(练习)11 课时分层训练(七) 实验中的误差和有效数字 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册(鲁科版2019)

课时分层训练(七)　实验中的误差和有效数字 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 一、实验原理与操作 1．(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，为减小实验误差而可以采取的措施有(　　) A．选取计数点时，把每打5个点的时间间隔作为时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点与点间隔适当的那一部分纸带进行测量计算 D．选用各处光滑程度、平整程度相同的长木板做实验 ACD　解析：利用点迹清晰、点与点间隔适当的那部分纸带进行测量、计算可减小测量误差。用光滑程度、平整程度相同的长木板做实验可以减小因速度变化不均匀带来的误差。故正确答案是A、C、D。 2．在匀变速直线运动的实验探究中，下列说法正确的是(　　) A．小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带，然后进行数据处理 B．为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点 C．为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点 D．两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s C　解析：小车在钩码的牵引下运动时，需要多次测量，打出多条纸带，进行数据处理，有利于减小误差，故A错误；纸带上开始时打的点比较密集，点距过小，测量误差较大，故应舍去，找一个适当的点作为计时起点，故B错误，C正确；选取计数点，可增加测量距离，减小测量过程所产生的误差，两相邻计数点间的时间间隔不一定必须取0.1 s，故D错误。 3．练习使用电磁打点计时器的实验步骤如下： A．把打点计时器固定在带有定滑轮的长木板上，把复写纸套在定位轴上，让连接小车的纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面 B．把打点计时器接在4～6 V的直流电源上 C．拉动纸带后，再接通电源 D．取下纸带，以纸带上起始点为O，依次在每个点上标出1、2、3、4、5，用刻度尺分别量出两点间的距离x1、x2、x3、x4、x5，比较是否相等，判断是什么性质的运动 试纠正以上步骤中错误之处：________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：A中应将计时器固定在远离定滑轮的一端，B中应接在交流电源上，C中应先接通电源再拉动纸带，D中应从能够看清的点开始作为起始点，分别量出各点到起始点的距离，减小测量误差。 答案：见解析 二、实验数据处理与误差分析 4．某次用电火花打点计时器(所接电源频率为50 Hz)做实验获得的纸带如图所示，则B点对应刻度尺上的读数为______cm，从打下B点到打下E点的时间为________s，从打下B点到打下D点过程中的平均速度为________m/s。 解析：B点在刻度尺上对应的读数为1.00 cm；由于交流电的频率是50 Hz，故打点计时器的打点周期为 0.02 s，所以从打下B点到打下E点的时间为t＝6×0.02 s＝0.12 s；从打下B点到打下D点过程中的平均速度为BD＝＝ m/s＝0.2 m/s。 答案：1.00　0.12　0.2 5．电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50 Hz时，振针每隔____s打一个点。现在用打点计时器测定物体的速度，当电源的频率高于50 Hz时，如果仍按50 Hz的频率计算，则测出的速度值将比物体真实的速度值________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。 解析：当交流电的频率为50 Hz时，周期为 s＝0.02 s，打点计时器每隔0.02 s打一个点；当交流电的频率高于50 Hz时，打点计时器打点的时间间隔将小于0.02 s，计算速度时如果仍按0.02 s计算，由＝可知，公式中t偏大，将导致测出的速度小于真实值。 答案：0.02　偏小 6．在“用电火花打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”的实验中，将夹有纸带的重物由静止释放，所打纸带如图所示，相邻点迹间的时间间隔为T，则打点计时器打B点时，重物下落的速度vB为(　　) A．vB＝ B．vB＝ C．vB＝ D．vB＝ D　解析：根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，那么B点的速度等于AC段的平均速度，则vB＝＝，故A、B、C错误，D正确。 7．如图所示，在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点没有画出)，打点计时器接的是50 Hz的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度线和计数点A对齐。 (1)按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5，它们依次为