课时梯级训练(4) 实验：用打点计时器测量小车的速度（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第一册（教科版2019）

课时梯级训练(4)　实验：用打点计时器测量小车的速度 1.用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度，已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s，则滑块经过光电门位置时的速度大小为(　　) A．0.10 m/s B．1.00 m/s C．4.0 m/s D．0.40 m/s A　解析：遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v＝＝＝0.10 m/s，A正确。 2．某同学做“用打点计时器测速度”的实验，下列说法正确的是(　　) A．电磁打点计时器使用的是直流电源 B．当电源频率是50 Hz时，打点计时器每隔0.02 s打一个点 C．如果纸带上打出的点迹不均匀，则点迹密集的地方表示速度较大 D．利用打出的一条纸带画出的速度图像如图所示，由图像可看出物体做匀速直线运动 B　解析：电磁打点计时器使用的是交流电源，A错误；当电源频率是50 Hz时，打点计时器每隔0.02 s打一个点，B正确；相邻计时点的时间间隔相等，点迹密集的地方，相邻计时点的距离小，所以物体运动的速度比较小，C错误；速度—时间图像中不同时刻对应的速度不相同，所以物体在做变速运动，D错误。 3．如图所示是某同学在做“用打点计时器测速度”实验中获取的一条纸带。 (1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上相邻两点间的时间间隔为________s。 (2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x＝________cm；C点对应的速度是________m/s(计算结果保留三位有效数字)。 答案：(1)0.02　(2)0.70　0.100 解析：(1)打点计时器每个周期打一个点，即相邻两点之间的时间间隔为0.02 s。 (2)毫米刻度尺应估读到0.1 mm，故A、B间的距离为1.70 cm－1.00 cm＝0.70 cm，C点的速度近似等于BD间的平均速度，则vC＝＝＝0.100 m/s。 4．如图是实验中得到的一条纸带，从0点开始每5个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50 Hz)，依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得x1＝1.22 cm，x2＝2.00 cm，x3＝2.78 cm，x4＝3.62 cm，x5＝4.40 cm，x6＝5.18 cm。 (1)相邻两计数点间的时间间隔为T＝________s。 (2)计数点2、4之间的平均速度v24＝________m/s。 (3)打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3＝________m/s。 答案：(1)0.1　(2)0.32　(3)0.32 解析：(1)因为相邻两计数点间还有4个计时点，所以相邻计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s。 (2)根据平均速度的计算公式得24＝＝＝0.32 m/s。 (3)由于计数点2、4之间的时间间隔比较小，所以打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3近似等于计数点2、4之间的平均速度，也为0.32 m/s。 5．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用O、A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。 (1)电磁打点计时器使用________V的________(选填“交流”或“直流”)电源；电火花计时器使用________V的________(选填“交流”或“直流”)电源。 (2)由图可以知道，A、B两点的时间间隔是______s，纸带做的是________(选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。 (3)小车经过OE段的平均速度是________m/s，小车经过B点时的速度是________m/s。 答案：(1)4～6　交流　220　交流　(2)0.1　加速　(3)0.82　0.65 解析：(1)电磁打点计时器使用的是4～6 V的低压交流电，而电火花计时器使用的是220 V的交流电。 (2)每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来，所以A、B两点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，相同时间内的位移逐渐增大，知纸带做的是加速直线运动。 (3)OE段的平均速度为： ＝＝＝0.82 m/s。 B点的瞬时速度为： vB＝＝＝0.65 m/s。 6.(1)如图所示，你的左手拿一块表，右手拿一支彩色画笔。你的同伴牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线向前移动。每隔1 s你用画笔在纸带上点一个点。你还可以练习在1 s内均匀地点上两个点。这样，就做成了一台简单的“打点计时器”。由实验可知纸带速度越大，相邻两点的距离越________(选填“远”或“近”)，纸带的速度与相邻两点所表示的时间________(选填“有”或“没有”)影响。 (2)小张以同一个打点计时器在固定频率下，测量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速度，每次小车都是自右向左运动，四段纸带的长度都相同。如图，则下列叙述正确的是________。 A．纸带甲打点均匀，表示车子的运动是匀速的 B．纸带乙显示的平均速度与纸带甲的相同 C．纸带丙表示的小车的运动是先快后慢 D．纸带丁表示的小车的运动是先慢后快 答案：(1)远　没有　(2)A 解析：(1)由实验可知纸带速度越大，相邻两点的距离越远，纸带的速度与相邻两点所表示的时间没有影响。(2)纸带甲打点均匀，表示车子的运动是匀速的，A正确；纸带乙相邻两点间距较大，故显示的平均速度比纸带甲大，B错误；纸带丙打点间距逐渐变大，表示小车的运动逐渐变快，C错误；纸带丁表示的小车的运动逐渐变慢，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$