内容正文:
2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律
一、单选题
1.如图甲所示,一质点以初速度v0=12m/s从固定斜面底端A处冲上斜面,到达C处时速度恰好为零,滑块上滑的v-t图像如图乙所示。已知斜面AB段粗糙程度均匀,BC段光滑,滑块在AB段的加速度大小是BC段加速度大小的三倍。则AC段的长度为( )
A.7.5m B.8m C.9m D.10m
2.根据已打出的纸带,不用公式计算就可以直接得出的物理量是( )
①时间间隔 ②位移 ③加速度 ④平均速度
A.③④ B.①② C.②③ D.①④
3.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50Hz),得到如图所示的纸带,图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )
A.实验时应先放开纸带再接通电源
B.从纸带上不可能求出计数点C对应的速率
C.从纸带上可以求出计数点B对应的速率
D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s
4.运动物体拉动穿过打点计时器的纸带,纸带上打下一系列小点,打点计时器打下的点直接记录了( )
A.物体运动的时间
B.物体在不同时刻的速度
C.物体在相邻相同时间内的速度变化
D.物体在不同时间内的位移
5.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列做法不能减小实验误差的是( )
A.选取计数点,把每打五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小些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算
D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
6.甲乙丙丁四车均在同一平直公路上行驶,图1为速度-时间图像,图2为位移-时间图像,下列说法正确的是( )
A.甲和丙做变加速运动,乙和丁做匀加速运动
B.从t1到t2时间内,甲乙两车发生的位移不相等,丙丁两车发生的位移也不相等
C.在t1时刻和t2时刻甲乙两车速度相等,丙丁两车速度也相等
D.从t1到t2时间内的某时刻,甲乙两车加速度相等,丙丁两车速度相等
7.使用电磁打点计时器时,下列做法中不正确的是( )
A.应将振针调整到适当的高度,且不得松动
B.实验时应当先接通电源,再放开小车,让其运动起来
C.也可以用干电池作为打点计时器的电源
D.每打完一条纸带要及时切断电源,防止线圈因过热而损坏
8.对于同一电磁打点计时器,下列说法中不正确的是 ( )
A.当交流电的频率增大时,打点时间间隔变小
B.当交流电的频率增大时,打点时间间隔变大
C.当纸带运动速度增大时,打点时间间隔不变
D.当纸带运动速度增大时,打点距离间隔增大
9.a、b两物体从同一地点同时出发,沿相同方向运动。图甲是a做匀加速直线运动的x-t图像,图乙是b做匀减速直线运动的x-v2图像。则下列说法正确的是( )
A.t=1.25s时两物体速度相等
B.前2s内两物体间距离一直在变大
C.t=0时刻,a的速度为2m/s,b的速度为12.5m/s
D.a的加速度大小为4m/s2,b的加速度大小为8m/s2
10.关于有效数字和误差,下列说法正确的是( )
A.有三位有效数字
B.与含义是一样的
C.多测几次求平均值可减小系统误差
D.测出物体长为,采用测量工具的最小刻度是1厘米
11.关于打点计时器打出的纸带,下列叙述错误的是( )
A.点迹均匀,说明纸带做匀速运动 B.点迹变稀,说明纸带做加速运动
C.点迹变密,说明纸带做加速运动 D.相邻两点间的时间间隔相等
12.下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是( )
①启动电源,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一行小点
②关掉电源
③取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数若干个点,如果数出n个点,这些点划分出的间隔数是(n-1),由此计算出纸带从第1个点到第n个点的运动时间
④把纸带装好
⑤了解打点计时器的结构,然后把它固定在桌子上
⑥用刻度尺测量出从第1个点到第n个点的距离.
A.⑤④①②③⑥
B.⑤④①③⑥②
C.⑤④①⑥③②
D.⑤④①②⑥③
13.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
14.如图所示,利用光电门测滑块速度,对其测速原理中的d、理解正确的是( )
A.d为滑块的宽度
B.d为光电门的宽度
C.为遮光条的挡光时间
D.为滑块经过光电门的时间
二、多选题
15.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,获得如图所示的纸带,A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻两计数点的时间间隔为T,、、、、、分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的距离,下列可用来计算打D点时小车速度的表达方式有( )
A. B.
C. D.
16.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,下列操作中正确的有( )
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.应先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用低压交流电源
17.下列关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作中,正确的是( )
A.在释放小车前,小车要紧靠打点计时器
B.打点计时器应放在长木板有滑轮的一端
C.应先接通电源,在打点计时器打点稳定后再释放小车
D.小车停止运动后,应立即关闭电源,再取下纸带
18.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,下列关于电磁打点计时器的说法中正确的是( )
A.电磁打点计时器正常工作使用的是低压交流电源
B.打点计时器的打点周期与电压高低有关
C.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
D.应先接通电源,后释放小车
19.关于误差和有效数字,下列说法正确的是( )
A.测出一个物体长为123.6cm,采用的测量工具的最小刻度是厘米
B.0.92与0.920含义是不一样的
C.多测几次求平均值可减小系统误差
D.0.082是三位有效数字,103.6cm是四位有效数字
20.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的是( )
A.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 s
B.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08 s
C.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 s
D.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08 s
E.每五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10 s
三、实验题
21.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题
①打点计时器是 的仪器.
②如图A、B是两种打点计时器的图片,其中A是 打点计时器,B是 打点计时器.
③打点计时器使用的电源为 (选填交流或直流)电源,打点的时间间隔为0.02s.如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,打点时间间隔为0.019s,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比 (选填:偏大、偏小、不变)
22.图(A)是用测定小车刹车时的速度-时间图象的实验装置。
(1)信号发射部分和信号接收部分组成 传感器,应是信号 部分。
(2)这组传感器所直接测量的物理量是 。
(3)图(B)是根据实验数据得到的速度图象,根据图象中数据可求出小车加速度的大小为 。
23.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点),相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s.
(1)根据 计算各点瞬时速度,则vD= m/s,vC= m/s,vB= m/s.
(2)在坐标系中画出小车的v-t图线,
( )
并根据图线求出a= .
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的物理意义是
24.某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题:
物块的加速度大小为 m/s2,(保留3位有效数字);如果当时电网中交流电的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起加速度的测量值比实际值偏 (填“大”或“小”)。
25.如图所示装置可以用来研究小车的匀变速直线运动。带有定滑轮的长木板放置在桌面上,重物通过跨过定滑轮的细线拉着小车向左加速运动,定滑轮与小车间的细线与长木板平行,打点计时器打下的纸带记录下小车的运动信息。
(1)下面说法正确的是 ;
A.长木板必须水平放置
B.小车的质量必须远大于重物的质量
C.需要平衡小车与长木板间的摩擦力
D.应该先接通打点计时器的电源,然后再释放小车
(2)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,选取一条点迹清晰的纸带,在纸带上每隔四个点取一个计数点,测出相邻计数点间的距离如图所示,其中x1=5.09cm,x2=7.10cm,x3=9.10cm,x4=11.10cm,x5=13.09cm,x6=15.10cm,则打第4个计数点时小车的速度v4= m/s,小车的加速度a= m/s2(结果均保留两位有效数字)。
26.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6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个点图中没有画出,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(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试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”)。
27.在学生实验“用打点计时器测速度”和“探究小车速度随时间变化的规律”中,都使用了电火花计时器,并打出纸带进行有关数据处理,已知所用交流电的频率是50Hz。
(1)关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是 (可能有一个或多个正确选项);
A.实验中需用秒表记下运动的时间
B.开始释放小车时,应使小车靠近电火花计时器
C.先接通电火花计时器电源,然后放开小车
(2)有一次实验中某小组得到如图甲所示的纸带,并按照打点时间先后,依次选定了OABCDEF七个计数点(每两个计数点之间还有四个点没有画出),经过测量后计算得到相邻计数点间的距离。请根据实验数据,判断这个纸带做的是 (填“加速”、“匀速”或“减速”)。电火花计时器打下相邻两点的时间间隔是 s。根据纸带上可以计算得到加速度大小为 (结果保留两位小数);
(3)在“研究匀变速直线运动”的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度,为了计算加速度,最合理的方法是 。
A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
28.在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。
(1)图乙是 (填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是 (填“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是 。
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得、、、间的距离分别为,,,,计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从O点到C点纸带的平均速度大小为 m/s;打点B时小车的速度大小 m/s;小车运动的加速度大小 m/s(保留两位小数)。
29.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到的记录纸带如图所示。
(1)电火花计时器应接在 电源上(填“直流”或“交流”),工作电压为 V。
(2)图中显示读取或记录的数据中有误的是 段(填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”或“EF”)
(3)图中的点为记数点,在每两个相邻的记数点间还有4个点没有画出,则从打下A点到打下E点共历时 s,打下C点时小车的瞬时速度为 m/s,小车的加速度大小为 m/s2。(计算结果保留2位有效数字)
(4)纸带的 端(选填“左”或“右”)与小车相连做加速度运动。
30.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物体在水平桌面上的运动规律,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离后停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点相邻计数点间的距离如图乙所示,打点计时器电源的频率为。(不计空气阻力,)
(1)所用实验器材除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带有滑轮的长木板、绳、钩码、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有 (填选项代号)
A.电压合适的交流电源 B.电压合适的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(2)计数点4对应的速度大小 (保留两位有效数字)。
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为 (保留三位有效数字)。
(4)重物落地瞬间,物块的速度为 (保留三位有效数字)。
2
1
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
C
A
B
D
C
B
A
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
A
B
C
BD
AC
ACD
ACD
AB
AE
1.C
【详解】由题可得
得
根据v-t图像的面积表示位移,则可得AC段的长度
故选C。
2.B
【详解】根据已打出的纸带,不用公式计算就可以直接得出的物理量是时间间隔和位移,加速度和平均速度都需要计算得出,故选B。
3.C
【详解】A.在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A错误;
BC.根据C点为B与D的中间时刻点,则有
故B错误;
同理可得
故C正确;
D.由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔应为0.1s,D错误。
故选C。
4.A
【详解】A.因为打点计时器打点的时间间隔都是0.02 s,所以只要数出纸带上的所打点数,用
t=0.02 s×(n-1)
可以计算出物体运动时间,故A正确;
BC.纸带上点迹对应的速度及相邻相同时间内的速度变化不能直接记录,故BC错误;
D.物体在不同时间内的位移,需要用刻度尺测量,故D错误。
故选A。
5.B
【详解】A.该方法选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大,在用直尺测量这些点间的间隔时,在一次测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,A正确,不符合题意;
B.在实验中,如果小车运动的加速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量准确度会降低,因此小车的加速度略大一些较好,B错误,符合题意;
C.为了减小长度测量的相对误差,舍去纸带上过于密集,甚至分辨不清的点是必要的,C正确,不符合题意;
D.如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同,小车的速度变化会不均匀,从而导致实验误差的增大,因此在实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的,D正确,不符合题意。
故选B。
6.D
【详解】A.丁为倾斜的直线,位移时间图像中的倾斜的直线代表速度不变,匀速运动,故A错误.
B. 从t1到t2时间内,丙丁两车初始位置相同,末位置也相同,所以发生的位移相等,故B错误.
C.位移时间图像中的斜率代表速度,在t1时刻和t2时刻,丙丁两图斜率不同,速度不同,故C错误.
D. 从t1到t2时间内的某时刻,甲乙斜率相同,两车加速度相等,丙丁斜率相同,两车速度相等,故D正确.
7.C
【详解】A.通入电流后,振片上下振动,带动固定在振片上的振针而打点,因而振针要调整到适当的高度,振针过高,可能打点不清楚,振针过低,纸带上可能打出一系列短线,A正确;
B.实验时应当先接通电源,再放开小车,让其运动起来,这样充分利用纸带,B正确;
C.电磁打点计时器使用的是低压交流电源,C错误;
D.打点完毕后,要及时切断电源,防止线圈通电时间过长而损坏,D正确。
故选C。
8.B
【分析】打点计时器的打点时间间隔是由所通交流电的频率决定的,为;打点的距离间隔是由纸带运动的速度和打点时间间隔共同决定的,为;
【详解】A.由可知,当交流电的频率f增大时,打点时间间隔t变小,故A正确;
B.由可知,当交流电的频率f增大时,打点时间间隔t变小,故B错误;
C.由可知,当纸带运动速度增大时,打点时间间隔t不变,故C正确;
D.由可知,当纸带运动速度增大时,打点距离间隔增大,故D正确;
本题选择不正确,故而选B.
9.A
【详解】A.图甲可看出a做初速度为零的匀加速直线运动,则有
将图甲的两点(1,2), (2,8)两点代入解得:a1=4m/s2,则
图乙中b做初速度为10m/s的匀减速直线运动,根据
解得a2=−4m/s,则
由此分析:t=1.25s时
,
故A正确;
B.a做初速度为零的匀加速直线运动,b做初速度为10m/s的匀减速直线运动,因此一开始b在a前,,此时ab间距离变大,当时,即t=1.25s时ab间距离达到最大,之后,ab间距离将变小,故B错误;
C.t=0时刻,a的速度为0,b的速度为10m/s,故C错误;
D.由上分析可知a的加速度大小为4m/s2,b的加速度大小也为4m/s2,故D错误。
故选A。
10.D
【详解】A.有效数字是从左边第一个不是0的数字开始的,0.082cm是两位有效数字,A错误;
B.0.92cm是两位有效数字,采用的测量工具的最小刻度是1mm,而0.920cm是三位有效数字,采用的测量工具的最小刻度是0.1mm,它们的含义是不同的,B错误;
C.多测几次求平均值,可以减小偶然误差,不能减小系统误差,C错误;
D.测出一个物体长为123.6cm,最后一位是估读的,而倒数第二位3cm是准确的,所以采用的测量工具的最小刻度是1厘米,D正确。
故选D。
11.C
【详解】A. 点迹均匀,说明点间距相同,时间也相同,故是匀速运动,故A正确;
B. 点迹变稀,说明相同时间间隔内的位移不断增加,物体加速运动,故B正确;
C. 点迹变密,说明相同时间间隔内的位移不断减小,故做减速运动,故C错误;
D. 当交流电频率为50Hz时,每隔0.02s打一次点,相邻两点间的时间间隔相等,故D正确.
故选C.
12.A
【详解】在使用打点计时器时应先进行安装,即步骤⑤;然后安装纸带即④;然后开始实验,要先开电源,再拉动纸带,即进行步骤①;然后关掉电源进行数据处理,故进行步骤②;数据处理时先数出点数,再测量长度,故为③、⑥;故正确的步骤为⑤④①②③⑥,A正确.
故选A。
13.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。
14.C
【详解】利用光电门测滑块速度,其原理是用小车通过光电门时的平均速度来代替瞬时速度,其计算公式
式中为遮光条的宽度,为遮光条的挡光时间。
故选C。
15.BD
【详解】若取CE段的平均速度表示D点小车速度,=,A、C错误,D正确;若取BF段的平均速度表示D点小车速度,=,B正确.
【点睛】在匀变速运动中,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度.
16.AC
【详解】AC.由于小车速度较快,且运动距离有限,打出的纸带长度也有限,为了尽可能增加纸带长度,且在纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,在释放小车前,小车要靠近打点计时器,且应先接通电源,后释放小车,故AC正确;
B.打点计时器应放在长木板的没有滑轮一端,故B错误;
D.电火花计时器应使用220V交流电源,故D错误。
故选AC。
17.ACD
【详解】A.在释放小车前,小车要紧靠打点计时器,这样纸带会得到充分利用,会得到更多的数据,减小实验误差,A正确;
B.打点计时器应放在长木板没有滑轮的一端,B错误;
C.应先接通电源,在打点计时器打点稳定后再释放小车,这样对减小实验误差有利,C正确;
D.小车停止运动后,应立即关闭电源,再取下纸带,D正确。
故选ACD。
18.ACD
【详解】A.电磁打点计时器正常工作使用的是约8V的低压交流电源,A正确;
B.打点计时器的打点周期只与交流电源的频率有关,与电压高低无关,B错误;
C.在释放小车前,小车要靠近打点计时器,有利于纸带的充分利用,C正确;
D.应先接通电源,后释放小车,有利于纸带的充分利用,D正确。
故选ACD。
19.AB
【详解】A.一个物体长为123.6 cm,最后的一位:0.6cm是估读的,所以采用的测量工具的最小刻度是厘米,A正确;
B.0.92是两位有效数字,而0.920是三位有效数字,它们的含义是不同的,故B正确;
C.求多次测量的平均值是减小误差有效的方法之一,可以减小偶然误差,不能减小系统误差,C错误;
D.有效数字是从第一个不为0的数字开始的,0.082是两位有效数字,D错误。
故选AB。
20.AE
【详解】AB.本实验用的电源为50 Hz的交流电,则相邻计时点间的时间间隔为
T=s=0.02 s
所以每隔4个点取一个计数点时,计数点间的时间间隔为0.10 s,故A正确,B错误;
CD.每隔5个点取一个计数点则有6个时间间隔,总间隔为0.02×6 s=0.12 s,故CD错误;
E.每五个点取一个计数点,则相邻计数点间有五个时间间隔,时间为0.02×5 s=0.10 s,故E正确.
21. 计时 电火花 电磁 交流 偏小
【详解】(1)打点计时器每经过一个周期会在纸带上打出一个点,所以是计时仪器;(2)根据打点计时器的结构判断可知,A是电火花打点计时器,B是电磁打点计时器;(3)打点计时器使用的是交流电源;如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,打点时间间隔为0.019s,而做实验的同学并不知道,仍然按照打点的时间间隔为0.02s进行计算,可知时间偏大,所以计算得出的速度偏小.
22. 运动 发射 位移 1.5
【详解】(1)[1][2]本套系统中,信号接收部分通过接收信号发射部分发出的信号时间间隔来获取物体运动的位移信息,所以信号发射部分和信号接收部分组成位移传感器,A应是信号发射部分。
(2)[3]这组传感器所直接测量的物理量是位移。
(3)[4]v-t图象的斜率绝对值表示加速度的大小,则
23. 若时间较短,平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度 3.90 2.64 1.38 13.0m/s2(12.0~14.0 m/s2均可) 小车经过A点的速度大小
【详解】(1)[1].若时间较短,平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度.
[2].D点的瞬时速度
vD===390 cm/s=3.90 m/s.
[3].C点的瞬时速度
vC===264 cm/s=2.64 m/s.
[4].B点的瞬时速度
vB===138 cm/s=1.38 m/s.
(2)[5][6].画出小车的v-t图象如图所示,由图线的斜率可求得它的加速度
a===13.0 m/s2.(12.0~14.0均可)
(3)[7].图线延长与纵轴相交,交点指的是零时刻的速度,即小车经过A点时的速度大小.
24. 2.01 大
【详解】[1][2]根据匀变速直线运动的规律,结合逐差法得:
即
如果当时电网中交流电的频率是f=49Hz,则实际测量的周期偏小,故加速度的测量值偏大。
25. D 1.2 2.0
【详解】(1)[1]只要小车做匀加速运动即可,因此,A、B、C选项是没有必要的,实验时需要先接通电源,再释放小车,以确保纸带上能够记录下较多的运动信息,故D正确,ABC错误。
(2)[2]交流电的频率为f=50Hz,相邻两计数点间的时间间隔
T=0.1s
根据推论可得打第4个计数点时小车的速度
[3]由逐差法
△x=aT2
可求得小车的加速度为
代人数据可得
a=2.0m/s2
26. 0.40 不变
【详解】[1]两个相邻计数点的时间间隔
vF的公式为
[2] 根据图中数据,利用描点法做出图像如图
[3] 图像斜率大小等于加速度大小,故有
[4] 如果当时电网中交变电流的电压变成210V,而做实验的同学并不知道,但频率不变,故打点的周期不变,故不影响测量情况,故加速度的测量值与实际值相比不变。
27. BC 加速 0.02 2.00 C
【详解】(1)[1]A.打点计时器本身是打点计时的仪器,不需要再使用秒表,A错误;
B.开始释放小车时,应使小车靠近电火花计时器,这样可以充分利用纸带,B正确;
C.在使用时应先接通电火花计时器电源,然后放开小车,这样可以打点稳定,C正确。
故选BC。
(2)[2]由图可知,打点计时器使用交变电流,当电源频率为50Hz时,每隔0.02s打一次点,相同的时间间隔内相临位移越来越大,故物体做加速运动。
[3] 打点计时器使用交变电流,当电源频率为50Hz时,每隔0.02s打一次点。
[4] 中间有四个点没有画出,故时间间隔为
由图可知,相邻相等的时间内位移分别为:; ; ; ; ; ;根据
可得
(3)[5]ACD.在处理实验数据时,如果只使用其中两个数据,由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大;所以我们可以根据实验数据画出v-t图像,考虑到误差,不可能是所有点都整齐的排成一条直线,连线时,应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧,这样图线上会舍弃误差较大的点,由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式
算出加速度,这样误差最小,AD错误C正确;
B.根据实验数据画出v-t图像,当纵坐标取不同的标度时,图像的倾角就会不同,所以量出其倾角,用公式
算出的数值并不是加速度,B错误。
故选C。
28. 电火花打点计时器 交流220V C 0.1 0.54 0.55 0.20
【详解】(1)[1]图乙是电火花打点计时器。
[2]电火花计时器电源采用的是交流220V。
(2)[3]A.在测量物体速度时,应先接通打点计时器的电源,再让物体运动,A错误;
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用的电源电压不一样,B错误;
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大,C正确;
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢,D错误。
故选C。
(3)[4]纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,相邻两个计数点间的时间间隔为
[5]从O点到C点的时间间隔
从O点到C点纸带的平均速度大小为
[6]打点B时
[7]由逐差法,有小车的加速度大小
29. 交流 220V AB 0.4s 左
【详解】(1)[1] 电火花计时器应接在交流电源上。
[2] 工作电压为220V。
(2)[3] 由图可知,刻度尺的读数小数点后面保留两位,所以记录数据有误的是第一个数据,即AB段。
(3)[4] 在每两个相邻的记数点间还有4个点没有画出,相邻计数点间的时间间隔为
从打下A点到打下E点共历时0.4s。
[5] C点的瞬时速度
[6] 根据
得小车的加速度大小
(4)[7] 因为小车的速度越来越大,相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与小车相连。
30. AC 0.80 2.00 1.28
【详解】解:(1)[1]AB.电磁打点计时器要打点,需要电压合适的交流电源,A正确,B错误;
C.打出的纸带需要测量点间的长度,需要刻度尺,C正确;
D.打点计时器就可以计时,不需要秒表,D错误;
E.可由打出的纸带来计算速度和加速度,所以不需要天平测量物体的质量,E错误。
故选AC。
(2)[2]由题意可知打点周期是
T=0.02×5s=0.1s
计数点4对应的速度大小
(3)[3]由匀变速直线运动的推论,可得物块做减速运动时的加速度大小为
(4)[4]物块加速时有
已知v4=0.80m/s,计数点9对应的速度大小
设物块加速时间为t1,减速时间为t2,则有
t1+ t2=0.5s
由匀变速直线运动速度时间公式可有
解得
v=1.28m/s
$$