2021-2022學(xué)年高中物理人教版（2019）必修第一冊(cè) 同步練習(xí)：2.1實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律（word版 含解析）

21世紀(jì)教育網(wǎng)精品試卷·第2頁(yè)（共2頁(yè)）高中物理人教版（2019）必修第一冊(cè)同步練習(xí)2.1實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1.關(guān)于速度及其變化，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體的速度變化越大，加速度一定越大B.物體的速度為零，加速度一定為零

C.物體的位置變化越大，速度一定越大D.物體的位置變化越快，速度一定越大2.在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：（1）電火花計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，其打點(diǎn)的周期取決于____；A.交流電壓的高低

B.交流電的頻率

C.墨粉紙盤的大小

D.紙帶的長(zhǎng)度（2）下列操作中正確的有_____；A.在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長(zhǎng)木板的有滑輪一端

C.應(yīng)先釋放小車，后接通電源

D.電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源（3）某同學(xué)用如圖（a）所示的裝置測(cè)定勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，打出的一條紙帶如圖（b）所示，A、B、C、D、E為在紙帶上所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s：①實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的________端是和小車相連的；（選填“左”或“右”）②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_(kāi)_______m/s；③由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出小車的加速度大小為_(kāi)_______m/s2.。3.在《探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)時(shí)器使用的是50Hz的交變電流。（1）關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用下列說(shuō)法正確的是（_________）。A.紙帶上打的點(diǎn)越密，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的越快

B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源

C.電火花計(jì)時(shí)器每隔0.2s打一次點(diǎn)

D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車（2）隨著小車的運(yùn)動(dòng)，計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取O、A、B、C、D五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)中還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，測(cè)得的距離如圖所示（單位為cm），則小車在B點(diǎn)的速為_(kāi)_______m/s；加速度為_(kāi)_______m/s2。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）4.（1）如圖所示為“探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，按照實(shí)驗(yàn)要求下列說(shuō)法正確的是_______。A.先釋放小車，再接通電源

B.先接通電源，再釋放小車

C.實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力

D.懸掛物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（2）如圖所示，在“探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，從得到的紙帶中確定五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得d1＝8.00cm，d2＝17.99cm，d3＝30.00cm，d4＝44.01cm。每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T=0.1s，則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度vC＝________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，小車的加速度表達(dá)式a＝________(用題中所給字母表示)5.小華同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，選出了如圖甲所示的一條紙帶（每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出）。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。（1）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計(jì)算E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度并填入表中________。位置ABCDEv/（m·s-1）0.610.811.001.18（2）小華同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙中畫(huà)出了小車的圖象。請(qǐng)你根據(jù)v—t圖象：判斷小車做的是_____（填寫(xiě)序號(hào)）A.勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C.非勻變速直線運(yùn)動(dòng)（3）小紅同學(xué)用以下方法繪制了小車運(yùn)動(dòng)的v一t圖象：第一，先把紙帶每隔0.1s剪斷，得到若干短紙條；第二、再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對(duì)齊，作為時(shí)間坐標(biāo)軸，標(biāo)出時(shí)間；第三，將紙條上端中心連起來(lái)，于是得到v一t圖象。請(qǐng)回答這樣做________（選填“可行”、“不可行”），簡(jiǎn)要說(shuō)明其理由________。6.某同學(xué)利用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊速度隨時(shí)間的變化。物塊放在桌面上，細(xì)繩的一端與物塊相連，另一端跨過(guò)滑輪掛上鉤碼。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50Hz。紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接在物塊上。啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖（b）所示（圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）紙帶的________（選填“左”或“右”）端與物塊相連；（2）在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為_(kāi)_______m/s(保留2位有效數(shù)字)；（3）物塊的加速度大小為_(kāi)_______m/s2。（保留2位有效數(shù)字）7.實(shí)驗(yàn)①是“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”，實(shí)驗(yàn)②是“用橡皮筋探究做功與速度變化的關(guān)系”。（1）下列說(shuō)法正確的是______A.實(shí)驗(yàn)①需要平衡摩擦

B.實(shí)驗(yàn)②需要平衡摩擦

C.實(shí)驗(yàn)①一條紙帶只能獲得一組數(shù)據(jù)

D.實(shí)驗(yàn)②一條紙帶只能獲得一組數(shù)據(jù)（2）在需要平衡摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了如下操作：在滑板右側(cè)端下方加以墊上墊塊，用以平衡摩擦力，如圖甲所示。開(kāi)啟電源，輕推小車，打出一根紙帶，如圖乙所示，根據(jù)紙帶需將墊塊________A.向左移動(dòng)一些

B.向右移動(dòng)一些

C.保持不動(dòng)（3）以下紙帶是在上述實(shí)驗(yàn)中的某個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的（單位：cm），這條紙帶是在實(shí)驗(yàn)________（填“①”或“②”）中得到的。8.實(shí)驗(yàn)：小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的裝置，可以完成許多力學(xué)實(shí)驗(yàn)。如圖甲所示（重力加速度g）（1）以下說(shuō)法正確的是________A.用此裝置“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”時(shí)，不需要鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，但必須平衡摩擦力

B.用此裝置“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，每次改變鉤碼個(gè)數(shù)后，不需要重新平衡摩擦力:“探究加速度與質(zhì)量關(guān)系”時(shí)，每次改變小車質(zhì)量需重新平衡摩擦力

C.用此裝置“探究功與速度變化關(guān)系”時(shí)，不需要平衡摩擦力

D.若在小車和細(xì)線之間安裝一個(gè)力的傳感器在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，不需要滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（2）某同學(xué)利用此裝置“探究在小車質(zhì)量一定的條件下，物體的加速度與拉力F的關(guān)系”時(shí)，通過(guò)增加繩子下端掛的鉤碼個(gè)數(shù)來(lái)改變小車所受的拉力F，得到小車的加速度a與拉力F的數(shù)據(jù)，畫(huà)出a—F圖象，發(fā)現(xiàn)當(dāng)F較大時(shí)圖象發(fā)生了如圖丙所示的彎曲，當(dāng)F無(wú)窮大時(shí)圖象將趨于一條水平線，則此時(shí)對(duì)應(yīng)的加速度a=________；該同學(xué)經(jīng)過(guò)思考后將實(shí)驗(yàn)方案改變?yōu)橛眯≤囍械你^碼掛在繩的下端增加外力，那么關(guān)于該同學(xué)的修正方案，下列說(shuō)法正確的是________。A．該修正方案可以避免a-F圖線末段發(fā)生彎曲B．該修正方案可以避免a-F圖線末段發(fā)生彎曲的條件是小車質(zhì)量大于等于細(xì)線下鉤碼質(zhì)量C．該修正方案畫(huà)出的a-F圖線斜率倒數(shù)為小車的質(zhì)量D．該修正方案畫(huà)出的a-F圖線斜率倒數(shù)為小車總質(zhì)量和繩下鉤碼質(zhì)量的總和9.利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的電源為電壓為_(kāi)_______V、頻率為50Hz的交流電；（2）有關(guān)該實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)條件的說(shuō)法中，正確的是________。A.用小木塊把長(zhǎng)木板右端墊高，是為了平衡摩擦力

B.調(diào)整定滑輪的高度使細(xì)繩平行于木板

C.釋放小車后，再接通電火花計(jì)時(shí)器

D.鉤碼質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（3）某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。其中x1＝14.10cm、x2＝15.34cm、x3＝16.58cm、x4＝17.82cm、x5＝19.06cm、x6＝20.30cm。小車在F點(diǎn)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_______m/s。小車的加速度為_(kāi)_______m/s2。(保留三位有效數(shù)字)答案及解析1.D解：A．根據(jù)得，速度變化大，由于時(shí)間的問(wèn)題，導(dǎo)致加速度不一定大，A不符合題意；B．速度為零，速度的變化率不一定為零，則加速度不一定為零，B不符合題意；C．物體位置變化大，根據(jù)知，由于時(shí)間的問(wèn)題，導(dǎo)致速度不一定大，C不符合題意；D．根據(jù)知，物體的位置變化越快，速度一定越大，D符合題意。故答案為：D?！痉治觥考铀俣仁呛饬课矬w速度變化快慢的物理量，與速度本身的大小沒(méi)有關(guān)系，速度變化越快，加速度越大，與速度的大小沒(méi)有必然聯(lián)系。2.（1）B（2）A（3）左；0.3；0.4解：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)的打點(diǎn)周期等于交流電頻率的倒數(shù)，所以由交流電的頻率決定，故答案為：B。（2）A．在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，A符合題意；B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪一端，B不符合題意；C．要先接通電源，后釋放小車，C不符合題意；D．電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用220V的交流電源，D不符合題意；故答案為：A。（3）由圖（b）所示紙帶可知，左端紙帶點(diǎn)密集，所以紙帶的左端與小車相連。打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為根據(jù)逐差法，小車的加速度為【分析】（1）頻率為50Hz，故一秒鐘打50個(gè)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，中間有四個(gè)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s；

（2）為了使紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)全過(guò)程，需要先接通電源，再釋放小車；釋放小車時(shí)，小車應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器釋放；

（3）紙帶上的點(diǎn)越密集，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的越慢，紙帶上的點(diǎn)越稀疏，物體運(yùn)動(dòng)的越快，C點(diǎn)的速度等于物體在BD段中運(yùn)動(dòng)的平均速度，即利用BD的長(zhǎng)度除以對(duì)應(yīng)的時(shí)間即可；結(jié)合紙帶上點(diǎn)的距離，利用逐差法求解物體的加速度即可。3.（1）B,D（2）0.720；2.40解：（1）A．紙帶上打的點(diǎn)越密，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)的越慢，A不符合題意；B．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，B符合題意；C．電火花計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，C不符合題意；D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車，D符合題意。故答案為：BD。（2）兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)中還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，則T=0.1s；小車在B點(diǎn)的速為加速度【分析】（1）為了使紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)全過(guò)程，需要先接通電源，再釋放小車；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要低壓交流電來(lái)工作，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要220V交流電來(lái)工作；

（2）B點(diǎn)的速度等于物體在AC段中運(yùn)動(dòng)的平均速度，即利用AC的長(zhǎng)度除以對(duì)應(yīng)的時(shí)間即可；結(jié)合紙帶上點(diǎn)的距離，利用逐差法求解物體的加速度即可。4.（1）B（2）1.1m/s；a＝解：(1)AB．在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)中，為了在紙帶上打出更多的點(diǎn)，為了打點(diǎn)的穩(wěn)定，具體操作中要求先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器然后釋放小車，A不符合題意，B符合題意；CD．本實(shí)驗(yàn)為“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，不涉及力和做功問(wèn)題，不是驗(yàn)證牛頓第二定律或者動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，所以不要求平衡摩擦力，也不要求懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，CD不符合題意。故答案為：B。(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間的平均速度求解C點(diǎn)的速度根據(jù)逐差法可得加速度【分析】（1）為了使紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)全過(guò)程，需要先接通電源，再釋放小車；

（2）C點(diǎn)的速度等于物體在BD段中運(yùn)動(dòng)的平均速度，即利用BD的長(zhǎng)度除以對(duì)應(yīng)的時(shí)間即可；結(jié)合紙帶上點(diǎn)的距離，利用逐差法求解物體的加速度即可。5.（1）1.39（2）B

（3）可行；因?yàn)榧魯嗟募垘玫臅r(shí)間都是t=0.1s，即時(shí)間t相等，所以紙帶的長(zhǎng)度之比等于此段紙帶的平均速度之比；而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時(shí)刻的速度，最后得出結(jié)論紙帶的長(zhǎng)度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時(shí)刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時(shí)刻速度之比．因此該做法是合理的解：（1）相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1s，則E點(diǎn)的速度；（2）根據(jù)v—t圖象可知小車做的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)；故答案為：B。（3）該做法是可行的；因?yàn)榧魯嗟募垘玫臅r(shí)間都是t=0.1s，即時(shí)間t相等，所以紙帶的長(zhǎng)度之比等于此段紙帶的平均速度之比；而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時(shí)刻的速度，最后得出結(jié)論紙帶的長(zhǎng)度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時(shí)刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時(shí)刻速度之比．因此該做法是合理的．【分析】（1）物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，中間時(shí)刻的速度即為某一點(diǎn)的速度；

（2）結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線即可；

（3）物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移比值等于速度比值。6.（1）左（2）0.76（3）2.0解：（1）紙帶上從左向右相鄰兩點(diǎn)間距逐漸變大，可知紙帶的左端與物塊相連；（2）因?yàn)門=0.1s，則在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為（3）根據(jù)可得物塊的加速度大小為

【分析】（1）利用打點(diǎn)間距的變化可以判別紙帶與物塊連接的位置；

（2）利用平均速度公式可以求出速度的大??；

（3）利用逐差法可以求出加速度的大小。7.（1）B,D（2）B（3）①解：（1）AB．“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”，實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力，“用橡皮筋探究做功與物體速度變化的關(guān)系”需要平衡摩擦力，從而使橡皮筋的功即為合力的功，A不符合題意，B符合題意；CD．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”中，一條紙帶能測(cè)量多個(gè)點(diǎn)的速度即獲得多組數(shù)據(jù)，而“用橡皮筋探究做功與物體速度變化的關(guān)系”中，一條紙帶只能獲得一組數(shù)據(jù)，C不符合題意，D符合題意；（2）由圖乙可知，紙帶上的點(diǎn)之間的距離逐漸增大，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度，應(yīng)將墊塊向右移動(dòng)一些，使斜面的傾角變小一些，AC不符合題意，B符合題意；（3）由紙帶上的數(shù)據(jù)可以紙帶，相同時(shí)間內(nèi)點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離逐漸增大，說(shuō)明紙帶與小車一起做加速運(yùn)動(dòng)，這條紙帶應(yīng)該是在實(shí)驗(yàn)①獲得的，而在“用橡皮筋探究做功與物體速度變化的關(guān)系”中，小車先做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)后，小車與紙帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，反映在紙帶上，點(diǎn)跡之間的距離是先增大后恒定不變。【分析】（1）探究動(dòng)能定理需要平衡摩擦力；探究小車勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)可以獲得多組數(shù)據(jù)；

（2）利用打點(diǎn)間隔的分布可以判別小車做加速運(yùn)動(dòng)，所以墊塊要向右移動(dòng)；

（3）利用沒(méi)有勻速運(yùn)動(dòng)的情況可以判別紙帶屬于探究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的。8.（1）D

（2）g；AD解：(1)A．用此裝置“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”時(shí)，不需要鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，也不需要平衡摩擦力，A不符合題意；B．用此裝置“探究加速度與力的關(guān)系”和“探究加速度與質(zhì)量關(guān)系”時(shí)，每次改變鉤碼個(gè)數(shù)后，都不需要重新平衡摩擦力，B不符合題意；C．用此裝置“探究功與速度變化關(guān)系”時(shí)，需要平衡摩擦力，C不符合題意；D．若在小車和細(xì)線之間安裝一個(gè)力的傳感器在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，通過(guò)傳感器就可以直接讀出拉力的大小，因此不需要滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，D符合題意。故答案為：D。(2)當(dāng)拉力無(wú)窮大時(shí)，加速度趨近于重力加速度g。A．該修正方案是將小車和鉤碼作為研究對(duì)象，保證了研究對(duì)象的質(zhì)量不變，改變拉力時(shí)，加速度隨之改變，這時(shí)拉力沒(méi)有誤差，小車質(zhì)量也沒(méi)有誤差，因此圖象不會(huì)出現(xiàn)末段