高一物理人教版必修一鞏固練：第二章 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 Word版含答案

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1、 第二章　勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第一節(jié)　實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P15(建議用時(shí)：30分鐘) 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、選擇題 1．(實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng))用如圖所示的裝置做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是(　　) A．小車從靠近定滑輪處釋放 B．先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再釋放小車 C．實(shí)驗(yàn)前要平衡小車受到的阻力 D．電火花計(jì)時(shí)器接學(xué)生電源直流輸出端 答案　B 解析　在釋放小車前，小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，遠(yuǎn)離定滑輪處，以便在紙帶上打出更多的點(diǎn)，有利于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差的減小，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中為了在紙帶上打出更多的點(diǎn)，

2、也為了打點(diǎn)的穩(wěn)定，應(yīng)先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后釋放小車，B正確；該實(shí)驗(yàn)不需要平衡小車受到的阻力，C錯(cuò)誤；電火花計(jì)時(shí)器接220 V交流電源，D錯(cuò)誤。 2．(誤差分析)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下述測(cè)量相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的方法正確的是(　　) A．當(dāng)某相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離較大時(shí)，可以用短尺把它分段來測(cè)量 B．當(dāng)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離都較小時(shí)，才可以用短尺一次測(cè)完 C．測(cè)量每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，應(yīng)該用帶著毫米刻度的長(zhǎng)尺的零刻度對(duì)準(zhǔn)起點(diǎn)，讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值，然后逐一相減，得到每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的數(shù)值 D．分別逐個(gè)測(cè)出每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，這樣便于記錄 答案

3、　C 解析　不論兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離大還是小，采用C項(xiàng)所述方法可減小誤差，選項(xiàng)C正確。 3．(數(shù)據(jù)處理)(多選)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于作v－t圖象的說法中，正確的是(　　) A．只要確定了v－t圖象中的兩點(diǎn)，就可以得到小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，因此，實(shí)驗(yàn)只需要測(cè)出兩組數(shù)據(jù) B．作v－t圖象時(shí)，所取的點(diǎn)越多，圖線就越準(zhǔn)確 C．作出的v－t圖線應(yīng)該通過所有的點(diǎn)，圖線曲折也可以 D．對(duì)于偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，誤差太大，應(yīng)舍去 答案　BD 解析　作圖時(shí)應(yīng)使盡量多的點(diǎn)在直線上，偏離太大的點(diǎn)應(yīng)舍去，故B、D正確。 4．(誤差分析)在“探究小車速度隨時(shí)間變化

4、的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖所示的紙帶，其中A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分別為AB、BC、CD、DE、EF、FG間的位移，下列可用來計(jì)算打D點(diǎn)時(shí)小車速度的表達(dá)式中誤差最小的是(　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　瞬時(shí)速度可用該點(diǎn)附近的一段時(shí)間內(nèi)的平均速度來近似：vn＝，而且所選時(shí)間段不宜過長(zhǎng)，B正確。 5．(數(shù)據(jù)處理)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，下列說法不正確的是(　　) A．紙帶上可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) B．使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，要進(jìn)行估讀 C．作v－t圖象

5、時(shí)，所描曲線必須經(jīng)過每一個(gè)點(diǎn) D．在數(shù)據(jù)處理時(shí)，常用公式法和圖象法 答案　C 解析　可以每隔任意相同數(shù)量的點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，但相隔四個(gè)點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s，計(jì)算時(shí)更方便，A項(xiàng)正確；使用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度時(shí)，要進(jìn)行估讀，B項(xiàng)正確；作v－t圖象時(shí)，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)在同一條直線上，離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)大膽舍棄，C項(xiàng)錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)處理可選擇公式法和圖象法中的某一方法，D項(xiàng)正確。 6．(數(shù)據(jù)處理)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，利用紙帶上的數(shù)據(jù)和教材第一章測(cè)瞬時(shí)速度的方法得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度后，以速度v為縱軸，以時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系。某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)描出的點(diǎn)如圖所示。在直角坐標(biāo)

6、系上一共描出了10個(gè)點(diǎn)。下列思考有道理的是(　　) ①這10個(gè)點(diǎn)無論如何也不在一條直線上，因此小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象不可能為一條直線，而應(yīng)為一條光滑的曲線 ②這10個(gè)點(diǎn)中有6個(gè)點(diǎn)雖然不在一條直線上，但它們緊挨在一條直線附近，只有F和B兩點(diǎn)離這條直線太遠(yuǎn) ③在10個(gè)點(diǎn)當(dāng)中只有4個(gè)點(diǎn)能畫在一條直線上(A、D、G、I)，有六個(gè)點(diǎn)不在該直線上，這條直線肯定不能表示小車運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 ④與直線偏差較小的點(diǎn)(C、E、H、J)可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的，而與直線偏離較大的點(diǎn)(B、F)則可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤造成的 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 答案　B 解析　由于實(shí)驗(yàn)誤差或錯(cuò)誤的存在，這10

7、個(gè)點(diǎn)中有6個(gè)點(diǎn)不在一條直線上，但緊挨在一條直線附近，只有F和B兩個(gè)點(diǎn)離這條直線較遠(yuǎn)，這條直線通過較多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)兩側(cè)分布均勻，此條直線可表示小車運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，故①錯(cuò)誤，②正確，③錯(cuò)誤；直線通過較多的點(diǎn)，與直線偏差較小的點(diǎn)(C、E、H、J)可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的，而與直線偏離較大的點(diǎn)(B、F)則可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤造成的，故④正確。所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 7．(實(shí)驗(yàn)計(jì)算)(多選)為了研究小車的運(yùn)動(dòng)，某同學(xué)用小車拖著紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下了一系列的點(diǎn)，測(cè)得小車前0.1 s前進(jìn)了5 cm,0.3 s到0.35 s前進(jìn)了0.92 cm，前進(jìn)總長(zhǎng)度為10 cm，共用了0.4 s。則下列說法正

8、確的是(　　) A．小車在10 cm全過程的平均速度是0.25 m/s B．小車在前0.35 s內(nèi)的平均速度是0.17 m/s C．小車在0.1 s末的瞬時(shí)速度約為0.5 m/s D．無法知道小車在0.3 s末的瞬時(shí)速度 答案　AD 解析　小車在10 cm全過程的平均速度是＝ m/s＝0.25 m/s，選項(xiàng)A正確；因前0.35 s內(nèi)的位移不知道，故無法求其平均速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0.1 s末和0.3 s末的瞬時(shí)速度都是不可求的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 8．(實(shí)驗(yàn)結(jié)論) (多選)如圖甲、乙所示為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的兩條紙帶，由紙帶可知(　　) A．在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過程

9、中，紙帶甲的平均速度比乙的大 B．在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的小 C．紙帶甲的加速度比乙的大 D．紙帶甲的加速度比乙的小 答案　BD 解析　由題圖紙帶可以看出，打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過程中，甲的位移比乙的小，而經(jīng)歷的時(shí)間相等，則甲的平均速度小于乙的平均速度，故A錯(cuò)誤，B正確。紙帶甲點(diǎn)跡均勻，則其加速度為零，而紙帶乙的速度減小，加速度不為零，故C錯(cuò)誤，D正確。 9．(實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新)(多選)一小球在水平桌面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，用頻閃照相機(jī)對(duì)著小球每隔 s拍照一次，得到一幅頻閃照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如圖所示，已知照片與實(shí)物的比例為1∶10，則(　

10、　) A．圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過8 cm距離內(nèi)的平均速度是2 m/s B．圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過8 cm距離內(nèi)的平均速度是1.6 m/s C．圖中對(duì)應(yīng)的小球通過6 cm處的瞬時(shí)速度是2.5 m/s D．圖中對(duì)應(yīng)的小球通過6 cm處的瞬時(shí)速度是2 m/s 答案　AD 解析　小球在通過8 cm距離內(nèi)的平均速度＝＝ cm/s＝200 cm/s＝2 m/s，A正確，B錯(cuò)誤。可以認(rèn)為小球通過6 cm處的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，v＝＝＝200 cm/s＝2 m/s，C錯(cuò)誤，D正確。 二、非選擇題(按照題目要求作答，計(jì)算題須寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題注

11、明單位) 10．(實(shí)驗(yàn)步驟)在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟： A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處放開紙帶，再接通電源 B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路 C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼 D．取下紙帶 E．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 (1)所列步驟中有錯(cuò)誤的是： ________________________________________________________________________。 (2)遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)F、G、H……)： ______________

12、__________________________________________________________。 (3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序： ________________________________________________________________________。 答案　(1)A中應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源 (2)F：換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次 (3)BECADF 解析　(1)步驟A中應(yīng)先通電，再放紙帶，順序不能顛倒；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。 (2)遺漏的步驟F：換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 (3)步驟完善

13、后，合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)椋築ECADF。 11．(數(shù)據(jù)處理)如圖甲是某同學(xué)做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)獲得的一條紙帶。 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz。A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)由于不清晰而未畫出。試根據(jù)圖中提供的數(shù)據(jù)，推算出對(duì)應(yīng)F點(diǎn)的速度vF＝________ m/s(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (2)圖乙是該同學(xué)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，作出的v－t圖象。根據(jù)圖象，t＝0時(shí)的速度v0＝________ m/s，加速度a＝________ m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)0.70　(2)0.20　5.0 解析　(1)v

14、F＝，其中T＝0.02 s，xEG＝6.50 cm－3.70 cm＝2.80 cm＝2.80×10－2 m，代入數(shù)據(jù)可解得vF＝0.70 m/s。 (2)v－t圖象與縱軸的交點(diǎn)為t＝0時(shí)的速度v0＝0.20 m/s，加速度a＝＝ m/s2＝5.0 m/s2。 12．(數(shù)據(jù)處理及結(jié)論)在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50 Hz，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm。 (1)根據(jù)學(xué)過

15、的知識(shí)可以求出小車在B點(diǎn)的速度為vB＝________ m/s。CE間的平均速度為________ m/s； (2)以打A點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，建立v－t坐標(biāo)系如下圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中作出小車運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖線； (3)根據(jù)圖線可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度為 ________m/s2。 答案　(1)0.25　0.45　(2)圖見解析　(3)1 解析　(1)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s 所以vB＝＝ m/s＝0.25 m/s CE＝＝ m/s＝0.45 m/s。 (2)v－t圖象如圖所示。 (3)在v－t圖象中，圖線的斜率表示加速度，即 a＝ m/s2＝1 m/s2。

16、 13．(數(shù)據(jù)處理)做變速運(yùn)動(dòng)的小車，牽引一條紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源的頻率是50 Hz。由紙帶上打出的某一點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)剪下一段紙帶，按如圖所示，每一段紙帶的一端與x軸相重合。左邊與y軸平行，將紙帶貼在坐標(biāo)系中。 (1)本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)的小車，相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移存在某種關(guān)系，請(qǐng)你仔細(xì)研究圖象，找出這一關(guān)系； (2)設(shè)Δt＝0.1 s，請(qǐng)畫出小車的v－t圖象； (3)根據(jù)圖象求出其加速度。 答案　(1)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，此車在相鄰相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差都是相等的。 (2)如解析圖所示 (3)0.775 m/s2 解析　(1)橫坐標(biāo)中的1、2、3、4、5、6分別表示連續(xù)

17、相等時(shí)間T＝0.1 s內(nèi)的6段紙帶，而縱坐標(biāo)表示這6段紙帶的位移大小，分別設(shè)為x1、x2……x6。仔細(xì)觀察可得： x2－x1＝8 mm，x3－x2＝7 mm，x4－x3＝8 mm，x5－x4＝8 mm，x6－x5＝8 mm。 可見在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，此車在相鄰相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差都是相等的。 (2)設(shè)想將這6段紙帶連接起來，并將每段紙帶的上端作為計(jì)數(shù)點(diǎn)的位置，分別叫A、B、C、D、E、F，則：A點(diǎn)的速度vA＝ mm/s＝265 mm/s＝0.265 m/s。 同理可求得vB＝0.340 m/s，vC＝0.415 m/s，vD＝0.495 m/s，vE＝0.575 m/s。在v－t圖中描出B、C、D、E各點(diǎn)，擬合得到直線，如圖所示。 (3)由圖可知，其加速度等于直線的斜率a＝，在圖線上找兩點(diǎn)(0.1,0.265)，(0.5,0.575)代入得到加速度為a＝ m/s2＝0.775 m/s2。