【學練考】2021-2022學年高一人教版物理必修1練習冊：1.4-實驗：用打點計時器測速度-

4試驗：用打點計時器測速度對點檢測學問點一試驗原理1．打點計時器是中學爭辯物體運動時常用的試驗器材，常見的有電磁打點計時器和電火花計時器兩種．關于電磁打點計時器和電火花計時器的比較，下列說法正確的是()A．電磁打點計時器使用溝通電源，電火花計時器使用直流電源B．它們都是使用10V以下的溝通電源C．當電源頻率為50Hz時，它們都是每隔0.02s打一個點D．電火花計時器工作時，紙帶運動受到的阻力較小，所以試驗誤差也較小2．若用電源頻率要求為50Hz的打點計時器打點時，突然發(fā)覺實際電源頻率低于50Hz，數(shù)據計算仍舊是按每隔0.02s打一個點來處理的，則測出的速度數(shù)值與實際速度相比，是偏大了，還是偏小了？為什么？學問點二試驗步驟3．在“練習使用打點計時器”的試驗中，用手拖動紙帶打點.(1)本試驗除打點計時器(含紙帶、墨粉紙盤)外還必需使用的主要儀器有________電源(填“溝通”或“直流”)和________．(2)關于本試驗，下列說法正確的是()A．拖動紙帶的同時，接通電源B．紙帶上打的點密集說明紙帶運動速度較大C．先接通電源，待打點計時器正常工作時，再拉動紙帶D．試驗使用打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為0.02s4．某同學在做“用打點計時器測速度”的試驗時，試驗裝置安裝完畢，小車開頭運動前情景如圖L1-4-1所示，其中的錯誤之處是________________，不妥之處是______________________．圖L1-4-15．用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移．下面是沒有按操作挨次寫的不完整的試驗步驟，依據你對試驗的理解，在各步驟空白處填上適當?shù)膬热?，然后按實際操作的合理挨次將各步驟的字母代號寫在空白處．A．在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線，導線的另一端分別接在低壓________(選填“溝通”或“直流”)電源(頻率為50Hz)的兩個接線柱上；B．把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過________，并壓在________下面；C．用刻度尺測量從計時開頭點到最終一個點間的距離Δx；D．切斷電源，取下紙帶，假如共有n個清楚的點，則這段紙帶記錄的時間Δt＝________；E．打開電源開關，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點；F．利用公式v＝eq\f(Δx,Δt)計算紙帶運動的平均速度．試驗步驟的合理挨次是________．學問點三試驗數(shù)據處理6．在“用打點計時器測速度”的試驗中，打點計時器使用的溝通電的頻率為50Hz，記錄小車運動的紙帶如圖L1-4-2所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5這6個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零點跟“0”計數(shù)點對齊，由圖讀出三個計數(shù)點1、3、5跟0點的距離填入下表中．圖L1-4-2距離d1d2d3測量值/cm計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度為v2＝________m/s(結果保留3位有效數(shù)字)．7．某同學在做“用打點計時器測速度”的試驗時，得到一條點跡清楚的紙帶如圖L1-4-3所示，在紙帶上依次選出7個計數(shù)點，分別標上O、A、B、C、D、E和F，每相鄰的兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出，每相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T，打點計時器所用電源的頻率是50Hz.圖L1-4-3(1)假如測得C、D兩點間距x4＝2.70cm，D、E兩點間距x5＝2.90cm，則打D點時小車的速度vD＝________m/s(結果保留3位有效數(shù)字)．(2)該同學分別算出其他各點的速度：vA＝0.220m/s，vB＝0.241m/s，vC＝0.258m/s，vE＝0.300m/s，請在如圖L1-4-4所示的坐標系中作出小車運動的v-t圖像．圖L1-4-4綜合拓展8．光電計時器是一種爭辯物體運動狀況的常用計時儀器，其結構如圖L1-4-5甲所示，a、b分別是光電門的激光放射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．乙圖中MN是水平桌面．Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．此外在木板頂端的P點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10－2s和2.0×10－2s．用游標卡尺測量小滑塊的寬度d＝5.015cm，則滑塊通過光電門1的速度為________，滑塊通過光電門2的速度為________．(結果均保留3位有效數(shù)字)圖L1-4-59．圖L1-4-6是“用打點計時器測定速度”的試驗中打出的一條紙帶(用小車拖動紙帶)，A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計數(shù)點．相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.1s.圖L1-4-6(1)求打點計時器打下B點時小車的瞬時速度大??；(2)作出速度—時間圖像．圖L1-4-7

4試驗：用打點計時器測速度1．CD[解析]電磁打點計時器和電火花計時器都使用溝通電源，電磁打點計時器的工作電壓在6V以下，電火花計時器的工作電壓是220V，選項A、B錯誤；兩種計時器的打點周期由電源的頻率打算，打點周期T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,50Hz)＝0.02s，選項C正確；兩種計時器相比較，電火花計時器工作時，紙帶運動受到的阻力較小，所以試驗誤差也較小，選項D正確．2．偏大理由略[解析]打點周期T＝eq\f(1,f)，當電源頻率低于50Hz時，試驗中實際打點時間間隔大于0.02s，計算速度時依據實際時間間隔，得到實際速度，若用T＝0.02s作為時間間隔來計算速度，測量速度則比物體的實際速度偏大．3．(1)溝通毫米刻度尺(2)CD[解析](1)主要儀器還需要溝通電源和毫米刻度尺；(2)使用打點計時器時應先接通電源，再拉動紙帶，因振片剛開頭振動時，打點頻率不穩(wěn)定，選項A錯誤，C正確；紙帶運動越慢，紙帶上的計時點越密集，選項B錯誤；電源頻率為50Hz時，紙帶上相鄰兩點的時間間隔為T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,50Hz)＝0.02s，選項D正確．4．試驗中打點計時器使用的是直流電源，應使用溝通電源小車離定滑輪太近，應將小車向右移動到靠近打點計時器處[解析]錯誤之處：打點計時器應使用溝通電源，而圖中所接為直流電源；不妥之處：試驗開頭時，小車離定滑輪太近，運動過程發(fā)生的位移太小，致使紙帶上留下的點過少，不易進行試驗測量，導致試驗誤差較大．5．溝通限位孔復寫紙(n－1)×0.02sBAEDCF[解析]A步驟中電磁打點計時器應使用低壓溝通電源；B步驟中應將紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔，并放于復寫紙的下方；D步驟中紙帶上記錄的時間Δt＝(n－1)×0.02s；合理的試驗步驟挨次為BAEDCF.6．1.205.4012.000.210[解析]毫米刻度尺讀數(shù)：d1＝1.20cm，d2＝5.40cm，d3＝12.00cm；每兩個相鄰計數(shù)點的時間間隔T＝0.10s，v2＝eq\f(d2－d1,2T)＝0.210m/s.7．(1)0.280(2)略[解析](1)相鄰計數(shù)點的時間間隔T＝5×0.02s＝0.10s，vD＝eq\f(x4＋x5,2T)＝0.280m/s.8．1.00m/s2.51m/s[解析]滑塊通過光電門1的速度v1＝eq\f(d,t1)＝eq\f(5.015×10－2m,5.0