人教版必修1第二章1实验：探究小车速度随时间变化的规律习题精练-普通用卷（word版含答案）

人教版必修1第二章1实验：探究小车速度随时间变化的规律习题精练
一、单选题
物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示，他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过A处到达斜面底端B处，通过A、B两处安装传感器测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置，重复多次实验，计算机作出图像如图乙所示。下列说法正确的是
A.
小球在斜面上运动的平均速度大小为
B.
小球运动到斜面底端时速度大小为
C.
小球在斜面上运动的加速度大小为
D.
小球在斜面上运动的时间为1s
实验室用滑轮、小车、打点计时器、砂桶、细线、纸带等实验器材组成下图所示实验装置可以完成多个力学实验，利用该装置进行如下实验时，以下说法正确的是
A.
在“研究匀变速直线运动”时必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力影响
B.
在“研究匀变速直线运动”时必须使砂和砂桶总质量远小于小车的质量
C.
在“探究加速度a与小车质量M关系”时每次改变小车质量之后不需要要重新平衡摩擦力
D.
在“探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车的细线水平
在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的速度，如下表所示：
计数点序号
1
2
3
4
5
6
计数点对
应时刻
通过计数点的
速度
为了算出加速度，合理的方法是
A.
根据任意两计数点的速度，用公式算出加速度
B.
根据实验数据，画出图象，量出其倾角，由公式算出加速度
C.
根据实验数据，画出图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式算出加速度
D.
依次算出通过连续两计数点间的加速度，其平均值作为小车的加速度
如图所示，在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学在几条较理想的纸带上按每5个点取一个计数点，依打点先后标记为0、1、2、3、4、5。由于不小心，几条纸带都被撕断了，请根据给出的四段纸带判断，下列说法正确的是
A.
打纸带计数点1时的速度大小为
B.
打纸带计数点1时的速度大小
C.
打纸带时物体的加速度大小
D.
纸带是从纸带上撕下的那段
在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中，接通电源与释放纸带让纸带随小车开始运动，这两项操作的先后顺序是
A.
先释放纸带，后接通电源
B.
先接通电源，后释放纸带
C.
释放纸带的同时接通电源
D.
先接通电源或先释放纸带都可以
在研究匀变速直线运动规律的实验中，下列操作中正确的是
A.
在释放小车前，小车要靠近电火花计时器
B.
电火花计时器应放在长木板有滑轮的一端
C.
应先释放小车，后接通电源
D.
电火花计时器应接的直流电源
用速度传感器研究匀变速直线运动的实验中，测得小车各时刻的瞬时速度如下：
时刻
瞬时速度
为了求出加速度，最合理的方法是
A.
根据任意两个计数点的速度，用公式算出加速度
B.
根据实验数据画出图象，由图线上较远两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度
C.
根据实验数据画出图象，量出其倾角，用公式算出加速度
D.
算出连续两个相等时间段内的加速度，再求平均值即对小车的加速度
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是
A.
钩码的质量越大越好
B.
在释放小车前，小车应靠近有定滑轮的一端
C.
开始前要先开电源后放纸带，打完点要先断开电源后取纸带
D.
坐标轴单位长度越小越好
小明同学拉着穿过打点计时器的纸带的一端，向左运动，在纸带上打出了一系列的点，点迹分布如图所示，请你由此判断纸带的运动情况是
A.
先匀速直线运动后减速直线运动
B.
先加速直线运动后匀速直线运动
C.
先减速直线运动后加速直线运动
D.
先加速直线运动后减速直线运动
在“探究小车速度随时间变化的规律”时，若下图是该实验得到的一条纸带，从0点开始每5个计时点取一个记数点，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得，，，，，。求：相邻两记数点间的时间间隔为______s，打点计时器打下记数点3时，小车的速度大小___．
A.
B.
C.
D.
?
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，对于减小实验误差来说，下列方法错误的是
A.
选取计数点，把每打五个点的时间间隔当作时间单位
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块做实验
如图所示，关于“探究小车速度随时间变化规律”的实验操作，下列说法中不正确的是?
?
．
A.
长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低
B.
在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处
C.
应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车
D.
要在小车到达定滑轮前使小车停止
“探究小车速度随时间变化的规律”的实验是同学们进入高中学习的第一个分组探究实验，在实验过程中，物理老师记录了部分探究实验小组同学的实验过程和行为，你认为以下实验过程、行为正确的是
A.
某实验小组同学走进实验室就开始动用实验器材，实验过程中在实验室到处跑来跑出，实验结束后没有整理实验器材并把没有用的纸带随手乱扔
B.
某实验小组安装好实验装置后，先接通电源再放开小车，打点，关闭电源，给纸带编号，换上新纸带，重复三次实验
C.
某实验小组从三条纸带中任意拿出一条纸带，标上计数点每隔4个自然计时点选取一个计数点、1、2、3、4、5，测量各相邻计数点之间的距离，把测量结果填入表中
在对“探究小车的速度随时间变化的规律”实验中的打点纸带进行处理时，下列做法中正确的是
A.
一定要选第一个点迹为测量点0
B.
要舍去纸带上密集点，然后选取测量点
C.
必须每五个打印点选一个测量点
D.
用毫米刻度尺测量间距时，应估读到
二、填空题
在探究小车速度随时间变化的规律实验中，
在下列给出的器材中，本节实验中所需的器材有______
电磁打点计时器天平低压交流电源低压直流电源细绳和纸带钩码和小车秒表一端有滑轮的长木板刻度尺
A.
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.时间间隔位移加速度平均速度
使用打点计时器，在如下基本步骤中，正确的排列顺序为______
A.纸带穿过限位孔安装到小车上，小车系上细绳跨过定滑轮，细绳挂上钩码
B.把打点计时器固定在长木板上
C.放开小车让小车带着纸带运动
D.接通交流电源，进行打点
E.关闭电源，取下纸带
如图是某同学在做实验中获得的一条纸带。A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距为______cm；C点对应的速度是______；小车加速度大小是______．
一圆盘边缘缠有足够长的细线，细线下端栓有重锤，释放重锤，圆盘绕固定轴在竖直平面内转动．用频闪仪拍下重锤从A到D竖直下落的频闪照片，如图所示．已知频闪仪每隔闪光一次，图中，，，、、为实际下落的数值．
判断重锤由A运动到D是不是匀加速运动的依据是______；
重锤运动到C点的速度为______，若要得到此时圆盘的角速度，还应测量的物理量是______．
三、简答题
实验题
关于电磁打点计时器和电火花计时器，下列说法正确的是______
A.电磁打点计时器用的是直流电源，而电火花计时器用的是交流电源
B.它们每隔打一个点
C.它们的工作电压均为220V的交流电源
D.使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源．
如图1所示是电火花计时器的示意图，其工作时的基本步骤如下：
A.当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电火花计时器
B.接通开关，听到放电声，拖动纸带运动
C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器
D.将电火花计时器插头插入相应的电源插座
上述步骤正确的顺序是______按顺序填写步骤编号
打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下如图甲所示．若工作电源的频率为50赫兹，纸带上打点如图，则打点计时器打A点时小车的速度______，若小车做匀变速直线运动，该运动过程的加速度______
在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最合理的方法是______
A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B.根据实验数据画出图象，量取其倾角，由公式求出加速度
C.根据实验数据画出图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度．
某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，如图甲所示，由图可读出______cm．
在“研究匀变速直线运动”的实验中得到一条纸带，如图乙所示，O、A、B、C、D、E、F是纸带上的七个计数点，每相邻两个计数点间有四个点没有画出，用、、、、、表示相邻两个计数点间的距离，在纸带的上方用毫米刻度尺测量计数点间的距离，已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，那么，打D点时纸带的速度大小为______；纸带加速度的大小为______上述计算结果均保留两位有效数字
在实验a“探究小车速度随时间变化的规律”和实验b“探究加速度与力、质量的关系”两个实验中，实验装置如图1所示．
实验中将细线绕过滑轮，挂上物体，小车在物体牵引下做匀加速运动，两个实验中需要平衡摩擦力的是______填“实验a”或“实验b”或“实验a和b”实验桌子上提供了如图2所示的仪器，则实验b中细线下端所挂物体应选______比较合适．填字母符号
实验中得到一条纸带如图3所示，选择清晰的O点为起点，A、B、C是边续的三个计数点，相邻计数点之间还有四个计时点未画出，用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离如图3所示单位，已知打点计时器的电源频率为50Hz，则该纸带的加速度大小为______．
答案和解析
1.【答案】D
【解析】B、由匀变速运动规律有、，可得，由图乙知，小球运动到斜面底端时速度大小为，故选项B错误；
A、小球在斜面上做匀加速运动，平均速度小于，故选项A错误；
C、由得，小球在斜面上运动的加速度大小为，故选项C错误；
D、由得，小球在斜面上运动的时间为，故选项D正确。
故D。
??2.【答案】C
【解析】用此装置“研究匀变速直线运动”时，只要使小车做匀变速直线运动，必须设法保证小车所受合外力为恒力，不必要使砂和砂桶总质量远小于小车的质量，也不需要平衡摩擦力，故AB错误；
C.用此装置做“探究加速度a与小车质量M的关系”的实验时，平衡摩擦力的方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，即，式子成立与质量无关，故改变质量后不需重新进行平衡，故C正确；
D.在利用该装置来做““探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车细线与木板平行，才能确保小车的加速度稳定，否则随着小车的移动，细线与木板之间的夹角变化，导致在运动过程中，拉小车的力发生变化，故D错误；故选C。??
3.【答案】C
【解析】略
4.【答案】C
【解析】纸带上按每5个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔：；
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，打纸带计数点1时的速度大小：，故AB错误；
C.打纸带时，连续相等时间间隔内位移之差：；
根据匀变速直线运动的规律可知，，则加速度：，故C正确；
D.根据匀变速直线运动的特点--相邻的时间间隔相等位移之差相等可知，；则，故纸带是从纸带上撕下的那段，故D错误。
故选C。??
5.【答案】B
【解析】接通电源与释放纸带让纸带随物体开始运动，这两项操作的时间顺序是，先接通电源后释放纸带，故B正确，ACD错误。
故选B。??
6.【答案】A
【解析】A.在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，故A正确。
B.打点计时器应放在长木板的有滑轮另一端，故B错误；
C.实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，故C错误。
D.电火花计时器应使用220V的交流电源，故D错误。故选A。??
7.【答案】B
【解析】AB、在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验数据画出图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图线上相距较远两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度，所以误差小。故A错误，B正确；?
C、根据实验数据画出图象，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C错误；
D、这种方法误差较大，不如C精确，故D错误。??
8.【答案】C
【解析】解：A、钩码的质量太大，纸带上打的点就少；钩码的质量太小，纸带上打的点就太密。钩码质量适中即可。故
A错误；
B、为了有效应用纸带的所有长度，在释放小车时，小车应靠近打点计时器；故B错误；
C、实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器，然后释放小车，打完点要先断开电源后取纸带，故C正确．
D、坐标轴单位长度适中为最好，若太小作图较为麻烦，误差反而更大；故
D错误；
故选：C．
9.【答案】D
【解析】从图中看出，相邻的计时点的距离先越来越大，后越来越小，所以小车先做加速运动后做减速运动。
故D正确，A、B、C错误。故选D。??
10.【答案】C
【解析】相邻两个记数点间的时间间隔，记数点3为记数点1到记数点6的时间中点，故。故C正确，ABD错误。
故选C。??
11.【答案】B
【解析】解：A、选取计数点，可增加测量距离，减小测量过程所产生的误差，故A正确；
B、若小车加速度减小，则点迹间距差别较小，且初始点距太近，测量误差较大，故应适当增大加速度，不可行，故B错误；
C、纸带上开始时密集的点，点距过小，测量误差较大，故应舍去，故C正确；
D、选用各处平整程度、光滑程度相同的长木块做实验，故D正确。
本题选择错误的，故选：B。
12.【答案】A
【解析】A、木板不能侧向倾斜，否则小车就不能沿着木板做直线运动，可以一端高一端低，故A错误．
B、在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，故B正确．
C、实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，故C正确．
D、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动，防止小车落地摔坏，故D正确．
题目要求选错误的，故选：A．
13.【答案】B
【解析】A.走进实验室不能立即动手做实验，应先了解实验原理和方法，在老师的指导下进行实验，实验过程中不能随便走动，实验结束后整理器材，没有用的纸带不能随手乱扔，故A错误；
B.实验时，不能先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，应该先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车，故B正确；
C.换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带，进行实验处理，不能任意拿一条纸带就进行数据处理，故C错误；故选B。??
14.【答案】B
【解析】A.在处理纸带时，由于第一点并不确定，或者第一个点及附近点迹较为密集，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，因此不一定要选第一个点迹为测量点0，故A错误；
B.纸带上密集点测量时误差较大，故要舍去，故B正确；
C.在处理数据时，纸带上的计数点不一定要每五个点选一个，根据纸带上点的实际距离的大小选择，故C错误；
D.用毫米刻度尺测量间距时，应估读到，故D错误。故选B。
??15.【答案】D?
AB?
BADCE?
?
?
【解析】解：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，打点计时器使用的是交流电源，因此不需要直流电源，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表；即为，
故选：D。
、打点计时器所用交流电频率为50Hz时，每隔打一个点，所以时间间隔已知，不需计算，故A正确；
B、纸带上打出的点之间的距离可以用刻度尺直接量出，不需计算，故B正确；
C、运动物体的加速度可以利用逐差法或者速度时间图象得出，需要计算，故C错误；
D、平均速度的求解需要运用物理公式：计算得到，故
D错误。
故选：AB。
实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行，注意实验中为了使打点稳定后再进行实验，同时为了提高纸带的利用率，尽量将纸带上打满点，要先接通电源后释放纸带。要符合事物发展规律，故正确的操作步骤为：BADCE。
已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上相邻两点的时间间隔为；
由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，A、B两点间的距离；
由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔，
由于做匀变速直线运动的物体在某段时间内平均速度就等于在该段时间内的中间时刻瞬时速度，
故；
根据可得物体的加速度为：
故答案为：；；；，，
本题根据实验目的，明确实验步骤和所要测量的物理量，即可知道实验所需要的实验器材；
打点计时器所用交流电频率为50Hz时，每隔打一个点，所以时间间隔已知，纸带上打出的点之间的距离可以用刻度尺直接量出；
在具体进行实验操作时，一般本着先安装器材、再进行实验、最后实验完毕整理器材的步骤进行的，因此熟练打点计时器的应用步骤，即可正确解答；
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C点时小车的瞬时速度大小，再根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小。
本题比较简单，考查了基本仪器的使用和基础实验的操作细节，对于基础知识，平时训练不可忽略，要在练习中不断加强。要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。对于基本实验仪器，要会正确使用，了解其工作原理。对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做。
16.【答案】在误差允许范围内，与是否相等；；圆盘的半径
【解析】解：已知频闪仪每隔闪光一次，且，，，
则有；
而；
那么在误差允许范围内，与是相等的，
因此重锤由A运动到D是不是匀加速运动的依据是在误差允许范围内，与是否相等；
根据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则有：
若要得到此时圆盘的角速度，依据角速度与半径的关系式，还应测量的物理量是圆盘的半径，
故答案为：在误差允许范围内，与是否相等；，圆盘的半径．
依据相等的时间内，位移之差是否相等，即可判定；
根据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，再由角速度与半径的关系式，即可求解．
考查判定匀变速直线运动的依据，掌握求解瞬时速度的内容，理解角速度与半径的关系式，注意单位的转换．
17.【答案】B?
DCBA?
?
5?
C
【解析】解：、电火花计时器是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压交流6V以下，当电源的频率为50Hz时，它每隔打一次点，故AC错误，B正确；
D、使用它们计时时，必须先接通电源，再拉动纸带，故D错误；
实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行：先将电火花计时器插头插入相应的电源插座，再将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器，然后接通开关，听到放电声，拖动纸带运动，最后当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电火花计时，上述步骤正确的顺序是DCBA．
小车做匀加速直线运动，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故
；
根据推论公式，有；
、在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验数据画出图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时，应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度，所以误差小；故A错误，C正确．
B、若用一组数据则无法求得加速度a；故B错误；
D、若依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度，则实际应用的只是第一组和最后一组数据，同样存在较大的误差；故
D错误；
故答案为：；；，5；．
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；
根据匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解A、B两点的速度；
根据推论公式求解加速度；
通过题目给出的数据作出速度时间图象，解出其斜率即是小车的加速度．利用图象法可以充分利用数据，从而可以减小误差．
对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用；
明确纸带处理中瞬时速度和加速度的求解方法，掌握电火花打点计时器与电磁打点计时器的区别与联系；
18.【答案】?
?
【解析】解：游标卡尺的固定刻度读数为，游标尺上第7个刻度游标读数为，
所以最终读数为：；
纸带上相邻的两个计数点之间有四个点未画出．所以两个相邻的点间的时间
设OC段的位移为，则：；
CF段的位移为，则：
由：注意：t为发生或这个位移所用时间，所以得：
解得：．
故答案为：；?
，．
19.【答案】实验b?
A?
【解析】解：实验a：探究小车速度随时间变化的规律实验中，小车是否受到摩擦力阻力，对研究速度与时间的关系，没有影响，故不需要平衡摩擦力；
实验b：探究加速度与力、质量的关系个实验中，要使绳子的拉力等于合外力，必须平衡摩擦力；
在实验b，细线下端所挂物体对于的质量要远小于小车的质量，才能保证物体的重力接近绳子的拉力，并且物体所受到的摩擦力要小，因此A比较合适，
由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔，
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，
故答案为：实验b，A；．
通过实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的实验器材，
并根据所挂物体的质量远小于小车质量，且平衡摩擦力后，才能使得物体的重力接近小车的合力；
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小．
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