1.实验：探究小车速度随时间变化的规律（培优考点练）物理人教版2019必修第一册

1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律 目录 题型分组练 1 题型01 打点计时器的工作原理与使用方法 1 题型02 实验操作及注意事项 2 题型03 实验数据处理 3 题型04 误差分析 6 题型05 现代技术在物理学中的应用 创新拓展练 10 新题快递 11 题型分组练 题型01 打点计时器的工作原理与使用方法 1．若电磁打点计时器打点针在纸带上打出的痕迹不是间隔清晰的点，而是间隔清晰的短划线，其原因可能是（　　） A．电源电压偏高 B．电源电压偏低 C．打点针与计时器底板的间距偏大 D．打点针与计时器底板的间距偏小 2．打点计时器所用的电源是50Hz的交流电源，纸带上相邻两点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 3．用打点计时器时应注意的事项错误的是（　　） A．使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面 B．使用打点计时器时应先拉动纸带，再接电源 C．使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D．电磁打点计时器应使用低压交流电源 题型02 实验操作及注意事项 4．以下是探究小车速度随时间变化规律的实验的一些步骤，其正确顺序是 ． ①把穿过打点计时器的纸带固定在小车上； ②把打点计时器固定在木板上，并接好电路； ③更换纸带，再做两次； ④把长木板放在桌面上，并使滑轮伸出桌面； ⑤使小车停在打点计时器附近，先接通电源，后放开小车； ⑥将细绳拴在小车上并绕过定滑轮，下面挂上适量的钩码； ⑦断开电源，取出纸带． 5．(1)电火花计时器的示意图如图所示。电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用 （选填“交流”或“直流”）电源，当电源的频率是50Hz时，每隔 s打一次点。其工作时的基本步骤如下： A．当纸带完全通过电火花计时器后，立即关闭电源 B．将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座 C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是 。（填写步骤编号） (2)在“用打点计时器测速度”实验中，下列图中的仪器或器材需要用到的有 。（多选） (3)下列关于该实验的说法错误的是_______。（多选） A．当纸带完全通过打点计时器后，立即关闭电源 B．电磁打点计时器和电火花计时器都要使用低压交流电源 C．为了安全，手开始拖动纸带时手离打点计时器要远些 D．先拖动纸带运动，再接通开关 6．（1）在“用打点计时器测速度”的实验中：要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 （直流电，交流电），它们是每隔 s打一个点。 （2）在“用打点计时器测速度”的实验中：除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源                 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺              D．秒表                 E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 A．先释放小车，再接通电源            B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处    D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 7．如图甲所示的（图中长木板水平固定）是高中物理常用的力学实验装置，现用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”． （1）图乙中的实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指明问题所在 . （2）下列哪些措施能有助于减小实验的误差 . A．选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源 B．选用输出电压变化周期更稳定的交流电源 C．调节滑轮高度，使拉线与长木板平行 D．实验中满足砝码盘和砝码的总质量m远小于木块的质量M E.实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力 题型03实验数据处理 8．如图所示，是在《探究小车速度随时间变化的规律》中打出的一条纸带，其中1、2、3、4是按打点的先后顺序依次选定的计数点，相邻两计数点的时间间隔为0.02s，由图中数据可判断小车做 运动，打计数点2时，小车运动速度的大小为 m/s。 9．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，根据相关要求回答下列问题： (1)实验中，电磁打点计时器所使用的电源为 （填“直流”或“交流），若电源频率为50Hz则它们每隔 s打一个点。 (2)关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是∶ ； A．该实验需要用光滑轨道板 B．纸带上打的点越密，说明物体运动越慢 C．通过处理纸带信息，只能得到某段长度的平均速度 D．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动 (3)如果当时电网中电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使速度的测量值 实际值（填“大于”“小于”或“等于”）。 (4)某小组在实验中取打出的纸带一部分如下图。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。则a、c两点的间距为 cm，打出c点时物块速度大小为 m/s（保留2位有效数字）。 10．某同学在利用图甲装置探究小车速度随时间变化的规律时，对打出的一条纸带进行研究（如图乙），从0点开始每5个打点取一个计数点（电源频率为50赫兹），计数点分别为1、2、3、4、5，该同学已求出部分计数点对应的速度，其数值见下表。 计数点 1 2 3 4 5 速度/（m·s-1） 0.10 0.16 0.25 0.30 (1)若该同学测得：x2=1.24cm，x3=1.76cm，请帮助他求出计数点2的速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。 (2)根据以上数据在所给的坐标纸中作出小车的v-t图线 （适当标出横、纵坐标刻度）。 (3)根据图像，速度计算结果存在明显错误的计数点为 ，造成该误差为 （选择“偶然误差”或“系统误差”）。 (4)计数点0对应的速度为 m/s，加速度为 m/s2（结果保留两位有效数字）。 11．用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s，vC= cm/s，vD=26.30cm/s； (2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线（以打A点时开始计时）( )，并根据图线求出小车运动的加速度a＝ m/s2；（结果保留2位有效数字） (3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 cm/s，此速度的物理意义是 。 题型04 误差分析 12．在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。 下列思考有道理的是（　　） ①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远 ③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 13．某同学在“研究小车的匀变速运动”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）实验中，实验室提供了以下器材：电火花打点计时器。一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是 和 。 （2）电磁打点计时器使用 V的 电源（填“交流”或“直流”）；由图可以知道纸带做的是 （填加速、减速或匀速）直线运动。 （3）小车经过AE段的平均速度是 m/s，小车经过B点时的速度是 m/s， （4）在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列方法中不利的是 ； A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量大些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算 D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验 14．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点（每相邻两个计数点间还有4个点没有画出），电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表： 对应点 B C D E F 速度（m/s） 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301 （1）设电火花计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF＝ ； （2）根据表中的数据，以A点对应的时刻为t＝0，在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像 ； （3）利用该图像求得小车的加速度a＝ m/s2；（结果保留2位有效数字） （4）如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。如果当时电网中交变电流的频率是f＝51 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 题型05 现代技术在物理学中的应用 15．物理学中常用如图所示测量装置，这个装置可以直接记录的物理量是（　　） 由数字计时器和光电门组成的计时测量装置 A．平均速度 B．瞬时速度 C．时间 D．加速度 16．某同学利用气垫导轨和光电门测量滑块的瞬时速度和加速度大小，装置如图所示。 (1)实验室现有编号分别为I、II、III、IV的四块宽度不同的遮光片，该同学先后将四块遮光片装在滑块上，在滑块相同的运动情况下使它们分别通过光电门1，并测得它们的遮光时间和速度大小如下表所示，则由表中数据可知，应选择编号为 （填“I”、“ II”、“ III”或“IV”）的遮光片进行实验更为精确； 遮光片编号 通过光电门1的时间（s） 速度（m/s） I 0.23044 0.347 II 0.17464 0.344 III 0.11662 0.343 IV 0.05850 0.342 (2)选好遮光片并调节好所有器材后进行实验，某次实验测得滑块先、后经过光电门1、2的遮光时间分别为、，并记录了遮光片从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间间隔为，遮光片的宽度为d，则滑块从光电门1运动到光电门2的过程中平均加速度大小 。（用题目中所给的物理量符号表示） 17．光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备，如图1所示，S是光源，K是光接收器，当有不透明物体通过光电门时，物体会遮住光源，接收器K接收不到光信号，计时器便开始计时，当物体通过后，接收器K重新接收到光信号，计时结束，即可记录物体通过光电门所用的时间。如图2所示，某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度，小车上安装有遮光板，A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。 (1)若小车上的遮光板宽度为d，小车通过光电门时，计时器记录的时间为t，则小车通过光电门的速度v=　 。 (2)若已知遮光板宽度d=1cm，让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动，两光电门计时器记录的时间分别为tA=0.01s，tB=0.004s，则小车通过A、B两位置的速度分别为vA= m/s，vB= m/s。（结果均保留2位有效数字） (3)由实验可知，小车沿斜面向下做 （选填“匀速”、“加速”或“减速”）运动。 18．如图甲所示是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律的实验装置图。 （1）固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲，从而测量物体运动的一些物理量。超声波脉冲 红外线脉冲（填“快于”或“慢于”）。 （2）图乙是通过传感器、数据采集器，再经过计算机所绘制的小车运动的速度−时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a＝ m/s2；小车的运动方向是 （选填“向左”或“向右”）运动。 创新拓展练 19．研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电门传感器。一组同学用如图所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光条，将滑块由静止释放，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015 s，通过第二个光电门的时间为0.010 s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250 s。则滑块的加速度大小为 m/s2，若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 20．如图甲所示，小车开始在水平玻璃板上运动，后来在薄布面上做减速运动。某同学用打点计时器记录小车的运动情况，所打出的纸带及相邻两点间的距离（单位：cm）如图乙所示，纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02s。 （1）计算打点计时器打出点2、3时小车的速度大小，填入表中。 计数点序号 1 2 3 4 5 速度vn/（m·s-1） v1=0.75 v2= v3= v4=0.45 v5=0.35 （2）在平面直角坐标系中作出小车在薄布上运动的v-t图像。( ) （3）求出小车在玻璃板上的运动速度大小。( ) 21．（1）某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度，他在滑块上安装了宽度为2cm的遮光板。然后他利用气垫导轨和数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为=0.02s，通过第二个光电门的时间=0.01s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为=2.0s。根据实验得到的数据，滑块的加速度大小为 。 （2）某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两计数点之间还有四个点没有画出来，图中的数字为相邻两点间的距离（单位cm），打点计时器的电源频率为50Hz。 ①打点计时器是一种使用 （填“交流”或“直流”）电源的 仪器。 ②相邻两个计数点间的时间为 s。 ③打计数点4时纸带的速度= m/s（保留三位有效数字）。 新题快递 22．（23-24高一上·青海西宁·阶段练习）某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。 （1）常见的打点计时器有两种： 和 ，它们使用的都是 电源（填“直流”或“交流”），当电源频率为50Hz时，每隔 s打一个点。 （2）关于本实验，下列说法正确的是 。 A．释放纸带的同时，接通电源              B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点        D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小 （3）要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具 。 （4）该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。 ①每相邻两计数点的时间间隔为 s，如果测得C、D两点间距x4=2.70cm，D、E两点间距x5=2.90cm，则打D点时小车的速度vD= m/s（结果保留3位有效数字）。 ②该同学分别算出其他各点的速度：vA=0.220m/s，vB=0.241m/s，vC=0.258m/s，vE=0.300m/s，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的v−t图像 。并说明小车速度变化的规律 ③小车连接在纸带的 （选填“左端”或“右端”） 23．【改编】（24-25高一上·宁夏石嘴山·阶段练习）(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 （直流电，交流电），它们是每隔 s打一个点。 (2)在“用打点计时器测速度”的实验中：除电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平 (3)实验过程中，下列做法正确的是 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (4)某同学用如图1所示的装置，打出的一条纸带如图2所示，其中ABCDE为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。 ①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为 ； ②由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为 。 2 4．（24-25高一上·湖北·阶段练习）某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。 (1)常见的打点计时器使用的都是 电源（填“直流”或“交流”），当电源频率为时，每隔 s打一个点。 (2)关于本实验，下列说法正确的是___________。 A．释放纸带的同时，接通电源 B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小 (3)要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是 。 (4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上和，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是。（以下结果均保留两位小数） ①每相邻两计数点的时间间隔为 s，打点时小车的速度 。 ②分别算出其他各点的速度： ，，， ，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像（以打A点时开始计时）( )。并说明小车速度变化的规律 。 ③根据图线求出小车运动的加速度 ； ④将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 ，此速度的物理意义是 。 (5)实验完毕后，某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹，那么速度的测量值比实际值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律 目录 题型分组练 1 题型01 打点计时器的工作原理与使用方法 1 题型02 实验操作及注意事项 2 题型03 实验数据处理 5 题型04 误差分析 11 题型05 现代技术在物理学中的应用 创新拓展练 18 新题快递 21 题型分组练 题型01 打点计时器的工作原理与使用方法 1．若电磁打点计时器打点针在纸带上打出的痕迹不是间隔清晰的点，而是间隔清晰的短划线，其原因可能是（　　） A．电源电压偏高 B．电源电压偏低 C．打点针与计时器底板的间距偏大 D．打点针与计时器底板的间距偏小 【答案】D 【详解】打点针与计时器底板的间距偏小，使得打点针与纸带接触时间偏长，因此纸带移动时形成短划线。 故选D。 2．打点计时器所用的电源是50Hz的交流电源，纸带上相邻两点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【详解】当电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔0.02s打一个点，所以T=0.02s，纸带上打出N个点，有(N-1)个时间间隔，所以 故ACD错误；B正确。 故选B。 3．用打点计时器时应注意的事项错误的是（　　） A．使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面 B．使用打点计时器时应先拉动纸带，再接电源 C．使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D．电磁打点计时器应使用低压交流电源 【答案】B 【详解】A．使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，故A正确； B．实验时应先接通电源，再拉动纸带，可在纸带上打出更多的点，纸带的利用率更高，故B错误； C．拉动纸带的方向与限位孔平行可减小摩擦，故C正确； D．电磁打点计时器使用的是低压交流电源，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 题型02 实验操作及注意事项 4．以下是探究小车速度随时间变化规律的实验的一些步骤，其正确顺序是 ． ①把穿过打点计时器的纸带固定在小车上； ②把打点计时器固定在木板上，并接好电路； ③更换纸带，再做两次； ④把长木板放在桌面上，并使滑轮伸出桌面； ⑤使小车停在打点计时器附近，先接通电源，后放开小车； ⑥将细绳拴在小车上并绕过定滑轮，下面挂上适量的钩码； ⑦断开电源，取出纸带． 【答案】④②①⑥⑤⑦③ 【分析】本题考查实验的基本步骤，按步骤操作即可。 【详解】[1]在实验中，应先固定好木板，再固定打点计时器，将纸带穿过打点计时器并固定在小车上，绕过定滑轮，并挂上适量钩码．准备就绪后应先让小车停在打点计时器附近，然后接通电源，再释放小车，打点结束后关闭电源，更换纸带，再做两次． 5．(1)电火花计时器的示意图如图所示。电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用 （选填“交流”或“直流”）电源，当电源的频率是50Hz时，每隔 s打一次点。其工作时的基本步骤如下： A．当纸带完全通过电火花计时器后，立即关闭电源 B．将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座 C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是 。（填写步骤编号） (2)在“用打点计时器测速度”实验中，下列图中的仪器或器材需要用到的有 。（多选） (3)下列关于该实验的说法错误的是_______。（多选） A．当纸带完全通过打点计时器后，立即关闭电源 B．电磁打点计时器和电火花计时器都要使用低压交流电源 C．为了安全，手开始拖动纸带时手离打点计时器要远些 D．先拖动纸带运动，再接通开关 【答案】(1) 交流 0.02 CBDA；(2)CD或ABD；(3)BCD 【详解】（1）[1][2]电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用交流电源，当电源的频率是50Hz时，根据 可知每隔0.02s打一次点。 [3]实验时，先将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器，再将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座，接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动，当纸带完全通过电火花计时器后，立即关闭电源。故正确的顺序是CBDA。 （2）在“用打点计时器测速度”实验中，需要使用电磁打点计时器或电火花打点计时器，其中电磁打点计时器需要连接8V左右的学生交流电源，电火花打点计时器需要连接220V的交流电源；需要使用刻度尺测量纸带上计数点的时间间隔。 故图中的仪器或器材需要用到的有CD或ABD。 （3）A．当纸带完全通过打点计时器后，立即关闭电源，故A正确，不满足题意要求； B．电磁打点计时器使用8V左右的低压交流电源，电火花打点计时器使用220V的交流电源，故B错误，满足题意要求； CD．为了充分利用纸带，手开始拖动纸带时手离打点计时器要近些，先接通开关，再拖动纸带运动，故CD错误，满足题意要求。 故选BCD。 6．（1）在“用打点计时器测速度”的实验中：要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 （直流电，交流电），它们是每隔 s打一个点。 （2）在“用打点计时器测速度”的实验中：除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源                 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺              D．秒表                 E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 A．先释放小车，再接通电源            B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处    D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 【答案】 交流电 0.02 AC/CA BD/DB 【详解】（1）[1]常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电。 [2]电源频率为50Hz，则每隔 打一个点。 （2）[3] AB．电压合适的50Hz交流电源，A正确，B错误； C．刻度尺用来测纸带上计数点间的距离，C正确； D．打点计时器就是计时仪器，不需要秒表，D错误； E．实验是“用打点计时器测速度”的，因此不需要天平测小车的质量，E错误。 故选AC。 （3）[4] A．先释放小车，再接通电源，这样纸带利用率很低，纸带上会得到很少的数据，会产生较大的实验误差，A错误；   [2] B．先接通电源，带打点计时器打点稳定后再释放小车，纸带会得到充分利用，纸带上会得到更多的数据，会减小实验误差，B正确； CD．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，小车会在长木板上运动更长的距离，纸带上会打出更多的计数点，从而得到更多的数据，C错误，D正确。 故选BD。 7．如图甲所示的（图中长木板水平固定）是高中物理常用的力学实验装置，现用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”． （1）图乙中的实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指明问题所在 . （2）下列哪些措施能有助于减小实验的误差 . A．选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源 B．选用输出电压变化周期更稳定的交流电源 C．调节滑轮高度，使拉线与长木板平行 D．实验中满足砝码盘和砝码的总质量m远小于木块的质量M E.实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力 【答案】 照片A；实验有错误之处，选用蓄电池作为电源．照片B；实验有不合理之处，木块起始点离打点计时器过远． BC 【详解】第一空.照片A；实验有错误之处，选用蓄电池作为电源；照片B；实验有不合理之处，木块起始点离打点计时器过远. 第二空.A.选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源对实验无影响，A错误； B.选用输出电压变化周期更稳定的交流电源可使打点周期稳定，减小误差，B正确； C.调节滑轮高度，使拉线与长木板平行，可减小误差，C正确； DE.测定木块的加速度不需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于木块的质量，也不需要实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力，D、E项错误. 题型03实验数据处理 8．如图所示，是在《探究小车速度随时间变化的规律》中打出的一条纸带，其中1、2、3、4是按打点的先后顺序依次选定的计数点，相邻两计数点的时间间隔为0.02s，由图中数据可判断小车做 运动，打计数点2时，小车运动速度的大小为 m/s。 【答案】 匀减速 0.78 【详解】[1] 根据纸带可知，相邻两个计数点之间的时间间隔0.02s，依据相等的时间内，位移之差 均相等，说明小车做匀减速直线运动 [2] 根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度 9．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，根据相关要求回答下列问题： (1)实验中，电磁打点计时器所使用的电源为 （填“直流”或“交流），若电源频率为50Hz则它们每隔 s打一个点。 (2)关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是∶ ； A．该实验需要用光滑轨道板 B．纸带上打的点越密，说明物体运动越慢 C．通过处理纸带信息，只能得到某段长度的平均速度 D．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动 (3)如果当时电网中电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使速度的测量值 实际值（填“大于”“小于”或“等于”）。 (4)某小组在实验中取打出的纸带一部分如下图。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。则a、c两点的间距为 cm，打出c点时物块速度大小为 m/s（保留2位有效数字）。 【答案】 交流 0.02 BD 小于 5.50 【详解】（1）[1] 电磁打点计时器所使用的电源是交流电源 。 [2] 电源频率为50Hz则它们每隔0.02s打一个点。 （2）[3]A．该实验只需要小车做匀变速直线运动即可，不必考虑摩擦力，不需要光滑轨道板，A错误； B．纸带上打的点越密，说明相等的时间间隔位移越小，即物体运动的越慢，B正确； C．通过测量纸带点迹的间距，根据平均速度的定义，可以得到某段长度的平均速度，根据匀变速直线运动某段长度的平均速度等于该段中间时刻的瞬时速度，故C错误； D．实验过程应先接通电源，后释放物体，否则在纸带上留下的点很少，不利于数据的处理和减小误差，D正确。 故选BD。 （3）[4] 如果打点频率变大，则打点周期变小，两点间的实际时间小于0.02s，而测量仍按原来的时间0.02s计算，则测量代入时间比真实的大，导致测量速度值偏小。 （4）[5] a、c两点的间距 [6] 相邻两个计数点的时间间隔 打出c点时物块速度大小 10．某同学在利用图甲装置探究小车速度随时间变化的规律时，对打出的一条纸带进行研究（如图乙），从0点开始每5个打点取一个计数点（电源频率为50赫兹），计数点分别为1、2、3、4、5，该同学已求出部分计数点对应的速度，其数值见下表。 计数点 1 2 3 4 5 速度/（m·s-1） 0.10 0.16 0.25 0.30 (1)若该同学测得：x2=1.24cm，x3=1.76cm，请帮助他求出计数点2的速度为 m/s（结果保留两位有效数字）。 (2)根据以上数据在所给的坐标纸中作出小车的v-t图线 （适当标出横、纵坐标刻度）。 (3)根据图像，速度计算结果存在明显错误的计数点为 ，造成该误差为 （选择“偶然误差”或“系统误差”）。 (4)计数点0对应的速度为 m/s，加速度为 m/s2（结果保留两位有效数字）。 【答案】 3 偶然误差 【详解】（1）[1]相邻两个计数点的时间间隔为 计数点2的速度 （2）[2]图像如图所示 （3）[3] 明显错误的计数点为计数点3。 [4]测量点间距时读数有偶然误差。 （4）[5]根据图像，计数点0对应的速度为 [6] 加速度为 11．用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器的工作频率为50Hz，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。 (1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s，vC= cm/s，vD=26.30cm/s； (2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线（以打A点时开始计时）( )，并根据图线求出小车运动的加速度a＝ m/s2；（结果保留2位有效数字） (3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 cm/s，此速度的物理意义是 。 【答案】 21.40 0.49 11.60 开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度） 【详解】(1)[1]电磁打点计时器频率是50Hz时，它们每隔0.02s打一次点，根据题意可知：每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此计数点之间的时间间隔为 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，因此有 (2)[2]描点作图，用平滑曲线连接，如图所示 [3]速度图象中斜率即加速度，所以 (3)[4]将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是11.60cm/s； [5]此速度的物理意义是：开始计时时小车的速度（即表示小车在A点的瞬时速度）。 题型04 误差分析 12．在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度后，以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系。某次实验中某同学描出的点如图所示。在直角坐标系上一共描出了10个点。 下列思考有道理的是（　　） ①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图线不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线 ②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上，但它们在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远 ③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有6个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律 ④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【答案】B 【详解】①②③由于实验存在误差或错误，所以这10个点中有8个点不可能完全在一条直线上，但紧挨在一条直线附近，只有F和B两个点离这条直线远，用倾斜直线进行连接，这条直线通过大部分的点，不在直线上的点两侧分布均匀，此条直线可表示小车运动的规律，①③错误②正确。 ④在直线通过大多数的点，与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的，④正确。 故选B。 13．某同学在“研究小车的匀变速运动”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）实验中，实验室提供了以下器材：电火花打点计时器。一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是 和 。 （2）电磁打点计时器使用 V的 电源（填“交流”或“直流”）；由图可以知道纸带做的是 （填加速、减速或匀速）直线运动。 （3）小车经过AE段的平均速度是 m/s，小车经过B点时的速度是 m/s， （4）在实验过程中，对于减小实验误差来说，下列方法中不利的是 ； A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量大些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算 D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验 【答案】 秒表/弹簧测力计 弹簧测力计/秒表 8 交流 加速 0.3 0.26 D 【详解】（1）[1][2]在本实验中，打点计时器本身就是计时仪器，故不需要秒表，另外也不涉及对力的测量，故不需要弹簧测力计。 （2）[3][4]电磁打点计时器使用8V的交流电源。 [5]纸带从右向左运动，由图可知相同时间间隔内纸带运动的位移逐渐增大，所以纸带做的是加速直线运动。 （3）[6]小车经过AE段的平均速度是 [7]小车经过B点时的速度是 （4）[8]A．选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，可以使计数点间的距离大些，减小距离测量的相对误差，故A不符合题意； B．使小车运动的加速度尽量大些，从而使相邻两计数点间的距离尽量大些，可以减小距离测量的相对误差，故B不符合题意； C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量计算，可以减小距离测量的误差，故C不符合题意； D．选用各处平整程度光滑程度不相同的长木板做实验，不利于小车速度的均匀变化，会增大实验的误差，故D符合题意。 故选D。 14．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点（每相邻两个计数点间还有4个点没有画出），电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表： 对应点 B C D E F 速度（m/s） 0.141 0.185 0.220 0.254 0.301 （1）设电火花计时器的打点周期为T，计算vF的公式为vF＝ ； （2）根据表中的数据，以A点对应的时刻为t＝0，在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图像 ； （3）利用该图像求得小车的加速度a＝ m/s2；（结果保留2位有效数字） （4）如果当时电网中交变电流的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。如果当时电网中交变电流的频率是f＝51 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 0.40 不变 偏小 【详解】（1）[1]电火花计时器接220 V、50 Hz交变电源。则有打点周期T=0.02s，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，则相邻两计数点的时间间隔为5T，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打F点时的速度公式为 （2）[2]由题表中的数据在图乙所示坐标系中描点画图。如图所示。 （3）[3]由v−t图像的斜率表示加速度，可得小车的加速度为      （4）[4] 当电网中交变电流的电压变成210 V，可交流电的频率没变，打点周期不变，则不会影响加速度的测量值，因此加速度的测量值与实际值相比不变。 [5]电网中交变电流的频率是f＝51 Hz时，由 可知打点周期变小，测量时仍按T=0.02s计算，则测量值与实际值相比偏小。 题型05 现代技术在物理学中的应用 15．物理学中常用如图所示测量装置，这个装置可以直接记录的物理量是（　　） 由数字计时器和光电门组成的计时测量装置 A．平均速度 B．瞬时速度 C．时间 D．加速度 【答案】C 【详解】物体下落到光电门处时会被直接记录遮光时间，而平均速度、瞬时速度和加速度则是间接计算出来的。故选C。 16．某同学利用气垫导轨和光电门测量滑块的瞬时速度和加速度大小，装置如图所示。 (1)实验室现有编号分别为I、II、III、IV的四块宽度不同的遮光片，该同学先后将四块遮光片装在滑块上，在滑块相同的运动情况下使它们分别通过光电门1，并测得它们的遮光时间和速度大小如下表所示，则由表中数据可知，应选择编号为 （填“I”、“ II”、“ III”或“IV”）的遮光片进行实验更为精确； 遮光片编号 通过光电门1的时间（s） 速度（m/s） I 0.23044 0.347 II 0.17464 0.344 III 0.11662 0.343 IV 0.05850 0.342 (2)选好遮光片并调节好所有器材后进行实验，某次实验测得滑块先、后经过光电门1、2的遮光时间分别为、，并记录了遮光片从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间间隔为，遮光片的宽度为d，则滑块从光电门1运动到光电门2的过程中平均加速度大小 。（用题目中所给的物理量符号表示） 【答案】(1)Ⅳ；(2) 【详解】（1）根据 可知，Ⅳ号遮光片宽度最窄，则速度大小更接近经过光电门时的瞬时速度大小，则选用Ⅳ号遮光片做实验更精确。 （2）滑块经过第1个光电门的速度为 经过第2个光电门的速度为 则平均加速度大小为 17．光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备，如图1所示，S是光源，K是光接收器，当有不透明物体通过光电门时，物体会遮住光源，接收器K接收不到光信号，计时器便开始计时，当物体通过后，接收器K重新接收到光信号，计时结束，即可记录物体通过光电门所用的时间。如图2所示，某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度，小车上安装有遮光板，A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。 (1)若小车上的遮光板宽度为d，小车通过光电门时，计时器记录的时间为t，则小车通过光电门的速度v=　 。 (2)若已知遮光板宽度d=1cm，让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动，两光电门计时器记录的时间分别为tA=0.01s，tB=0.004s，则小车通过A、B两位置的速度分别为vA= m/s，vB= m/s。（结果均保留2位有效数字） (3)由实验可知，小车沿斜面向下做 （选填“匀速”、“加速”或“减速”）运动。 【答案】(1)；(2) 1.0 2.5；(3)加速 【详解】（1）小车上的遮光板宽度为d，小车通过光电门时，计时器记录的时间为t，则小车通过光电门的速度为 （2）[1] [2] 小车通过A、B两光电门的速度分别为 （3）因为小车通过B光电门的速度大于通过A 光电门的速度，说明小车下滑时速度越来越大，即小车沿斜面向下做加速运动。 18．如图甲所示是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律的实验装置图。 （1）固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲，从而测量物体运动的一些物理量。超声波脉冲 红外线脉冲（填“快于”或“慢于”）。 （2）图乙是通过传感器、数据采集器，再经过计算机所绘制的小车运动的速度−时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a＝ m/s2；小车的运动方向是 （选填“向左”或“向右”）运动。 【答案】 慢于 1.2 向右 【详解】（1）[1]频率高于20000Hz的声波叫超声波，超声波是机械波，红外线是电磁波，因此超声波脉冲“慢于”红外线脉冲。 （2）[2]由速度−时间图像的斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正、负表示加速度的方向，则有 可知加速度的大小为1.2m/s2，负号表示加速度的方向与运动方向相反。     [3]小车加速度的方向与运动方向相反，小车做匀减速运动，可知小车“向右”运动。 创新拓展练 19．研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电门传感器。一组同学用如图所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光条，将滑块由静止释放，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015 s，通过第二个光电门的时间为0.010 s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.250 s。则滑块的加速度大小为 m/s2，若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 【答案】 偏小 【详解】[1]当时间极短时，一段时间内的平均速度近似等于这段时间内某时刻的瞬时速度，则滑块通过第一个光电门时，瞬时速度大小为 滑块通过第二个光电门时，瞬时速度大小为 根据加速度的定义式可知，滑块的加速度大小为 [2]从遮光条开始遮住第一个光电门计时，则v1是时刻的瞬时速度，v2是Δt＋时刻的瞬时速度，从v1到v2运动的真实时间 Δt真=Δt＋− 则加速度的真实值 将a真与a的表达式比较可知，滑块的加速度测量值与真实值相比偏小。 20．如图甲所示，小车开始在水平玻璃板上运动，后来在薄布面上做减速运动。某同学用打点计时器记录小车的运动情况，所打出的纸带及相邻两点间的距离（单位：cm）如图乙所示，纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02s。 （1）计算打点计时器打出点2、3时小车的速度大小，填入表中。 计数点序号 1 2 3 4 5 速度vn/（m·s-1） v1=0.75 v2= v3= v4=0.45 v5=0.35 （2）在平面直角坐标系中作出小车在薄布上运动的v-t图像。( ) （3）求出小车在玻璃板上的运动速度大小。( ) 【答案】 0.65 0.55 0.85m/s 【详解】（1）[1][2]打点计时器打出点2、3时小车的速度大小分别为 （2）[3]以速度为纵坐标、时间为横坐标建立直角坐标系。用描点法作出小车在薄布上做减速运动的v-t图像。将图线延长，使其与纵轴相交，如图所示。 （3）[4]由图像可知，小车做减速运动的初速度大小，即小车在玻璃板上的运动速度大小为0.85m/s。 21．（1）某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度，他在滑块上安装了宽度为2cm的遮光板。然后他利用气垫导轨和数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为=0.02s，通过第二个光电门的时间=0.01s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为=2.0s。根据实验得到的数据，滑块的加速度大小为 。 （2）某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两计数点之间还有四个点没有画出来，图中的数字为相邻两点间的距离（单位cm），打点计时器的电源频率为50Hz。 ①打点计时器是一种使用 （填“交流”或“直流”）电源的 仪器。 ②相邻两个计数点间的时间为 s。 ③打计数点4时纸带的速度= m/s（保留三位有效数字）。 【答案】 交流 计时 【详解】（1）[1]遮光板经过第一个光电门的瞬时速度为 遮光板经过第二个光电门的瞬时速度为 滑块的加速度大小 （2）[2][3]打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器。 [4] 由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔 [5] 打计数点4时纸带的速度 新题快递 22．（23-24高一上·青海西宁·阶段练习）某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。 （1）常见的打点计时器有两种： 和 ，它们使用的都是 电源（填“直流”或“交流”），当电源频率为50Hz时，每隔 s打一个点。 （2）关于本实验，下列说法正确的是 。 A．释放纸带的同时，接通电源              B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点        D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小 （3）要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具 。 （4）该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。 ①每相邻两计数点的时间间隔为 s，如果测得C、D两点间距x4=2.70cm，D、E两点间距x5=2.90cm，则打D点时小车的速度vD= m/s（结果保留3位有效数字）。 ②该同学分别算出其他各点的速度：vA=0.220m/s，vB=0.241m/s，vC=0.258m/s，vE=0.300m/s，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的v−t图像 。并说明小车速度变化的规律 ③小车连接在纸带的 （选填“左端”或“右端”） 【答案】 电磁打点计时器 电火花打点计时器 交流 0.02 BD/DB 刻度尺 0.1 0.280 在误差允许的范围内，速度随时间均匀变化（速度与时间成线性关系） 左端 【详解】（1）[1]常见的打点计时器有电磁打点计时器。 [2]常见的打点计时器有电磁打点计时器和电火花打点计时器。 [3]电磁打点计时器和电火花打点计时器，它们使用的都是交流电源。 [4]当电源频率为50Hz时，由频率与周期的关系 可知每隔0.02s打一个点。 （2）[5]ABC．先接通电源打点，待打点稳定后，再释放纸带运动，这样在纸带上可得到更多的数据，AC错误，B正确；   D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小，D正确。 故选BD。 （3）[6]要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是刻度尺，用刻度尺测量纸带上点迹间的距离。 （4）①[7]纸带上每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz，可知相邻两计数点间的时间间隔为 [8]由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得打D点时小车的速度 ②[9]由打各点的速度：vA=0.220m/s，vB=0.241m/s， vC=0.258m/s，vD=0.280m/s，vE=0.300m/s，在坐标系中描点作出小车运动的v−t图像，如图所示。 [10]由v−t图像可知，在误差允许的范围内，小车速度随时间均匀变化。 ③[11]由v−t图像可知，小车做加速运动，在相等的时间内运动的位移逐渐增大，由此可知小车连接在纸带的左端。 23．【改编】（24-25高一上·宁夏石嘴山·阶段练习）(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 （直流电，交流电），它们是每隔 s打一个点。 (2)在“用打点计时器测速度”的实验中：除电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平 (3)实验过程中，下列做法正确的是 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (4)某同学用如图1所示的装置，打出的一条纸带如图2所示，其中ABCDE为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。 ①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为 ； ②由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为 。 【答案】(1) 交流电 0.02；(2)AC；(3)BD；(4) 0.30 0.40 【详解】（1）[1]常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器使用的是交流电。 [2]电源频率为50Hz，则每隔 打一个点。 （2）AB．电压合适的50Hz交流电源，A正确，B错误； C．刻度尺用来测纸带上计数点间的距离，C正确； D．打点计时器就是计时仪器，不需要秒表，D错误； E．实验是“探究小车速度随时间变化的规律”的，因此不需要天平测小车和钩码的质量，E错误。 故选AC。 （3）A．先释放小车，再接通电源，这样纸带利用率很低，纸带上会得到很少的数据，会产生较大的实验误差，A错误； B．先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车，纸带会得到充分利用，纸带上会得到更多的数据，会减小实验误差，B正确； CD．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，小车会在长木板上运动更长的距离，纸带上会打出更多的计数点，从而得到更多的数据，C错误，D正确。 故选BD。 （4）①[1]纸带上相邻两个计数点之间还有4个点未画出，由在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打点计时器打下C点时小车的速度大小为 2 4．（24-25高一上·湖北·阶段练习）某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。 (1)常见的打点计时器使用的都是 电源（填“直流”或“交流”），当电源频率为时，每隔 s打一个点。 (2)关于本实验，下列说法正确的是___________。 A．释放纸带的同时，接通电源 B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小 (3)要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是 。 (4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上和，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是。（以下结果均保留两位小数） ①每相邻两计数点的时间间隔为 s，打点时小车的速度 。 ②分别算出其他各点的速度： ，，， ，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像（以打A点时开始计时）( )。并说明小车速度变化的规律 。 ③根据图线求出小车运动的加速度 ； ④将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 ，此速度的物理意义是 。 (5)实验完毕后，某同学发现实验时电源的实际频率小于50赫兹，那么速度的测量值比实际值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) 交流 0.02；(2)BD；(3)刻度尺 (4) 0.10 小车速度随时间均匀增大 0.50 12.00 打A点时小车的速度 (5)偏大 【详解】（1）[1]常见的打点计时器使用的都是交流电源。 [2]当电源频率为时，每隔 打一个点。 （2）ABC．应先接通电源打点，待打点稳定后，再释放纸带运动，这样纸带可以得到充分利用，记录更多的数据，以减小实验误差，AC错误，B正确； D．纸带上相邻两计数点间的时间间隔相同，纸带上的点迹越密集，说明在相同时间内纸带通过的距离越小，因此说明纸带运动的速度越小，D正确。 故选BD。 （3）要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是刻度尺，刻度尺用来测量纸带上计数点间距离。 （4）①[1]纸带上每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是。可知两计数点间的时间间隔为 [2]在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得打点时小车的速度为 ②[3]由，，，，，在坐标系中作出小车运动的图像（以打A点时开始计时）如图所示。 [4]由图像可知，在误差允许的范围内，小车速度随时间均匀增大，即小车做匀加速直线运动。 ③[5]根据图线可得小车运动的加速度为 ④[6]将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是。 [7]此速度的物理意义是打A点时小车的速度。 （5）实验时电源的实际频率小于50赫兹，则有 即打点周期实际大于0.02s，若仍按0.02s计算，由可知，那么速度的测量值比实际值偏大。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$