山东省济南中学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 课时训练（含解析）

2.4作直线运动物体的瞬时速度
课时训练（含解析）
1．某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后，纸带上留下的点迹中有5个连续清晰的点，所用电源频率为50Hz，测出从第1个点到第5个点的距离为20cm，则（　　）
A．纸带运动的平均速度为2.0m/s
B．纸带运动的平均速度为2.5m/s
C．纸带运动的平均速度为200m/s
D．纸带运动的平均速度为250m/s
2．如图所示是“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，则物体运动的加速度可表示为(　)
A． B．
C． D．
3．如图所示，你的左手拿一块表，右手拿一支彩色画笔你的同伴牵动一条宽约1cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线向前移动每隔1s你用画笔在纸带上点一个点你还可以练习在1s内均匀地点上两个点这样，就做成了一台简单的打点计时器则下列说法正确的是（ ）
A．纸带的速度越快，相同距离上打的点会越多
B．牵动纸带速度不恒定，相邻两点的时间间隔也会不稳定
C．若每隔1s变为每隔0.5s打一个点，增大速度，纸带上的两点间距离会变大
D．若每隔1s变为每隔0.5s打一个点，同样的速度，纸带上的两点间距离会变小
4．在用打点计时器测速度的实验中，某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示，要求测出D点瞬时速度，本实验采用D点在内的一段间隔中的平均速度来近似地代表D点的瞬时速度，下列几种方法中最准确的是（　　）

A．
B．
C．
D．
5．下列描述物体做匀速直线运动的图象是
A． B．
C． D．
6．如图是某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验时打出的纸带，已知打点计时器的电源频率是50Hz（周期是0.02s），则（ ）
A． B．；
C． D．
7．你左手拿一块表，右手拿一支笔，当你的合作伙伴沿直线运动拉动一条纸带，使纸带在你的笔下向前移动时，用笔在纸带上点下一个个点，这样就做成了一台简单的“打点计时器”，为了提高计时的准确性，应掌握的要领是（　　）
A．让同伴使纸带做匀速运动
B．打点节奏随同伴拉动纸带的速度增大而同步加快
C．使打点时节奏保持均匀不变
D．让同伴使纸带做匀加速运动
8．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，下列说法正确的是 (　　)
A．电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于交流电压的高低
B．电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于纸带运动的快慢
C．打点计时器只能连续工作很短时间，打点之后要立即关闭电源
D．电火花计时器应接220 V交流电
9．甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动，其v-t图像如图所示，则( )
A．甲、乙在t=0到t=1s之间沿同一方向运动
B．乙在t=0到t=7s之间的位移为零
C．甲在t=0到t=4s之间做往复运动
D．甲、乙在t=6s时的加速度方向相同
10．两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶．t=0时两车都在同一计时线处，此时比赛开始．它们在四次比赛中的图如图所示．哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆（ ）
A． B．
C． D．
11．某一学习小组的同学在做“研究小车速度随时间变化的规律的实验”中，用打出的点迹来测量小车的平均速度和瞬时速度，实验装置如图所示。
(1)关于本实验，下列说法正确的是_________。
A．释放纸带的同时，接通电源
B．先接通电源打点，后释放纸带运动
C．先释放纸带运动，后接通电源打点
D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小
(2)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。（结果保留3位有效数字）
①如果测得C、D两点间距，D、E两点间距，则打D点时小车的速度＝________m/s；
②该同学分别算出其他各点的速度：，，，0.300m/s，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的v－t图像_____。并根据图像求出小车的加速度大小a=_________m/s2。
12．某同学利用打点计时器研究小车做变速直线运动的实验，得到如图所示的一条纸带，在纸带上依次取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，从每一个计数点处将纸带剪开分成六条，分别为a、b、c、d、e、f，将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，得到如图所示的直方图，最后将各纸带上端中心连起来，得到表示v-t关系的图象。已知打点计时器的工作频率为50Hz，为表示关系，图中x轴对应物理量是时间t，y轴对应物理量是速度v。
(1)图中各纸带上端中心连线是一条倾斜的直线，由此可以判断小车做的是_____________运动。
(2)如图所示，图中t4为__________s。
(3)在纸带未剪断时，量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB=2.12cm、xBC=2.51cm、xCD=2.91cm、xDE=3.31cm、xEF=3.70cm、xFG=4.11cm，则小车的加速度大小a=________m/s2（计算结果保留两位有效数字）。
13．某兴趣小组的同学应用如图1所示的装置测量当地的重力加速度g。

(1)有两种工作频率均为的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器 B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择______（填“A”或“B”）；
(2)安装好实验器材后，接通打点计时器电源，松开纸带，重物由静止开始自由下落.纸带上打出一系列点，其中一段如图2所示，可知实验时纸带的______（填“a”或“b”）端和重物相连；
(3)如图2所示，纸带上1至5各点为计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点未画出，量出相邻计数点之间的距离，则打点计时器打出点“2”时，重物的速度______，测定的重力加速度g为______；（结果保留2位有效数字）
(4)当地的重力加速度数值为，请列出测量值与当地的重力加速度值有差异的一个原因______。
14．(1)打点计时器接__________（填交流、直流）电源，当频率是时，打点计时器每隔_______秒打一个点。
(2)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，我们可以从纸带上直接得到的物理量是_______
A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度
(3)关于打点计时器的使用说法正确的是_________
A．电磁打点计时器使用的是以下的直流电源
B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源
C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快
(4)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示，是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，、、、、、、为我们在纸带上所选的计数点，相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出。试求点的速度_______；（结果保留两位有效数字）
15．某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验中必要的措施是_______
A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)他实验时将打点计时器接到频率为的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示，相邻两个计数点间时间为，连续相等时间内位移分别为、、、、、，则小车的加速度_______（要求充分利用测量的数据）。
参考答案
1．B
【解析】
【分析】
打点计时器每隔0.02s打一个点，根据平均速度的公式可以求得运动的平均速度的大小。
【详解】
在纸带上留下的点子中有5 个连续清晰的点，得知5个点间时间长度为0.08s，纸带的平均速度为
故选B。
【点睛】
解决本题的关键是运动时间的长度，打点计时器每隔0.02s打一个点，从第1点到第5点，共有4个时间的间隔，所以总时间长度为0.08s。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
根据
?x=aT2
可得加速度
故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
纸带速度越快，点迹越疏，可知相同距离上打的点越少，故A错误．相邻两点间的时间间隔是一定的，为1s，与牵动的速度无关，故B错误．若每隔1s变为每隔0.5s打一个点，增大速度，由于相邻两点间的时间间隔变小，则两点间距离不一定变大，故C错误．若每隔1s变为每隔0.5s打一个点，同样的速度，时间间隔变小，则相邻两点间的距离会变小，故D正确．故选D．
【点睛】
人为模拟打点计时器可以帮助了解打点计时器原理.
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
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，由此可求出某点的瞬时速度大小，因此有
打点计时器的打点周期为0.02s，由此可求出打点的时间间隔t=0.04s
故选D。
5．C
【解析】
A图象描述的是匀减速直线运动；B图象描述的是物体先做匀加速直线运动再做匀减速运动；C图象描述的物体速度不变，即物体做匀速直线运动；D图象描述的是物体作匀加速直线运动．物体做匀速直线运动的图象是C项，答案为C．
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
打点周期为0.02s，每相邻计数点间有5个时间间隔，可知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，根据匀变速直线运动的推论，可得C点的瞬时速度为
故D正确，ABC错误。
故选D。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据打点计时器的构造特点可知，打点计时器是一种计时仪器，每隔相同时间打一次点，因此用一支笔和一块表做成一台简单的“打点计时器”，为了提高计时的准确性，关键是保证每次打点时间间隔相同，至于纸带如何运动不影响其准确性，故C正确，ABD错误；
故选C。
【点睛】
打点计时器是一种计时仪器，每隔相同时间打一次点，因此类比打点计时器的特点可正确解答该题。
8．CD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于交流电的频率的高低，与电压的高低无关，纸带运动的快慢无关，AB错误；
C．打点计时器只能连续工作很短时间，打点之后要立即关闭电源，C正确；
D．电火花计时器应接220 V交流电，D正确。
故选CD。
9．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．在t=0到t=1s之间，甲始终沿正方向运动，而乙先沿负方向运动后沿正方向运动，故A错误；
B．根据速度图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移，t轴上方的“面积”表示位移是正值，t轴下方的“面积”表示位移是负值，则知在t=0到t=7s之间乙的位移为零，故B正确；
C．t=0在到t=4s之间，甲的速度始终为正值，说明甲一直沿正方向做单向直线运动，故C错误；
D．根据斜率等于物体的加速度知，甲、乙在t=6s时的加速度方向都沿负方向，方向相同，故D正确．
【点睛】
本题应抓住速度时间图象中速度的正负表示速度的方向，图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移，斜率等于物体的加速度进行分析．
10．AC
【解析】
在速度--时间图象里，图象与横轴所围成的面积表示物体发生的位移．从A图中可以看出，当t=20s时，两图象面积相等，此时一辆赛车追上另一辆，A正确；图中a的面积始终小于b的面积，所以不可能追上，B错误；图象也是在t=20s时，两图象面积相等，此时一辆赛车追上另一辆；C正确；图象中a的面积始终小于b的面积，所以不可能追上，D错误．
11．BD 0.280 0.200
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]ABC．应该先接通电源，后释放纸带，否则部分纸带打不上点，甚至整条纸带都打不上点，AC错误，B正确；
D．打点时间间隔是不变的，纸带运动越慢，点迹越密集，D正确。
故选BD。
(2)[2]D点的速度为
[3] 小车运动的v－t图像如图所示
[4]小车的加速度为
12．匀加速直线 0.35 0.40
【解析】
【分析】
【详解】
(1) [1]纸带上端中心连线是一条倾斜的直线，说明相邻相等时间内的位移差相等，由此可以判断小车做的是匀加速直线运动。
(2) [2]图中
(3)[3]根据逐差法可求出加速度为
13．B b 2.8 9.6 纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小，故选B。
(2)[2]b点迹密集速度小，故b端和重物相连。
(3)[3]点2的速度就是点1、3间的平均速度，即
[4]重力加速度为
(4)[5]纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦
14．交流 0.02 AB C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]打点计时器所用电源为交流电，频率为50Hz，周期为0.02s，打点计时器每隔0.02s打一个点。
(2)[3]电磁打点计时器在随物体一起运动的纸带上每隔0.02s打下一个点，点的间隔就反映了物体的位置变化情况，所用可以从纸带上直接得到位移；通过数点的多少可以得到运动的时间间隔；平均速度和瞬时速度都不能直接得到。
故选AB。
(3)[4]A．电磁打点计时器使用的是低压交流电，故A错误；
B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，打点稳定后，再让物体运动，故B错误；
C．使用的电源频率越高，周期越小，打点的时间间隔就越小，故C正确；
D．纸带上打的点越密，说明相同时间内物体的位移越小，物体运动的越慢，故D错误。
故选C。
(4)[5]计时点C的速度等于BD段的平均速度，大小为
15．AB
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平，故A正确；
B．实验开始时要先接通电源再释放小车，以充分利用纸带，故B正确；
CD．本实验中不需要小车的质量远大于钩码的质量，也不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，只需让小车做匀加速运动即可，故CD错误。
故选AB。
(2)[2]由逐差法可得加速度