高中物理人教版必修1课后练习 1.4实验：用打点计时器测速度 Word版含解析

一、单项选择题
1．在“用打点计时器测速度”的实验中，根据打出点的纸带判断运动是匀速直线运动还是变速直线运动时(　D　)
A．应通过测量纸带表示的运动的全路程来判断
B．必须通过计算任意两点间的平均速度来判断
C．必须通过计算全程的平均速度来判断
D．可以通过测量每相邻两点间的距离，看是否都相等来判断
解析：判断是否为匀速直线运动，就是比较在任意相等时间内通过的位移是否相等(在实验误差允许范围内)，若相等则是匀速直线运动，若不相等则不是匀速直线运动，选项D中，相邻两点间的时间相等，因此D正确；不必测量全路程，A错误；也没必要计算全程的平均速度或任意两点间的平均速度，B、C错误．
2．质点做直线运动的v－t图象如图所示，表示质点做匀速直线运动的是(　A　)
解析：匀速直线运动的速度大小、方向都不变，A对，B、C、D都错．
3．如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动(　B　)
解析：在相同的时间内发生的位移相同，物体做匀速直线运动，而打点计时器每隔一定时间打一个点，时间间隔相同，若做匀速直线运动，其点与点之间的间距应相同，由此可知B正确．
4．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＝0.14 s　　　　 B.＝vD，Δt2＝0.06 s
C.＝vD，Δt3＝0.1 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与该点相邻的两点之间的平均速度．C错在时间间隔上，CE间的时间间隔应为0.04 s.
二、多项选择题
5．在练习使用打点计时器实验中，用“图象法”处理实验数据时，为了减小误差(　BD　)
A．应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些
B．应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些
C．为使图线通过每个实验数据点，应使图线画成折线
D．应使图线画成直线或光滑曲线，让实验数据点大致均匀分布在图线两侧，对于个别离线较远的点可以舍去
解析：用“图象法”处理实验数据时，纵、横坐标每单位长度表示的数值越小，图上数据点间的距离越大，测量误差越小，选项B正确，A错误；根据数据点描图时，应使图线画成直线或光滑曲线，并且让实验数据点大致均匀分布在图线两侧，对于个别离线较远的点可以舍去，不能将图线画成折线，选项D正确，C错误．
6．在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是(　ACD　)
A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量小些
C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D．适当增加挂在细绳下钩码的个数
解析：选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A项正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B错，D对；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C项正确．
7．如图所示为某次实验中打出的一条纸带，图中O为小车运动的起始点，O点到A点之间点迹密集且有部分点不清晰．A、B、C、D、E、F、G为所选取的计数点，相邻两个计数点之间有4个点未画出，电源频率为50 Hz，用毫米刻度尺测量可得(　CD　)
A．从O点到F点运动的时间为6×0.1 s
B．从O点到F点运动的时间为6×0.02 s
C．从A点到F点运动的平均速度AF＝＝
D．通过测量xOG的长度，可知小车从O到G的位移大小
解析：因OA之间所打点的情况未知，也就不能确定从O点到F点运动的时间，选项A、B错误；由题意，相邻计数点间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，则从A点到F点运动的平均速度AF＝＝，选项C正确；OG之间的长度，等于小车从O到G的位移大小，选项D正确．
三、非选择题
8．使用电火花打点计时器分析物体运动情况的实验中：
(1)在如下基本步骤中，正确的排列顺序为ABDEC.
A．把电火花打点计时器固定在桌子上
B．安放纸带
C．松开纸带让物体带着纸带运动
D．接通220 V交流电源
E．按下脉冲输出开关，进行打点
(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，还要检查墨粉纸盘是否夹在纸带之间．
解析：电火花打点计时器的特点是：打点是靠放电针和墨粉纸盘之间火花放电来实现的，故其操作步骤和电磁打点计时器是相仿的，墨粉纸盘应套在纸盘轴上，目的是使它可以转动，均匀地被利用．墨粉纸盘夹在两条白纸带之间，目的是使墨粉纸盘可以更好地转动．
9．在“用打点计时器测速度”的实验中，如图是一条记录小车运动情况的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E 5个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接在220 V、50 Hz的交流电源上．
(1)由纸带上的数据计算vB＝1.38 m/s，vC＝2.64 m/s，vD＝3.90 m/s.
(2)在如图所示坐标系中作出小车的v－t图线(以打A点时开始计时)．(此题计算结果均保留三位有效数字)
答案：见解析
解析：(1)由题意知，相邻两计数点间的时间为T＝0.1 s.
vB＝＝ m/s＝1.38 m/s；
vC＝＝ m/s＝2.64 m/s；
vD＝＝ m/s＝3.90 m/s.
(2)图象如图所示
10．如图所示是某同学在做变速直线运动实验中获得的一条纸带．
(1)已知打点计时器电源的频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02_s.
(2)A、B、C、D是纸带上的四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点的间距x＝0.63～0.67之间即可 cm；C点对应的速度是0.100 m/s(计算结果保留三位有效数字)．
解析：(1)由周期和频率的关系T＝可知：周期为0.02 s.
(2)A、B间距为0.63～0.67 cm之间，长度测量注意不要丢掉估读位，C点瞬时速度等于B、D间的平均速度，vC＝ m/s＝0.100 m/s.
11．用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况．某次实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清晰的点起，每五个计时点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、…，量得0与1两点间距离x1＝30 mm,2与3两点间的距离x2＝48 mm，则小车在0、1两点间平均速度为v1＝0.3 m/s，在2、3两点间的平均速度v2＝0.48 m/s.据此可判定小车做加速(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动．
解析：每五个计时点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，那么由平均速度的定义得v1＝＝0.3 m/s，v2＝＝0.48 m/s.从计算结果看小车运动的速度在增大，所以可以判断小车在做加速运动．
12.如图所示为小球从某一高度处自由下落时，一兴趣小组的同学用频闪照相获得的轨迹的一部分，经测量：计数点1、2的间隔为7.71 cm,2、3的间隔为8.75 cm,3、4的间隔为9.80 cm,4、5的间隔为10.86 cm，每次闪光的时间间隔为 s，求小球运动到计数点3时的瞬时速度是多少？
答案：2.782 5 m/s
解析：根据某段时间内的平均速度可以“粗略”地代表其中间时刻的瞬时速度的思想来计算．小球运动到计数点3时，其速度为v3＝＝ m/s＝2.782 5 m/s.
13.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度．如图所示，滑块在牵引力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板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，已知遮光板的宽度为3.0 cm，分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门的速度大小．
答案：0.10 m/s　0.27 m/s
解析：由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示．设遮光板的宽度为d，则经过第一个光电门的速度v1＝＝ m/s≈0.10 m/s，经过第二个光电门的速度v2＝＝ m/s≈0.27 m/s.