卷子答案网-一个不只有答案的网站高一物理期末复习实验专题02
探究小车速度随时间变化的规律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、实验题
1．用图1所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。
（1）除小车、重物、打点计时器（含纸带、复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号）。
A．电压可调的直流电源 B．电压合适的50Hz交流电源
C．秒表 D．刻度尺 E.天平
（2）接通打点计时器电源，释放小车，小车在重物的牵引下沿直线拉动纸带，纸带上打下一系列的点，其中一部分如图2所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点（计数点之间还有点未画出），相邻计数点间的时间间隔为0.10s。从图中数据可知，在打C点时小车的瞬时速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。
（3）计算出打纸带上各计数点时小车的速度，在坐标纸上建立坐标系，描点绘制小车运动的图像，若图像是一条倾斜的直线，则可判断小车做匀变速直线运动，其依据是 。
（4）某同学在家里研究小球沿斜面的运动，想通过实验验证小球的运动是匀加速直线运动。如图3所示，他让小钢球沿着细管内壁从静止开始运动，用手机秒表和米尺作为测量工具，测量小球从静止开始通过不同位移所用的时间，得到下表所示的数据。如何由这些数据验证小球的速度是随时间均匀变化的？( )
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
位移 0.1400 0.2540 0.3370 0.4330 0.5400 0.5510 0.7460 0.8370
时间 0.49 0.66 0.75 0.86 0.95 1.06 1.12 1.19
2．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如下图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电源频率50Hz。
(1)设电火花计时器的频率为f，计算F点的瞬时速度vF的公式为vF＝ ；
(2)他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表。以A点对应的时刻为t＝0，试在图所示的坐标系中作出v—t图像 ，并利用该图像求出物体的加速度a＝ m/s2；（保留2位有效数字）
对应点 B C D E F
速度（m/s） 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301
3．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学利用如图甲得到一条纸带，如图乙所示，纸带上每相邻两计数点间还有4个计时点未标出。打点计时器所用交流电频率为50Hz，忽略纸带所受的阻力。
（1）若纸带的右端与小车连接。根据纸带提供的数据可判断小车做 直线运动。（填“匀加速”“匀减速”或“匀速”）
（2）打下计数点B时小车的速度vB= m/s；小车加速度大小为a= m/s2。（两空的结果均保留两位有效数字）
4．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到的记录纸带如图所示。
（1）电火花计时器应接在 电源上（填“直流”或“交流”），工作电压为 V。
（2）图中显示读取或记录的数据中有误的是 段（填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”或“EF”）
（3）图中的点为记数点，在每两个相邻的记数点间还有4个点没有画出，则从打下A点到打下E点共历时 s，打下C点时小车的瞬时速度为 m/s，小车的加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）。
5．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、、、、、个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接、交流电源。
（1）设电火花计时器的周期为，计算点的瞬时速度的表达式为 ；
（2）他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、、、、各点时物体的瞬时速度如下表。以A点对应的时刻为，如图乙所示坐标系作出图像 ，并利用该图像求出A点的瞬时速度 ，物体的加速度 。
对应点 B
速度 0.141 0.180 0.218 0.262 0.301
（3）如果当时电网中交变电流的电压变成，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
6．某同学用图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动，正确操作后获得图乙所示的一条纸带。他用天平测得小车的质量为M，钩码质量为m，用毫米刻度尺测得纸带上自0点到连续点1、2、3、4、5、6的距离分别为：d1=1.07cm、d2=2.24cm、d3=3.48cm、d4=4.79cm、d5=6.20cm、d6=7.68cm，已知实验所用交流电频率为f=50Hz。
（1）实验中除了电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长直轨道、细线、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有 ；
A．220V、50Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．4～6V、50Hz交流电源
D．刻度尺
E.秒表
F.天平
（2）实验过程中，下列操作正确的是 ；
A．将接好纸带的小车停在靠近滑轮一端
B．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器一端
C．先释放小车，待小车有较大速度后再接通电源
D．先接通电源，待打点稳定后再释放小车
（3）打点2时小车的速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）；
（4）小车运动过程中的平均加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）。
（5）在实验过程中，电源的频率忽然略高于50Hz，实验者又不知电源频率已改变，这样计算出的加速度值与真实值相比是 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）的。
7．（1）关于电火花打点计时器的使用说法正确的是 。
A．电火花打点计时器使用的是以下的直流电源
B．电火花打点计时器使用的是的交流电源
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
（2）使用打点计时器实验过程中，下列做法正确的是( )
A．先释放小车，再接通电源
B．先接通电源，再释放小车
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
（3）如图为测定匀变速直线运动的加速度实验中得到的一段纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻记数点间还有四点未画出，由于测量过程不小心把C点涂掉，该小车运动的加速度 ，计数点的瞬时速度 。（结果均保留两位有效数字）
8．电火花计时器工作电源是220伏的 电源（填“直流”或“交流”），当电源的频率为50Hz时，每隔 s打一个点。 某次实验纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A开始， 每打5个点取 1个计数点，计时器打点频率为50Hz。测得各段长度为AB=1.60cm，AC=3.41cm，AD=5.44cm ， AE=7.68cm，则打点计时器打计数点的时间间隔为 s， 从打A点打到E点共历时 s，B点的瞬时速度为 m/s 。纸带运动的加速度为
9．某同学利用图所示装置探究重物牵引小车运动的速度随时间变化的规律。
实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点（每相邻两个计数点间还有4个点未画出）。s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm，请运用所学完成下列问题：
（1）本实验可以使用干电池作电源吗 ？
A．可以 B．不可以
（2）本实验 （填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
（3）打点计时器工作中，每隔 s打一次点；纸带上相邻计数点间的时间间隔T= s。
（4）该同学测量计数点间距离最可能使用的是 。
A．精确度是1cm的刻度尺 B．精确度是1mm的刻度尺
（5）用给定的符号写出小车的加速度的表达式a= ，要求充分利用所有的测量数据。
（6）代入数据计算加速度的值是a＝ m/s2，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝ m/s。（结果均保留两位有效数字）
10．某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。
（1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是 ；
（2）如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，如果用S1、S2、S3、S4、S5、S6来表示各相邻两个计数点间的距离由这些已知数据计算：该匀变速直线运动的加速度的表达式为a= ，其大小为a= m/s2，与纸带上D点相对应的瞬时速度v= m/s。（答案均要求保留3位有效数字）
参考答案：
1． BD 0.44 图中图线的斜率表示加速度 见解析
【详解】(1)[1]AB．打点计时器的工作电源是交流电，故A错误，B正确；
C．打点计时器是计时的仪器，故不需要秒表，故C错误；
D．实验中需要测量纸带上计数点间的距离，需要刻度尺，故D正确；
E．实验中小车做变速运动即可，因此不需要测量重物的质量，故E错误。
故选BD；
(2)[2]由图可读出
则在打C点时小车的瞬时速度为
(3)[3]图像表示速度随时间变化的关系，图线的斜率表示加速度；
(4)[4]如果小球做初速度为零的匀加速直线运动，位移与时间成正比，则有
排除第六组数据，在误差允许范围内，可以认为小球做匀加速直线运动，即速度随时间均匀变化。
2．
【详解】(1)[1] 打点计时器的周期 ，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，则t=5T；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得：
(2)[2][3] 以A点对应的时刻为t＝0，试在图所示的坐标系中作出v—t图像
利用该图像求出物体的加速度
3． 匀减速 0.78 0.64
【详解】（1）[1]若纸带的右端与小车连接，由纸带可知，在连续相等时间内的位移逐渐减小，故做匀减速直线运动。
（2）[2]频率为50Hz，纸带上每相邻两计数点间还有4个计时点未标出，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，打下计数点B时小车的速度为
[3]根据逐差法可得加速度
4． 交流 220 AB 0.4 0.51 2.0
【详解】(1)[1][2]电火花计时器应接在交流电源上，工作电压为220V。
(2)[3]由图可知，刻度尺的读数小数点后面保留两位，所以记录数据有误的是AB段。
(3)[4]相邻计数点间的时间间隔为0.1s，从打下A点到打下E点共历时0.4s。
[5] C点的瞬时速度
[6] 因为连续相等时间内的位移之差△x=2cm，根据
得
5． 见解析 0.101 0.40 不变
【详解】（1）[1] 打点计时器的周期T，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，则
t=5T
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得
（2）[2]作出v-t图像如图所示，注意尽量使描出的点落到直线上，不能落到直线上的点尽量让其分布在直线两侧
[3] 由图像得A点的瞬时速度
0.101
[4]由速度-时间图像的斜率表示加速度，得
（3）[5] 电压变化，并不改变打点的周期，故测量值与实际值相比不变。
6． CD BD 0.60 2.0 偏小
【详解】（1）[1]电磁打点计时器工作电源是4~6V、50Hz交流电源；电磁打点计时器是计时仪器，所以不需要秒表；实验中还需要测量纸带计数点间的距离，所以需要刻度尺，此实验不需要测量质量，所以不需要天平，故ABEF错误，CD正确。
故选CD。
（2）[2]AB．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一端，故A错误，B正确；
CD．使用打点计时器时应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故C错误，D正确。
故选BD。
（3）[3]由题知相邻两个计数点间的时间间隔T=0.02s，打点2时小车的速度大小为
（4）[4]由逐差法可得，小车运动过程中的平均加速度大小为
（5）[5]电源的频率忽然略高于50Hz，则打点周期变小，根据上述公式可知，实际加速度变大，既计算出的加速度值与真实值相比是偏小的。
7． BC BD 2.0 2.1
【详解】（1）[1]AB．电火花打点计时器使用的是的交流电源，A错误，B正确；
C．由
可知，使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，C正确；
D．纸带上打的点越密，说明相同时间内位移越小，故物体运动的越慢，D错误。
故选BC。
（2）[2]AB．应先接通电源，再释放小车，A错误，B正确；
CD．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，才能让小车有足够的运动距离，纸带上能打更多的点，C错误，D正确。
故选BD。
（3）[3]由于相邻记数点间还有四点未画出，故T=0.1s，该小车的加速度为
[4]DE中间时刻的速度为
打下计数点时，小车的瞬时速度为
8． 交流 0.02 0.1 0.4 0.17 0.22m/s2
【详解】[1]电火花计时器工作电源是220伏的交流电源
[2]当电源的频率为50Hz时，打点周期为0.02s
[3]因每打5个点取 1个计数点，计时器打点频率为50Hz，则打点计时器打计数点的时间间隔为
[4]从打A点打到E点共历时0.4s
[5]B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，为
[6]纸带运动的加速度为
9． B 不需要 0.02 0.1 B 0.80 0.40
【详解】（1）[1]本实验可以使用干电池作电源吗，不可以，因为打点计时器使用的是交变电流，所以B正确；A错误；
故选B。
（2）[2]测小车运动的速度随时间变化的规律，不需要测细线对小车的合外力，不需要保证用钩码的重力表示合外力，所以不需要平衡摩擦力。
（3）[3]打点频率为50Hz，则每隔0.02s打一次点。
[4]纸带上相邻计数点间的时间间隔
T=0.025=0.1s。
（4）[5]精确度越小的测量误差越小，所以B正确；A错误；
故选B。
（5）[6]要求充分利用所有的测量数据，采用逐差法可得小车的加速度为
（6）[7]代入数据计算加速度的值为
[8]B点时小车的速度为
10． 弹簧测力计 ; 1.18
【详解】（1）[1]本实验中不需测力，不需要的器材是弹簧测力计；
（2）[2]因为每两点之间还有四点没有画出来，所以计数点间的时间间隔为
T=0.1s
根据逐差法可得
[3]代入数据解得
a=1.93m/s2
[4]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，可得
答案第1页，共2页
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