2.1实验探究小车速度随时间变化规律吉林省通榆县第一中学2021—2022学年上学期高一物理必修一第二章静匀变速直线运动的研究
一、选择题(本大题共8小题,9-12小题为多选题
,每小题5分,选不全得3分,共60分)
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是
A.
钩码的质量越大越好
B.
在释放小车前,小车应靠近有定滑轮的一端
C.
开始前要先开电源后放纸带,打完点要先断开电源后取纸带
D.
坐标轴单位长度越小越好
小明同学拉着穿过打点计时器的纸带的一端,向左运动,在纸带上打出了一系列的点,点迹分布如图所示,请你由此判断纸带的运动情况是
A.
先匀速直线运动后减速直线运动
B.
先加速直线运动后匀速直线运动
C.
先减速直线运动后加速直线运动
D.
先加速直线运动后减速直线运动
在用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中,用的电源频率为50Hz,关于计数点间时间间隔的下列说法正确的是
A.
每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为
B.
每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为
C.
每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为
D.
每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为
如图是研究小车运动时所打的四条纸带,纸带的左端与小车相连,则小车的运动为减速运动的是
A.
?
B.
C.
D.
在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律“的实验中,下述测量每相邻两计数点间距离的方法,正确的是
A.
当某两个计数点间的距离较大时,可以用短尺把它分段来测量
B.
当某两个计数点间的距离较小时,可以用短尺一次把它测完
C.
测量每两个相邻计数点间的距离,应该用带有毫米刻度的长尺的零刻度对准起点,读出各计数点对应的刻度值,然后逐一相减,得出每两个计数点间距离的数值
D.
分别逐个测出每两个计数点间的距离,这样便于记录
在“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器所用交流电的频率为,得到如图所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,相邻两个计数点间的时间间隔为T,下列表述正确的是
A.
实验时应先放开纸带再接通电源
B.
可表示出计数点B对应的速率为
C.
可表示出物体运动的加速度为
D.
相邻两个计数点间的时间间隔为?s
在研究匀加速直线运动的实验时,得到如图所示的一条纸带,0、1、2、3为相邻的计数点,1、2、3点到0点的距离分别为、和,相邻计数点的时间间隔为T。则在计数点2所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度的计算式为
A.
B.
C.
D.
某同学用手拉通过打点计时器的纸带,在纸带上选取一些打印点,用一小段时间内的平均速度代替瞬时速度,在坐标系中描点作图。甲图是根据数据所描的点,乙图中用折线把这些点连起来,丙图中用一条平滑的曲线将这些点顺次连接。则
A.
甲图中点的纵坐标对应纸带运动到该时刻的速度
B.
乙图中折线上每一点的纵坐标对应纸带在该时刻的速度
C.
丙图中曲线上每一点的纵坐标对应纸带在该时刻的速度
D.
因速度不会发生突变,丙图与纸带实际运动更加接近
在“测量纸带的平均速度和瞬时速度”的实验中,用手拖动纸带,打点计时器在纸带上打出一些点,用平均速度表示各计数点的瞬时速度。关于实验误差,下列说法中正确的是
A.
从理论上讲,为了减小误差,要求越小越好
B.
从理论上讲,误差大小与的大小无关
C.
从实验的角度看,选取的大小与速度测量的误差有关
D.
从实验的角度看,选取的?大小与速度测量的误差无关
在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,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.下列探究有道理的是
A.
这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的图象不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线
B.
这10个点中有8个点虽然不完全在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有F和B两点离这条直线太远,可以表示小车运动的规律
C.
在10个点当中只有4个点能画在一条直线上、D、G、,有六个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律
D.
与直线偏差较小的点、E、H、可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点、则可能是实验中出现错误造成的
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:除电磁打点计时器含纸带、复写纸、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有
A.
低压交流电源
B.
220V交流电源
C.
刻度尺
D.
天平
多选在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,采用下列哪些措施,有利于减小纸带因受到摩擦而产生的误差
A.
改用直流电源
B.
将电磁打点计时器换成电火花打点计时器
C.
用平整的纸带,不用褶皱的纸带
D.
纸带理顺摊平,不让它卷曲、歪斜
二、填空题(本大题共4小题,每小题各10分,共40分)
电磁打点计时器和电火花计时器都是使用________交流或直流电源的计时仪器.当电源频率是时,它每隔________打一个点.如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带,图中相邻的点间还有四个点,已知打点计时器接交流的电源,则ae段的平均速度为________点的瞬时速度约为________结果保留3为有效数字
在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学操作过程中有以下实验步骤:
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,先放开纸带,再接通电源;
B.将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当重的钩码,放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动;
D.关闭电源,取下纸带;
E.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使附有定滑轮的一端伸出桌面;
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔;
G.换上新纸带,重复操作两次.
其中有错误的步骤是______;应改正为______.
将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上:______.
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器应接在低压______选填“交流”或“直流”电源上,每隔______s打一次点打点计时器电源的频率为。如图是某次实验打出的纸带,舍去前面较密集的点,从0点开始,每5个连续计时点取1个计数点,标以1、2、相邻两个计数点之间的时间为______s,各计数点与0计数点之间的距离依次为、、,则小车通过1计数点的速度______,通过2计数点的速度______,运动的加速度______。
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图1所示,是一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出,交流电的频率为计算结果保留3位有效数字
在打点计时器打B、C、D点时,小车的速度分别为______
;______
?;______
?.
在图2坐标系中画出小车的图象.
求出小车的加速度______
.
参考答案
1.C
解:A、钩码的质量太大,纸带上打的点就少;钩码的质量太小,纸带上打的点就太密。钩码质量适中即可。故
A错误;
B、为了有效应用纸带的所有长度,在释放小车时,小车应靠近打点计时器;故B错误;
C、实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先启动打点计时器,然后释放小车,打完点要先断开电源后取纸带,故C正确.
D、坐标轴单位长度适中为最好,若太小作图较为麻烦,误差反而更大;故
D错误;
故选:C.
2.D
解析从图中看出,相邻的计时点的距离先越来越大,后越来越小,所以小车先做加速运动后做减速运动。故D正确,A、B、C错误。故选D。??
3.
A
4.B
解析:由题意可知,打的点即为小车在不同时刻的位置,因纸带的左端与小车相连,且小车的运动为减速运动,则打点应该是从左向右间距越来越小,故B正确,ACD错误。
故选B。??
5.
C
解析:测量每相邻两计数点间距离时,不要分段测量各段位移,应一次测出各计数点与0计数点的距离,然后逐一相减,得出每两个计数点间距离的数值。
避免测量误差的积累。故ABD错误,C正确;
故选:C。
6.
D
解析:A、实验时应先接通电源后放开纸带,如果先放纸带再开电源就会出现纸带上只有一小段有点,其余的纸带长度没有利用起来;故A错误。
BD、相邻两计数点间还有四个点未画出,所以相邻计数点之间的时间间隔,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,得:,故B错误,D正确。
C、根据加速度公式,则有:物体运动的加速度为,故C错误;
故选:D。
7.
C
解析根据某时刻的瞬时速度等于一段时间内的平均速度得:
,故ABD错误,C正确;
故选:C.??
8.
D
解析:A、在纸带上选取一些打印点,用一小段时间内的平均速度代替瞬时速度,故甲图中点的纵坐标并不是对应纸带运动到该时刻的速度,故A错误;
B、乙图中用折线连接,但纸带在运动过程中,速度不能发生突变,故不能用折线连接,故B错误;
CD、纸带在运动过程中,任意时刻的速度不能发生突变,丙图与纸带实际运动更加接近,故C错误,D正确;
故选:D。
9.
AC
解析:AB、理论上是当很小时,借助于数学中的极限思想,可以得到瞬时速度,主要是对时间的要求,越小越好,但越小时,的测量会出现误差,则误差大小与有关,故A正确,B错误;
CD、在实际测量中,如果选取的太小会增大测量误差,相应的会增大瞬时速度的测量误差,所以实际测量中并不是选取的越小越好,故C正确,D错误。故选:AC。
10.
BD
解:A、B、C、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,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。故A错误,B正确。
D、直线通过大多数的点,与直线偏差较小的点、E、H、可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点、则可能是实验中出现错误造成的。故D正确。
故选:BD。
11.AC
解析:AB、电磁打点计时器必须使低压交流电源,故A正确,B错误;
C、刻度尺要用来测量纸带的点之间的距离,所以必须要有刻度尺,故C正确;
D、在处理纸带求解速度与加速度的过程中,物体的质量不需要知道,所以不用天平测物体的质量,故D错误。
故选:AC。
12.BCD
解析A、打点计时器使用的电源交流电源,故A错误;
B、电火花打点记时器是利用家用电打出的火花放电而打出点,由于作用快,不会产生托痕,可使实验更精确,误差更小。而电磁打点记时器是利用变化的低压交变电流使铁芯产生磁性,吸引带打点针的铁条通过复写纸在纸带上打出点,但会产生一些托痕,且点痕有时不太明显。误差较大。故
B正确;
C、用平整的纸带,不用皱折的纸带,皱折的纸带和计时器的摩擦阻力较大,故C正确。
D、纸带理顺推平,不让它卷曲、歪斜。故D正确。
故选:BCD。??
13.交流;;;
解析根据电磁打点计时器的构造和具体使用我们知道,电磁打点计时器使用的电源为的低压交流电源,当电源的频率是50Hz时,打点周期为;电火花计时器的工作电压是220V,打点周期是;
ae段的平均速度为
d点的瞬时速度约为
故答案为:交流,,,.??
14.答案:A?
应先接通电源,再放开纸带?
步骤顺序为:E、B、C、F、A、D、G
解析:打点计时器在使用时,为了使打点稳定,同时为了提高纸带的利用率,使尽量多的点打在纸带上,要应先接通电源,再放开纸带,故A有错误.
故答案为:A,应先接通电源,再放开纸带.
本着先安装器材,后进行实验的思路,如在该实验中,先固定长木板,安装打点计时器,然后平衡摩擦力,准备完毕开始进行实验,注意要先打点后释放小车,做完一次实验要及时关闭电源,故正确的实验步骤是:E、B、C、F、A、D、G.
故答案为:E、B、C、F、A、D、G.
15.答案:交流?
?
?
?
?
解析:在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器应接在交流电源上,每隔打一次点。
从0点开始,每5个连续计时点取1个计数点,标以1、2、相邻两个计数点之间的时间为;
根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于这一段中间时刻的瞬时速度,则有:
;
物体的加速度为:。
故答案为:交流;;;;;。
16.答案:;;;
解析:交流电的频率为50Hz,则每打两个点之间的时间间隔为,则每相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出,故相邻两个计数点的时间.
打B点时小车的速度:,
打C点时小车的速度:,
打D点时小车的速度:.
如图:.
由题目中数据可得:为常数,其中,,
所以解得:.
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