專項(xiàng)15練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(解析版)

2021屆高考物理實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)突破一練心使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（2021.廣東高三專題練習(xí)）如圖是用DIS測定小車的加速度的實(shí)驗(yàn)裝置。⑴信號(hào)發(fā)射部分和信號(hào)接收部分組成傳感器，其中A是信號(hào)部分。（2）實(shí)驗(yàn)獲得的v-t圖如圖所示，是一輛從斜面下滑的小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖，由圖可知，小車在AB段的運(yùn)動(dòng)可以近似地看作運(yùn)動(dòng)，小車在AB段的加速度是m/s2,小車在AB段的位移是m?！敬鸢浮课灰瓢l(fā)射勻加速直線20.12【詳解?】（1）口］［2］信號(hào)發(fā)射部分和信號(hào)接收部分組成位移傳感器，其中A是信號(hào)發(fā)射部分。（2）［3］由圖可知，AB段為直線則，小車在AB段的運(yùn)動(dòng)可以近似地看作勻加速直線運(yùn)動(dòng);［4］小車在AB段的加速度是⑸小車在AB段的位移是（2021.廣東高三專題練習(xí)）位移傳感器由發(fā)射器和位移傳感器由發(fā)射器和接收器組成，發(fā)射器內(nèi)裝有紅外線和超聲波發(fā)射器，接收器內(nèi)裝有紅外線和超聲波接收器。（1）如圖，固定在被測運(yùn)動(dòng)物體上的發(fā)射器向接收器同時(shí)發(fā)射一個(gè)紅外線脈沖和一個(gè)超聲波脈沖，接收器收到紅外線脈沖時(shí)開始計(jì)時(shí)ti,收到超聲波脈沖時(shí)停止計(jì)時(shí)t2。已知超聲波在空氣中的傳播速度為v（紅外線傳播時(shí)間極短，可忽略），發(fā)射器和接收器之間的距離S=O（2）某小組設(shè)計(jì)了使用位移傳感器的圖示實(shí)驗(yàn)裝置測量木塊下滑的加速度，讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)A靜止釋放，計(jì)算機(jī)描繪了滑塊相對傳感器的位移隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示。根據(jù)圖線計(jì)算to時(shí)刻速度丫=，木塊加速度a=（用圖中給出的so、si>S2、to表示）?！敬鸢浮縮二【答案】s二一—-22to,2

0【詳解】因紅外線傳播的時(shí)間可忽略，則接收器收到紅外線脈沖時(shí)開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻也就是超聲波發(fā)生的時(shí)刻為5超聲波接收的時(shí)刻為t2,可知超聲波傳播的時(shí)間為則發(fā)射器和接收器之間的距離⑵⑵根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，得⑶木塊的加速度（2021?廣東高三專題練習(xí)）在高架道路上，一般限速80km力。為了監(jiān)控車輛是否超速，設(shè)置了一些“電子警察”系統(tǒng)，其工作原理如圖所示：路面下相隔L埋設(shè)兩個(gè)傳感器線圈A和B,當(dāng)有車輛經(jīng)過線圈正上方時(shí)，傳感器能向數(shù)據(jù)采集器發(fā)出一個(gè)電信號(hào)：若有一輛汽車（在本題中可看作質(zhì)點(diǎn)）勻速經(jīng)過該路段，兩傳感器先后向數(shù)據(jù)采集器發(fā)送信號(hào)，時(shí)間間隔為△八經(jīng)微型計(jì)算機(jī)處理后得出該車的速度，若超速，則計(jì)算機(jī)將指令架設(shè)在路面上方的照相機(jī)C對汽車拍照，留下違章證據(jù)。（1）根據(jù)以上信息，回答下列問題：微型計(jì)算機(jī)計(jì)算汽車速度的表達(dá)式u=；（2）若L=70m,ZV=3s,則照相機(jī)將工作。（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）【答案】上會(huì)△t【詳解】（1）[1]微型計(jì)算機(jī)計(jì)算汽車速度時(shí)是用短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，所以汽車速度的表達(dá)式為[2]根據(jù)u='可得△t則車輛超速，所以照相機(jī)會(huì)工作。（2021.全國高三專題練習(xí)）小敏同學(xué)在暗室中用圖示裝置做“測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，用到的實(shí)驗(yàn)器材有：分液漏斗、閥門、支架、米尺、接水盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在分液漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松閥門，讓水滴以一定的頻率一滴滴的落下；②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率，當(dāng)頻率為30Hz時(shí)，第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴；③用豎直放置的米尺測得各個(gè)水滴所對應(yīng)的刻度；④處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論；（1）水滴滴落的頻率為Hz；⑵小敏同學(xué)測得連續(xù)相鄰的五個(gè)水滴之間的距離如圖乙所示，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=m/s2；D點(diǎn)處水滴此時(shí)的速度乙=m/So（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】309.742.61【詳解】由于頻率由大到小逐漸調(diào)節(jié)，第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴，說明閃光的時(shí)間間隔等于水滴的時(shí)間間隔，因此閃光的頻率為30Hz。⑵[2]用逐差法求重力加速度[3]D點(diǎn)處的速度等于CE段的平均速度，因此（2021?全國高三課時(shí)練習(xí)）某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系.使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器.實(shí)驗(yàn)步驟如下：①如圖（a）,將光電門固定在斜面下端附近，將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢茫罨瑝K從斜面上方由靜止開始下滑；②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測得光線被擋光片遮住的時(shí)間At；③用As表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長度［如圖(b)所示］,□表示滑塊在擋光片遮住光線的At時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出3；④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟②、③；⑤多次重復(fù)步驟④；⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出v-At圖，如圖⑹所示.完成下列填空：⑴用a表示滑塊下滑的加速度大小，用va表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則G與va、a和At的關(guān)系式為v=.(2)由圖(c)可求得va=cm/s,a=cm*』結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【答案】v=+—a/\tvA=52.1cm/s〃=16.6cm/s2【詳解】(1)設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門的速度為V,則由速度時(shí)間關(guān)系可知：v=vA+aAt9且聯(lián)立解得：v=vA+-aAt；2A2i〈aai(2)由圖(c)結(jié)合幾何關(guān)系可求得l=52.1cm/s,-a=—:^-cm/s2^8.3cm/s2,即2180x10"a=16.6cm/s2.(2021.全國高三專題練習(xí))圖甲為在氣墊導(dǎo)軌上研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的示意圖，滑塊上裝有寬度為以很小)的遮光條，滑塊在鉤碼作用下先后通過兩個(gè)光電門，用光電計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過光電門1的時(shí)間△t(1)用游標(biāo)卡尺測量速光條的寬度d,示數(shù)如圖乙，則1=cm；(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑塊從光電門1的右側(cè)某處由靜止釋放，測得“二？.5x10%,則遮光條經(jīng)過光電門1時(shí)的速度U=mls.【答案】0.750.3【詳解】(1)主尺：0.7cm,游標(biāo)尺：對齊的是5,所以讀數(shù)為：5x0.\mm=0.5/vm=0.05cm,故遮光條寬度為：d=0.75cm,(2)滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度._2則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度為：v=—=。卬?m/s=o.3mIs，△t2.5x10-2故答案為（1）0.75；（2）0.3..（2021?全國高三專題練習(xí)）如圖甲所示為測量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)驗(yàn)裝置，圓形卡紙固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)在圓形卡紙的旁邊安裝一個(gè)改裝過的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz.下面是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟：.按實(shí)驗(yàn)要求安裝器材；.啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動(dòng)起來；.轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在卡紙邊緣打點(diǎn)；.斷開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電動(dòng)機(jī)電源；.根據(jù)卡紙上留下的部分痕跡，測出某兩點(diǎn)間的圓心角，如圖乙所示計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的角速度.①實(shí)驗(yàn)中使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源應(yīng)采用下