第4节科学测量:做直线运动物体的瞬时速度知识点题库

如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．

（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为．
（2） A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x=；C点对应的速度是（计算结果保留三位有效数字）．

电磁式打点计时器所接电压是（）

A . 220V直流电压 B . 220V交流电压 C . 6V直流电压 D . 6V交流电压

电火花打点计时器的工作电压是（）

A . 交流220V B . 直流220V C . 交流4﹣6V D . 直流4﹣6V

关于电磁打点计时器的使用，正确的是（）

A . 先让物体运动，再接通电源 B . 应把纸带放在复写纸上面 C . 使用的是低压交流电源 D . 纸带上相邻两个点的时间间隔为0.1s

如图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出．由图数据可求得：

（1）该物体的加速度为 m/s² ，
（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为cm，
（3）打第2个计数点时该物体的速度为m/s．
（4）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，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）．

某物理兴趣小组为获得当地重力加速度值，设计了如下实验，并进行了系列探究过程，假设你也是其中一员，请补充完整横线部分内容：

（1）操作过程：
①将打点计时器固定在铁架台上，如图1所示；
②将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔；
③先，再释放纸带；
④获得点迹清晰的几条纸带
（2）探究过程：其中一条纸带的点迹及数据如图2所示．（图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D…依次表示点O以后连续的各点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点）
①小组成员量出DF间的距离为3.60cm，计算出打点计时器打下点E时的速度v_E=m/s；
②小组成员量出FH间的距离为5.20cm，计算出打点计时器打下点G时的速度v_G= m/s；
③利用a= $\text{[math]}$ 得出g=m/s²；
④利用a= $\text{[math]}$ 得出g=m/s² ．（结果保留小数点后两位数字）

某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．

实验步骤如下：

A．安装好实验器材；

B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；

C．测出s₁=3.0cm、s₂=4.5cm、s₃=6.0cm，

结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：

（1）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，在下列的仪器和器材中，必须使用的有．（填选项代号）
A ．秒表 B ．电压可调的直流电源 C ．电压合适的50Hz交流电源
D ．刻度尺E ．天平 F ．滑动变阻器 G ．弹簧秤
（2）如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则物体通过b计数点的速度v _b=m/s，通过c计数点的速度v_c=m/s，运动的加速度为m/s² ．

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出），如图甲所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示。

（1）请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线（在图乙中作答），并指出哪个轴相当于v轴？
（2）从第一个计数点开始计时，为了求出0.15 s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？。
（3）若测得a段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则可求出加速度的大小为 $\text{[math]}$ 。

用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

主要实验步骤如下：

a.安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。

b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t=0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。

c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作D₁、D₂、D₃、D₄、D₅……

d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐系，在坐标纸上描点，如图3所示

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有和 (填选项前的字母)。

A . 电压合适的50Hz交流电源 B . 电压可调的直流电源 C . 刻度尺 D . 秒表 E . 天平(含砝码)
（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像。
（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是。v-t图像斜率的物理意义是。
（4）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 $\text{[math]}$ 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是（选填“越小越好”或“与大小无关”)：从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差(选填“有关”或“无关”)。
（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。

在你练习使用打点计时器时，小车拖动纸带并在上面打下了一系列的小点．根据你所打出点的纸带，在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时（　）

A . 应通过测量纸带表示的运动的全程来判断 B . 必须通过计算任意两点间的平均速度来判断 C . 必须通过计算全程的平均速度来判断 D . 可以通过测量每相邻两点间的距离，看其是否都相等来判断

某同学做“研究匀变速直线运动”的实验，请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填写在横线上（填字母序号）：

a打点计时器 b交流电源 c直流电源 d细绳和纸带 f钩码和滑块 g刻度尺 h一端有滑轮的长木板．

我国交流电的频率为50 $\text{[math]}$ ,因此,打点计时器每隔0. 02 $\text{[math]}$ 打一个点。如下图所示为某次实验时打出的一条纸带,其中1、2、3、4为依次选定的测量点,根据图中标出的数据,图中在1〜2点时间内物体的平均速度为 $\text{[math]}$ ;在2〜4点时间内物体的平均速度为 $\text{[math]}$ 。测量第2个点时物体的瞬时速度为 $\text{[math]}$ .

（1）在做用打点计时器测速度的实验时,要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的“电火花打点计时器”使用的电压是V的(选填“直流电”或“交流电”),它每隔s打一个点。
（2）在“探究小车的速度随时间变化的规律”实验时，其电源频率为50Hz,如下图所示是某次实验的纸带，舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1,2,3……，各计数点与0计数点之间的距离依次为x₁＝3 cm，x₂＝7.5 cm，x₃＝13.5 cm，则物体通过1计数点的速度v₁＝ m/s，通过2计数点的速度v₂＝ m/s，运动的加速度为 m/s².

如图是打点计时器在运动纸带上打下的一行小点，已知计时器所用交流电的频率是 50Hz．那么根据 D、F两点间的位移△x 和时间△t ，可以算出纸带在这两点间的平均速度 v＝ $\text{[math]}$ ，用这个平均速度就可以代表纸带经过 E 点时的瞬时速度，这就是测量瞬时速度的方法。试根据图中信息和交流的频率得出时间△t 的数值。

图片_x0020_100002

对打点计时器的有关说法和做法中，正确的是（）

A . 电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电 B . 两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 C . 电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉 D . 接通电源与释放纸带，可以随意操作，没有先后顺序之分 E . 先接通电源，待打点稳定后再用手牵动纸带

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，电源的频率为50Hz。

图片_x0020_100011

（1）下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材。
A ．电磁打点计时器 B ．天平 C ．低压交流电源 D ．低压直流电源 E .细绳和纸带 F.钩码和小车 G .秒表 H.一端有滑轮的长木板 Ι .刻度尺

选出的器材有AEFH，还需要的器材是（填字母）；
（2）某同学按照以下步骤进行操作：
A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带；

B．将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上所需电源；

C．断开电源，取下纸带；

D．把小车停在靠近打点计时器的地方，先放开小车，再启动计时器；

E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器。

以上步骤有错误的是 (填步骤前的字母)，应更正为；步骤合理的顺序是 (填步骤前的字母)；
（3）该同学选出了一条清晰的纸带，并根据纸带上的点，标出了如图所示的计数点，其中两相邻计数点间还有4个点未画出，测得点之间的距离x₁＝7.05cm，x₂＝7.68cm，x₃＝8.33cm，x₄＝8.95cm，x₅＝9.61cm，x₆＝10.26cm。求出小车的加速度大小为m/s²；(保留二位有效数字)
（4）打点计时器原来工作电压的频率为50H_Z ，如果用它来测定匀变速直线运动的加速度时，实验者不知工作电压的频率变为60H_Z ，这样计算出的加速度的值与真实值相比。（选填“偏大”“偏小”“不变”）

在练习使用打点计时器的实验中，请回答以下问题：

（1）如图甲、乙所示分别为电磁打点计时器和电火花打点计时器，两种计时器都是实验中常用的实验器材，关于这两种打点计时器，下列说法正确的是________：

A . 甲使用直流电源，乙使用交流电源 B . 它们都使用 $\text{[math]}$ 的交流电源 C . 它们打点周期都是 $\text{[math]}$ D . 乙工作时纸带受到的阻力较小，实验误差较小
（2）小兰使用打点计时器打出的一条纸带如图丙所示， $\text{[math]}$ 为在纸带上所选的计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为 $\text{[math]}$ ，由纸带所示数据可算出：打点计时器打下 $\text{[math]}$ 点时纸带的速度大小为 $\text{[math]}$ ；纸带运动的加速度大小为 $\text{[math]}$ （结果均保留两位有效数字）。

电磁打点计时器是一种使用（填“直流电源”或“交流电源”）的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，它打点的时间间隔为s，使用电磁打点计时器打点时，应先，待打点计时器稳定后，再。

（1）如图所示，下列用电磁打点计时器打出的纸带能表示物体做匀速直线运动的是___________。

A . B . C . D .
（2）关于电磁打点计时器，下列说法正确的是___________。

A . 应连接6V以下的直流电源 B . 使用时应把复写纸放在纸带下面 C . 用平整的纸带能够有效减少摩擦力 D . 使用时应该先接通电源再释放纸带

某同学将小车左端与纸带相连，纸带穿过打点计时器，通过滑轮用重物牵引，测得小车的加速度为 $\text{[math]}$ ，将小车左侧的纸带取下，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，来测量加速度，如图所示（实验的其他条件不变）让重物落下，开始测量小车的加速度。直至小车接触到制动器后结束测量。在智能手机上显示了如图所示的画面，图中纵轴为加速度，横轴为时间，且智能手机测量的是以小车的前进方向为正方向的加速度，小车停止前的加速度超过了图表的显示范围。

（1）智能手机测得小车的加速度约为 $\text{[math]}$ （保留两位有效数字）；
（2）智能手机和打点计时器测得的加速度有明显差异，主要原因是；
（3）根据图像可知小车与制动器碰撞前的速度约为m/s（保留三位有效数字）。

第4节 科学测量:做直线运动物体的瞬时速度 知识点题库

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