2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第04講 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器 研究勻變速直線運(yùn)動(測)
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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第04講 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器 研究勻變速直線運(yùn)動(測) 一、實(shí)驗(yàn)題(本大題共10小題,每小題11分,共110分。) 1.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車做勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,打點(diǎn)計(jì)時器工作頻率為50Hz.圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條較理想的紙帶,每兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.10s. 通過計(jì)算已經(jīng)得出了打下B、C、D四個點(diǎn)時小車的瞬時速度,以A點(diǎn)為計(jì)時起點(diǎn),通過描點(diǎn)連線得到了如圖丙所示的圖象.試分析下列問題: (1)打點(diǎn)計(jì)時器打E點(diǎn)時小車的瞬時速度vE=_____m/s.(保留三位有效數(shù)字) (2)小車運(yùn)動的加速度為a=_____m/s2
2、.(保留兩位有效數(shù)字) (3)打點(diǎn)計(jì)時器打下A點(diǎn)時的速度為vA=_____m/s. 【答案】 0.640 0.80 0.320 (3)根據(jù)速度公式vE=vA+at; 解得:vA=vE﹣at=0.640﹣0.80×0.4=0.320m/s; 2.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中: (1)除打點(diǎn)計(jì)時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有滑輪的長木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有_____.(填選項(xiàng)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.刻度尺 D.秒表 E.天平 (2)實(shí)驗(yàn)過程中,下列做
3、法正確的是_____. A.先接通電源,再使紙帶運(yùn)動 B.先使紙帶運(yùn)動,再接通電源 C.將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處 D.將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處 (3)在實(shí)驗(yàn)中:某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E共5個計(jì)數(shù)點(diǎn).測得計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,每兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出來. ①每兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔為_____s. ②試根據(jù)紙帶上各個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,計(jì)算出打下B、C、D三個點(diǎn)時小車的瞬時速度,則vD=_______m/s,vC=________m/s,vB=________m/s.選擇合適的單位長度
4、,在下圖所示的坐標(biāo)系中作出小車的v﹣t圖線_________,并根據(jù)圖線求出a=_____m/s2.(所有結(jié)果保留3位有效數(shù)字) ③將圖線延長與縱軸相交,交點(diǎn)的物理意義是______________. 【答案】 AC AD 0.1 0.390 0.264 0.138 1.26m/s2 零時刻經(jīng)過A點(diǎn)的速度大?。? (3)①由于相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出,所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.1s,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,得: ,同理: , ②作圖時注意,盡量使描繪的點(diǎn)落在直線上,若不能落地直線上,盡量讓其分布在直線兩側(cè)
5、. 利用求得的數(shù)值作出小車的v-t圖線(以打A點(diǎn)時開始記時),并根據(jù)圖線求出小車運(yùn)動的加速度 ③將圖線延長與縱軸相交,交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是零時刻的速度大小是,此速度的物理意義是零時刻經(jīng)過A點(diǎn)的速度大?。? 3.如圖所示是三個涉及紙帶和打點(diǎn)計(jì)時器(所接電源皆為50 Hz交流電)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。 (1)三個實(shí)驗(yàn)裝置中,摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響的是________; A.甲 B.乙 C.丙 (2)如果操作都正確,則通過裝置________(填“甲”、“乙”或“丙”)可打出圖中的紙帶________(填“①”或“②”); (3)任選一條紙帶求出e、f兩點(diǎn)間的平
6、均速度大小為________m/s。 【答案】 A 2 乙 1.30 【解析】試題分析:在研究勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中,只要受到恒定的力的作用,得到的加速度的大小就是恒定的,沒錯實(shí)驗(yàn)受到的摩擦力大小恒定,對結(jié)果沒有影響,但是在另外的兩個實(shí)驗(yàn)中沒次實(shí)驗(yàn)的時候作用力變化,摩擦力的影響不能消除.在研究功和速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,得到的紙帶是先加速后勻速的, (3)紙帶是ef間的距離為2.7cm=0.026m,時間為0.02s,所以平均速度大小為. 4.我校高一同學(xué)在做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器”實(shí)驗(yàn)中使用的打點(diǎn)計(jì)時器電火花打點(diǎn)計(jì)時器,打點(diǎn)計(jì)時器是一種計(jì)時儀器,其電源頻率為50Hz.
7、(1)使用的電壓是________V的_________(選填“直流電”或“交流電”),它每隔______ s打一個點(diǎn). (2)接通打點(diǎn)計(jì)時器電源和讓紙帶開始運(yùn)動,這兩個操作之間的時間順序關(guān)系是________ A.先接通電源,再讓紙帶運(yùn)動 B.先讓紙帶運(yùn)動,再接通電源 C.讓紙帶運(yùn)動的同時接通電源 D.先讓紙帶運(yùn)動或先接通電源都可以 (3)實(shí)驗(yàn)時某位同學(xué)利用小車做勻加速運(yùn)動打出的紙帶如圖所示,每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個計(jì)時點(diǎn)沒有畫出來,圖中上面的數(shù)字為相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離. ①小車做勻加速直線運(yùn)動的加速度a=_______m/s2.(保留三位有效數(shù)字) ②打第4個計(jì)數(shù)點(diǎn)時
8、紙帶的速度v4=________m/s.(保留三位有效數(shù)字) 【答案】 220V 交流電 0.02s A 2.02m/s2 1.21m/s 【解析】(1)常用的電火花計(jì)時器使用的是交流電220V,其電源頻率為50Hz,它們是每隔0.02s打一個點(diǎn). (2)開始記錄時,應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時器通電打點(diǎn),然后釋放紙帶讓紙帶(隨物體)開始運(yùn)動,如果先放開紙 點(diǎn)睛:對于基本儀器的使用和工作原理,我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它,還要從實(shí)踐上去了解它,自己動手去做做,以加強(qiáng)基本儀器的了解和使用.解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時速度和加速度,關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動兩個重要推論的運(yùn)
9、用.注意有效數(shù)字的保留. 5.某同學(xué)用如圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號計(jì)數(shù)點(diǎn),然后每3個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),所以測量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如下所示。 該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔): 方法A:由 ……,取平均值g=8.667 m/s2; 方法B:由 取平均值g=8.673 m/s2。 從數(shù)據(jù)處理方法看,選擇方法________(A或B)更合理,這樣可以減少實(shí)驗(yàn)的________(系統(tǒng)或偶然)誤差。本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源_________________________ (試舉出兩條)。 【答案】 B
10、偶然 阻力、測量 利用上了六個數(shù)據(jù),S?1?、S?2?、S?3?、S?4?、S?5?、S?6利用數(shù)據(jù)越多,可以盡量避免偶然誤差,合理的是方法B;本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源空氣的阻力,打點(diǎn)計(jì)時器與紙帶的摩擦,測量等等。 6.某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置來測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?,主要操作步驟如下: ①安裝實(shí)驗(yàn)器材,調(diào)節(jié)試管夾(小鐵球)、光電門和紙杯在同一豎直線上; ②打開試管夾,由靜止釋放小鐵球,用光電計(jì)時器記錄小鐵球在兩個光電門間的運(yùn)動時間t,并用刻度尺(圖上未畫出)測量出兩個光電門之間的高度h,計(jì)算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度v; ③保持光電門1的位置不變,改變光電門2的位
11、置,重復(fù)②的操作,測出多組(h,t),計(jì)算出對應(yīng)的平均速度; ④畫出v-t圖象. 請根據(jù)實(shí)驗(yàn),回答如下問題: (1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門1時的速度為v0,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則小鐵球通過兩光電門間的平均速度v的表達(dá)式為________.(用v0、g和t表示) (2)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下表:請?jiān)趫D中畫出v-t圖象. (3)根據(jù)v-t圖象,可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=__________ m/s2,小球通過光電門1時的速度為__________ m/s.(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 【答案】 9.7,1.10 (3)小鐵球通過兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為:,所以
12、v-t圖象的斜率表示,所以當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=2k=9.7m/s2,根據(jù)v-t圖象得出v0=1.10m/s,即小球通過光電門1時的速度為1.10m/s。 7.某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動,用自制“滴水計(jì)時器”計(jì)量時間。實(shí)驗(yàn)前,將該計(jì)時器固定在小車旁,如圖(a)所示。實(shí)驗(yàn)時,保持桌面水平,先用功率恒定的電動馬達(dá)牽引著小車由靜止開始加速一段時間。再關(guān)閉馬達(dá),讓小車在桌面上自由運(yùn)動至靜止。在小車運(yùn)動過程中,滴水計(jì)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(jì)時器每內(nèi)共滴下46個小水滴,且開始計(jì)時時滴下的小水滴計(jì)為第1滴。) (1)根據(jù)圖(b)
13、的數(shù)據(jù)可判斷出此過程中滴下的水滴是小車在_________________時留下的(填“馬達(dá)牽引著加速”或“關(guān)閉馬達(dá)后在桌面上減速”)。還由圖(b)可知,小車在桌面上是___________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動的。 (2)小車運(yùn)動到圖(b)中A點(diǎn)時的速度大小約為__________。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) 【答案】 關(guān)閉馬達(dá)后在桌面上減速; 從右向左; 0.24 在圖(b)中從右向左依次定義三個水滴A、B和C,則可求出滴C水滴時小車的速度 從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中, ,解得。 點(diǎn)晴:注意相鄰水滴的時間間隔的計(jì)算,46滴水有45個間隔,速
14、度和加速度的計(jì)算,注意單位、有效數(shù)字的要求。 8.某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時器測量小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度。實(shí)驗(yàn)器材有:電磁打點(diǎn)計(jì)時器、一端附有滑輪的長木板,小車、紙帶、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙片等。 (1)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)桌上安裝好所需的器材后(如圖所示)準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下面操作必須要的是___________ A.把附有滑輪的長木板的一端適當(dāng)墊高,以平衡小車運(yùn)動過程中所受的摩擦力 B.調(diào)節(jié)拉小車的細(xì)線使細(xì)線與長木板板面平行 C.拉小車運(yùn)動的鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 D.實(shí)驗(yàn)時,先釋放小車,再接通電源 (2)該同學(xué)在得到的紙帶上選取七個計(jì)數(shù)點(diǎn)(相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之
15、間還有四個點(diǎn)未畫出),如圖所示,圖中s1=4.81cm,s2=5.29cm,s3=5.76cm,s4=6.25cm,s5=6.71cm,s6=7.21cm。已知電源頻率為50Hz,則加速度的大小為___________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 【答案】 B 0.48 使打出來的點(diǎn)很少,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,故D錯誤;故選B. (2)根據(jù)s4?s1=3 a1T2 ;s5?s2=3 a2T2;s6?s3=3 a3T2 得加速度大小為: 點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時速度和加速度,關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動推論的運(yùn)用,在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知
16、識的理解與應(yīng)用. 9.物理小組在一次探究活動中,測量滑塊做勻加速直線運(yùn)動的加速度和某時刻的瞬時速度,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,一木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接.打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電源的頻率為50Hz.開始實(shí)驗(yàn)時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做加速運(yùn)動,在紙帶上打出一系列小點(diǎn). (1)結(jié)合本次實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是:__ A.電火花打點(diǎn)計(jì)時器使用220V交流電源 B.電火花打點(diǎn)計(jì)時器每隔0.02s打一個點(diǎn) C.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先釋放滑塊再打點(diǎn) D.滑塊應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時器開始釋放 E.紙帶放在
17、墨粉盤的上面 (2)圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)確定滑塊加速度a=__m/s2,紙帶上“4”點(diǎn)的瞬時速度v4=__m/s(結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留兩位). 【答案】 ABD 0.49 0.31 計(jì)數(shù)點(diǎn)4的瞬時速度。 點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會根據(jù)紙帶求解瞬時速度和加速度,主要是勻變速直線運(yùn)動推論的運(yùn)用。 10.某同學(xué)用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動.實(shí)驗(yàn)步驟如下: a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材. b.接通電源后,讓拖著
18、紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動,重復(fù)幾次.選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點(diǎn)跡,從便于測量的點(diǎn)開始,每兩個打點(diǎn)間隔取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖中、、、…點(diǎn)所示. c.測量、、、…計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,分別記做:、、…. d.通過測量和計(jì)算,該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動. e.分別計(jì)算出、、…與對應(yīng)時間的比值、、…. f.以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo),標(biāo)出與對應(yīng)時間的坐標(biāo)點(diǎn),畫出圖線. 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你完成下列任務(wù): ①實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有__________和__________.(填
19、選項(xiàng)代號) A.電壓合適的交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.重錘 ②將最小刻度為的刻度尺的刻線與計(jì)數(shù)點(diǎn)對齊,、、、計(jì)數(shù)點(diǎn)所在的位置如圖所示,則__________,__________. ③該同學(xué)在圖中已標(biāo)出、、、計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請你在該圖中標(biāo)出與、兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出圖線________________________. ④根據(jù)圖線判斷,在打計(jì)數(shù)點(diǎn)時,小車的速度__________;它在斜面上運(yùn)動的加速度__________. 【答案】 B A C 2.98 13.20 0.2 4 【解析】()要想使電子向下偏,必須給電子一個豎直向下的力,根據(jù)左手定則,可以判斷出應(yīng)該施加指向軸正方向的磁場,如果加電場,則電場力方向豎直向下,而電子受電場力的方向與電場的方向相反,所以應(yīng)該加豎直向上的電場,B正確. ()①必須使用的有電壓合適的交流電源,刻度尺AC正確. ②根據(jù)毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則得:,. ③如圖;
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