高中物理 必修一：2.1 匀变速直线运动的研究（含答案）

匀变速直线运动的研究
(建议用时：20分钟)
◎考点一　匀变速直线运动
1．物体在做直线运动，则下列对物体运动的描述正确的是(　　)
A．加速度为负值的直线运动，一定是匀减速直线运动
B．加速度大小不变的运动，一定是匀变速直线运动
C．加速度恒定(不为零)的直线运动一定是匀变速直线运动
D．若物体在运动的过程中，速度的方向发生改变，则一定不是匀变速直线运动
2．如图所示为四个物体做直线运动的速度—时间图像，由图像可知做匀加速直线运动的是(　　)
A　　　　 B　　　　C　　　　D
◎考点二　研究小车的运动
3．(多选)下列关于打点计时器的说法中正确的是 (　　)
A．电磁打点计时器是利用振针上下振动，通过复写纸在纸带上留下一行小点
B．电火花计时器是利用火花放电的原理来工作的
C．我国中学实验室中的打点计时器直接接到实验台上的插座上使用，这种打点计时器是电磁打点计时器
D．从减小纸带运动中所受阻力的角度考虑，选电火花计时器较电磁打点计时器好
4．(多选)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，得到如图所示的纸带，其中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的位移，下列可用来准确计算D点小车速度的表达式是(　　)
A．　　　 B．
C． D．
5．下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是 (　　)
①启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点 ②关掉电源　③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n个点，这些点划分出的间隔数是(n－1)，由此计算出纸带从第1个点到第n个点的运动时间　④把纸带装好　⑤了解打点计时器的结构，然后把它固定到桌子上　⑥用刻度尺测量出从第1个点到第n个点的距离
A．⑤④①②③⑥ B．⑤④①③⑥②
C．⑤④①⑥③② D．⑤④①②⑥③
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L＝30 cm.为了研究滑块的运动情况，在滑块上安装了一宽度为d＝1 cm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．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接在频率为50 Hz的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每五个点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每两个相邻计数点间还有四个点未画出)，如图甲所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示。
　　　　　　　　 　甲　　　　　　　　　　乙
(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v t关系的图线，并指出哪个轴相当于v轴。
(2)从第一个计数点开始计时，为了求出t＝0.15 s时的瞬时速度，需要测出________(选填“a”“b”“c”“d”或“e”)段纸带的长度。
(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则可求出加速度的大小为________m/s2。
参考答案：
◎考点一　匀变速直线运动
1．物体在做直线运动，则下列对物体运动的描述正确的是(　　)
A．加速度为负值的直线运动，一定是匀减速直线运动
B．加速度大小不变的运动，一定是匀变速直线运动
C．加速度恒定(不为零)的直线运动一定是匀变速直线运动
D．若物体在运动的过程中，速度的方向发生改变，则一定不是匀变速直线运动
C　[物体速度为负值，加速度为负值且保持不变时是匀加速直线运动，A错误；加速度是矢量，加速度大小不变，若方向改变，则加速度是变化的，不是匀变速直线运动，B错误，C正确；速度的方向发生改变，加速度可能保持不变，即可能为匀变速直线运动，例如，物体在做匀减速直线运动时，当速度减小到零后，运动的方向会发生改变，变为反向匀加速直线运动，D错误．]
2．如图所示为四个物体做直线运动的速度—时间图像，由图像可知做匀加速直线运动的是(　　)
A　　　　 B　　　　C　　　　D
C　[A图像表示物体做匀速直线运动，B图像表示物体做匀减速直线运动，C图像表示物体做匀加速直线运动，D图像表示物体做加速度增大的加速运动．故选项C正确．]
◎考点二　研究小车的运动
3．(多选)下列关于打点计时器的说法中正确的是 (　　)
A．电磁打点计时器是利用振针上下振动，通过复写纸在纸带上留下一行小点
B．电火花计时器是利用火花放电的原理来工作的
C．我国中学实验室中的打点计时器直接接到实验台上的插座上使用，这种打点计时器是电磁打点计时器
D．从减小纸带运动中所受阻力的角度考虑，选电火花计时器较电磁打点计时器好
ABD　[根据电磁打点计时器和电火花计时器的构造知，选项A、B正确；电火花计时器由于利用的是火花放电的原理来工作的，使用时摩擦较电磁打点计时器的小，选项D正确；我国使用的是220 V交流电，所以直接接到实验台上的插座上使用的打点计时器应该是电火花计时器，选项C错误．]
4．(多选)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，得到如图所示的纸带，其中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的位移，下列可用来准确计算D点小车速度的表达式是(　　)
A．　　　 B．
C． D．
BC　[可用来计算D点小车速度的表达式有和，但比更准确一些，故B、C正确．]
5．下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是 (　　)
①启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点 ②关掉电源　③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n个点，这些点划分出的间隔数是(n－1)，由此计算出纸带从第1个点到第n个点的运动时间　④把纸带装好　⑤了解打点计时器的结构，然后把它固定到桌子上　⑥用刻度尺测量出从第1个点到第n个点的距离
A．⑤④①②③⑥ B．⑤④①③⑥②
C．⑤④①⑥③② D．⑤④①②⑥③
A　[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，故选项A正确．]
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L＝30 cm.为了研究滑块的运动情况，在滑块上安装了一宽度为d＝1 cm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
C　[滑块经过A的速度vA＝＝ m/s＝1 m/s，选项A错误；滑块经过B的速度vB＝＝ m/s＝2 m/s，选项B错误；滑块在A、B间的平均速度为＝＝ m/s＝1.5 m/s，选项C正确，D错误。]
7．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接在频率为50 Hz的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每五个点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每两个相邻计数点间还有四个点未画出)，如图甲所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示。
　　　　　　　　 　甲　　　　　　　　　　乙
(1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v t关系的图线，并指出哪个轴相当于v轴。
(2)从第一个计数点开始计时，为了求出t＝0.15 s时的瞬时速度，需要测出________(选填“a”“b”“c”“d”或“e”)段纸带的长度。
(3)若测得a段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则可求出加速度的大小为________m/s2。
[解析]　(1)以纸带宽度为时间单位0.1 s，x轴相当于t轴，y轴相当于v轴，每段纸带上端中点的纵坐标相当于这段时间中间时刻的瞬时速度，把各段纸带顶端的中点连起来即可得到v t图线，如答案图所示。
(2)用b段纸带的长度除以0.1 s就是小车通过BC段位移的平均速度，也近似等于t＝0.15 s时刻的瞬时速度，故需测出b段纸带的长度。
(3)t＝0.05 s时的瞬时速度
v1＝＝20.0 cm/s＝0.20 m/s，
t＝0.45 s时的瞬时速度
v2＝＝100 cm/s＝1.00 m/s，
则加速度大小a＝＝ m/s2＝2.0 m/s2。
[答案]　(1)v t关系的图线如图所示　y轴相当于v轴　(2)b　(3)2.0
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