3.2匀变速直线运动的实验探究同步练习题（Word版含答案）

3.2匀变速直线运动的实验探究同步练习题2021-2022学年鲁科版高中必修一物理
一、单选题
在用打点计时器记录物体运动情况时，接通电源与释放纸带或物体这两个操作步骤的先后关系是
A. 应先接通电源，再使纸带运动
B. 应先使纸带运动，再接通电源
C. 在使纸带运动的同时接通电源
D. 先使纸带运动或先接通电源都可以
下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是
启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点 关掉电源 取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数若干个点，如果数出个点，这些点划分出的间隔数是，由此计算出纸带从第个点到第个点的运动时间 把纸带装好 了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上 用刻度尺测量出从第个点到第个点的距离
A. B. C. D.
张宇在研究小车做匀变速直线运动的规律时，关于接通电源和释放纸带的次序，他的下列做法正确的是_______
A. 先接通电源，后释放纸带 B. 先释放纸带，后接通电源
C. 释放纸带同时接通电源 D. 先接通电源或先释放纸带都可以
如图为测定匀变速直线运动的加速度实验中得到一段纸带，是一次实验中记录小车运动情况的纸带，图中，，，，为相邻的计数点，相邻记数点间有个点未标出，该小车运动的加速度及计数点的瞬时速度分别为
A. ， B. ，
C. ， D. ，
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，间的平均速度最大的是哪一条
A. B.
C. D.
如图是利用打点计时器记录物体做匀加速直线运动所得到的纸带，纸带上依次打下了、、、、、六个点，相邻两点间的距离如图所示，时间间隔均为，则两计数点、之间物体的平均速度大小是
A. B.
C. D.
关于打点计时器的使用，下列说法正确的是
A. 电磁打点计时器使用的是以下的直流电源
B. 在使用打点计时器时，先让物体运动，再接通打点计时器的电源
C. 使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D. 纸带上打的点越密，说明物体运动得越快
关于打点计时器的使用说法正确的是
A. 电磁打点计时器使用的是以下的直流电源
B. 在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源
C. 使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D. 纸带上打的点越密，说明物体运动的越快
为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光板。滑块先后通过两个光电门，计时器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，测得两光电门之间的距离为，则滑块的加速度大小是
A. B. C. D.
如图所示，在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学在几条较理想的纸带上按每个点取一个计数点，依打点先后标记为、、、、、。由于不小心，几条纸带都被撕断了，请根据给出的四段纸带判断，下列说法正确的是
A. 打纸带计数点时的速度大小为
B. 打纸带计数点时的速度大小
C. 打纸带时物体的加速度大小
D. 纸带是从纸带上撕下的那段
二、填空题
测匀变速直线运动加速度的实验中，接通电源与让纸带随物体开始运动，这两个操作的时间关系应当是
A.先接通电源，后释放纸带
B.先释放纸带，后接通电源
C.释放纸带的同时接通电源
D.先释放纸带或先接通电源都可以
用工作频率为的打点计时器进行“研究匀变速直线运动”的实验。如图是实验时获得的一条纸带，未画出、、、、和为纸带上的计数点，每相邻两点间还有个计时点未画出。现对纸带进行以下处理：以为圆心、为半径作圆，交于点；以为圆心、为半径作圆，交于点；如此依次得到、两点。在处理后的纸带上，用刻度尺进行相关测量，得到、、、的值并填入表格中。
表格中_________；
根据表中数据可知，匀变速直线运动位移的特点是_______________________________________________
与纸带相连的物体的加速度大小______，打点计时器打点时，物体的速度大小______。计算结果均保留两位小数。
电磁打点计时器使用________电源，填“直流”或“交流”，频率是，打点周期是________，实验得到做匀变速运动的纸带上、两点与、两点之间各有四个点，如图所示，则相邻计数点的时间间隔是________。若测得，，则点的瞬时速度是________。本空结果保留两位有效数字
三、简答题
在同一平面内的两个共点力的大小分别为、，则它们合力的最大值为，它们合力最小值为________．
在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间．计时器所用电源的频率为如图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取、、、、、六个计数点，用米尺量出、、、、点到点的距离如图所示单位：由纸带数据计算可得：
相邻两计数点间的时间间隔________；计数点所代表时刻的瞬时速度大小________．
如图所示，固定在电梯顶部的弹簧测力计下端挂着的钩码取，电梯运行时人观察到测力计的示数，这种对悬挂物的拉力大于重力的现象是________填“超重”或“失重”现象；此时钩码的加速度大小为________．
木块在水平恒力作用下，由静止开始在水平路面上前进，随即撤去此恒力后又前进才停下来，设运动的全过程中地面情况相同，则木块在运动中所受阻力大小为________，所获得的动能的最大值为________．
你的左手拿着一块表，右手拿着一枝彩色画笔。你的同伴牵动一条宽约的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线向前移动。每隔你用画笔在纸上点一个点。你还可以练习在内均匀地点上两个点。这样，就做成了一台简单的“打点计时器”图。想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系？牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响？
自制打点计时器
四、计算题
为了测定气垫导轨上滑块的加速度，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匀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为。试估算：
滑块的加速度是多大？
两个光电门之间的距离是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了打点计时器的具体应用，熟悉打点计时器的使用细节即可正确解答本题。
对于一些实验操作细节，要通过亲自动手实验，才能体会具体操作细节的含义。
【解答】
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A正确，BCD错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】
【分析】
该题主要考查打点计时器使用相关知识。熟知打点计时器的使用方法和操作规范是解决本题的关键。
进行实验前应充分了解打点计时器的结构和工作原理，并安装好打点计时器，在接通电源前，要将纸带装好，实验开始时应先接通电源，等打点计时器工作稳定后再拉动纸带，打点结束后，应立即关闭电源以保护打点计时器，将纸带与打点计时器分离后，进行纸带的处理，由此分析解题即可。
【解答】
进行实验前应充分了解打点计时器的结构和工作原理，并安装好打点计时器，在接通电源前，要将纸带装好，实验开始时应先接通电源，等打点计时器工作稳定后再拉动纸带，打点结束后，应立即关闭电源以保护打点计时器，将纸带与打点计时器分离后，进行纸带的处理，故A正确。
3.【答案】
【解析】略
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查利用打点计时器测速度及加速度，根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，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，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小。
【解答】
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，得：
，
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值得：
即小车运动的加速度计算表达式为：
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，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小。故A正确，BCD错误。
故选A．
5.【答案】
【解析】
【分析】
打点计时器打点的时间间隔相等，根据平均速度的公式可比较大小关系。
打点计时器打点的时间间隔是相等的，观察纸带上点间的距离，根据物理规律解决问题。
【解答】
由于打点计时器打点的时间间隔相等，在打下相同个数点的过程中，所用的时间相同，而纸带打点最少，四条纸带到位移相等，所以纸带的平均速度最大；
故选A正确，BCD错误。
故选A。

6.【答案】
【解析】
【分析】
根据、之间的平均速度等于位移除以时间，从而即可求解。
考查平均速度的求解方法，知道平均速度等于总位移除以总时间，并会区别瞬时速度与平均速度的不同。
【解答】
依据平均速度的公式，那么物体在、之间的平均速度的大小，故ACD错误，B正确。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查打点计时器的使用，解决本题的关键是明确打点计时器的工作原理，会使用打点计时器。
电磁打点计时器使用的是交流电源；
时间间隔与频率成倒数关系；
使用时先接通电源，再释放物体；
根据，根据间距可确定物体运动的快慢。
【解答】
A.打点计时器使用的是交流电源，A错误；
B.为了打出清晰稳定的点，应该先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再让物体运动，B错误；
C.电源的频率越高，打点的周期越短，每两个点之间的时间间隔越小，C正确；
D.点越密集，说明相同时间内的位移越小，物体运动得越慢，D错误。
8.【答案】
【解析】解：、电磁打点计时器使用的是以下的交流电源，故A错误；
B、实验过程应先接通电源，后释放纸带，否则在纸带上留下的点很少，不利于数据的处理和减小误差，故B错误；
C、打点的时间间隔取决于交流电压的频率，使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；
D、纸带上打的点越密，说明相等的时间间隔位移越小，即物体运动的越慢，故D错误。
故选：。
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
知道使用打点计时器时要先接通电源，后释放纸带，知道周期和频率的关系等．
对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度．
9.【答案】
【解析】
【分析】
滑块通过每个光电门的时间里视为匀速直线运动，则根据通过光电门的时间和遮光板的宽度可得通过两个光电门时的滑块速度，根据滑块在通过两个光电门的时间可以算出滑块的加速度。
遮光板通过光电门的短时间里可认为滑块匀速运动求得滑块通过两个光电门的瞬时速度，再根据匀变速直线运动的规律求解。
【解答】
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则：
滑块经过第一个光电门的速度
滑块经过第二个光电门的速度
由得滑块在两个光电门间的加速度大小为，故C正确，ABD错误。
故选C。

10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了匀变速直线运动的规律，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
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，求出打计数点时的速度大小；
根据匀变速直线运动的特点--相邻的相等时间内位移相等去判断问题；
利用匀变速直线运动的推论求解加速度和速度。
【解答】
纸带上按每个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔：；
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，打纸带计数点时的速度大小：，故AB错误；
C.打纸带时，连续相等时间间隔内位移之差：；
根据匀变速直线运动的规律可知，，则加速度：，故C正确；
D.根据匀变速直线运动的特点--相邻的时间间隔相等位移之差相等可知，；则，故纸带是从纸带上撕下的那段，故D错误。
故选C。
11.【答案】
【解析】
【分析】
使用时应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，纸带上可能由很长一段打不上点。
对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还用从实践上去了解它，自己动手去做做。
【解答】
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BCD错误，A正确。
故选A。

12.【答案】；连续相等时间内的位移增量相等或者：相邻相等时间内的位移差等于恒量；；。
【解析】
【分析】
本题考查研究匀变速直线运动的实验，要求会读刻度尺，知道匀变速直线运动在相等时间内位移的特点，会利用纸带求解加速度和瞬时速度。
注意刻度尺的最小分度，不要忘记估读；
表中可以看出、、、的长度在误差允许的范围内近似相等，故为连续相等的时间间隔内的位移差；
由逐差法求加速度，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解。
【解答】
；
，，，，表中可以看出：、、、的长度在误差允许的范围内近似相等，故为连续相等的时间间隔内的位移差，即匀变速直线运动位移的特点是：连续相等时间内的位移增量相等；
由逐差法可知：，带入数据解得：，
故答案为：；连续相等时间内的位移增量相等或者：相邻相等时间内的位移差等于恒量；；。
13.【答案】交流 或
【解析】
【分析】本题考查研究匀速直线运动实验，需要学生掌握相关实验原理进行分析解答，较为简单。
【解答】打点计时器使用的是交流电源，交流电源频率是，所以每隔打一个点，则打点周期为，两点之间各有四个点，所以相邻的计数点间的时间间隔为：，
点的瞬时速度是
14.【答案】
，超重
【解析】
【分析】当两力同向向合力最大，最大值等于两力之和，两力反向时合力最小，最小值等于较大的力减去较小的力，从而即可求解。本题考查了力的合成中二力的合力范围，注意当两力同向时合力最大，两力反向时合力最小，同时掌握力的矢量运算法则。
【解答】当两力同向时，合力增大，为：；当两力反向时，合力最小，为：；故填：；。
【分析】
根据题意求出相邻计数点间的时间间隔，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，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小。
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
【解答】
由于每相邻两个计数点间还有个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔，
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，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小
【分析】对重物受力分析，根据牛顿第二定律得出重物的加速度大小和方向，从而判断出电梯的运动规律。本题考查了牛顿第二定律。解决本题的关键知道重物和电梯具有相同的加速度，根据牛顿第二定律进行分析，由牛顿第二定律即可求得加速度，根据加速度判断所处的状态。
【解答】重物的重力，物体的质量；当测力计示数为时，重物受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力，则重物受到的合力大小为合；加速度为：；方向竖直向上；故物体处于超重状态故填：超重；。
【分析】
对物体运动的整个过程由动能定理可以求出摩擦力大小；当撤去拉力的瞬间，物体的速度最大，动能最大，由动能定理可以求出物体的最大动能。
本题中拉力对物体做正功，摩擦力对物体做负功，撤去拉力的瞬间物体的动能最大，关键要灵活选择研究的过程，由动能定理可以正确解题。
【解答】
在物体的整个运动过程中，由动能定理得：， ；
从物体开始运动到撤去外力的过程中，由动能定理得： ，
解得： ；

15.【答案】牵动纸带的速度越大，相邻两点的距离也越大。牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间没有影响。
【解析】
【分析】
明确打点计时器原理，知道打点计时器是用来计时的仪器，其主要特点是打点间隔均匀。
本题考查对打点计时器的掌握，要求明确打点计时器主要原理是利用电流的周期性得出了时间间隔均匀的点。
【解答】
牵动纸带的速度越大，相邻两点的距离也越大。牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间没有影响。

16.【答案】
【解析】 ， ， 。
。
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