学业分层测评(三)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．(多选)对电磁打点计时器和电火花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
【解析】 电磁打点计时器使用6 V的交流电，电火花计时器使用220 V的交流电，A对；两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决定，B对；电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉，C错；电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，D错．
【答案】 AB
2．(多选)使用打点计时器时应注意( )
A．无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面
B．使用电磁打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带，使用电火花打点计时器时可以先拉动纸带，再接通电源
C．使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
D．打点计时器只能连续工作很短时间，打点之后要立即关闭电源
【解析】 由实验步骤知C、D正确．
【答案】 CD
3．根据电磁打点计时器的工作原理可知，影响其打点周期的主要因素是( )
A．振片的长度 B．振针的长度
C．电源的频率 D．电源的电压
【解析】 打点计时器的周期由电源的频率决定．我国交流电的频率是50 Hz，所以打点周期为 s＝0.02 s.
【答案】 C
4．接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间关系是( )
A．先接通电源，后让纸带运动
B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源
D．先让纸带运动或先接通电源都可以
【解析】 应先接通电源，后让纸带运动，其原因是：刚接通电源时计时器打点并不稳定，打出的点误差大，所以A正确．
【答案】 A
5．一打点计时器在纸带上依次打出A、B、C、D、E、F等一系列的点，测得AB＝11.0 mm，AC＝26.5 mm，AD＝40.0 mm，AE＝48.1 mm，AF＝62.5 mm.根据测量数据，下列关于物体在AF段运动速度的判断正确的是( )
A．速度不变
B．速度越来越大
C．速度越来越小
D．速度先变大再变小后变大
【解析】 AB＝11.0 mm，BC＝AC－AB＝15.5 mm，CD＝AD－AC＝13.5 mm，DE＝AE－AD＝8.1 mm，EF＝AF－AE＝14.4 mm，物体在AF段运动速度先变大再变小后变大．
【答案】 D
6．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹，下列关于纸带上点迹的说法中错误的是( )
A．点迹记录了物体运动的时间
B．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状
D．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况
【解析】 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，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状．
【答案】 C
7．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
【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，C正确．
【答案】 C
8．如图1-3-4为某同学使用打点计时器所得到的一条纸带．图中前几个点模糊，因此从O点开始每隔4个点取一个计数点．试根据纸带判断以下说法正确的是( )
图1-3-4
A．左端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.02 s
B．左端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.1 s
C．右端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.02 s
D．右端与物体相连，相邻两计数点时间间隔为0.1 s
【解析】 由物体刚开始运动时速度比较小，点迹比较密集，可判断纸带左端与物体相连．由交流电频率为50 Hz，知相邻两记时点时间间隔为0.02 s，每隔4个点取一个计数点，计数点间的时间间隔Δt＝5T＝0.1 s．故B项正确．
【答案】 B
[能力提升]
9．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1-3-5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.
图1-3-5
【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
10．在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤，其中错误的步骤是_______，有遗漏的步骤是_______．
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下端悬挂适当的钩码
D．取下纸带
E．放手，使小车在平板上运动
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后按合理序号排列____________．
【解析】 合理的步骤如下：
B．将打点计时器固定在平板的一端，并接好电路
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下端悬挂适当的钩码
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，接通电源
E．放手，使小车在平板上运动
D．断开电源，取下纸带
【答案】 AB D BFCAED
11．如图1-3-6所示为一打点计时器所打的纸带，由0到1、2、3、…计数点的距离分别用d1、d2、d3、…表示，初时刻0到1、2、3、…计数点的时间分别用t1、t2、t3、…表示，测量出d1、d2、d3、…的值，如表所示．假如打点计时器所用的交流电频率为50 Hz，相邻两计数点的时间间隔为多少？在这五段时间内位移与时间有什么对应关系？
图1-3-6
距离
d1
d2
d3
d4
d5
测量值(cm)
1.75
2.90
3.80
4.50
5.00
【解析】 比较相同时间内物体发生的位移，可知每相邻两计数点的时间间隔均为t＝3×0.02 s＝0.06 s，每相邻两计数点的间距如下表所示：
d1
d2－d1
d3－d2
d4－d3
d5－d4
1.75 cm
1.15 cm
0.90 cm
0.70 cm
0.50 cm
由上表可知随着时间的推移，位移在不断地增大，但相同时间内发生的位移越来越小，说明物体运动越来越慢．
【答案】 0.06 s 相同时间内发生的位移越来越小
12．如图1-3-7所示，一个同学左手拿着一个秒表，右手拿着一枝彩色画笔，当他的同伴拉着一条宽约5 mm的长纸带，使纸带在他的笔下沿着直线向前移动，每隔1 s他用彩色画笔点击纸带，在纸带上点一个点，如图1-3-8所示，连续点了6个点，量得s1＝5.18 cm，s2＝4.40 cm，s3＝3.62 cm，s4＝2.78 cm，s5＝2.00 cm.
图1-3-7
图1-3-8
问：(1)相邻两点间的时间间隔为多少？
(2)如果纸带移动得更快一些，纸带上的点迹会发生怎样的变化？
(3)如果纸带移动的比原来快一些，要想纸带上点迹疏密程度和原来一样，应采取怎样的措施？
【解析】 本题中，画笔起着打点计时器的作用．
(1)相邻两点间的时间间隔就是画笔在纸带上画点的时间间隔为1 s.
(2)物体运动加快，一定时间内的位移必定增加，相邻两点间的距离就代表相等时间内的位移，所以点迹会变稀疏．
(3)物体运动的快了，点迹疏密程度还和原来一样．所用的时间一定减少．所以拿彩笔点点的同学应使点点的时间间隔更短些，即频率要加大．
【答案】 (1)1 s
(2)变稀疏
(3)使点点间隔的时间更短些(或加大点点频率)
第一章 运动的描述
第三节 记录物体的运动信息
A级 抓基础
1．(多选)在“使用打点计时器测速度”的实验中，除电源、纸带外，还需选用的仪器是( )
A．停表 B．刻度尺
C．速度计 D．打点计时器
解析：由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔，故不需要停表，再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度，故不需要速度计．实验中需要用刻度尺测量纸带上各点间的位移．
答案：BD
2．(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源
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C．电火花打点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
解析：电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，电火花打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉，所以C、D错误．
答案：AB
3．(多选)当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹，下列说法正确的是( )
A．点迹记录了物体运动的时间
B．点迹记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移
C．点在纸带上的分布情况反映了物体的形状
D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
解析：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，故A正确；同时也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移，故B正确；点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状，故C错误；根据对C选项的论述可知，D正确；故选ABD.
答案：ABD
4．(多选)下列关于打点计时器的说法中正确的是( )
A．电磁打点计时器是利用振针上下振动，通过复写纸在纸带上留下一行小点
B．电火花打点计时器是利用火花放电的原理来工作的
C．我国中学实验室中的打点计时器直接接到实验台上的插座上使用，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，选电火花打点计时器较电磁打点计时器好
解析：根据电磁打点计时器和电火花打点计时器的构造知，选项AB正确；我国使用的是220 V交流电，所以直接接到实验台上的插座上使用的打点计时器应该是电火花打点计时器，选项C错误；电火花打点计时器由于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的要小，有利于减小实验误差，选项D正确．
答案：ABD
5．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
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，C正确．
答案：C
6．如图所示是一位同学使用打点计时器得到的两条纸带，他将两条纸带(甲、乙)上下并排放在一起进行比较，在图中A、B两点之间，两条纸带(甲、乙)运动的时间之比是( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶2 D．无法比较
解析：假设打点计时器使用的是频率为50 Hz的交流电源，纸带上每打出两个相邻点所经历的时间为0.02 s，所以纸带甲、乙上 A、B两点间时间之比为＝＝，选项B正确．
答案：B
[B级 提能力]
7．一打点计时器在纸带上依次打出A、B、C、D、E、F等一系列的点，测得AB＝11.0 mm，AC＝26.5 mm，AD＝40.0 mm，AE＝48.1 mm，AF＝62.5 mm.根据测量数据，下列关于物体在AF段运动速度的判断正确的是( )
A．速度不变
B．速度越来越大
C．速度越来越小
D．速度先变大再变小后变大
解析：根据题意AB＝11.0 mm，AC＝26.5 mm，AD＝40.0 mm，AE＝48.1 mm，AF＝62.5 mm.可知，AB＝11.0 mm，BC＝15.5 mm，CD＝13.5 mm，DE＝8.1 mm，EF＝14.4 mm；因各段时间相等，但各段位移先变大，然后再变小，后变大，故速度先变大再变小后变大，选项D正确．
答案：D
8．如图所示是电火花计时器的示意图．电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源，当电源的频率是50 Hz时，每隔________s打一次点．其工作时的基本步骤包括如下几步：
A．当纸带完全通过电火花计时器后，立即关闭电源
B．将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座
C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器
D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动
正确的顺序是：________(填字母序号)．
解析：电火花计时器的工作电压是220 V交流电，频率为50 Hz时，打点时间间隔为0.02 s，工作时，应先接通电源后释放纸带，并且打完纸带后应立即关闭电源，所以正确的顺序是CBDA.
答案：交流 0.02 CBDA
9．如图所示，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，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AC间的平均速度为________m/s，纸带在AD间的平均速度为________m/s；B点的瞬时速度更接近于________m/s.(计算结果均保留两位小数)
解析：AC＝14.0 mm，AC间的平均速度为：＝ m/s＝0.35 m/s；AD＝25.0 mm，AD间的平均速度为：＝ m/s＝0.42 m/s.对于B点的瞬时速度，AC段所取的位移间隔更小，更能接近B点的真实速度，即B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.
答案：14.0 25.0 0.35 0.42 0.35
10．用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度．滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽度为3.0 cm，试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小．
解析：滑块通过光电门的时间极短，可以用短程内的平均速度来表示该点的瞬时速度．滑块通过第一个光电门的瞬时速度v1＝＝≈0.10 m/s；滑块通过第二个光电门时的瞬时速度v2＝＝≈0.27 m/s.
答案：0.10 m/s 0.27 m/s
