物理必修1第一章 运动的描述4 实验：用打点计时器测速度学案

山东省新人教版高三物理单元测试16《实验》

一、实验题　

1. 一个同学用伏安法测电阻时，为了更精确的测量电阻值，他先用多用电表的×10档，经过规范调整后，粗测电阻时发现指针的偏转角较大，他通过分析选择合理的档位调整后，其多用电表的示数如15图a所示，所测电阻值为     .。则他该选择的电路图是下面图b中     。正确连接实验后，一次实验中电流表、电压表的量程如图c所示，则电阻为         (结果保留到小数点后二位)

2. 如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．已知打点计时器电源频率为50 Hz， ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距，可求得B点对应的速度是________m/s，加速度是             m/s2 (计算结果保留二位有效数字)

3. 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个计数点，其相邻点间的距离如图所示.每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.

完成下列填空和作图：

(1)每两个计数点间还有　  　　个点没有标出.

(2)试根据纸带上各个计数点间的距离，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(保留3位有效数字)

(3)从打下B点到打下E点，这段时间内纸带的平均加速度为              m/s2.

(4) 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.

4. （1）如图游标卡尺的读数为_____    _m，螺旋测微器的读数应为     mm。

（2）为把一满偏电流Ig＝200的电流表A1改装成电压表，需要测量其内阻值。现有三块电流表（量程分别为10mA、500、100）、一个阻值为R0的定值电阻和各种规格的滑动变阻器可供选用。

    ①在下面给定的四个电路中，实验可采用的是___________；

    ②为了尽量精确地测量出A1的内阻值，电流表A2应选用量程为___________的电流表；

    ③若电流表A1和A2的示数分别为I1和I2，则所测电流表的内阻值为___________。

5. 在研究弹簧的形变与外力关系的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖起悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图象如图，由图可知弹簧的劲度系数为　　　，图象不过原点的原因是由于　　　　。

6. 在“互成角度的两个共点力的合成”实验中的三个实验步骤如下：

⑴在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端栓两根细绳套。通过细绳套同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细绳套的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两个测力计的示数F1和F2。

⑵在白纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F。

⑶只用一只测力计通过细绳套拉橡皮条，使它的伸长量与用两个测力计拉时相同，记下此时测力计的示数F‘和细绳套的方向。

以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出错在哪里？

⑴中是                                                         

⑵中是                                                      

⑶中是                                                          

7.  某同学用如图9所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为   ________N.

(2)下列不必要的实验要求是 ________(请填写选项前对应的字母)．

A．应测量重物M所受的重力     

 B．弹簧测力计应在使用前校零

C．拉线方向应与木板平面平行

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．

8. 某同学在做“研究平抛运动”实验时，记录了小球运动过程中通过的三个点A、B、C，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系．取g=10m/s2,那么A、B两点间的时间间隔是          s，小球平抛的初速度为        m/s．

9. “探究功与物体速度变化的关系”的实验如图所示，当静止的小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W。 当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2 次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置（视小车为质点），下列说法正确的是          。

A．橡皮筋处于原长状态    B．橡皮筋仍处于伸长状态

C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线

（2）下列4条纸带哪一条是在实验中正确操作可能得到的纸带          。

10. 某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的电磁打点计时器打出的一条纸带如图5所示，O点为重锤下落的起点，每隔一个点选取一个计数点，分别记为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取10m/s2，若重锤质量为1kg。则:

①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度=                m/s，

重锤增加的动能为                J。

②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能的减少量

为                     J。（ 注：结果均保留3位有效数字 ）

11. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C．用天平测量出重锤的质量；

D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；

E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。          

指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内。

答：              ______                      。

（2）实验中得到一条纸带，如图所示。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，设重锤质量为m，则打点计时器打C点时重锤的动能为__________，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为_____________。利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a=_________________。

（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是________(填“大于”或“小于”)重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小，试用（2）中已知物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F＝                。                  

12. 如图甲所示的电路是实验室测量电源电动势和内阻的电路图，按电路甲进行实验，根据测得的Ｕ、Ｉ数据画出U—I图象，如乙图所示，则电动势测量值E=　　　　　，内阻测量值r=          。电动势测量值与真实值相比　　　　　　　，内阻测量值与真实值相比　　　　　　　　　。（填“偏大”“相等”“偏小”）

13. 电流表的内阻是Rg=200Ω，满偏电流值是Ig=500A，现在欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表，正确的方法是（     ）                          

A．应串联一个0.1Ω的电阻　　         

B．应并联一个0.1Ω的电阻

C．应串联一个1800Ω的电阻　　       

D．应并联一个1800Ω的电阻

14. 为了精确测量一大阻值电阻Rx，某同学用电源（E=9V）、电压表（量程0～15V）、电流表（量程0～6mA）、一只高精度的电阻箱R、滑动变阻器R0和一个单刀双掷开关S等器材，设计出了图12中甲图所示电路。

（1）请按图甲所示电路图，连接图乙中所给器材。要求开关闭合前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置（部分电路已经画出）

`

（2）请完成如下实验步骤：

① 先把开关S拨向Rx，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有一合适的读数，并记录下两表的读数大小U=8.02V和I=4mA，用伏安法初步估测电阻Rx的大小。

② 保持滑动变阻器R0的滑片位置不变，大致调节                            

之后，把开关S拨向电阻箱R，并微调电阻箱的电阻值，使电压表、电流表的读数与步骤①中的读数一致，读得此时电阻箱的阻值R=2000。

③ 则该未知电阻Rx=       。

（3）利用测得的数据，还可以得到       表的内电阻等于        。

15. 某同学想用以下器材组装一只欧姆计，并测量一只约几千欧电阻的阻值。

A 电流表，满偏电流为1mA，内阻为20Ω

B 电流表，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω

C 电动势15V，内阻5Ω的直流电源

D 电动势3V，内阻3Ω的直流电源

E 最大阻值为5000Ω的滑动变阻器

F 最大阻值为100Ω的滑动变阻器

（1）以上器材应选用___________（填字母）

（2）欧姆计调零后，滑动变阻器被接入部分的阻值为_________Ω

（3）若用此欧姆计测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为_________Ω

答案

一、实验题

1. 8     D       7.69

2. 0.080   0.20 

3. （1）4 

（2）0.400  0.479  0.560  0.640   0.721  

（3）0.8

（4）略

4. （1）10.55mm；（3）6.125；

（2）①B  ②500  ③

5.

6.  ⑴还应记下两细绳套的方向                     

⑵在白纸上根据F1和F2的大小和方向              

⑶  使之拉到与(1)中相同的结点O                 

7. (1)3.6　(2)D　(3)改变弹簧测力计B的方向，减小重物的质量．

8. 0.1，1

9. （1）B   （2）D  

10. 1.18；   0.696；     0.705     

11.

12.

13. C

14. （1）如图乙

  （2）调节电阻箱的电阻值，使其为伏安法估测的值      2000Ω  

      （3）电流表   5Ω 

15. （1）A、D、E

（2）2977

（3）6000