2019高中物理 第二章课时自测

2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律
课时自测·基础达标
1.(2018·大连高一检测)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,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6 V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.纸带不要穿过限位孔
【解析】选C。

打点计时器使用的电源是交流电源,直流电源不会工作,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;纸带不穿过限位孔,小车可能不做直线运动,故D错误。

2.如图甲所示的(图中长木板水平固定)是高中物理常用的力学实验装置,现用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”。

甲
(1)图乙中的实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处?若存在问题,请指明问题所在。

(2)下列哪些措施能有助于减小实验的误差_______。

A.选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源
B.选用输出电压变化周期更稳定的交流电源
C.调节滑轮高度,使拉线与长木板平行
D.实验中满足砝码盘和砝码的总质量m远小于木块的质量M
E.实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力
【解析】(1)照片A:实验有错误之处,选用蓄电池作为电源。

照片B:实验有不合理之处,木块起始点离打点计时器过远。

(2)选B、C。

选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源对实验无影响,A错误;选用输出电压变化周期更稳定的交流电
源可使打点周期稳定,减小误差,B正确;调节滑轮高度,使拉线与长木板平行,可减小误差,C正确;测定木块的加速度不需要满足砝码盘和砝码的总质量m远小于木块的质量M,也不需要实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力,D、E项错误。

答案:(1)见解析(2)B、C
【补偿训练】
(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)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.相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s
C.可表示出最接近计数点B对应的速率
D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
【解析】选B、C。

实验时应先接通电源再放开纸带,故选项A错;B点为A点到C点的中间时刻点,=,最接近B点对应的速率,故选项C对;由于相邻两计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1 s,故选项D 错,B对。

3.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=0.1 s。

(1)计算D、C、B各点的瞬时速度,v D=_______m/s,
v C=_______m/s,v B=_______m/s。

(2)在如图所示坐标系中作出小车的v -t图象,并根据图象求出a=_______。

【解析】(1)若时间较短,平均速度可以代替某点的瞬时速度。

D点的瞬时速度
v D==cm/s=390 cm/s=3.9 m/s
C点的瞬时速度
v C==cm/s=264 cm/s=2.64 m/s
B点的瞬时速度
v B==cm/s=138 cm/s=1.38 m/s
(2)由(1)中数据作出小车的v -t图象如图所示,
由图线的斜率可求得它的平均加速度
a==m/s2=12.6 m/s2
答案:(1)3.9 2.64 1.38
(2)图见解析12.6 m/s2
【补偿训练】
光电计时器是一种常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从
a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。

现有某滑块在斜面上滑行,先后两次通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别是t1=5×10-2 s、t2=3×10-2 s,从光电门1到光电门2所经历的总时间t=0.15 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d,示数如图乙所示。

(1)读出滑块的长度d为_______cm。

(2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为_____m/s、_______m/s。

(3)滑块的加速度大小为_______。

(计算结果保留两位小数)
【解析】(1)由图可知
d=8.42 cm-4.00 cm=4.42 cm。

(2)通过光电门的速度
v1==0.88 m/s,v2==1.47 m/s。

(3)滑块的加速度
a==m/s2=3.93 m/s2。

答案:(1)4.42 (2)0.88 1.47
(3)3.93 m/s2。