教科版 (2019)必修 第一册4 实验:用打点计时器测量小车的速度随堂练习题

1.4.实验：用打点计时器测量小车的速度  同步课时训练

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共32分)

1、(4分)如图所示，这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹，已知打点计时器所接电源的周期为T，要计算打点计时器打E点时纸带的瞬时速度，下列做法中误差最小的是(   )
 

A.测量出两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出

B.测量出两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出

C.测量出两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出

D.测量出两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出

2、(4分)如图所示，是某位同学练习使用打点计时器得到的三条纸带，已知纸带右端先通过打点计时器。从点迹的分布情况可以判断，其中做减速运动的是(   )
 

A.甲 B.乙 C.丙 D.乙和丙

3、(4分)关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是(   )

A.把长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端

B.在释放小车前，小车应靠近打点计时器

C.应先接通电源，待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车

D.钩码的质量越大越好

4、(4分)如图所示，这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹，已知打点计时器所使用电源的周期为T，要计算打点计时器打E点时纸带的瞬时速度，下列做法中误差最小的是(   )

A.测量出A，I两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出

B.测量出B、H两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出

C.测量出C，G两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出

D.测量出D、F两点间的距离x，利用平均速度的公式，得出

5、(4分)某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图像,如图所示。下列说法正确的是(   )

A.当电源频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.05 s打一个点

B.小车做匀速直线运动

C.小车的加速度大小为

D.小车在时的速度大小是0.04 m/s

6、(4分)如图所示，你的左手拿一块表，右手拿一支彩色画笔，你的同伴牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线向前移动，每隔1 s你用画笔在纸带上点一个点。你还可以练习在1 s内均匀地点上两个点。这样，就做成了一台简单的打点计时器。则下列说法正确的是(   )

A.纸带的速度越快，相同距离上打的点会越多

B.牵动纸带速度不恒定，相邻两点的时间间隔也会不稳定

C.若每隔1 s变为每隔0.5 s打一个点，增大速度，纸带上的两点间距离会变大

D.若每隔1 s变为每隔0.5 s打一个点，同样的速度，纸带上的两点间距离会变小

7、(4分)通过打点计时器得到的一条打点纸带上的点迹分布不均匀，下列判断正确的是（   ）

A.点迹密集的地方物体运动的速度比较大 B.点迹密集的地方物体运动的速度比较小

C.点迹不均匀说明打点计时器有故障 D.以上说法都不正确

8、(4分)在“探究小车速度随时间变化的规律”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，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.根据实验数据画出图象，量出其倾角，由公式求出加速度

C.根据实验数据画出图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间的值用公式算出加速度

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

二、多选题(共24分)

9、(6分)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列说法中有益的是(   )

A.选取计数点，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的小些

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.坐标轴单位长度要适当大一些

10、(6分)在用打点计时器和纸带研究物体做直线运动的规律时，打点计时器在纸带上打出一系列点迹.下列关于纸带上的点迹说法正确的是(   )

A.点迹记录了物体运动的时间

B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移

C.点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状

D.点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况

11、(6分)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列关于作图像的说法正确的是（   ）

A.只要确定了图像中的两点，就可以得到小车运动的图像，因此，实验只需要测出两组数据

B.作图像时，所取的点越多，图像就越准确

C.作出的图线应该通过所有的点，图线曲折也可以

D.对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去

12、(6分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，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，下列说法正确的是(   )

A.这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的图象不可能为一条直线，而应为一条光滑的曲线

B.这10个点中有8个点虽然不完全在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只有F和B两点离这条直线太远，因此可以表示小车运动规律

C.在10个点当中只有4个点能画在一条直线上()、有六个点不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律

D.与直线偏差较小的点()可能是实验误差造成的，而与直线偏离较大的点()则可能是实验中出现错误造成的

三、计算题(共28分)

13、(14分)像打点计时器一样,光电数字计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1-4-28甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置测量滑块的速度。PQ是长1m左右的木板,MN是水平桌面。Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅捶,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0x10-2 s和2. 2x10-2 s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d,读出小滑块的宽度 d=5.015 cm。


1.滑块通过光电门1的速度v1为多少?
2.滑块通过光电门2的速度v2为多少?

14、(14分)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图左所示,a、b分别是光电门的激光发射、接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图右所示装置测量,图中MN是水平桌面,PQ是长1m左右的木板,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.让滑块从木板的顶端滑下做匀变速直线运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s.已知滑块的宽度d=5.0cm,1和2两个光电门的距离为0.75m.

1.滑块通过光电门1的速度v1的大小是多少?

2.滑块通过光电门2的速度v2的大小是多少?

3.滑块运动的加速度是多少?

四、实验题(共16分)

15、(16分)在“练习使用打点计时器”的实验中：

（1）本实验除打点计时器（含纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的主要仪器有________电源（填“交流”或“直流”）。

（2）关于本实验，下列说法正确的一项是______。

A.利用平均速度代替瞬时速度造成的误差属于偶然误差

B.纸带上打的点越密集说明纸带运动速度越大

C.先接通电源，待打点计时器正常工作时，再释放纸带

D.若使用电磁打点计时器，应让复写纸放在纸带下面

（3）某次实验，打点计时器使用的电源频率为50 Hz，纸带的记录如图所示，从A点开始每打五个点取一个计数点依次标记为，其中A为这五个点中最先打出的点，

则纸带的运动是_______（选填“加速”“匀速”或“减速”）运动；两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度大小是__________m/s；D点的瞬时速度为_________m/s。（结果保留两位有效数字）

参考答案

1、答案：B

解析：平均速度，当无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度，所以时间越短，位移越小，平均速度越接近瞬时速度，误差越小，选项A错误，B正确；平均速度，当无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度，但无限趋近于零时平均速度不是接近E点位置的瞬时速度，所以误差越来越大，选项C、D错误。

2、答案：B

解析：由打点计时器的原理可知，纸带上相邻两点之间的时间间隔相等，故能根据相邻两点间的距离分析纸带的速度，从而明确物体的运动性质，纸带甲相邻两点间的距离相等，所以是匀速运动；纸带乙从右到左相邻两点之间距离逐渐变小，说明是减速运动；纸带丙从右到左相邻两点之间的距离逐渐变大，说明是加速运动。由此可知做减速运动的是乙，故B正确。

3、答案：D

解析：把长木板平放在实验桌上，使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，在释放小车前，小车应靠近打点计时器，这样可以有效利用纸带，尽可能的打更多的点，故A、B正确；实验时，应先接通电源，待打点计时器开始打点并稳定后再释放小车，故C正确；如果钩码质量太大，小车运动的加速度过大，打出的点较少，不利于实验数据处理，所以钩码的质量适中即可，不是越大越好，故D错误。本题选错误的，故选D。

4、答案：D

解析：由平均速度的定义式可知，当无限趋近于零时，平均速度就等于瞬时速度。所以时间越短，平均速度越接近于瞬时速度，误差越小，D正确，ABC错误。

5、答案：D

解析：当电源频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.02 s打一个点,故A错误;根据图像知,小车做匀加速直线运动,在时的速度大小是0.04 m/s,直线的斜率为,故B、C错误,D正确。

6、答案：D

解析：A错：纸带速度越快，点迹越疏，可知相同距离上打的点越少。B错：相邻两点间的时间间隔是一定的，为1 s，与牵动的速度无关。C错：若每隔1 s变为每隔0.5 s打一个点，增大速度，由于相邻两点间的时间间隔变小，则两点间距离不一定变大。D对：若每隔1 s变为每隔0.5 s打一个点，同样的速度，时间间隔变小，则相邻两点间的距离会变小。

7、答案：B

解析：相邻计时点的时间间隔相等，点迹密集的地方，相邻计时点的距离小，所以物体运动的速度比较大小，B正确。

8、答案：C

解析：选项A和选项D仅由两个速度决定，偶然误差也较大；利用实验数据画出对应的图象，可充分利用各次测量数据，减小偶然误差，但在物理图象中，两坐标轴的分度往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线选项B是错误的，正确的方法是根据图象找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，选项，C正确．

9、答案：ACD

解析：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，因此A正确.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，因此B错误.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，因此C正确.要适当地选取坐标轴的单位长度使图像尽量分布在较大的坐标平面内，所以D正确.

10、答案：ABD

解析：打点计时器在纸带上打出的一系列点迹，既能记录物体运动的时间，也能记录物体在不同时刻的位置和在某段时间内的位移，故A、B正确.点迹的分布情况反映了物体运动快慢的变化情况，从而反映了物体的速度情况，不能反映物体的质量和形状，故C错误，D正确.

11、答案：BD

解析：作图像时，选取的点越多，作出的图像就越准确；误差较大的点应舍去，B、D正确。

12、答案：BD

解析：连直线时的原则是要让尽可能多的点在直线上，偏离不多的点均匀分布在直线两侧，偏离太大的点舍去．

13、答案：1.1. 003 m/s; 2.2. 280 m/s

解析：1.滑块通过光电门的速度可由滑块通过光电门时间内的平均速度表示,所以滑块通过光电门1的速度
2.滑块通过光电门2的速度

14、答案：1.1m/s; 2.2.5m/s; 3.3.5m/s2

解析：

15、答案：（1）交流

（2）C

（3）加速；0.30；0.34

解析：（1）本实验除打点计时器（含纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的主要仪器有交流电源。
（2）利用平均速度代替瞬时速度是在精度要求不高的情况下采取的近似处理方式，由此带来的误差是由实验原理本身不完善造成的，属于系统误差，选项A错误；纸带上打的点越密集说明纸带运动速度越小，选项B错误；由于小车运动较快，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，应先接通电源，待打点计时器正常工作时，再释放纸带，选项C正确；若使用电磁打点计时器，应让纸带放在复写纸下面，选项D错误。
（3）因为从A点开始，相邻两点间的距离不断增大，所以纸带的运动是加速运动；两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度大小是；D点的瞬时速度用两点间的平均速度来替代，即。