高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第四节 测量直线运动物体的瞬时速度课后练习题

第四节　测量直线运动物体的瞬时速度

基础过关练

题组一　认识打点计时器

1.(2020广东揭阳三中高一上月考)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是              (　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

A.电磁打点计时器使用的是4~6 V的直流电源

B.在使用打点计时器时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源

C.记录在纸带上的点反映了运动物体各个时刻的位置

D.纸带上的点越密集,说明物体运动得越快

2.(2020吉林师范高级中学高一上月考)电火花计时器是一种使用　　　　(填“直流”或“交流”)电源的计时仪器,它的工作电压是　　　　 V。当电源频率是50 Hz时,它每隔　　　　s打一次点。 

题组二　实验原理、步骤

3.(2020甘肃天水第一中学高一上月考,改编)在“测量沿斜面运动小车的瞬时速度”的实验中。

(1)实验室提供了以下器材:电火花计时器、一端垫高的长木板、小车、纸带、刻度尺、交流电源、停表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是　　　　　　　; 

(2)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.把穿过电火花计时器的纸带固定在小车后面

B.把电火花计时器固定在木板被垫高的一端,并连好电路

C.换上新的纸带,再重做两次实验

D.把长木板平放在实验桌上,并将远离桌边的一端垫高

E.使小车停在靠近电火花计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动

F.断开电源,取出纸带

题组三　用打点计时器测瞬时速度

4.(2021河北张家口涿鹿中学高一上月考)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况(交流电源频率是50 Hz),在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。(计算结果保留3位有效数字)

(1)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,下列选项中:

A.时间间隔　　　B.位移

C.平均速度　　　D.瞬时速度

我们可以从纸带上直接得到的物理量是　　　　,测量得到的物理量是　　　　,通过计算能得到的物理量是　　　　。 

(2)根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1 s测一次速度,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,各个速度值如下表。

以打A点时为计时零点,将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。

题组四　利用光电门测瞬时速度

5.像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示,则

甲

乙

丙

(1)读出挡光片的宽度为d=　　　　cm; 

(2)滑块在牵引力作用下通过光电门,配套的数字毫秒计记录了它通过光电门的时间为t,由公式v=可得到滑块通过光电门的速度v。但实质上v是滑块通过光电门的　　　　,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将挡光片的宽度　　　　(填“增大”或“减小”)一些。深度解析 

第四节　测量直线运动物体的瞬时速度

基础过关练

1.C　电磁打点计时器使用的是4~6 V的交流电源,A错误;在使用打点计时器时,先接通打点计时器的电源,后让物体运动,B错误;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,同时也记录了物体在各个时刻的位置和某段时间内的位移,C正确;纸带上的点越密集,说明相等的时间内发生的位移越小,即被测量的物体运动得越慢,D错误。

2.答案　交流　220　0.02

解析　电火花计时器是一种计时仪器,它使用的是交流电源,工作电压为220 V。当电源频率是50 Hz时,周期为T== s=0.02 s,即它每隔0.02 s打一次点。

3.答案　(1)弹簧测力计、停表　(2)DBAEFC

解析　(1)在本实验中不需要测量力的大小,因此不需要弹簧测力计。电火花计时器打出的纸带记录了小车的运动时间,因此不需要停表。

(2)在“测量沿斜面运动小车的瞬时速度”的实验中,应先把长木板平放在实验桌上,并将远离桌边的一端垫高,然后把电火花计时器固定在长木板被垫高的一端,并连好电路,再把穿过电火花计时器的纸带固定在小车后面,使小车停在靠近电火花计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动,断开电源,取出纸带,最后换上新的纸带,再重做两次。

根据上面的过程可知步骤为DBAEFC。

4.答案　(1)A　B　CD

(2)如图所示

解析　(1)纸带上任意相邻的两点间的时间间隔与交流电源的周期相同,所以可以从纸带上直接得到的物理量是时间间隔;利用刻度尺可测量计数点间的距离,即测量得到的物理量是位移;利用速度公式计算出的有平均速度和瞬时速度。

(2)利用得到的各点的瞬时速度在坐标系中描点连线,连线时用直线拟合各点,不在直线上的点要分居直线两侧,图像见答案。

5.答案　(1)1.20　(2)平均速度　减小

解析　(1)挡光片的宽度为d=1.70 cm-0.50 cm=1.20 cm。

(2)根据公式v=计算得到的是t时间内的平均速度,只有当t→0时,v才是瞬时速度,光电门测得的时间虽然比较短,但计算得出的速度还是平均速度。

要使测得的速度更接近瞬时速度,应减小挡光片的宽度。

导师点睛

利用光电门测瞬时速度的原理是:利用平均速度来代替瞬时速度,因此在测量过程中,挡光片越窄,时间越短,平均速度越接近瞬时速度。