课后跟踪训练(6) 探究小车速度随时间变化的规律（Word练习）-【优化指导】2025年高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教多选版）

课后跟踪训练(6)　探究小车速度随时间变化的规律 基础巩固练 1．在探究小车速度随时间变化特点的实验中，某同学按照以下步骤进行操作： A．换上纸带重复做两次，选择一条较为理想的纸带； B．将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上低压交流电源； C．把小车停在靠近打点计时器的地方，先放开小车，再接通电源； D．断开电源，取下纸带； E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上槽码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器。 (1)以上步骤有错误的是________(填步骤前的字母)，应更正为______________________； (2)步骤合理的顺序是__________(填步骤前的字母)。 答案：(1)C　先接通电源，再释放小车　(2)BECDA 2．某探究小组为了探究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴) 图(a) 图(b) (1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。 (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。(均保留2位有效数字) 答案：(1)从右向左　(2)0.19　0.037 解析：(1)由于小车获得速度后在摩擦力作用下减速运动，故相邻水滴间的距离逐渐减小，结合图(b)可知小车从右向左运动。(2)由题意知，30 s内滴下46滴水，共45个时间间隔，故相邻两滴水的时间间隔T＝ s＝ s。由匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得vA＝ m/s＝0.19 m/s。由逐差法得小车运动的加速度为a＝ m/s2＝0.037 m/s2。 3．(2024·浙江衢州测试)在探究小车做匀变速直线运动的实验中，使用了图甲所示的装置： (1)在该实验中，下列做法正确的是________。 A．先使小车运动，再接通电源 B．该实验需要补偿阻力 C．打点计时器可以使用6 V的直流学生电源 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (2)如图乙所示为某同学在某次实验中打出纸带的一部分，纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，A、B间的距离x1，A、C间的距离x2，则打B点时小车的速度vB＝________，纸带的加速度a＝________(用x1、x2和T表示)。 (3)若打点计时器实际工作频率偏大，则根据表达式和题中数据计算出vB的结果比实际值________(填“相等”“偏大”或“偏小”)。 (4)若打点计时器额定电压为220 V，而实际使用的电源电压为225 V，则(2)中得出的速度与物体速度的真实值相比将会________(填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。 答案：(1)D　(2)　　(3)偏小　(4)没有影响 解析：(1)先接通电源，再使小车运动，可提高纸带的利用率，A错误；本实验利用纸带来测量速度和加速度，不需要补偿阻力，B错误；打点计时器可以使用6 V的交流学生电源，C错误；为提高纸带的利用率，应将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，D正确。 (2)打B点时小车的速度vB＝，根据推论Δx＝aT2得 (x2－x1)－x1＝aT2，可得纸带的加速度a＝。 (3)若打点计时器实际工作频率偏大，由T＝知相邻计数点的时间间隔T偏小，而做实验的同学并不知道，仍根据原来的T由vB＝来计算vB，可知计算出vB的结果比实际值偏小。 (4)测出的物体速度与电源的电压无关，所以(2)中得出的速度与物体速度的真实值相比没有影响。 综合提升练 4．(2024·北京怀柔区模拟)小明同学用手机拍摄视频的方法测量木块做匀变速直线运动的加速度，测量方法和步骤如下： (1)如图，在长木板侧面平行木板固定一刻度尺(单位为：cm)，并按图组装好其他器材，调节滑轮使细线与木板________。 (2)将具有高清摄像功能的手机正对长木板侧面用支架固定并调试好，先固定木块，在左边挂上钩码；启动手机录像后，释放木块，让钩码带动木块加速运动，钩码落地后结束录像。 (3)在视频编辑软件上回放录像，拖动时间进度条，按时间先后顺序找出t1、t2、t3时刻木块前端对应刻度尺上的刻度值分别为s1、s2、s3，其中图中木块前端对应的刻度值为________cm，已知t2－t1＝t3－t2＝T，则木块的加速度大小a＝____________(用题中物理量符号表示)。 答案：(1)平行　(3)17.25(17.24、17.26也可) 解析：(1)为了使木块能够做匀变速运动，需要调节滑轮使细线与木板平行。 (3)刻度尺的分度值为0.1 cm，需要估读到0.01 cm，所以读数为17.25 cm。木块的加速度大小为a＝＝＝。 5．(2024·吉林白城期末)某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图甲)。在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新计时。实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2。 甲 乙 (1)用游标卡尺测量AB、AC的长度，其中AB的长度如图乙所示，其值为________mm。 (2)若狭缝宽度忽略，则该同学利用vAB＝、vBC＝，求出vAB和vBC后，则重力加速度g＝________。 (3)若狭缝宽度不能忽略，仍然按照(2)的方法得到的重力加速度值比其真实值________(填“偏大”或“偏小”) 答案：(1)74.3　(2)　(3)偏大 解析：(1)游标卡尺的主尺刻度为74 mm，游标尺示数为×3＝0.3 mm，所以长度为74.3 mm。 (2)该同学求出的平均速度即为对应中间时刻的瞬时速度，根据匀变速直线运动速度时间关系可知，重力加速度g＝＝。 (3)若狭缝宽度不能忽略，则实际时间间隔变长，所以代入测量的时间小于实际时间，测量的加速度比真实值偏大。 6．(2021·湖北卷)某同学假期在家里进行了重力加速度测量实验。如图(a)所示，将一根米尺竖直固定，在米尺零刻度处由静止释放实心小钢球，小球下落途经某位置时，使用相机对其进行拍照，相机曝光时间为 s。由于小球的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。根据照片中米尺刻度读出小球所在位置到释放点的距离H、小球在曝光时间内移动的距离Δl。计算出小球通过该位置时的速度大小v，进而得出重力加速度大小g。实验数据如下表： 　 次数 1 2 3 4 5 Δl/cm 0.85 0.86 0.82 0.83 0.85 v/(m·s－1) 4.25 4.10 4.15 4.25 H/m 0.918 1 0.942 3 0.853 0 0.886 0 0.923 1 (1)测量该小球直径时，游标卡尺示数如图(b)所示，小球直径为________mm。 (2)在第2次实验中，小球下落H＝0.942 3 m时的速度大小v＝________m/s；第3次实验测得的当地重力加速度大小g＝________m/s2。(均保留3位有效数字) (3)可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措施有________。 A．适当减小相机的曝光时间 B．让小球在真空管中自由下落 C．用质量相等的实心铝球代替实心钢球 答案：(1)15.75　(2)4.30　9.85　(3)AB 解析：(1)由游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为d＝15 mm＋15×0.05 mm＝15.75 mm。 (2)小球下落H ＝0.942 3 m时的速度v＝＝ m/s＝4.30 m/s，由运动学公式有v2＝2gh，解得g＝＝ m/s2＝9.85 m/s2。 (3)小球下落一定高度时的瞬时速度近似为曝光时间内的平均速度，曝光时间越短，曝光时间内的平均速度越接近瞬时速度，实验误差越小，A正确；让小球在真空管中自由下落，可减小空气阻力的影响，可减小实验误差，B正确；用质量相等的实心铝球代替实心钢球时，铝球体积更大，阻力对铝球的影响较大，实验误差较大，C错误。 7．(2022·江苏卷)小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图甲所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。 　　 (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用________。 A．钢球　　B．乒乓球　　C．橡胶球 (2)用分度值为1 mm的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图乙所示，则h＝________cm。 (3)作出2ht2图线，如图丙所示，则可得到重力加速度g＝________m/s2。 (4)在图甲中，将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量，若将手机放在地面A点，设声速为v，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表示为t′＝__________(用h、t和v表示)。 (5)有同学认为，小明在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度g必然有偏差。请判断该观点是否正确，简要说明理由 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)A　(2)61.30　(3)9.55　(4)t＋　(5)不正确，理由见解析 解析：(1)为了减小空气阻力的影响，应该选用质量大、体积小(材质密度较大)的钢球，A正确。 (2)刻度尺的分度值为1 mm，估读到分度值的下一位，由题图乙可知h＝61.30 cm。 (3)根据h＝gt2可知＝g，故在2ht2图像中斜率表示重力加速度，根据题图丙有g＝ m/s2≈9.55 m/s2。 (4)下落过程中声音传播的时间为t1＝，则小球下落的时间为t′＝t＋t1＝t＋。 (5)不正确。设木条厚度为H，则台阶距离地面的高度h1时的时间为t1，高度h2时的时间为t2；则根据前面的分析有g＝＝，可知g与H无关。 8．(2024·江西赣州模拟)有研究发现：正常人反应速度在0.3 s左右，30岁以后会有所变慢，运动员经过特定练习，对特定刺激的反应速度可以缩短到0.15 s至0.18 s，人类反应速度的极限目前科学界公认为0.1 s，同学们为了测自己的反应时间，进行了如下实验，如图a所示，甲同学用手捏住直尺的0刻线位置，乙同学用一只手在直尺的最大刻度处做好捏直尺的准备，但手不碰到直尺。乙同学在观察到甲同学放手让直尺下落的同时立刻捏住直尺，读出捏住直尺的刻度，就可以测出反应时间，重力加速度g取9.8 m/s2。 (1)若直尺的量程为40 cm，乙同学要捏住图中直尺刻度区间，允许他的最长反应时间为________s(保留2位有效数字)； (2)某次实验时，直尺的量程为L，乙同学捏住位置的刻度读数为x，则他的反应时间为________(用L、x、g表示)； (3)为简化计算，同学们以相等时间间隔在直尺上标记反应时间的刻度线(图中数据的单位均为“秒”)，制作了“反应时间测量尺”。图b中刻度线标度最可能正确的是________。 答案：(1)0.29　(2)　(3)C 解析：(1)直尺做自由落体运动，直尺的量程为40 cm，乙同学要捏住题图a中直尺刻度区间，允许他的最长反应时间为t＝＝s＝ s≈0.29 s。 (2)直尺下落高度为h＝L－x，则乙同学的反应时间为t＝＝。 (3)手的位置在开始时放在0刻度处，所以0刻度要在下边，直尺做自由落体运动，位移公式为h＝gt2，所以位移与时间的二次方成正比，所以随着时间的增加，刻度尺的间距从下往上逐渐增大，C正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$