2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律同步训练（解析版）

高物人教新版必修1
第二章 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律同步训练
一、单选题
1.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???????????????????????????????????????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，所描线必须经过每一个点
2.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大 （? ）
A.?????????????????????????????????????????B.?C.?????????????????????????????????????????D.?21·cn·jy·com
二、多选题
3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中下列操作正确的是（??? ）
A.?小车要从靠近打点计时器处开始释放??????????????????B.?打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C.?操作时，应先接通电源，再释放小车??????????????????D.?电磁打点计时器应使用低压直流电源
4.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v-t图象的说法中，正确的是（? ）
A.?只要确定了v-t图象中的两点，就可以得到小车运动的v-t图象，因此，实验只需要测出两组数据???????
B.?作v-t图象时，所取的点越多，图线就越准确C.?作出的v-t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21·世纪*教育网
5.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中对于减小实验误差有益的是（ ）
A.?选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位????????
B.?使小车运动的加速度尽量小些C.?舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算????????
D.?选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验【来源：21cnj*y.co*m】
三、非选择题
6.在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以下实验步骤：
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；
B．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路；
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当重的钩码，放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动；
D．断开电源，取下纸带；
E．把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌面；
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；
G．换上新纸带，重复操作两次。
（1）其中有错误的步骤是________；应改正为________。
（2）将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上：步骤顺序为________。
7.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，交流电源频率为 如图是某次实验的纸带，舍去前面比较密集的点，从0点开始计数，每隔4个连续点取1个计数点，标以1、2、3、 那么相邻两个计数点之间的时间为________s ， 各计数点与0计数点之间的距离依次为 、 、 ，则物体通过计数点2的速度 ________ ，小车运动的加速度为________ 。
8.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz．（结果保留三个有效数字）
（1）在打点计时器打B、C、D点时，小车的速度分别为vB=________?m/s； vC=________?m/s；vD=________?m/s． 21世纪教育网版权所有
（2）小车的加速度大小为________．
9.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的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5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的四个点未画出），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。21教育网
（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（在图乙中作答），并指出哪个轴相当于v轴？ jy.com
（2）从第一个计数点开始计时，为了求出0．15 s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？________。
（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________ 。 【版权所有：21教育】
10.如图所示是用打点计时器测小车瞬时速度的实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6、…现在量得0、1间的距离x1=5.18 cm，1、2间的距离x2=4.40 cm，2、3间的距离x3=3.62 cm，3、4间的距离x4=2.78 cm，4、5间的距离x5=2.00 cm，5、6间的距离x6=1.22 cm（f=50 Hz）。
（1）根据上面的记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中。
位置
1
2
3
4
5
v/（m·s–1）
________
________
________
________
________
（2）根据（1）中表格的数据，在图中画出小车的速度–时间图象________，并说明小车速度变化的特点________。www.21-cn-jy.com
11.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图1中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz.
（1）在打点计时器打B、C、D点时，小车的速度分别为vB=________?m/s；vC=________?m/s；vD=________?m/s．【出处：21教育名师】
（2）在如图2所示的坐标系中画出小车的v﹣t图象．
（3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________，此速度的物理含义是________．

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】实验过程中，一般长木板应平放，不能侧向倾斜，但适当一端高一端低，也是可以的，A错误；使用刻度尺测长度时，需要估读，B错误、C正确；作v-t图象时，若各点与直线拟合，则作直线并使直线经过尽量多的点，D错误。2·1·c·n·j·y
故答案为：C【分析】A、实验操作中的注意事项；B、测量时刻度尺读数；C、刻度尺正确读数；D、怎样正确做出v-t图象。21教育名师原创作品
2.【答案】 A
【解析】【解答】4条纸带的时间间隔相等，其中C、D 两条纸带上的点间隔均匀表明它们是做匀速直线运动，可看做加速度为零；A、B 两条纸带上的点间隔在不断增大，且A条纸带上的点相邻间距之差较大，故纸带A的加速度最大，所以选项A正确。故答案为：A21*cnjy*com
【分析】本题通过纸带上打点情况判断物体运动加速度的大小。同一打点计时器打出的纸带时间间隔是相同的，相邻两点的间距的大小只能反应平均速度的大小，间距变化大的才代表加速度大。
二、多选题
3.【答案】 A,C
【解析】A、B项：在释放小车前，小车要靠近打点计时器，远离有滑轮的一端，A符合题意，B不符合题意；
C项：应先接通电源，待打点稳定后释放小车，C符合题意；
D项：.电磁打点计时器应使用低压交流电源，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】电磁打点计时器应使用低压交流电源，实验时在释放小车前，小车要靠近打点计时器，远离有滑轮的一端，先接通电源，待打点稳定后释放小车，
4.【答案】 B,D
【解析】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。
【分析】本题考察的是“探究小车速度随时间变化的规律”实验中的作v-t图象的要求：一是测得的速度数值越多，图线越准确，只测两组数据有可能造成较大的误差；二是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。
5.【答案】 A,C,D
【解析】选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位，适当增加了测量的长度，有利于减小长度测量的误差，A正确；若小车的加速度过小，会使点过于密集，不便于测量，B错误；由实验常规可知C、D两项也有利于减小实验误差。故答案为：ACD
【分析】题目考察了实验中减小误差的措施，只要利用打点计时器都需要注意，属于学生理解并记忆的常规问题。
三、非选择题
6.【答案】（1）A 应先接通电源；再放开纸带（2）EBCFADG
【解析】（1）打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，要应先接通电源，再放开纸带，故A错误。（2）本着先安装器材，后进行实验的思路，如在该实验中，先固定长木板，安装打点计时器，准备完毕开始进行实验，注意要先打点后释放小车，做完一次实验要及时关闭电源，故正确的实验步骤是EBCFADG。
【分析】题目考察了“探究小车的速度随时间变化的规律”实验的操作步骤和注意事项。
7.【答案】0.1；0.105；0.5
【解析】电磁式打点计时器应接在低压交流电源上，每隔 打一次点。为每5个连续点取1个计数点，所以相邻两个计数点之间的时间为 .21*cnjy*com
根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度
所以：
根据推论公式
解得加速度：
【分析】利用打点周期可以计算两个计数点之间的时间；利用平均速度可以求出瞬时速度的大小；利用逐差法可以求出加速度的大小。
8.【答案】（1）1.38；2.64；3.90（2）12.6m/s2
【解析】解：交流电的频率为50Hz，则每打两个点之间的时间间隔为0.02s，则每相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出，故相邻两个计数点的时间0.10s．（1）B点的瞬时速度等于A、C段的平均速度，vB= = ≈1.38m/s．【来源：21·世纪·教育·网】
C点的瞬时速度等于B、D段的平均速度，vC= = ≈2.64m/s．
D点的瞬时速度等于CE段的平均速度，vD= = ≈3.90m/s；（2）加速度：a= = = =12.6m/s2；
故答案为：（1）1.38；2.64；3.90；（2）12.6m/s2 ．
【分析】（1）根据打点计时器的工作原理每打两个点之间的时间间隔为0.02s，则每相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出，故相邻两个计数点的时间0.10s．B点的瞬时速度等于A、C段的平均速度，C点的瞬时速度等于B、D段的平均速度，D点的瞬时速度等于CE段的平均速度，可以求解。（2）匀变速直线运动相邻相等时间位移之差等于加速度和 时间平方的成积，可以求出两个加速度，为减小偶然误差，取平均值即可求解。www-2-1-cnjy-com
9.【答案】（1）解：如图所示：
?y轴相当于v轴（2）b段（3）2．0
【解析】【解答】（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。把纸带上端中点连起来就得到v-t图线。
;（2）用b纸带的长度除以0．1 s就是完成b纸带这段长度的平均速度，也近似等于0．15 s时刻的瞬时速度，故需测出b纸带的长度。（3）0．05 s时瞬时速度 ＝ ?cm/s＝20．0 cm/s＝0．20 m/s，?? 0．45 s时瞬时速度 ＝ ?cm/s＝100 cm/s＝1．00 m/s，
a＝ ＝ ＝2．0 。
【分析】题目考察了实验数据的处理，学生要理解五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中时可得到一个v-t图像；同时还会计算速度和加速度。对学生的能力要求高，属于难度较大的题目 。
10.【答案】（1）1.2；1.0；0.8；0.6；0.4（2）；小车速度均匀变小
【解析】解：（1）每相邻两个计数点间还有1个打点计时器打下的点，即相邻两个计数点的时间间隔是0.04s
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，
有：v1= =1.2m/s
v2= =1.0m/s
v3= =0.8m/s
v4= =0.6m/s
v5= =0.4m/s
如下表
位置12345v/（m?s﹣1）1.21.00.80.60.4
⑵如图
由于v﹣t图象是一条倾斜的直线，所以速度是均匀减小．
【分析】根据匀变速运动规律“在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度”可求纸带上各点的速度，通过描点法描点、连线可作v-t图。
11.【答案】（1）1.38；2.64；3.90（2）解：如图所示:
（3）0.12m/s；A点的速度
【解析】解：（1）B点的瞬时速度等于A、C段的平均速度，
则vB= = =1.38m/s．
C点的瞬时速度等于B、D段的平均速度，
则vC= = =2.64m/s．
D点的瞬时速度等于CE段的平均速度，
则vD= = =3.90m/s．（2）根据描点法作出图线如图所示．（3）将图线延长与纵轴相交，经计算得交点的速度是：0.12m/s，此速度表示A点速度；2-1-c-n-j-y
故答案为：（1）1.38；2.64；3.90；（2）如图所示；（3）0.12m/s，A点的速度．
【分析】（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B、C、D的瞬时速度．（2）结合B、C、D的瞬时速度，作出v﹣t图线．（3）图线延长与纵轴的交点表示A点的速度．