测量直线运动物体的瞬时速度 寒假巩固分层练习-2025-2026学年高一物理寒假作业（粤教版）

测量直线运动物体的瞬时速度 寒假分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．下列关于打点计时器的说法正确的是（　　） A．打点计时器使用低压直流电源 B．电火花计时器使用8V交变电源 C．使用电磁打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02s（电源频率为50Hz） D．使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.01s（电源频率为50Hz） 2．图中打点计时器使用的电源应是（　　） A．直流电源 B．交流电源 C．以下直流电源 D．以下交流电源 3．在运动小车上固定一个宽度为1cm的遮光板，它通过光电门时，与之相连的计时器记录下来的时间是4.0ms，则小车经过光电门时的速度大小（　　） A．0.25m/s B．2.5m/s C．4m/s D．25m/s 4．运动传感器在测量时，下列说法中正确的是（    ）. A．运动传感器的发射器是同时发射超声波与红外线的 B．运动传感器的发射器是先后发射超声波与红外线的 C．运动传感器是接收反射波来测量的 D．运动传感器的接收器可直接测出超声波从发射到接收的时间 5．用打点计时器研究直线运动的实验中，使用50Hz交流电源，打点计时器打出的纸带点迹越密，说明（　　） A．纸带的速度越大 B．纸带的速度越小 C．打相邻两点的时间间隔越大 D．打相邻两点的时间间隔越小 6．如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段，A、B两点为计数点，中间点迹为实际点迹，打点计时器电源的频率为50 Hz，则A、B两点间的时间间隔为（　　） A．0.04s B．0.06s C．0.08s D．0.10s 7．电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到无需测量的物理量是（　　） A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度 8．常用电磁打点计时器的打点周期取决于（　　） A．电源的频率 B．电源的电压 C．磁铁的磁性 D．振针的长短 分层二：能力提升练 二、多选题 9．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 10．某同学用手水平地拉动纸带，通过打点计时器后，纸带上打下了一系列点，他要根据这一系列点计算纸带运动的平均速度及纸带是否做匀速直线运动，则下列操作正确的是（    ） A．首先要查清共有多少点 B．首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点 C．分别测出每两个相邻的清晰点的距离然后相加，把相加的结果作为所有能看清的点间的总长度，用来计算平均速度 D．分别测出每两个相邻清晰点间的距离，用来计算各段的平均速度，判断是否为匀速运动 11．借助运动传感器可用计算机测出物体运动的速度如图7所示，传感器由两个小盒子A、B组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，它装在被测小车上，每隔1s可同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲；B盒固定不动且装有红外线接收器和超声波接收器，B盒收到红外线脉冲时开始计时红外线速度为，红外线的传播时间可以忽略不计，收到超声波脉冲时计时停止在某次测量中，B盒第一次记录到的收到红外线脉冲和收到超声波脉冲的时间差为，B盒第二次记录到的收到红外线脉冲和收到超声波脉冲的时间差为，根据超声波速度，可以判定　　 A．当第1次发射脉冲时，小车距B盒的距离51m B．当第2次发射脉冲时，小车距B盒的距离68m C．该小车运动的速度大小为 D．该小车运动方向是靠近B盒 12．在利用打点计时器测速度的实验中，若打点周期为0.02 s，下列说法正确的是(　  　) A．先接通电源，后拉动纸带 B．先拉动纸带，后接通电源 C．电火花计时器使用6 V以下的交流电源 D．连续n个计时点间的时间为(n－1)×0.02 s 三、填空题 13．电磁打点计时器打点时应先 ，再让纸带运动。现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50Hz时，如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。 14．如图所示，这是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪B发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号的时间差，测出被测物体的速度。设小车向右运动先后经过P、Q两点，小车经P点时，B发出的第一个超声波脉冲被小车反射，被B接收，B从发射到接收历时t1=0.40s，小车经Q点时，B发射并接收第二个超声波脉冲历时t2=0.60s，相邻两次发射超声波脉冲的时间间隔△t=1.0s，超声波在空气中传播的速度v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，求小车先后两次反射超声波脉冲时间内的位移△x= ，汽车的速度 。 15．任何测量结果都不可能绝对准确，测量值跟被测物理量的真实值之间总会有差异，这种差异叫作 。测量读数时，我们常用带有一位不可靠数字的近似数记录测量结果，这种近似数被称为“有效数字”，当3位有效数字被写成为时，此时的有效数字是 位。 四、解答题 16．雷达是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10-4s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经=170s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？ 17．用运动传感器可以测量运动物体的速度。如图所示，这个系统有一个不动的小盒子。工作时，小盒向汽车发出短暂的超声波脉冲，脉冲被汽车反射后又被接收。将信息输入计算机，由计算机处理该信息，可得到汽车的速度。若每间隔发出一个超声波脉冲，而第一次收到超声波脉冲与第二次收到超声波脉冲间隔为，超声波在空气中的传播速度为。 （1）试判断汽车远离小盒，还是靠近小盒； （2）试求汽车的速度大小（保留三位有效数字）。 18．如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带，A、B、C、D是纸带上四个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出。 (1)已知打点计时器所使用的电源频率为，求纸带上相邻两点的时间间隔。 (2)求图中A、B两点间距x。 (3)求C点对应的速度。（计算结果保留三位有效数字） 19．图是利用位移传感器测量速度的示意图。这个系统有发射器A与接收器B组成，发射器A能够发射红外线和超声波信号，接收器B可以接受红外线和超声波信号。发射器A固定在被测的运动物体上，接收器B固定在桌面上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲（即持续时间很短的一束红外线和一束超声波）。已知实验时声波传播速度约为300m/s，红外线的传播速度约为3.0×108m/s，（由于A、B距离近，红外线传播速度太快，红外线的传播时间可以忽略）请根据以上数据和下面表格数据回答下面的问题： 红外线接受时刻 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 超声波接受时刻 0.101 0.202 0.303 0.404 0.505 （1）小车是靠近接收装置还是远离接收装置？请说明理由。 （2）估算小车在0.4s末的瞬时速度是多少？ （3）若发射和接收装置都安装在C上，信号由C发出，经小车D反射后再由C接受，这样只利用超声波信号就可以测量小车速度了。若第一个信号发射时刻为0.3s末，经过0.04s接受到反馈信号；然后在第0.5s发射了第二个信号，再经过0.06s接受到反馈信号，请根据这4个数据计算小车的瞬时速率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《测量直线运动物体的瞬时速度 寒假分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B A B D A A AE BD 题号 11 12 答案 ABC AD 1．C 【详解】A．打点计时器使用的是低压交流电源，故A错误； B．电火花计时器使用的是220V交变电源，故B错误； CD．电源频率为50Hz时，使用电磁打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为 故C正确，D错误。 故选C。 2．D 【详解】图中是电磁打点计时器，其工作电压为6V以下交流电源，故ABC错误，D正确。 故选D。 3．B 【详解】小车通过光电门的速度计算公式为 其中遮光板宽度d=1cm=1×10−2m，时间t=4.0ms=4.0×10−3s 代入得 故选B。 4．A 【详解】运动传感器的发射器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，由于红外线的速度很大，近似等于光速，因此传感器的接收器几乎立即收到红外线脉冲信号，并开始计时，超声波的速度比较慢，当接收到超声波信号时立即停止计时，这样就会形成一个时间差．故选A 5．B 【详解】打点计时器的打点时间间隔是稳定的，为0.02s，点迹越密集说明在相等时间内走过的距离小，即纸带的速度小，故B正确ACD错误。 故选B。 6．D 【详解】打点计时器电源的频率为50 Hz，则相邻两点之间的时间间隔为0.02s，则A、B两点间的时间间隔为5×0.02s=0.10s。 故选D。 7．A 【详解】A．电磁打点计时器的打点周期是一定的，因此时间间隔可以由纸带上所打点的个数直接得出，A正确； B．位移需要利用刻度尺测量纸带上所打点间的距离得出，B错误； CD．平均速度和瞬时速度都是依据实验测量数据并利用物理公式计算得出的，CD错误。 故选A。 8．A 【详解】A．电磁打点计时器的工作原理基于交流电的频率。其振针的振动频率由电源频率直接决定：若电源频率为，则打点周期为。例如，50Hz电源对应的周期为0.02秒，故A正确。 BCD．电压、磁铁磁性、振针长短与打点周期无关，故BCD错误。 故选A。 9．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． 10．BD 【详解】打出的纸带上的点，不是所有的点迹都清楚，对那些不清楚的点要舍去，所以先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点，然后测量相邻点间的距离，计算各段的平均速度，判断是否为匀速运动。 故选BD。 11．ABC 【详解】当第1次发射脉冲时，车距B盒的距离x1=vt1=340×0.15=51m，当第2次发射脉冲时，车距B盒的距离x2=vt2=340×0.2=68 m，该物体运动的速度大小为v==17m/s．所以ABC正确．因为车距B盒越来越远，所以该物体运动方向是背离B盒运动．D错误．故选ABC． 12．AD 【详解】AB．为了提高纸带的利用率，同时为了使打点稳定，使用打点计时器时要先接通电源，后释放纸带，故A正确，B错误； C．电火花打点计时器的工作电压是交流，故C错误； D．根据周期和频率关系可知，当所用电源的频率是时，打点周期为，连续n个计时点间的时间为，故D正确。 故选AD。 13． 接通电源 偏大 【详解】[1]电磁打点计时器打点时应先接通电源，再让纸带运动； [2]当电源频率低于50Hz时，打点周期变大，则测出的速度数值将比物体的真实值偏大。 14． 34 31 【详解】[1]．由题意可知，零时刻发出第一次超声波，经过0.4秒接收到。 则汽车距离发射源的距离为 从1秒时刻发出第二次超声波，经过0.6秒接收到。则汽车距离发射源的距离为 因此汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为 d=x2-x1=102m-68m=34m [2]．汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为 则汽车的速度 15． 误差 3 【详解】[1]测量值跟被测物理量的真实值之间存在的差异，叫误差； [2]有效数字是从小数点后第一位不是零的数字开始的，所以0.0121m的有效数字是3位。 16．306 m/s 【详解】由图示信息知，比较远时，脉冲波显示的距离为 当到达正上方后，距离为 由于开始时飞机在斜上方，后来飞机到达正上方，所以飞机的速度为 17．（1）汽车靠近小盒；（2）24.3m/s 【详解】（1）由于 即第一次收到超声波脉冲与第二次收到超声波脉冲间隔小于发出超声波脉冲的时间间隔，表明A、B之间的距离逐渐减小，即汽车靠近小盒。 （2）令t1时刻发出第一次超声波，以该时刻为计时起点，在t2时刻接收到，从t3时刻发出第二次超声波，在t4时刻接收到，则有 t1=0，t3=1.5s，t4-t2=1.3s 令第一次超声波刚刚与车相遇时，A、B距离为s1，第二次超声波刚刚与超声波相遇时，A、B距离为s2，则有 ，， 解得 vA=24.3m/s 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）题意知打点计时器所使用的电源频率为，纸带上相邻两点的时间间隔 （2）图中A、B两点间距 （3）由于每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，则每相邻两个计数点间时间间隔 根据匀变速直线运动规律，可知C点对应的速度等于BD段的平均速度，即 19．（1）远离（2）3m/s （3）15m/s 【详解】(1)小车远离接收装置，因为超声波接受的时间变大； (2)0.4s末的速度近似等于0.4s内的平均速度，即为 (3)由题意可知，小车在两次发射信号之间运动的时间为0.2s，运动的距离为 所以小车的速度为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $