2019_2020学年高中物理第一章4实验用打点计时器测速度练习（含解析）新人教版必修1.docx

4实验:用打点计时器测速度基础巩固1(多选)电磁打点计时器是一种使用交流电源工作的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是()A.时间间隔B.位移C.瞬时速度D.平均速度解析:从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间,因为两个点间的时间间隔为0.02s,故选项A正确。用刻度尺量一下任意两个点间的距离,就知道了物体的位移,故选项B正确。从纸带上不能直接得到瞬时速度和平均速度,只能间接计算,故选项C、D错误。答案:AB2(多选)对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中,正确的是()A.电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源B.两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样C.电火花计时器在纸带上打点靠振针和复写纸D.电磁打点计时器在纸带上打点靠放电针和墨粉纸盘解析:电磁打点计时器使用6V以下的交流电,电火花计时器使用220V的交流电,A对;两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决定,B对;电火花计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘,C错;电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸,D错。答案:AB3使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中:(1)在下列基本步骤中,正确的排列顺序为。A.把电火花计时器固定在桌子上B.安放纸带C.松开纸带让物体带着纸带运动D.接通220 V交流电源E.按下脉冲输出开关,进行打点(2)在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在上。解析:电火花计时器的特点:打点是靠放电针和墨粉纸盘之间火花放电来实现的,故其操作步骤和电磁打点计时器是相仿的,墨粉纸盘应套在纸盘轴上,目的是使它可以转动,均匀地被利用。答案:(1)ABDEC(2)纸盘轴4电源的频率为50 Hz时,振针每隔0.02 s打一个点。现在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于50 Hz 时,如果仍按50 Hz的时间间隔打一个点计算,则测出的速度数值将比物体的真实值。解析:当交流电源的频率低于50Hz时,打点计时器打一次点的时间间隔t将大于0.02s,因此当t时间内的位移仍按0.02s内的位移计算时,根据此数据测出的速度将比真实值偏大。答案:偏大5在“用打点计时器测速度”的实验中,打点计时器使用的交变电流的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择标0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出。纸带旁并排放着最小分度为毫米的刻度尺,刻度零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中。距离d1d2d3测量值/cm计算打计数点“2”时小车的瞬时速度v2= m/s。解析:读数时,应注意估读一位,三个读数分别为d1=1.20cm、d2=5.41cm、d3=12.01cm。相邻两计数点之间还有四个点未画出,所以相邻计数点间的时间间隔T=0.1s,则v2=d2-d12T=(5.41-1.20)10-220.1m/s=0.21m/s。答案:1.205.4112.010.21能力提升1(多选)采用下列哪些措施,有利于减少纸带因受到摩擦而产生的误差()A.改用6 V直流电源B.将电磁打点计时器换成电火花计时器C.用平整的纸带,不用褶皱的纸带D.纸带理顺摊平,不让它卷曲、歪斜解析:改用6V直流电源,打点计时器无法工作,A项错误。电火花计时器与纸带间的摩擦更小,B项正确。用平整的纸带,纸带理顺摊平能减小摩擦,C、D项正确。答案:BCD2(多选)在用“图像法”处理实验数据时,为了减小误差 ()A.应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些B.应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些C.为使图线通过每个实验数据点,应使图线画成折线D.应使图线画成直线或光滑曲线,让实验数据点大致均匀分布在图线附近,对于个别离线较远的点可以舍去答案:BD3(多选)某次实验中打出的一条纸带如图所示,图中O为小车运动的起始点,O点到A点之间点迹密集且有部分点不清晰。A、B、C、D、E、F、G为所选取的计数点,相邻两个计数点之间有4个点未画出,电源频率为50 Hz,用毫米刻度尺测量。可得()A.从O点到F点运动的时间为60.1 sB.从O点到F点运动的时间为60.02 sC.从A点到F点运动的平均速度vAF=xAF50.1s=xAF0.5sD.通过测量xOG的长度,可知小车从O到G的位移大小解析:因OA之间所打点的情况未知,也就不能确定从O点到F点运动的时间,选项A、B错误;由题意,相邻计数点间的时间间隔为T=50.02s=0.1s,则从A点到F点运动的平均速度vAF=xAF50.1s=xAF0.5s,选项C正确;OG之间的长度,等于小车从O到G的位移大小,选项D正确。答案:CD4用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分如图所示,从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6,现在量得0、1间的距离x1=5.18 cm,1、2间的距离x2=4.40 cm,2、3间的距离x3=3.62 cm,3、4间的距离x4=2.78 cm,4、5间的距离x5=2.00 cm,5、6间的距离x6=1.22 cm(每0.02 s打一次点)。(1)根据上面记录,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在表中。位置12345v/(ms-1)(2)根据(1)中表格,在图中画出小车的速度时间图像,并说明小车速度变化特点。解析:(1)某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示打1点时:v1=x1+x22t1.20m/s,打2点时:v2=x2+x32t1.00m/s,打3点时:v3=x3+x42t=0.80m/s,打4点时:v4=x4+x52t0.60m/s,打5点时:v5=x5+x62t0.40m/s。将数值填入表格中。位置12345v/(ms-1)1.201.000.800.600.40(2)描点并连线得小车的速度时间图像。由图像可知,小车速度均匀减小。答案:见解析5某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做直线运动小车的运动情况。实验中获得一条纸带如图所示。其中两相邻的计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50 Hz,则打相邻两个计数点的时间为 s。打A、C点时小车运动的速度vA= m/s,vC= m/s。解析:计时器的打点周期是0.02s,两相邻的计数点间有四个点未画出,可知相邻两个计数点的时间为T=50.02s=0.1s。vA=xOB2T=6.7410-220.1m/s=0.337m/s;vC=xBD2T=(15.00-6.74)10-220.1m/s=0.413m/s。答案:0.10.3370.4136在“用打点计时器测速度”的实验中,一条记录小车运动情况的纸带如图所示,在其上取了A、B、C、D、E 5个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接在220 V、50 Hz的交流电源上。(1)由纸带上的数据计算vB= m/s,vC= m/s,vD= m/s。(此题计算结果均保留三位有效数字)(2)在如图所示坐标系中作出小车的v-t图像(以打A点时开始计时)。解析:(1)由题意知,相邻两计数点间的时间为T=0