2.4科学测量：做直线运动物体的瞬时速度——2022-2023学年高一物理鲁科版（2019）必修第一册同步课时训练（Word版含答案）

2.4科学测量：做直线运动物体的瞬时速度
一、练概念
1.打点计时器是一种常用的实验仪器,它使用的电源及其直接测量的物理量分别是( )
A.直流电、测量位移和速度 B.直流电、测量瞬时速度和加速度
C.交流电、测量速度和加速度 D.交流电、测量时间
2.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间，测得遮光条的宽度为，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.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角
3.如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段,两点为计数点,中间点迹为实际点迹,打点计时器电源的频率为50 Hz,则两点间的时间间隔为( )
A.0.01 s B.0.02 s C.0.05 s D.0.10 s
二、练能力
4.如图所示，这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹，已知打点计时器所使用电源的周期为T，要计算打点计时器打E点时纸带的瞬时速度，下列做法中误差最小的是( )
A.测量出A，I两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出
B.测量出B、H两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出
C.测量出C，G两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出
D.测量出D、F两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出
5.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像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.当电源频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.05 s打一个点
B.小车做匀速直线运动
C.小车的加速度大小为
D.小车在时的速度大小是0.04 m/s
6.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，在图示记录的时间内( )
A.纸带均做匀速运动 B.丙纸带的平均速度最大
C.丁纸带的平均速度最大 D.乙和丁纸带的平均速度一样大
7.（多选）在研究小车速度随时间变化规律的实验中，某小组同学关于“如何测量各个计时点对应的小车瞬时速度”的问题上发生了争执。以C点为例，甲同学认为应测量段的平均速度；乙同学认为应测量段的平均速度；丙同学认为应测量段的平均速度。根据你对瞬时速度的理解，不考虑测量误差的影响，下列说法正确的是( )
A.若小车做匀变速运动，则甲同学获得的就是每个点准确的瞬时速度
B.若小车做匀变速运动，则三位同学获得的每个点的瞬时速度都是准确的
C.无论小车做匀变速还是非匀变速运动，甲同学获得的都是每个点准确的瞬时速度
D.无论小车做匀变速还是非匀变速运动，乙同学测量的瞬时速度都比丙同学的更准确
8.用打点计时器测速度的实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中为依次先后相邻的计数点,图中数值的单位为cm。相邻计数点间还有4个点没有标记,所用交流电频率为50 Hz。
(1)小车做_______运动；(选填“匀速直线”“匀加速直线”或“匀减速直线”)
(2)计算_______m/s,_______m/s。(结果保留三位有效数字)
9.在“探究匀变速直线运动”的实验中,某同学用打点计时器打出了一条纸带。他从比较清晰的点起,选取了五个计数点,每相邻两计数点间还有4个计时点图中未画出,打点计时器打点时间间隔为0.02 s,如图所示。则打下两计数点的时间间隔为_____s,两点间的平均速度大小为________m/s,打C点时的瞬时速度大小为_______m/s。
答案以及解析
1.答案：D
解析：常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器使用的是交流电,它们是每隔0.02 s打一个点,则它直接测量的物理量是时间,故选D。
2.答案：A
解析：换用宽度更窄的遮光条，时间更短，选项A正确；提高测量遮光条宽度的精确度，不能缩短，选项B错误；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将平均速度近似看作瞬时速度，所以要计算滑块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，则变长，选项C错误；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，选项D错误。
3.答案：D
解析：已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02 s。由图可知,两点间有5个间隔,故间的时间间隔为,故选D。
4.答案：D
解析：由平均速度的定义式可知，当无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度。所以时间越短，平均速度越接近于瞬时速度，误差越小，D正确，ABC错误。
5.答案：D
解析：当电源频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.02 s打一个点,故A错误;根据图像知,小车做匀加速直线运动,在时的速度大小是0.04 m/s,直线的斜率为,故B、C错误,D正确。
6.答案：C
解析：甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀，故甲、乙、丙不是做匀速运动，故A错误；丙纸带上的点迹最多，则所用时间最长，而且位移小，故平均速度最小，故B错误；甲、乙、丁上均有5个点，但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大，故丁的平均速度最大，故C正确，D错误.
7.答案：AD
解析：若小车做匀变速运动，C点瞬时速度即段的平均速度，所以甲同学获得的就是每个点准确的瞬时速度，故A正确，B、C错误；由公式可知，越接近0，v越接近瞬时速度，所以无论小车做匀变速还是非匀变速运动，乙同学测量的瞬时速度都比丙同学的更准确，故D正确。
8.答案：(1)匀加速直线
(2)2.64;5.16
解析：(1)由题意可知,,,,
相邻相等时间内的位移差为常数,因此小车做匀加速直线运动。
(2)匀加速直线运动中,根据时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有:
同理,
根据,解得:
9.答案：0.1;0.36;0.42
解析：每相邻两计数点间还有4个计时点,即每五个点取作一个计数点,因此计数点之间的时间间隔为:;
由图可知:,
则之间的平均速度大小为,
,
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得:
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