高中物理人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度精品课时训练

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精品课时训练，共16页。试卷主要包含了4实验，0分），6 m/s，24cm−2，【答案】D，【答案】A，【答案】C等内容，欢迎下载使用。
 1.4实验：用打点计时器测速度同步练习-人教版（2019）高中物理必修一一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）在用电火花计时器“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验中，下列说法中正确的是A. 电火花计时器应使用以下的交流电源
B. 电火花计时器应使用220V的直流电源
C. 纸带上点迹密集的地方表明物体的速度较小
D. 纸带上点迹密集的地方表明相邻点间的时间较短如图，某次实验得到一条纸带，A，B，C，D，E分别表示纸带上连续打印的点，打点计时器所用的电源频率为，根据图示数据可知
A. 纸带做匀速运动
B. 相邻两点的时间间隔为
C. 打B点时纸带的瞬时速度为
D. A与C之间纸带平均速度为手拖动纸带经过打点计时器所用交流电的周期是后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为，则下列判断中正确的是   A. 手运动的平均速度大小为
B. 手运动的平均速度大小为
C. 手运动的平均速度大小为
D. 手运动的平均速度大小为如图所示，为打点计时器打出的一条纸带，从纸带上看，打点计时器的故障是A. 打点计时器接在了直流电源上 B. 电源电压不稳定
C. 电源频率不稳定 D. 振针压得过紧如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间t。测得遮光条的宽度为x，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。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. 提高测量遮光条宽度的精确度
C. 使滑块的释放点更靠近光电门
D. 减小气垫导轨与水平面的夹角
 为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光条．如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为，则滑块的加速度约为
A.  B.  C.  D. 在实验中，打点计时器所用电源的频率为，下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是A. 每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为
B. 每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为
C. 每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为
D. 每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材，常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种．关于电磁打点计时器和电火花计时器，下列说法中正确的是A. 电磁打点计时器使用交流电源，电火花计时器使用直流电源
B. 它们都是使用以下的交流电源
C. 使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源
D. 电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电门A，B，A，B间距离为为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一宽度为的遮光条现让滑块以某一加速度通过光电门A，B，现记录了遮光条通过两光电门A，B的时间分别为、，滑块从光电门A到B的时间为则下列说法正确的是   
A. 滑块经过A的速度为 B. 滑块经过B的速度为
C. 滑块的加速度为 D. 滑块在A，B间的平均速度为为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光板。滑块先后通过两个光电门，计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，测得两光电门之间的距离为，则滑块的加速度大小是A.  B.  C.  D. 二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）小车运动实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出，已知所用电源的频率为50Hz，则打0点到D点纸带的平均速度是          ，打C点时小车运动的速度          
电磁打点计时器使用的是          电源选填“交流”或“直流”。如图为某次实验中打出的一条纸带，AB、BC间的距离分别为、，时间间隔均为T。则打B点时与纸带连接的物体的速度大小为          用题中的符号表示。
打点计时器是记录做直线运动物体的__________和__________的仪器．电火花打点计时器是其中的一种，其工作电压是__________，电火花打点计时器靠电火花和墨粉打点，当交变电源的频率为时，它每隔__________秒打一次点，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为__________．电磁打点计时器工作电压是______V，接_____电，工作时每隔______秒打一个计时点。电磁打点计时器是一种使用低压________填“直流”或“交流”电源的计时仪器，通过纸带可以得到位移和时间。当电源频率为时，它每隔________打一个点，若每隔五个点选取一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为________。三、作图题（本大题共1小题，共2.0分）在用电火花打点计时器或电磁打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带。他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示。用刻度尺量得、、、。在使用打点计时器时应该使用            选填“交流”或“直流”电源，实验           选填“需要”或“不需要”秒表测量时间，打C点时物体的速度大小为          。






 四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）如图所示是做用打点计时器测速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打点的先后每两个点取一个计数点依次标为0、1、2、3、4、5、，现测得0、1间的距离，1、2间的距离，2、3间的距离，3、4间的距离，4、5间的距离，5、6间的距离每打一次点。根据测量数据，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中。位置12345     根据中表格，在图中画出小车的速度时间图象，并说明小车速度变化的特点。







 某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为的重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图甲所示 以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分：实验操作：__________，释放纸带，让重锤自由落下，____________________。取下纸带，取其中的一段标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为，，，，，，已知打点计时器的打点间隔，则重锤运动的加速度表达式为_______，代入数据，可得加速度_______计算结果保留3位有效数字该同学从实验结果发现，重锤下落时的加速度比实际的重力加速度小，为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，请你提出一个有效的改进方法：________________。







答案和解析1.【答案】C
 【解析】【分析】了解打点计时器的打点原理，能通过纸带分析纸带的运动情况，打点计时器的打点时间间隔的是相同的，由交流电的周期决定，点距不均匀说明了，物体运动速度的大小不同。 
对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解，注意电火花计时器与打点计时器的区别。【解答】电火花计时器使用220V的交流电源，故AB错误；
打点计时器的打点时间间隔的是相同的，即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小，故C正确，D错误； 
故选C。  2.【答案】D
 【解析】【分析】A.根据相等时间内的位移之差是否为零，即可判定纸带能否匀速运动；B.根据频率为50Hz，从而确定相邻两计数点的时间间隔；C.根据平均速度的定义求解AC段的平均速度；D.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小。要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．注意单位的换算。【解答】A.由纸带可知，；；在任意相等的时间内，位移不相等，则纸带不是匀速运动，故A错误；
B.由于电源频率为50Hz，所以相邻的计数点间的时间间隔，故B错误；C.根据平均速度的定义得AC段的平均速度，故C错误；D.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小，，故D正确； 故选D。  3.【答案】C
 【解析】【分析】
打点计时器每隔打一个点，根据平均速度的公式可以求得运动的平均速度的大小．
【解答】
第1点到第6点的时间间隔为，由可得，平均速度，所以C正确．  4.【答案】D
 【解析】【分析】本题考查了打点计时器的相关知识，试题难度较易
【解答】打点计时器使用的是交流电源，若打点计时器接在直流电源上，打点计时器不打点，故A错误；
B.点痕的轻重和电源电压大小有关，电源电压不稳定不会打出短线，故B错误；
C.电源频率大小只会影响打点的时间间隔，不会影响点的形状，不会打出短线，故C错误；
D.振针压得过紧，振针和纸带接触时间过长，会打出短线，故D正确．  5.【答案】A
 【解析】由，可知当时，可看成物体的瞬时速度，越小，也就越小，越接近瞬时速度，A正确。提高测量遮光条宽度的精确度，只能提高测量平均速度的准确度，不能使平均速度更接近瞬时速度，B错误。使滑块的释放点更靠近光电门，滑块通过光电门的速度更小，时间更长，因此C错误。减小气垫导轨与水平面的夹角，滑块通过光电门的时间更长，D错误。
 6.【答案】B
 【解析】【分析】
当时间极短时，某段时间内的平均速度可以表示瞬时速度，由加速度的定义式可以求得滑块的加速度。
解决本题的关键掌握加速度的定义式，以及知道当时间极短时，平均速度可以代替瞬时速度。
【解答】
滑块到第一个光电门的速度为：
v1=d△t1=3.0×10−20.30m/s=0.1m/s" role="presentation" style="box-sizing: content-box; - webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); margin: 0 px; padding: 5 px 2px; display: inline-block; ; overflow-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0 px; min-height: 0 px; border: 0 px; position: relative;">
滑块到第二个光电门的速度为：

由加速度的定义式得：
a=△v△t=0.3−0.13.0≈0.067m/s2" role="presentation" style="box-sizing: content-box; - webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); margin: 0 px; padding: 5 px 2px; display: inline-block; ; overflow-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0 px; min-height: 0 px; border: 0 px; position: relative;">，故B正确，ACD错误。
故选B。  7.【答案】A
 【解析】【分析】
每隔4个点取一个计数点比较好理解，每5个点取一个计数点时要注意，比如图中的A点已经数到了前面的计数区域，然后从A点往下再去5个点，到达B点，B点已经数到了前面区域内，所以再从B点往后去5个点，到达C点，同理往下。 
注意每5个点取一个计数点时不好理解，要在理解的基础上加强记忆。
【解答】
如图所示，图中的计数点的取法既是每隔4个点取一个计数点，也是每5个点取一个计数点；

从图中可以数出相邻的计数点间由5个时间间隔，而打点计时器每隔秒打一个点，所以两计数点间的时间间隔为，故A正确，B错误；
每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为，故CD错误。
故选A 。  8.【答案】D
 【解析】【分析】
正确解答本题需要掌握：了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等，比如工作电压、打点周期等，掌握基本仪器的使用，能够正确的使用打点计时器。
对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用。
【解答】
A.电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源，故A错误；
B.电磁打点计时器工作电压是交流电源，电火花打点计时器的电压是220V交流电源，故B错误；
C.使用电磁打点计时器或电火花计时器都应该先接通电源，待打点稳定后，再拉动纸带，故C错误；
D.电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，误差较小，故D正确。
故选D。  9.【答案】C
 【解析】【分析】
根据平均速度公式可分别求滑块经过两个光电门和AB间的平均速度，根据加速度公式可求滑块的加速度．
求解平均速度的方法是找出总路程和总时间，然后运用平均速度公式解答即可，利用加速度的定义可求加速度．故理解平均速度和加速度定义是解答此题的关键．
【解答】
A、滑块经过A点时的速度，故A错误；
B、滑块经过B点时的速度，故B错误；
C、滑块加速度，故C正确；
D、滑块在A、B间的平均速度，故D错误。
故选C。  10.【答案】C
 【解析】【分析】滑块通过每个光电门的时间里视为匀速直线运动，则根据通过光电门的时间和遮光板的宽度可得通过两个光电门时的滑块速度，根据滑块在通过两个光电门的时间可以算出滑块的加速度。遮光板通过光电门的短时间里可认为滑块匀速运动求得滑块通过两个光电门的瞬时速度，再根据匀变速直线运动的规律求解。【解答】根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动则：
滑块经过第一个光电门的速度
滑块经过第二个光电门的速度
由得滑块在两个光电门间的加速度大小为，故C正确，ABD错误。
故选C。  11.【答案】；
 【解析】【分析】
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时瞬时速度，从而即可求解。
考查了有关纸带处理的基本知识，平时要加强基础实验的实际操作，提高操作技能和数据处理能力。要注意单位的换算。
【解答】
解：两相邻计数点间有四个点未画出，因此相邻计数点为；
根据平均速度公式，
则有： ；
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，
得：。
故答案为：；。  12.【答案】交流  
 【解析】【分析】
打点计时器使用交流电源，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度。
解决本题的关键掌握打点计时器的配套电源，会通过纸带求解瞬时速度。
【解答】
电磁打点计时器使用的是交流电源，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度为。
故答案为：交流    13.【答案】时间  位移  220V   
 【解析】【分析】
正确解答本题需要掌握：了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等，比如工作电压、打点周期等。
本题考查打点计时器，需要学生掌握打点计时器相关知识，较为简单。
【解答】
打点计时器是记录运动物体的时间和位移的仪器，均使用交流电源，电火花打点计时器的工作电压是，当交变电源频率为50Hz时，它每隔打一次点，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则一共有5段时间间隔，相邻两个计数点的时间间隔为。  14.【答案】6；交流；。
 【解析】【分析】
明确打点计时器的工作原理，知道电磁打点计时器的工作电压和周期．
本题考查打点计时器的性质，注意对于基本仪器的使用和工作原理的理解。
【解答】
电磁打点计时器使用的电源是交流电源，电磁打点计时器的工作电压为6V，其电源频率为50Hz，工作时每隔打一次点。
故答案为：6；交流；。
  15.【答案】交流；；
 【解析】【分析】
本题考查打点计时器的工作原理，对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用。
【解答】
电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器，通过纸带上打的点可以得到位移和时间，当电源的频率为50Hz时，它每隔打一次点，每隔五个点选取一个计数点，则相邻两计数点间有6个间隔，即。
故答案为：交流；；  16.【答案】 交流， 不需要，  
 【解析】【分析】明确电火花打点计时器的原理；知道相邻的计数点之间的时间间隔相等。
纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度。本题考查匀变速直线运动的规律，要注意明确平均速度与瞬时速度的关系，在计算时注意单位的换算。【解答】电火花打点计时器应使用交流电源；打点计算的每隔打一次点，故不需要秒表测量时间；
按打点先后顺序每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为，
利用匀变速直线运动的推论得：
故填：交流  不需要    17.【答案】解：某点的瞬时速度可用包含该点的一小段位移内的平均速度表示
打1点时：，
打2点时：，
打3点时：，
打4点时：，
打5点时：。
将数值填入表格中。位置12345描点并连线得小车的速度时间图象
 【解析】略
 18.【答案】接通电源，实验结束关闭电源，
将重锤换成较大质量的重锤或者换用电火花打点计时器或改用频闪照相法
 【解析】【分析】根据逐差法，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量可以求出物体运动的加速度大小；根据实验原理可知，造成该实验误差的主要原因是物体下落过程中存在摩擦阻力。明确实验原理，能根据作差法求出加速度，会分析实验误差，对于基础实验要亲自动手进行实际操作，同时加强利用基本物理规律解决实验问题的能力。【解答】实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，实验结束，应立即关闭电源
根据匀变速直线运动的推论，有：




代入数据解得：
根据实验原理可知，造成该实验误差的主要原因是物体下落过程中存在摩擦阻力，
为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，有效的改进方法是：将重锤换成较大质量的重锤或者换用电火花打点计时器或改用频闪照相法。
故答案为：接通电源，实验结束关闭电源，；
将重锤换成较大质量的重锤或者换用电火花打点计时器或改用频闪照相法。