1.4实验：用打点计时器测量小车的速度 同步练习（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第一册
1.4实验：用打点计时器测量小车的速度
同步练习（解析版）
1．通过电磁式打点计时器得到的一条打点纸带上的点迹分布不均匀，下列判断正确的是（　　）
A．点迹密集的地方物体运动的速度比较小
B．释放实验小车后迅速接通电源
C．点迹不均匀说明打点计时器有故障
D．工作电源为8V直流电
2．打出的点迹不够清晰的原因可能是？（??
）
A．电源电压偏低??????????????????
B．永磁体磁性不足?
C．振针位置过高??????????????????
D．复写纸陈旧
3．打点计时器在纸带上的点迹直接记录了(　　)
A．物体运动的时间
B．物体在不同时刻的位置
C．物体在不同时刻的速度
D．物体在不同时间内的平均速度
4．电火花打点计时器都是使用________（填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，其工作的电压是________V。当电源频率是50Hz时，它每隔________s打一个点。在测定匀变速直线运动的加速度实验中，开始释放小车时，应使小车________（填“靠近”或“远离”）打点计时器。
5．如图所示是用频率为的打点计时器打下的纸带，A、B、C、D依次为纸带上选出的计数点。
(1)根据标出的数据，打点计时器打A、B两个计数点的时间间隔为__________s。
(2)打点计时器打点的过程中，纸带的运动情况是__________（填正确选项前的字母）。
A．一直做加速运动
B．一直做减速运动
C．先做减速运动后做加速运动
D．先做加速运动后做减速运动
6．在练习使用打点计时器实验中操作正确的是______
A．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带
B．使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
C．使用打点计时器过程中不需要固定打点计时器
D．每次纸带停止运动后，应先取下纸带再断开电源
E．做完实验后应将纸带及时甩进垃圾桶
F．实验完成后应将器材拆卸如初，并摆放整齐．
7．打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示．则：AC=_________mm，AD=________mm．那么由此可以算出纸带在A、C间的平均速度为____m/s，纸带在A、D间的平均速度为___m/s；B点的瞬时速度更接近于_______?m/s．
8．某同学在“用电火花打点计时器测速度”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，如图所示是打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。
(1)试求打点计时器打下D点时的瞬时速度______m/s；
(2)关于实验，下列说法中正确的是______；
A．电火花打点计时器可使用低压直流电源
B．该实验应先释放小车，后接通打点计时器的电源
C．如果打点计时器在纸带上打下的点逐渐由密集变得稀疏，说明纸带速度由小变大
D．实验中应该选择从离打点计时器较远的位置释放小车
(3)对该实验数据的处理，下列说法正确的是______；
A．应该舍掉纸带上那些距离较远的点，因为点迹越密集的部分越容易准确测量长度
B．如果有必要，纸带上的点也可以每2个点选一个计数点
C．在纸带上确定计时起点时，必须要用打出的第一个点
D．作图像时，必须要把描出的各个数据点都要连在同一条曲线上
(4)电火花打点计时器是一种使用交流电的计时仪器。当电源的频率为时，振针每隔______秒打一个点，测出长度后可以计算连接小车的速度。电火花打点计时器的工作电压为______V，当电源电压略大于上述值时，则测出的速度数值将比物体的真实值______（填“偏大”“不变”或“偏小”）。
9．某同学用如图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系：
(1)电磁打点计时器接________电源。(选填“低压直流”、“低压交流”或“220V交流”)
(2)实验时，使小车靠近打点计时器，先________再________。(选填“接通电源”或“放开小车”)
(3)若所接电源的频率是50Hz，则每隔________秒打一个点。
(4)如图所示，是该同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率f＝50Hz，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm。
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。(保留两位有效数字)
位置
B
C
D
E
F
速度(m·s-1)
0.73
0.80
__
__
0.99
10．某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。
(1)电火花计时器使用的是______V的交流电源；
(2)关于本实验，下列说法正确的是______；
A．使小车运动的加速度尽量小些
B．先释放纸带运动，后接通电源打点
C．纸带应放在复写纸下面
D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动得越快
(3)要测量小车的速度，除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是______。
11．某同学想研究一遥控电动车的运动情况，他找来一个塑料瓶，设计了一个如图甲所示的装置，瓶内装上墨水，通过调节开关使墨水缓慢滴下，然后将这个装置固定在车的尾部，如图乙所示。使车从静止开始在足够大的水平地面上沿直线前进，然后他在离出发点不远处，选择墨水滴间距离较大处的一个点为起点，用卷尺依次测量这个点后面的10个点到这个点的距离，并记录在下面的表格中。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
距离(m)
0.422
1.546
3.076
4.890
6.813
8.713
10.645
12.571
14.483
16.429
（1）该同学制作的装置相当于物理实验室中的__________________(填仪器名称)。
（2）通过表中数据，你认为小车在所记录的这段时间内的运动情况是___________。（请描述出加速度和速度的变化情况）
（3）要测量小车做匀速运动时的速度，该同学还需要知道的物理量是____________，他还需要的测量工具是_____________。
12．电磁打点计时器是一种计时仪器，它使用_______电源，当电源的频率是50Hz时。如图所示纸带是某同学练习使用电磁打点计时器时得到的，打下的点迹的分布情况如图所示。从打下A点到打下B点共14个点迹，历时__________s。
13．如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后（电源频率为50Hz）得到的纸带，从A点通过计时器到D点通过计时器历时_____
s，位移为_____
m，这段时间内的平均速度为_____
m/s，BC段的平均速度为_____m/s，F点的瞬时速度可以粗略的认为是_____m/s．（平均速度和瞬时速度的结果保留三位有效数字）
14．如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着一把毫米刻度尺，电磁打点计时器每隔_________s打一个点，根据纸带上点的排列情况可判定，手拉动纸带时，手的运动速度怎样变化____________________；打C点时手拉动纸带的速度约为_______m/s．（保留两位有效数字）
15．如图所示，这是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪B发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号的时间差，测出被测物体的速度。设小车向右运动先后经过P、Q两点，小车经P点时，B发出的第一个超声波脉冲被小车反射，被B接收，B从发射到接收历时t1=0.40s，小车经Q点时，B发射并接收第二个超声波脉冲历时t2=0.60s，相邻两次发射超声波脉冲的时间间隔△t=1.0s，超声波在空气中传播的速度v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，求小车先后两次反射超声波脉冲时间内的位移△x=___，汽车的速度_________。
参考答案
1．A
【详解】
A．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A正确；
B．应该先接通电源再释放小车，故B错误；
C．相邻计时点的时间间隔相等，点迹不均匀说明物体做变速运动，故C错误；
D．电磁打点计时器工作电源电压一般为4~6V交流电，故D错误。
故选A。
2．ABCD
【详解】
打点计时器采用的振片在永磁体和电磁铁的带动下，上下振动打点；根据原理可知：当电压过低、永磁体磁性不足、振针位置调节过高或复写纸片陈旧或击穿均可能出现打点不清晰的性况，故选ABCD。
3．AB
【解析】
【详解】
A、打点计时器每隔0.02s打一个点，因此记录了物体运动时间，故A正确；
B、因为纸带跟运动物体连在一起，打点计时器固定，所以纸带上的点迹就相应地记录了物体在不同时刻的位置，故B正确；
CD、虽然用刻度尺量出各点迹间的间隔可知道物体在不同时间内的位移，再根据物体的运动性质可算出物体在不同时刻的速度，物体在不同时间内的平均速度，但这些量不是纸带上的点迹直接记录的，故C、D错误；
故选AB．
【点睛】
根据打点计时器的工作原理及应用可以判断各物理量是否能正确得出．
4．交流
220
0.02
靠近
【详解】
[1][2][3][4]电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是4～6V，电火花打点计时器工作电压是220V，当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点．
5．0.1
D
【详解】
(1)[1]因用频率为的打点计时器打点，故打点周期为0.02s，根据纸带可知，A、B两个计数点间还有四个计时点，共5个打点间隔，故打A、B两个计数点的时间间隔为0.1s；
(2)[2]由纸带可知，每相邻两个计数点之间的时间间隔相同，每相邻两个计数点之间的距离先增大后减小，则可知纸带先做加速运动后做减速运动。
故选D。
6．ABF
【详解】
为了提高纸带的利用率，同时为了使打点稳定，使用打点计时器时要先接通电源，后释放纸带，故A正确；使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行，故B正确；使用打点计时器过程中需要固定打点计时器，故C错误；每次纸带停止运动后，应先断开电源再取下纸带，故D错误；做完实验后应将纸带保存好，以便数据的处理，故E错误；实验完成后应将器材拆卸如初，并摆放整齐．故F正确；故选ABF.
7．14.0
25.0
0.35
0.42
0.35
【详解】
[1][2]根据刻度尺对应的数据，则有：AC=14.0mm，AD=25.0mm．
[3]打点计时器是根据交变电流的电流方向随时间迅速变化而工作的，打点周期等于交流电的周期，为0.02s；根据平均速度的定义得：在AC间的平均速度
[4]在AD间的平均速度
AC段时间比AD段时间更短，故AC段平均速度与B点瞬时速度更接近；即B点的瞬时速度更接近于0.35m/s．
8．0.34
C
B
0.02
220
不变
【详解】
(1)[1]根据题意可知，打下D点时的瞬时速度
(2)[2]
A．电火花打点计时器使用220V交流电源，故A错误；
B．实验应先接通打点计时器的电源，后释放小车，故B错误；
C．如果打点计时器在纸带上打下的点逐渐由密集变得稀疏，说明相同时间内位移变大，纸带速度由小变大，故C正确；
D．实验中应该选择从离打点计时器较近的位置释放小车，可以充分利用纸带，故D错误。
故选C。
(3)[3]A．点迹越密集的部分长度测量误差越大，故A错误；
B．如果有必要，纸带上的点也可以每2个点选一个计数点，故B正确；
C．在纸带上确定计时起点时，不一定要用打出的第一个点，故C错误；
D．作图象时，要尽量把描出的各点都要连在同一条曲线上，不在同一条直线上的点尽量分布在直线两侧，故D错误；
故选B。
(4)[4][5][6]
电源的频率为时，振针每隔0.02s打一个点，测出长度后可以计算连接小车的速度。电火花打点计时器的工作电压为220
V，当电源电压略大于上述值时，电源频率不变，则打点周期不变，则测出的速度数值与物体速度的真实值一样，即不变。
9．低压交流
接通电源
放开小车
0.02
0.86
0.93
【详解】
(1)[1]电磁打点计时器接低压交流电源。
(2)[2][3]实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源再放开小车。
(3)[4]若所接电源的频率是50Hz，则每隔0.02秒打一个点。
(4)
[5]打点计时器打下D点时小车的瞬时速度
[6]打点计时器打下E点时小车的瞬时速度
10．220
C
刻度尺
【详解】
(1)[1]电火花计时器使用的是220V的交流电源；
(2)[2]
A．使小车运动的加速度大小要适当，选项A错误；
B．先接通电源打点，后释放纸带运动，选项B错误；
C．纸带应放在复写纸下面，选项C正确；
D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动得越慢，选项D错误。
故选C。
(3)[3]要测量小车的速度，除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是刻度尺，用来测量纸带上点迹间距。
11．打点计时器
先做加速度变小的加速运动，后做匀速运动
相邻两墨水滴下的时间间隔T或匀速运动的时间t
秒表
【详解】
（1）[1]．该同学制作的装置相当于物理实验室中的打点计时器。
（2）[2]．依据表格中数据看出，在开始阶段小车在相邻相等时间内的位移之差△x逐渐减小，即小车先做加速度减小的加速运动；后阶段在相等时间内，位移相等，即小车做匀速运动；
（3）[3][4]．要测量小车做匀速运动时的速度，该同学还需要知道的物理量是相邻两墨水滴下的时间间隔T或匀速运动的时间t
，他还需要的测量工具是秒表。
12．低压交流
0.26s
【详解】
[1]电磁打点计时器和电火花打点计时器都是一种计时仪器，电磁打点计时器使用的是低压交流电源，其工作电压一般在6V左右，而电火花打点计时器使用的是220V的交流电源。
[2]当电源的频率是50Hz时，电磁打点计时器每隔0.02s打一次点，从打下A点到打下B点共14个点迹，即为13个时间间隔，故历时
13．0.1
0.0760
0.760
0.950
0.950
【详解】
试题分析：通过纸带相等时间内的位移的变化判断纸带的运动情况．打点计时器的频率为50Hz，每隔0.02s打一个点，根据位移和时间求出平均速度．
解：如图是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后（电源频率为50Hz）得到的纸带，从A点通过计时器到D点通过计时器历时0.1s，
位移为0.0760m，
这段时间内的平均速度为=="0.760"
m/s，
BC段的平均速度为==0.950
m/s，
F点的瞬时速度可以粗略的认为是BC段的平均速度，即大小是0.950m/s．
故答案为0.1；0.0760；0.760；0.950；0.950
【点评】
能够知道相邻的计数点之间的时间间隔，了解打点计时器的构造并能熟练应用，对于一些实验操作细节，要通过亲自动手实验，才能体会具体操作细节的含义．
14．0.02
加速---匀速----减速
0.4
【详解】
试题分析：电磁打点计时器每隔打一个点，从图中可知点迹先是越来越疏，然后间距不变，最后越来越密，故速度先加速，然后匀速，最后又减速；打C点时手拉动纸带的速度约为
考点：考查了打点计时器的使用
【名师点睛】
做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度
15．34
31
【详解】
[1]．由题意可知，零时刻发出第一次超声波，经过0.4秒接收到。
则汽车距离发射源的距离为
从1秒时刻发出第二次超声波，经过0.6秒接收到。则汽车距离发射源的距离为
因此汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为
d=x2-x1=102m-68m=34m
[2]．汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为
则汽车的速度