高中物理人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度课后测评

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度课后测评，共5页。试卷主要包含了根据打点计时器打出的纸带等内容，欢迎下载使用。
A级 基础巩固题
1．打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，其相邻的时间间隔是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．T＝0.1s t＝NT
B．T＝0.05s t＝(N－1)T
C．T＝0.02s t＝(N－1)T
D．T＝0.05s t＝NT
答案：C
解析：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t＝(N－1)T.
2．根据打点计时器打出的纸带
( )
A．能准确地求出某点的瞬时速度
B．只能粗略地求出某点的瞬时速度
C．能准确地求出某段时间内的平均速度
D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度
答案：BC
解析：打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间．研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移．应用eq \x\t(v)＝eq \f(Δx,Δt)能准确地求出某段时间内的平均速度．当Δt取得比较小时，这个平均速度可粗略代表纸带经过其中点时的瞬时速度．
3．某同学在用打点计时器做实验时，得到的纸带如图所示，请你判断一下这可能是因为
( )
A．打点计时器错接在直流电源上
B．电源的电压不稳
C．电源的频率不稳
D．振针压得过紧
答案：D
解析：正常情况下，振针应该恰好敲打在限位板上，这样在纸上才能留下点．当振针与复写纸的距离过大时，振针可能打不到复写纸，这时会出现有时有点，有时无点．如果振针与复写纸的距离过小，振针就会有较长的时间与复写纸接触，这样就会在纸带上留下一段一段的小线段，故应选D.
4．下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是____________．
A．启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点．
B．关掉电源．
C．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)个，由此计算出纸带从第1个点到第n个点的运动时间．
D．把纸带装好．
E．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上．
F．用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离．
答案：EDABCF
解析：进行实验前应先安装好打点计时器，实验开始时应先接通电源，等计时器工作稳定后再拉动纸带；实验结束后，应立即关闭电源以保护计时器，因此正确顺序是EDABCF.
5．下列为同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是哪一条(打点时间间隔均相同)
( )
答案：A
解析：根据公式eq \x\t(v)＝eq \f(x,t)知，平均速度最大的是A图中的纸带．
6．在下列四个图象中，表示匀速直线运动的是
( )
答案：BC
解析：在v－t图象中表示匀速直线运动的图线是平行于t轴的一条直线；在x－t图象中表示匀速直线运动的原则是过原点的直线，故选项B、C正确．
7．在实验中，某同学得到一张打点清晰的纸带如下图所示，要求测出D点瞬时速度．本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，下列几种方法中最准确的是
( )
A.eq \f(AH,Δt1)＝vD，Δt1＝0.14s
B.eq \f(BE,Δt2)＝vD，Δt2＝0.06s
C.eq \f(CE,Δt3)＝vD，Δt3＝0.1s
D.eq \f(CE,Δt4)＝vD，Δt4＝0.04s
答案：D
解析：求D点的瞬时速度，最准确的应是包含该点与该点相邻的两点之间的平均速度．C错在时间间隔上，CE间的时间间隔应为0.04s.
8．如下图所示，甲、乙两图象分别是某个运动质点的x－t图象和v－t图象，试说明在两图象中的OA、AB、BC、CD、DE各个阶段表示质点分别做什么运动？
解析：题图甲是位移图象，各段表示的运动情况如下：OA段表示质点从原点出发向正方向做匀速直线运动；AB段表示质点静止在某一位置处；BC段表示质点沿负方向做匀速直线运动又回到了出发点；CD段表示质点继续沿负方向做匀速直线运动，位移为负值；DE段表示质点沿正方向做匀速运动，最终又回到了出发点．题图乙是速度图象，各段表示的运动情况如下：OA段速度增大，质点做初速度为零的加速直线运动；AB段表示质点做匀速直线运动；BC段表示质点仍向前运动，速度减小，是减速直线运动；CD段表示质点沿负方向做加速直线运动，负值表示速度的方向；DE段表示质点仍然沿负方向运动，速度逐渐减小，最终减为零．形状相同的x－t图象和v－t图象所表达的物理意义是完全不同的，因此，解题时一定要特别注意图象中纵坐标的物理意义，不能混淆．
B级 能力提升题
9．某物体运动的v－t图象如图所示，则物体
( )
A．做往复运动
B．速度时刻变化
C．朝某一方向做直线运动
D．不能确定
答案：AB
解析：由图象可知，0～2s物体沿正方向运动，2～4s物体沿负方向运动，即物体做往复运动，A选项正确，C、D选项错误，还可看出物体的速度是时刻变化的，故B选项正确．
10．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个测量点．其相邻两点间的距离如下图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s.
(1)试根据纸带上各个测量点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表(要求保留三位有效数字)
(2)以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在下图所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时变化的关系图线．
解析：(1)用包括某点在内的一小段时间内的平均速度近似代表该点的瞬时速度．
各点对应的瞬时速度如下表所示
(2)以打A点的时刻为计时开始时刻，确定出各测量点对应的时刻，在坐标系中描点、连线得出图象．如下图所示
11．如图所示为某物体运动的位移图象，根据图象求出：
(1)0～2s内、2～6s内、6～8s内物体各做什么运动？各段速度多大？
(2)整个8s内的平均速度多大？前6s内的平均速度约为多大？
答案：(1)0～2s内做匀速运动，v1＝2.5m/s；2～6s内物体静止；6～8s内物体做匀速运动，v3＝5m/s.
(2)1.875m/s；0.83m/s.
12．用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度．如图所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11s，已知遮光板的宽度为3.0cm，试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小．
答案：0.10m/s 0.27m/s
解析：滑块通过光电门的时间极短，可以用短程内的平均速度来表示该点的瞬时速度．由平均速度的定义可计算，滑块通过第一个光电门时的瞬时速度v1＝eq \f(d,Δt1)＝eq \f(0.03m,0.29s)＝0.10m/s；滑块通过第二个光电门时的瞬时速度v2＝eq \f(d,Δt2)＝eq \f(0.03m,0.11s)＝0.27m/s.
C级 高考模拟题
13．(2007·北京高考题改编)某同学用如下图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验步骤的内容如下：
a．安装好实验器材；
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2、…、6点所示；
c．测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记作：x1、x2、x3、…、x6；
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做加速直线运动；
e．分别计算出x1、x2、x3、…、x6与对应时间的比值eq \f(x1,t1)、eq \f(x2,t2)、eq \f(x3,t3)、…、eq \f(x6,t6)；
f．以eq \f(x,t)为纵坐标、t为横坐标，标出eq \f(x,t)与对应时间t的坐标点，画出eq \f(x,t)－t图线．
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的还有__________和__________．(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 F．重锤
(2)将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻度线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如下图所示，则s2＝________cm，s5＝__________cm.
答案：(1)A C (2)(2.97～3.01) (13.19～13.21)
解析：为了保证打点计时器的正常工作，必须选用合适的电源，处理纸带时一般需要毫米刻度尺；刻度尺读数时，由于精确度是0.1mm，所以需要估计到下一位即0.01mm.
瞬间速度
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s－1)
瞬间速度
vB
vC
vD
vE
vF
数值/(m·s－1)
0.400
0.479
0.560
0.640
0.721