专项15练习使用打点计时器(解析版)

2021届高考物理实验专项突破一练心使用打点计时器（2021.广东高三专题练习）如图是用DIS测定小车的加速度的实验装置。⑴信号发射部分和信号接收部分组成传感器，其中A是信号部分。（2）实验获得的v-t图如图所示，是一辆从斜面下滑的小车运动的v-t图，由图可知，小车在AB段的运动可以近似地看作运动，小车在AB段的加速度是m/s2,小车在AB段的位移是m。【答案】位移发射匀加速直线20.12【详解•】（1）口］［2］信号发射部分和信号接收部分组成位移传感器，其中A是信号发射部分。（2）［3］由图可知，AB段为直线则，小车在AB段的运动可以近似地看作匀加速直线运动;［4］小车在AB段的加速度是⑸小车在AB段的位移是（2021.广东高三专题练习）位移传感器由发射器和位移传感器由发射器和接收器组成，发射器内装有红外线和超声波发射器，接收器内装有红外线和超声波接收器。（1）如图，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，接收器收到红外线脉冲时开始计时ti,收到超声波脉冲时停止计时t2。已知超声波在空气中的传播速度为v（红外线传播时间极短，可忽略），发射器和接收器之间的距离S=O（2）某小组设计了使用位移传感器的图示实验装置测量木块下滑的加速度，让木块从倾斜木板上一点A静止释放，计算机描绘了滑块相对传感器的位移随时间变化规律如图所示。根据图线计算to时刻速度丫=，木块加速度a=（用图中给出的so、si>S2、to表示）。【答案】s二【答案】s二一—-22to,2

0【详解】因红外线传播的时间可忽略，则接收器收到红外线脉冲时开始计时的时刻也就是超声波发生的时刻为5超声波接收的时刻为t2,可知超声波传播的时间为则发射器和接收器之间的距离⑵⑵根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，得⑶木块的加速度（2021・广东高三专题练习）在高架道路上，一般限速80km力。为了监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号：若有一辆汽车（在本题中可看作质点）匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为△八经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据。（1）根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式u=；（2）若L=70m,ZV=3s,则照相机将工作。（选填“会”或“不会”）【答案】上会△t【详解】（1）[1]微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度，所以汽车速度的表达式为[2]根据u='可得△t则车辆超速，所以照相机会工作。（2021.全国高三专题练习）小敏同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验，用到的实验器材有：分液漏斗、阀门、支架、米尺、接水盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：①在分液漏斗内盛满清水，旋松阀门，让水滴以一定的频率一滴滴的落下；②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，当频率为30Hz时，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴；③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度；④处理数据，得出结论；（1）水滴滴落的频率为Hz；⑵小敏同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示，根据数据计算当地重力加速度g=m/s2；D点处水滴此时的速度乙=m/So（结果均保留三位有效数字）【答案】309.742.61【详解】由于频率由大到小逐渐调节，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴，说明闪光的时间间隔等于水滴的时间间隔，因此闪光的频率为30Hz。⑵[2]用逐差法求重力加速度[3]D点处的速度等于CE段的平均速度，因此（2021•全国高三课时练习）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.实验步骤如下：①如图（a）,将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间At；③用As表示挡光片沿运动方向的长度［如图(b)所示］,□表示滑块在挡光片遮住光线的At时间内的平均速度大小，求出3；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v-At图，如图⑹所示.完成下列填空：⑴用a表示滑块下滑的加速度大小，用va表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则G与va、a和At的关系式为v=.(2)由图(c)可求得va=cm/s,a=cm*』结果保留3位有效数字)【答案】v=+—a/\tvA=52.1cm/s〃=16.6cm/s2【详解】(1)设挡光片末端到达光电门的速度为V,则由速度时间关系可知：v=vA+aAt9且联立解得：v=vA+-aAt；2A2i〈aai(2)由图(c)结合几何关系可求得l=52.1cm/s,-a=—:^-cm/s2^8.3cm/s2,即2180x10"a=16.6cm/s2.(2021.全国高三专题练习)图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为以很小)的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t(1)用游标卡尺测量速光条的宽度d,示数如图乙，则1=cm；(2)实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得“二？.5x10%,则遮光条经过光电门1时的速度U=mls.【答案】0.750.3【详解】(1)主尺：0.7cm,游标尺：对齐的是5,所以读数为：5x0.\mm=0.5/vm=0.05cm,故遮光条宽度为：d=0.75cm,(2)滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度._2则滑块经过光电门时的速度为：v=—=。卬?m/s=o.3mIs，△t2.5x10-2故答案为（1）0.75；（2）0.3..（2021•全国高三专题练习）如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动在圆形卡纸的旁边安装一个改装过的打点计时器，已知打点计时器的打点频率为50Hz.下面是该实验的实验步骤：.按实验要求安装器材；.启动电动机，使圆形卡纸转动起来；.转动稳定后，接通打点计时器的电源，在卡纸边缘打点；.断开打点计时器和电动机电源；.根据卡纸上留下的部分痕迹，测出某两点间的圆心角，如图乙所示计算出电动机的角速度.①实验中使用电磁打点计时器，学生电源应采用下