山东省怀仁县巨子高中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 达标作业（含解析）

2.4作直线运动物体的瞬时速度 达标作业（含解析）
1．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，用手水平地拉动纸带，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，然后把它固定在桌子上
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
2．关于打点计时器打出的纸带,下列叙述错误的是( ?)
A．点迹均匀,说明纸带做匀速运动 B．点迹变稀,说明纸带做加速运动
C．点迹变密,说明纸带做加速运动 D．相邻两点间的时间间隔相等
3．一个物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动，其速度v随时间t变化的规律如图所示，在连续两段时间m和n内对应面积均为S，则b时刻速度vb的大小为( )
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则打C点时物体运动速度的大小为
A． B． C． D．
5．下图(a)为物体甲的x－t图象，图(b)为物体乙的v－t图象，则这两个物体的运动情况是(　　)
A．甲在整个t＝6 s时间内运动方向发生改变，它通过的总位移为零
B．甲在整个t＝6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为0
C．乙在整个t＝6 s时间内运动方向发生改变，它通过的总位移为零
D．乙在整个t＝6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 m
6．2018年12月8日7︰30，“全民健步走 文明伴我行”徒步大会在宿迁市政府广场举行．整个队伍的行进路线为：市政府广场（起点）—古黄河生态公园—黄河南岸—双塔公园—黄河北岸—朱瑞将军纪念馆—市政府广场（终点），全程近10km，用时约3小时．若队伍沿黄河南岸的运动视为匀速直线运动，队伍行进的速度为4km/h．以下四幅图可以反映此匀速直线运动的是
A． B． C． D．
7．一同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，可能是因为（　　）
A．打点计时器错接在直流电源上
B．电源电压不稳定
C．电源的频率不稳定
D．打点针压得过紧
8．提高对实验数据的利用率，是减小偶然误差的方法之一。在研究小车做匀变速直线运动规律时，打下的一条纸带如图所示，已知相邻两点间的时间间隔为T。下列对小车加速度的求解，最合理的是（　　）
A．由得：
B．由得：
C．由得：
D．由得：
9．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法中不正确或不必要的是（ ）
A．长木板的一端必须垫高，使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动
B．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
C．选择计数点时，可以不从纸带上第一个点开始
D．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车
10．在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是 （ ）
A．舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当做计时起点
B．为了实验精确，选取纸带上第一个点计时起点
C．每相邻计数点的时间间隔只能取0.1 s
D．每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，可取0.02 s、0.04 s、…、n×0.02 s均可
11．如图1为“研究匀变速直线运动的规律”的实验装置。
(1)关于实验，下列说法正确的是_________
A．开始实验时小车离打点计时器应该远一点
B．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车
C．根据实验数据画出v－t图线的处理方法是为了减小偶然误差
D．根据实验数据画出v－t图线后，量出图线与横轴夹角，由公式求出加速度
(2)在重物牵引下，小车在木板上向左运动，下图给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点，依打点先后编为A、B、C、D、E、F、G，相邻的两个计数点间还有4个点没画出，电火花计时器所用的交流电频率为50Hz。由纸带上的数据可计算，打E点时物体的速度______m/s，物体运动的加速度a=_____m/s2（结果均保留两位有效数字）
(3)另一同学利用如图2所示的装置测定导轨上滑块运动的加速度，滑块上安装了宽度为d的挡光片，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B，配套的数字毫秒计（图中未画出）记录了挡光片通过光电门A、B的时间分别为、，若两个光电门A、B间距离为L，则滑块通过第一个光电门的速度表达式为_________，滑块加速度的表达式a=__________（用题中字母表示）。
12．小张同学为估测玩具电动小汽车的运动情况，设计了如图甲所示的实验装置：将输液用过的500mL的玻璃瓶装适量墨水，连同输液管一起绑在电动小汽车上，如图乙所示。调节输液管开关控制墨水滴水速度，使其刚好每隔相等的时间滴一滴。使电动小汽车从静止开始在足够大的水平地面上沿直线前进，然后他在离出发点不远处，选择墨水滴间距离较大处的一个点为起点，用卷尺依次测量这个点后面的8个点到这个点的距离，并记录在下面的表格中。
1 2 3 4 5 6 7 8
距离（m） 0.42 1.54 3.07 4.88 6.80 8.73 10.66 12.59
(1)小张制作的装置相当于物理实验室中的___________（填仪器名称）。
(2)通过表中数据，你认为小车在所记录的这段时间内的运动情况是_________________。
(3)要测量小车做匀速运动时的速度，小张同学还需要知道的物理量是___________________。
13．智能手机具有连拍功能，甲乙两同学设计如下实验来测手机连拍时的时间间隔。甲同学在竖直放置的刻度尺旁边静止释放一个小球，同时乙同学按住拍摄按钮不动，可以拍出小球下落过程的多张照片。然后他们将连续拍摄的几张照片叠在一起，如图所示由照片中的刻度尺得到小球在BC、CD间的距离分别为x1=98.0cm，x2=137.2cm，已知当地重力加速度为g=9.8m/s2则：
(1)手机连拍时，连续拍摄两张照片的时间间隔为_______；
(2)小球在C点时的速度为__________；
(3)由于有空气阻力的影响，测得的时间间隔_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实的时间间隔。
14．在研究小车做匀变速运动的加速度的实验中，实验装置如下：
(1)实验中不需要的器材是________（用代号表示）．
①电火花计时器、②刻度尺、③秒表、④带滑轮长木板、⑤小车、⑥纸带、⑦天平．
(2)打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是_________
A．电磁打点计时器使用6V的直流电源
B．电火花打点计时器使用220V的交流电源
C．点痕记录了物体运动的时间
D．点痕记录了物体在某段时间内的位移
15．某同学用如图所示的实验装置来做“研究小车匀变速直线运动”的实验。
(1)实验中，除打点计时器（含频率为50Hz交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是______（选填选项前的字母）。
A．刻度尺 B．秒表 C．天平 D．8V直流电源
(2)取下做匀加速直线运动的小车带动的一段纸带进行研究，如图所示。O点为记数点的起点，相邻两记数点间还有四个计时点（图中未画出），该同学因粗心而忘记测量第1个记数点与起始O点间的距离，请根据纸带的数据特点推理S1的长度，S1=______cm。
(3)小车运动的加速度a=______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
在使用打点计时器时应先进行安装，即步骤⑤；然后安装纸带即④；然后开始实验，要先开电源，再拉动纸带，即进行步骤①；然后关掉电源进行数据处理，故进行步骤②；数据处理时先数出点数，再测量长度，故为③、⑥；故正确的步骤为⑤④①②③⑥，A正确．
故选A。
2．C
【解析】
A. 点迹均匀，说明点间距相同，时间也相同，故是匀速运动，故A正确；
B. 点迹变稀，说明相同时间间隔内的位移不断增加，物体加速运动，故B正确；
C. 点迹变密，说明相同时间间隔内的位移不断减小，故做减速运动，故C错误；
D. 当交流电频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点，相邻两点间的时间间隔相等，故D正确．
故选C．
3．A
【解析】
设物体在a时刻速度为 ，b时刻速度为，物体加速度为a，则：
；
；
，联立解得：，故选A
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：；
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论相符，选项D正确；
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.在x－t图象中，图线的斜率表示物体运动的速度，即甲物体在整个t＝6 s时间内运动的速度大小和方向不变，做匀速直线运动，位移为4 m，故AB错误；
CD.由乙物体的v-t图像可知，乙物体在0～3 s内沿负方向做匀减速运动，位移为，在3～6 s内沿正方向做匀加速直线运动，位移为3m，总位移为0，故C正确，D错误．
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
图像A的v-t图像表示队伍做匀加速直线运动；图像B的v-t图像表示队伍做匀减速直线运动；图像C的x-t图像表示队伍做匀速直线运动；图像D的x-t图像表示队伍静止；故选C.
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．打点计时器使用的是交流电源，若打点计时器接在直流电源上，打点计时器不工作，故A错误；
B．点痕的轻重和电源电压不稳有关，电源电压不稳不会导致短线，故B错误；
C．打点周期为，电源频率不稳，只会影响打点的时间间隔，不会影响点的形状，不会造成短线，故C错误；
D．打点针压得过紧，振针和纸带接触时间过长，可能造成短线，故D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
AC．这两项对数据的利用率较低，所以AC不合理；
B．对公式化简，前后抵消，根本没有参与计算，和性质一样，故B不合理；
D．根据逐差公式
可得
，，
求平均值可得
故D合理。
故选D。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．探究小车的速度随时间的变化规律，只需要小车做加速运动即可，没有必要必须垫高长木板的一端平衡摩擦力，故A没必要，符合题意；
B．为了保证做匀变速直线运动，连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行，故B有必要，不符合题意；
C．在处理纸带时，由于第一点并不清晰，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，故C有必要，不符合题意；
D．操作时为了充分利用纸带，应先开电源在释放小车，故D有必要，不符合题意。
故选A。
10．AD
【解析】
小车开始运动时速度较小，点迹比较密集，不便于测量，所以舍掉开头过于密集的点，故A正确B错误；选择计数点时，应以测量误差小为依据，不是只能取0.1s，可以选0.02s、0.04s、…、n×0.02s均可，C错误D正确．
11．BC 0.25 0.30
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A．为了在纸带打更多的点，开始实验时小车应放在靠近打点计时器一端，故A错误；
B．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B正确；
C．利用实验数据画出对应的v－t图线，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差，故C正确；
D．根据实验数据画出v－t图象，当纵坐标取不同的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式算出的数值并不是加速度，故D错误。
故选BC
(2)[2]计数点E的速度为
[3]由逐差法得加速度大小为
(3)[4]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，则有
同理可得
[5]根据得
12．打点计时器 小车先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动 相邻两墨水滴滴下的时间间隔T或匀速运动的时间t
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]小张制作的装置相当于物理实验室中的打点计时器。
(2)[2]相邻两点间的距离差
Δx1=1.54m?0.42m=1.12m
Δx2=3.07m?1.54m=1.53m
Δx3=4.88m?3.07m=1.81m
Δx4=6.80m?4.88m=1.92m
Δx5=8.73m?6.80m=1.93m
Δx6=10.66m?8.73m=1.93m
Δx7=12.59m?10.66m=1.93m
由以上计算数据可以看出，刚开始时小车在相邻相等时间内的距离差Δx逐渐减小，根据
可知小车的加速度在逐渐变小，所以小车先做加速度减小的加速运动，后在相等时间内，距离差相等，小车做匀速运动。
[3]要测量小车做匀速运动时的速度，小张同学还需要知道的物理量是相邻两墨水滴滴下的时间间隔T或匀速运动的时间t。
13．0.20s 5.88m/s 小于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]设时间间隔为T，由位移差公式得
解得
(2)[2]小球在C点时的速度为
(3)[3]由上式得
由于空气阻力，小球下落真实的加速度小于重力加速度，由上式可知，真实的时间间隔大于测量值，即时间间隔的测量值小于真实值。
14．③⑦ BCD
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在本实验中不需要测量小车或砝码的质量因此不需要天平，电火花打点计时器使用的是220V交流电源，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表．故不需要的器材为③⑦．
[2]AB．电磁打点计时器使用的是4-6V交流电源，而电火花打点计时器使用220V的交流电源，故A错误，B正确．
C．打点计时器每隔一定的时间打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，故C正确；
D．同时也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移，故D正确；
15．A 4.00 1.0
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在下面的器材中，必须使用的是刻度尺；
(2)[2]小车做匀加速直线运动，则
则
S1=4.00cm
(3)[3]根据可得