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四实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度

(40分钟40分)

1.(6分)(2024·天津和平区高一检测)(1)打点计时器是一种使用________(选填“交变”或“直流”)电源的________(选填“计数”“计点”“计时”或“计长度”)仪器。在中学实验室里常用的有__________计时器和__________计时器;如图为__________计时器,它的工作电压是__________(选填“220V”或“8V”)。?

(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:

A.松开纸带让物体带着纸带运动

B.安好纸带

C.把打点计时器固定在桌子上

D.接通电源

E.取下纸带

F.断开开关

这些步骤正确的排列顺序为__________。?

(3)要测量物体的速度,除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盒)外还必须使用的测量工具是________。?

【解析】(1)打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器。在中学实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器;题图为电火花计时器,它的工作电压是220V。

(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,先把打点计时器固定在桌子上,安好纸带;先接通电源,再松开纸带让物体带着纸带运动,断开开关,取下纸带。则正确的排列顺序为CBDAFE。

(3)要测量物体的速度,除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盒)外还必须用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离。

答案:(1)交变计时电磁打点电火花电火花220V(2)CBDAFE(3)刻度尺

2.(8分)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题。

(1)甲图是____________(选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)。?

(2)使用打点计时器时,应先__________后______________(均选填“接通电源”或“拉动纸带”)。?

(3)关于上面两种打点计时器,下列说法正确的是 ()

A.甲打点计时器使用直流电源,乙打点计时器使用交流电源

B.它们都是使用10V以下的交流电源

C.当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点

D.乙打点计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,所以实验误差也较小

(4)在某次实验中,小车拖着纸带通过打点计时器记录下的运动情况如图丙所示,图中A、B、C、D、E为连续选定的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.10s,则在打C点时小车的速度是________m/s。?

【解析】(1)甲图是电磁打点计时器。

(2)使用打点计时器时,应先接通电源后拉动纸带。

(3)两种打点计时器都要使用交流电源,A错误;甲是电磁打点计时器,使用约为8V的交流电源,乙是电火花计时器,使用220V交流电源,B错误;当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点,C正确;乙是电火花计时器,工作时,纸带运动受到的阻力较小,所以实验误差也较小,D正确。

(4)C点时小车的速度为

vC=xBD2T=

答案:(1)电磁打点计时器

(2)接通电源拉动纸带(3)C、D(4)0.19

3.(8分)(2024·榆林高一检测)在“练习使用打点计时器”的实验中,小西同学选出的纸带部分如图甲所示,A、B、C、D、E为纸带上标出的连续5个相邻打点。打点计时器接在频率为50Hz的电源上。则A、E两打点间的时间tAE=________s、距离sAE=______cm;小安所选纸带部分如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G为在纸带上所选的计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出,电源频率仍为50Hz,则相邻两计数点间的时间间隔为______s,根据D、F两点间的位移Δx和所用时间Δt,可以算出纸带在这两点间的平均速度,用这个平均速度就可以代表在打下E点时的瞬时速度,则由此方法求得打下E点时的瞬时速度v=______m/s。(结果保留三位有效数字)?

【解析】打点周期为:T=1f=150s=0

A、E两打点间的时间为:

tAE=4T=4×0.02s=0.08s;

刻度尺的分度值为1mm,距离sAE=9.30cm;

相邻两计数点间的时间间隔为:

t=5T=5×0.02s=0.1s

打下E点时的瞬时速度

v=xDF2t=(2.

答案:0.089.300.10.314

4.(8分)(2024·扬州高一检测)光电计时器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,当有挡光条从a、b间通过时光电计时器就可以显示挡光条的挡光时间