素养提升④　利用光电门测速度高一上物理试题

素养提升④　利用光电门测速度

如图所示，当滑块通过光电门时，光电计时器记录了遮光条通过光电门的时间，而遮光条的宽度d已知，且非常小．由于滑块通过光电门的时间Δt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，所以可认为遮光条通过光电门时的瞬时速度等于其通过光电门的平均速度，即v＝＝.

素养训练

1.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度．如图所示，滑块在牵引力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条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽度为d＝3.0 cm，则滑块通过第一个光电门的速度为________m/s，通过第二个光电门的速度为________m/s.(结果均保留两位有效数字)

2．用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度．已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.04 s.

(1)则滑块经过光电门位置时的速度大小为________．

(2)为使更接近瞬时速度，正确的措施是________．

A．换用宽度更窄的遮光条

B．换用宽度更宽的遮光条

C．提高测量遮光条宽度的精确度

D．使滑块的释放点更靠近光电门

评价检测·素养达标——突出创新性　素养达标

1.(1)图甲是电火花计时器的示意图．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50 Hz时，每隔________s打一次点．电火花计时器使用时的基本步骤如下：

A．当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电源

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________．(按顺序填写步骤字母)

(2)如图乙所示的纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，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”)．若所用电源的频率为50 Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时________s．

2．某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D…依次表示点O以后连续的各点．已知打点计时器每隔T＝0.02 s打一个点．

(1)请分别读出DF、FH的长度DF＝________mm，FH＝________mm；

(2)求出E、G点的速度vE＝________ m/s，vG＝________m/s.

3．某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两个计数点之间还有四个点没有画出，图中已标出相邻两计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz.

(1)图中纸带右端和运动物体相连，由此推测物体的运动是________(选填“加速”或“减速”)运动．

(2)在打出3、6这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是________m/s.(结果保留3位有效数字)

(3)如果要求不是很精确，用平均速度可以粗略地代替某点瞬时速度，那么，物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于________．(结果保留3位有效数字)

素养提升④

素养训练

1．解析：由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光条挡光时间内的平均速度表示．经过第一个光电门的速度v1＝＝ m/s≈0.10 m/s，经过第二个光电门的速度v2＝＝ m/s≈0.27 m/s.

答案：0.10　0.27

2．解析：(1)v＝＝ m/s＝0.1 m/s

(2)瞬时速度表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度，当Δt→0时，可看成物体的瞬时速度，Δx越小，Δt也就越小，A项正确，B项错误；提高测量遮光条宽度的精确度，不能减小Δt，C项错误；使滑块的释放点更靠近光电门，滑块通过光电门时的速度可能更小，时间更长，D项错误．

答案：(1)0.1 m/s　(2)A

评价检测·素养达标

1．解析：(1)电火花计时器和电磁打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一次点；实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则，故正确的步骤顺序是CBDA.

(2)打点计时器所用电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一个点，从左往右，纸带上两点之间的距离越来越大，说明纸带运动得越来越快．从打下A点到打下B点共14个点迹，从A到B共有13个时间间隔，所以所用时间t＝13×0.02 s＝0.26 s.

答案：(1)交流　0.02　CBDA　(2)越来越快　0.26

2．解析：(1)由图可知DF＝3.55 cm＝35.5 mm；FH＝5.20 cm＝52.0 mm.

(2)E点的速度vE＝＝ mm/s＝0.887 5 m/s，

G点的速度vG＝＝ mm/s＝1.30 m/s.

答案：(1)35.5　52.0　(2)0.887 5　1.30

3．解析：(1)由于纸带右端和运动物体相连，因此右端先打点，由纸带上点迹分布情况可知物体做减速运动；

(2)在打出3、6这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度v＝ m/s＝1.30 m/s；

(3)由于物体做变速运动，故物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于3和5这两个点之间的平均速度，可得v4＝ m/s＝1.20 m/s.

答案：(1)减速　(2)1.30　(3)1.20