必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度优秀课时练习

这是一份必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度优秀课时练习，文件包含15实验专题练习使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度解析版docx、15实验专题练习使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共15页， 欢迎下载使用。

1、 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中
(1)用到电磁打点计时器，应采用的电源是________.
A.学生电源交流输出
B.3节干电池
C.蓄电池
(2)下列说法正确的是________.
A.应先接通电源，在打点计时器开始打点后再释放小车
B.应先释放小车，再接通打点计时器的电源
(3)某学生实验时得到一条点迹清晰的纸带如图所示，图中O、A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的6个点，若打点计时器的打点周期为T，则利用此纸带得到小车的加速度的表达式为________.(用x2、x5、T来表示)
【答案】 (1)A (2)A (3)eq \f(x5－x2,3T2)
2、(1)打点计时器是记录做直线运动物体的________和________的仪器．电火花计时器是其中的一种，其工作电压是________，电火花计时器靠电火花和墨粉打点，当交变电源的频率为50 Hz时，它每隔________秒打一次点．
(2)以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤，其中错误的操作是________．
A．把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔
B．把打点计时器与8 V低压交变电源相连
C．用手水平地拉动纸带，然后启动电源
D．关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0，用公式v＝eq \f(x0,t)计算纸带运动的平均速度
【答案】(1)时间 位移 220 V 0.02 (2)BC
【解析】(1)打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器，均使用交变电源，电火花计时器的工作电压是220 V，当交变电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点．
(2)电火花计时器使用220 V交变电源，故B错误；实验时应先启动电源，再拉动纸带，故C错误．
3、如图所示的四条纸带是某同学练习使用打点计时器得到的纸带(纸带的左端先通过打点计时器)。从点痕的分布情况可以断定:纸带________是匀速通过打点计时器的,纸带________是越来越快的,纸带______是开始越来越快,后来又越来越慢。若所用电源的频率是50Hz,图中纸带D,从A点到B点,历时________s,位移为________m,这段时间内纸带运动的平均速度是________m/s,BC段的平均速度是________m/s,而AD段的平均速度是________m/s。
【答案】A、C B D 0.04 0.27 6.75 11 7.88
【解析】速度是单位时间内物体所通过的位移,纸带上每相邻两点间的时间间隔相等,因此物体匀速运动时,相邻两点间的距离相等,所以A、C纸带是匀速通过打点计时器的;B纸带相邻两点间距离越来越大,则速度越来越大,因此B纸带是越来越快的;D纸带相邻两点间的距离先变大后变小,说明速度先变大后变小,因此D纸带是开始越来越快,后来又越来越慢。所用电源的频率是50Hz,则相邻两点间的时间间隔为0.02s,从A点通过计时器到B点通过计时器有两段时间间隔,所以时间为0.04s,位移为0.27m,这段时间的平均速度为 QUOTE = QUOTE ,代入数值得 QUOTE =6.75m/s。BC段的位移为22cm,即0.22m,所用时间为0.02s,代入上式得平均速度为11 m/s,而AD段的位移为63cm,即0.63 m,所用时间为0.08 s,代入上式得平均速度为7.88 m/s。
4、(1)电磁打点计时器使用的电源是____________(填“交变8 V”或“交变220 V”)电源，实验室使用我国民用电(频率50 Hz)时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为________ .
(2)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，这七个点和刻度尺标度对应的位置如图所示．(打点计时器所用电源频率为50 Hz)
可求出A点到D点的距离是________ cm.
(3)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.(结果均保留两位有效数字)
【解析】(1)交变8 V 0.1 s (2)4.10 (3)0.14 0.13
5、电磁打点计时器和电火花计时器都是使用________电源的计时仪器,电磁打点计时器工作的电压是______,电火花计时器工作的电压是______。当电源频率是50 Hz时,它每隔________打一个点。如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带,图中相邻的点间还有四个点,已知打点计时器接交流50 Hz的电源,则ae段的平均速度为________m/s,d点的瞬时速度约为________m/s。
【答案】交流 6 V以下 220 V 0.02 s 2.19 3.28
【解析】电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器的工作电压是6 V以下,电火花计时器的工作电压是220 V。当电源的频率是50 Hz时,打点计时器的打点周期是0.02 s。当每5个点取1个计数点时,相邻两个计数点间的时间间隔为T=0.1 s,故ae段的平均速度为v= QUOTE = QUOTE m/s=2.19 m/s,d点的瞬时速度最接近ce段的平均速度,故vd= QUOTE = QUOTE m/s=3.28 m/s。
6、如图所示是一条打点计时器打出的纸带，电源频率为50 Hz,0、1、2、3、4、5、6是七个计数点．每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．
(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格．
(2)在图直角坐标系中画出运动物体的速度—时间图像．
【答案】(1)0.40 0.69 (2)见解析图
【解析】(1)由于相邻两计数点之间还有四个点未画出，所以图中相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s，则v2＝eq \f(0.09－0.01,0.1×2) m/s＝0.40 m/s，v4＝eq \f(0.228－0.09,0.1×2) m/s＝0.69 m/s.
(2)根据(1)表格中数据在直角坐标系中描点，然后连线得到v—t图像如图所示．
7、同学们利用如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验.请你完成下列有关问题：
(1)实验室提供如图甲、乙两种打点计时器，某实验小组决定使用电火花计时器，则应选用图中的____(填“甲”或“乙”)计时器.
(2)另一实验小组使用的是电磁打点计时器，图中接线正确的是_______(填“甲”或“乙”).

(3)小宇同学选取一条清晰纸带进行研究，在纸带上选出九个计数点，如图所示，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s，根据纸带提供的信息，纸带上3、5两点间距离为________ mm.
(4)纸带上计数点6的瞬时速度为________ m/s(结果保留3位有效数字)，小车运动的加速度为________ m/s2(结果保留2位有效数字).
(5)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中对于减小实验误差有益的是________.
A.垫高长木板的一端，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量
D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
【答案】(1)乙 (2)乙 (3)35.0(34.5～35.5均可) (4)0.255(0.254～0.256均可) 0.38(0.36～0.42均可)
(5)CD
8、用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度．已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.04 s.
(1)则滑块经过光电门位置时的速度大小为________．
(2)为使eq \f(Δx,Δt)更接近瞬时速度，正确的措施是________．
A．换用宽度更窄的遮光条
B．换用宽度更宽的遮光条
C．提高测量遮光条宽度的精确度
D．使滑块的释放点更靠近光电门
【答案】(1)0.1 m/s (2)A
【解析】(1)v＝eq \f(d,Δt)＝eq \f(4×10－3,4×10－2) m/s＝0.1 m/s
(2)瞬时速度表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度，当Δt→0时，eq \f(Δx,Δt)可看成物体的瞬时速度，Δx越小，Δt也就越小，A项正确，B项错误；提高测量遮光条宽度的精确度，不能减小Δt，C项错误；使滑块的释放点更靠近光电门，滑块通过光电门时的速度可能更小，时间更长，D项错误．
INCLUDEPICTURE "\\\\杨营\\g\\2020\\同步\\物理\\人教必修第一册（新教材）\\全书完整的Wrd版文档\\例5.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2020\\同步\\物理\\人教必修第一册（新教材）改动后\\全书完整的Wrd版文档\\例5.TIF" \* MERGEFORMATINET 9、如图所示是用“位移传感器”测小车速度的示意图，这个系统由在同一直线上且等高的A、B两个小盒组成，A盒装有红外线和超声波发射器，B盒装有红外线和超声波接收器．A盒被固定在向右运动的小车上，B盒固定在桌面上，测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲(即持续时间很短的一束红外线和一束超声波)，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为t1，空气中声速为v0，红外线在A与B之间的传播时间可忽略．问：(x1、x2、Δx未知)
(1)发射红外线脉冲和超声波脉冲时A与B之间的距离为________．
(2)经过短暂的Δt时间后，进行第二次测量，此次接收两者的时间差为t2，已知小车在远离B，则小车运动的速度大小为________．
【答案】(1)v0t1 (2)eq \f(v0t2－t1,Δt)
【解析】(1)由于红外线在A与B之间的传播时间可忽略，根据匀速直线运动规律得A、B间的距离为x1＝v0t1.
(2)同理可知：进行第二次测量时，A、B间的距离为x2＝v0t2，两次发射超声波脉冲的时间间隔为Δt，即为小车运动Δx＝x2－x1所用的时间，根据速度的定义式可知小车运动的速度大小为v＝eq \f(x2－x1,Δt)＝eq \f(v0t2－t1,Δt).
10、(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，若打点周期为0.02 s，下列说法正确的是( )
A．先启动电源，后拉动纸带
B．先拉动纸带，后启动电源
C．电火花计时器使用6 V以下的交变电源
D．连续n个计时点间的时间间隔为(n－1)×0.02 s
【答案】AD
【解析】使用计时器打点时，应先启动电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，A正确，B错误；电火花计时器使用220 V的交变电源，C错误；每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02 s，连续n个计时点间有(n－1)个时间间隔，故时间间隔为(n－1)×0.02 s，D正确．
11、用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度．如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1＝0.29 s，通过光电门2的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽度为3.0 cm，则滑块通过光电门1的速度为________m/s，通过光电门2的速度为________m/s.(结果均保留两位有效数字)
【答案】0.10 0.27
【解析】由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光条挡光时间内的平均速度表示．
经过光电门1的速度v1＝eq \f(d,Δt1)＝eq \f(3.0×10－2,0.29) m/s≈0.10 m/s，经过光电门2的速度v2＝eq \f(d,Δt2)＝eq \f(3.0×10－2,0.11) m/s≈0.27 m/s.
12、图是用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从0点开始按照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…，现在量得0、1间的距离x1＝5.18 cm,1、2间的距离x2＝4.40 cm,2、3间的距离x3＝3.62 cm,3、4间的距离x4＝2.78 cm,4、5间的距离x5＝2.00 cm,5、6间的距离x6＝1.22 cm.(每0.02 s打一次点)
(1) 在实验中，使用打点计时器时应先________再________(填“释放纸带”或“启动电源”)．
(2)根据上面的记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时小车的速度值并填在表中．
(3)根据(2)中表格，在图中画出小车的速度－时间图像，并说明小车速度变化的特点．
【答案】(1)启动电源 释放纸带 (2)、(3)见解析
【解析】(2)某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示，打相邻两计数点的时间间隔Δt＝2×0.02 s＝0.04 s，则
打1点时：v1＝eq \f(x1＋x2,2Δt)≈1.20 m/s
打2点时：v2＝eq \f(x2＋x3,2Δt)≈1.00 m/s
打3点时：v3＝eq \f(x3＋x4,2Δt)＝0.80 m/s
打4点时：v4＝eq \f(x4＋x5,2Δt)≈0.60 m/s
打5点时：v5＝eq \f(x5＋x6,2Δt)≈0.40 m/s
将数值填入表格中：
(3)描点并连线得小车的速度－时间图像，如图所示，由图像可知，小车速度逐渐减小．
13、某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点:
(1)推测纸带的运动是加速运动还是减速运动?
______________________________________________________________。
(2)在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是________。
(3)B点的瞬时速度为________。
【答案】(1)加速运动 (2)36.50cm/s
(3)25.20 cm/s
【解析】(1)从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为
t=0.02×5s=0.1s,每隔0.1s纸带运动的位移分别是
x1=2.15cm、x2=2.89cm、x3=3.74cm、x4=4.32cm、
x5=5.15cm,间距逐渐增加,说明纸带做加速运动。
(2)A、F间纸带运动的平均速度为
v= QUOTE = QUOTE cm/s=36.50 cm/s。
(3)B点的瞬时速度可以用AC段的平均速度表示,故vB= QUOTE = QUOTE = QUOTE cm/s=25.20 cm/s。
14、如图所示，某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，对打出的一条纸带进行研究(打点计时器所用电源频率为50 Hz)，该同学在纸带上按每5个点取一个计数点，取了A、B、C、D、E、F等计数点进行研究，该同学已求出了一些计数点对应的速度，其数值见表格.
(1)关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，以下说法正确的是________.
A.长木板带滑轮的一端必须伸出桌面外侧
B.实验时小车应从靠近打点计时器的位置释放
C.应先释放小车，再启动打点计时器
D.牵引小车的钩码质量越大越好
(2)根据图中纸带提供的信息，该同学已经计算出了打下B、D、E这三个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点C时小车的速度(保留2位有效数字)，并填入相应空格.
(3)以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系(A点对应时刻为坐标系中的0时刻)，根据以上数据在图中所给的坐标纸中作出小车的v－t图线.
(4)根据图象可得，小车在打下A点时的速度vA＝________ m/s，小车运动的加速度a＝________ m/s2.(以上结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)AB (2)0.48 (3)如图所示 (4)0.32 0.80
v1
v2
v3
v4
v5
数值/(m·s－1)
0.20
0.61
0.70
位置
1
2
3
4
5
v/(m·s－1)
位置
1
2
3
4
5
v/(m·s－1)
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
计数点
B
C
D
E
v/(m/s)
0.40
0.56
0.64