教科版高中物理必修第一冊(cè)第一章描述運(yùn)動(dòng)的基本概念4實(shí)驗(yàn)-用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車(chē)的速度練習(xí)含答案

4實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車(chē)的速度基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.(2024江蘇淮安馬壩中學(xué)調(diào)研)下列關(guān)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.圖甲表示電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,圖乙表示電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V交流電,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用約6V的交流電C.兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期均為0.1sD.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí),紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力比較小2.(多選題)(2024河南商丘德勝中學(xué)月考)在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”的實(shí)驗(yàn)中,若其打點(diǎn)周期為0.02s,則下列說(shuō)法中正確的是()A.先啟動(dòng)電源,后拉動(dòng)紙帶B.必須從第一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始選取整條紙帶C.根據(jù)情況選取點(diǎn)跡清晰的部分紙帶D.連續(xù)n個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為(n-1)×0.02s題組二測(cè)定瞬時(shí)速度3.(2024廣東深圳建文外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期中)如圖所示是某人練習(xí)使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶,所用電源頻率為50Hz。(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是V的電源;

(2)圖中直尺的單位為cm,從打下O點(diǎn)到打下H點(diǎn),共9個(gè)點(diǎn),共歷時(shí)s,位移為cm;

(3)從O到H,紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是m/s,打下G點(diǎn)時(shí)的速度是m/s。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

題組三繪制v-t圖像4.(2024山東淄博沂源一中期中)某同學(xué)在做“測(cè)量直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度”的實(shí)驗(yàn)中,從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條紙帶,已知電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50Hz,每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如紙帶上所示。(1)根據(jù)紙帶提供的信息,小華同學(xué)已經(jīng)計(jì)算出了打下1、2、3、4、6這五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度,請(qǐng)你幫助他計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)小車(chē)的速度v5=m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

計(jì)數(shù)點(diǎn)123456t/s0.10.20.30.40.50.6v/(m·s-1)0.360.400.440.49

0.57(2)以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)表中的v、t數(shù)據(jù),在給出的坐標(biāo)系中描點(diǎn),并作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。能力提升練題組一練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.(2023河南鄭州月考)某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),并測(cè)量小車(chē)的速度。(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用(填“直流”或“交流”)電源進(jìn)行打點(diǎn)計(jì)時(shí)的儀器,若電源頻率為50Hz,則每隔s打一個(gè)點(diǎn),其中電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電壓為V。

(2)為了完成本實(shí)驗(yàn),需要選擇的實(shí)驗(yàn)器材有(填寫(xiě)器材前的字母序號(hào))。

A.220V交流電源B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.秒表D.小車(chē)E.帶滑輪的長(zhǎng)木板F.紙帶G.天平H.刻度尺(3)關(guān)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用,下列說(shuō)法正確的是。

A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是6V的直流電源B.在測(cè)量物體速度時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后讓物體運(yùn)動(dòng)C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔與使用的電源頻率無(wú)關(guān)D.紙帶上打的點(diǎn)越密,說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)越慢(4)如果所使用的交流電源的實(shí)際頻率是f=49Hz,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使速度的測(cè)量值(填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值。

題組二測(cè)定瞬時(shí)速度2.(2022河南濮陽(yáng)范縣一中檢測(cè))一輛小車(chē)沿一條直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),車(chē)上放著盛水的滴漏,每隔2.0s滴一滴水,水在車(chē)行駛的路面上留下水滴的痕跡如圖所示,圖中還放著一把刻度尺,其零刻度線(xiàn)與O對(duì)齊,若從滴下水滴O開(kāi)始計(jì)時(shí),則當(dāng)?shù)蜗滤蜧時(shí),小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為s,AH段的平均速度為m/s(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

3.(2024四川自貢二十二中期中)光電門(mén)是物理實(shí)驗(yàn)中用來(lái)測(cè)量時(shí)間的一種常用設(shè)備,如圖甲所示,S是光源,K是接收器,當(dāng)有不透明物體通過(guò)光電門(mén)時(shí),物體會(huì)遮住光源,接收器K接收不到光信號(hào),計(jì)時(shí)器便開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)物體通過(guò)后,接收器K重新接收到光信號(hào),計(jì)時(shí)結(jié)束,即可記錄物體通過(guò)光電門(mén)所用的時(shí)間。如圖乙所示,某同學(xué)用光電門(mén)測(cè)量小車(chē)沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的速度,小車(chē)上安裝有遮光板,A、B是安裝在斜面上不同位置的兩個(gè)光電門(mén)。(1)若小車(chē)上的遮光板寬度為d,小車(chē)通過(guò)光電門(mén)時(shí),計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間為t,則小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的速度v=。

(2)若已知遮光板寬度d=1cm,讓小車(chē)從斜面頂端以一定的初速度開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng),兩光電門(mén)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間分別為tA=0.01s,tB=0.005s,,則小車(chē)通過(guò)A、B兩光電門(mén)的速度分別為vA=m/s,vB=m/s。

(3)由實(shí)驗(yàn)可知,小車(chē)沿斜面向下做(填“勻速”“加速”或“減速”)運(yùn)動(dòng)。

答案與分層梯度式解析4實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車(chē)的速度基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.A圖甲表示電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,圖乙表示電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,故A正確;電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用約6V交流電,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V交流電,故B錯(cuò)誤;如果電源頻率為50Hz,則打點(diǎn)周期均為0.02s,故C錯(cuò)誤;電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)采用“放電打點(diǎn)”,紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力比較小,故D錯(cuò)誤。2.ACD使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí),應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后,再拉動(dòng)紙帶,故A正確;應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選取點(diǎn)跡清晰的部分紙帶,不一定從第一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始,故B錯(cuò)誤,C正確;每相鄰的兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s,連續(xù)n個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間有(n-1)個(gè)時(shí)間間隔,故時(shí)間間隔為(n-1)×0.02s,故D正確。3.答案(1)220交流(2)0.1611.40(3)0.711.3解析(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是220V的交流電源;(2)電源的頻率是50Hz,可知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02s,則從打下O點(diǎn)到打下H點(diǎn)共歷時(shí)t=8T=0.16s,由題圖可知位移為x=11.40cm。(3)從O到H,紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是v=OHt≈0.71m/s,打下G點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于FH段的平均速度,FH=11.40cm-6.15cm=5.25cm,則vG=FH2T4.答案(1)0.53(2)圖見(jiàn)解析解析(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)=5f=0.1s,打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)小車(chē)的速度為v5=x6?(2)根據(jù)題表中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖,如圖所示能力提升練1.答案(1)交流0.02220(2)ABDEFH(3)BD(4)大于解析(1)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理可知,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是交流電源,如果電源頻率是50Hz,則打點(diǎn)周期為T(mén)=0.02s,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是220V交流電源。(2)本實(shí)驗(yàn)需要通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車(chē)速度,需要220V交流電源、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車(chē)、帶滑輪的長(zhǎng)木板、刻度尺,所以需要的實(shí)驗(yàn)器材是ABDEFH。(3)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是6V交流電源,故A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)先接通電源,后釋放紙帶,否則在紙帶上留下的點(diǎn)很少,不利于數(shù)據(jù)的處理和減小誤差,故B正確;打點(diǎn)的時(shí)間間隔取決于交流電源的頻率,電源頻率越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小,故C錯(cuò)誤;紙帶上打的點(diǎn)越密,說(shuō)明相等的時(shí)間間隔位移越小,即物體運(yùn)動(dòng)越慢,故D正確。故選B、D。(4)如果打點(diǎn)頻率變小,則打點(diǎn)周期變大,兩點(diǎn)間的實(shí)際時(shí)間大于0.02s,而測(cè)量時(shí)仍按0.02s計(jì)算,則代入的時(shí)間比真實(shí)的小,根據(jù)速度公式v=xt可知,2.答案14.02.14解析從O到G,中間共有7個(gè)時(shí)間間隔,每個(gè)時(shí)間間隔為2.0s,則總時(shí)間為14.0s,AH段的位移為x=30.0m,小車(chē)經(jīng)過(guò)AH段的時(shí)間為tAH=14.0s,根據(jù)平均速度的公式v=xt得,AH段的平均速度為v3.答案(