1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册(教科版2019)

第4节 实验：用打点计时器测量小车的速度 白题 基础过关 限时：15mim 题型1实验原理与操作 题型2数据处理与误差分析 1.(2024·河南南阳联考)(1)你的左手拿一块 2.(2024·四川宜宾期末)某班同学做“探究小 表，右手拿一支彩色画笔.你的同伴牵动 车速度随时间变化的规律”实验： 一条宽约1cm的长纸带，使纸带在你的 (1)打点计时器是 正脉冲捻入插座 负脉冲榆入活酒 笔下沿着直线向前移动.每隔1s你用画 种计时的仪器， 粉纸 笔在纸带上点一个点，如图所示.你还可 如图是实验室常 以练习在1s内均匀地点上两个点这样， 用的打点计时 电火花计时器 就做成了一台简单的“打点计时器”.由实 器一电火花计时器，该打点计时器所用 验可知，纸带速度越大，相邻两点的距离 的电源是 (填“A”或“B”) 越 (填“远”或“近”)，纸带的速 A.学生电源 B.照明电源 度对相邻两点所表示的时间 (填 (2)如图所示是该同学在某次实验中获得的 “有”或“没有”)影响， 一条纸带，在所打的点中，取A、B、C、D、E 为计数点，相邻两个计数点之间还有四个 点未标出，打点计时器每隔0.02s打一个 点.若已知s,=1.20cm,s2=3.40cm,s3= 5.60cm,s4=7.80cm,则打下C点时小车的速 度= m/s(保留两位有效数字)， (2)(多选)小张用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 (3)(多选)如图所示，是该同学从两次实验中 动，四段纸带的长度都相同，如图，则下列 得到数据后画出的小车运动的-t图像， 叙述正确的是 则下列说法正确的是 乙 第一次 A.纸带甲打点均匀，表示小车的运动可能 A.第一次实验中处理纸带时，舍掉了开头 是匀速的 一些密集的打点 B.纸带乙显示的平均速度一定大于纸带 B.第二次实验中处理纸带时，舍掉了开头 甲显示的平均速度 一些密集的打点 C.纸带丙表示的小车的运动可能是先快后慢 C.第一次的实验误差比第二次的大 D.纸带丁表示的小车的运动可能是先慢后快 D.第一次的实验误差比第二次的小 第一章黑白题007 黑题 应用提优 限时：25mim 1.如图所示为打点计时器打出的一条纸带，从纸 m/s,打计数点2时纸带的速度更接 带上看，打点计时器存在的问题是 近 m/s. 10 20 A.打点计时器接在直流电源上 B.电源电压不够大 10 单位：cm C.电源频率不够大 压轴挑战 D.振针压得过紧 2.在用光电门测瞬时速度实验中，导轨上小车经 4.(2024·江西九江月考)（多选）某高速公路 过光电门时，其上的挡光片将光遮住，光电门 自动测速装置如图1所示，雷达向汽车驶来 可自动记录遮光时间△，测量挡光片的宽度 方向发射不连续的电磁波（速度为c),每次 发射时间约为百万分之一秒，两次发射时 为A,用空近似代表小车俐道过光电门时的 间间隔为1.当雷达向汽车发射无线电波时， 瞬时速度，为使A“更接近瞬时速度，最有效的 在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形：在 △ 收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上 措施是 呈现第二个尖波形.根据两个波形的距离， 无 可以计算出汽车与雷达的距离，根据自动 传盘器 打下的纸带（如图2所示），可求出该汽车 的车速，请根据给出的112、、c求出汽车 超光片 车速表达式则下面关于测速原理及结果表 达正确的是 A.使小车的释放点更靠近光电门 B.提高测量挡光片宽度的精确度 C.换用宽度更窄的挡光片 2 D.增大导轨与水平面的夹角 A. 第一次反射电波时汽车与雷 3.(2023·山西运城质检)在测定速度的实验 中，使用打点计时器（电源的频率为50Hz)测 达的距离为2， 小车的速度，实验得到的一条纸带如图所示， B.第二次反射电波时汽车与雷达的距离为 0、1、2、3、4是选用的计数点，每相邻两计数点 间还有3个打出的点没有在图上标出.图中还 2% 画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行 C汽车速度可近似表示为4，) 测量的情况，读出图中所给的测量点的读数 从左到右分别是 D.汽车速度可精确表示为-) 和 .1、3两点间的平均速度 是 m/s,1、4两点间的平均速度是 进阶突破拔高练P2 必修第一册JK黑白题008定的正方向相同，故C正确.故选C 解析：(1)电火花计时器需要接220V的交流电，故选B. 6.B解析：A前38内物体的速度方向均为正，运动方向没有 改变，A错误：B.由题图可知物体在：=3后速度为负，说明 2)C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，=片，解得 物体改变了运动方向，B正确：C.3s末物体离出发点最远， "=0.45m/s.(3)第二次实验的图像中，速度没有从原点开 C错误：D.物体在2s末与4s末的速度大小相等，方向相反， 始，即舍掉了开头一些密集的打点，且第二次实验图像中，点 D错误故选B 更靠近速度变化直线，误差更小.故选BC 黑题 应用提优 黑题 应用牌优 1,B解析：A.ABCD段的路程无法求解，所以无法求出 1.D解析：A.打点计时器使用的是交流电源.若打点计时器 ABCDE段的平均速率，故A错误：B.物体在ABC段的位移 接在直流电源上，打点计时器不打点，故A错误：B.点痕的 大小为：xc=√个+2m=√5m,可得物体在ABC段的平均 轻重和电源电压大小有关，电源电压过小不会导致出现短 速度大小为=严=，故B正确：C物体在CD度的 线，故B错误：C.电源频率大小只会影响打点的时间间隔」 不会影响点的形状，不会形成短线，故C错误：D.振针压得 平均速度与DE段的平均速度的方向不同，故CD段与D 过紧，振针和纸带接触时间过长，可能形成短线，D正确.故 段的平均速度不相同，故C错误：D.由于不清楚物体做曲线 选D. 运动的具体情况，无法确定物体在B点的速度等于ABC段 2.C解析：瞬时速度表示物体在某一时刻或经过某一位置的 的平均速度，故D错误.故选B. 速度，应用极限思想，在时间趋近0的情况下，平均速度可以 2.A解析：AD.在0-41时间内，甲、乙两车的位移相同，所以 近似看成眼时速度，所以要计算通过光电门的瞬时速度，需 平均速度相等，A正确，D错误：B.在0-t1时间内，甲车的路 要缩短通过（遮光）时间.A.使小车的释放点更靠近光电门， 程大于乙车的路程，则甲，乙两车平均速率不相等，B错误： 小车通过光电门的速度更小，通过时间更长.A错误：B.提 C.1,时刻，甲，乙两车的瞬时速度的方向不同，甲车向负方 高测量挡光片宽度的精确度，不能改变通过时间，B错误： 向运动，乙车向正方向运动，C错误故选A C换用宽度更窄的挡光片，可以使通过时间更短，C正确； D.增大导轨与水平面的夹角，在小车距离光电门较近的情 2 况下，不能明显缩短遮光时间，D错误故选C 3B解析：前一半位移运动的时间6=60h=20,后一半 3.10.00cm12.60cm22.60cm30.00cm0.6250.725 0.625 2 位移运动的时间=20h=240h,则在全程内这辆车的平均 解析：由毫米刻度尺可读出0、1,3、4点的读数分别是 10.00cm,12.60cm,22.60cm、30.00cm.由题意知相邻计数点 速度是= &一km/h=80km/h,故选B. 间的时间间隔△1=4×0.02s=0.088. t28 120240 由读数可得1,3两点和1,4两点间的位移大小分别是 △x,=22.60cm-12.60m=10.00m. 4.A解析：从轿车的车头与卡车的车尾对齐到完全超过卡车，轿车 相对于卡车要向前移动25m,轿车相对于卡车的速度为30s △x,=30.00cm-12.60cm=17.40cm. 20m/s=10m/s,故从轿车的车头与卡车的车尾对齐到完全 则1,3两点和1、4两点间的平均速度分别是 超过卡车需要的时间为25m=256,故A正确.故选人 △r_10.00x102 m/s=0.625m/8. 10 m/s 0.16 5.B解析：ABC.质点在0-20s内的速度均为正值，运动方向 4317.40x102 不变，质点在=20s时速度为零，此后运动方向改变，因此， 0.24m/s=0.725m/s. BC段和CD段的运动方向相同.CD段和DE段的运动方向 1,3两点的中闻间时刻点是计数点2，故打计数点2时纸带的 相反，故AC错误，B正确：D.AB段物体做速度为5ms的匀 瓣时速度更接近1、3两点间的平均速度0.625ms 速直线运动.故D错误故选B. 压轴桃战 压轴桃战 4.AB解析：B汽车第一次反射电波时，汽车与雷达的距离 6.BD解析：A.若是：一4图像，两质点的速度均为正值，运动 1 方向一直相同，放A错误；B.若是-1图像，1=1，时刻，两个 为5=244 质点刚好相遇，在，~时间内，乙质点的速度一直大于甲的 速度，则乙一直在甲的前面，故B正确：C.若是x-1图像，纵 第二次反射电波时，汽车与雷达的距离为=24：，选 坐标对应两质点的位置，由图可知甲，乙的位移相同，则甲 项AB正确： 乙的平均速度相同，故C错误；D.若是x-1图像，图像的斜 CD.汽车两次反射电波的时间间隔内的位移为 率表示速度，斜率正负表示速度方向，可知两质点的运动方 413c(41-2) 向先相反后相同，故D正确.故选BD. △=81-1=22 2 第4节实验：用打点计时器测量小车的速度 两次反射电波的时间间隔内△=一2+2 白题 甚础过美 4sc(t-t）c(4-4) 1,(1)远没有(2)AB 则汽车的速度=421-4*4， 24 2.(1)B(2)0.45(3)BC 选项CD错误，故选AB. 必修第一册·JK黑白题02