的瞬时速度是_______m/s（结果保留两位有效数字）
16．(1)电磁打点计时器是______仪器，使用________电源．若交流电频率为50Hz，则打相邻两点的时间间隔是_______s，现用它测定物体作匀变速直线运动的加速度．实验时，若交流电的频率低于50Hz，最后计算时仍按50Hz，所测得的加速度的值将偏_____．
(2)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，如图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm）．由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4＝______m/s，小车的加速度大小a＝______m/s2．
17．(1)电火花计时器是使用_______（直流电，交流电）电源的仪器，它每隔_______秒打一次点。
(2)根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是_______；
A．时间间隔 B．位移 C．瞬时速度 D．平均速度
(3)接通电火花计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是_______ ；
A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以
(4)某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时打出的纸带如图所示，每两点之间还有四点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz。（答案保留三位有效数字）
①打第4个计数点时纸带的速度v4 = _______。
②0—6点间的加速度为a=____________。
18．(1)电火花打点计时器使用______电源（填“直流”或“交流”），工作电压______V；
(2)在某次用打点计时器(工作频率为50Hz)测定已知作匀变速直线运动物体的加速度实验中，所获得的纸带。选好0点后，每5个间隔点取一个计数点（中间的4个点图中未画出），依次取得1、2、3、4、各点，测得的数据如图所示。
则纸带的加速度大小为______ m/s2，“1”这一点的速度大小为______ m/s。（结果均保留二位有效数字）
四、解答题
19．如图所示是一个物体做直线运动的速度时间图象，计时起点为原点 O，规定向右为正方向，根据图象回答下面的问题：
(1)质点在 0-4s 内、4-8s 内、8-10s 内、10-12 内各段过程中做什么性质的运动? (说明运动方向)
(2)在 0-4s 内、4-8s 内、8-10s 内、10-12s 内质点的加速度各是多少?
(3)0-12s 的位移是多少?
20．A、B两个质点在一直线上运动，运动过程中的位移与时间的关系如图所示，讨论下列问题
（1）A、B质点各做什么运动
（2）A、B质点在3s内的位移分别是多少？
（3）通过图像求出A、B质点在运动的过程中的速度？
时刻（s）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
瞬时速度(cm/s)
44.0
62.0
81.0
100.0
118.0
138.0
距离
测量值/cm
s1
1.20
s2
_______
s3
12.00
线段
数据/
0.54
1.53
2.92
4.76
7.00
9.40
各点速度
数据/（）
7.65
11.9
16.2
20.4
参考答案
1．C
【详解】
A．通过调节，使小车、纸带、拉线和定滑轮的边缘在一条直线上，故A错误；
B．坐标轴单位长度适中为最好，故B错误；
C．实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器，然后释放小车，实验结束后要先关电源后取纸带，故C正确；
D．钩码的质量适中最好，故D错误；
故选C。
2．C
【分析】
打点计时器每隔一定的时间(当电源频率为50Hz时，打点的时间间隔为0.02s)打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况．但不能反映物体的质量和形状．
【详解】
A.相邻两点之间的时间间隔为，其中f为计时器所通交流电的频率；因此点迹可以记录物体运动的时间，故A正确；
B.物体运动过程中相对于出发点的每个位置与纸带上点迹相对于起点的位置一一对应，因此点迹可以记录物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移，故B正确；
C.纸带上点迹的分布情况与物体的质量和形状无关，因此不能够反应物体的质量和形状，故C错误；
D.根据纸带上点迹的分布情况，可以反映了物体的运动的方向、轨迹、位移，可以计算出物体运动的速度、加速度，因此纸带上点迹的分布情况可以反映物体的运动情况，故D正确；
3．B
【详解】
A．根据任意两个计数点的速度，用公式算出加速度，由于只利用了其中两组数据，偶然误差较大，所以A错误；
B．根据实验数据画出图象，由图线上较远两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度，这种方法可以减小误差，所以B正确；
C．根据实验数据画出图象，量出其倾角，用公式算出加速度，因为两坐标轴的分度值不相同，同一组数据不同分度画出的图像倾角各不相同，所以这种方法误差较大，所以C错误；
D．算出连续两个相等时间段内的加速度，再求平均值即对小车的加速度，这种方法最后只用了第一组与最后一组数据，偶然误差也较大，所以D错误；
故选B。
4．A
【详解】
因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s，根据运动学公式得：第三个记数点的速度，A正确．
5．D
【详解】
A．把长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，故A正确，不符合题意；
B．在释放小车前，小车应靠近打点计时器，故B正确，不符合题意；
C．为提高纸带利用率，应先接通电源，待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车，故C正确，不符合题意；
D．钩码的质量并不是越大越好，故D错误，符合题意。
故选D。
6．CD
【详解】
AB．由纸带不能直接得到小车的质量以及小车受到的拉力的大小，选项AB错误；
C．相邻两点之间的时间间隔为T=0.02s，则从纸带上可直接得到从打A点到打B点，小车运动的时间为5T=0.1s，选项C正确；
D．由刻度尺可直接得到从打A点到打B点，小车位移的大小，选项D正确；
7．ABCD
【详解】
打点计时器采用的振片在永磁体和电磁铁的带动下，上下振动打点；根据原理可知：当电压过低、永磁体磁性不足、振针位置调节过高或复写纸片陈旧或击穿均可能出现打点不清晰的性况，故选ABCD。
8．BC
【详解】
A．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，故A错误；
B．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，故B正确；
C．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，故C正确；
D．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．
故选BC．
9．甲 0.02s DCBA 5.40 0.21 0.60
【分析】
考查实验“探究小车速度随时间变化的规律”。
【详解】
（1）使用6V的学生交流电源的为电磁打点计时器，故选甲，打点计时器周期为0.02s；
（2）实验步骤：把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔，将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连，接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车，测量完毕，关闭电源，取出纸带。故顺序为：DCBA。
（3）读数为5.40cm；v—t图如图所示：
，
10．0.10 0.20 0.50 小
【详解】
[1] 电源频率为50Hz，打点周期为0.02s，在相邻计数点之间还有 4 个点未画出，则 相邻两计数点之间的时间间隔为
[2] 中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，故
[3]利用匀变速直线运动的位移差公式：
[4]若交流电频率为50赫兹，则其打点周期为0.02s，当电源频率高于50Hz时，实际打点周期将变小，而进行计算时，仍然用0.02s，因此测出的速度数值将比物体的真实数值小．
11．C； 0.6； 0.33
【详解】
(1) 匀变速直线运动连续相等时间内的位移之差是一恒量，=6mm，那么4、5之间的距离在54mm左右．故C正确；
(2) 根据加速度；
(3)利用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度有：
．
12．DE 0.898 2.94
【详解】
（1）[1]为了得到更详细的纸带，小车应靠近打点计时器放置，这样通过的纸带比较长，故D错误，在实验中应先接通电源，后释放纸袋，E错误。
（2）[2]做匀变速直线运动的物体在中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，所以
[3]根据做匀变速直线运动在相等的时间内走过的位移差是一个定值
可得。
13．0.10 0.56 2.0
【详解】
[1] 打点计时器使用的电源频率为50Hz，则打点计时器的周期
相邻两个计数点的时间间隔
[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，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小
[3] 根据匀变速直线运动的推论公式
加速度的大小

14．DBCA 23.2×10-2m/s 0.40
【详解】
(1)[1]在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，应先把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，然后把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路，再把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码，使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车，实验完毕，关闭电源，取出纸带。根据上面的过程可以知道步骤为DBCA；
(2)[2]打点计时器接的是的低压交流电源，故打点周期为0.02s，又因为每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔
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,可以求出打纸带上E点时小车的瞬时速度大小
[3]根据表格中数据先描点，再连线，做出v-t图像如图所示
[4]因为v-t图像的斜率表示加速度，故在直线上取相距较远的两点，读出坐标求出斜率
则加速度大小为。
15．4.10 0.14 0.13
【详解】
（1）[1]刻度尺为毫米刻度尺，分度值为1mm，故由图可知，A、D之间的距离为4.10cm；
（2）[2]由平均速度等于位移除以时间可得A、D间的平均速度
[3]B点的瞬时速度可用A、C间的平均速度表示，为
16．计时 4~6V低压交流 0.02 大 0.405 0.756
【详解】
(1)电磁打点计时器是计时仪器，使用4-6V的交流电源，若交流电频率为50Hz，则打相邻两点的时间间隔是0.02s．根据知，若交流电的频率低于50Hz，最后计算时仍按50Hz，则周期的测量值偏小，测得的加速度偏大.
(2)纸带上每相邻的两计数点间的时间间隔为0.1s，
故有速度；根据匀变速直线运动的判别式，运用逐差法得.
【点睛】
解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用．
17．交流电 0.02 AB A 1.20m/s 1.98m/s2
【详解】
（1）[1][2]电火花打点计时器是使用的交流电源，交流电源的频率是50Hz，每隔0.02s打一个点。
（2）[3]A．打点计时器每隔0.02s打一个点，所以数点就知道时间间隔，故A正确；
B．位移利用刻度尺可以直接测量两点间的距离得出，故B正确；
C．瞬时速度需要通过匀变速直线运动的推论求出，故C错误；
D．平均速度需要利用公式求出，不能从纸带上直接得到，故D错误；
故选AB。
（3）[4]如果先释放纸带再接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动了一段距离，电源才接通，那么纸带上 只有很小的一段能打上点，纸带的利用率太低，所以应该先接通电源待打点计时器打点稳定后再接通电源。
故选A。
（4）[5]两计数点之间有四个点未画出，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度可得
[6]纸带上从左到右相邻两计数点之间的距离分别记为x1、x2、x3、x4、x5、x6，由逐差法可得
代入数据解得
18．交流 220 0.80 0.46
【详解】
（1）[1] 电火花打点计时器使用交流电源。
[2] 电火花打点计时器的工作电压是220V。
（2）[3]两个相邻的计数点的时间间隔为
纸带的加速度大小
[4] “1”这一点的速度大小
19．(1) 见解析(2) 见解析(3) 8-12s 时间内速度变化最快
【详解】
（1）质点在 0-4s 内沿正方向做匀加速运动，
4-8s 内沿正方向做匀速运动，
8-10s 内沿正方向做匀减速运动，
10-12s 内沿反方向做匀加速运动；
（2）0-4s 内质点的加速度：
，
4-8s 内质点的加速度为零，
8-10s 内质点的加速度：
，
10-12s 内质点的加速度：
；
（3）根据v-t图像与时间轴所围面积等于位移可知，8-10s内的位移与10-12s内的位移等大反向，所以0-12s的位移等于0-8s内的位移，由以上的分析可知，物体在 0-12s 时间内的位移为：
。
20．（1匀速直线运动）（2）3m；5m；（3）
【解析】
试题分析：（1）A、B各质点做匀速直线运动；B沿s轴的正方向运动；A沿s轴的负方向运动；
（2）A的位移是0-3=-3m，即大小是3m；B的位移是3-（-2）=5m，即位移大小是5m；
（3），
考点：考查了位移时间图像
【名师点睛】本题关键抓住位移时间图象的斜率表示速度来求解，能根据图象分析物体的运动情况，难度不大，属于基础题．