物理教科版 (2019)4 实验:用打点计时器测量小车的速度精品同步测试题

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1.4实验：用打点计时器测量小车的速度同步练习教科版（ 2019）高中物理必修第一册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 如图所示为一打点计时器正常工作时打出的纸带，其中、、、、为计时器连续打下的五个点，且打点计时器每打一个点所用的时间为为求得计时器打下点时纸带的速度，则下列算式中最合理的是

A.  B.
C.  D.

2. 在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下述测量各相邻两计数点间距离的方法正确的是

A. 当某两个计数点间的距离较大时，可以用短尺进行分段测量
B. 当某两个计数点间的距离较小时，可以用短尺一次把它测完
C. 测量各相邻计数点间的距离，应该用最小刻度为毫米的长尺的零刻度对准起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到各相邻计数点间距离的数值
D. 逐次测出各相邻计数点间的距离，这样便于记录

3. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，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，通过第二个光电门的时间为，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为，则滑块的加速度约为

A.  B.  C.  D. 不能计算出

4. 如图所示是某同学在使用打点计时器时得到的一条纸带，纸带上的点是时间间隔相同的计数点，对于这条纸带，下列说法正确的是
    

A. 纸带运动一定越来越快
B. 纸带运动可能越来越慢
C. 计数点、之间的时间间隔大于计数点、之间的时间间隔
D. 计数点、之间的时间间隔一定是

5. 图是小车在斜面上运动时，通过打点计时器所得的一条纸带每相邻的两点间都有四个点未画出，打点计时器电源的频率为，测得各段长度为、、、、、，则根据这些数据，可求得打点时小车的速度和小车在斜面上运动的加速度分别为

A. ， B. ，
C. ， D. ，

6. 通过打点计时器得到的一条打点不均匀的纸带，如图所示，则下列判断正确的是   
    

A. 打点密集的地方物体运动的速度比较大
B. 打点密集的地方物体运动的速度比较小
C. 打点不均匀说明物体做匀速运动
D. 打点不均匀说明打点计时器有故障

7. 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、两点之间，两条纸带甲、乙运动的时间之比是

A. ： B. ： C. ： D. 无法比较

8. 在对打点计时器打出的纸带进行分析时，我们可以从纸带上直接测量的物理量是

A. 时间间隔 B. 位移 C. 平均速度 D. 位置

9. 在用打点计时器测速度的实验中，某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示，要求测出点瞬时速度，下列几种方法中最准确的是
    

A. ， B. ，
C. ， D. ，

10. 当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点说法错误的是

A. 点记录了物体运动的时间
B. 点记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移大小
C. 点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状
D. 点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

11. 如图所示，为某次实验中打出的一条纸带，图中为小车运动的起始点，点到点之间点迹密集且有部分点不清晰．、、、、、、为所选取的计数点，相邻两个计数点之间有个点未画出，电源频率为，用毫米刻度尺测量，可得
     

A. 从点到点运动的时间为
B. 从点到点运动的时间为
C. 从点到点运动的平均速度
D. 通过测量的长度，可知小车从到的位移大小

12. 多选使用电磁打点计时器时，下面要注意到的问题描述正确的是

A. 先拉动纸带，后闭合电源打点
B. 使用电压一定要控制在
C. 要使用低压交流电源
D. 让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面。

13. 使用电磁打点计时器下列说法正确的是

A. 打点计时器使用低压直流电源
B. 纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面
C. 要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源
D. 为减小摩擦，每次测量应先将纸带拉直

14. 利用打点计时器打出的纸带

A. 能准确地求出某点的瞬时速度
B. 只能粗略地求出某点的瞬时速度
C. 能准确地求出某段时间内的平均速度
D. 可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

15. 在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：
    

除打点计时器含纸带、复写纸、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______。填仪器前符号

A.电压合适的交流电源    电压可调的直流电源    刻度尺    秒表      天平

图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，图乙是____填“电磁”或“电火花”打点计时器，电源采用的是____填“交流”“交流”或“四节干电池”。

实验过程中，下列做法正确的是______．

A.先接通电源，再使纸带运动                      先使纸带运动，再接通电源

C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处                将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

在某次实验中，打点计时器打下如图所示的一条点迹清晰纸带．已知打点计时器使用的交流电频率为，相邻两计数点间还有四个打点未画出．

由纸带上的数据可知：相邻两个计数点间所对应的时间______；

打点时物体的速度______；结果保留两位有效数字；

物体运动的加速度______结果保留两位有效数字；

如果当时交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______选填“偏大”、“偏小”或“不变”．

16. 电磁打点计时器使用的是________选填“交流”或“交流”电源，实验室使用我国民用电频率时，如果每相邻的计数点间还有个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为______。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、、七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度的对应位置如图所示。
     

可求出点到点的距离是________。

由实验数据可得点到点的平均速度是________；点的瞬时速度是________。结果均保留两位有效数字

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

17. 如图为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔打一个点，图中点为第一个计数点，、、、为每隔两个间隔选定的计数点。根据图中标出的数据，打、点时间内纸带的平均速度是________，打点时纸带的瞬时速度是________结果均保留两位有效数字。________填“能”或“不能”求出打、点时间内纸带的平均速度，原因：__________________________________________ 。

18. 在用打点计时器电源频率为研究物体做初速度为零且速度逐渐增大的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从点开始每个点取一个计数点，试根据纸带求解以下问题：
    纸带的哪一端与物体相连？
    相邻两个计数点间的时间间隔是多少？
    段对应的平均速度是多大？
    打点时瞬时速度是多大？
    
    
    
    
    
    
     
19. 如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器接交流的电源。则
    段的平均速度为多少？
    点的瞬时速度约为多少？

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】

【分析】
纸带实验中，注意在做变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度。

考查求瞬时速度的方法，注意在做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度。
【解答】
为求打某点时的瞬时速度，利用的是对平均速度取极限的思想方法，故为求打点时纸带的速度，可以在点两侧各取一点，使这两点间所对应的时间间隔尽量最短。由题中图可知，所取的两点应为点和，打点时纸带的速度，即为所求，故B正确，ACD错误。
故选B。

2.【答案】
 

【解析】

【分析】
测量每相邻两计数点间距离时，不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与计数点的距离，然后逐一相减，得出每两个计数点间距离的数值。
解决该题关键要掌握测量每相邻两计数点间距离的方法，能够有效的减小系统误差。
【解答】
无论两个计数点间的距离是大还是小，采用项中的方法都可减少误差，C正确．
故选C。  

3.【答案】
 

【解析】

【分析】
光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替即，再根据运动学公式即可求出物体的加速度。
本题应掌握光电门测量滑块瞬时速度的原理，注意计算过程中单位的换算。
【解答】
由于遮光板通过光电门的时间很短，可以认为滑块在这很短的时间内做匀速运动，也就是说用这段时间内的平均速度代表瞬时速度
又得到：


则滑块的加速度为：，故A正确，BCD错误。
故选A。  

4.【答案】
 

【解析】

【分析】
不知道纸带的运动方向，所以不能判断纸带的运动状态，若纸带从左向右运动，纸带运动越来越慢。
打点计时器使用的是交流电源，其打点周期与交流电的周期相同，由于两计数点之间的打点个数不知道，故两计数点之间的时间间隔是不能确定的。
【解答】
A.由于不知道纸带的运动方向，所以不能判断纸带的运动状态，故A错误；

B.若纸带从左向右运动，纸带运动越来越慢，若纸带从右向左运动，纸带运动越来越快，故B正确；

C.打点计时器使用的是交流电源，其打点周期与交流电的周期相同，故C错误；

D.由于两计数点之间的打点个数不知道，故两计数点之间的时间间隔是不能确定的，故D错误。

5.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查对于纸带数据的处理问题，对于匀变速直线运动，求某一点的瞬时速度，利用原理：一段位移中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，
求加速度，利用逐差法：。
【解答】打点计时器电源的频率为，则周期为，每相邻的两点间都有四个点未画出，所以他们之间的时间间隔为，小车在点的速度等于小车在段的平均速度，则，
处理纸带时，我们可以选取点迹比较清晰的一段进行分析，这儿我们选择部分分析，根据题目中数据，可解得，，根据逐差法，，A正确，BCD错误。
故选：。  

6.【答案】
 

【解析】

【分析】
由打点计时器的工作原理确定相邻各点间的时间间隔，再由间距关系确定得解。
本题主要考查打点计时器的工作原理，知道其为一种计时仪器，打点的时间间隔相同是解题的关键，简单题。
【解答】
由于计时器打点的时间间隔相同，故打点密集的地方物体运动的速度比较小，故A错误，B正确；
打点不均匀说明物体做变速运动，故CD错误。
故选B。  

7.【答案】
 

【解析】解：纸带上每打出两个相邻点所经历的时间为固定值，
所以纸带甲、乙上、两点间时间之比为，故B正确，ACD错误。
故选：。
打点计时器是通过打点来计时的仪器；数出点间有几个间隔，然后求出从到的运动时间。
本题考查了求物体的运动时间，知道打点计时器打点的时间间隔，数出纸带上两点间的间隔数，即可求出纸带的运动时间。
 

8.【答案】
 

【解析】解：、时间间隔和位置是纸带上直接记录的物理量，无需测量，故AD错误；
B、位移是利用刻度尺直接测量获得的物理量，故B正确；
C、平均速度是利用记录的时间和直接测量的位移，借助公式间接获得的物理量，故C错误。
故选：。
了解打点计时器的原理和具体使用，知道纸带处理的基本方法。
对于基本仪器的使用，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，通过实践加深对基本仪器的理解和应用。
 

9.【答案】
 

【解析】

【分析】

纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，打点计时器的打点周期为，由此可知求出打点时间，结合由平均速度表示瞬时速度时，误差大小的来源问题综合进行分析即可。 
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，对于纸带问题的处理，我们要熟练应用匀变速直线运动的规律以及推论进行数据处理，因此在平时训练中要提高应用基本规律解答实验问题的能力。

【解答】

匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可求出某点的瞬时速度大小，而用平均速度表示瞬时速度时，时间间隔越短，误差越小，又考虑到距离测量时，距离太短时，距离的测量误差较大，所以实际操作时，两方面综合考虑，应该用：， 打点计时器的打点周期为，由此可求出打点的时间间隔，故ABC错误，D正确。
故选D。

10.【答案】
 

【解析】解：、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；
B、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；
C、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；
D、根据对选项的论述可知，D正确．
本题选错误的，故选C．
了解打点计时器的工作原理，根据纸带上所打的点获取有关信息进一步了解小车的运动情况，即可正确解答本题．
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，自己动手去操作，同时要学会对实验结果进行正确的分析，得出实验结论．
 

11.【答案】
 

【解析】

【分析】
根据相邻两个计数点之间有个点未画出，可以知道相邻两个计数点的时间间隔是；
根据从点到点的位移和时间运用平均速度的定义式可以从点到点运动的求出平均速度；
明确实验原理以及具体的实验操作，加强基本物理规律在实验数据处理中的应用。
【解答】
由于点到点之间点迹密集且有部分点不清晰，所以从点到点运动的时间无法确定，故AB错误；
C.相邻两个计数点之间有个点未画出，可以知道相邻两个计数点的时间间隔是，从点到点的时间是，根据平均速度的定义式得：从点到点运动的平均速度，故C正确；
D.通过测量的长度，可知小车从到的位移大小，故D正确。
故选CD。  

12.【答案】
 

【解析】

【分析】
对于基本实验仪器，首先理解仪器的工作原理，会正确使用实验仪器，明确使用仪器的注意事项等．
对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去操作，达到熟练使用的程度．
【解答】
A、应先接通电源，再使纸带运动。因为保证从速度为零开始计时  便于之后选取计数点。再就是测量时间很短还没来得及开启电源，纸带已被拉走。故 A错误；
、电磁打点计时器的工作电压通常为以下的低压交流电源，故B错误，C正确；
D、让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面，故D正确；
故选：。  

13.【答案】
 

【解析】解：电磁打点计时器使用低压交流电源，故A错误；
B.纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带放在复写纸下方，故B错误；
C.为了提高纸带的利用率，同时为了使打点稳定，使用打点计时器时要先接通电源，后释放纸带，故C正确；
D.为减小摩擦，每次测量应先将纸带拉直，故D正确。
故选：。
了解打点计时器的工作原理，就能够熟练使用打点计时器便能正确解答。
对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度。
 

14.【答案】
 

【解析】解：、打点计时器记录了物体在一定时间间隔内的位移，可以求出平均速度，但是不能精确的求出瞬时速度大小，故A错误；
B、根据公式可知当时间很短，位移很小时可以利用平均速度来粗略的求出瞬时速度大小，故B正确；
C、根据所打点之间的距离以及时间间隔可以求出平均速度的大小，故C正确；
D、只有在做匀变速运动时，运动中某段时间中点的瞬时速度大小才等于该过程中的平均速度大小，故D错误。
故选：。
打点计时器记录了物体在一定时间间隔内的位移，根据所打点间距情况可以判断物体的运动情况，可以求平均速度大小，利用平均速度可以粗略的代替瞬时速度大小。
本题属于简单基础题目，考查了打点计时器的应用。
 

15.【答案】；
电火花；交流；
；
；
；
；
偏大
 

【解析】

【分析】
根据实验的原理确定测量的物理量，从而确定所需的器材；电磁打点计时器使用的交流电源，电火花打点计时器使用的交流电源；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出加速度。解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用。
【解答】
打点计时器使用的是交流电源，测量点迹间的距离需要刻度尺，由于打点计时器可以记录时间，不需要秒表，该实验不需要测量钩码的质量，所以不需要天平．故选：．
图乙是电火花计时器，电源采用的是的交流电；
实验时，应先接通电源，再释放纸带，实验前，小车应紧靠打点计时器，故选：．
打点的时间间隔为，由于相邻两计数点间还有四个打点未画出，则相邻两个计数点间所对应的时间．
点的瞬时速度为：，
根据，运用逐差法得：
．
如果当时交变电流的频率是，则测量周期偏小，根据知，加速度测量值偏大．
故答案为：；电火花；交流；；；；；偏大  

16.【答案】交流；；
；
；
 

【解析】

【分析】
解决实验问题首先要了解实验仪器工作原理和特点、掌握基本仪器的使用规则；
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小；由平均速度等于位移除以时间可以解出间的平均速度。
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．同时对于基本仪器的使用和工作原理，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，以加强基本仪器的了解。
【解答】

根据打点计时器的构造和具体使用知道，打点计时器的工作电源为交流电源，电火花打点计时器的工作电压为，电磁打点计时器的工作电压通常为的低压交流电源，我国民用电的频率为赫兹，周期为，故打点计时器打点周期打点周期都是，如果每打个点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为：。

依据纸带刻度，可知，到的距离是
由平均速度等于位移除以时间可以解出间的平均速度，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，

故答案为：交流；；
；
；。

17.【答案】解：根据平均速度和瞬时速度的定义知，段的平均速度
   ．
当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度，故B点的瞬时速度
    ．
无法算出段的平均速度，因为不知道、间有多少个点，因而不知道段的时间间隔．
答：打、两点的时间间隔内纸带的平均速度为，打点时纸带的瞬时速度为；不能算出打、两点的时间间隔内纸带的平均速度，因为不知道时间间隔。
 

【解析】本题主要考查打点计时器，由纸带上打出的计数点，直接根据平均速度和瞬时速度的定义求解。
 

18.【答案】解：由物体的初速度为零且速度逐渐增大，可判断纸带左端与物体相连。
由交流电源频率为知，相邻计时点间的时间间隔为，每个点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为：。
由纸带可知：，。
由平均速度公式得：。
点瞬时速度近似等于段的平均速度，故有：。
答：纸带的左端与物体相连；
相邻两个计数点间的时间间隔是；
段对应的平均速度是；
打点时瞬时速度是
 

【解析】小车做匀加速直线运动，根据相等的时间内位移越来越大来判断；
两打点之间的时间间隔为，每两个计数点之间的时间间隔是
根据平均速度的定义求解；
根据匀变速直线运动的推论求解打点时瞬时速度
解决该题的关键是掌握有关打点计时器的相关知识，知道两打点之间的时间间隔，知道匀变速直线运动的瞬时速度的求解方法；
 

19.【答案】解：由于每相邻两个计数点间还有个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔，
根据平均速度定义得段的平均速度为：
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小。
点的瞬时速度约为：
答：段的平均速度为；
点的瞬时速度约为
 

【解析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小。
本题考查利用纸带求解物体运动速度的基本方法，要注意明确计时点和计数点间的区别，明确平均速度和瞬时速度的计算方法。