2019版物理新教材人教版必修一同步练习：2.1探测小车速度随时间的变化关系（word解析版)
文档属性
| 名称 | 2019版物理新教材人教版必修一同步练习：2.1探测小车速度随时间的变化关系（word解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 236.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-12 10:00:15 | ||
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文档简介
2019版物理新教材人教版必修一同步练习：2.1探测小车速度随时间的变化关系（word解析版)
1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有
A．低压交流电源 B．220V交流电源 C．刻度尺 D．天平
2．甲、乙两同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，
甲同学实验装置如图（a）所示，打点计时器的工作频率为50Hz．纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．则：
(1)部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．
B．接通电源，打点计时器工作．
C．放开小车．
D．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．
E．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔．
上述实验步骤的正确顺序是：________________（用字母填写）．
(2)图（b）中打A点时小车运动的速度vA=__________m/s．
(3)图（b）中小车运动的加速度a=____________m/s2．
(4)若电源频率低于50赫兹时，仍按相邻两个计数点时间间隔为0.10s计算，则测出小车的加速度__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）．
3．如图是气垫导轨装置图，现在利用气垫导轨来测量滑块的速度，滑块上安装了宽度为1.2 cm的遮光条，滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为△t1=0.10s，通过第二个光电门的时间为△t2=0.05s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=4.0s。则滑块的加速度大小为________m/s2
4．下图是用打点计时器打出的一条纸带，一纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面，图中A,B,C,D,E为按时间顺序所取的5个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，则打点计时器(频率为50Hz)打下B点时的瞬时速度为________m/s，小车的加速度为____________m/s2
5．一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0.06 m/s，v3＝___m/s，v4＝0.18 m/s，v5＝____m/s。
6．在“研究小车速度随时间变化的规律”的实验中：
（1）打点计时器是利用____________(填“直流”或“交流”)电源进行打点计时的仪器，其中电火花打点计时器所用的电压为____________V。
（2）实验过程中，下列做法正确的是______。
A．先接通电源，再使纸带运动 B．先使纸带运动，再接通电源
（3）电源频率为50Hz，如图所示，纸带舍去前面比较密集的点，从0点开始每隔4个连续点取1个计数点，各计数点与0计数点之间的距离依次为x1＝3.00 cm、x2＝7.50 cm、x3＝13.50 cm，则计数点1的速度v1＝_______m/s，计数点2的速度v2＝_______m/s，小车运动的加速度为________m/s2。（计算结果均保留三位有效数字）
7．某同学用频闪照相法研究小球的自由落体运动，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究.已知小球在释放位置时，球心与刻度尺的零刻度线对齐.
(1)根据图中的数据，请你读出小球运动到照片中第5个相点时，下落的高度为_____ m；
(2)若所用照相机的曝光频率为f，照片上1、3相点距离和1、5相点距离分别为s1、s2，则相点2所对应小球的速度v＝________，小球自由下落的加速度a＝________.
8．如图所示是利用光电门近似测瞬时速度的实验，若遮光条宽度△s=3cm，滑块通过第一个光电门的时间为△t1=0.15s，通过第二个光电门的时间为△t2=0.1s，则滑块经过第一个光电门时的瞬时速度为v1=________，滑块经过第二个光电门时的瞬时速度为v2=___________遮光条从开始遮住第一个光电门到遮住第二个光电门所用时间为2s，则滑块的加速度a= _________.在这个实验中要更准确的测出滑块通过光电门的瞬时速度，遮光条宽一些好还是窄一些好__________________.
9．如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。
(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度 。
(2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是( )
(A)增大两挡光片宽度(B)减小两挡光片宽度
(C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距
10．如图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带，从O点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50Hz），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得s1=1.22cm，s2=2.00cm，s3=2.78cm，s4=3.62cm，s5=4.40cm，s6=5.18cm．
（1）相邻两计数点间的时间间隔为T=_______s
（2）打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3=________m/s
（3）计算小车的加速度大小为a=______m/s2（计算结果保留两位有效数字）．
参考答案
1．AC
【解析】
【详解】
电磁打点计时器应使用低压交流电源，测量纸带上点间的距离需用到刻度尺。
A. A项与上述分析结论相符，故A正确；
B.B项与上述分析结论不相符，故B错误；
C. C项与上述分析结论相符，故C正确；
D. D项与上述分析结论不相符，故D错误。
2．EDBCA 0.34 0.39 偏大
【解析】
【详解】
(1)[1]实验步骤的正确顺序是：E．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔．D．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．B．接通电源，打点计时器工作．C．放开小车．A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．即正确顺序是EDBCA．
(2)[2]每相邻两点之间还有4个记录点未画出，则：
打A点时小车运动的速度
(3)[3]小车运动的加速度
(4)[4]若电源频率低于50赫兹时，则相邻两个计数点时间间隔；若仍按相邻两个计数点时间间隔为0.10s计算，即；据知，测出小车的加速度偏大。
3．0.03
【解析】
【详解】
[1] 根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动，则遮光板通过第一个光电门的速度：
遮光板通过第二个光电门的速度：
故滑块的加速度
4．0.26 0.4
【解析】
【详解】
[1] AC段的平均速度等于B点的瞬时速度，B点的瞬时速度为：
[2] 因为连续相等时间内的位移之差为：，根据△x=aT2得：
5．0.12 0.24
【解析】
【详解】
[1].如题图所示，x1＋x2＝0.06 m，
而
v2＝m/s＝0.06 m/s，
故
T＝0.5 s
则
v3＝＝m/s＝0.12 m/s，
[2].又
x4＋x5＝0.24 m，
则
v5＝＝m/s＝0.24 m/s.
6．交流 220V A 0.375 m/s 0.525 m/s 1.50m/s2
【解析】
【详解】
(1)[1][2]打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.电火花打点计时器所用的电压为220V.
(2)[3]打点计时器的使用规范就是先接通电源，后释放纸带使纸带运动.选A.
(3)[4][5][6] 从0点开始每隔4个连续点取1个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.1s
利用匀变速直线运动的推论得：
根据匀变速直线运动的公式：
计算得出.
7．0.2119(0.2118～0.2120)
【解析】
【详解】
(1)[1].由图可知，下落的高度h=21.19cm=0.2119m (0.2118m～0.2120m) ．
(2)[2].根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，相点2的瞬时速度
．
[3].根据
s2?2s1＝a(2T)2
得，
．
8．0.2m/s 0.3m/s 0.05m/s2 窄一些好
【解析】
【详解】
[1][2]由于遮光板通过光电门的时间很短，可以认为滑块在这很短的时间内做匀速运动，也就是说用这段时间内的平均速度代表瞬时速度．
第一个光电门时的瞬时速度为
v1m/s＝0.2m/s，
第二个光电门时的瞬时速度为
v2m/s＝0.3m/s，
[3]滑块的加速度为
[4] 遮光板通过光电门的平均速度代表瞬时速度，遮光条窄一些，误差更小．
9．（1）(2)B，C
【解析】
试题分析：（1）小车经过两光电门的速度，，根据匀变速运动的规律，可求加速度a=；
（2）本实验测量的物理量是两个挡光时间及两光电门间的距离，挡光时间越小，小车经过光电门的速度就越接近瞬时速度，故减小两挡光片宽度b，可减小误差，增大两挡光片间距d，可减小测量误差，故BC正确；AD错误。
考点：测量做匀加速直线运动小车的加速度
【名师点睛】
10．0.1 0.32 0.80
【解析】
【详解】
（1）[1].由于从O点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50Hz），所以相邻的计数点间有5个时间间隔，即T=5×0.02s=0.1s； （2）[2].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，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小；
（3）[3].根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：
s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：
1．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有
A．低压交流电源 B．220V交流电源 C．刻度尺 D．天平
2．甲、乙两同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，
甲同学实验装置如图（a）所示，打点计时器的工作频率为50Hz．纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．则：
(1)部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．
B．接通电源，打点计时器工作．
C．放开小车．
D．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．
E．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔．
上述实验步骤的正确顺序是：________________（用字母填写）．
(2)图（b）中打A点时小车运动的速度vA=__________m/s．
(3)图（b）中小车运动的加速度a=____________m/s2．
(4)若电源频率低于50赫兹时，仍按相邻两个计数点时间间隔为0.10s计算，则测出小车的加速度__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）．
3．如图是气垫导轨装置图，现在利用气垫导轨来测量滑块的速度，滑块上安装了宽度为1.2 cm的遮光条，滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为△t1=0.10s，通过第二个光电门的时间为△t2=0.05s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=4.0s。则滑块的加速度大小为________m/s2
4．下图是用打点计时器打出的一条纸带，一纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面，图中A,B,C,D,E为按时间顺序所取的5个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，则打点计时器(频率为50Hz)打下B点时的瞬时速度为________m/s，小车的加速度为____________m/s2
5．一小球在桌面上从静止开始做加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻。摄影机连续两次曝光的时间间隔均相同，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0.06 m/s，v3＝___m/s，v4＝0.18 m/s，v5＝____m/s。
6．在“研究小车速度随时间变化的规律”的实验中：
（1）打点计时器是利用____________(填“直流”或“交流”)电源进行打点计时的仪器，其中电火花打点计时器所用的电压为____________V。
（2）实验过程中，下列做法正确的是______。
A．先接通电源，再使纸带运动 B．先使纸带运动，再接通电源
（3）电源频率为50Hz，如图所示，纸带舍去前面比较密集的点，从0点开始每隔4个连续点取1个计数点，各计数点与0计数点之间的距离依次为x1＝3.00 cm、x2＝7.50 cm、x3＝13.50 cm，则计数点1的速度v1＝_______m/s，计数点2的速度v2＝_______m/s，小车运动的加速度为________m/s2。（计算结果均保留三位有效数字）
7．某同学用频闪照相法研究小球的自由落体运动，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究.已知小球在释放位置时，球心与刻度尺的零刻度线对齐.
(1)根据图中的数据，请你读出小球运动到照片中第5个相点时，下落的高度为_____ m；
(2)若所用照相机的曝光频率为f，照片上1、3相点距离和1、5相点距离分别为s1、s2，则相点2所对应小球的速度v＝________，小球自由下落的加速度a＝________.
8．如图所示是利用光电门近似测瞬时速度的实验，若遮光条宽度△s=3cm，滑块通过第一个光电门的时间为△t1=0.15s，通过第二个光电门的时间为△t2=0.1s，则滑块经过第一个光电门时的瞬时速度为v1=________，滑块经过第二个光电门时的瞬时速度为v2=___________遮光条从开始遮住第一个光电门到遮住第二个光电门所用时间为2s，则滑块的加速度a= _________.在这个实验中要更准确的测出滑块通过光电门的瞬时速度，遮光条宽一些好还是窄一些好__________________.
9．如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。
(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度 。
(2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是( )
(A)增大两挡光片宽度(B)减小两挡光片宽度
(C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距
10．如图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带，从O点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50Hz），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得s1=1.22cm，s2=2.00cm，s3=2.78cm，s4=3.62cm，s5=4.40cm，s6=5.18cm．
（1）相邻两计数点间的时间间隔为T=_______s
（2）打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3=________m/s
（3）计算小车的加速度大小为a=______m/s2（计算结果保留两位有效数字）．
参考答案
1．AC
【解析】
【详解】
电磁打点计时器应使用低压交流电源，测量纸带上点间的距离需用到刻度尺。
A. A项与上述分析结论相符，故A正确；
B.B项与上述分析结论不相符，故B错误；
C. C项与上述分析结论相符，故C正确；
D. D项与上述分析结论不相符，故D错误。
2．EDBCA 0.34 0.39 偏大
【解析】
【详解】
(1)[1]实验步骤的正确顺序是：E．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔．D．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．B．接通电源，打点计时器工作．C．放开小车．A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．即正确顺序是EDBCA．
(2)[2]每相邻两点之间还有4个记录点未画出，则：
打A点时小车运动的速度
(3)[3]小车运动的加速度
(4)[4]若电源频率低于50赫兹时，则相邻两个计数点时间间隔；若仍按相邻两个计数点时间间隔为0.10s计算，即；据知，测出小车的加速度偏大。
3．0.03
【解析】
【详解】
[1] 根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动，则遮光板通过第一个光电门的速度：
遮光板通过第二个光电门的速度：
故滑块的加速度
4．0.26 0.4
【解析】
【详解】
[1] AC段的平均速度等于B点的瞬时速度，B点的瞬时速度为：
[2] 因为连续相等时间内的位移之差为：，根据△x=aT2得：
5．0.12 0.24
【解析】
【详解】
[1].如题图所示，x1＋x2＝0.06 m，
而
v2＝m/s＝0.06 m/s，
故
T＝0.5 s
则
v3＝＝m/s＝0.12 m/s，
[2].又
x4＋x5＝0.24 m，
则
v5＝＝m/s＝0.24 m/s.
6．交流 220V A 0.375 m/s 0.525 m/s 1.50m/s2
【解析】
【详解】
(1)[1][2]打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.电火花打点计时器所用的电压为220V.
(2)[3]打点计时器的使用规范就是先接通电源，后释放纸带使纸带运动.选A.
(3)[4][5][6] 从0点开始每隔4个连续点取1个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.1s
利用匀变速直线运动的推论得：
根据匀变速直线运动的公式：
计算得出.
7．0.2119(0.2118～0.2120)
【解析】
【详解】
(1)[1].由图可知，下落的高度h=21.19cm=0.2119m (0.2118m～0.2120m) ．
(2)[2].根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，相点2的瞬时速度
．
[3].根据
s2?2s1＝a(2T)2
得，
．
8．0.2m/s 0.3m/s 0.05m/s2 窄一些好
【解析】
【详解】
[1][2]由于遮光板通过光电门的时间很短，可以认为滑块在这很短的时间内做匀速运动，也就是说用这段时间内的平均速度代表瞬时速度．
第一个光电门时的瞬时速度为
v1m/s＝0.2m/s，
第二个光电门时的瞬时速度为
v2m/s＝0.3m/s，
[3]滑块的加速度为
[4] 遮光板通过光电门的平均速度代表瞬时速度，遮光条窄一些，误差更小．
9．（1）(2)B，C
【解析】
试题分析：（1）小车经过两光电门的速度，，根据匀变速运动的规律，可求加速度a=；
（2）本实验测量的物理量是两个挡光时间及两光电门间的距离，挡光时间越小，小车经过光电门的速度就越接近瞬时速度，故减小两挡光片宽度b，可减小误差，增大两挡光片间距d，可减小测量误差，故BC正确；AD错误。
考点：测量做匀加速直线运动小车的加速度
【名师点睛】
10．0.1 0.32 0.80
【解析】
【详解】
（1）[1].由于从O点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50Hz），所以相邻的计数点间有5个时间间隔，即T=5×0.02s=0.1s； （2）[2].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，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小；
（3）[3].根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：
s4-s1=3a1T2
s5-s2=3a2T2
s6-s3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：