《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第04講 練習(xí)使用打點計時器 研究勻變速直線運動（練）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第04講 練習(xí)使用打點計時器 研究勻變速直線運動（練）（14頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第04講 練習(xí)使用打點計時器 研究勻變速直線運動（練） 1．物體沿平直軌道做勻加速直線運動，打點計時器在物體拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄物的運動情況．其中一部分紙帶上的點跡情況如圖所示．已知打點計時器打點的時間間隔為，測得點到點，以及點到點的距離分別為， ，則在打下點跡時，物體運動的速度大小為____________ ；物體做勻加速運動的加速度大小為____________． 【答案】 0.64m/s 6.4m/s2 點晴：解決本題應(yīng)注意中的為相鄰兩計數(shù)點間的距離，不能直接用。 2．小明同學(xué)用如圖甲所示裝置測定重力加速度時，所

2、打出的紙帶如圖乙所示（電火花計時器的電源頻率為50Hz）。 （1)由打出的紙帶可知，實驗時小明拿著紙帶的____________（填“A”或“B”）端。 （2）紙帶上1至9點為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間無實際打點，用刻度尺測量出1、2兩點間的距離x12=4.56cm，6、7兩點間的距離x67=2.62cm，用這兩個數(shù)據(jù)可算出實驗時的加速度為_________m/s2（保留3位有效數(shù)字）。 （3）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.80m/s2，請寫出測量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋€原因：____。 【答案】 A 9.70 紙帶與打點計時器間有摩擦阻力影響 【解析】（1））因為紙帶

3、速度越來越快，相等時間內(nèi)的間隔越來越大，可知紙帶的B端與重物相連，小明拿著紙帶的A端。 （2）電火花計時器的電源頻率為50Hz，周期為：T=0.02s，根據(jù)x12?x67＝5aT2，代入數(shù)據(jù)解得：a=9.70m/s2。 （3）測量出的重力加速度小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊脑蚴羌垘c打點計時器間摩擦阻力影響。 3．如圖所示，為某組同學(xué)做勻變速直線運動的小車帶動紙帶通過打點計時器，打出的部分計數(shù)點如圖所示．每相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，打點計時器使用的是50Hz的低壓交流電．（結(jié)果均保留兩位小數(shù)） ①求打點計時器打“2”時，小車的速度v2= ______ m/s． ②請你依據(jù)本

4、實驗原理推斷第7計數(shù)點和第8計數(shù)點之間的距離大約是 ______ cm． ③小車的加速度大小為 ______ m/s2 【答案】 0.49 m/s 9.74 cm 0.88m/s2 4．某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖甲所示的滴水法測量一小車在斜面上的運動時的加速度。實驗過程如下：在斜面上鋪上白紙,用圖釘釘??；把滴水計時器固定在小車的末端，在上車上固定一平衡物；調(diào)節(jié)滴水計時器的滴水速度，使其每滴一滴(以滴水計時器內(nèi)盛滿水為準(zhǔn))；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端，把調(diào)好的滴水計時器盛滿水，使水滴能滴入淺盤內(nèi)；隨即在撤去淺盤的同時放開小車，于是水滴在白紙上留下標(biāo)志小

5、車運動規(guī)律的點跡；小車到達斜面底端時立即將小車移開。 圖乙為實驗得到的一條紙帶,用刻度尺量出相鄰點之間的距離是： 、、、、、，試問： （1）滴水計時器的原理與課本上介紹的___________原理類似。 （2）由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時間的瞬時速度v4=_______m/s,計算小車的加速度a的表達式為______________,計算結(jié)果為________m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 【答案】 打點計時器 0.20 0.19 點晴：注意題目對有效數(shù)字位數(shù)的要求。 5．某同學(xué)在測定小車加速度的實驗中，得到圖甲所示的一條紙帶，他在紙帶上共取

6、了A、B、C、D、E、F、G七個計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。已知打點計時器的打點周期為0.02s。該同學(xué)從每個計數(shù)點處將紙帶剪開分成六條（分別標(biāo)記為a、b、c、d、e、f），再將這六條紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，得到圖乙所示的圖形，最后將各紙帶上端中心連起來，于是得到表示v-t關(guān)系的圖象，圖中x軸對應(yīng)的物理量是時間t，y軸對應(yīng)的物理量是速度v。 （1）圖中t3=_______s，若測得紙條c的長度為4.02cm，則v3=_____m/s（保留兩位有效數(shù)字）。 （2）若測得紙條a的長度為1.98cm，紙條f的長度為7.02cm，則可求出加速度的大小為_

7、____m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。 【答案】 0.25 0.40 1.0 【點睛】對于紙帶的問題，我們要熟悉勻變速直線運動的特點和一些規(guī)律，提高應(yīng)用基本規(guī)律解答實驗問題的能力，同時注意單位的換算和有效數(shù)字的保留。 1．某同學(xué)利用右圖所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處)．從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如下圖所示．打點計時器電源的頻率為50 Hz. (1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點________

8、和________之間某時刻開始減速． (2)計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為________m/s，計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為________m/s.(保留三位有效數(shù)字) (3)物塊減速運動過程中加速度的大小為a＝________m/s2，若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值________(填“偏大”或“偏小”或“一樣大”)． 【答案】 6 7 1.00 1.20 2.00 偏大 【解析】： （1）由于紙帶每兩個點之間的時間相同，從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在計數(shù)點6之前，兩點之間的位移逐漸增大，是加速運動，在計數(shù)點7之后，兩點

9、之間的位移逐漸減小，是減速運動，所以物塊在相鄰計數(shù)點6 在減速階段，物體減速受到的阻力包括滑動摩擦力和限位孔摩擦以及空氣阻力，所以若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值偏大 綜上所述本題答案是： (1). 6 ；. 7 （2）1.00 ； 1.20 （3） 2.00 ；偏大 2．某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動，實驗中使用的電磁打點計時器的打點周期為T，他的實驗步驟如下： ①按圖甲安裝好實驗器材； ②讓拖著紙帶的小車沿平板斜面開始向下運動，接通電源，重復(fù)幾次； ③選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開

10、始比較密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如圖乙中0、1、2、…、6點所示； ④測量相鄰兩個計數(shù)點之間的距離，分別記作s1、s2、s3、…、s6； ⑤通過測量和計算，判斷出小車沿平板斜面做勻變速直線運動。 （1）在上面甲圖中，圖中明顯存在的問題是_____________________；電源應(yīng)該接________電源（選填直流或交流）；實驗操作過程中明顯的錯誤是__________________。 （2）若實驗裝置安裝和操作過程完全正確，利用該同學(xué)測量的數(shù)據(jù)可以得到小車的加速度，計算加速度得到的表達式是a＝_________________； （3）若該同

11、學(xué)在實驗中用量角器還測出了平板斜面的傾角α，且已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則在以下物理量中，還能計算出________（填字母序號）。 A．小車的質(zhì)量 B．小車與平板斜面之間的動摩擦因數(shù)μ C．小車到達斜面底端時的動能 D．小車滑下過程中損失的機械能 【答案】 （1）小車離打點器太遠； 交流； 步驟②應(yīng)該先接通電源后釋放小車 （2） （3）B （3）小車在斜面上受重力和支持力、摩擦力．根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，即可求出小車與平板斜面之間的動摩擦因數(shù)，但不能計算小車

12、的質(zhì)量．故B正確，A錯誤．不知道斜面的長度，所以無法測出小車到達斜面底端時的速度，故C錯誤．由于斜面的長度未知、小車的質(zhì)量未知，無法求出下滑過程中損失的機械能．故D錯誤．故選B． 3．利用氣墊導(dǎo)軌研究物體運動規(guī)律，求物體運動的加速度。實驗裝置如圖甲所示。主要的實驗步驟： (1)滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌0刻度處，在拉力作用下由靜止開始加速運動，測量滑塊從光電門1到光電門2經(jīng)歷的時間t，測量兩光電門之間的距離s； (2)只移動光電門1，改變s，多次實驗，數(shù)據(jù)記錄如下表所示； (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算、描點、作出圖像，如圖乙所示。 根據(jù)數(shù)據(jù)分析，回答下列問題： 導(dǎo)軌標(biāo)尺的最小分度

13、為_______cm，讀出如圖甲所示兩光電門之間的距離s1，并計算=______m／s。假設(shè)圖線的斜率大小為k，縱截距為b，則滑塊運動的加速度大小為_______；作出圖像，求出本次測量的加速度大小為__________m／s2。 【答案】 1 1.36 2k 2.1(2.0-2.2) 由圖可知, ； 因此測量的加速度大小為2.1m/s2. 4．某人用如圖(甲)所示的實驗裝置研究勻變速直線運動。 安裝調(diào)整好實驗器材后，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復(fù)幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，取幾個計數(shù)點，如圖(乙)中a，b，

14、c，d等點。測出… 結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務(wù)： （1）實驗中，除打點計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，必須使用的有______ (填選項前字母)。 A. 電壓合適的50 Hz交流電源 B. 電壓可調(diào)的直流電源 C. 秒表 D. 刻度尺 E. 天平 F. 重錘 G. 彈簧測力計 （2）實驗操作中，下列合理選項是：（______） A.先通電，后釋放小車 B.先釋放小車，后通電 C.本實驗需要墊高長木板一端以平衡摩擦力 D.本實驗不需要墊高長木板一端以平衡摩擦力 （3）如果小車做勻加

15、速運動，所得紙帶如圖(乙)所示，則的關(guān)系是_________，已知打點計時器所用交流電頻率為50Hz，刻度尺測得相鄰各點間的距離為=3.62 cm， =4.75 cm， =5.88 cm， =7.01cm，小車的加速度是_______m/s2（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。 （4）如果實際電源頻率低于50Hz，則加速度的計算結(jié)果比實際___________(填“偏大”“不影響”“偏小”) 【答案】 AD AD 1.13m/s2 偏大 【解析】（1）本實驗用到了打點計時器，那么就應(yīng)該配備交流電源，這樣才可以在紙帶上周期性的打點， 5．某同學(xué)用如“實驗圖示記心中”所示的

16、實驗裝置研究勻變速直線運動，實驗步驟如下： A．安裝好實驗器材； B．讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列小點，重復(fù)幾次，選出一條點跡比較清晰的紙帶，從便于測量的點開始，每五個點取一個計數(shù)點，如圖乙中a、b、c、d等點； C．測出x1、x2、x3、… 結(jié)合上述實驗步驟，請你繼續(xù)完成下列任務(wù)： （1）實驗中，除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有______ ． （填選項代號） A.電壓合適的50Hz交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C.秒表 D.刻度尺 E.天平 F.重錘 G.

17、彈簧測力計 I.滑動變阻器 （2）如果小車做勻加速運動，所得紙帶如圖所示，則x1、x2、x3的關(guān)系是________，已知打點計時器打點的時間間隔是t，則打c點時小車的速度大小是________． （3）如果小車做勻加速直線運動，測出前六段相等時間內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6 ， 已知打點計時器打點的時間間隔是t，則小車的加速度a的表達式為：________． 【答案】 A D x3﹣x2=x2﹣x1 【解析】（1）實驗中，除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列的 故： 。 點睛：對于基本儀器的使用和

18、工作原理，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實踐上去了解它，自己動手去做做，以加強基本儀器的了解和使用，同時要加強利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力。 1．用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 主要實驗步驟如下： a．安裝好實驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復(fù)幾次。 b．選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當(dāng)作計時起點O（t=0），然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。 c．通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E……點時

19、小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5…… d．以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點，如圖3所示。 結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)： （1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有____________和___________(填選項前的字母)。 A．電壓合適的50 Hz交流電源 B．電壓可調(diào)的直流電源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平(含砝碼) （2）在圖3中已標(biāo)出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點，請在該圖中標(biāo)出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標(biāo)點，并畫出v-t圖像_____________。 （3）觀察v-t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據(jù)是

20、___________。v-t圖像斜率的物理意義是______________________。 （4）描繪v-t圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時速度，從理論上講，對△t的要求是______（選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實驗的角度看，選取的△x大小與速度測量的誤差______(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。 （5）早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運動的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時只能靠滴水計時，為此他設(shè)計了如圖4所示的“斜面實驗”，反復(fù)做了上百次，驗證了他的猜想。請你結(jié)合勻變速直線運動的知識，分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間

21、均勻變化的_____________________。 【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（北京卷） 【答案】 A C 如圖所示： 其中C點的橫坐標(biāo)為3T，縱坐標(biāo)為 （3）結(jié)合圖像可以看出小球速度隨時間均勻變化，所以小球做勻加速運動，圖像的斜率代表了運動時的加速度 （4） 越小，則 越接近計數(shù)點的瞬時速度，所以越小越好，計算速度需要用到 的測量值，所以 點睛：本題考查了速度與與時間得關(guān)系，速度沒有辦法直接測量，所以要利用物理關(guān)系轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換成我們能夠測量的量，然后在來驗證速度與時間得關(guān)系。 2．【2017·新課標(biāo)Ⅰ卷】（5分）某探究

22、小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖（a）所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。（已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴） （1）由圖（b）可知，小車在桌面上是____________（填“從右向左”或“從左向右”）運動的。 （2）該小組同學(xué)根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖（b）中A點位置時的速度大小為___________m/s，加速度大小為____________m/s2。（結(jié)果均保留

23、2位有效數(shù)字） 【答案】（1）從右向左 （2）0.19 0.037 【考點定位】勻變速直線運動的研究 【名師點睛】注意相鄰水滴間的時間間隔的計算，46滴水有45個間隔；速度加速度的計算，注意單位、有效數(shù)字的要求。 3．【2016·天津卷】某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動。 ①實驗中必要的措施是______。 A．細線必須與長木板平行 B．先接通電源再釋放小車 C．小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量 D．平衡小車與長木板間的摩擦力 ②他實驗時將打點計時器接到頻率為50 HZ的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有

24、4個點，圖中未畫出）。s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm。則小車的加速度a=______m/s2（要求充分利用測量的數(shù)據(jù)），打點計時器在打B點時小車的速度vB=_______m/s。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） 【答案】①AB ②0.80 0.40 【解析】①實驗時，細線必須與長木板平行，以減小實驗的誤差，選項A正確；實驗時要先接通電源再釋放小車，選項B正確；此實驗中沒必要使小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量，選項C錯誤；此實驗中不需平衡小車與長木板間的摩擦力，選項D錯誤。 ②兩相鄰計數(shù)點間的時

25、間間隔T=0.1 s；由逐差法可得a==0.80 m/s2，打點計時器在打B點時小車的速度vB==0.40 m/s。 【考點定位】研究小車的勻變速直線運動實驗 【名師點睛】此題是一道考查研究小車的勻變速直線運動的常規(guī)實驗題；注意不要把此實驗與驗證牛頓第二定律的實驗相混淆；在驗證牛頓第二定律的實驗中，要求小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量和平衡小車與長木板間的摩擦力，但在此實驗中是不必要的；此題考查學(xué)生對力學(xué)基本實驗的掌握情況。 4．【2016·海南卷】某同學(xué)利用圖（a）所示的實驗裝置探究物塊速度隨時間的變化。物塊放在桌面上，細繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑輪掛上鉤碼。打點計時器固定在桌面左

26、端，所用交流電源頻率為50 Hz。紙帶穿過打點計時器連接在物塊上。啟動打點計時器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動。打點計時器打出的紙帶如圖（b）所示（圖中相鄰兩點間有4個點未畫出）。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運動為勻加速運動?；卮鹣铝袉栴}： （1）在打點計時器打出B點時，物塊的速度大小為_______m/s。在打出D點時，物塊的速度大小為_______m/s；（保留兩位有效數(shù)字） （2）物塊的加速度大小為_______m/s2。（保留兩位有效數(shù)字） 【答案】（1）0.56 0.96 （2）2.0 【考點定位】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 【名師點睛】根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上小車的瞬時速度大小，然后在速度公式求加速度即可。