【名師一號(hào)】2021年新課標(biāo)版物理必修一雙基限時(shí)練6-實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

雙基限時(shí)練(六)試驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律1．(多選題)關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的試驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板上，且靠近滑輪一端B．開頭試驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端C．應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車D．牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與滑輪間的距離盡可能要大，小車盡可能靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，都是為了使小車運(yùn)動(dòng)的距離較大，盡可能打出較多的點(diǎn)，鉤碼個(gè)數(shù)應(yīng)適當(dāng)，鉤碼個(gè)數(shù)少，打的點(diǎn)很密，鉤碼個(gè)數(shù)多，打的點(diǎn)少，都會(huì)帶來(lái)試驗(yàn)誤差，所以應(yīng)選B、C.答案BC2．某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的試驗(yàn)中，得到的紙帶打的點(diǎn)很稀，這是由于()A．接的電壓太高 B．接的電源頻率偏高C．所掛鉤碼太少 D．所掛鉤碼太多解析電壓的凹凸不影響點(diǎn)的疏密，故A錯(cuò)，電源頻率偏高、鉤碼太少都會(huì)使打的點(diǎn)較密集，故B、C錯(cuò)，只有D對(duì)．答案D3．(多選題)在試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于減小試驗(yàn)誤差來(lái)說(shuō)，下列說(shuō)法中有益的是()A．選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B．使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量地小些C．舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清楚、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)囊徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做試驗(yàn)解析要減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)從誤差產(chǎn)生的來(lái)源進(jìn)行分析，從而實(shí)行措施，本試驗(yàn)主要從如何打好紙帶和如何較精確?????地測(cè)量距離、試驗(yàn)器材的選取等幾個(gè)方面來(lái)考慮．答案ACD4．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”試驗(yàn)中，下列說(shuō)法不正確的是()A．紙帶上可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)B．使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，要進(jìn)行估讀C．作v－t圖象時(shí)，所描曲線必需經(jīng)過(guò)每一個(gè)點(diǎn)D．在數(shù)據(jù)處理時(shí)，常用公式法和圖象法解析可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，但相隔四個(gè)點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，計(jì)算時(shí)更便利，A對(duì)；使用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度時(shí)，要進(jìn)行估讀，B對(duì)；作v－t圖象時(shí)，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)在同一條直線上，離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)大膽舍棄，C錯(cuò)；數(shù)據(jù)處理可選擇公式法和圖象法中的某一方法，D對(duì)．答案C5．(多選題)如圖所示為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的兩條紙帶，由紙帶可知()A．在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過(guò)程中，紙帶甲的平均速度比乙的大B．在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過(guò)程中，紙帶甲的平均速度比乙的小C．紙帶甲的加速度比乙的大D．紙帶甲的加速度比乙的小解析在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過(guò)程中，兩紙帶所用時(shí)間相同，但甲紙帶位移小于乙紙帶位移，故eq\x\to(v)甲<eq\x\to(v)乙，選項(xiàng)A錯(cuò)，B對(duì)；相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間所用時(shí)間相等，可知甲的速度不變、乙的速度變大，故a甲<a乙，選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)．答案BD6．(多選題)在此試驗(yàn)中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度后，以速度v為縱軸，以時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系．某次試驗(yàn)中某同學(xué)描出的點(diǎn)如圖所示．在直角坐標(biāo)系上一共描出了10個(gè)點(diǎn)．下列思考有道理的是()A．這10個(gè)點(diǎn)無(wú)論如何也不在一條直線上，因此小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象不行能為一條直線，而應(yīng)為一條光滑的曲線B．這10個(gè)點(diǎn)中有8個(gè)點(diǎn)均緊挨在直線上，只有F和B兩點(diǎn)離這條直線較遠(yuǎn)，應(yīng)舍去這兩點(diǎn)C．在10個(gè)點(diǎn)當(dāng)中只有4個(gè)點(diǎn)能畫在一條直線上(A、D、F、I)，有六個(gè)點(diǎn)不在該直線上，這條直線確定不能表示小車運(yùn)動(dòng)的規(guī)律D．與直線偏差較小的點(diǎn)(C、E、H、J)可能是試驗(yàn)誤差造成的，而與直線偏離較大的點(diǎn)(B、G)則可能是試驗(yàn)中長(zhǎng)度測(cè)量錯(cuò)誤造成的答案BD7．在爭(zhēng)辯勻變速直線運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)中，算出小車經(jīng)過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度如下：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(s)0.100.200.300.400.500.60通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0為了計(jì)算加速度，最合理的方法是()A．依據(jù)任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度用公式a＝Δv/Δt算出加速度B．依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖象，量出其傾角，由公式a＝tanα求出加速度C．依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出v－t圖象，由圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度、時(shí)間用公式a＝Δv/Δt算出加速度D．依次算出通過(guò)連續(xù)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的加速度，算出平均值作為小車的加速度解析方法A偶然誤差較大．方法D實(shí)際上也僅由始末兩個(gè)速度打算，偶然誤差也比較大．只有利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的v－t圖象，才可充分利用各次測(cè)量數(shù)據(jù)，削減偶然誤差．由于在物理圖象中，兩坐標(biāo)軸的分度大小往往是不相等的，依據(jù)同一組數(shù)據(jù)，可以畫出傾角不同的很多圖象，方法B是錯(cuò)誤的．答案C8．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的試驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的溝通電的頻率為50Hz，記錄小車做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示，在紙帶上選取0、1、2、3、4、5六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出．紙帶旁并排放著帶有最小刻度為毫米的刻度尺，零點(diǎn)跟計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”對(duì)齊．由圖可以讀出1、3、5三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)跟“0”點(diǎn)的距離x1、x3、x5，請(qǐng)將測(cè)量值填入下表中．距離x1x3x5測(cè)量值/cm則小車通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度為________m/s；通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)4的瞬時(shí)速度為________m/s；小車的加速度是________m/s2.解析測(cè)距離時(shí)用的是毫米刻度尺，故讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到0.1毫米，計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5到“0”點(diǎn)的距離分別為x1＝1.20cm，x3＝5.40cm，x5＝12.00cm.計(jì)數(shù)點(diǎn)2、4的瞬時(shí)速度分別為v2＝eq\f(x3－x1,2T)＝eq\f(5.40－1.20×0.01,2×0.1)m/s＝0.21m/sv4＝eq\f(x5－x3,2T)＝eq\f(12.00－5.40×0.01,2×0.1)m/s＝0.33m/s加速度a＝eq\f(v4－v2,2T)＝eq\f(0.33－0.21,2×0.1)m/s2＝0.60m/s2.答案1.205.4012.000.210.330.609．光電計(jì)時(shí)器是一種爭(zhēng)辯物體運(yùn)動(dòng)狀況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖①所示，a、b分別是光電門的激光放射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開頭擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái)．圖②中MN是水平桌面，Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長(zhǎng)木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，試驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10－2s和4.0×10－3s．用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度為d，其示數(shù)如圖③所示．(1)滑塊的寬度d＝________cm.(2)滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v1＝________m/s，滑塊通過(guò)光電門2時(shí)的速度v2＝________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門1和2時(shí)的________，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將________的寬度減小一些．解析(1)d＝10mm＋0.05mm×2＝10.10mm＝1.010cm.(2)v1＝eq\f(d,t1)＝eq\f(1.010×10－2,1.0×10－2)m/s＝1.0m/sv2＝eq\f(d,t2)＝eq\f(1.010×10－2,4.0×10－3)m/s＝2.5m/s.(3)v1、v2實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門1和2時(shí)的平均速度，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將滑塊的寬度減小一些．答案(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑塊10．在探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的試驗(yàn)中，某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖中每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，電火花計(jì)時(shí)器接220V、50Hz溝通電源．他經(jīng)過(guò)測(cè)量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表：對(duì)應(yīng)點(diǎn)BCDEF速度(m/s)0.1410.1800.2180.2620.301(1)設(shè)電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，則計(jì)算F點(diǎn)瞬時(shí)速度的公式為vF＝______________.(2)依據(jù)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t＝0，試建立合理的坐標(biāo)系作出v