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2019-2020年高中物理 每日一題之快樂暑假 第10天 實驗：用打點計時器測速度（含解析）新人教版 考綱要求：Ⅰ 難易程度：★★☆☆☆ 用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。下面是沒有按操作順序寫的不完整的實驗步驟，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當?shù)膬?nèi)容，然后根據(jù)實際操作的合理步驟，將各步驟的字母代號按順序寫在空白處。 A．在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線，導線另一端分別接在50 Hz交流電源的兩接線柱上； B．把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過_______，并壓在_______下面； C．用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離Δx； D．切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間Δt=________； E．打開電源開關，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點。 F．利用公式=計算紙帶運動的平均速度。 實驗步驟的合理順序是_______________。 【參考答案】限位孔 復寫紙 （n–1）0.02 s BAEDCF 【試題解析】使用打點計時器時應該將紙帶穿過限位孔，并將紙帶放在復寫紙下。打點時先開電源再釋放紙帶。合理的操作順序為BAEDCF。交流電頻率為50 Hz，打點時間間隔為0.02 s，紙帶上有n個清晰的點，則時間間隔為（n–1）0.02 s。 【知識補給】 打點計時器的使用 （1）拖曳紙帶的物體應靠近打點計時器，以充分利用紙帶，打出更多點跡。 （3）要先接通打點計時器的電源，再釋放小車。首先能避免紙帶被提前拖曳，能打點的紙帶縮短；其次可使打下的第一個點對應初速度為零的狀態(tài)，完整地記錄下運動的全過程，便于分析。 （3）誤差：紙帶和限位孔、紙帶和紙盤間的摩擦。對于電磁打點計時器，還有振針對紙帶的阻力。 使用打點計時器測量瞬時速度時應注意 A．無論使用電磁打點計時器還是電火花計時器，都應該把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復寫紙壓在紙帶的上面 B．使用打點計時器時應先接通電源，再拉動紙帶 C．使用電磁打點計時器在拉動紙帶時，拉動的方向應與限位孔平行 D．打點計時器只能連續(xù)工作較短時間，打點之后要立即關閉電源 小明拉著穿過打點計時器的紙帶的一端運動，紙帶上打出的點如圖所示，由此判斷紙帶的運動情況是 A．先勻速后減速 B．先加速后勻速 C．先減速后加速 D．先加速后減速 如圖為同一打點計時器打出的4條紙帶，其中平均速度最大的是（打點時間間隔均相同） 電磁打點計時器和電火花打點計時器都是使用________電源的計時儀器，電磁打點計時器工作的電壓是__________V，電火花打點計時器工作的電壓是_________V。當電源頻率是50 Hz時，它每隔____________打一個點。如圖為物體運動時打點計時器打出的一條紙帶，圖中相鄰的點間還有四個點未畫出，已知打點計時器接交流50 Hz的電源，則ae段的平均速度為__________m/s。d瞬時速度約為___________m/s。（保留兩位有效數(shù)字） （1）在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中，按照實驗進行的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上______________。 A．把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面 B．把打點計時器固定在木板上沒有滑輪的一端，并連好電路 C．換上新的紙帶，再重做兩次 D．把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面 E．使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動 F．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼 G．斷開電源，取出紙帶 （2）紙帶上每隔___________s打下一點，現(xiàn)在使用打點計時器測定物體的速度，當電源頻率低于50 Hz時，若仍按照50 Hz計算，則測出的速度值將比真實值_____________（選填“大”或者“小”）. 如圖所示，在紙帶上選好的計時點下面標0，在第5點下面標1，在第10點下面標2……，標明的點叫計數(shù)點，則相鄰的計數(shù)點時間間隔為_______，兩相鄰計數(shù)點間的距離分別是x1、x2、x3……，測得x1=2.80 cm，x2=3.80 cm，x3=4.76 cm，x4=5.76 cm，x5=6.78 cm。那么： （1）根據(jù)各點的瞬時速度可用極短時間內(nèi)的平均速度表示，可計算1、2、3、4各點的瞬時速度，將得到的數(shù)據(jù)填入下表中。 計數(shù)點序號 1 2 3 4 通過計數(shù)點的速度v（cm/s） （2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標紙上畫出v–t圖象（自己確定合理的標度）。 （1）打點計時器接____（填“交流”、“直流”）電源，當頻率是50 Hz時，打點計時器每隔____秒打一個點。 （2）電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是__________。 A．時間間隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬時速度 （3）關于打點計時器的使用說法正確的是________。 A．電磁打點計時器使用的是10 V以下的直流電源 B．在測量物體速度時，先讓物體運動，后接通打點計時器的電源 C．使用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越小 D．紙帶上打的點越密，說明物體運動得越快 （4）在“練習使用打點計時器”的實驗中，某同學選出了一條清晰的紙帶，如圖所示是小車拖動紙帶用打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為我們在紙帶上所選的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s。試求BD、DF兩個過程的平均速度。vBD=________m/s；vDF=__________m/s。（結果保留兩位有效數(shù)字） 【參考答案】 BCD 電磁打點計時器使用復寫紙，電火花打點計時器不用復寫紙，A錯誤；實驗時應當先接通電源，再拉動紙帶，B正確；為減小摩擦，拉動紙帶的方向應當與限位孔平行，C正確；打點計時器不能長時間連續(xù)工作，D正確。 當電源的頻率是50 Hz時，打點周期為0.02 s；電火花計時器的工作電壓是220 V，打點周期是0.02 s；ae段的平均速度為，d點的瞬時速度約為。 【點睛】對于基本實驗儀器，要會正確使用，了解其工作原理，為將來具體實驗打好基礎，對于實驗裝置和工作原理，我們不僅從理論上學習它，還要從實踐上去了解它，自己動手去做做。 （1）DBFAEGC或DBAFEGC （2）0.02 大 （1）正確的實驗步驟是：把長木板平放在實驗桌上，把打點計時器固定在木板一端，并連好電路，把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后，使小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運動，打完一條紙帶，斷開電源，取下紙帶，換上新紙帶，再重做兩次，即順序為DBFAEGC或DBAFEGC。 （2）紙帶上每隔0.02 s打下一點，當電源頻率低于50 Hz時，實際打點周期將變大，而進行計算時，仍然用0.02 s，因此測出的速度數(shù)值將比物體的真實數(shù)值大。 0.1 s （1）33.0 42.8 52.6 62.7 （2）如圖所示 打點的時間間隔為0.02 s，相鄰計數(shù)點間有5個間隔，則相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s。 由極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度，則有，同理可得，，。 3打點穩(wěn)定后，再讓物體運動，B錯誤；C、使用的電源頻率越高，周期越小，打點的時間間隔就越小，C正確；D、紙帶上打的點越密，說明相同時間內(nèi)物體的位移越小，物體運動得越慢，D錯誤。故選C。 （4）BD段的平均速度為：；DF段的平均速度為：。