2.4科学测量：做直线运动物体的瞬时速度测量过关检测练习—福建省2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册（word含答案）

第二章第四节科学测量：做直线运动物体的瞬时速度测量
一、实验题
某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点，推测纸带做_________运动填“加速”或“减速”；
在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度_________；
B点的瞬时速度_________。以上结果均保留两位有效数字
常用的打点计时器有电磁式和电火花式两种，它们都必须使用________填“直流”或“交流”电源才能工作，电火花打点计时器的工作电压为________v；如果使用的电源频率为，则打相邻两点的时间间隔为________s。
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列做法正确的是_____

先使纸带运动，再接通电源
先接通电源，再使纸带运动

将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
某次实验打点计时器使用的交流电的频率为，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点．
推测纸带的运动是_______运动填“加速”或“减速”或“匀速”
在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是______________．
点的瞬时速度为__________．
在“用打点计时器测速度”实验中，电磁打点计时器和电火花计时器都使用__________填“直流”或“交流”电源，电磁打点计时器的工作电压为__________V。如下图为物体做匀加速运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的两点间还有四个点未画出，则每两个点之间的时间间隔为__________s。已知打点计时器接交流50Hz的电源，则打点计时器打出D点时，物体的速度大小为__________，物体运动的加速度大小为____________________计算结果保留二位有效数字。
I电磁打点计时器的电源应是________填“伏直流”或“伏交流”电源；我国电火花打点计时器的工作电压为_______V，实验室使用50HZ交流电源时，打点计时器每隔______秒打一次点。在探究小车速度随时间变化的规律实验中，将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线上：______

拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带

将打点计时器固定在平板上，并接好电路

把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着重量适当的钩码

断开电源，取下纸带

将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔

换上新的纸带，再重复做三次
如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点之间还有4个点未画出，其中，，，，，，则A点处瞬时速度的大小是______，小车运动的加速度的大小是______计算结果都保留两位有效数字
打点计时器是利用______填“直流”或“交流”电源进行的___仪器，若电源频率为50Hz，则它们每隔______秒打一个点。
在“研究匀变速直线运动”实验中，某同学由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上每两个计数点间还有四个点未画出。其中，，，，，。
实验记录的、、、、、六组数据中记录有误的数据是______。用数据前的符号表示，该数据不影响后面的计算结果
小车运动的加速度的大小是______结果保留小数点后面两位
利用以上数据可求得A点的瞬时速度大小为：______结果保留两位有效数字
下图是用纸带拖动小车用打点计时器测定匀变速运动的加速度打出的一条纸带、B、C、D、E为我们在纸带上所选的记数点相邻计数点间的时间间隔为秒．
根据图中数据试求：
小车在打点计时器打下AE两点间的平均速度____________
打点计时器打下B点时小车的瞬时速度，_____________
打点计时器打下D点的瞬时速度_____________
小车的加速度________________．
打点计时器是利用________填“直流”或“交流”电源进行的计时仪器，若电源频率为，则它们每隔________秒打一个点，其中电火花打点计时器所用电压为________伏．
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，每个计数点之间还有4个点未画出。
接通电源与让纸带随物体开始运动，这两个操作的时间关系应当是______
A.先接通电源，再释放纸带
B.先释放纸带，再接通电源
C.释放纸带的同时接通电源
D.不同的实验要求不同
纸带上每两个计数点间的时间间隔是________s．
试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F
5个点时小车的瞬时速度，下表已给出B、D、E、F点的速度，请将求出C点速度并填入下表：
将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并在图中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
根据画出的速度时间图象可求得物体的加速度为______，打下A点时速度为_____。
打点计时器接____填交流、直流电源，当频率是50Hz时，打点计时器每隔____秒打一个点。电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是_______
A.时间间隔
位移
平均速度
瞬时速度
关于打点计时器的使用说法正确的是______
A.电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源
B.在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源
C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快
在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示，是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G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。试求BD、DF两个过程的平均速度________；________。结果保留两位有效数字
某同学用图1所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
实验中，除打点计时器含交流电源、纸带、复写纸、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是______选填选项前的字母。
A.刻度尺秒表天平 D、弹簧测力计
下列实验步骤的正确顺序是______用字母填写
A.关闭电源，取下纸带
B.
将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
C.
把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
D.
接通电源后，放开小车
实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取O、A、B、C、若干个计数点，利用实验数据计算出打点时小车的速度v，以v为纵坐标，t为横坐标，做出如图3所示的图象。根据图象求出小车的加速度______保留3位有效数字
打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图1甲、乙所示是高中物理实验中常用的两种，请回答下面的问题：
甲图是______打点计时器，电源采用的是______。
乙图是______打点计时器，电源采用的是______。
在“练习使用打点计时器的实验中”，记录的纸带如图2所示，图中前几个点模糊不清，从A点开始每5个点取1个计数点，则小车通过D点时速度是______ ，小车运动的加速度是______ 打点计时器的电源频率是50 。
答案和解析
1.【答案】加速运动
【解析】
【分析】
本题主要考查探究小车速度随时间的变化规律及纸带的处理，解决本题的关键在于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．
知道相邻的计数点之间的时间间隔相等．根据纸带上相邻点的距离间隔判断小车的运动情况。
应用平均速度公式求出平均速度。
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时小车的瞬时速度大小。
【解析】
从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为，每隔纸带运动的位移分别是、、、、，说明纸带做加速运动。
、F间纸带运动的平均速度为。
点的瞬时速度可以用AC段的平均速度表示，则。
故答案为加速运动
2.【答案】交流，220，
；

；
加速 ；；；
【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．
要了解电火花打点计时器，对于基本实验仪器，要会正确使用，了解其工作原理，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．
【解答】
电火花计时器是测量速度的仪器，必须使用交流电源，电火花计时器的工作电压是220V，如果使用的电源频率为，打点的时间间隔均为．
故答案为：交流，220，．
【分析】
为了更好的打点，应先接通交流电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。另外，将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处。
本题考查了实验器材的选择，关键知道实验的原理和步骤，要加强实验的实际操作，不能单凭背实验来解答实验问题。
【解答】
为了更好的打点，应先接通交流电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。另外，将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故
BD正确，AC错误。
故选BD。
【分析】
根据相等时间的位移大小判断加速还是减速；根据平均速度的定义求解平均速度；根据AC段平均速度求解B点瞬时速度。
本题考查了打点计时器的应用以及根据纸带求物体运动的速度，知道实验原理是解题的关键点。
【解答】
从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为，每隔纸带运动的位移分别是、、、、，说明纸带做加速运动。
、F间纸带运动的平均速度为
点的瞬时速度可以用AC段的平均速度表示，故
故答案为：加速 ；；；
3.【答案】交流，
，，
【解析】
【分析】
打点计时器使用交流电源，电磁打点计时器使用低压交流电源，电火花计时器使用220V电源。
根据匀变速直线运动的推论求出瞬时速度与加速度。
本题考查了打点计时器的使用预实验数据处理，应用匀变速直线运动的推论可以求出瞬时速度与加速度，掌握基础知识是解题的关键，要注意基础知识的学习与积累。
【解答】
电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源；只是电磁打点计时器由学生电源供电，工作电压 。
相邻的点间还有四个点未画出，计数点间的时间间隔：，
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则，
由匀变速直线运动的推论：可知，加速度：。
故答案为：交流， ；，，。
4.【答案】伏交流
220伏
秒

或

；
【解析】
I【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，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去操作，深刻了解具体操作细节的含义，同时注意电火花计时器和电磁打点计时器在电压上的不同。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
【解答】
解：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仪器，电磁打点计时器的工作电压是，电火花计时器工作电压220V，交流电源的频率是50Hz，那么它每隔打一次点；
故答案为：伏交流
220伏
秒
II【分析】
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中应联系实际做实验的过程，结合注意事项：使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动，断开电源；选出合适的顺序。
本题考查了实验的具体操作细节，要加强实验的实际操作，不能单凭背实验来解答实验问题。
【解答】
在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，应先把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，然后把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路，再把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面，把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码，使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动，断开电源，取出纸带，最后换上新的纸带，再重做两三次。根据上面的过程可知步骤为：BCEADF。
故答案为：BCEADF
III【分析】
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，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A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．
【解答】
利用匀变速直线运动的推论得：
由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，得：
小车运动的加速度计算表达式为： ，代入数据得：。
故答案为：；
5.【答案】交流；计时；；；；。
【解析】
【分析】
若电源频率为50HZ则它们每隔秒打一个点，打点计时器使用交流电源；
实验时应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带，在匀变速直线运动中，时间中点的速度等于该过程中的平均速度，根据逐差法可以得出加速度。
本题考查了有关纸带处理的基本知识，理解打点计时器的工作原理、电压、打点时间间隔、计数点间的时间间隔，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。要注意单位的换算和有效数字的保留。
【解答】
打点计时器是利用交流电源进行的计时仪器，若电源频率为50HZ，则它们每隔秒打一个点。
刻度尺的最小刻度为1mm，要估读一位，所以读数都2位小数，所以数据中记录有误的数据是；
为了减小偶然误差，采用逐差法处理数据，有：



为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：
解得：，
代入数据得：，
根据中点时刻的速度等于该过程中的平均速度得：；
故答案为：交流；计时
；；；。
6.【答案】 ；
；
；
【解析】
【分析】
根据平均速度的公式，根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，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、D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】
解：根据平均速度的公式：
；
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
；
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D点时小车的瞬时速度大小
；
根据匀变速直线运动的推论公式，有：
。
故答案为： ；
；
；
。
7.【答案】交流

220

【解析】
【分析】
根据打点计时器的使用电源及打点周期分析即可；
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C点时小车的瞬时速度大小；
用描点法画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
根据图像的斜率求解加速度，再根据纵截距求解打A点的瞬时速度；
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．
要注意单位的换算和有效数字的保留。
【解答】
打点计时器是利用交流电源；电火花打点计时器所用电压为220伏；
已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为。
在具体使用时，为了提高纸带的利用率，同时也是为了使打点更稳定，操作中要求先接通电源开始打点，然后释放纸带，故A正确，BCD错误；
故选A。
每两个相邻计数点之间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔。
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，
将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线
图像的斜率表示加速度
图像的纵截距表示打下A点的速度，故
故答案为交流


8.【答案】交流；；；；；
【解析】
【分析】
了解打点计时器的原理和具体使用，尤其是在具体实验中的操作细节要明确，要知道打点计时器的打点频率和周期的含义和关系。
了解打点计时器的工作原理，就能够熟练使用打点计时器便能正确解答；
依据平均速度等于位移除以时间，即可求解BD、DF两个过程的平均速度。
【解答】
打点计时器是使用交流电源的仪器，其打点周期与交流电的周期相同，若交流电频率为50赫兹，则其打点周期为；
只看纸带不知道时间间隔，故A错误；
B.位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离就得了，故B正确；
C.平均速度的求解需要运用物理公式，故C错误；
D.瞬时速度的求解需要运用匀变速直线运动的公式，故D错误。
故选B；
电磁打点计时器使用的是6V以下的交流电源，故A错误；
B.实验过程应先接通电源，后释放纸带，否则在纸带上留下的点很少，不利于数据的处理和减小误差，故B错误；
C.打点的时间间隔取决于交流电压的频率，电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；
D.纸带上打的点越密，说明相等的时间间隔位移越小，即物体运动的越慢，故D错误。
故选C；
因相邻计数点间的时间间隔为；
依据平均速度，那么BD、DF两个过程的平均速度：
；
同理，。

9.【答案】；；
【解析】
【分析】
此题主要考查纸带的处理问题，要注意实验原理、操作细节，单位的换算；同时注意速度时间图象的应用，要明确斜率、截距的含义，加强数学知识在物理中的应用。根据实验原理找出需要的实验器材；
根据实验原理确定操作过程的顺序；
当速度与时间图象是过原点的直线时，则说明小车做匀变速直线运动，斜率表示小车的加速度。
【解答】
在下列仪器和器材中，还需要刻度尺，来测量各点的位移大小，从而算出各自速度大小，不需要秒表、天平和弹簧测力计，故A正确，BCD错误；
故选A。
安排实验步骤要本着先安装器材，然后进行实验的思路进行，一般每完成一次实验，都要进行重复实验，实验步骤要符合逻辑，不能颠三倒四的。
故顺序为：CBDA；
由图象斜率可求得小车的加速度为：
。
故答案为：；；。
10.【答案】电磁， V低压交流电源；电火花，220 V交流电源；，。
【解析】
【分析】
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。
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D点时小车的瞬时速度大小。根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小。
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。
【解答】
甲图是电磁打点计时器，使用交流电源的计时仪器，工作电压；
乙图是电火花打点计时器，工作电压是220V交流电源；
在研究物体的运动性质时，在时，通常用一段时间的平均速度代替中间时刻的瞬时速度，
由题意知相邻两计数点的时间间隔为： s

逐差法求解：
。
故答案为：电磁， V低压交流电源；电火花，220 V交流电源；，。
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