1.4 测量直线运动物体的瞬时速度 同步练习—2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册（word含答案）

第一章运动的描述第四节测量直线运动物体的瞬时速度同步练习2021~2022学年高一物理上学期（粤教版2019必修第一册）
一、单选题，共10小题
1．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
2．接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是（
）
A．先接通电源，后让纸带运动
B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源
D．先让纸带运动或先接通电源都可以
3．如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间△t，测量遮光条的宽度为△x，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使更接近瞬时速度，正确的措施是（　　）
A．使滑块的释放点更靠近光电门
B．提高测量遮光条宽度的精确度
C．换用宽度更窄的遮光条
D．增大气垫导轨与水平面的夹角
4．如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，其中a、b间的平均速度最大的是(　　)
A．
B．
C．
D．
5．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹.下列关于纸带上点迹的说法中不正确的是
(　　)
A．点迹记录了物体运动的时间
B．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状
D．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况
6．如图所示是某同学在使用打点计时器时得到的一条纸带，图上的点是时间间隔相同的计数点，对于这条纸带，下列说法正确的是（　　）
A．纸带运动一定越来越快
B．纸带运动可能越来越慢
C．计数点D、E之间的时间间隔大于计数点A、B之间的时间间隔
D．计数点O、E之间的时间间隔一定是0.1s
7．下列措施中，有利于减小纸带受到摩擦而产生的误差的是
A．将电火花打点计时器改为电磁打点计时器
B．电源电压越低越好
C．用皱褶的纸带
D．纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜
8．一物体做直线运动的图像如图所示，则该物体（　　）
A．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相同
B．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相反
C．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相同
D．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相反
9．下列关于实验“练习使用打点计时器”的说法，不正确的是（
）
A．点迹可以记录被测量的物体在一段时间内的运动情况
B．用平整的纸带，不让纸带卷曲歪斜，有利于减小纸带与打点计时器的限位孔之间的摩擦
C．纸带上点迹越密集，说明被测量的物体运动越快
D．纸带上的点迹可以反映被测量的物体运动的时间
10．在用打点计时器测速度的实验中，接通电源与拉动纸带，这两个操作的先后次序应当
A．先接通电源，后拉动纸带
B．先拉动纸带，后接通电源
C．拉动纸带的同时接通电源
D．先拉动纸带或先接通电源都可以
二、填空题，共5小题
11．如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为____m/s，在A、D间的平均速度为____m/s，B点的瞬时速度更接近于____m/s。
12．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”）．
13．用DIS实验系统研究物体运动的s-t图，得到如图所示的图像.从图中可知小车运动的方向是________（选填“靠近”或“远离”）位移传感器的接收部分2.0～3.0s间的一段水平线表示________。
三、解答题，共5小题
14．超速行驶极易引发交通事故。在高速公路的有些路段会进行区间测速，有些位置则进行固定位置测速。
（1）判断这两种测速方式是测量瞬时速率还是平均速率，并比较这两种测速方式对整治超速行驶违法行为的优劣。
（2）测量汽车的瞬时速率有哪些方法?测量原理有何共同之处?
15．天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d
=3.0
km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0s.试估算云层下表面的高度.已知空气中的声速v
=km/s．
16．某同学用电磁打点计时器研究手拉纸带的运动情况，得到的纸带如图所示，他在纸带上找出连续的6个点，分别标记上A、B、C、D、E、F，并用直尺量出两个相邻点间的距离x1、x2、x3、x4、x5，数据见下表．
(电磁打点计时器使用50
Hz低压交流电源)
x1/cm
x2/cm
x3/cm
x4/cm
x5/cm
3.75
4.50
5.12
4.65
4.12
(1)根据这些数据，运用你学过的知识，求出纸带在A、E段运动时的平均速度．
(2)求出打B点时纸带运动的瞬时速度的最合理值．
试卷第1页，总3页
参考答案
1．B
【详解】
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。
2．A
【详解】
如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；所以应当先接通电源，后让纸带运动，故选A。
3．C
【详解】
A．瞬时速度表示运动物体在某一时刻（或经过某一位置）的速度，应用极限思想，在时间趋于零的情况下平均速度近似看作瞬时速度，所以要计算通过光电门的瞬时速度，需要缩短通过时间，使滑块的释放点更靠近光电门，则Δt变长，故A错误；
B．提高测量遮光条宽度的精确度，不能缩短Δt，故B错误；
C．换用宽度更窄的遮光条，Δt时间更短，故C正确；
D．增大气垫导轨与水平面的夹角，在滑块的释放点距离光电门比较近的情况下，不能明显缩短Δt，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
由于打点计时器打点的时间间隔不变，打下相同个数点所用的时间相同，则运动相同位移ab时纸带A所用时间最短，所以纸带A中a、b间的平均速度最大。
故选A。
5．C
【分析】
打点计时器每隔一定的时间(当电源频率为50Hz时，打点的时间间隔为0.02s)打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况．但不能反映物体的质量和形状．
【详解】
A.相邻两点之间的时间间隔为，其中f为计时器所通交流电的频率；因此点迹可以记录物体运动的时间，故A正确；
B.物体运动过程中相对于出发点的每个位置与纸带上点迹相对于起点的位置一一对应，因此点迹可以记录物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移，故B正确；
C.纸带上点迹的分布情况与物体的质量和形状无关，因此不能够反应物体的质量和形状，故C错误；
D.根据纸带上点迹的分布情况，可以反映了物体的运动的方向、轨迹、位移，可以计算出物体运动的速度、加速度，因此纸带上点迹的分布情况可以反映物体的运动情况，故D正确；
6．B
【详解】
A．由于不知道纸带的运动方向，所以不能判断纸带的运动状态，所以选项A错误；
B．若纸带从左向右运动，纸带运动越来越慢，若纸带从右向左运动，纸带运动越来越快，因此选项B正确；
C．由题知时间间隔相同，故选项C错误；
D．由于两计数点之间的打点个数不知道，故两计数点之间的时间间隔是不能确定的，故选项D错误。
7．D
【详解】
A．电火花打点计时器利用高压交流电产生的火花打点，由于打点时与纸带间阻力小，且作用快，不会产生拖痕，可使实验误差更小；而电磁打点计时器是利用变化的低压交变电流使铁芯产生磁性，吸引其上带振针的振片通过复写纸在纸带上打点，会产生一些拖痕，且点痕有时不太明显，误差较大，故A错误；
B．电源电压偏低会使得打出的点迹不够清晰，误差较大，故B错误；
CD．皱褶的纸带和计时器间的摩擦阻力较大，使用时应将纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜，故C错误，D正确。
故选D．
8．A
【详解】
从图像中分析可知，物体的速度先增大，后减小，速度图线始终在时间轴上方，所以速度一直为正，即速度方向相同，A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
AC.纸带上打的点越密，说明在相等的时间间隔内位移越小，即物体运动得越慢，点迹可以记录被测量的物体在一段时间内的运动情况，故A正确，C错误；
B.用平整的纸带，不让纸带卷曲歪斜，有利于减小纸带与打点计时器的限位孔之间的摩擦，故B正确；
D.纸带上的点迹可以反映被测量的物体运动的时间，故D正确．
10．A
【详解】
ABCD.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故B,C,D错误，A正确.
11．0.35
0.42
0.35
【详解】
[1][2]由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02s。AC间的距离为
AD间的距离为
由公式
其中
得
[3]由于纸带显示的运动是加速运动，越往后，速度越大，所以AC的平均速度更接近B点的瞬时速度，即B点的瞬时速度更接近于0.35m/s。
12．偏小
【详解】
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。
13．远离
静止
【详解】
[1]根据图像可知，s逐渐增大，所以小车离接收器越来越远
[2]
2.0～3.0s之间，s不变，所以小车处于静止状态
14．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）区间测速是在同一路段上布设两个相邻的测速点，通过测量车辆经过前、后两个测速点的时间来计算车辆在该路段的平均行驶速率，并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速，因此区间测速测平均速率；定点测速则是在固定位置对汽车的行驶速度进行测量，与位置对应，可看成测量瞬时速率。
定点测速不能规避当前一些电子仪器的提醒，让驾驶员在定点测速装置前立即减速，通过测速点后，继续超速行驶。但区间测速也存在超速行驶一段距离，然后停车休息的现象。因此区间测速和定点测速各有优缺点。
（2）测量汽车瞬时速率的方法有：①光电计时器测速：根据车长和汽车遮光时间求出汽车经过光电计时器位置时的瞬时速率。
②照相机拍照测速：若照相机曝光时间是，两次拍照中的模糊部分对比于实际车长，可得到车在曝光时间内行驶的实际距离，分析得出瞬时速率。
③超声波反射测速：根据连续两次脉冲信号的时间间隔和声速，分析得出瞬时速率。
测量原理都是用极短时间内的平均速度来代替汽车经过某位置的瞬时速率。
15．
【详解】
由题意画出其平面图如图所示．
设云层下表面的高度为h，则由云层反射来的爆炸声传播距离为s＝2，声音反射传来的时间为t1＝，声音直接传来的时间为t2＝.则t1－t2＝Δt，将数据代入以上各式得：h＝2.0
km.
16．(1)2.25
m/s
(2)2.06
m/s
【解析】
【分析】
根据计算纸带在AE段运动时的平均速度，由纸带运动情况可知纸带做变速运动，则打B点时纸带的瞬时速度最接近于AC段的平均速度；
【详解】
解：（1）根据
代入解得
（2）由纸带运动情况可知纸带做变速运动，则打B点时纸带的瞬时速度最接近于AC段的平均速度
代入解得
答案第1页，总2页
答案第1页，总2页