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1、人教版高一物理必修第一冊課后提升練
1.5 實驗專題 練習使用打點計時器測量紙帶的平均速度和瞬時速度(原卷版)
1、 在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中
(1)用到電磁打點計時器,應采用的電源是________.
A.學生電源交流輸出
B.3節(jié)干電池
C.蓄電池
(2)下列說法正確的是________.
A.應先接通電源,在打點計時器開始打點后再釋放小車
B.應先釋放小車,再接通打點計時器的電源
(3)某學生實驗時得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示,圖中O、A、B、C、D、E是打點計時器連續(xù)打下的6個點,若打點計時器的打點周期為T,則利用此紙帶得到小車的加速度的表達式為_
2、_______.(用x2、x5、T來表示)
2、(1)打點計時器是記錄做直線運動物體的________和________的儀器.電火花計時器是其中的一種,其工作電壓是________,電火花計時器靠電火花和墨粉打點,當交變電源的頻率為50 Hz時,它每隔________秒打一次點.
(2)以下是練習使用電火花計時器的部分實驗步驟,其中錯誤的操作是________.
A.把打點計時器固定在桌子上,把墨粉紙?zhí)自诩埍P軸上,讓紙帶穿過限位孔
B.把打點計時器與8 V低壓交變電源相連
C.用手水平地拉動紙帶,然后啟動電源
D.關閉電源,取下紙帶,用刻度尺測量最后一個點與計時起點的距離x0
3、,用公式v=計算紙帶運動的平均速度
3、如圖所示的四條紙帶是某同學練習使用打點計時器得到的紙帶(紙帶的左端先通過打點計時器)。從點痕的分布情況可以斷定:紙帶________是勻速通過打點計時器的,紙帶________是越來越快的,紙帶______是開始越來越快,后來又越來越慢。若所用電源的頻率是50Hz,圖中紙帶D,從A點到B點,歷時________s,位移為________m,這段時間內紙帶運動的平均速度是________m/s,BC段的平均速度是________m/s,而AD段的平均速度是________m/s。
4、(1)電磁打點計時器使用的電源是____________(填“交
4、變8 V”或“交變220 V”)電源,實驗室使用我國民用電(頻率50 Hz)時,如果每相鄰的計數點間還有4個點未標出,則相鄰兩個計數點的時間間隔為________ .
(2)在“練習使用打點計時器”的實驗中,某同學選出了一條清晰的紙帶,并取其中的A、B、C…七個點進行研究,這七個點和刻度尺標度對應的位置如圖所示.(打點計時器所用電源頻率為50 Hz)
可求出A點到D點的距離是________ cm.
(3)由實驗數據可得A點到D點的平均速度是________ m/s;B點的瞬時速度是________ m/s.(結果均保留兩位有效數字)
5、電磁打點計時器和電火花計時器都是使用___
5、_____電源的計時儀器,電磁打點計時器工作的電壓是______,電火花計時器工作的電壓是______。當電源頻率是50 Hz時,它每隔________打一個點。如圖為物體運動時打點計時器打出的一條紙帶,圖中相鄰的點間還有四個點,已知打點計時器接交流50 Hz的電源,則ae段的平均速度為________m/s,d點的瞬時速度約為________m/s。
6、如圖所示是一條打點計時器打出的紙帶,電源頻率為50 Hz,0、1、2、3、4、5、6是七個計數點.每相鄰兩個計數點之間還有四個點未畫出,各計數點到0的距離如圖所示.
(1)求出2、4計數點的瞬時速度并填入表格.
v1
v
6、2
v3
v4
v5
數值/(ms-1)
0.20
0.61
0.70
(2)在圖直角坐標系中畫出運動物體的速度—時間圖像.
7、同學們利用如圖所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗.請你完成下列有關問題:
(1)實驗室提供如圖甲、乙兩種打點計時器,某實驗小組決定使用電火花計時器,則應選用圖中的____(填“甲”或“乙”)計時器.
(2)另一實驗小組使用的是電磁打點計時器,圖中接線正確的是_______(填“甲”或“乙”).
(3)小宇同學選取一條清晰紙帶進行研究,在紙帶上選出九個計數點,如圖所示,相鄰兩個計數點之間的時間間
7、隔為0.1 s,根據紙帶提供的信息,紙帶上3、5兩點間距離為________ mm.
(4)紙帶上計數點6的瞬時速度為________ m/s(結果保留3位有效數字),小車運動的加速度為________ m/s2(結果保留2位有效數字).
(5)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,下列說法中對于減小實驗誤差有益的是________.
A.墊高長木板的一端,使小車在不掛鉤碼時能在木板上做勻速運動
B.使小車運動的加速度盡量小些
C.舍去紙帶上密集的點,利用點跡清晰、點間間隔適當的那一部分進行測量
D.選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實驗
8、用如圖所示的計時裝置
8、可以近似測出氣墊導軌上滑塊的瞬時速度.已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4 mm,遮光條經過光電門的遮光時間為0.04 s.
(1)則滑塊經過光電門位置時的速度大小為________.
(2)為使更接近瞬時速度,正確的措施是________.
A.換用寬度更窄的遮光條
B.換用寬度更寬的遮光條
C.提高測量遮光條寬度的精確度
D.使滑塊的釋放點更靠近光電門
9、如圖所示是用“位移傳感器”測小車速度的示意圖,這個系統由在同一直線上且等高的A、B兩個小盒組成,A盒裝有紅外線和超聲波發(fā)射器,B盒裝有紅外線和超聲波接收器.A盒被固定在向右運動的小車上,B盒固定在桌面上,測量時A向B同時
9、發(fā)射一個紅外線脈沖和一個超聲波脈沖(即持續(xù)時間很短的一束紅外線和一束超聲波),B盒接收到紅外線脈沖時開始計時,接收到超聲波脈沖時停止計時,若兩者的時間差為t1,空氣中聲速為v0,紅外線在A與B之間的傳播時間可忽略.問:(x1、x2、Δx未知)
(1)發(fā)射紅外線脈沖和超聲波脈沖時A與B之間的距離為________.
(2)經過短暫的Δt時間后,進行第二次測量,此次接收兩者的時間差為t2,已知小車在遠離B,則小車運動的速度大小為________.
10、(多選)在“用打點計時器測速度”的實驗中,若打點周期為0.02 s,下列說法正確的是( )
A.先啟動電源,后拉動紙帶
B.先拉動
10、紙帶,后啟動電源
C.電火花計時器使用6 V以下的交變電源
D.連續(xù)n個計時點間的時間間隔為(n-1)0.02 s
11、用氣墊導軌和數字計時器能更精確地測量物體的瞬時速度.如圖所示,滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門,配套的數字毫秒計記錄了遮光條通過光電門1的時間為Δt1=0.29 s,通過光電門2的時間為Δt2=0.11 s,已知遮光條的寬度為3.0 cm,則滑塊通過光電門1的速度為________m/s,通過光電門2的速度為________m/s.(結果均保留兩位有效數字)
12、圖是用打點計時器測小車瞬時速度時得到的一條紙帶的一部分,從0點開始按照打點的先后依次標為0、1
11、、2、3、4、5、6…,現在量得0、1間的距離x1=5.18 cm,1、2間的距離x2=4.40 cm,2、3間的距離x3=3.62 cm,3、4間的距離x4=2.78 cm,4、5間的距離x5=2.00 cm,5、6間的距離x6=1.22 cm.(每0.02 s打一次點)
(1) 在實驗中,使用打點計時器時應先________再________(填“釋放紙帶”或“啟動電源”).
(2)根據上面的記錄,計算打點計時器在打1、2、3、4、5點時小車的速度值并填在表中.
位置
1
2
3
4
5
v/(ms-1)
(3)根據(2)中表格,在圖中畫出小
12、車的速度-時間圖像,并說明小車速度變化的特點.
13、某次實驗打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz,紙帶的記錄如圖所示,圖中O點為紙帶的第一個點,接下來的前幾個點模糊,因此從A點開始每打五個點取一個計數點:
(1)推測紙帶的運動是加速運動還是減速運動?
______________________________________________________________。
(2)在打出A、F這兩點的時間間隔中,紙帶運動的平均速度是________。
(3)B點的瞬時速度為________。
14、如圖所示,某同學在
13、做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時,對打出的一條紙帶進行研究(打點計時器所用電源頻率為50 Hz),該同學在紙帶上按每5個點取一個計數點,取了A、B、C、D、E、F等計數點進行研究,該同學已求出了一些計數點對應的速度,其數值見表格.
(1)關于用打點計時器“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗,以下說法正確的是________.
A.長木板帶滑輪的一端必須伸出桌面外側
B.實驗時小車應從靠近打點計時器的位置釋放
C.應先釋放小車,再啟動打點計時器
D.牽引小車的鉤碼質量越大越好
(2)根據圖中紙帶提供的信息,該同學已經計算出了打下B、D、E這三個計數點時小車的速度,請你幫助他計算出打下計數點C時小車的速度(保留2位有效數字),并填入相應空格.
計數點
B
C
D
E
v/(m/s)
0.40
0.56
0.64
(3)以速度v為縱軸、時間t為橫軸在坐標紙上建立直角坐標系(A點對應時刻為坐標系中的0時刻),根據以上數據在圖中所給的坐標紙中作出小車的v-t圖線.
(4)根據圖象可得,小車在打下A點時的速度vA=________ m/s,小車運動的加速度a=________ m/s2.(以上結果均保留2位有效數字)