1.4测量直线运动物体的瞬时速度课时作业--2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册（含答案）

粤教版高一物理必修第一册课时作业
第四节 测量直线运动物体的瞬时速度
一、选择题
1、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6 V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，说明物体运动得越快
2．关于数字计时器的说法正确的是(　　)
A．数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间
B．数字计时器能记录物体通过一个光电门的位移
C．数字计时器能记录物体先后两次经过光电门之间的时间
D．数字计时器不能记录物体先后两次经过光电门之间的时间
3、打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这条纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是(　　)
A．T＝0.1 s，t＝NT
B．T＝0.05 s，t＝(N－1)T
C．T＝0.02 s，t＝(N－1)T
D．T＝0.02 s，t＝NT
4、关于打点计时器的使用,下列说法正确的是（ ）
A.电磁打点计时器使用的是4~6 V的直流电源
B.在使用打点计时器时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.记录在纸带上的点反映了运动物体各个时刻的位置
D.纸带上的点越密集,说明物体运动得越快
5、下列选项中是打点计时器打出的四条纸带，其中表示物体做匀速直线运动的是(　　)
6、 (多选)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是(　　)
A．先接通电源，后释放纸带
B．电火花打点计时器使用的是220 V交流电源
C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越长
D．先释放纸带或先接通电源都可以
7、(多选)下列关于打点计时器的说法中，正确的是(　　)
A．使用的交流电的频率如果不是50 Hz，打点计时器的打点周期依然是0.02 s
B．电火花计时器是利用火花放电的原理来工作的
C．我国中学实验室用的打点计时器直接接到实验台的插座上使用，这种打点计时器是电磁打点计时器
D．从减小实验误差的角度考虑，选电火花计时器比电磁打点计时器好
8、（多选）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．物体在不同时间内的位移
D．物体在不同时刻的速度
9、(多选)对电磁打点计时器和电火花打点计时器的有关说法中，正确的是(　　)
A．电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉
二、非选择题
10、如图所示用光电计时器研究物体的直线运动.1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2 s、2.00×10－2 s．则：
(1)能否由此确定滑块由光电门1运动到光电门2的时间？
(2)滑块通过光电门1时和通过光电门2时相比较，通过哪个位置时更快一些？
11、用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示装置，研究木块沿斜面下滑的速度变化．所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器(含纸带)、学生电源、米尺、铁架台及导线、开关等，图乙是打点计时器打出的一条纸带，纸带旁还给出了最小刻度为1 mm的刻度尺，刻度尺的零刻度线与O点对齐，A、B、C、D为四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未标出，打点计时器所用交流电源的频率是50 Hz.
(1)计数点A到O点的距离是________ mm.
(2)根据纸带可看出木块下滑的速度v的变化情况是________．
12、电火花计时器是一种使用 (填“直流”或“交流”)电源的计时仪器,它的工作电压是 V。当电源频率是50 Hz时,它每隔 s打一次点。
13、在“测量沿斜面运动小车的瞬时速度”的实验中。
(1)实验室提供了以下器材:电火花计时器、一端垫高的长木板、小车、纸带、刻度尺、交流电源、停表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是 ;
(2)按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上 。
A.把穿过电火花计时器的纸带固定在小车后面
B.把电火花计时器固定在木板被垫高的一端,并连好电路
C.换上新的纸带,再重做两次实验
D.把长木板平放在实验桌上,并将远离桌边的一端垫高
E.使小车停在靠近电火花计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动
F.断开电源,取出纸带
14、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(交流电源频率是50 Hz),在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,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0.1 s。(计算结果保留3位有效数字)
(1)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,下列选项中:
A.时间间隔 B.位移
C.平均速度 D.瞬时速度
我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ,测量得到的物理量是 ,通过计算能得到的物理量是 。
(2)根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1 s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,各个速度值如下表。
vB vC vD vE vF
数值/(m·s-1) 0.400 0.479 0.560 0.640 0.721
以打A点时为计时零点,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。
15、像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是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物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示,则
甲
乙
丙
(1)读出挡光片的宽度为d= cm;
(2)滑块在牵引力作用下通过光电门,配套的数字毫秒计记录了它通过光电门的时间为t,由公式v=可得到滑块通过光电门的速度v。但实质上v是滑块通过光电门的 ,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将挡光片的宽度 (填“增大”或“减小”)一些。
16、研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两计数点之间还有4个计时点未画出．
(1)部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带；
B．接通电源，等打点计时器工作稳定后放开小车；
C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连；
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔．
上述实验步骤的正确顺序是________(用字母填写)．
(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝________ s.
(3)计数点5对应的瞬时速度大小的计算式为v5＝________.
答案与解析
1、C
解析：打点计时器使用的是交流电源，其中电磁打点计时器的工作电压是4～6 V，电火花计时器的工作电压是220 V，A错误；使用的交流电源频率f越高，打点的时间间隔Δt就越小(因Δt＝)，C正确；使用时先接通打点计时器的电源，再让物体运动，B错误；物体运动得越快，纸带上打的点就越稀疏，D错误．
2．C
解析：数字计时器既可记录物体通过一个光电门的时间，也可记录物体先后两次经过光电门之间的时间，但不能记录物体经过一个光电门的位移，故选项C正确．
3、C
解析：电源频率f＝50 Hz，则相邻点间的时间间隔T＝＝ s＝0.02 s，纸带上共打出N个点，则有(N－1)个时间间隔，即t＝(N－1)T，故C正确．
4、C
解析：电磁打点计时器使用的是4~6 V的交流电源,A错误;在使用打点计时器时,先接通打点计时器的电源,后让物体运动,B错误;打点计时器每隔一定的时间打下一个点,因而点迹记录了物体运动的时间,同时也记录了物体在各个时刻的位置和某段时间内的位移,C正确;纸带上的点越密集,说明相等的时间内发生的位移越小,即被测量的物体运动得越慢,D错误。
5、B
解析：匀速直线运动中，相等位移所用的时间相等．打点计时器打出的点与点之间的时间都相同，只要点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速直线运动，故B正确．
6、AB
解析：为了增加纸带的使用率，应先接通电源，后释放纸带，A正确，D错误；电火花打点计时器使用的是220 V交流电源，故B正确；因为T＝，所以使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越短，C错误．
7、BD
解析：打点计时器的周期等于频率的倒数，使用交流电的频率如果不是50 Hz，则打点的周期不再是0.02 s，故A错误；我国使用的是220 V交流电，所以直接接到实验台的插座上使用的打点计时器应该是电火花计时器，选项C错误；电火花计时器利用的是火花放电的原理来工作的，使用时摩擦较电磁打点计时器小，有利于减小实验误差，选项B、D正确．
8、AB
解析：电磁打点计时器是一种利用交流电源的计时仪器，工作电压为6 V，工作频率为50 Hz，周期为0.02 s．电火花打点计时器和电磁打点计时器都是每隔0.02 s在纸带上打一次点，因此打在纸带上的点迹可直接反映物体的运动时间，故A正确；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；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，再根据速度公式可算出物体在某段时间内的速度，但这些量不是纸带上的点迹直接记录的，故C、D错误．
9、AB
解析：电磁打点计时器使用6 V的交流电，电火花打点计时器使用220 V的交流电，A正确；两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决定，B正确；电火花打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉，C错误；电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，D错误．
二、非选择题
10、解析：(1)光电计时器显示的挡光时间为滑块各自通过光电门1、光电门2的时间，不能由此确定滑块由光电门1运动到光电门2的时间．
(2)滑块宽度一定，滑块通过光电门时挡光时间越短，滑块运动得越快．
答案：(1)不能
(2)通过光电门2时更快些．
11、解析：(1)因为本实验刻度尺最小刻度为1 mm，根据读数原则应估读到0.1 mm，所以A到O点的距离是105.0 mm.(2)由题中数据知相同时间内木块的位移逐渐变大，所以速度变大．
答案：(1)105.0
(2)变大
12.答案：交流　220　0.02
解析：电火花计时器是一种计时仪器,它使用的是交流电源,工作电压为220 V。当电源频率是50 Hz时,周期为T== s=0.02 s,即它每隔0.02 s打一次点。
13.答案：(1)弹簧测力计、停表
(2)DBAEFC
解析：(1)在本实验中不需要测量力的大小,因此不需要弹簧测力计。电火花计时器打出的纸带记录了小车的运动时间,因此不需要停表。
(2)在“测量沿斜面运动小车的瞬时速度”的实验中,应先把长木板平放在实验桌上,并将远离桌边的一端垫高,然后把电火花计时器固定在长木板被垫高的一端,并连好电路,再把穿过电火花计时器的纸带固定在小车后面,使小车停在靠近电火花计时器处,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,再重做两次。
根据上面的过程可知步骤为DBAEFC。
14.答案　(1)A　B　CD
(2)如图所示
解析:(1)纸带上任意相邻的两点间的时间间隔与交流电源的周期相同,所以可以从纸带上直接得到的物理量是时间间隔;利用刻度尺可测量计数点间的距离,即测量得到的物理量是位移;利用速度公式计算出的有平均速度和瞬时速度。
(2)利用得到的各点的瞬时速度在坐标系中描点连线,连线时用直线拟合各点,不在直线上的点要分居直线两侧,图像见答案。
15.答案:(1)1.20
(2)平均速度　减小
解析:(1)挡光片的宽度为d=1.70 cm-0.50 cm=1.20 cm。
(2)根据公式v=计算得到的是t时间内的平均速度,只有当t→0时,v才是瞬时速度,光电门测得的时间虽然比较短,但计算得出的速度还是平均速度。
要使测得的速度更接近瞬时速度,应减小挡光片的宽度。
16、解析：(1)实验步骤的正确顺序是DCBA.
(2)相邻两计数点之间有4个计时点未画出，故T＝0.02×5 s＝0.1 s.
(3)用一小段时间内的平均速度替代瞬时速度，即v5＝.
答案：(1)DCBA
(2)0.1
(3)