物理必修 第一册实验：探究小车速度随时间变化的规律课后练习题

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专项巩固
一、单选题
1．（2025高一·全国·专题练习）物理学中常用如图所示测量装置，这个装置可以直接记录的物理量是（ ）
由数字计时器和光电门组成的计时测量装置
A．平均速度B．瞬时速度
C．时间D．加速度
2．（22-23高三上·江苏镇江·期中）两同学用手机上安装的声音秒表软件测量声速，声音秒表检测到第一次声音时开始计时，第二次声音时停止计时，如图所示，A、B、C、D在一条直线上，将两个手机放置在相距为的B、C两点，一同学在A处拍手一次、D处的同学听到声音后过了一段时间后也拍手一次，B、C两处的手机秒表计时值分别为和，则声速为（ ）
A．B．C．D．
3．（23-24高一上·广东广州·期中）物理学中常用如图所示测量装置，这个装置可以直接记录的物理量是（ ）
A．平均速度B．瞬时速度C．时间D．加速度
4．（22-23高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试）百货大楼一、 二楼间有一部正以恒定速度向上运动的自动扶梯，某人以相对扶梯的速度v沿扶梯从一楼向上跑，数得梯子有N1级，到二楼后他又反过来以相对扶梯的速度v沿扶梯向下跑至一楼， 数得梯子有N2级，那么自动扶梯实际级数为（设人计数的速度恒定）（ ）
A． B． C． D．
5．（2021·安徽马鞍山·一模）a、b两物体从同一地点同时出发，沿相同方向运动。图甲是a做匀加速直线运动的x-t图像，图乙是b做匀减速直线运动的x-v2图像。则下列说法正确的是（ ）
A．t=1.25s时两物体速度相等
B．前2s内两物体间距离一直在变大
C．t=0时刻，a的速度为2m/s，b的速度为12.5m/s
D．a的加速度大小为4m/s2，b的加速度大小为8m/s2
6．（21-22高三上·安徽芜湖·期末）如图甲所示，一质点以初速度v0=12m/s从固定斜面底端A处冲上斜面，到达C处时速度恰好为零，滑块上滑的v-t图像如图乙所示。已知斜面AB段粗糙程度均匀，BC段光滑，滑块在AB段的加速度大小是BC段加速度大小的三倍。则AC段的长度为（ ）
A．7.5mB．8mC．9mD．10m
7．（20-21高一上·山西运城·期中）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列实验操作中，错误的是（ ）
A．打点计时器应使用交流电源
B．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源
C．实验开始时，先释放小车，再接通打点计时器电源
D．打点结束后，先断开电源，再取下纸带
8．（20-21高一上·安徽池州·期中）在“练习打点计时器”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．电磁打点计时器使用的是6V以下的直流电源
B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源
C．纸带上的点迹记录了物体运动的时间及位移信息
D．纸带上相邻计数点间的时间间隔一定是0.02s
9．（20-21高一上·河北唐山·期中）做变速直线运动的质点经过A点时的速度为3m/s，这表示（ ）
A．质点在过A点后1s内的位移是3m
B．质点在过A点前1s内的位移是3m
C．若质点从A点做减速直线运动，则以后每1s内的位移是3m
D．若质点从A点做匀速直线运动，则以后每1s内的位移是3m
二、实验题
10．（23-24高一上·陕西西安·期中）某同学采用了如图所示的实验装置来完成“研究匀变速直线运动的规律”实验。放置在气垫导轨上的滑块上装有宽度的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器（图中未画出）记录了遮光条通过光电门1的时间，通过光电门2的时间，用刻度尺测出两个光电门之间的距离，则遮光条经过光电门1时的速度大小 ，滑块的加速度大小 ，遮光条从光电门1运动到光电门2的时间 s。（计算结果均保留两位有效数字）
11．（20-21高二上·江苏淮安·期中）小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，各计数点到0点的距离已在图中标出。
（1）为了达到实验的目的，除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交变电源、槽码、长木板外，还需要的仪器有 ；
A．刻度尺 B．铁架台 C．停表 D．天平
（2）图中两相邻计数点间的时间间隔为T= s；
（3）根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5= m/s。
12．（21-22高一上·甘肃临夏·期中）某同学在“研究小车的匀变速运动”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。
（1）实验中，实验室提供了以下器材：电火花打点计时器。一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是 和 。
（2）电磁打点计时器使用 V的 电源（填“交流”或“直流”）；由图可以知道纸带做的是 （填加速、减速或匀速）直线运动。
（3）小车经过AE段的平均速度是 m/s，小车经过B点时的速度是 m/s，
（4）在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列方法中不利的是 ；
A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量大些
C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算
D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验
13．（16-17高一上·甘肃兰州·期中）用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示的是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，相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s，vC= cm/s，vD=26.30cm/s；
(2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线（以打A点时开始计时）( )，并根据图线求出小车运动的加速度a＝ m/s2；（结果保留2位有效数字）
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 cm/s，此速度的物理意义是 。
14．（20-21高一上·福建厦门·期中）某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。
（1）所用实验器材除电火花打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有 （填选项代号）；
A．电压合适的交流电源
B．电压合适的直流电源
C．刻度尺
D．停表
E.天平
（2）在实验中，使用打点计时器操作步骤应先 再 （选填“释放纸带”或“接通电源”）；
（3）根据纸带各点间距离判断，小车做 直线运动；
（4）由纸带可知，打点时小车的速度vD= ；
将B、C、D、E、P各个时刻的瞬时速度标在如图所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 。由v-t图象求出小车的加速度大小为 m/s2（结果保留二位有效数字）。
15．（24-25高一上·山东威海·期末）某小组利用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答以下问题：
(1)除了图甲中已有的器材外，要完成实验还需要的器材有__________；
A．220V交流电源B．8V交流电源C．毫米刻度尺D．天平
(2)处理数据时，选出一条如图乙所示的纸带，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，相邻两计数点间还有4个点没有画出，打点计时器的电源频率为50Hz。根据纸带上的数据，计算打下A、B、C、D、E点的瞬时速度并填在表中，C点的瞬时速度为 m/s；
(3)在答题纸的坐标纸中描出C点的位置并画出小车的图像 ，根据图像求得小车的加速度为 ；（保留三位有效数字）
(4)某同学只测量OC和CF的长度分别为、，如图丙所示，若纸带上相邻两计数点的时间间隔为t，则小车的加速度表达式为 。
速度
vB
vC
vD
vE
vF
数值（m/s）
0.400
0.479
0.640
0.721
位置
A
B
C
D
E
0.605
0.810
1.175
1.390
参考答案
1．C
【解析】物体下落到光电门处时会被直接记录遮光时间，而平均速度、瞬时速度和加速度则是间接计算出来的。故选C。
2．A
【解析】设声速为，D处的同学听到声音后过了时间后也拍手，根据题意有
，
联立可得
解得
故选A。
3．C
【解析】物体下落到光电门处时会被直接记录遮光时间，平均速度，瞬时速度和加速度则是间接计算出来的。
故选C。
4．D
【解析】设为自动扶梯的速度，自动扶梯总级数为N，自动扶梯每级长度为L，上楼时，时间为，则
下楼时，时间为，则
联立解得
故选D。
5．A
【解析】A．图甲可看出a做初速度为零的匀加速直线运动，则有
将图甲的两点(1,2)， (2,8)两点代入解得：a1=4m/s2，则
图乙中b做初速度为10m/s的匀减速直线运动，根据
解得a2=−4m/s，则
由此分析：t=1.25s时
，
故A正确；
B．a做初速度为零的匀加速直线运动，b做初速度为10m/s的匀减速直线运动，因此一开始b在a前，，此时ab间距离变大，当时，即t=1.25s时ab间距离达到最大，之后，ab间距离将变小，故B错误；
C．t=0时刻，a的速度为0，b的速度为10m/s，故C错误；
D．由上分析可知a的加速度大小为4m/s2，b的加速度大小也为4m/s2，故D错误。
故选A。
6．C
【解析】由题可得
得
根据v-t图像的面积表示位移，则可得AC段的长度
故选C。
7．C
【解析】A．打点计时器应使用交流电源，A正确；
B．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源，B正确；
C．实验开始时，先接通打点计时器电源，在释放小车，C错误；
D．打点结束后，先断开电源，再取下纸带，D正确。
故选C。
8．C
【解析】A．电磁打点计时器使用的是约8V的交流电源，A错误；
B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动，B错误；
C．打点计时器每隔一定的时间打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间位移信息，C正确；
D．纸带上相邻计时点间的时间间隔一定是0.02s，D错误。
故选C。
9．D
【解析】AB．因为质点做变速直线运动，在A点前后1s内的速度都不等于3m/s，则质点在过A点前1s内或后1s内的位移不一定等于3m，故AB错误；
C．若质点从A点做减速直线运动，则以后每1s内的速度小于3m/s，所以以后每1s内的位移不是3m，故C错误；
D．若质点从A点做匀速直线运动，速度保持不变，由
即知以后每1s内的位移是3m，故D正确。
故选D。
10． 0.15 0.15 1.0
【解析】[1] 遮光条宽度，遮光条通过光电门1的遮光时间，因遮光条宽度和遮光时间都很小，因此用平均速度近似等于遮光条经过光电门1时的速度大小，则有
[2]则遮光条经过光电门2时的速度大小
由速度位移关系公式，可得滑块的加速度大小
[3]由速度时间公式，可得遮光条从光电门1运动到光电门2的时间
11． A 0.1 0.53
【解析】（1）[1]A．本实验需要刻度尺测量纸带上的点间距，故A需要；
B．该实验在水平桌面上进行实验，不需要铁架台，故B不需要；
C．因为打点计时器本身就是计时仪器，所以不需要秒表，故C不需要；
D．该实验不需要测量槽码和小车的质量，故D不需要。
故选A；
（2）[2]交流电的频率为50Hz，即每隔0.02s打一个点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，所以相邻计数点间的时间间隔为
T=0.02×5s=0.1s
（3）[3]打下计数点5时小车的瞬时速度为
12． 秒表/弹簧测力计 弹簧测力计/秒表 8 交流 加速 0.3 0.26 D
【解析】（1）[1][2]在本实验中，打点计时器本身就是计时仪器，故不需要秒表，另外也不涉及对力的测量，故不需要弹簧测力计。
（2）[3][4]电磁打点计时器使用8V的交流电源。
[5]纸带从右向左运动，由图可知相同时间间隔内纸带运动的位移逐渐增大，所以纸带做的是加速直线运动。
（3）[6]小车经过AE段的平均速度是
[7]小车经过B点时的速度是
（4）[8]A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，可以使计数点间的距离大些，减小距离测量的相对误差，故A不符合题意；
B．使小车运动的加速度尽量大些，从而使相邻两计数点间的距离尽量大些，可以减小距离测量的相对误差，故B不符合题意；
C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算，可以减小距离测量的误差，故C不符合题意；
D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验，不利于小车速度的均匀变化，会增大实验的误差，故D符合题意。
故选D。
13． 21.40 0.49 11.60 开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度）
【解析】(1)[1]电磁打点计时器频率是50Hz时，它们每隔0.02s打一次点，根据题意可知：每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此计数点之间的时间间隔为
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，因此有
(2)[2]描点作图，用平滑曲线连接，如图所示
[3]速度图象中斜率即加速度，所以
(3)[4]将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是11.60cm/s；
[5]此速度的物理意义是：开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度）。
14． AC 接通电源 释放纸带 加速 0.56m/s 见解析 0.80
【解析】（1）[1]打点计时器需要使用交流电源，测计数点间的距离需要刻度尺，该实验不需要直流电压、停表与天平，故选：AC。
（2）[2][3]为充分利用纸带实验时应先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带。
（3）[4]由图示纸带可知，在相邻相等时间间隔内，物体运动的位移逐渐变大，小车做加速直线运动。
（4）[5]小车在很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，打D点时小车的速度
[6]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，让尽可能多的点过直线，不能过直线的点对称分布在直线两侧，根据坐标系内描出的点作出图象如图所示
[7]由图示图象可知，小车的加速度
15．(1)BC
(2)0.995
(3) 1.98
(4)
【解析】（1）图甲中电磁打点计时器需要连接8V交流电源；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；本实验不需要用天平测质量。
故选BC。
（2）相邻两计数点间还有4个点没有画出，则相邻计数点的时间间隔为
打下C点的瞬时速度为
（3）[1]在坐标纸中描出C点的位置并作出图像如图所示。
[2]根据图像可得小车的加速度为
（4）根据匀变速直线运动推论可得
可得小车的加速度表达式为