2020高中物理 第一章 运动的描述 纸带问题分析练习（提高篇）教科版必修1

2020高中物理 第一章 运动的描述 纸带问题分析练习（提高篇）教科版必修1

纸带问题分析(提高篇)‎ 一、选择题：‎ ‎1．当纸带与运动物体连接时，打点计时器接通频率恒定的电源在纸带上打出一系列点迹．下列关于纸带上点迹的说法中，正确的是( )‎ ‎ A．点迹越密集，说明物体运动越快 B．点迹越密集，说明物体运动越慢 ‎ C．点迹越密集，说明振针打点越快 D．点迹越密集，说明振针打点越慢 ‎2．如图所示，根据打点计时器打出的纸带判断哪条纸带表示物体做匀速运动( )‎ ‎3．在一次常规体检中，某运动员心电图记录仪的出纸速度(纸带移动的速度)是‎2.0cm/s，如图所示每格边长是‎0.5cm，由此可知他的心率和他的心脏每跳一次所需的时间分别为( )‎ ‎ A．约100次/min，1s B．约75次/min，0.8s ‎ C．约80次/min，1.2s D．约60次/min，1s ‎4．有一身高为H的田径运动员正在进行‎100m国际比赛，在终点处，有一站在跑道旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲线运动，摄影记者使用的照相机的快门(曝光时间)是．得到照片后测得照片中人的高度为h，胸前号码布上模糊部分的宽度是△L，由以上数据可以知道运动员的( )‎ ‎ A．‎100 m成绩 B．冲线速度 C．‎100m内的平均速度 D．‎100m比赛过程中发生的位移大小 ‎ 5．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中不正确的是( )‎ ‎ A．长木板不能侧向倾斜，但可一端高一端低 ‎ B．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上 ‎ 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 ‎ ‎ ‎6．在实验中，下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是( )‎ ‎ A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s ‎ B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s ‎ C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s ‎ D．每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0.10s ‎7、图所示为某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时得到的一条纸带。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s。由图中的数据可知( )‎ 8‎ A．小车做匀加速直线运动 B．小车加速度的大小为‎0.80m/s2‎ C．小车经过B点时的速度大小为‎0.08m/s D．计数点A、C对应的时间间隔内小车的平均速度大小为‎0.16m/s ‎8．在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是(　　)‎ A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算 D．适当增加挂在细绳下钩码的个数 ‎9．小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如图所示．在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头平齐，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端．小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据．‎ 实验次数 不同的挡光片 能过光电门的时间/s 速度/‎ 第一次 Ⅰ ‎0.23044‎ ‎0.347‎ 第二次 Ⅱ ‎0.17464‎ ‎0.344‎ 第三次 Ⅲ ‎0.11662‎ ‎0.343‎ 第四次 Ⅳ ‎0.05850‎ ‎0.342‎ ‎ 则以下表述正确的是( )‎ ‎ ①四个挡光片中，挡光片Ⅰ的宽度最小 ②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小 ③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 ④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 ‎ A．①③ B．②③ C．①④ D．②④‎ ‎ ‎ 二、填空题：‎ ‎1．在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H、…)________‎ ‎ A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源 ‎ B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路 ‎ C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 ‎ D．取下纸带 ‎ E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动 8‎ ‎ F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序_____________．‎ ‎2、在做“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到如图所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未画出．‎ 用毫米刻度尺测量得：AB=‎4.56cm、AC=‎12.16cm、AD=‎22.52cm、AE=‎36.06cm，则：打下C点时小车的速度大小为 m/s；小车的加速度大小为 m/s2．（结果保留三位有效数字）‎ ‎3．某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1 s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如图所示．请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：(填字母)‎ ‎(1)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的________．‎ ‎(2)打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s2.‎ ‎4．在研究某物体的运动规律时，打点计时器打下如图所示的一条纸带．已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，相邻两计数点间还有四个打点未画出．由纸带上的数据可知，打E点时物体的速度v＝________，物体运动的加速度a＝________(结果保留两位有效数字)．‎ ‎5．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 Hz，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O，再选依次相邻的6个点作为测量点，分别标以A、B、C、D、E和F，如左图所示．‎ ‎　　　 　　　　　　‎ ‎(1)如果测得C、D两点相距‎2.70 cm，D、E两点相距‎2.90 cm，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坐标系中描点(如右图所示)，由此可求得小车的加速度a＝________m/s2.‎ ‎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 Hz.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：sA＝‎16.6 mm，sB＝‎126.5 mm，sD＝‎624.5 mm.‎ 8‎ 若无法再做实验，可由以上信息推知：‎ ‎(1)相邻两计数点的时间间隔为________s；‎ ‎(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取2位有效数字)；‎ ‎(3)物体的加速度大小为________(用sA、sB、sD和f表示)．‎ ‎7．某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，用纸带记录小车的运动情况。如图所示，在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，并用刻度尺测出了各计数点到计数点0的距离，图中所标数据的单位是cm。‎ 根据纸带提供的信息，该同学计算出了打下1、2、3、4、5、6这六个计数点时小车的速度，并填入下表。‎ 计数点 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ t/s ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎0.6‎ v/（m·s－1）‎ ‎0.358‎ ‎0.400‎ ‎0.440‎ ‎0.485‎ ‎0.530‎ ‎0.570‎ ‎（1）如果计数点0到1的距离记作x1；计数点0到2的距离记作x2，相邻两个计数点间的时间间隔为T。则打下计数点1时的速度v1可以用上述字母表示为v1=_________。‎ ‎（2）以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据上表中的v、t数据，在坐标系中描点，并画出小车运动的v-t图象。‎ 8‎ ‎（3）根据v-t图象可知，在打计数点0时，小车的速度vo=_______m/s（保留3位有效数字）；小车运动的加速度为___________m/s2（保留2位有效数字）。‎ ‎（4）根据上述数据推算，打点计时器打下计数点7时，小车的速度v7=________m/s（保留2位有效数字）。‎ ‎【答案与解析】 一、选择题：‎ ‎1．B ‎ 解析：振针打点的周期相同，点迹越密说明在相同的打点周期内，纸带运动的距离越小，即纸带运动越慢，故选项B正确．‎ ‎2．B ‎ 解析：匀速直线运动时纸带上的点迹是均匀的，故只有选项B正确．‎ ‎3．D ‎ 解析：由题图可知，心跳一次纸带移动‎2.0cm，所用时间，即每分钟跳动60次，D正确．‎ ‎4．B、D 解析：号码布上的模糊部分是闪光照片上人时间内前进的位移，实际人前进的位移为，因此可以知道时间内运动员的平均速度，由于时间比较短，可用这段时间内的平均速度代表运动员冲线的速度，故选项B正确；没有测量运动员跑完‎100 m的时间，故无法知道‎100 m成绩和‎100 m内的平均速度，所以选项A、C均错；‎100 m比赛是直线运动，其位移大小为‎100m，故D选项正确．‎ ‎5. B 解析：实验过程中，一般长木板应平放，不能侧向倾斜，但适当一端高一端低，也是可以的，故A项正确．在释放小车前，小车应在靠近打点计时器处，不能紧靠在打点计时器上，故B项不正确．应先通电后再放小车，故c项正确．不要让小车碰在滑轮上．故D项正确．‎ 8‎ ‎6．A ‎7、ABD 解析：从图中发现相邻计数点距离越来越大，而且计数点距离之差相等，所以小车做匀加速直线运动。故A对。根据平均速度的定义，计数点A、C对应的时间间隔内小车的平均速度大小，故B错，D对。‎ ‎8. ACD 解析：选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A项正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B错，D对；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C项正确．‎ ‎9. D 解析:通过光电门的时间越短，越接近通过光电门的瞬时速度，速度不变的情况下，时间越短，说明通过的距离越小，因此②④正确．‎ 二、填空题：‎ ‎1. (1)A中应先通电，再放开纸带；‎ ‎ (2)D中取下纸带前应先断开电源；‎ ‎ (3)补充步骤G：换上新纸带，重复上述步骤三次步骤顺序为：BFECADG 解析:在用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，要先接通电源，再放开纸带；在取下纸带前要先断开电源；为了减小实验误差，要重复实验三次即打三条纸带，然后选择理想纸带进行处理．‎ ‎2、0.898； 2.94；‎ 解析：由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，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，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．‎ 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，‎ 得：‎ ‎3. (1)C　(2)0.6‎ 解析：因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打A纸带时，加速度 ‎＝‎0.6 m/s2.‎ 又小车运动的加速度：，‎ 则4、5两点间隔为：‎ x5＝x2＋3aT2＝36.0×10－‎3 m＋3×0.6×‎‎0.12 m ‎＝54×10－‎‎3 m 所以从纸带A上撕下的那段应是C.‎ ‎4. ‎0.25‎ m‎/s　‎0.30 m/s2‎ 8‎ 解析：T＝5×0.02 s＝0.1 s，‎ ‎，‎ ‎5. (1)1.40　(2)5.00‎ 解析：(1)根据匀变速直线运动的规律，打D点的速度等于CE段的平均速度，即 ‎ ‎ ‎(2)根据描点作一条过原点的直线，直线的斜率即 为小车的加速度．图象如图所示，求出加速度为‎5.00 m/s2.‎ ‎6. (1)0.1 s　(2)2.5　(3)‎ ‎ 解析：(1)因相邻的两计数点间还有4个计时点，故 ‎(2)由匀变速直线运动的特点可知：‎ ‎.‎ ‎(3)设，，，则，，即，，故，所以.‎ ‎7、7、（1）；（2）如下图所示。‎ 8‎ ‎（3）0.310（0.300～0.320）；0.43（0.41～0.45）；‎ ‎（4）0.62（0.59～0.64）‎ 解析：（1）相邻两计数点之间的距离间隔为0.1s，根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，‎ ‎（2）根据图像描点法可画出速度-时间图像：‎ ‎（3）根据图像与纵轴的交点得在0计数点时，小车的速度，根据v-t图像求出图形的斜率k，所以小车加速度 8‎