2.1 探究小车速度随时间变化的规律 同步课时作业训练— 2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(含答案)

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名称 2.1 探究小车速度随时间变化的规律 同步课时作业训练— 2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-17 10:40:46

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2021-2022年高一物理同步课时作业训练(人教版2019)
2.1 探究小车速度随时间变化的规律
一、单选题。本大题共12小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列做法正确的是
A.作v-t图象时,必须用圆滑曲线连线且经过每一个点
B.先使纸带运动,再接通电源
C.牵引小车的钩码越多越好
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
2.某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象,如图所示下列说法正确的是  
A.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔秒打一个点
B.小车做匀速直线运动
C.小车在秒时的速度大小是
D.小车的加速度大小为
3.有一冲刺时离度为的田径运动员正在进行国际比赛,在终点处,有一站在路道终点旁边的摄影记者使用照相机给他拍摄冲刺运动,摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16,快门(曝光时间)是,得到照片后测得其人的高度为,胸前号码布上模糊部分的宽度是,由以上数据可以知道运动员的(  )
A.成绩 B.冲刺成绩
C.内平均速度 D.冲刺时内的位移
4.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是(  )
A.分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离,这样便于记录
B.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点
C.为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点
D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s
5.运动小车拖动的纸带经过打点计时器后,在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点,测出这6个点的第1点到第6点的距离为18 cm,则(  )
A.小车运动的平均速度为0.03 m/s
B.小车运动的平均速度为1.5 m/s
C.小车运动的平均速度为1.8 m/s
D.小车运动的平均速度为180 m/s
6.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列做法不能减小实验误差的是( )
A.选取计数点,把每打五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小些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算
D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
7.一个弹性小球由静止从一定高度落至地面被反弹回原来的位置,若取竖直向下为正方向,下面v—t图象能描述该过程中小球速度随时间变化的是 ()
A.B.C.D.
8.在“研究匀变速直线运动”实验中,某实验小组实施了以下实验步骤,其中有错误的步骤是(  )
A.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面.把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路
B.再把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,每次必须由静止释放小车,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面
C.把小车停在靠近打点计时器处,接通直流电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复两次
D.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个起始点,并把每打五个点的时间作为时间单位.在选好的起始点下面记作0,第六个点作为计数点1,依次标出计数点2、3、4、5、6,并测算出相邻两计数点间的距离,根据公式求出a
9.如图所示是M、N两个物体运动的位移—时间图象,其中M是过原点的直线,N是抛物线则由图可知( )
A.物体M做匀加速直线运动
B.物体N做曲线运动
C.物体N做匀加速直线运动
D.t0秒内M、N两物体的路程不相等
10.在用打点计时器测速度的实验中,某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示,要求测出D点瞬时速度,本实验采用包含D点在内的一段距离中的平均速度来近似地代表D点的瞬时速度,已知电源频率50Hz,下列几种方法中最准确的是(  )
A., B.,
C., D.,
11.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,算出小车经过各点的瞬时速度,描点作图后,关于加速度的计算,下列说法正确的是(  )
A.根据任意两个计数点的速度,用公式算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图像,量出图线的倾角θ,由公式算出加速度
C.根据实验数据画出v-t图像,选取图线上相距较远的两个点,用公式算出加速度
D.依次选择2个计数点速度计算出多个加速度,然后算出这些加速度的平均值
12.在实验中,利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。
下列思考有道理的是(  )
①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线
②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远
③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上(A、D、G、I),有6个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律
④与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
二、填空题。本大题共4小题。
13.以下是探究小车速度随时间变化规律的实验的一些步骤,其正确顺序是______.
①把穿过打点计时器的纸带固定在小车上;
②把打点计时器固定在木板上,并接好电路;
③更换纸带,再做两次;
④把长木板放在桌面上,并使滑轮伸出桌面;
⑤使小车停在打点计时器附近,先接通电源,后放开小车;
⑥将细绳拴在小车上并绕过定滑轮,下面挂上适量的钩码;
⑦断开电源,取出纸带.
14.打点计时器使用的交变电流的频率原为50Hz,若某次实验中交变电流的实际频率偏小而未被发觉,则纸带上记录的时间与真实值比较将___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
15.如图是用 DIS 测定小车的加速度的实验装置.
(1)信号发射部分和信号接收部分组成为_____传感器,其中 A 是信号_____部分.
(2)实验室里使用这组传感器直接测量的物理量是________.
16.某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化.物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码.打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上.启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出).
根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动.回答下列问题:
(1)在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为_______m/s.在打出D点时,物块的速度大小为_______m/s;(保留两位有效数字)
(2)物块的加速度大小为_______m/s2.(保留两位有效数字)
三、实验题。本大题共2小题
17.电磁打点计时器是使用交流电源工作的计时仪器,其工作电压通常为______V。当电源的频率为50 Hz时,该打点计时器每隔______s打一次点。某同学用打点计时器、重物和纸带做研究重物下落运动的实验,如图(a)所示。选出的一条纸带如图(b)所示,O、A、B、C、D是五个计数点,从O开始每隔一个点选一个计数点。用毫米刻度尺测得OA=6.63 cm,AB=8.16 cm,BC=9.7 cm,CD=11.23 cm。这四个数据中不符合读数要求的是______。根据以上数据可知,重物做______运动。当打点计时器打下点B时,重物下落的速度大小是______m/s,重物下落的加速度是______m/s2(结果保留3位有效数字)。若用其他更准确的方法测出重物下落的加速度为9.80 m/s2,则本实验加速度测量值的相对误差为______。
18.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图6甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表:
对应点 B C D E F
速度(m/s) 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301
(1)设电火花计时器的打点周期为T,计算vF的公式为vF=________;
(2)根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图像。
(3)利用该图像求得小车的加速度a=________m/s2;(结果保留2位有效数字)
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
参考答案
1.D
【解析】A.作v-t图象时,应用刻度尺作出直线,穿过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,故A错误;
B.先接通电源,再使纸带运动,故B错误;
C.牵引小车的钩码不能太多,故C错误;
D.为充分利用纸带,将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,故D正确。
故选D。
2.C
【解析】由于电源频率为时,打点计时器每隔秒打一个点,故A错误;据图象知,小车做匀加速直线运动,在时的速度大小是,直线的斜率为,故BD错误,C正确.
3.B
【解析】AC.根据题意无法得出100m的运动时间,则无法求出100m内的平均速度,AC错误;
B.人的身高已知,则人的身高与照片的中的比例与人的位移与号码布影象的模糊部分的比值相等,故可求出运动员的位移,因曝光时间较短,故可以用这段时间内的平均速度代替运动员的冲线速度, B正确;
D.冲刺的平均速度未知,D错误;
故选B。
4.C
【解析】A.测量每两个相邻计数点间的距离时,应该用毫米刻度尺的零刻度对准计时起点,一次读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得到每两个相邻计数点间距离的数值,故A错误;
BC。纸带上开始时打的点比较密集,点距过小,测量误差较大,故应舍去,找一个适当的点当作计时起点,故B错误,C正确;
D.选取计数点,可增加测量距离,减小测量过程所产生的误差,两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s,故D错误。
故选C。
5.C
【解析】从第1个点到第6个点间的时间为t=5×0.02 s=0.1 s,则平均速度
所以C正确;
故选C。
6.B
【解析】A.该方法选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大,在用直尺测量这些点间的间隔时,在一次测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,A正确,不符合题意;
B.在实验中,如果小车运动的加速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量准确度会降低,因此小车的加速度略大一些较好,B错误,符合题意;
C.为了减小长度测量的相对误差,舍去纸带上过于密集,甚至分辨不清的点是必要的,C正确,不符合题意;
D.如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同,小车的速度变化会不均匀,从而导致实验误差的增大,因此在实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的,D正确,不符合题意。
故选B。
7.A
【解析】小球由静止从一定高度落至地面做匀加速直线运动,反弹回原来的位置,速度为负,做匀减速直线运动。
A.A项图与上述分析结论相符,故A正确;
B.B项图与上述分析结论不相符,故B错误;
C.C项图与上述分析结论不相符,故C错误;
D.D项图与上述分析结论不相符,故D错误。
8.C
【解析】A. 把附有滑轮的长木板放在实验桌上,由于小车通过细绳连接重物且跨过定滑轮,所以要使滑轮伸出桌面,为了更好的利用纸带的长度,所以把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,故A项与题意不相符;
B. 再把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,为了使得小车的速度不会太快,所以下边挂上合适的钩码且每次必须由静止释放小车,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面,故B项与题意不相符;
C. 把小车停在靠近打点计时器处,接通交流电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复两次,故C项与题意相符;
D.为了减小测量误差,应去掉开头比较密集的点和每5个点取一计数点,故D项与题意不相符.
9.C
【解析】A. 位移图像中一条倾斜直线表示物体做匀速直线运动,所以物体M做匀速直线运动,故A错误;
BC. 位移图像中一条抛物线表示物体做匀变速直线运动,所以物体N做匀加速直线运动,故B错误,C正确;
D. t0秒内两物体做单向直线运动,路程与位移的大小相等,它们的起点和终点坐标相同,M、N两物体的路程相等,故D错误.
10.D
【解析】ABC.计算瞬时速度时,所取位移越短,算出的平均速度越接近瞬时速度,所以选项A、B、C不合适;
D.间含两个打点间隔,即
选项D正确。
故选D。
11.C
【解析】AC.实验中有偶然误差,通过图像法处理数据可以减小偶然误差,选择图线上较远的两个点进行计算可以减小误差,选项A错误,C正确;
D.依次选择2个计数点速度计算出多个加速度再求平均值,列式后发现多个数据在运算中被抵消,只有初末数据被利用,选项D错误;
B.图线倾角的大小与坐标轴的标度、单位有关,速度-时间图像中图线的倾角的正切值很多时候不具有实际意义,选项B错误。
故选C。
12.B
【解析】①②③由于实验存在误差或错误,所以这10个点中有8个点不可能完全在一条直线上,但紧挨在一条直线附近,只有F和B两个点离这条直线远,用倾斜直线进行连接,这条直线通过大部分的点,不在直线上的点两侧分布均匀,此条直线可表示小车运动的规律,①③错误②正确。
④在直线通过大多数的点,与直线偏差较小的点(C、E、H、J)可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B、F)则可能是实验中出现错误造成的,④正确。
故选B。
13.④②①⑥⑤⑦③
【解析】[1]在实验中,应先固定好木板,再固定打点计时器,将纸带穿过打点计时器并固定在小车上,绕过定滑轮,并挂上适量钩码.准备就绪后应先让小车停在打点计时器附近,然后接通电源,再释放小车,打点结束后关闭电源,更换纸带,再做两次.
14.偏小
【解析】交变电流的实际频率偏小,实际打点周期大于0.02s,比如打出6个点的实际时间大于0.1s,但仍按照原周期计算时间为0.1s,所以纸带上记录的按原周期算出的时间应该偏小。
15.(1)位移, 发射; (2)位移;
【解析】(1)根据实验装置可知,信号发射器和信号接收器组成了位移传感器;A应是信号发射部分.
(2)根据实验原理可知,该实验采集的是物体位移,即直接测量的物理量是位移.
故答案为(1)位移,发射;(2)位移;
16.(1)0.56 0.96 (2)2.0
【解析】(1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得
17.4~6 V 0.02 9.7 cm 匀加速直线 2.23 9.60 2%
【解析】①电磁打点计时器的工作电压通常为4~6 V;
②根据可知,当电源的频率为50 Hz时,该打点计时器每隔0.02 s打一次点;
③四个数据中,只有BC=9.7 cm没有进行估读,所以不符合读数要求;
④经过计算可知,AB-OA≈BC-AB≈CD-BC,根据匀变速直线运动规律的推论可知重物做匀加速直线运动。
⑤做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度。另外,由题意可知,相邻量计数点间的时间间隔为2T=0.04 s因此当打点计时器打下点B时,重物下落的速度大小是

⑥根据逐差法,重物下落的加速度是

⑦本实验加速度测量值的相对误差为

18. 0.40 不变
【解析】[1]两个相邻计数点的时间间隔
vF的公式为
[2] 根据图中数据,利用描点法做出图像如图
[3] 图像斜率大小等于加速度大小,故有
[4] 如果当时电网中交变电流的电压变成210V,而做实验的同学并不知道,但频率不变,故打点的周期不变,故不影响测量情况,故加速度的测量值与实际值相比不变。
试卷第2页,总2页