2019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(shí)器 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)（測(cè)）.doc

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第04講 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)——測(cè) 【滿分：110分 時(shí)間：90分鐘】 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(dòng)的規(guī)律，打點(diǎn)計(jì)時(shí)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?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s． 通過(guò)計(jì)算已經(jīng)得出了打下B、C、D四個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，通過(guò)描點(diǎn)連線得到了如圖丙所示的圖象．試分析下列問(wèn)題： （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vE=_____m/s．（保留三位有效數(shù)字） （2）小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a=_____m/s2．（保留兩位有效數(shù)字） （3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)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=0.640﹣0.800.4=0.320m/s； 2．在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中： （1）除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)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(hào)） 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(guò)程中，下列做法正確的是_____． A．先接通電源，再使紙帶運(yùn)動(dòng) B．先使紙帶運(yùn)動(dòng)，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(shí)器處 （3）在實(shí)驗(yàn)中：某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E共5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來(lái)． ①每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_____s． ②試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，則vD=_______m/s，vC=________m/s，vB=________m/s．選擇合適的單位長(zhǎng)度，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(zhǎng)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(shí)刻經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大?。? （3）①由于相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，得： ，同理： ， ②作圖時(shí)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)． 利用求得的數(shù)值作出小車的v-t圖線（以打A點(diǎn)時(shí)開始記時(shí)），并根據(jù)圖線求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度 ③將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是零時(shí)刻的速度大小是，此速度的物理意義是零時(shí)刻經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大?。? 3．如圖所示是三個(gè)涉及紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所接電源皆為50 Hz交流電)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。 （1）三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中，摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響的是________； A．甲 B．乙 C．丙 （2）如果操作都正確，則通過(guò)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(dòng)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(méi)錯(cuò)實(shí)驗(yàn)受到的摩擦力大小恒定，對(duì)結(jié)果沒(méi)有影響，但是在另外的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中沒(méi)次實(shí)驗(yàn)的時(shí)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(shí)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(shí)器”實(shí)驗(yàn)中使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，其電源頻率為50Hz． (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(gè)點(diǎn)． (2)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源和讓紙帶開始運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)操作之間的時(shí)間順序關(guān)系是________ A.先接通電源，再讓紙帶運(yùn)動(dòng) B.先讓紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源 C.讓紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源 D.先讓紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)某位同學(xué)利用小車做勻加速運(yùn)動(dòng)打出的紙帶如圖所示，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái)，圖中上面的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離． ①小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=_______m/s2．（保留三位有效數(shù)字） ②打第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)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(shí)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(gè)點(diǎn)． （2）開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后釋放紙帶讓紙帶（隨物體）開始運(yùn)動(dòng)，如果先放開紙 點(diǎn)睛:對(duì)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(dòng)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(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)重要推論的運(yùn)用．注意有效數(shù)字的保留． 5．某同學(xué)用如圖所示裝置測(cè)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(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號(hào)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(shí)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(lái)源_________________________ （試舉出兩條）。 【答案】 B 偶然 阻力、測(cè)量 利用上了六個(gè)數(shù)據(jù)，S1、S2、S3、S4、S5、S6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(lái)源空氣的阻力，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶的摩擦，測(cè)量等等。 6．某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置來(lái)測(cè)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(shí)器記錄小鐵球在兩個(gè)光電門間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，并用刻度尺(圖上未畫出)測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的高度h，計(jì)算出小鐵球通過(guò)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的位置，重復(fù)②的操作，測(cè)出多組(h，t)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的平均速度； ④畫出v－t圖象． 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，回答如下問(wèn)題： (1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門1時(shí)的速度為v0，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則小鐵球通過(guò)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(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：請(qǐng)?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(guò)光電門1時(shí)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(guò)兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為：，所以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(guò)光電門1時(shí)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(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖（a）所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，先用功率恒定的電動(dòng)馬達(dá)牽引著小車由靜止開始加速一段時(shí)間。再關(guān)閉馬達(dá)，讓小車在桌面上自由運(yùn)動(dòng)至靜止。在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。（已知滴水計(jì)時(shí)器每?jī)?nèi)共滴下46個(gè)小水滴，且開始計(jì)時(shí)時(shí)滴下的小水滴計(jì)為第1滴。） （1）根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)可判斷出此過(guò)程中滴下的水滴是小車在_________________時(shí)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(dòng)的。 （2）小車運(yùn)動(dòng)到圖（b）中A點(diǎn)時(shí)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(gè)水滴A、B和C，則可求出滴C水滴時(shí)小車的速度 從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中， ，解得。 點(diǎn)晴：注意相鄰水滴的時(shí)間間隔的計(jì)算，46滴水有45個(gè)間隔，速度和加速度的計(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(shí)器測(cè)量小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)器材有：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)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(zhǎng)木板的一端適當(dāng)墊高，以平衡小車運(yùn)動(dòng)過(guò)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(zhǎng)木板板面平行 C.拉小車運(yùn)動(dòng)的鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 D.實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)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(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故D錯(cuò)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(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用． 9．物理小組在一次探究活動(dòng)中，測(cè)量滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度和某時(shí)刻的瞬時(shí)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(guò)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)線與托盤連接．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做加速運(yùn)動(dòng)，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(shuō)法正確的是：__ A．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V交流電源 B．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)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(shí)器開始釋放 E．紙帶放在墨粉盤的上面 （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(gè)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(shí)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(shí)速度。 點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，主要是勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)．實(shí)驗(yàn)步驟如下： a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材． b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng)，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(cè)量的點(diǎn)開始，每?jī)蓚€(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖中、、、…點(diǎn)所示． c．測(cè)量、、、…計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記做：、、…． d．通過(guò)測(cè)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(dòng)． e．分別計(jì)算出、、…與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值、、…． f．以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)，標(biāo)出與對(duì)應(yīng)時(shí)間的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出圖線． 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)： ①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、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__________．（填選項(xiàng)代號(hào)） 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(duì)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(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出與、兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)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(shí)，小車的速度__________；它在斜面上運(yùn)動(dòng)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(gè)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(chǎng)，如果加電場(chǎng)，則電場(chǎng)力方向豎直向下，而電子受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向相反，所以應(yīng)該加豎直向上的電場(chǎng)，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；