第二章 1　實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 同步練（含解析）2023-2024學年高中物理人教版（2023） 必修 第一冊

第第頁第二章1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律同步練（含解析）2023-2024學年高中物理人教版（2023）必修第一冊1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1．(2023·六安一中高一月考)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，下列說法正確的是()

A．小車應放在靠近打點計時器的一端

B．實驗時應先啟動電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車，打完點要先取紙帶后斷開電源

C．槽碼的質(zhì)量越大越好

D．兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔必須是0.1s

2．在“實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中，為了算出小車的加速度，最好的方法是()

A．根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式算出加速度

B．依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度

C．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v－t圖像，量出其傾角α，由公式a＝tanα算出加速度

D．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v－t圖像，由圖像上任意兩點所對應的速度，用公式a＝算出加速度

3．(2022·宣城六校高一上期中)兩實驗小組的同學分別做“探究小車的速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗。

(1)甲組同學從實驗室已經(jīng)領(lǐng)取了以下器材：一端裝有定滑輪的長木板、小車、紙帶、鉤碼、輕細繩、8V交變電源。為了完成本實驗，還須從圖中選取部分實驗器材，其名稱分別為________、______________。

(2)乙組同學另外從實驗室領(lǐng)取了一套器材，他們所選用的計時器為電火花計時器，使用電火花計時器時的基本步驟如下：

A．當紙帶完全通過電火花計時器后，及時關(guān)閉電火花計時器

B．將電火花計時器插頭插入相應的電源插座

C．把計時器固定在長木板上，將紙帶從墨粉紙盤下面穿過電火花計時器

D．接通開關(guān)，聽到放電聲，立即釋放小車拖動紙帶

上述步驟正確的順序是________(填步驟前的字母)。

4．一小球在桌面上從靜止開始做加速直線運動，現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置進行編號。如圖甲所示，1位置恰為小球剛開始運動的瞬間，作為零時刻。攝影機連續(xù)兩次曝光的時間間隔均相同，小球從1位置到6位置的運動過程中經(jīng)過各位置的速度分別為v1＝0，v2＝0.06m/s，v3＝________m/s，v4＝0.18m/s，v5＝________m/s。在圖乙所示的坐標紙上作出小球的速度—時間圖像(保留描點痕跡)；根據(jù)圖像可求出加速度a＝______m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

5．(2023·北京市石景山高一統(tǒng)考期末)用如圖甲所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律，獲得一條點跡清晰的紙帶。選A點作計時起點(t＝0)，然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點(相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出)，如圖乙所示。

測得x1＝1.50cm，x2＝3.51cm，x3＝5.49cm，x4＝7.51cm，x5＝9.48cm，x6＝11.50cm。計算得到在打B、C、D、E、F點時小車的速度，分別記作vB、vC、vD、vE、vF。

以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，如圖丙所示。

結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務：

(1)為了完成實驗，除了圖甲中的實驗器材，還需要使用下列儀器和器材中的________(填選項前的字母)。

A．電壓合適的50Hz交變電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

(2)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計算打C點時小車的速度，填入表中相應位置。

位置編號ABCDEFG

時間t/s00.10.20.30.40.50.6

瞬時速度v/(m·s－1)0.250.650.851.05

(3)將打C點時小車的速度標示在圖丙坐標圖中，并作出小車的v－t圖像。

(4)其中v－t圖像斜率的物理意義是__________________________。

(5)作v－t圖像前，還不知道小車做什么直線運動。用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對Δt的要求是________________(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實驗的角度看，選取的Δx大小與速度測量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。

6．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，打點計時器接在50Hz的低壓交變電源上，某同學在打出的紙帶上取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出)，如圖甲所示。從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標系中，如圖乙所示，由此可以得到一條表示v－t關(guān)系的圖線，從而求出加速度的大小。

(1)請你在圖乙xOy坐標系中用最簡潔的方法作出能表示v－t關(guān)系的圖線，其中________(選填“x”或“y”)軸相當于v軸，________(選填“x”或“y”)軸相當于t軸。

(2)從第一個計數(shù)點開始計時，為求出0.15s時刻的瞬時速度，需要測出________段紙帶的長度。

(3)若測得a段紙帶的長度為2.0cm，e段紙帶的長度為10.0cm，則可求出加速度的大小為________m/s2。

第二章勻變速直線運動的研究

1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1．A[打點計時器與定滑輪間的距離要盡可能大，小車盡可能靠近打點計時器，都是為了使小車運動的距離較大，盡可能打出較多的點，所以A正確；要先啟動電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶，所以B錯誤；槽碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，所以C錯誤；選取計數(shù)點，兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔不一定是0.1s，所以D錯誤。]

2．D[根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式算出加速度，偶然誤差較大，實驗誤差較大，故A錯誤；

依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度，不能有效的剔除誤差較大的點，故B錯誤；當縱坐標取不同的標度時，圖像的傾角就會不同，故C錯誤；只有利用實驗數(shù)據(jù)畫出對應的v－t圖像，才可以充分利用測量數(shù)據(jù)，減少偶然誤差，故D正確。]

3．(1)電磁打點計時器刻度尺

(2)CBDA

解析(1)電火花計時器使用的是220V的交流電，電磁打點計時器使用的是8V的交流電，所以應選擇電磁打點計時器，實驗中還需要刻度尺測量計數(shù)點間的距離。

(2)實驗時，應先安裝裝置，然后啟動電源，釋放小車拖動紙帶，實驗完畢后，關(guān)閉電火花計時器，整理器材，所以正確順序為CBDA。

4．0.120.24見解析圖0.12

解析由題圖甲知，x1＋x2＝0.06m，而v2＝＝0.06m/s，

解得T＝0.5s

則v3＝＝m/s＝0.12m/s，

v5＝＝m/s＝0.24m/s。

根據(jù)各點的瞬時速度，作出v－t圖像如圖所示。

v－t圖像的斜率表示加速度，則加速度：

a＝k＝＝m/s2＝0.12m/s2。

5．(1)AC(2)0.45(3)見解析圖(4)表示小車運動的加速度(5)越小越好有關(guān)

解析(1)除了題圖甲中所示器材外，還需要電壓合適的50Hz交變電源，以及用來測量紙帶上計數(shù)點之間距離的刻度尺，故選A、C。

(2)由于紙帶相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，則相鄰兩個計數(shù)點之間時間間隔為T＝＝0.1s

利用紙帶上的數(shù)據(jù)，可得打C點時小車的速度為vC＝＝×10－2m/s＝0.45m/s

(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，描點連線如圖所示

(4)v－t圖像斜率的物理意義是表示小車運動的加速度。

(5)用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，時間越小，平均速度越趨近于瞬時速度，故Δt越小越好。

從實驗角度看，Δx選取得越小，測量相對誤差越大，故選取的Δx大小與速度測量的誤差有關(guān)。

6．(1)見解析圖yx(2)b(3)2

解析(1)分別取a、b、c、d、e五段的上方中點，并連線，則得到能表示v－t關(guān)系的圖線，如圖所示；