高中物理人教版（2019） · 必修第一册2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律同步练习

试卷更新日期：2023-07-03 类型：同步测试

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一、选择题

1. 图是“探究匀变速直线运动规律”实验得到的纸带，相邻计时点间的时间间隔为T。关于与纸带相连的物体的加速度a和打点1时的速度v₁ ，下列计算式正确的是（）

A、 $a = \frac{s_{2} - s_{1}}{2 T^{2}}$ B、 $a = \frac{s_{2} + s_{1}}{2 T^{2}}$ C、 $v_{1} = \frac{s_{2} + s_{1}}{2 T}$ D、 $v_{1} = \frac{s_{2} - s_{1}}{2 T}$

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2. 请阅读下述文字，完成下面小题
频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示是小球自由下落时的频闪照片示意图，频闪仪每隔 0.04s闪光一次。

(1)、根据小球的频闪照片示意图，可以得出以下结论正确的是（）

A、小球加速度越来越大 B、小球加速度近似不变 C、A位置不是小球的释放位置 D、EF过程的平均速度比F点速度大

(2)、关于小球在E点的瞬时速度大小是（）

A、1.56m/s B、1.35m/s C、1.50m/s D、1.78m/s

(3)、如果要通过这幅照片测量自由落体的加速度，下列方法不可行的是（）

A、利用 $Δ x = a T^{2}$ ，代入数据求小球的加速度 B、计算B，C，D，E各点速度，做v–t图像求图线斜率 C、计算B，C，D，E各点速度，做v–h图像求图线斜率 D、计算B，C，D，E各点速度，做v²–h图像求图线斜率

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3. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，使用电磁打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），得到如图所示的纸带，图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是（）

A、实验时应先放开纸带再接通电源 B、从纸带上不可能求出计数点C对应的速率 C、从纸带上可以求出计数点B对应的速率 D、相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s

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4. 关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是（）

A、长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低 B、在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处 C、应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车 D、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动

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5. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图所示，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 $Δ t_{1}$ 为0.20s，通过第二个光电门的时间 $Δ t_{2}$ 为0.05s，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为2.5s，则（）

A、滑块通过第一个光电门时的速度大小约为0.1m/s B、滑块通过第二个光电门时的速度大小约为40m/s C、滑块通过第一个光电门时的加速度为0 D、滑块通过第二个光电门时的加速度为0

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6. 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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7. 如图所示，是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段，A、B两点为计数点，中间点迹为实际点迹，打点计时器电源的频率为50Hz，则AB两点间的时间间隔为（）

A、0.01s B、0.02s C、0.05s D、0.10s

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8. 如图所示，在“研究匀变速直线运动的实验中，某同学在几条较理想的纸带上按每5个点取一个计数点，依打点先后标记为0、1、2、3、4、5。由于不小心，几条纸带都被撕断了，请根据给出的①②③④四段纸带判断，下列说法正确的是（）

A、打①纸带计数点1时的速度大小为1.65m/s B、打①纸带时物体的加速度大小0.06m/s² C、打①纸带计数点4时的速度大小0.51m/s D、纸带④是从纸带①上撕下的那段

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9. 某兴趣小组在实验室做了“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，下列说法正确的是（）

A、打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮一端 B、重物牵引小车运动时只需打一条纸带，并进行数据处理 C、为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点 D、为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点

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二、多项选择题

10. 甲乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动，打点计时器所用电源的频率为50Hz，有关操作和测量的说法中正确的是（）

A、先释放小车，再接通电源，当小车到达滑轮前及时用手按住它后关闭电源 B、开始释放小车前，应使小车靠近打点计时器 C、测量时应舍去纸带上的密集点，然后选取计数点 D、必须每5个打印点设一个计数点

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11. 如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间 $Δ t$ ，测得遮光条的宽度为 $Δ x$ ，用 $\frac{Δ x}{Δ t}$ 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，则以下说法正确的是（）

A、为使 $\frac{Δ x}{Δ t}$ 更接近瞬时速度，可换用宽度更窄的遮光条 B、 $\frac{Δ x}{Δ t}$ 事实上是平均速度，不能用来代表瞬时速度 C、理论上， $Δ t$ 越短， $Δ x$ 越小， $\frac{Δ x}{Δ t}$ 越接近瞬时速度 D、为使 $\frac{Δ x}{Δ t}$ 更接近瞬时速度，可增大气垫导轨与水平面的夹角

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12. 一实验小车拖着纸带运动，图示为打点计时器打出的纸带，纸带上的点记录了小车运动的信息，下列判断正确的是（　　）

A、小车做加速运动 B、小车做匀速运动 C、小车做减速运动 D、小车不一定做匀变速运动

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13. 关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法正确的是（）

A、长木板放在桌面上，带滑轮的一端要伸出桌边 B、实验时，要控制小车的加速度尽量小些 C、应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车 D、纸带穿过限位孔后应置于复写纸下面

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14. 关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法正确的是（）

A、打点计时器是一种可以使用直流电源的仪器 B、在释放小车前，小车应靠近打点计时器 C、应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车 D、长木板一定要水平摆放，不可以一端高，一端低

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15. “研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，S₁、S₂ 、S₃……。已经测得数据，判断下列表述的正误，把认为正确的序号填在答题纸相应位置________，不要求说明理由：

A、实验时应先接通电源再放开纸带 B、相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s C、从纸带可求出计数点B对应的速率 D、(S₆-S₁)等于(S₂-S₁)的6倍 E、只用S₂和S₅也可以算出加速度，只是误差有可能比较大 F、如果纸带是从右往左运动的，其加速度向左；如果是从左往右运动的，加速度向右

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16. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有（）

A、低压交流电源 B、220V交流电源 C、刻度尺 D、天平

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17. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中下列操作正确的是（）

A、小车要从靠近打点计时器处开始释放 B、打点计时器应放在长木板有滑轮的一端 C、操作时，应先接通电源，再释放小车 D、电磁打点计时器应使用低压直流电源

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18. 在“探究小车的速度随时间变化关系”的实验中，下列方法和措施可减小实验误差的是（）

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 C、选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 D、舍去纸带上密集的点，只用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量和计算

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19. 需要用到如图所示的装置，再加上各自必要的器材来完成下列四个实验时，不需要平衡摩擦力的是 $($ $)$

A、用打点计时器测小车的速度 B、探究加速度与力、质量的关系 C、探究小车速度随时间变化的规律 D、探究做功与物体速度变化的关系

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三、非选择题

20. 图是该实验得到的一条清晰的纸带，其中A、B、C、D、E、F为纸带上6个计数点（两个相邻计数点间有4个点未画出）。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。其中计数点D所在位置的刻度尺读数为cm，AB两点的时间间隔是 $t_{A B} =$ s，C点的速度大小为m/s。从计数点A到计数点E的过程中，纸带运动的加速度a=m/s^2.（计算结果保留3位有效数字）

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21. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度，在滑块上安装了宽度为 $2.0 cm$ 的遮光条。如图所示，滑块在牵引力的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光电门1的时间 $Δ t_{1}$ 为 $0.25 s$ ，通过光电门2的时间 $Δ t_{2}$ 为 $0.04 s$ ，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间 $t$ 为 $2.5 s$ ，回答下列问题：（结果均保留两位小数）

(1)、遮光条经过光电门1的速度大小为 $m/s$ 。

(2)、遮光条经过光电门2的速度大小为 $m/s$ 。

(3)、滑块运动的加速度大小为 ${m/s}^{2}$ 。

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22. 在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验时，要用到打点计时器。打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的有电磁式打点计时器和电火花打点计时器，二者都使用的是（填“直流电”或“交流电” ），它们是每隔s打一个点。

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23. 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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24. 某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。

(1)、已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s。以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移△x填到表中，小车发生应位移所用时间和平均速度分别为△t和 $\bar{v}$ 。表中△x_AD=cm， ${\bar{v}}_{A D}$ =cm/s。

位移区间 AB AC AD AE AF

△r(cm) 6.60 14.60 △x_AD 34.90 47.30

$\bar{v}$ (cm) 66.0 73.0 ${\bar{v}}_{A D}$ 87.3 94.6

(2)、根据表中数据得到小车平均速度 $\bar{v}$ 随时间△t的变化关系，如图(c)所示。题卡上的图中补全实验点。

(3)、从实验结果可知，小车运动的 $\bar{v}$ -△t图线可视为一条直线，此直线用方程 $\bar{v} = k ∆ t + b$ 表示，其中k=cm/s² ， b=cm/s。(结果均保留3位有效数字)

(4)、根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小v_A= ，小车的加速度大小a=。(结果用字母k，b表示)

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25. 为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学在水平桌面上组装了如图甲所示的实验装置。实验时，可在小车上安装一轻薄板，以增大空气对小车运动的阻力。实验中所用的小车质量为M。

(1)、未装薄板时，往砝码盘中加入一小砝码，接通打点计时器的电源后，再释放小车，在纸带上打出一系列的点，纸带如图乙所示。A、B、C、D、E是选取的五个计数点，其中相邻计数点之间的时间间隔均为T，各计数点到第一个计数点A的距离分别为 $d_{1}$ 、 $d_{2}$ 、 $d_{3}$ 、 $d_{4}$ ，已知未装薄板时，小车所受空气阻力可忽略，则小车加速度a＝（用题中给定的字母表示）。

(2)、在（1）的装置基础上，给小车加装上薄板后，利用纸带求出小车不同时刻的速度，作出小车的v－t图像（如图丙所示），通过图像分析，可知随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

(3)、v－t图像中，若曲线在 $t_{0}$ 时刻的切线斜率为k。计算物体受到的空气阻力时，若该同学仍然把砝码和砝码盘的总重力当作小车所受到的拉力，则 $t_{0}$ 时刻，他求得的空气阻力f＝（用题中给定的字母表示）。

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26. 某同学要研究一辆电动遥控玩具车启动过程的加速度。实验时，该同学通过遥控器控制按钮启动玩具车，玩具车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列的点迹，打点计时器打点频率是50Hz。经多次实验，该同学选出了一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取7个点作为计数点（相邻两计数点之间还有4个点），并测量出了相邻两计数点之间的距离，如图所示。

(1)、由图中数据可以判别电动遥控玩具车做匀变速直线运动，请说明理由；

(2)、利用图中纸带的数据计算打点计时器打下计数点3时玩具车的速度为 $v_{3} =$ m/s；（结果保留3位有效数字）

(3)、由图可以计算出玩具车启动阶段运动的加速度为 $a =$ $m / s^{2}$ 。（结果保留2位有效数字）

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27. 在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中。

(1)、小明同学采用如图所示的装置进行实验，实验过程中（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

(2)、小明同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图所示。打点计时器所接交流电源的频率为50 Hz，在纸带上，相邻两个计数点间还有四个点未画出，且 $x_{1} = 1.45 c m$ ， $x_{2} = 2.45 c m$ ， $x_{3} = 3.46 c m$ ， $x_{4} = 4.44 c m$ ， $x_{5} = 5.45 c m$ ， $x_{6} = 6.46 c m$ 。打“D”点时，小车的速度大小为m/s，小车在运动过程中的加速度大小为 $m / s^{2}$ 。（结果均保留两位有效数字）

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28. 2022年6月17日，中国第三艘航空母舰正式下水，被命名为“福建舰”，“福建舰”配置了电磁弹射器，并采用了平直通长飞行甲板，配置了阻拦装置，排水量可达8万余吨。某次训练时传感器测得舰载机的位置如表格所示。从某时刻（t=0）开始的一段时间内，该舰载机可视为沿直线运动。
$t / s$
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
$x / m$
0
3.94
15.75
35.42
63.00
98.48
回答下列问题：

(1)、根据表中数据可判断该舰载机在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：。

(2)、当 $x = 15.75 m$ 时，该舰载机的速度大小v=m/s（结果保留三位有效数字）。

(3)、这段时间内该舰载机的加速度大小a= $m / s^{2}$ （结果保留三位有效数字）。

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29. 用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（ $t = 0$ ）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔 $1s$ 测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：

$t /s$

0

1

2

3

4

5

6

$x /m$

0

507

1094

1759

2505

3329

4233

回答下列问题：

(1)、根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：；

(2)、当 $x = 507 m$ 时，该飞行器速度的大小 $v =$ $m/s$ ；

(3)、这段时间内该飞行器加速度的大小 $a =$ ${m/s}^{2}$ （保留2位有效数字）。

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位移区间	AB	AC	AD	AE	AF
△r(cm)	6.60	14.60	△x_AD	34.90	47.30
$\bar{v}$ (cm)	66.0	73.0	${\bar{v}}_{A D}$	87.3	94.6

$t / s$	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2
$x / m$	0	3.94	15.75	35.42	63.00	98.48

$t /s$	0	1	2	3	4	5	6
$x /m$	0	507	1094	1759	2505	3329	4233

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一、选择题

二、多项选择题

三、非选择题

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