2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（巩固练习)-【高效课堂】2024-2025学年高中物理同步精品备课一体化资源（人教版2019必修第一册）

班级：高一（ ）班 姓名： 2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（巩固练习） 一、单选题 1．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列做法不能减小实验误差的是（　　） A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度相同的长木板做实验 2．如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大 A．B．C． D． 3．电视剧《我的兄弟叫顺溜》中，八路军在射击训练时总结出“鬼子上山时瞄鬼子的头，鬼子下山时瞄鬼子的脚，子弹专打鬼子的胸膛”的经验，如果把子弹飞行轨迹近似看成直线，可以得出一般情况下，（    ） A．鬼子上山时比下山时跑得快 B．鬼子上山时比下山时跑得慢 C．鬼子上山时和下山时跑得一样快 D．鬼子上山时和下山时无法比较快慢 4．在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中，获得的一段纸带如图所示，A、B、C、D为相邻的四个计数点，已知AB=1.80cm，BC=2.00cm，CD=2.20cm，相邻两计数点间的时间间隔为0.1s．关于该实验，下列说法正确的是（  ）    A．相邻两计数点间的时间间隔为0.1s是用秒表测出的 B．实验时应先释放小车再接通电源 C．打点计时器打C点时，小车的速度为0.42m/s D．小车运动的加速度是0.2m/s2 5．如图所示，为了测定气垫导轨上滑块运动的加速度，在滑块上安装了宽度为d的遮光条。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1，通过第二个光电门的时间Δt2，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t，则可估算滑块加速度的大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 6．关于误差和有效数字，下列说法正确的是（　　） A．测出一个物体长为123.6cm，采用的测量工具的最小刻度是厘米 B．0.92与0.920含义是不一样的 C．多测几次求平均值可减小系统误差 D．0.082是三位有效数字，103.6cm是四位有效数字 7．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，获得如图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点的时间间隔为T，、、、、、分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的距离，下列可用来计算打D点时小车速度的表达方式有(　　) A． B． C． D． 三、填空题 8．在用接在50Hz交流电源上的打点计时器《探究小车的速度随时间变化的规律》的实验中，得到如图所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，每5个打印点取一个计数点，分别标上0、1、2、3、4……量得0与1两点间的距离s1=30mm，1与2两点间的距离s2=36mm，3与4两点间的距离s4=48mm，则小车在0与1两点间平均速度为 ，小车在3与4两点间平均速度为 ，小车在1点时的速度约为 。 9．打点计时器使用的交变电流的频率原为50Hz，若某次实验中交变电流的实际频率偏小而未被发觉，则纸带上记录的时间与真实值比较将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）． 10．一滑块自左向右运动,现用频闪照相机在同一张底片上多次曝光,记录下滑块每次曝光时的位置,如图所示.连续两次曝光的时间间隔为0.1s,则: (1)滑块的加速度大小为 m/s2; (2)滑块在第7次曝光时的速度大小为 m/s. 四、实验题 11．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，完成下面问题。 （1）关于打点计时器的时间间隔，下列是四位同学各自发表的看法，其中正确的是( )； A．打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定 B．如果将交流电源改为直流电源，打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变 C．电源电压越高，每打两个点的时间间隔就越短 D．纸带速度越大，每打两个点的时间间隔就越短 （2）下列操作正确的有 ；（填选项代号） A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．电火花计时器应使用低压交流电源 （3）某同学在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。 根据纸带上各个测量点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下4、5两点小车的瞬时速度，并将其速度值填入表格；（要求保留3位有效数字） 瞬时速度 数值（m/s） 0.165 0.200 0.263 （4）以0点为计时起点，将1、2、3、4、5各个时刻的瞬时速度标在图所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ，并由图像求出小车的加速度 m/s2。（要求保留2位有效数字） 12．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距、、、、、，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。 (1)部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是： （用字母填写）。 (2)图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔 s。 (3)计数点5对应的瞬时速度大小为 m/s。（结果保留2位有效数字） (4)充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小为 。（结果保留2位有效数字） 五、解答题 13．天文观测表明，距离地球为的星体背离地球运动的速度为，式中的称为哈勃常数，其值为（s·光年），现假设宇宙是一个大火球大爆炸后形成的，并设大爆炸后各星体以不同的速度，并以地球为中心向外匀速运动，据此请估算宇宙的年龄。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 班级：高一（ ）班 姓名： 2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律（巩固练习）教师版 一、单选题 1．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列做法不能减小实验误差的是（　　） A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度相同的长木板做实验 【答案】B 【详解】A．选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大，在用直尺测量这些点间的距离时，在一次测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，故A正确，不符合题意； B．在实验中，如果小车运动的速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确度会降低，因此小车的速度略大一些较好，故B错误，符合题意； C．为了减小长度测量的相对误差，应舍去纸带上过于密集的点，故C正确，不符合题意； D．如果实验中所用长木板各部分的平整程度不同，小车的速度变化会不均匀，从而导致实验误差增大，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大 A．B．C． D． 【答案】A 【详解】同一打点计时器打出的四条纸带，点迹间的时间间隔相等，设为T．根据逐差相等公式△x=aT2可知，点迹间位移差△x越大，加速度越大，据图可以看出，A图的点与点之间的距离差最大，故A的加速度最大．故A正确、BCD错误．故选A． 【点睛】打点计时器打点的时间间隔是相等的，观察纸带上点间的距离，根据物理规律解决问题．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． 3．电视剧《我的兄弟叫顺溜》中，八路军在射击训练时总结出“鬼子上山时瞄鬼子的头，鬼子下山时瞄鬼子的脚，子弹专打鬼子的胸膛”的经验，如果把子弹飞行轨迹近似看成直线，可以得出一般情况下，（    ） A．鬼子上山时比下山时跑得快 B．鬼子上山时比下山时跑得慢 C．鬼子上山时和下山时跑得一样快 D．鬼子上山时和下山时无法比较快慢 【答案】B 【详解】鬼子上山时瞄鬼子的头，子弹打鬼子的胸膛，说明子弹运动到原来头部的时间与胸膛运动到原来头部位置的时间相同；鬼子下山时瞄鬼子的脚，子弹打鬼子的胸膛，说明子弹运动到原来脚部的时间与胸膛运动到原来脚部位置的时间相同；胸膛到脚的距离比胸膛到头的距离大，运动的时间可认为一样，所以下山时速度大，故ACD错误，B正确。 故选B。 4．在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中，获得的一段纸带如图所示，A、B、C、D为相邻的四个计数点，已知AB=1.80cm，BC=2.00cm，CD=2.20cm，相邻两计数点间的时间间隔为0.1s．关于该实验，下列说法正确的是（  ）    A．相邻两计数点间的时间间隔为0.1s是用秒表测出的 B．实验时应先释放小车再接通电源 C．打点计时器打C点时，小车的速度为0.42m/s D．小车运动的加速度是0.2m/s2 【答案】D 【详解】A．按打点先后顺序每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，并不是秒表测量出的，故A错误； B．实验时应先接通电源，再释放小车，故B错误； C．利用匀变速直线运动的推论得 故C错误； D．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2 可以求出加速度的大小得 故D正确。 故选D。 5．如图所示，为了测定气垫导轨上滑块运动的加速度，在滑块上安装了宽度为d的遮光条。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1，通过第二个光电门的时间Δt2，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t，则可估算滑块加速度的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题目可知，遮光条通过第一个光电门的瞬时速度为 同理可知，遮光条通过第二个光电门的瞬时速度为 根据加速度定义式得 故选C。 二、多选题 6．关于误差和有效数字，下列说法正确的是（　　） A．测出一个物体长为123.6cm，采用的测量工具的最小刻度是厘米 B．0.92与0.920含义是不一样的 C．多测几次求平均值可减小系统误差 D．0.082是三位有效数字，103.6cm是四位有效数字 【答案】AB 【详解】A．一个物体长为123.6 cm，最后的一位：0.6cm是估读的，所以采用的测量工具的最小刻度是厘米，A正确； B．0.92是两位有效数字，而0.920是三位有效数字，它们的含义是不同的，故B正确； C．求多次测量的平均值是减小误差有效的方法之一，可以减小偶然误差，不能减小系统误差，C错误； D．有效数字是从第一个不为0的数字开始的，0.082是两位有效数字，D错误。 故选AB。 7．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，获得如图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点的时间间隔为T，、、、、、分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的距离，下列可用来计算打D点时小车速度的表达方式有(　　) A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】若取CE段的平均速度表示D点小车速度，＝，A、C错误，D正确；若取BF段的平均速度表示D点小车速度，＝，B正确． 【点睛】在匀变速运动中，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度. 三、填空题 8．在用接在50Hz交流电源上的打点计时器《探究小车的速度随时间变化的规律》的实验中，得到如图所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，每5个打印点取一个计数点，分别标上0、1、2、3、4……量得0与1两点间的距离s1=30mm，1与2两点间的距离s2=36mm，3与4两点间的距离s4=48mm，则小车在0与1两点间平均速度为 ，小车在3与4两点间平均速度为 ，小车在1点时的速度约为 。 【答案】0.30m/s 0.48m/s 0.33m/s 【详解】[1]每5个打印点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，则小车在0、1两点间平均速度 [2]小车在3与4两点间平均速度为 [3]小车在1点时的速度约为 9．打点计时器使用的交变电流的频率原为50Hz，若某次实验中交变电流的实际频率偏小而未被发觉，则纸带上记录的时间与真实值比较将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）． 【答案】偏小 【详解】交变电流的实际频率偏小，实际打点周期大于0.02s，比如打出6个点的实际时间大于0.1s，但仍按照原周期计算时间为0.1s，所以纸带上记录的按原周期算出的时间应该偏小。 10．一滑块自左向右运动,现用频闪照相机在同一张底片上多次曝光,记录下滑块每次曝光时的位置,如图所示.连续两次曝光的时间间隔为0.1s,则: (1)滑块的加速度大小为 m/s2; (2)滑块在第7次曝光时的速度大小为 m/s. 【答案】1.0 0.75 【详解】(1)[1]根据图示由： 代入数据计算得出 (2)[2]滑块在位置“7”的速度等于6、8间的平均速度，由图可知第6和8点的距离为0.15m，则有： 四、实验题 11．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，完成下面问题。 （1）关于打点计时器的时间间隔，下列是四位同学各自发表的看法，其中正确的是( )； A．打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定 B．如果将交流电源改为直流电源，打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变 C．电源电压越高，每打两个点的时间间隔就越短 D．纸带速度越大，每打两个点的时间间隔就越短 （2）下列操作正确的有 ；（填选项代号） A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在长木板的有滑轮一端 C．应先接通电源，后释放小车 D．电火花计时器应使用低压交流电源 （3）某同学在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。 根据纸带上各个测量点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下4、5两点小车的瞬时速度，并将其速度值填入表格；（要求保留3位有效数字） 瞬时速度 数值（m/s） 0.165 0.200 0.263 （4）以0点为计时起点，将1、2、3、4、5各个时刻的瞬时速度标在图所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 ，并由图像求出小车的加速度 m/s2。（要求保留2位有效数字） 【答案】A AC/CA 0.314 0.363 （0.49~0.51之间均可） 【详解】（1）[1]打点计时器使用的是交流电源，其连续打两个点的时间间隔等于交流电源的周期，即时间间隔由电源的频率决定，与电源电压和纸带速度均无关。 故选A。 （2）[2]AC．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时在释放小车前，小车要靠近打点计时器，并且应先接通电源，后释放小车，故AC正确； B．打点计时器应放在长木板的没有滑轮的一端，故B错误； D．电火花计时器应使用的交流电源，故D错误。 故选AC。 （3）[3][4]根据匀变速直线运动某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度可知 （4）[5]v-t图像如图所示。 [6]v-t图像的斜率表示加速度，则小车的加速度为 12．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距、、、、、，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。 (1)部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是： （用字母填写）。 (2)图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔 s。 (3)计数点5对应的瞬时速度大小为 m/s。（结果保留2位有效数字） (4)充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小为 。（结果保留2位有效数字） 【答案】DCBA 【详解】（1）[1] 在实验过程中应先固定打点计时器，再放置小车，然后打开电源，最后释放小车，完毕关闭电源，所以正确的顺序是：DCBA。 （2）[2] 每相邻两点之间还有4个记录点未画出，相邻计数点的时间间隔均为 （3）[3] 计数点5对应的瞬时速度 （4）[4] 小车加速度 五、解答题 13．天文观测表明，距离地球为的星体背离地球运动的速度为，式中的称为哈勃常数，其值为（s·光年），现假设宇宙是一个大火球大爆炸后形成的，并设大爆炸后各星体以不同的速度，并以地球为中心向外匀速运动，据此请估算宇宙的年龄。 解：由于假设大爆炸后各星体是背离地球做匀速运动的，故令宇宙年龄为，则星体距地球距离应为 由 得 考虑到光速，1光年为光在一年中经过的距离，即1光年·年 故年 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$