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1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
一、单选题
1．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
2．小明同学用图示装置研究小车速度随时间变化的规律。实验时小明启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带做匀加速直线运动。用计算机软件处理实验数据，绘制出小车的图像可能是下列图中的（　　）
A． B．
C． D．
3．在“探究速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示为四位同学用重锤代替小车，将打点计时器竖直安放进行实验时释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．利用图示装置探究小车速度随时间变化的规律，关于本实验操作的说法正确的是（　　）
A．不需要调节滑轮高度使细绳和轨道平行
B．开始打点前可先释放小车后接通电源
C．为增大点迹间距应减小所挂槽码质量
D．打完点后要先断开电源后取纸带
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为0.20s，通过第二个光电门的时间为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
6．某同学利用如图所示实验仪器做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，下列操作或说法正确的是（　　）
A．本实验需要平衡摩擦力
B．实验时，先释放小车，再接通电源
C．本实验需要调整定滑轮的高度，使细绳与木板平行
D．为减小误差，实验中一定要保证钩码的质量远小于小车的质量
二、多选题
7．一个质点正在做匀速直线运动，用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1s．分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2m，在第4次、第5次闪光的时间间隔内移动了8m，由此可求得（　　）
A．第1次闪光时质点的速度
B．质点运动的加速度
C．从开始运动到第四次闪光时间内质点的位移
D．质点运动的初速度
8．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（　　）
A．通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上（使细绳和木板平面平行）
B．小车应放在靠近打点计时器的一端
C．实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，打完点要先断开电源后取纸带
D．钩码的质量越大越好
三、填空题
9．某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。
（1）常见的打点计时器有两种：　 　和　 　，它们使用的都是　 　电源（填“直流”或“交流”），当电源频率为50Hz时，每隔　 　s打一个点。
（2）关于本实验，下列说法正确的是　 　。
A.释放纸带的同时，接通电源
B.先接通电源打点，后释放纸带运动
C.先释放纸带运动，后接通电源打点
D.纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越大
（3）要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是　 　。
10．在做“研究匀变速直线运动”的实验中：
已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz．如图所示为实验所打出的一段纸带，在顺次打出的点中，从O点开始每5个打点间隔取1个计数点，分别记为A、B、C、D．相邻计数点间的距离已在图中标出，则打点计时器打下计数点C时，小车的瞬时速度v=　 　m/s；小车的加速度a=　 　m/s2．
四、解答题
11．某学生在用电磁打点计时器做测定小车速度的实验时，其开始时的装配图如图所示，其中有错误与不妥之处，请把它找出来。
12．如图所示，两平行金属板水平放置，上极板带正电，下极板带负电，板间距离为d，板长为。一质量为m，带电量为q的正粒子（不计重力）贴近上极板左边缘以初速度v0垂直进入电场，恰好从下极板右边缘飞出电场。经过一段时间后，粒子进入一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域（图中没有画出），离开磁场时速度恰好水平向右。求：
（1）粒子离开电场时的速度v的大小及方向；
（2）平行金属板间的电压U；
（3）圆形磁场区域的最小面积。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
2．【答案】A
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
3．【答案】A
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
4．【答案】D
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
5．【答案】A
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
6．【答案】C
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
7．【答案】A,B
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
8．【答案】A,B,C
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
9．【答案】电磁打点计时器；电火花打点计时器；交流；0.02；B；刻度尺
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
10．【答案】0.23；0.40
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
11．【答案】直流电源；小车离定滑轮端太近
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
12．【答案】（1）解：带电粒子在平行金属板间做类平抛运动，设粒子离开电场时的速度大小为v，与水平方向夹角为θ：
由类平抛运动规律可得：
解得：
离开电场时：
（2）解：设平行金属板间的电压为U，由动能定理可得：
解得：
（3）解：带电粒子在圆形匀强磁场区域内做匀速圆周运动，设其运动的轨迹半径为R：
分析可得，带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为，要使满足题目要求的圆形磁场区域的面积最小，区域应以入射点和出射点连线为直径，所以最小圆形磁场区域的半径为：
所以最小面积：
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
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