山东省东平高级中学2020-2021学年鲁科版（2019）必修第一册：2.4作直线运动物体的瞬时速度 巩固练习（含解析）

2.4作直线运动物体的瞬时速度 巩固练习（含解析）
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．在选取计数点时必须从纸带上第一个打点开始选取
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图时，所描的线要确保经过每一个点
2．用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040s则滑块经过光电门位置时的速度大小为（　　）
A． B．
C． D．
3．某同学用如图所示的实验装置探究滑块运动的速度随时间变化的规律。所用器材包括:气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门（两光电门相距X）、砝码盘和砝码等。实验步骤如下：(1)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与缺码盘连接，并让细线水平拉动滑块；(2)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间△t1、△t2及遮光片从A运动到B所用的时间t12。下列关于滑块运动的加速度表达式正确的是（　　）
A． B． C． D．
4．在如图所示的某物体做直线运动的a-t图像中，引入“加速度的变化率”描述加速度变化的快慢．下列说法正确的是（）
A．t＝1 s时，“加速度的变化率”为1.5 m/s2
B．2 s内物体的速度改变量为3 m/s
C．2 s内物体的速度越来越小
D．2 s后“加速度的变化率”为零，物体的速度也一定为零
5．如图所示，为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板。滑块向右匀加速直线运动依次通过两个光电门A和B。光电门上的黑点处有极细的激光束，当遮光板挡住光束时开始计时，不遮挡光束时停止计时。现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1＝0.30 s，通过第二个光电门所用的时间为Δt2＝0.10 s，光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt＝0.30s。则滑块的加速度应为（　　）
A．0.67m/s2 B．0.14m/s2
C．0.40m/s2 D．0.22m/s2
6．如图所示，为甲、乙两物体相对于同一坐标的图像，则下列说法正确的是（ ）
①甲、乙均做匀变速直线运动 ②甲比乙早出发时间
③甲、乙运动的出发点相距 ④甲的速率大于乙的速率
A．①②③ B．①④
C．②③ D．②③④
7．如图所示为一质点运动的图象，下列说法正确的是( )
A．该图象表示质点做曲线运动
B．10 s末质点离出发点最远
C．前10 s，质点的加速度方向与速度方向可能相反
D．0-20 s质点的加速度先减小后增大
8．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L=30cm。为了研究滑块的运动情况，在滑块上安装了一宽度为d=1cm的遮光条。现让滑块依次通过光电门A、B，与光电门连接的电脑记录了遮光条通过两光电门A、B的时间分别为0.010s、0.005s，滑块从光电门A到B的时间为0.200s。则下列说法正确的是（　　）
A．滑块经过A的速度为1cm/s
B．滑块经过B的速度为2cm/s
C．滑块在A、B间的平均速度为1.5m/s
D．滑块在A、B间的加速度为5m/s2
9．物体做匀加速直线运动，在时间T内通过位移到达A点，接着在时间T内又通过位移到达B点，则物体（　　）
A．在A点的速度大小为
B．在B点的速度大小为
C．运动的加速度为
D．运动的加速度为
10．在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤，其中错误步骤是______。
A．拉住纸带，将小车移近打点计时器处先放开纸带，再接通电源
B．将平板一端抬高，使小车在平板上能做匀变速直线运动，然后固定平板
C．将打点计时器固定在木板上靠近滑轮一侧
D．从三条纸带中选择一条理想纸带来研究匀变速直线运动的加速度
11．如图所示，为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀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，通过第二个光电门的时间为，第一个光电门到开始遮住第二个光电门的距离．滑块通过第一个光电门的速度______，通过第二个光电门的速度______，滑块的加速度______
12．如图是做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中打点计时器打出 的纸带．纸带上面每打一点的时间间隔是 0.02s，且每两个记数点间还有四个计 时点未画出．已知记数点之间的距离：S1=1.2cm，S2=2.4cm，S3=3.6cm，S4=4.8cm．
则：①记数点 3 对应的小车速度v3=_____________ m/s；
②小车运动的加速度a=_____________m/s2；
③记数点 0 对应的小车速度v0=_____________m/s．
13．打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C两点间的平均速度为_____m/s，在A、D两点间的平均速度为_____m/s；在B点的瞬时速度更接近_____m/s。（保留2位有效数字）
14．某同学在研究小车运动实验中，获得一条点迹清晰的纸带。每隔0.02s打一个点，该同学选择A、B、C、D四个计数点，测量数据如图所示，单位是cm。
（1）小车在B点的速度是____m/s；
（2）小车的加速度是____m/s2。
15．如图是用 DIS 测定小车的加速度的实验装置．
（1）信号发射部分和信号接收部分组成为_____传感器，其中 A 是信号_____部分．
（2）实验室里使用这组传感器直接测量的物理量是________．
参考答案
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．在本实验中木板不一定要水平摆放，也可倾斜放置，保证小车做匀变速运动即可，A错误；
B．为了便于测量，从点迹清晰的点开始计时取点，并选取其以后各连续的点作为计数点，B错误；
C．使用刻度尺测量长度时，要估读到最小刻度的下一位，C正确；
D．作v﹣t图时，若各点与直线拟合，则作直线并使直线经过尽量多的点，但不是要求所描的线要确保经过每一个点，D错误；
故选C。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
由速度定义可知滑块经过光电门时的速度大小为
故选A。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
根据运动学公式，有

故选B。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A、由图线知，物体加速度的变化率不变，大小为
，
该选项单位错误，A错误；
B、图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则2s内物体的速度变化量
，
B正确；
C、由于不知道加速度的方向与速度方向的关系，所以无法确定速度是增加还是减小，C错误；
D、2s后加速度为零，但是速度不一定为零，D错误．
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
遮光板通对第一个光电门的平均速度
这个速度就是通过第一个光电门中间时刻的速度，即记时0.15s时的瞬时速度；
遮光板通对第二个光电门的平均速度
这个速度就是通过第二个光电门中间时刻的速度，即第二个光电门记时0.05s时的瞬时速度；
因此加速度
故选C。
6．C
【解析】
【分析】
图象是x－t图线，甲、乙均做匀速直线运动；乙与横坐标的交点表示甲比乙早出发时间t0，甲与纵坐标的交点表示甲、乙运动的出发点相距x0.甲、乙运动的速率用图线的斜率的绝对值表示，由图可知甲的速率小于乙的速率．故C正确ABD错误．
【详解】
请在此输入详解！
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A. 速度时间图象只能表示直线运动的规律，该速度图象表示质点做变速直线运动，故A项与题意不相符；
B. 质点一直沿正方向，20s末质点离出发点最远，故B项与题意不相符；
C. 前10?s，质点做加速运动，受到的合力方向与速度方向一定相同，故C项与题意不相符；
D. 根据速度图象的斜率表示加速度，知质点的加速度先减小后增大，由牛顿第二定律知，质点所受的合力是减小后增大，故D项与题意相符．
8．CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．滑块经过A的速度为
选项A错误；
B．滑块经过B的速度为
选项B错误；
C．滑块在A、B间的平均速度为
选项C正确；
D．滑块在A、B间的加速度为
选项D正确。
故选CD。
9．AB
【解析】
【分析】
【详解】
CD．根据推论
解得加速度为
故CD错误；
A．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得A点的瞬时速度
故A正确；
B．同理可得B点的瞬时速度
故B正确。
故选AB。
10．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．拉住纸带，将小车移近打点计时器处先接通电源，再放开纸带，选项A错误，符合题意；
B．将平板一端抬高，使小车在平板上能做匀变速直线运动，然后固定平板，选项B正确，不符合题意；
C．将打点计时器固定在木板上远离滑轮一侧，选项C错误，符合题意；
D．从三条纸带中选择一条理想纸带来研究匀变速直线运动的加速度，选项D正确，不符合题意。
故选AC。
11．1.0 3.0 4.0
【解析】
【分析】
【详解】
[1]滑块通过第一个光电门的速度
[2]通过第二个光电门的速度
[3]根据
滑块的加速度
12．0.42 1.2 0.06
【解析】
试题分析：纸带上面每打一点的时间间隔是0．02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出，那么纸带上的两个点的实际时间间隔是：T=0．02×5=0．1s．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：，根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小为： , 及，代入数据解得：．
由速度与时间公式： ，代入数据解得：．
考点：探究小车速度随时间变化的规律
【名师点睛】本题主要考查了探究小车速度随时间变化的规律．根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，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．
13．0.35 0.43 0.35
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由题意知相邻两点间的时间间隔为0.02s，A、C两点间的距离为14.0mm=0.0140m，A、D两点间的距离为26.0mm=0.0260m。根据平均速度的公式得
=0.35m/s,=0.43m/s。
[3]纸带在B点的瞬时速度更接近A、C两点间的平均速度0.35m/s。
14．0.415 2.00
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]计数点间的时间间隔为
则有
（2）[2]根据，可知
15．（1）位移， 发射； （2）位移；
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据实验装置可知，信号发射器和信号接收器组成了位移传感器；A应是信号发射部分．
(2)根据实验原理可知，该实验采集的是物体位移，即直接测量的物理量是位移．
故答案为(1)位移，发射；(2)位移；