实验针对训练(二) 实验：探究小车速度随时间变化的规律
说明：本试卷总分42分
1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。
(1)需要的实验操作有________(多选)。
A．调节滑轮使细线与轨道平行
B．倾斜轨道以平衡阻力
C．小车靠近打点计时器静止释放
D．先接通电源再释放小车
(2)经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为________ cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打计数点2时小车的速度大小为________ m/s(结果保留三位有效数字)。
2．某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置。(已知滴水计时器30 s内共滴下61个小水滴，计算结果均保留两位有效数字)
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的，水滴滴落的周期是________ s。
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________ m/s。
3．在“探究小车速度随时间的变化规律”的实验中。
(1)如图甲所示，所用打点计时器的工作电压为 ________。
A．直流220 V B．交流220 V
C．直流8 V D．交流8 V
(2)某次实验得到如图乙所示的一条清晰纸带，截取了其中一段用刻度尺(单位：cm)进行测量，在纸带上标注了A、B、C、D、E、F、G共七个计数点(每两个点迹标注一个计数点)，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，取计数点A对应时刻为0。其中计数点E所在位置的刻度尺读数为 ________ cm，小车加速过程中DF段的平均速度为 ________ m/s(计算结果保留两位有效数字)，用这一速度表示小车通过E点时的瞬时速度，并将其描在坐标纸上(其中B、C、D、F四个点已描点完成)。请同学们在坐标纸上拟合图线，并求解小车运动的加速度a＝ ________ m/s2(计算结果保留两位有效数字)。
4．(2025·四川内江高一阶段诊断)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况(交流电频率是50 Hz)，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。(以下计算结果保留3位有效数字)。
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，下列选项中：
A．时间间隔 B．位移
C．平均速度 D．瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是________，测量得到的物理量是________，通过计算能得到的物理量是________(填选项前的字母)。
(2)根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，各个速度值如下表。计算出B点速度的大小________。
vB vC vD vE vF
数值/(m·s-1) 0.479 0.560 0.640 0.721
将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线________。
(3)根据图像求出小车的加速度a＝________。
5．(源自鲁科版教材改编)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50 Hz的低压交流电源上，某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个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，由此可以得到一条表示v-t关系的图线，从而求出加速度的大小。
(1)请你在图乙xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线，其中________(选填“x”或“y”)轴相当于v轴，________(选填“x”或“y”)轴相当于t轴。
(2)从第一个计数点开始计时，为求出0.15 s时刻的瞬时速度，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。
4/4实验针对训练(二)
1．解析：(1)实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确；该实验只要使得小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B错误；为了充分利用纸带，小车应靠近打点计时器静止释放，选项C正确；先接通电源再释放小车，选项D正确。
(2)计数点1的读数为2.75 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打点周期T＝0.02 s，则打计数点2时小车的速度大小为v2＝ m/s≈1.46 m/s。
答案：(1)ACD (2)2.75 1.46
2．解析：(1)根据题意可知，小车在桌面上做减速运动，因此水滴之间的间距逐渐减小，根据题图(b)可知小车在桌面上是从右向左运动的；由于滴水计时器30 s内共滴下61个小水滴，则水滴滴落的周期是T＝ s＝0.50 s。
(2)小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为v＝ m/s＝0.25 m/s。
答案：(1)从右向左 0.50 (2)0.25
3．解析：(1)电火花计时器的工作电压为交流220 V，而电磁打点计时器的工作电压为交流8 V，题图甲中为电火花计时器，故B正确，A、C、D错误。
(2)计数点E所在位置的读数为14.50 cm，DF段的位移为xDF＝(19.15－10.30) cm＝8.85 cm
则小车加速过程中DF段的平均速度为 m/s≈1.1 m/s
描点作图，速度—时间图像如图所示。
图线的斜率表示加速度，故a＝ m/s2≈3.0 m/s2。
答案：(1)B (2)14.50 1.1 见解析图 3.0
4．解析：(1)因为打点计时器的频率为50 Hz ，则从纸带上直接得到的物理量是时间间隔，相邻的点迹(计时点)之间的时间间隔为0.02 s，故选A；可以用刻度尺测量出小车的位移大小，故选B；平均速度和瞬时速度的大小可以通过位移大小与对应的时间间隔计算出来，故选CD。
(2)每两个相邻的计数点之间有四个点未画，则相邻的计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，根据速度公式可知，B点的瞬时速度vB＝＝0.400 m/s。根据计算的点速度及表中其他各点的速度在坐标系中描点连线，如图所示。
(3)选用图像中距离较远的两点求解加速度误差更小，根据图像可知小车的加速度
a＝＝0.803 m/s2
答案：(1)A B CD (2)0.400 见解析图 (3)0.803 m/s2
5．解析：(1)分别取a、b、c、d、e五段纸带的上方中点，并连线，则得到能表示v-t关系的图线，如图所示；y轴相当于v轴，x轴相当于t轴。
(2)t＝0.15 s是BC段的中间时刻，要求t＝0.15 s时的瞬时速度，只需要测出b段纸带的长度xb，然后用求得的平均速度即可认为是t＝0.15 s时刻的瞬时速度。
(3)a、e段各自中间时刻的速度分别为
va＝＝0.2 m/s
ve＝＝1.0 m/s
根据a＝得a＝ m/s2＝2 m/s2。
答案：(1)见解析图 y x (2) b (3)2
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