2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律 同步分层作业(word版含答案)

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名称 2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律 同步分层作业(word版含答案)
格式 doc
文件大小 227.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-07 17:07:01

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文档简介

(基础篇)2021-2022学年上学期高中物理人教版(2019)高一同步分层作业2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律
一.选择题(共7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.小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带,然后进行数据处理
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.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1s
2.用打点计时器研究物体运动时,接通电源和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
3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,已提供电火花计时器、纸带,一端附有滑轮的长木块,小车,细绳、钩码等,还需要用到下列器材中的(  )
A. B.
C. D.
4.在测量瞬时速度的实验中,光电门传感器测量的是(  )
A.挡光片宽度 B.挡光时间 C.平均速度 D.加速度
5.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v﹣t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
6.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法错误的是(  )
A.把长木板平放在实验桌上,使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端
B.在释放小车前,小车应靠近打点计时器
C.应先接通电源,待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车
D.钩码的质量越大越好
7.某同学利用如图所示装置研究匀变速直线运动规律。实验中下列措施必要的是(  )
A.打点计时器接220V交流电源
B.平衡小车与长木板间的摩擦力
C.细线必须与长木板平行
D.小车的质量远大于钩码的质量
二.多选题(共2小题)
8.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△t越小越好
B.从理论上讲,误差大小与△t的大小无关
C.从实验的角度看,选取的△x大小与速度测量的误差有关
D.从实验的角度看,选取的△x 大小与速度测量的误差无关
9.关于“探究小车速度随时间变化的规律”实验,下列说法正确的是(  )
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v﹣t图线处理数据时,所描图线必须经过每一个点
三.实验题(共2小题)
10.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,打点计时器打出的一条纸带如图所示。A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点。相邻的两个计数点之间有四个点未画出(已知打点计时器打点频率为50Hz)。则打点计时器打下D点时小车的瞬时速度vD=   m/s;小车的加速度a=   m/s2。(结果均保留两位有效数字)
11.某同学在用电火花打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中打出的点如图所示,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的离如图所示。
(1)电火花打点计时器使用    V的    电源,电源的频率是50Hz,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,则每两个相邻的计数点之间的时间间隔为    秒。
(2)计算出AC段的平均速度:v=   m/s(保留二位有效数字)。C点时小车的瞬时速度:vC=   m/s(保留二位有效数字)。
(基础篇)2021-2022学年上学期高中物理人教版(2019)高一同步分层作业2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律
参考答案与试题解析
一.选择题(共7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.小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带,然后进行数据处理
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.两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1s
【分析】正确解答本题需要掌握:打点计时器的使用以及简单构造,小车应该从靠近打点计时器的位置处释放,并非紧靠.
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.
【解答】解:A、小车在钩码的牵引下运动时,采用多次测量,打出多条纸带,进行数据处理,有利于减小误差,故A错误;
B、纸带上开始时密集的点,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,两相邻测量点间的时间间隔不一定取0.1s,故D错误;
故选:C。
【点评】本题比较简单,考查了基本仪器的使用和基础实验的操作细节,对于基础知识,平时训练不可忽略,要在练习中不断加强.
2.用打点计时器研究物体运动时,接通电源和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
【分析】理解实验过程应当先接通电源,在释放纸带.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.
【解答】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A正确。
故选:A。
【点评】要注意理解打点计时器的工作原理、电压、打点时间间隔以及操作的先后顺序.
3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,已提供电火花计时器、纸带,一端附有滑轮的长木块,小车,细绳、钩码等,还需要用到下列器材中的(  )
A. B.
C. D.
【分析】根据实验目的明确实验步骤和所要测量的物理量,即可知道实验所需要的实验器材。
【解答】解:根据“探究小车速度随时间变化的规律”原理可知,本实验需要测量的物理量是位移和时间,用打点计时器打出的纸带上的点就可以算出时间,用刻度尺可以测出两点间的距离,因此,不需要弹簧测力计、天平以及秒表,但需要用到刻度尺,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】对于基本实验仪器,要会正确使用,了解其工作原理,为将来具体实验打好基础;同时对于实验装置和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去做做。
4.在测量瞬时速度的实验中,光电门传感器测量的是(  )
A.挡光片宽度 B.挡光时间 C.平均速度 D.加速度
【分析】明确光电门的作用,主要是测量遮光片通过光电门的遮光时间即可判断。
【解答】解:光电门传感器测量的是遮光片通过光电门的遮光时间,故ACD错误,B正确;
故选:B。
【点评】本题主要考查了光电门,抓住光电门的作用及使用方法即可。
5.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v﹣t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
【分析】画v﹣t图象时,采用描点法作图时,抓住速度不能发生突变,应用平滑的曲线把这些点连起来。
【解答】解: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。
【点评】解决本题时,要知道采用描点法作图时,应用平滑的曲线连线,明确速度不能发生突变,不能出现拐点。
6.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法错误的是(  )
A.把长木板平放在实验桌上,使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端
B.在释放小车前,小车应靠近打点计时器
C.应先接通电源,待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车
D.钩码的质量越大越好
【分析】正确解答本题需要掌握:打点计时器的使用以及简单构造等,明确实验原理,同时掌握一些实验细节以及实验中的注意事项。
【解答】解:A、把长木板平放在实验桌上,使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端,这样可以有效利用纸带,故A正确;
B、在释放小车前,小车应靠近打点计时器,让小车从远离滑轮端开始运动,可以尽可能的打更多的点,故B正确;
C、为了打点稳定,应先接通电源,待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车,故C正确;
D、如果钩码质量太大,小车运动的加速度过大,打出的点较少,不利用实验数据处理,所以钩码的质量适中即可,不是越大越好,故D错误。
本题选错误的,
故选:D。
【点评】本题比较简单,考查了基本仪器的使用和基础实验的操作细节,对于基础知识,平时训练不可忽略,要在练习中不断加强.
7.某同学利用如图所示装置研究匀变速直线运动规律。实验中下列措施必要的是(  )
A.打点计时器接220V交流电源
B.平衡小车与长木板间的摩擦力
C.细线必须与长木板平行
D.小车的质量远大于钩码的质量
【分析】根据实验原理,这个实验需要先接通电源再释放小车、细线必须与长木板平行,不需要平衡摩擦力。
【解答】解:A、打点计时器接8V左右的交流电源,故A错误;
B、研究匀变速直线运动规律的实验不需要平衡摩擦力,保证小车受恒力的作用即可,故B错误;
C、细线必须与长木板平行,保证小车受恒力的作用,故C正确;
D、研究匀变速直线运动规律的实验,不需要小车的质量远大于钩码的质量,故D错误;
故选:C。
【点评】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,只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目,而实验步骤,实验数据的处理都与实验原理有关,故要加强对实验原理的学习和掌握。
二.多选题(共2小题)
8.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△t越小越好
B.从理论上讲,误差大小与△t的大小无关
C.从实验的角度看,选取的△x大小与速度测量的误差有关
D.从实验的角度看,选取的△x 大小与速度测量的误差无关
【分析】根据极限思维可以得到瞬时速度的大小,但是对时间来说的,并不是对位移来说的,所以在理论上位移的大小对速度的测量没有影响。
【解答】解:AB、理论上是当△t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△t的要求,△t越小越好,但△t越小时,△t的测量会出现误差,则误差大小与△t有关,故A正确,B错误;
CD、在实际测量中,如果选取的△x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△x越小越好,故C正确,D错误。
故选:AC。
【点评】在实际测量中相对来说测量的距离越小,则相对误差越大,测量的距离越大,相对误差越小。
9.关于“探究小车速度随时间变化的规律”实验,下列说法正确的是(  )
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v﹣t图线处理数据时,所描图线必须经过每一个点
【分析】正确解答本题需要掌握:打点计时器的使用以及简单构造等,明确《探究小车速度随时间变化的规律》实验中一些简单操作细节等。
【解答】解:A、本实验探究小车速度随时间的变化规律,不要求木板水平放置,故A错误。
B、为了减小测量误差,应每隔四个点取一个作为计数点,故B正确。
C、使用毫米刻度尺测量计数点间的距离时,由于最小分度为1mm,故要估读到最小刻度的下一位,故C正确。
D、作v﹣t图时,让尽量多的点均匀分布在图象的两边,描绘成平滑的曲线,不要求所有的点都在图象上,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了基本仪器的使用和基础实验的操作细节,对于基础知识,平时训练不可忽略,要在练习中不断加强,明确各实验中的注意事项和数据处理的基本方法。
三.实验题(共2小题)
10.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,打点计时器打出的一条纸带如图所示。A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点。相邻的两个计数点之间有四个点未画出(已知打点计时器打点频率为50Hz)。则打点计时器打下D点时小车的瞬时速度vD= 0.84 m/s;小车的加速度a= 2.9 m/s2。(结果均保留两位有效数字)
【分析】根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度求解小车在D点的速度大小;根据“逐差法”可得小车的加速度。
【解答】解:已知打点计时器打点频率为50Hz,相邻的两个计数点之间有四个点未画出,则相邻的两个计数点之间的时间间隔为:T=5×0.02s=0.1s;
根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度可得:
vD==m/s=0.84m/s
根据“逐差法”可得小车的加速度为:
a==m/s2=2.9m/s2。
故答案为:0.84;2.9。
【点评】本题主要是考查探究小车速度随时间变化的规律,解答关键是掌握匀变速直线运动的规律,知道瞬时速度的计算方法和逐差法求解加速度的方法。
11.某同学在用电火花打点计时器研究匀变速直线运动规律的实验中打出的点如图所示,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的离如图所示。
(1)电火花打点计时器使用  220 V的  交流 电源,电源的频率是50Hz,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,则每两个相邻的计数点之间的时间间隔为  0.1 秒。
(2)计算出AC段的平均速度:v= 0.40 m/s(保留二位有效数字)。C点时小车的瞬时速度:vC= 0.47 m/s(保留二位有效数字)。
【分析】打点计时器使用的是交流电源,每隔0.02s打一次点,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,则每两个相邻的计数点之间的时间间隔;
根据匀变速直线运动的某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的瞬时速度;
【解答】解:(1)电火花打点计时器使用220V的交流电源,由题意知电源的频率是50Hz,每相邻两个计数点之间有四个点未画出,则每两个相邻的计数点之间的时间间隔为:
(2)依据平均速度公式,则AC段的平均速度为:
匀变速直线运动的某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,
那么C点的速度为:
故答案为:(1)220;交流;0.1;(2)0.40;0.47。
【点评】知道计时器使用的是交流电源,掌握实际打点时间间隔与计数点时间间隔的区别;
解决本题的关键掌握纸带的处理,会通过纸带求解瞬时速度。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。
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