第一节实验:探究小车速度随时间变化的规律——同步练习
一、单选题(共7题,每题5分,共35分)
1.采取下列哪些措施,有利于减小纸带因受到的摩擦而产生的误差( )
A.改用直流6V的电源
B.电源电压越低越好
C.用平整的纸带,不用皱折的纸带
D.纸带是否歪斜对实验无影响
2.最近,我国大部分地区经常出现的雾霾天气给人们生活带来不便,假设一辆汽车在雾霾天做匀减速直线运动直至停了下来,下列汽车运动的位移-时间关系图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.做变速直线运动的质点经过A点时的速度为3m/s,这表示( )
A.质点在过A点后1s内的位移是3m
B.质点在过A点前1s内的位移是3m
C.若质点从A点做减速直线运动,则以后每1s内的位移是3m
D.若质点从A点做匀速直线运动,则以后每1s内的位移是3m
4.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中正确的是( )
A.长木板一定要水平摆放,不能一端高一端低
B.使用刻度尺测量长度时,不必估读
C.使用刻度尺测量长度时,要估读到最小刻度的下一位
D.作v-t图象时,所描曲线必须经过每一个点
5.如图所示是小明同学运动过程的图象,x表示他相对出发点的位移,则
A.小明在做匀速直线运动 B.小明在第末的速度为
C.小明在第的加速度大小为 D.小明距离出发点最远
6.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.,
7.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
二、多选题(共5题,每题5分,共25分)
8.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,下列关于作图象的说法中正确的是()A.只要确定了图象中的两点,就可以得到小车运动的图象,因此,实验只需要测出两组数据
B.作图象时,所取的点越多,图线就越准确
C.作出的图线应该通过所有的点,图线曲折也可以
D.对于偏离直线较远的点,说明误差太大,应舍去
9.电磁打点计时器是一种使用交流电源工作的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是( )
A.时间 B.位移 C.瞬时速度 D.平均速度
10.如图甲、乙所示,为同一打点计时器打出的两条纸带,由纸带可知( )
A.在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的平均速度比乙的大
B.在打下计数点“0”至“5”的过程中,纸带甲的平均速度比乙的小
C.纸带甲的加速度比乙的大
D.纸带甲的加速度比乙的小
11.在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中,我们采用的正确方法是 ( )
A.舍掉开头过于紧密的点,找一个适当的点当做计时起点
B.为了实验精确,选取纸带上第一个点计时起点
C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1 s
D.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定,可取0.02 s、0.04 s、…、n×0.02 s均可
12.如下图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s-t图象,下列说法中正确的是( )
A.甲启动的时刻比乙早t1秒 B.当0C.当t =t2秒时,两物体相距最远 D.当t =t3秒 时,两物体相距s1米
三、填空题(共4题,第14题3分,其余每空1分,共10分)
13..数字化信息系统(DIS)是由____________、数据采集器和计算机三部分构成。“用DIS测定瞬时速度”的实验装置如图所示,挡光片宽度为5×10-3m,实验中挡光片通过光电门的时间为0.02s,则小车此时的瞬时速度为___________m/s。
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.某同学在用打点计时器研究落体运动时,如果纸带上打出的点不清晰,可能的原因是___________________;如果打出的点变成了一些短线,可能的原因是__________________.
16.在用接在50 Hz交流电源上的打点计时器《探究小车的速度随时间变化的规律》的实验中,得到如图所示的一条纸带,从比较清晰的点开始起,每5个打印点取一个计数点,分别标上0、1、2、3、4……量得0与1两点间的距离s1="30" mm,1与2两点间的距离s2=36mm,3与4两点间的距离s4="48" mm,则小车在0与1两点间平均速度为________,小车在3与4两点间平均速度为________,小车在1点时的速度约为________.
四、解答题(共3题,每题10分,共30分)
17.如图为一升降机向上做直线运动的速度-时间图像,根据图像求:
(1)升降机向上运动中的最大速度;
(2)升降机上升的总高度;
(3)升降机在整个上升过程中的平均速度大小。
18.如图所示,表示一质点在6s内的x-t图像.试据此分析质点的较详细的运动情况,并画出它的v-t图像.
19.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?
参考答案
1.C
【分析】
了解打点计时器的工作电压、工作原理,掌握基本仪器的使用即可正确解答.
【详解】
打点计时器使用的电源交流电源,故A错误.电源电压偏低会使得打出的点迹不够清晰.故B错误.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.纸带理顺推平,不让它卷曲、歪斜.故D错误.故选C.
2.B
【解析】
【详解】
A.根据图象的斜率等于速度,知A图表示物体的速度增大,做加速直线运动,故A不符合题意.
B.图中切线的斜率先减小后为零,说明速度先减小后为零,能表示汽车的运动情况,故B符合题意.
C.表示物体的速度不变,做匀速直线运动,故C不符合题意.
D.图中的斜率为零,保持不变,说明物体静止,故D不符合题意.
3.D
【详解】
AB.因为质点做变速直线运动,在A点前后1s内的速度都不等于3m/s,则质点在过A点前1s内或后1s内的位移不一定等于3m,故AB错误;
C.若质点从A点做减速直线运动,则以后每1s内的速度小于3m/s,所以以后每1s内的位移不是3m,故C错误;
D.若质点从A点做匀速直线运动,速度保持不变,由
即知以后每1s内的位移是3m,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】
A. 做这个实验时,让小车做变速运动即可,不考虑平衡摩擦力,所以长木板可以水平摆放,也可以一端高一端低,故A错误;
BC. 使用刻度尺测量长度时,,要估读到最小刻度的下一位,故B错误,C正确;
D. 作v-t图象时,用平滑的曲线尽可能多地通过所描的点,但不必经过每一个点,故D错误.
5.D
【详解】
A.由图象可知,10s-20s小张的位移不变,则静止不动,故A错误;
B.位移图象的“斜率”等于速度,则在第6s的速度:
故B错误;
C.由图可知,小张在20s-40s内做匀速直线运动,则加速度为0,故C错误;
D.由图可知,小张距离出发点最远为30m,故D正确;
6.D
【详解】
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。
7.C
【详解】
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。
8.BD
【详解】
作v-t图时,为了使图线尽量准确,应该有较多的数据点,选项A错误B正确;作图时应使尽量多的点在直线上,其他的点均匀地分布在直线两侧,个别误差大的点,可以舍去不予考虑,选项C错误D正确.
9.AB
【详解】
A.打点计时器是每隔0.02s打下一个点,所以数点就知道时间间隔,故A正确;
B.位移可以通过测量两点之间的距离得到,故B正确;
C.若实验时运动情况并不是匀速直线运动,匀变速直线运动等,而是特殊的运动,则瞬时速度不能通过打出的纸带得到,故C错误;
D.平均速度的求解只需要得到两点之间的位移和通过两点的时间两个未知参量,它们分别可以通过测量和数打点的个数来获得,但求解需要计算,不能直接得到,故D错误。
故选AB。
10.BD
【详解】
试题分析:A、B、在打下计数点“0”至“5”的过程中,从图中可以发现纸带甲的位移比乙的小,时间一样,因此甲的平均速度比乙小,故A错误,B正确;
C、D、在打下计数点“0”至“5”的过程中,从图中可以发现纸带甲的相邻的时间间隔位移之差比乙的小,所以纸带甲的加速度比乙的小,故C错误,D正确.
故选BD.
11.AD
【详解】
小车开始运动时速度较小,点迹比较密集,不便于测量,所以舍掉开头过于密集的点,故A正确B错误;选择计数点时,应以测量误差小为依据,不是只能取0.1s,可以选0.02s、0.04s、…、n×0.02s均可,C错误D正确.
12.AD
【详解】
A.由图象可以看出,乙在t1时刻才开始运动,所以甲启动的时刻比乙早t1;故A正确.
B.甲的位置随时间均匀减小,表示甲做负向的匀速直线运动;故B错误.
C.当t=t2时,两图象相交即两物体相遇;故C错误.
D.当t=t3时,甲的位移为零,乙的位移为s1,所以当t=t3时,两物体相距s1;故D正确.
13.传感器 0.25
【详解】
[1]数字化信息系统由传感器、数据采集器和计算机三部分组成;
[2]根据平均速度公式可以知道,小车的瞬时速度为
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.电压过低或振针调节过短 振针调节离纸带过近
【详解】
电磁打点计时器的振针做电磁振动在纸带上打点,通过纸带上的点来测量时间.所以打点不清晰,说明振针对纸带的力不够,电压过低或振针调节过短.同理若打出一些短线,就是振针调节离纸带过近.
思路分析:电磁打点计时器的振针做电磁振动在纸带上打点,通过纸带上的点来测量时间.所以打点不清晰,说明振针对纸带的力不够,电压过低或振针调节过短.同理若打出一些短线,就是振针调节离纸带过近.
试题点评:本题考查了对打点计时器工作时出现的问题的原因的理解
16.0.30m/s 0.48 m/s 0.33 m/s
【详解】
试题分析:每5个打印点取一个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,则小车在0、1两点间平均速度,小车在3与4两点间平均速度为;小车在1点时的速度约为.
考点:探究小车的速度随时间变化的规律
17.6m/s 42m 4.2m/s
【详解】
(1)根据v—t图象可知,升降机向上运动中的最大速度为vm=6m/s.
(2)升降机先加速向上,再匀速向上,然后减速向上,当t=10s时,速度减小为零,升降机上升到最大高度,在v—t图象中图线与时间轴围成的梯形的面积表示物体在这段时间内通过的位移,所以,总高度
(3)平均速度等于总位移除以总时间
18.见解析
【详解】
x-t图象上直线斜率表示速度,所以0~2s的速度
2s~4s的速度
4s~6s的速度
质点的运动情况:0~2s内做匀速直线运动,速度大小为3m/s,2s末离开出发点6m;2s~4s内物体静止于离出发点6m处;4s~5s质点反方向做匀速直线运动,速度大小为6m/s,5s末回到出发点,5s~6s质点继续以6m/s的速度反方向匀速运动,6s末位移为-6m.v-t图象如图所示.
19.
【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