【文档说明】《【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课后提升练》1.5 实验专题 练习使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度（解析版）.docx，共(9)页，1.755 MB，由管理员店铺上传

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1人教版高一物理必修第一册课后提升练1.5实验专题练习使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度（解析版）1、在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中(1)用到电磁打点计时器，应采用的电源是________.A.学生电源交流输出B.3节干电池C.蓄电池(2)下列说法正确的是________.A.应

先接通电源，在打点计时器开始打点后再释放小车B.应先释放小车，再接通打点计时器的电源(3)某学生实验时得到一条点迹清晰的纸带如图所示，图中O、A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的6个点，若打点计时器的打点周期为T，则利用此纸带得到小车的加速度的表

达式为________.(用x2、x5、T来表示)【答案】(1)A(2)A(3)x5－x23T22、(1)打点计时器是记录做直线运动物体的________和________的仪器．电火花计时器是其中的一种，其工作电压是________，电火花计时器靠电火花和墨粉打

点，当交变电源的频率为50Hz时，它每隔________秒打一次点．(2)以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤，其中错误的操作是________．A．把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔B．把打点计时器与8V低压交变电源相连C．用手水平地拉动

纸带，然后启动电源D．关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0，用公式v＝x0t计算纸带运动的平均速度【答案】(1)时间位移220V0.02(2)BC【解析】(1)打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器，均使用

交变电源，电火花计时器的工作电压是220V，当交变电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．(2)电火花计时器使用220V交变电源，故B错误；实验时应先启动电源，再拉动纸带，故C错误．3、如图所示的四条纸带是某同学练习使用打点

计时器得到的纸带(纸带的左端先通过打点计时器)。从点痕的分布情况可以断定:纸带________是匀速通过打点计时器的,纸带________是越来越快的,纸带______是开始越来越快,后来又越来越慢。若所用电源的频率是50Hz,图中纸带D,从A点到B点,历时________s,位移为2______

__m,这段时间内纸带运动的平均速度是________m/s,BC段的平均速度是________m/s,而AD段的平均速度是________m/s。【答案】A、CBD0.040.276.75117.88【解析】速度是单位时间内物体所通过的位移,纸带上每相邻两点间的时间间隔相等,因此物体匀速运动时,

相邻两点间的距离相等,所以A、C纸带是匀速通过打点计时器的;B纸带相邻两点间距离越来越大,则速度越来越大,因此B纸带是越来越快的;D纸带相邻两点间的距离先变大后变小,说明速度先变大后变小,因此D纸带是开始越来越快,后来又越来越慢。

所用电源的频率是50Hz,则相邻两点间的时间间隔为0.02s,从A点通过计时器到B点通过计时器有两段时间间隔,所以时间为0.04s,位移为0.27m,这段时间的平均速度为=,代入数值得=6.75m/s。BC段的位移为22cm,即0.22m,所

用时间为0.02s,代入上式得平均速度为11m/s,而AD段的位移为63cm,即0.63m,所用时间为0.08s,代入上式得平均速度为7.88m/s。4、(1)电磁打点计时器使用的电源是____________(填“交变8V”或“交变

220V”)电源，实验室使用我国民用电(频率50Hz)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________.(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，这七个点和刻度尺

标度对应的位置如图所示．(打点计时器所用电源频率为50Hz)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.(结果均保留两位有效数字)【解析】(1)交变8V0.1s(2)4.10(3)0.140.135、电磁打点计时器和电火花计时器都是使用________电源的计时仪器,电磁打点计时器工作的电压是______,电火花计时器工作的电压是______。当电源频率是

50Hz时,它每隔________打一个点。如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带,图中相邻的点间还有四个点,已知打点计时器接交流50Hz的电源,则ae段的平均速度为________m/s,d点的瞬时速度约为________m/s。3【答案】交流6V以下220V0.0

2s2.193.28【解析】电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器的工作电压是6V以下,电火花计时器的工作电压是220V。当电源的频率是50Hz时,打点计时器的打点周期是0.02

s。当每5个点取1个计数点时,相邻两个计数点间的时间间隔为T=0.1s,故ae段的平均速度为v==m/s=2.19m/s,d点的瞬时速度最接近ce段的平均速度,故vd==m/s=3.28m/s。6、如图所示是一条打点计时器打出的纸带，电源频率为50Hz,0、1、2、3、

4、5、6是七个计数点．每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格．v1v2v3v4v5数值/(m·s－1)0.200.610.70(2)在图直角坐标系中画出运动物体的速度—时间图

像．【答案】(1)0.400.69(2)见解析图【解析】(1)由于相邻两计数点之间还有四个点未画出，所以图中相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，则v2＝0.09－0.010.1×2m/s＝0.40m/s，v4＝0.228－0.090.1×2m/s＝0.69m/s.

(2)根据(1)表格中数据在直角坐标系中描点，然后连线得到v—t图像如图所示．47、同学们利用如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验.请你完成下列有关问题：(1)实验室提供如图甲、乙两种打点计时器，某实验小组决定使用电火花计时器，则应

选用图中的____(填“甲”或“乙”)计时器.(2)另一实验小组使用的是电磁打点计时器，图中接线正确的是_______(填“甲”或“乙”).(3)小宇同学选取一条清晰纸带进行研究，在纸带上选出九个计数点，如图所示，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，根据纸带提供的信息，纸带上3、5两点间距

离为________mm.(4)纸带上计数点6的瞬时速度为________m/s(结果保留3位有效数字)，小车运动的加速度为________m/s2(结果保留2位有效数字).(5)在“探究小车速度随时间变化的

规律”的实验中，下列说法中对于减小实验误差有益的是________.A.垫高长木板的一端，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长

木板做实验【答案】(1)乙(2)乙(3)35.0(34.5～35.5均可)(4)0.255(0.254～0.256均可)0.38(0.36～0.42均可)5(5)CD8、用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度．已知固定在滑块上的遮光

条的宽度为4mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.04s.(1)则滑块经过光电门位置时的速度大小为________．(2)为使ΔxΔt更接近瞬时速度，正确的措施是________．A．换用宽度更窄的遮光条B．换用宽度更宽的遮

光条C．提高测量遮光条宽度的精确度D．使滑块的释放点更靠近光电门【答案】(1)0.1m/s(2)A【解析】(1)v＝dΔt＝4×10－34×10－2m/s＝0.1m/s(2)瞬时速度表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度，当Δt→0时，ΔxΔt可看成物体的瞬时速度，Δx越小，Δt也

就越小，A项正确，B项错误；提高测量遮光条宽度的精确度，不能减小Δt，C项错误；使滑块的释放点更靠近光电门，滑块通过光电门时的速度可能更小，时间更长，D项错误．9、如图所示是用“位移传感器”测小车速度的示意图，这个系统由

在同一直线上且等高的A、B两个小盒组成，A盒装有红外线和超声波发射器，B盒装有红外线和超声波接收器．A盒被固定在向右运动的小车上，B盒固定在桌面上，测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲(即持续时间很短的一束红外线和一束超声波)，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超

声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为t1，空气中声速为v0，红外线在A与B之间的传播时间可忽略．问：(x1、x2、Δx未知)(1)发射红外线脉冲和超声波脉冲时A与B之间的距离为________．(2)经过短暂的Δt时间后，进行第二次测量

，此次接收两者的时间差为t2，已知小车在远离B，则小车运动的速度大小为________．【答案】(1)v0t1(2)v0t2－t1Δt【解析】(1)由于红外线在A与B之间的传播时间可忽略，根据匀速直线运动规律得A、B间的距离为x1＝v0t

1.6(2)同理可知：进行第二次测量时，A、B间的距离为x2＝v0t2，两次发射超声波脉冲的时间间隔为Δt，即为小车运动Δx＝x2－x1所用的时间，根据速度的定义式可知小车运动的速度大小为v＝x2－x1

Δt＝v0t2－t1Δt.10、(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，若打点周期为0.02s，下列说法正确的是()A．先启动电源，后拉动纸带B．先拉动纸带，后启动电源C．电火花计时器使用6V以下的交变电源D．连续n个计时点间的时间间隔为(n－1)×0.02s【答案】AD【解析】

使用计时器打点时，应先启动电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，A正确，B错误；电火花计时器使用220V的交变电源，C错误；每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02s，连续n个计时点间有(n－1)个时间

间隔，故时间间隔为(n－1)×0.02s，D正确．11、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条通过光电门1的时间为Δt1＝0.29s，通过光电门2的时间为Δt2＝0.11

s，已知遮光条的宽度为3.0cm，则滑块通过光电门1的速度为________m/s，通过光电门2的速度为________m/s.(结果均保留两位有效数字)【答案】0.100.27【解析】由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光条挡

光时间内的平均速度表示．经过光电门1的速度v1＝dΔt1＝3.0×10－20.29m/s≈0.10m/s，经过光电门2的速度v2＝dΔt2＝3.0×10－20.11m/s≈0.27m/s.12、图是用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从0点开始按照打点的先后依次标为0、1、2、

3、4、5、6…，现在量得0、1间的距离x1＝5.18cm,1、2间的距离x2＝4.40cm,2、3间的距离x3＝3.62cm,3、4间的距离x4＝2.78cm,4、5间的距离x5＝2.00cm,5、6间的距离x6＝

1.22cm.(每0.02s打一次点)(1)在实验中，使用打点计时器时应先________再________(填“释放纸带”或“启动电源”)．(2)根据上面的记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时小车的速度值并填在表中．位置12345v/(m·s－1)

7(3)根据(2)中表格，在图中画出小车的速度－时间图像，并说明小车速度变化的特点．【答案】(1)启动电源释放纸带(2)、(3)见解析【解析】(2)某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示

，打相邻两计数点的时间间隔Δt＝2×0.02s＝0.04s，则打1点时：v1＝x1＋x22Δt≈1.20m/s打2点时：v2＝x2＋x32Δt≈1.00m/s打3点时：v3＝x3＋x42Δt＝0.80m/s打4点时：v4＝

x4＋x52Δt≈0.60m/s打5点时：v5＝x5＋x62Δt≈0.40m/s将数值填入表格中：位置12345v/(m·s－1)1.201.000.800.600.40(3)描点并连线得小车的速度－

时间图像，如图所示，由图像可知，小车速度逐渐减小．13、某次实验打点计时器使用的交流电的频率为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:8(1)推测纸带的运动是加速运动还是减速运动?________________

______________________________________________。(2)在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是________。(3)B点的瞬时速度为________。【答案】(1)加速运动(2)36.50cm/s(3)25.2

0cm/s【解析】(1)从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为t=0.02×5s=0.1s,每隔0.1s纸带运动的位移分别是x1=2.15cm、x2=2.89cm、x3=3.74cm、x4=4.32cm、x5=5.15cm,间距逐渐增加,说明纸带做加速运动。(2)A、F间纸带运

动的平均速度为v==cm/s=36.50cm/s。(3)B点的瞬时速度可以用AC段的平均速度表示,故vB===cm/s=25.20cm/s。14、如图所示，某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，对打出的一条纸带进行研究(打点计时器所用电源频率为50Hz)，该同学

在纸带上按每5个点取一个计数点，取了A、B、C、D、E、F等计数点进行研究，该同学已求出了一些计数点对应的速度，其数值见表格.(1)关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，以下说法正确的是________.A.长木板带滑轮的一端必须伸出桌面外侧B

.实验时小车应从靠近打点计时器的位置释放C.应先释放小车，再启动打点计时器D.牵引小车的钩码质量越大越好(2)根据图中纸带提供的信息，该同学已经计算出了打下B、D、E这三个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点C时小车的速度(保留2位有效数字)，并填入相应空格.9计数点BCDE

v/(m/s)0.400.560.64(3)以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系(A点对应时刻为坐标系中的0时刻)，根据以上数据在图中所给的坐标纸中作出小车的v－t图线.(4)根据图象可得，小车在打下A点时的速度vA＝________m/s，小车运动的加速度a＝___

_____m/s2.(以上结果均保留2位有效数字)【答案】(1)AB(2)0.48(3)如图所示(4)0.320.80