2.3测量匀变速直线运动的加速度课后练习——2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册（word含答案）

第二章匀变速直线运动第三节测量匀变速直线运动的加速度课后练习2021~2022学年高一物理上学期（粤教版2019必修第一册）
练习
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
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．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
4．在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：
计数点序号
1
2
3
4
5
6
计数点对应的时刻/s
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
通过计数点时的速度/（cm·s-1）
44.0
62.0
81.0
100.0
110.0
168.0
为了计算加速度，合理的方法是（　　）
A．根据任意两计数点的速度，用公式a=算出加速度
B．根据实验数据画出v－t图像，量出其倾角α，由公式a=tanα求出加速度
C．根据实验数据画出v－t图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a=算出加速度
D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
5．用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040s则滑块经过光电门位置时的速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电门A、B，A、B间距离为．为了研究滑块的运动情况，在滑块上安装了一宽度为的遮光条．现让滑块依次通过光电门A、B，并记录了遮光条通过两光电门A、B的时间分别为0.010
s、0.005
s，滑块从光电门A到B的时间为0.200
s．则下列说法正确的是（
）
A．滑块经过A的速度为1
cm/s
B．滑块经过B的速度为2
cm/s
C．滑块在A、B间的平均速度为1.5
m/s
D．滑块在A、B间的平均速度为3
m/s
7．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，下列说法中正确的是（
）
A．长木板一定要水平放置
B．为了减小误差在纸带上选计数点时应该每隔四个点取一个计数点
C．使用毫米刻度尺测量计数点间的距离时，要估读到最小刻度的下一位
D．用图线处理数据时，所描图线必须经过每一个点
8．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学利用纸带上的数据计算出了各计数点对应时刻小车的瞬时速度．然后她以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，共描出了10个点，并“拟合”出了小车运动的v—t图象，如下图所示
针对该同学作出的v—t图象，她所在的实验小组的其他四位同学分别交流了自己的看法：
①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；
②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在该条直线附近，只有F和B两个点离这条直线远；
③在这10个点当中只有4个点(A，D，G，I)能画出一条直线上，其余6个点都不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车的速度随时间变化的规律；
④与直线偏差较小的点(C，E，H，J)可能是实验误差造成的，而偏离直线较远的点(B，F)则可能是实验中出现失误造成的．
对于以上四种看法，你认为有道理的是(　　)
A．①③
B．②④
C．①②
D．③④
9．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
10．如图甲所示，一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，将一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，用米尺测量甲、乙之间的距离x．与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间T．改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，作出的图象如图乙所示．由此可以得出
A．滑块经过光电门乙的速度大小为v0
B．滑块经过甲、乙两光电门最长时间为t0
C．滑块运动的加速度的大小
D．图线下所围的面积表示物体由静止开始下滑至光电门乙的位移大小
二、填空题，共5小题
11．用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1＝0.29
s，通过光电门2的时间为Δt2＝0.11
s，已知遮光条的宽度为3.0
cm，则滑块通过光电门1的速度为________m/s，通过光电门2的速度为________m/s。（结果均保留两位有效数字）
12．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．
13．一个质量为m的物块由静止开始沿斜面下滑，拍摄此下滑过程得到的同步闪光（即第一次闪光时物块恰好开始下滑）照片如图所示．已知闪光频率为每秒10次，根据照片测得物块相邻两位置之间的距离分别为AB＝2.40cm，BC＝7.30cm，CD＝12.20cm，DE＝17.10cm．由此可知，物块经过D点时的速度大小为________m/s；滑块运动的加速度为________m/s2。（保留3位有效数字）
14．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤地代号填在横线上．
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重做两次
D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G．断开电源，取出纸带
实验步骤进行的顺序是：________________________________________．
15．一小球在桌面上从静止开始做匀加速运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s，则小球在4位置时的瞬时速度约为________m/s，小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度为________m/s，在该过程中的加速度大约为________m/s2.
三、解答题，共5小题
16．为了测定气垫导轨上滑块的加速度大小，在滑块上安装了宽度为的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间间隔为，则滑块的加速度为多大？
17．打点计时器使用的交流电频率为，记录小车做变速运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出.纸带旁并排放着带有最小刻度为1毫米的刻度尺，0刻度线跟计数点0对齐.
（1）分别计算小车在打计数点2、计数点4时的瞬时速度大小；
（2）求小车在打计数点2和计数点4这段时间间隔内的平均加速度大小.
18．如图所示，为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板。滑块向右匀加速直线运动依次通过两个光电门A和B。光电门上的黑点处有极细的激光束，当遮光板挡住光束时开始计时，不遮挡光束时停止计时。现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1＝0.30
s，通过第二个光电门所用的时间为Δt2＝0.10s，光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt＝0.30s。求：
（1）滑块通过第一个光电门的速度是多少？
（2）滑块通过第二个光电门的速度是多少？
（3）滑块的加速度是多少？
19．一个物体拖动纸带做加速运动
，获得打点计时器打出的一段纸带如图，以第一个点为坐标原点，求：
（1）打点计时器打下第6点到打下第11点之间物体的平均速度；
（2）打点计时器打下第7点时物体的瞬时速度．
20．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为5mm的遮光板，如图所示滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光板从开始遮住第一个光电门到遮住第二个光电门的时间间隔为，求：
（1）滑块经过两个光电门的速度大小分别是多大？
（2）滑块的加速度大小？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
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。
2．C
【详解】
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．
【点睛】
据打点计时器的频率，可知周期；据图象判断小车做匀加速直线运动，斜率表示加速度．
3．D
【详解】
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。
4．C
【详解】
AC．在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验数据画出v－t图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式a=出加速度，所以误差小，故A错误，C正确；
B．根据实验数据画出v－t图象，当纵坐标取不同的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式a=tanα算出的数值并不是加速度，故B错误；
D．这种方法是不对的，因为依次算出通过连续两计数点间的加速度再算出平均值，实质还是仅用了两个计数点的速度，偶然误差较大，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
由速度定义可知滑块经过光电门时的速度大小为
故选A。
6．C
【详解】
A.滑块经过A时的速度:
m/s
A错误；
B.滑块经过B时的速度:
m/s
B错误；
CD.滑块在A、B间的平均速度为:
m/s
C正确，D错误．
7．C
【详解】
A．实验过程中，一般长木板应平放，不能侧向倾斜，但适当垫高释放小车的一端也是可以的，故A错误；
B．在纸带上选计数点时应根据纸带上所打计时点的多少，以能在长的纸带上取6～7个计数点为原则来选，不一定是每隔四个点选一个，故B错误；
C．毫米刻度尺的最小刻度为1mm，估读到0.1mm，刻度线对的准要添零，对的不准要到下一位，故C正确；
D．用图线处理数据时应让图线经过尽量多的点，但偏离较多的点误差较大，应不予考虑，故D项错误.
8．B
【详解】
实验中产生误差是不可避免的，所以得到的点不可能严格地处于一条直线上，会稍有偏差．偏差过大的点可能是实验中的失误造成的，作图象时应把这样的点舍弃．故②、④两种看法有道理，①、③两种看法没有道理．
A．①③有道理，与分析不符，故A项错误；
B．②④有道理，与分析相符，故B项正确；
C．①②有道理，与分析不符，故C项错误；
D．③④有道理，与分析不符，故D项错误．
9．C
【详解】
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．
10．A
【详解】
A．由位移公式得
速度公式
变形得
故当t=0时，纵轴截距为滑块通过光电门乙时的速度v，由图象知纵轴截距为v0，故v0表示滑块通过光电门乙时的速度，故A正确；
B．由A项分析与图可知
是滑块从静止释放到光电门乙的时间的两倍，不是滑块经过甲、乙两光电门最长时间，故B错误；
C．由A项分析与图可知
故C错误；
D.图是图像，不是速度时间图象，所以图线下所围的面积不表示物体由静止开始下滑至光电门乙的位移大小，故D错误。
故选A。
11．0.10
0.27
【详解】
[1]由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光条挡光时间内的平均速度表示，经过光电门1的速度
[2]经过光电门2的速度
12．④②①⑥⑤⑦③
【分析】
本题考察实验的基本步骤，按步骤操作即可。
【详解】
[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．
13．1.46
4.90
【详解】
由匀变速运动时间中点的速度为全程的平均速度可得
根据
所以
14．DBAFEGC
【详解】
正确的实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，并用垫片把木板的一端垫高，并使滑轮伸出桌面.把打点计时器固定在木板较高的一端，并连好电路.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后.把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码；使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打完一条纸带，断开电源，取下纸带，换上新纸带，再重做两次，即顺序为DBFAEGC.
15．0.09;
0.075;
0.030;
【详解】
该题处理方法类似于打点计时器的问题求解方法．小球做的初速度为零的匀加速直线运动，由于高速摄影机在同一底片上多次曝光的时间间隔相同，所以4点瞬时速度的大小为3和5之间的平均速度的大小，所以4点瞬时速度的大小为；小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度为；由匀变速直线运动的规律可知，采用逐差法求解：
16．
【详解】
遮光板通过第一个光电门的速度
遮光板通过第二个光电门的速度
滑块做匀加速直线运动，经过两个光电门的平均速度等于各自中间时刻的瞬时速度，则从第一个光电门到第二个光电门的时间间隔为
故滑块的加速度
17．（1），（2）
【详解】
(1)计数点1、3、5到0点的距离可以通过刻度尺直接读出，读数时注意估读到毫米位的下一位.依次为、、.
小车在打计数点2时的瞬时速度大小等于其在计数点1、3之间的平均速度大小，即
；
同理，
.
(2)平均加速度大小
.
18．（1）0.10
m/s；（2）0.30
m/s；（3）
0.40m/s2
【详解】
（1）根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动，据
得，遮光板通过第一个光电门的速度
（2）遮光板通过第二个光电门的速度
（3）滑块做匀加速直线运动，经过两个光电门的平均速度等于各自中间时刻的瞬时速度，则从第一个光电门到第二个光电门的时间间隔为
滑块的加速度
19．（1）3.9m/s（2）2.93m/s
【分析】
根据平均速度的定义求解第6点到打下第11点之间物体的平均速度；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，可以求出打纸带上7点时小车的瞬时速度大小．
【详解】
（1）根据平均速度的定义得，第6点到打下第11点之间物体的平均速度
（2）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，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小．
20．（1）0.25 / ，1 / ．（2）0.3 / 2．
【解析】
解：（1）通过第一个光电门的速度
通过第二个光电门的速度
（2）则加速度为：
答：（1）滑块经过两个光电门的速度大小分别是0.25m/s，1m/s．
（2）滑块的加速度大小是0.3m/s2．
考点：加速度；平均速度．
专题：直线运动规律专题．
分析：光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替即v=，再根据运动学公式即可求出物体的加速度a．
点评：本题应掌握光电门测量滑块瞬时速度的原理，注意计算过程中单位的换算．
答案第1页，共2页
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