2022高中物理 每日一题之快乐暑假 第10天 实验：用打点计时器测速度（含解析）新人教版

2022高中物理 每日一题之快乐暑假 第10天 实验：用打点计时器测速度（含解析）新人教版考纲要求：难易程度：用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后根据实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处。A在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线另一端分别接在50 Hz交流电源的两接线柱上；B把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_，并压在_下面；C用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离x；D切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间t=_；E打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。F利用公式=计算纸带运动的平均速度。实验步骤的合理顺序是_。【参考答案】限位孔 复写纸 （n1）0.02 s BAEDCF【试题解析】使用打点计时器时应该将纸带穿过限位孔，并将纸带放在复写纸下。打点时先开电源再释放纸带。合理的操作顺序为BAEDCF。交流电频率为50 Hz，打点时间间隔为0.02 s，纸带上有n个清晰的点，则时间间隔为（n1）0.02 s。【知识补给】打点计时器的使用（1）拖曳纸带的物体应靠近打点计时器，以充分利用纸带，打出更多点迹。（3）要先接通打点计时器的电源，再释放小车。首先能避免纸带被提前拖曳，能打点的纸带缩短；其次可使打下的第一个点对应初速度为零的状态，完整地记录下运动的全过程，便于分析。（3）误差：纸带和限位孔、纸带和纸盘间的摩擦。对于电磁打点计时器，还有振针对纸带的阻力。使用打点计时器测量瞬时速度时应注意A无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，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使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带C使用电磁打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行D打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源小明拉着穿过打点计时器的纸带的一端运动，纸带上打出的点如图所示，由此判断纸带的运动情况是A先匀速后减速 B先加速后匀速C先减速后加速 D先加速后减速如图为同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是（打点时间间隔均相同）电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用_电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是_V，电火花打点计时器工作的电压是_V。当电源频率是50 Hz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未画出，已知打点计时器接交流50 Hz的电源，则ae段的平均速度为_m/s。d瞬时速度约为_m/s。（保留两位有效数字）（1）在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，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把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面B把打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，并连好电路C换上新的纸带，再重做两次D把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动F把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G断开电源，取出纸带（2）纸带上每隔_s打下一点，现在使用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50 Hz时，若仍按照50 Hz计算，则测出的速度值将比真实值_（选填“大”或者“小”）.如图所示，在纸带上选好的计时点下面标0，在第5点下面标1，在第10点下面标2，标明的点叫计数点，则相邻的计数点时间间隔为_，两相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3，测得x1=2.80 cm，x2=3.80 cm，x3=4.76 cm，x4=5.76 cm，x5=6.78 cm。那么：（1）根据各点的瞬时速度可用极短时间内的平均速度表示，可计算1、2、3、4各点的瞬时速度，将得到的数据填入下表中。计数点序号1234通过计数点的速度v（cm/s）（2）根据表中的数据，在坐标纸上画出vt图象（自己确定合理的标度）。（1）打点计时器接_（填“交流”、“直流”）电源，当频率是50 Hz时，打点计时器每隔_秒打一个点。（2）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，我们可以从纸带上直接得到的物理量是_。A时间间隔B位移C平均速度D瞬时速度（3）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10 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 （4）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，如图所示是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。试求BD、DF两个过程的平均速度。vBD=_m/s；vDF=_m/s。（结果保留两位有效数字）【参考答案】BCD 电磁打点计时器使用复写纸，电火花打点计时器不用复写纸，A错误；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，B正确；为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，C正确；打点计时器不能长时间连续工作，D正确。当电源的频率是50 Hz时，打点周期为0.02 s；电火花计时器的工作电压是220 V，打点周期是0.02 s；ae段的平均速度为，d点的瞬时速度约为。【点睛】对于基本实验仪器，要会正确使用，了解其工作原理，为将来具体实验打好基础，对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做。（1）DBFAEGC或DBAFEGC （2）0.02 大（1）正确的实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，把打点计时器固定在木板一端，并连好电路，把穿过打点计时器的纸带固定在小车后，使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打完一条纸带，断开电源，取下纸带，换上新纸带，再重做两次，即顺序为DBFAEGC或DBAFEGC。（2）纸带上每隔0.02 s打下一点，当电源频率低于50 Hz时，实际打点周期将变大，而进行计算时，仍然用0.02 s，因此测出的速度数值将比物体的真实数值大。0.1 s （1）33.0 42.8 52.6 62.7 （2）如图所示打点的时间间隔为0.02 s，相邻计数点间有5个间隔，则相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。由极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则有，同理可得，。3打点稳定后，再让物体运动，B错误；C、使用的电源频率越高，周期越小，打点的时间间隔就越小，C正确；D、纸带上打的点越密，说明相同时间内物体的位移越小，物体运动得越慢，D错误。故选C。（4）BD段的平均速度为：；DF段的平均速度为：。