2022--2023学年高中物理必修第一册同步练习：实验：探究小车速度随时间变化关系

试卷更新日期：2022-08-11 类型：同步测试

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一、单选题

1. 图为某质点自A点开始做匀减速直线运动的破损频闪照片，A、B、C为其运动轨迹上的三个点，质点最终停在D点。测得 $x_{A B} = 5.00 m$ ， $x_{B C} = 4.00 m$ 。下列说法正确的是（）

A、可以求出质点的加速度大小 B、可以求得B点的速度大小 C、可求得C、D之间的距离约为3.00m D、可求得C、D之间的距离约为6.13m

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二、填空题

2. 某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，其中x₁ =7.10cm、x₂ =7.70cm、x₃ = 8.30cm、x₄= 8.90cm、x₅ = 9.50cm、x₆ =10.10cm，则打A点时瞬时速度的大小为 m/s，小车的加速度的大小是m/s²。

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三、实验探究题

3. 某实验小组进行如下实验，如图所示：
A．倾角为 $30 °$ 的斜面固定在水平桌面上，在斜面的底端安装光电门并连接数字计时器；
B．在木块中心位置处固定宽度为d的遮光条；
C．使木块静置于斜面上某处，通过直尺测出遮光条中心位置到光电门中心位置间距离L，释放木块后，数字计时器记录下遮光条通过光电门的时间为 $Δ t$ ；
D．改变木块释放位置，重复实验，进行多次测量，得到多组距离L和时间 $Δ t$ ；

(1)、通过50分度游标卡尺测出遮光条宽度如图所示，其宽度d＝mm。

(2)、某次遮光条通过光电门时间为 $Δ t = 2.8 \times 1 0^{- 3} s$ ，则遮光条通过光电门时速度v＝m/s，此值比遮光条中心位置与光电门中心位置重合时速度（填“偏大”“偏小”或“相等”）．

(3)、利用实验得到的数据，做出 $v^{2} - L$ 图像，并得到图像的斜率为k，则木块加速度为（用k表示）。

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4. 用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中，电火花计时器的额定频率为f，某次记录小车运动情况的纸带如图所示，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻两计数点间还有四个计时点未画出。

(1)、实验时，下列说法正确的是____。

A、电火花计时器应接在4V～6V的交流电源上 B、电火花计时器应接在220V的交流电源上 C、每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏 D、开始实验时应先释放纸带再接通电源

(2)、打点计时器在打D点时，小车的速度大小为，小车加速下滑过程中的加速度大小为。（用题中所涉及的物理量符号表示）

(3)、如果电源的实际频率比额定频率小，做实验的同学并不知情，那么加速度的测量值与实际值相比（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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5. 在做“研究匀变速直线运动”的实验中，实验室提供了以下器材：电磁打点计时器（附导线、50Hz低压交流电源、复写纸、纸带）、长木板（附有滑轮）、小车、重物、细绳、刻度尺、天平。实验装置如图所示，一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，打点计时器固定在长木板右侧，重物通过细绳跨过定滑轮与小车相连，定滑轮右侧的细绳与长木板平行，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。

(1)、实验室提供的实验器材中，本实验不需要的是；

(2)、实验开始之前，（填“需要”或“不需要”）对小车进行“平衡摩擦力”操作；

(3)、在实验操作过程中，应该先，然后，打出的一条清晰纸带如图所示，纸带上标出的点是计数点，每相邻两个计数点间还有4个计时点没有画出。测量数据如下：
$x_{1} = 4.20 c m$ ， $x_{2} = 4.91 c m$ ， $x_{3} = 5.61 c m$ ， $x_{4} = 6.32 c m$ ， $x_{5} = 7.02 c m$ ， $x_{6} = 7.73 c m$ ；

(4)、通过研究纸带上的这些实验数据，发现这些实验数据呈现出规律性： $x_{2} - x_{1}$ 、 $x_{3} - x_{2}$ 、 $x_{4} - x_{3}$ 、 $x_{5} - x_{4}$ 、 $x_{6} - x_{5}$ 大致相等，这一规律表明，小车在长木板上的运动属于运动；

(5)、在充分利用本实验得到的测量的数据，可以求得小车加速度 $a =$ $m / s^{2}$ ，打点计时器在打下P点时小车的速度 $v_{P} =$ $m / s$ （结果均保留2位有效数字）；

(6)、如果实验过程中交变电流的实际频率小于50Hz，而处理实验数据的时候是按照电流的频率等于50Hz做的，这将导致求出的加速度a的值比实际值（填“偏大”或“偏小”）。

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6. 某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率 $f = 50 H z$ ，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点。因保存不当，纸带被污染。如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离， $x_{A} = 16.6 m m$ 、 $x_{B} = 126.5 m m$ 、 $x_{D} = 624.5 m m$ 。若无法再做实验，可由以上信息推知：

(1)、打C点时物体的速度大小为 $m / s$ （结果取2位有效数字）；

(2)、物体的加速度大小为（用 $x_{A}$ 、 $x_{B}$ 、 $x_{D}$ 和 $f$ 表示）；

(3)、实验时，若电压不稳，交流电的实际频率低于50赫兹，则测得的加速度将比实际值（填“偏大”，“偏小”或“相等”）

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7.

(1)、在下列实验中，需要用到如图甲所示器材的实验有____

A、探究弹簧的弹力与伸长量的关系 B、探究加速度与力、质量的关系 C、验证机械能守恒定律 D、研究平抛运动

(2)、某同学在“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，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻点间的距离如图乙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为50 Hz。
①试根据纸带上计数点间的距离，计算出打下B点时小车的瞬时速度，并填入表中（结果保留3位有效数字）。
计数点
B
C
D
E
F
速度/（m·s^-1）
0.479
0.560
0.640
0.721
②以打下A点的时刻为计时起点，请在图丙中标出B点，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
③由所画的v-t图像求出小车的加速度为m/s²（结果保留两位有效数字）。

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8. 某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是 $50 H z$ ，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O，再依次选6个点作为计数点，分别标以A、B、C、D、E和F，如图甲所示.

(1)、如果测得C、D两点相距 $2.70 c m$ ， D、E两点相距 $2.90 c m$ ，则在打D点时小车的速度是 $m / s$ .

(2)、该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在 $v - t$ 坐标系中描好点，如图乙所示，请在图乙中作出小车的 $v - t$ 图像，并求出小车的加速度 $a =$ $m / s^{2}$ .

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9. 做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，取下一段纸带研究其运动情况，如图所示。设O点为计数的起点，两计数点之间的时间间隔为0.1s，实验测量准确，则计数点0与计数点2间的距离 $s_{2}$ 为cm，打计数点2时的瞬时速度为m/s，物体的加速度大小为 $m / s^{2}$ 。

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10. 某实验小组做“探究匀变速直线运动”实验，实验装置如图甲所示：

(1)、实验时（选填“需要”或“不需要”）用垫块垫高长木板右端以平衡摩擦力；

(2)、实验中打出的一段纸带如图乙所示，其中每相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，根据图中数据，可以计算出小车的加速度大小为 $m / s^{2}$ ；

(3)、如果使用的是电火花打点计时器，实验时电压略低于220V，测出的加速度（选填“大于”“小于”或“等于”）小车的实际加速度。

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11. 用图甲的装置研究物体的落体运动（所需电源装置没有画出），已知打点计时器打点的周期为T，图乙是某次实验得到的一条纸带。请按题目要求作答：

(1)、可以判断，连接下落物体的夹子夹在图乙纸带的（选填“左”或“右”）端；

(2)、若s₂=5.32cm，s₃=6.84cm，T=0.02s.则在纸带上打下点A时物体的速度v_A=m/s（结果保留3位有效数字）；

(3)、若用逐差法计算加速度，则该下落物体的加速度a=（用T和纸带上标出的所有位移符号表示）。

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12. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。

(1)、计算D、C、B各点的瞬时速度，vD=m/s，vC=m/s，vB=m/s。

(2)、在如图所示坐标系中作出小车的v-t图像，并根据图像求出a=。

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计数点	B	C	D	E	F
速度/（m·s^-1）		0.479	0.560	0.640	0.721