专题12 速度的测量—打点计时器的使用 专项训练—2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 聚焦打点计时器与光电门测速度，构建原理-操作-计算完整训练体系，渗透科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |打点计时器原理|2个原理阐述|概念辨析题|从平均速度到瞬时速度的概念过渡，建立极限思想| |仪器使用与比较|3个典例+2个习题|仪器识别题/操作排序题|电磁与电火花计时器结构-原理-误差的对比分析| |速度测量应用|2个典例+1个习题|数据处理题|纸带分析→平均速度计算→瞬时速度近似的科学推理链|

专题12 速度的测量——打点计时器 必备知识 1 原理 测量某一段时间 内的位移 ，则就可以认为是 这段时间的平均速度。 如果 足够小，则就可以认为是测量时刻（时刻）的瞬时速度。 2 使用打点计时器测速度 (1) 打点计时器是一种中学常用的记录时间和位置的仪器。目前中学实验室里常用的打点计时器有两种：电磁打点计时器和电火花打点计时器。 (2) 电磁打点计时器和电火花打点计时器的比较 电磁打点计时器 电火花打点计时器 结构示意图 打点原理 电磁作用下振针振动打点。 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电打点。 电源 8 V 交流电源。 220 V 交流电源。 周期 电源频率为 50 Hz 时，都是每隔 0.02 s 打一次点。 阻力来源 纸带与限位孔、复写纸之间的摩擦，纸带与振针之间的摩擦。 纸带与限位孔、墨粉纸盘之间的摩擦。 说明 (1) 功能相同，都是计时仪器，但电火花打点计时器比电磁打点计时器更精确。(2) 使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放纸带。→顺序不能颠倒！ (3)测量纸带的平均速度和瞬时速度 根据 ，求出任意两点间的平均速度。两点间的位移 可以用刻度尺测量出， 为两点间的时间间隔数与单个时间间隔的乘积。当 很小时，我们可用这段时间内的平均速度来表示 中某一时刻的瞬时速度。 3 利用光电门测速度 如图1‑3‑2所示，当滑块在导轨上运动时，光电计时器利用光敏电阻的特性记录了遮光板通过光电门的时间，而遮光板的宽度 已知，并且非常小，由于滑块通过光电门的时间 非常短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动，所以可认为遮光板通过光电门时的瞬时速度等于遮光板通过光电门时的平均速度。 遮光板越窄，平均速度越接近瞬时速度，但遮光板太窄会增大测量误差。 1. 工字钢底座 2. 底脚螺丝 3. 滑轮 4. 光电门 5. 导轨 2. 遮光板 7. 滑块 8. 缓冲弹簧 9. 进气嘴 【典例1】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)乙图是 （填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”） (2)电火花打点计时器使用的电源是 （填“交变电流约”或“交变电流”）电源，实验室使用我国民用电（频率）时，如果相邻两计数点间还有2个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为 s。 (3)关于本实验，下列说法正确的是________； A．纸带上打的点越密，说明物体运动的速度越小 B．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 C．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 D．两种打点计时器使用时都必须用复写纸 【典例2】（24-25高一陕西榆林期中）某同学在实验室练习使用打点计时器。 (1)图甲是 （选填“电磁”或“电火花”）打点计时器。 (2)图乙打点计时器的工作电压为 （选填“交流8V”或“交流220V”），当电源的频率为50Hz时，每隔 s打一次点。 (3)连接好器材，接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的先后顺序最合理是__________。（填正确选项前的字母） A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以 (4)图丙所示的纸带是该同学在练习使用打点计时器时得到的，纸带的左端先通过打点计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带运动得 （选填“越来越快”或“越来越慢”）。 【典例3】（24-25高一浙江期中）(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“练习使用打点计时器”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 【典例4】图甲是电火花计时器的示意图。 (1)电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用 （选填“交变”或“直流”）电源，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，将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 C．拆下纸带，进行数据测量和分析          D．接通开关，听到放电声后拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是 （按顺序填写步骤编号）。 (2)图乙是某同学做匀变速直线运动实验时获得的一条纸带，A、B、C、D是纸带上的四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、D两点间距x= cm，AD段的平均速度v= m/s（保留两位小数）。 【典例5】按要求完成下列各小题。 (1)目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种，它们所接电源均为频率为 Hz的交变电流，所以都是每隔0.02s打一个点，但前者所接交流电压为 V，后者所接交流电压为 V。操作流程是先 后 。 (2)如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着一把毫米刻度尺，根据纸带上点的排列情况可判定，手拉动纸带时，手的运动速度怎样变化： ；由O到A这段距离上手运动的平均速度为 m/s，打B点时手拉动纸带的速度约为 m/s。 1．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请完成下列有关问题。 (1)甲图是 （选填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”），使用的电源是交流 （选填“8V”或“220V”）电源。 (2)利用该计时器测量纸带的速度，基本步骤如下： A．当纸带完全通过计时器后，及时关闭电源 B．将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器 C．松手后小车拖动纸带运动 D．接通打点计时器电源 上述步骤正确的顺序是 。（按顺序填写编号） (3)某同学在实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图乙所示，每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。试根据纸带上各个计数点间的距离算出打下F点时小车的瞬时速度大小为 m/s。（计算结果保留两位小数） (4)如果当时电网中交变电源的频率与正常频率（50Hz）相比稍稍偏大，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行数据处理。那么速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 2．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、、、、、、表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来，打点计时器所使用的电源频率为50Hz。    （1）电火花计时器使用 V的 电源（选填“交流”或“直流”）。实验开始时，应该先 （选填“释放纸带”或“接通电源”）。 （2）由图可以知道，、两点的时间间隔是 s，纸带做的是 （填加速、减速或匀速）直线运动。 （3）小车经过点时的速度是 m/s。（本题结果均保留两位小数） 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 速度的测量——打点计时器 必备知识 1 原理 测量某一段时间 内的位移 ，则就可以认为是 这段时间的平均速度。 如果 足够小，则就可以认为是测量时刻（时刻）的瞬时速度。 2 使用打点计时器测速度 (1) 打点计时器是一种中学常用的记录时间和位置的仪器。目前中学实验室里常用的打点计时器有两种：电磁打点计时器和电火花打点计时器。 (2) 电磁打点计时器和电火花打点计时器的比较 电磁打点计时器 电火花打点计时器 结构示意图 打点原理 电磁作用下振针振动打点。 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电打点。 电源 8 V 交流电源。 220 V 交流电源。 周期 电源频率为 50 Hz 时，都是每隔 0.02 s 打一次点。 阻力来源 纸带与限位孔、复写纸之间的摩擦，纸带与振针之间的摩擦。 纸带与限位孔、墨粉纸盘之间的摩擦。 说明 (1) 功能相同，都是计时仪器，但电火花打点计时器比电磁打点计时器更精确。(2) 使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放纸带。→顺序不能颠倒！ (3)测量纸带的平均速度和瞬时速度 根据 ，求出任意两点间的平均速度。两点间的位移 可以用刻度尺测量出， 为两点间的时间间隔数与单个时间间隔的乘积。当 很小时，我们可用这段时间内的平均速度来表示 中某一时刻的瞬时速度。 3 利用光电门测速度 如图1‑3‑2所示，当滑块在导轨上运动时，光电计时器利用光敏电阻的特性记录了遮光板通过光电门的时间，而遮光板的宽度 已知，并且非常小，由于滑块通过光电门的时间 非常短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动，所以可认为遮光板通过光电门时的瞬时速度等于遮光板通过光电门时的平均速度。 遮光板越窄，平均速度越接近瞬时速度，但遮光板太窄会增大测量误差。 1. 工字钢底座 2. 底脚螺丝 3. 滑轮 4. 光电门 5. 导轨 2. 遮光板 7. 滑块 8. 缓冲弹簧 9. 进气嘴 【典例1】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)乙图是 （填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”） (2)电火花打点计时器使用的电源是 （填“交变电流约”或“交变电流”）电源，实验室使用我国民用电（频率）时，如果相邻两计数点间还有2个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为 s。 (3)关于本实验，下列说法正确的是________； A．纸带上打的点越密，说明物体运动的速度越小 B．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 C．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 D．两种打点计时器使用时都必须用复写纸 【答案】(1)电磁打点计时器 (2) 交变电流 0.06 (3)AB 【详解】（1）甲图是电火花计时器，乙图是电磁打点计时器。 （2）[1][2]电火花计时器使用的电源是交变220V电源，实验室使用我国民用50Hz交流电，如果相邻两计数点间还有2个点未标出，则相邻的两个计数点的时间间隔为 T=0.02s×3=0.06s （3）A．纸带上打的点越密，说明相同时间位移越小，物体运动的速度越小，选项A正确； B．使用的电源频率越高，打点的时间间隔 就越小，选项B正确； C．在测量物体速度时，先接通电源，等打点稳定后再让物体运动，选项C错误； D．电火花打点计时器使用时不用复写纸，选项D错误。 故选AB。 【典例2】（24-25高一陕西榆林期中）某同学在实验室练习使用打点计时器。 (1)图甲是 （选填“电磁”或“电火花”）打点计时器。 (2)图乙打点计时器的工作电压为 （选填“交流8V”或“交流220V”），当电源的频率为50Hz时，每隔 s打一次点。 (3)连接好器材，接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的先后顺序最合理是__________。（填正确选项前的字母） A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以 (4)图丙所示的纸带是该同学在练习使用打点计时器时得到的，纸带的左端先通过打点计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带运动得 （选填“越来越快”或“越来越慢”）。 【答案】(1)电磁 (2) 交流220V 0.02 (3)A (4)越来越快 【详解】（1）图甲是电磁打点计时器 （2）[1]图乙是电火花打点计时器，工作电压为交流220V [2]由频率可知，打点周期 （3）在打点时应先接通电源，待打点稳定后再让纸带运动。 （4）由纸带可知，相同时间内位移越来越大，即纸带运动的越来越快。 【典例3】（24-25高一浙江期中）(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“练习使用打点计时器”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“练习使用打点计时器”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从起始点到第n个计数点的位移。 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。 【典例4】图甲是电火花计时器的示意图。 (1)电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用 （选填“交变”或“直流”）电源，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，将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 C．拆下纸带，进行数据测量和分析          D．接通开关，听到放电声后拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是 （按顺序填写步骤编号）。 (2)图乙是某同学做匀变速直线运动实验时获得的一条纸带，A、B、C、D是纸带上的四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、D两点间距x= cm，AD段的平均速度v= m/s（保留两位小数）。 【答案】(1) 交流 BDAC (2) 2.70 0.09 【详解】（1）[1]电火花打点计时器和电磁打点计时器都使用交变电源，只是电火花打点计时器使用220V的交流电，电磁打点计时器使用8V左右的交流电； [2]使用打点计时器时，先固定打点计时器，并穿好纸带，然后接通电源，打点稳定后拖动纸带进行打点，打点结束后立即关闭电源，再取下纸带进行测量和数据分析，故上述步骤的顺序为BDAC。 （2）[1][2]由于刻度尺的分度值为1mm，读数时应估读到分度值的下一位，故A、D间的距离为 根据题意可知，相邻计数点之间的时间间隔 故AD段的平均速度为 【典例5】按要求完成下列各小题。 (1)目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种，它们所接电源均为频率为 Hz的交变电流，所以都是每隔0.02s打一个点，但前者所接交流电压为 V，后者所接交流电压为 V。操作流程是先 后 。 (2)如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着一把毫米刻度尺，根据纸带上点的排列情况可判定，手拉动纸带时，手的运动速度怎样变化： ；由O到A这段距离上手运动的平均速度为 m/s，打B点时手拉动纸带的速度约为 m/s。 【答案】(1) 50 6（或4或4~6） 220 通电 释放 (2) 逐渐增大 0.38 1 【详解】（1）[1][2][3]目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种，它们所接电源均为频率为50Hz的交变电流，但电磁打点计时器所接交流电压为4~6V，电火花打点计时器所接交流电压为220V； [4][5]操作流程是先通电后释放纸带。 （2）[4]纸带在相等时间内的位移逐渐变大，可知手拉动纸带的速度逐渐增大； [5]由O到A这段距离上手运动的平均速度为 [6]打B点时手拉动纸带的速度约为 1．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请完成下列有关问题。 (1)甲图是 （选填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”），使用的电源是交流 （选填“8V”或“220V”）电源。 (2)利用该计时器测量纸带的速度，基本步骤如下： A．当纸带完全通过计时器后，及时关闭电源 B．将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器 C．松手后小车拖动纸带运动 D．接通打点计时器电源 上述步骤正确的顺序是 。（按顺序填写编号） (3)某同学在实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图乙所示，每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。试根据纸带上各个计数点间的距离算出打下F点时小车的瞬时速度大小为 m/s。（计算结果保留两位小数） (4)如果当时电网中交变电源的频率与正常频率（50Hz）相比稍稍偏大，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行数据处理。那么速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) 电火花计时器 220V (2)BDCA (3)0.72 (4)偏小 【详解】（1）[1][2]甲图是电火花计时器，使用的电源是交流220V电源。 （2）利用该计时器测量纸带的速度，应将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器，接通打点计时器电源，松手后小车拖动纸带运动，当纸带完全通过计时器后，及时关闭电源，故正确的顺序是BDCA。 （3）由于每两个相邻计数点之间还有四个点未画出，所以相邻两计数点间的时间间隔为 所以打下F点时小车的瞬时速度大小为 （4）如果当时电网中交变电源的频率与正常频率（50Hz）相比稍稍偏大，则实际打点的周期偏小，则速度的测量值与实际值相比偏小。 2．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、、、、、、表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来，打点计时器所使用的电源频率为50Hz。    （1）电火花计时器使用 V的 电源（选填“交流”或“直流”）。实验开始时，应该先 （选填“释放纸带”或“接通电源”）。 （2）由图可以知道，、两点的时间间隔是 s，纸带做的是 （填加速、减速或匀速）直线运动。 （3）小车经过点时的速度是 m/s。（本题结果均保留两位小数） 【答案】 220 交流 接通电源 0.10 加速 0.72 【详解】（1）[1][2][3]电火花计时器使用220 V的交流电源。实验开始时，应该先接通电源。 （2）[4]、两点的时间间隔 [5]由于间距逐渐变大，所以纸带做的是加速直线运动。 （3）[6]小车经过点时的速度是 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $