2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册 1.4测量直线运动物体的瞬时速度 跟踪训练（解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册
1.4测量直线运动物体的瞬时速度
跟踪训练（解析版）
1．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，得到一条纸带，在打出的点中依次选取连续的点A、B、C、D、E、F。所用交流电源的频率为。利用图中刻度尺读取数据并计算出打E点时小车的速度为___________（结果保留三位有效数字）。
2．把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中一段如图所示，已知电源频率为50。
（1）任意两相邻点经过的时间为______s；
（2）图示中的纸带，与重物相连的是______（选填“左端”或“右端”）；
（3）图示纸带没有缩放，由此计算出打A点时重物的速度大小约为______。
3．（1）电磁打点计时器和电火花计时器部是使用___________（填交流或直流）电源的仪器，电磁打点计时器的工作电压的是___________（填8或220），当电源频率是50Hz时，它每隔___________s打一次点；
（2）根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到无需测量的物理量是___________
A．时间间隔
B．位移
C．平均速度
D．瞬时速度
（3）如图所示，根据打点计时器打出的纸带判断哪条纸带表示物体做匀速运动___________
A．
B．
C．
D．
4．如图甲、图乙所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的。数字计时器和打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带遮光片的小车从a、b间通过时，数字计时器的显示屏就可以显示遮光片的遮光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”实验中，组装了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为L=5mm，将此U形遮光板装在小车上，让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门，实验时测得两次遮光时间分出别为△t1=0.10s，△t2=0.05s，从第一个遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间为t=1s。则：
(1)图乙所示为______（选填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”），电源采用的是______（选填“交流4~6V”或“交流220V"）；
(2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为______m/s，第二个遮光片通过光电门的速度大小为______m/s；
(3)由此测得的速度只是一个近似值，要使该测量值更接近真实值，可将遮光片的宽度______（选填“减小”或“增大”）一些。
5．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题
（1）打点计时器是________的仪器。
（2）如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是________打点计时器，B是________打点计时器。
（3）打点计时器使用的电源为________（选填交流或直流）电源，打点的时间间隔为0.02s。
6．电磁打点计时器使用_________电源，（填“直流”或“交流”），频率是50Hz，打点周期是____，实验得到做匀变速运动的纸带上A、B两点与B、C两点之间各有四个点，如图所示，则相邻计数点的时间间隔是________。若测得，，则B点的瞬时速度是_______m/s。（本空结果保留两位有效数字）
7．用电火花打点计时器研究直线运动的实验时，某同学打出了一条纸带。已知电火花计时器的电源是______伏的______（填“直流”或“交流”），打点计时器的频率是_____赫兹，所用时间间隔为0.02s。他按打点先后顺序每5个点取一个计数点，依次得到了O，A，B，C，D等几个计数点，如图，则相邻两个计数点之间的时间间隔为________s。
8．在“测量纸带的平均速度和瞬时速度”的实验中，用打点计时器在纸带上打点以记录小车的运动情况。在这一实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有：
A．按住纸带，将纸带靠近打点计时器，放开纸带，再接通电源。
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路。
C．把一条绳拴在小车上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码。
D．取下纸带。
E.
将纸带固定在小车的尾部，并穿过打点计时器的限位孔。
(1)___________
(2)_____________
将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面的横线上。_____________
9．某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点。
(1)推测纸带的运动是加速运动还是减速运动？______；
(2)在打出这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是______；
(3)下列器材中必须要用的是______。
10．使用电火花打点计时器分析物体运动情况的实验中：
(1)在如下基本步骤中，正确的排列顺序为______；
A．把电火花打点计时器固定在桌子上
B．安放纸带
C．松开纸带让物体带着纸带运动
D．接通交流电源
E.按下脉冲输出开关，进行打点
(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在______上，还要检查______是否夹在纸带之间；
(3)图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带；
①已知打点计时器电源频率为，则纸带上打相邻两计时点的时间间隔为______；
②ABCD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s=______；C点对应的速度是______（计算结果保留三位有效数字）。
11．如图是用DIS测定小车的加速度的实验装置。
(1)信号发射部分和信号接收部分组成______传感器，其中A是信号______部分。
(2)实验获得的v-t图如图所示，是一辆从斜面下滑的小车运动的v-t图，由图可知，小车在AB段的运动可以近似地看作______运动，小车在AB段的加速度是______m/s2，小车在AB段的位移是______m。
12．光电计时器是物理学中常用的一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别为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出物体的挡光时间，这样就可以将物体通过光电门的平均速度视为其通过光电门的瞬时速度。如图乙所示，气垫导轨上安装有A、B两个光电门，导轨上放有一滑块，滑块上装有宽度为d的遮光片。现使滑块从某一位置开始以恒定的加速度滑动，并依次通过光电门A、B，光电计时器记录的时间分别为t1、t2，并测得遮光片从光电门A运动到光电门B所用的时间Δt。
(1)在实验中，为了更准确地测得滑块通过光电门的速度，应选用较______(填“宽”或“窄”)的遮光片；
(2)由题可知，遮光片通过光电门A时的速度表达式v1=______，通过光电门B时的速度表达式v2=______；
(3)滑块在气垫上运动的加速度的表达式a=______（用v1、v2及题干中记录的时间字母表示）。
参考答案
1．0.925
【详解】
[1]由图可读取DF间数据为
则E点时小车的速度为
2．0.02
左端
【详解】
（1）[1]
电源频率为50，根据
则任意两相邻点经过的时间为
（2）[2]
重物拖着纸带做加速运动，在相等时间内的间隔越来越大，可知重物与纸带的左端相连
（3）[3]
一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打A点时左右两点之间的距离大约是
3．交流
8V
0.02
A
B
【详解】
(1)[1]电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的仪器；
[2][3]电磁打点计时器的工作电压的是8V，当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点；
(2)[4]A．打点计时器是每隔0.02s打下一个点，所以数点就知道时间间隔，故A正确；
B．位移需要利用刻度尺直接测量两点之间的距离得出，故B错误；
CD．平均速度和瞬时速度的求解需要运用物理公式，故CD错误。
故选A；
[5]匀速运动相等时间内通过的位移相等，所以相邻的两个点之间的距离相等，由图可知
故选B。
4．电火花打点计时器
交流220V
0.05m/s
0.1m/s
减小
【详解】
(1)[1][2]图乙所示为电火花打点计时器，电源采用的是交流220V。
(2)[3]第一个遮光片通过光电门的速度大小为
[4]第二个遮光片通过光电门的速度大小为
(3)[5]要使该测量值更接近真实值，可将遮光片的宽度减小，使遮光过程的平均速度更接近瞬时速度。
5．计时
电火花
电磁
交流
【详解】
(1)[1]打点计时器是计时的仪器。
(2)[2]A是电火花打点计时器。[3]B是电磁是打点计时器。
(3)[4]
打点计时器使用的电源为交流电源，打点的时间间隔为0.02s。
6．交流
0.02s
0.1s
0.13或
【详解】
[1][2][3]
电磁打点计时器使用交流电源，频率是50Hz，打点周期是0.02s，A、B两点与B、C两点之间各有四个点，相邻计数点的时间间隔是
[4]根据匀变速运动的推论可知，中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则
B点的瞬时速度是
7．220
交流
50
0.1
【详解】
[1][2]已知电火花计时器的电源是220伏的交流电源；
[3]打点计时器的频率是50赫兹，所用时间间隔为0.02s。
[4]相邻两个计数点之间有5个时间间隔，则时间间隔为0.1s。
8．步骤A中应该先接通电源，后放开纸带；
步骤D中取下纸带前应该先断开电源；
BECAD
【详解】
(1)[1]步骤A中应该先接通电源，后放开纸带；
(2)[2]步骤D中取下纸带前应该先断开电源；
[3]实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行，要符合事物发展规律，不能丢三落四，逻辑颠倒，故正确的操作步骤为：BECAD。
9．加速运动
0.365m/s
AC
【详解】
(1)[1]相邻的计数点之间的时间间隔是相等的，根据纸带上数据得出相邻计数点间距逐渐增大，所以纸带做加速运动；
(2)[2]根据题意，相邻计数点的时间间隔是0.1s，A、F两点的时间间隔中纸带的平均速度
(3)[3]实验中需要测量的数据分别是时间和距离，打点计时器就是计时仪器，距离用刻度尺测量，所需器材是AC。
故选AC。
10．ABDEC
纸盘轴
墨粉纸盘
0.02s
0.68-0.72
0.100
【详解】
(1)[1]实验时要先安装仪器，然后接通电源让物体拖着纸带运动，则后整理仪器处理数据，则在如下基本步骤中，正确的排列顺序为ABDEC；
(2)[2][3]在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，还要检查墨粉纸盘是否夹在纸带之间；
(3)①[4]已知打点计时器电源频率为，则纸带上打相邻两计时点的时间间隔为0.02s；
②[5]A、B两点间距s=0.70；
[6]C点对应的速度是
11．位移
发射
匀加速直线
2
0.12
【详解】
(1)[1][2]信号发射部分和信号接收部分组成位移传感器，其中A是信号发射部分。
(2)[3]由图可知，AB段为直线则，小车在AB段的运动可以近似地看作匀加速直线运动；
[4]小车在AB段的加速度是
[5]小车在AB段的位移是
12．窄
【详解】
（1）[1]
用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，所以遮光片选择较窄的。
（2）[2]
根据平均速度等于瞬时速度，则有通过光电门A时的速度表
[3]
通过光电门B时的速度
（3）[4]
滑块的加速度，根据