- 实验：用打点计时器测速度
- 共816题
一位同学做“用自由落体运动验证机械能守恒定律”
1）现有下列器材可供选择：A．铁架台、B．电磁式打点计时器、C．复写纸、D．纸带、E．天平、F．秒表、G．导线、H．开关、I．重物．其中不必要的器材是______（填相应的序号），缺少的器材是______．
2）在《验证机械能守恒定律》的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2．实验选用重锤质量为0.1kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，纸带上连续的点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少______J，重锤经过C时的速度为______m/s．其动能增加______J（保留两位有效数字）．
3）实验结论：______．
正确答案
（1）其中不必要的器材是：
E、因为我们是比较mgh、
F、不需要秒表，打点计时器本身可以表示出时间．
缺少的器材是：低压交流电源、刻度尺
（2）重力势能减小量△Ep=mgh=0.1×9.8×0.561m J=0.55 J．
利用匀变速直线运动的推论得：
vC=
EkC=
△Ek=EkC-0=0.54 J
（3）重锤从O运动到C，重力势能减少量略大于动能的增加量，所以在误差允许范围内，物体下落过程中机械能守恒．
答：（1）EF；低压交流电源、刻度尺
（2）0.55； 3.3； 0.54
（3）在误差允许范围内，物体下落过程中机械能守恒．
用接在50Hz交流低压电源上的打点计时器，测定小车做匀加速直线运动的加速度．某次实验中得到一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、1、2、3、4…，量得0与1两点间距离s1=30mm，3与4两点间的距离s4=48mm，则小车在0与1两点间平均速度为______m/s，在2与3两点间平均速度为______m/s．据此可判定小车做______．
正确答案
根据平均速度的定义可知小车在0与1两点间平均速度为：
在匀变速直线运动中△x=aT2，因此有：s4-s1=3aT2=18mm，由此可得：s3=42.0mm
因此在2与3两点间平均速度为：
由于小车速度均匀增加，因此小车做匀加速直线运动．
故答案为：0.3，0.42，匀加速直线运动．
电火花打点计时器是一种使用______流电源的______仪器，它的工作电压是______V；当电源频率为50Hz时，它每隔______s打点一次；打n个点的时间为______s．
正确答案
电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压交流6V以下，电火花计时器使用220V的交流电源，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，打n个点的时间为0.02（n-1）．
故答案为：交、计时、220V、0.02、0.02（n-1）
一同学在用打点计时器测定匀变速直线运动加速度实验中，某次实验记录的纸带如图所示．在纸带上选取2、3、4、5、6五个计数点（相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s）．其中2、3与5、6之间的距离如图所示（单位：cm）．由图中数据可得：物体的加速度为______m/s2，第4个计数点与第3个计数点间的距离约为______cm（小数点后保留两位）．
正确答案
根据△x=aT2得：
S56-S23=3aT2
解得：a=0.74m/s2，
在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数．
所以S34-S23=aT2
S34=S23+aT2=4.36 cm
故答案为：0.74，4.36．
电火花计时器和电磁打点计时器是测量______的仪器，都必须使用______（填“交流”或“直流”）电源，其中电火花计时器的工作电压是______V．下图所示的是某次实验得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F为计数点，各点所标数据均为由起始点O到各点的距离，每打5个点作为一个计数点（交流电频为50Hz），那么：当打点计时器打下D点时，小车的速度大小vD=______m/s．
正确答案
（1）电火花计时器和电磁打点计时器是测量时间的仪器，都必须使用 交流电源，电火花计时器的工作电压是220V，电磁打点计时器的工作电压为6V．
（2）由于每打5个点作为一个计数点（交流电频为50Hz），所以计数点间的时间间隔为T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度：VD=
故答案为：时间，交流，220，1.55
（1）在某一力学实验中，打出的纸带如图所示，相邻计数点的时间间隔是T．测出纸带各计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4，为了使由实验数据计算的结果更精确些，加速度的平均值为a=______；打下C点时的速度vC=______．
（2）在“测定某电阻丝的电阻率”实验中
①用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，如图2所示，则电阻丝的直径是______ mm．
②用多用表的欧姆挡粗测电阻丝的阻值，已知此电阻丝的阻值约为20kΩ．
下面给出的操作步骤中，合理的实验步骤顺序是______（填写相应的字母）
a．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，而后断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，读出阻值后，断开两表笔
c．旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的“×1k”挡
d．旋转选择开关，使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔
③若用电流表和电压表精确测量此电阻丝的阻值，实验室提供下列可供选用的器材：
电压表V（量3V，内阻约50kΩ）
电流表A1（量程200 μA，内阻约200Ω）
电流表A2（量程5mA，内阻约20Ω）
电流表A3（量程0.6A，内阻约1Ω）
滑动变阻器R（最大值500Ω）
电源E（电动势4.5V，内阻约0.2Ω）
开关S导线
a．在所提供的电流表中应选用______（填字母代号）．
b．在虚线框中画出测电阻的实验电路．
④根据测得的电阻丝的长度、直径和阻值，即可求出该电阻丝的电阻率．
正确答案
（1）因为a1=
C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则vc=
（2）①螺旋测微器的读数为：0.5mm+0.01×14.1mm=0.641mm．
②用多用电表测电阻时，将选择开关打到欧姆档，进行欧姆调零，测完电阻后，选择开关打到off档或交流电压的最高档．所以顺序为：c、a、b、d．
③a．电路中的电流大约I=
b．因为待测电阻远大于电流表的内阻，所以电流表采取内接法，因为滑动变阻器的电阻远小于待测电阻，若采用限流式接法，电路中的电流变化不大，测量误差较大，所以滑动变阻器采用分压式接法．电路图如图．
故答案为：（1）
（2）①0.641～0.643
②c、a、b、d ③a．A1
b．测电阻的实验电路如图
用打点计时器研究匀变速直线运动的规律，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．有一段纸带如图所示：取O为起点，A 为第一个记数点，每相邻两计数点间还有4个打点．若量得OA=3.00cm OB=6.50cm，OC=10.50cm，则B点对应的速度vB=______m/s，物体运动的加速度a=______m/s2．（结果均保留三位有效数字）．
正确答案
因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s
利用匀变速直线运动的推论得：
vB=
根据运动学公式得：△x=at2，
a=
故答案为：0.375；0.500
目前实验室里用的打点电计时器有_______________和_______________两种，它们的工作原理基本一样，所接的电源均为频率为50HZ的_______________电源，每隔_______________秒打一次点。我们在处理数据时通常每5个点为一个计数点，则每两个计数点之间的时间间隔_______________秒。
正确答案
电磁，电火花，交流，0.02，0.1
在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点周期为0.02s的计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐．由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d1、d2、d3．
（1）读出距离：d1=1.20cm，d2=______cm，d3=______cm；
（2）计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2=______m/s；（结果保留两位有效数字）
（3）小车的加速度大小a=______m/s2．（结果保留两位有效数字）
正确答案
（1）按刻度尺的读数规则读数，要估读到最小刻度的下一位，最后一位由于是估读的，d2、d3分别读得5.40cm和12.00cm．
（2）小车通过计数点“2”的瞬时速度可以用“1、3”两计数点间的平均速度来表示，即v2=
（3）“1、3”：两计数点间距离和“2、4”两计数点间距离分别看成是两段相邻的相等时间（2T）内的位移，由
△x=at2得 a=
电磁打点计时器是一种使用______电源的______仪器；它的工作电压是______V．当电源的频率是50Hz时，它每隔______s打一次点，电火花计时器的工作电压是______V，打点周期是______s．接通电源与让纸带（随物体）开始运动，这两个操作的时间关系应当是______．
正确答案
根据电磁打点计时器的构造和具体使用我们知道，电磁打点计时器是一种记录物体运动位移和时间的仪器，它使用的电源为4～6V的低压交流电源，当电源的频率是50Hz时，打点周期为0.02s；电火花计时器的工作电压是220V，打点周期是0.02s；在具体使用时，为了提高纸带的利用率，同时也是为了使打点更稳定，操作中要求先接通电源开始打点，然后释放纸带．
故答案为：交流，记录物体运动位移和时间的，4～6V，0.02，交流220V，0.02，先接通电源开始打点，然后释放纸带．
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