高考物理一轮复习 专题04 练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动（测）（含解析） (2).doc

专题04 练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动【满分：110分 时间：90分钟】实验题（共10小题，每题11分）1一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量与对应时间t的比值定义为角加速度（即=）。我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：（打点计时器所接交流电的频率为50hz，a、b、c、d为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。（1）用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的半径r为 cm；（2）由图丙可知，打下计数点d时，圆盘转动的角速度为 rad/s；（3）圆盘转动的角加速度大小为 rad/s2； （ （2），（3）问中计算结果保留三位有效数字）2.40abcde5.519.3213.84（单位：cm）丙【答案】（1）3.000（2）13.9（3）23.7【解析】（1）整数部分为60mm，小数部分为零，由于精确度为0.05mm，故需写到0.001cm处，故读数为6.000cm，因此直径为6.000cm，半径为3.000cm；（2）打下计数点d时，速度为故（3）纸带运动的加速度为由于，故角加速度为；【名师点睛】本题考查测量角加速度，根据题意中角加速度的定义，同时结合纸带处理中加速度和速度的求法进行分析处理2一个同学在研究小球自由落体运动时，用闪频照相连线记录下小球的位置如图所示，已知闪光周期为，测得，通过计算可得小球运动的加速度是_，图中是_cm（结果保留3位有效数字）【答案】、【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度 3某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图1)在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端a高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2(1)用游标卡尺测量ab、ac的长度，其中ab的长度如图2所示，其值为_mm(2)该同学利用及，求出、，再利用测量的时间t1和t2，可得到重力加速度的表达式为_(用，及给出的时间表示)；若狭缝宽度不能忽略，则测量值比真实值_(偏大或偏小)【答案】(1)74.3 (2), 偏大【解析】【名师点睛】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量知道极短时间内的平均速度可以代替瞬时速度 4如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情景，轨道上a、c间距离恰等于小车长度，b是a、c中点。某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较。挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端p抵达 (选填“a”“b”或“c”)点时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表格所示，那么测得瞬时速度较精确的值为 m/s。 次序挡光片宽/m挡光时间/s速度/(ms-1)10.0800.0362.2220.0400.0202.0030.0200.01051.90【答案】b 1.90 【解析】（1）挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，当挡光片到达光电门处时，小球前端p刚好抵达b点，故它测量的是小车前端p抵达b点时的瞬时速度（2）光电门测速的原理，是用挡光片的宽度除以挡光片通过光电门的时间，即挡光片通过光电门的平均速度近似的表示小车运动的瞬时速度，所以挡光片宽度越小，通过光电门的时间越短，平均速度越接近瞬时速度，从数据可知那么测得瞬时速度较精确的值的是第三次实验，故精确的瞬时速度为1.90m/s5（1）电磁打点计时器接“6v 50hz”电源，它的打点周期是_s；现在用它研究匀变速直线运动，通过打点的纸带测出物体的加速度，但实验时电路中交流电的频率高于50hz，而在实验过程中仍按频率等于50hz进行计算，则计算出的加速度值与物体实际的加速度值相比_（填“偏大”、 “偏小”或“不变”）。（2）如图所示是将电源频率调为50hz后打点计时器打出纸带，图中a、b、c、d、e、f点是按时间顺序先后打出的计数点（每两个计数点间有三个计时点未画出）。用刻度尺量处a与b、e与f之间距离分别为2.40cm和0.84cm，那么小车的加速度大小是_（结果保留两位有效数字），运动过程中，小车的速度逐渐_（填“增大”、“增小”或“不变”）。【答案】（1）0.02s，偏小（2），减小【名师点睛】解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度以及加速度。 6所示的一条纸带，在带上共取了a、b、c、d、e、f、g七个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，从每一个计数点处将纸带剪开分成六条（分别叫a、b、c、d、e、f），将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，得到如图所示的图形，最后将各纸带上端中心连起来，于是得到表示vt关系的图象已知打点计时器的工作频率为50hz为表示vt关系，图中x轴对应物理量是时间t，y轴对应物理量是速度v。（1）这种实验数据处理的方法可称为a类比法 b等效替代法 c比值法 d控制变量法（2）若纸条c的长度为6.0cm，则图中t3为s，（3）若测得a段纸带的长度为2.0cm，f段纸带长度为12.0cm，则可求出加速度的大小为 m/s2。（保留两位有效数字）【答案】（1）b；（2）0.25s；（3）2.0。【解析】 7（1）电磁打点计时器接“6v 50hz”电源，它的打点周期是_s；现在用它研究匀变速直线运动，通过打点的纸带测出物体的加速度，但实验时电路中交流电的频率高度50hz，而在实验过程中仍按频率等于50hz进行计算，则计算出的加速度值与物体实际的加速度值相比_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。（2）如图所示是将电源频率调为50hz后打点计时器打出纸带，图中a、b、c、d、e、f点是按时间顺序先后打出的计数点（每两个计数点间有三个计时点未画出）。用刻度尺量处a与b、e与f之间距离分别为2.40cm和0.84cm，那么小车的加速度大小是_（结果保留两位有效数字），运动过程中，小车的速度逐渐_（填“增大”、“增小”或“不变”）。【答案】（1）0.02s，偏小（2），减小【解析】（1）打点周期为，频率高于50hz，但仍按50hz计算，即计数点间的时间间隔偏大，根据逐差法可得测得的加速度小（2）由得，t=0.08s，则，负号表示加速度的方向与初速度的方向相反，即速度再减小【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度8某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动 实验中必要的措施是 a.细线必须与长木板平行b.先接通电源再释放小车c.小车的质量远大于钩码的质量d.平衡小车与长木板间的摩擦力他实验时将打点计时器接到频率为50hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）；s1=3.59cm；s2=4.41cm；s3=5.19cm；s4=5.97cm；s5=6.78cm；s6=7.64cm；则小车的加速度a= m/s2（要求充分利用测量数据），打点计时器在打b点时小车的速度vb= m/s；（结果均保留两位有效数字）【答案】ab 0. 80 0.40【解析】【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度 9某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律，物块在重力的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点的距离如图乙所示，打点计时器电源的频率为50hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速。（2）计数点5对应的速度大小为_m/s，计数点6对应的速度大小为_m/s（保留三位有效数字）（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a=_，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值_（选填“偏大”或“偏小”）【答案】（1）6；7；（2）1.00；1.20；（3）2.00，偏大【解析】【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度 10某兴趣小组的同学准备用如图所示的实验器材测定物体下落时的重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门1更靠近小球释放点），小球释放器（可使小球无初速度释放）、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。（1）使用游标卡尺测量出小球的直径d；（2）改变光电门1的位置，保持光电门2的