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实验：探究小车速度 随时间变化规律
【基础巩固】
一、单选题
1．根据已打出的纸带，不用公式计算就可以直接得出的物理量是（　　）
①时间间隔 ②位移 ③加速度 ④平均速度
A．③④ B．①② C．②③ D．①④
【答案】B
【详解】根据已打出的纸带，不用公式计算就可以直接得出的物理量是时间间隔和位移，加速度和平均速度都需要计算得出，故选B。
2．如图甲所示，一质点以初速度v0=12m/s从固定斜面底端A处冲上斜面，到达C处时速度恰好为零，滑块上滑的v-t图像如图乙所示。已知斜面AB段粗糙程度均匀，BC段光滑，滑块在AB段的加速度大小是BC段加速度大小的三倍。则AC段的长度为（ ）
A．7.5m B．8m C．9m D．10m
【答案】C
【详解】由题可得，得
根据v-t图像的面积表示位移，则可得AC段的长度
故选C。
3．电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，不经计算，通过测量可以从纸带上直接得到的物理量是（　　）
A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度
【答案】B
【详解】时间间隔可以通过数纸带上所打点的个数经过计算得出，位移可以通过测量纸带上所打点之间的距离得出，而平均速度或者瞬时速度都是依据实验数据通过计算得出，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．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
【答案】C
【详解】A．在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错误；
BC．根据C点为B与D的中间时刻点，则有，故B错误；
同理可得，故C正确；
D．由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出，所以时间间隔应为0.1s，D错误。
故选C。
5．采取下列哪些措施，有利于减小纸带因受到的摩擦而产生的误差_______
A．改用直流6V的电源 B．电源电压越低越好
C．用平整的纸带，不用皱折的纸带 D．纸带是否歪斜对实验无影响
【答案】C
【分析】了解打点计时器的工作电压、工作原理，掌握基本仪器的使用即可正确解答．
【详解】打点计时器使用的电源交流电源，故A错误．电源电压偏低会使得打出的点迹不够清晰．故B错误．用平整的纸带，不用皱折的纸带，皱折的纸带和计时器的摩擦阻力较大，故C正确．纸带理顺推平，不让它卷曲、歪斜．故D错误．故选C．
6．如图所示，根据打点计时器打出的纸带，表示物体做匀速运动的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】根据匀速直线运动的位移公式x=vt，在相等的时间内物体的位移相等，所以纸带上打出的点的间隔应是均匀的。
故选B。
7．电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到无需测量的物理量是（　　）
A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度
【答案】A
【详解】A．电磁打点计时器的打点周期是一定的，因此时间间隔可以由纸带上所打点的个数直接得出，A正确；
B．位移需要利用刻度尺测量纸带上所打点间的距离得出，B错误；
CD．平均速度和瞬时速度都是依据实验测量数据并利用物理公式计算得出的，CD错误。
故选A。
8．如图所示，“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则打C点时物体运动速度的大小为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有
故选D。
9．某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象，如图所示下列说法正确的是　　
A．当电源频率为50Hz时，打点计时器每隔秒打一个点
B．小车做匀速直线运动
C．小车在秒时的速度大小是
D．小车的加速度大小为
【答案】C
【详解】由于电源频率为时，打点计时器每隔秒打一个点，故A错误；据图象知，小车做匀加速直线运动，在时的速度大小是，直线的斜率为，故BD错误，C正确．
【点睛】据打点计时器的频率，可知周期；据图象判断小车做匀加速直线运动，斜率表示加速度．
二、多选题
10．下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是(　　)
A．电磁打点计时器使用直流电源 B．电火花计时器使用交流电源
C．都应先接通电源，再使纸带运动 D．都应先使纸带运动，再接通电源
【答案】BC
【详解】无论是电火花打点计时器还是电磁式打点计时器，都是使用交流电源；使用过程中都应先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带.
A．描述与分析不符，故A错误.
B．描述与分析相符，故B正确.
C．描述与分析相符，故C正确.
D．描述与分析不符，故D错误.
11．如果打点计时器用50Hz的交流电，下列说法中正确的是（　　）
A．打点计时器的打点周期是0.02s B．每隔2个点取一个计数点，则计数周期为0.04s
C．每隔5个点取一个计数点，则计数周期为0.1s D．每5个点取一个计数点，则计数周期为0.1s
【答案】AD
【详解】A．打点周期是频率的倒数， ，将f=50Hz代入可得打点周期为0.02s，A正确；
B．每隔2个点取一个计数点，则计数周期为3×0.02s=0.06s，B错误；
C．每隔5个点取一个计数点，则计数周期为6×0.02s=0.12s，C错误；
D．每5个点取一个计数点，则计数周期为5×0.02s= 0.10s，D正确。
故选AD。
12．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、实验题
13．某同学用图1所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
（1）实验中，除打点计时器（含交流电源）、纸带、复写纸、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是___________（选填选项前的字母）。
A．毫米刻度尺 B．秒表 C．天平 D．弹簧测力计
（2）实验有如下两种计时器，图A叫作___________计时器，图B叫作___________计时器。
本次实验选择的打点计时器为图B，该计时器的工作电源为___________（选填“交流电”或“直流电”），电压为___________V。
（3）下列实验步骤的正确顺序是___________（用字母填写）。
A．关闭电源，取下纸带
B．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
C．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
D．接通电源后，放开小车
（4）实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取O、A、B、C、D．．．若干个计数点，利用实验数据计算出打点时小车的速度v，以v为纵坐标，t为横坐标，做出如图3所示的v-t图象。根据图象求出小车的加速度a=___________m/s2（计算结果保留3位有效数字）。
【答案】 A 电磁打点 电火花打点 交流 220V CBDA 1.46（1.45～1.47均可）
【详解】（1）[1]本实验通过研究纸带上点迹分布情况分析小车的运动，所以需要用刻度尺测量计数点间的距离，A选项正确；
（2）[2][3][4][5]打点计时器由两种，分别是电磁打点计时器和电火花打点计时器；电磁打点计时器用6V以下交流电源，电火花打点计时器用220V交流电源；
（3）[6]本实验步骤的正确顺序是CBDA；
（4）[7]由v-t图象的斜率可得加速度
14．用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s，vC=___cm/s，vD=26.30cm/s；
(2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线（以打A点时开始计时）( )，并根据图线求出小车运动的加速度a＝___m/s2；（结果保留2位有效数字）
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是____cm/s，此速度的物理意义是______。
【答案】 21.40 0.49 11.60 开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度）
【详解】(1)[1]电磁打点计时器频率是50Hz时，它们每隔0.02s打一次点，根据题意可知：每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此计数点之间的时间间隔为
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，因此有
(2)[2]描点作图，用平滑曲线连接，如图所示
[3]速度图象中斜率即加速度，所以
(3)[4]将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是11.60cm/s；
[5]此速度的物理意义是：开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度）。
15．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：
（1）下列操作中正确的有______；
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．应先释放小车，后接通电源 D．电火花计时器应使用低压交流电源
（2）某同学用如图（a）所示的装置测定匀加速直线运动的加速度，打出的一条纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为：
①打点计时器打下C点时小车的速度大小为______；
②由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为______。
【答案】 A
【详解】（1）[1]A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器，从而增加有效点的个数。故A正确；
B．打点计时器应放在长木板远离滑轮的一端，这样释放小车后才有足够的有效点。故B错误；
C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车。故C错误；
D．电火花计时器应使用220V的交流电源，电磁打点计时器才应使用低压交流电源。故D错误。
故选A。
（2）[2]打C点时，小车的速度为BD两点之间的平均速度
[3]小车的加速度，根据逐差法可得
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实验：探究小车速度 随时间变化规律
【基础巩固】
一、单选题
1．根据已打出的纸带，不用公式计算就可以直接得出的物理量是（　　）
①时间间隔 ②位移 ③加速度 ④平均速度
A．③④ B．①② C．②③ D．①④
2．如图甲所示，一质点以初速度v0=12m/s从固定斜面底端A处冲上斜面，到达C处时速度恰好为零，滑块上滑的v-t图像如图乙所示。已知斜面AB段粗糙程度均匀，BC段光滑，滑块在AB段的加速度大小是BC段加速度大小的三倍。则AC段的长度为（ ）
A．7.5m B．8m C．9m D．10m
3．电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，不经计算，通过测量可以从纸带上直接得到的物理量是（　　）
A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度
4．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
5．采取下列哪些措施，有利于减小纸带因受到的摩擦而产生的误差_______
A．改用直流6V的电源 B．电源电压越低越好
C．用平整的纸带，不用皱折的纸带 D．纸带是否歪斜对实验无影响
6．如图所示，根据打点计时器打出的纸带，表示物体做匀速运动的是（　　）
A． B．
C． D．
7．电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到无需测量的物理量是（　　）
A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度
8．如图所示，“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则打C点时物体运动速度的大小为（　　）
A． B． C． D．
9．某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象，如图所示下列说法正确的是　　
A．当电源频率为50Hz时，打点计时器每隔秒打一个点
B．小车做匀速直线运动
C．小车在秒时的速度大小是
D．小车的加速度大小为
二、多选题
10．下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是(　　)
A．电磁打点计时器使用直流电源 B．电火花计时器使用交流电源
C．都应先接通电源，再使纸带运动 D．都应先使纸带运动，再接通电源
11．如果打点计时器用50Hz的交流电，下列说法中正确的是（　　）
A．打点计时器的打点周期是0.02s B．每隔2个点取一个计数点，则计数周期为0.04s
C．每隔5个点取一个计数点，则计数周期为0.1s D．每5个点取一个计数点，则计数周期为0.1s
12．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、实验题
13．某同学用图1所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
（1）实验中，除打点计时器（含交流电源）、纸带、复写纸、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是___________（选填选项前的字母）。
A．毫米刻度尺 B．秒表 C．天平 D．弹簧测力计
（2）实验有如下两种计时器，图A叫作___________计时器，图B叫作___________计时器。
本次实验选择的打点计时器为图B，该计时器的工作电源为___________（选填“交流电”或“直流电”），电压为___________V。
（3）下列实验步骤的正确顺序是___________（用字母填写）。
A．关闭电源，取下纸带
B．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
C．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
D．接通电源后，放开小车
（4）实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取O、A、B、C、D．．．若干个计数点，利用实验数据计算出打点时小车的速度v，以v为纵坐标，t为横坐标，做出如图3所示的v-t图象。根据图象求出小车的加速度a=___________m/s2（计算结果保留3位有效数字）。
14．用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s，vC=___cm/s，vD=26.30cm/s；
(2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线（以打A点时开始计时）( )，并根据图线求出小车运动的加速度a＝___m/s2；（结果保留2位有效数字）
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是____cm/s，此速度的物理意义是______。
15．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中：
（1）下列操作中正确的有______；
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．应先释放小车，后接通电源 D．电火花计时器应使用低压交流电源
（2）某同学用如图（a）所示的装置测定匀加速直线运动的加速度，打出的一条纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为：
①打点计时器打下C点时小车的速度大小为______；
②由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为______。
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