2018-2019学年高一物理新人教版必修1试题：第1章 运动的描述 第4节 实验 用打点计时器测速度

第4节　实验:用打点计时器测速度
1.(2017·大同第一中学月考)一同学在练习使用电磁打点计时器时,纸带上打出的不是圆点,而是如图所示的一些短线这可能是因为(　D　)
A.打点计时器错接在直流电源上
B.电源电压不稳
C.电源频率不稳定
D.振针压得过紧
解析:若打点计时器接在直流电源上,打点计时器不打点,选项A错误;点痕的轻重和电源电压不稳有关,电源电压不稳不会导致短线,选项B错误;电源频率不稳,只会影响打点的时间间隔,不会影响点的形状,不会造成短线,选项C错误;振针压得过紧,振针和纸带接触时间过长,可能造成短线,选项D正确.
2.(2017·嘉兴质检)在实验中,某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示,要求测出D点的瞬时速度.本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度,下列几种方法中最准确的是(　D　)
A.vD=,Δt1=0.10 s B.vD=,Δt2=0.06 s
C.vD=,Δt3=0.10 s D.vD=,Δt4=0.04 s
解析:求D点的瞬时速度,最准确的应是包含该点的最短的一段间隔的平均速度.题中间隔CE最好,选项A,B错误;选项C中时间间隔数据错误,CE间的时间间隔应为0.04 s,选项D正确,C错误.
3.(2017·长沙高一检测)电火花计时器通常的工作电压为　　　　伏,实验室使用我国民用电时,每隔　　　　秒打一次点;如图所示纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的,纸带的左端先通过电火花计时器,从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是　　　　(选填“速度减小”或“速度增大”).若所用电源的频率为50 Hz,从打下A点到打下B点共14个点迹,历时　　　　s. ?
解析:电火花计时器通常的工作电压为交流220伏,实验室使用我国民用电时,每隔0.02秒打一次点;相等时间内纸带右侧位移大于左侧位移,说明右侧的速度大于左侧的速度,即物体做速度增大的运动.又因从打下A点到打下B点共14个点迹,即A到B共有13个时间间隔,所以共用时t=13×T=0.26 s.
答案:交流220　0.02　速度增大　0.26
4.(2017·陕西宝鸡中学高一月考)(1)电磁打点计时器使用的电源应是　　　　(填“交流4～6 V”或“交流220 V”),实验室使用我国民用电(频率50 Hz)时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为　　　　秒.?
(2)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,并取其中的A,B,C…七个点进行研究,这七个点与刻度尺标度的对应情况如图所示.
可求出A点到D点的距离是　　　　cm.?
(3)由实验数据可得A点到D点的平均速度是　　　　m/s;B点的瞬时速度是　　　　m/s.(结果保留两位有效数字)?
解析:(1)电磁打点计时器使用的是4～6 V的低压交流电,如果每相
邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为T=5× s=0.1 s.
(2)刻度尺为毫米刻度尺,分度值为1 mm,故由图可知,AD之间的距离为4.10 cm.
(3)由v=可得AD间的平均速度为vAD===0.14 m/s;
从图中可知AC间的距离为2.50 cm,用AC间的平均速度可以较精确地表示B点的瞬时速度,即B点的瞬时速度是
vB===0.13 m/s.
答案:(1)交流4～6 V　0.1 s　(2)4.10　(3)0.14　0.13
5.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.现利用图(乙)所示装置测量速度,(乙)图中MN是水平桌面,PQ是长1 m左右的木板,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与光电门连接的光电计时器没有画出.此外,在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤.让滑块d从木板的顶端滑下,光电门1,2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s,滑块d的宽度为0.5 cm.则滑块通过光电门1的速度v1=
　　　　m/s,滑块通过光电门2的速度v2=　　　　m/s.?
解析:滑块通过光电门1的时间是t1=5.0×10-2s,位移是x1=0.5 cm=
5×10-3m,平均速度==0.1 m/s,所以滑块通过光电门1的速度v1=
=0.1 m/s.同理,滑块通过光电门2的速度v2==0.25 m/s.
答案:0.1　0.25
6.在“用打点计时器测速度”的实验中,如图给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0,1,2,3,4,5,6都为计数点.测得x1=
1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.38 cm,x4=2.88 cm,x5=3.39 cm,x6=3.87 cm.那么:
(1)在计时器打出计数点4时,小车的速度是多少?
(2)在平面直角坐标系中作出速度-时间图像,并分析小车的速度如何变化.
解析:(1)打点4时的速度,可用3,5两点间的平均速度表示,而t=2×0.1 s=0.2 s,则v4===31.35 cm/s.
(2)用(1)中的方法,分别计算出1,2,…各点速度见下表
位置
1
2
3
4
5
速度v(cm/s)
16.50
21.40
26.30
31.35
36.30
将各时刻速度及对应时间在vt中描点,并过这些点作图线,得到速度—时间图像如图所示.
由图像可知小车速度均匀增加.
答案: (1)31.35 cm/s　(2)见解析