專題01《\o"第一章運動的描述"運動的描述》壓軸培優題型訓練【九大題型】一．時刻、時間的物理意義和判斷（共5小題）二．位移、路程及其區別與聯系（共5小題）三．位移、路程的簡單計算（共3小題）四．平均速度（定義式方向）（共5小題）五．加速度的定義、表達式、單位及物理意義（共5小題）六．用打點計時器測量物體的速度（共3小題）七．打點計時器的種類與工作原理（共4小題）八．打點計時器打出紙帶的數據處理（共3小題）九．光電門測量物體速度（共8小題）一．時刻、時間的物理意義和判斷（共5小題）1．關于時間和時刻，下列說法中正確的是（）A．第二秒末表示的是時間 B．前五秒表示的是時刻 C．第四秒初表示的是時間 D．最后三秒表示的是時間【答案】D【解答】解：A、第二秒末表示的是在時間數軸上的“2”坐標點，表示的是時刻，故A錯誤；B、前五秒指的是一段時間間隔，這段時間為5s，故B錯誤；C、第四秒初表示的是時刻，也是第三秒末，故C錯誤；D、最后三秒指的是一段時間間隔，表示的是時間，這段時間為3s，故D正確。故選：D。2．（多選）以下的計時數據指的是時刻的是（）A．從北京開往上海的列車12時到站 B．1997年7月1日零時中國對香港恢復行使主權 C．某人百米賽跑的成績是13秒 D．一場電影要一個半小時【答案】AB【解答】解：A、從北京開往廣州的火車預計10時到站，很顯然這是一個時間點，所以指的是時刻，故A正確。B、1997年7月1日零時中國對香港恢復行使主權，指的是一個時間點，所以是時刻，故B正確。C、某人百米賽跑的成績是13秒，13s是一段時間，故C錯誤；D、一場電影要一個半小時，一個半小時是一段時間，故D錯誤；故選：AB。3．（多選）下列說法正確的是（）A．“北京時間8點整”指的是時間 B．第ns內就是（n﹣1）s末到ns末這1s時間（n為任意正整數） C．列車在廣州停15分鐘，指的是時間 D．不管是前5s還是第5s，都是指時間【答案】BCD【解答】解：A、北京時間8點整，指的是一個時間點，是時刻，所以A錯誤。B、第ns內就是（n﹣1）s末到ns末這1s時間（n為任意正整數），所以B正確。C、停15分鐘，是指時間的長度，指的是時間，所以C正確。D、前5s還是第5s，都是指時間的長度，指的是時間，所以D正確。故選：BCD。4．經過查詢，下表為T16次列車的相關數據介紹，請讀表后回答下列問題：詳細情況車次T16運行時間20小時25分鐘發車時間17：25到站時間13：50類型暫無數據全程2294公里備注無站次車站日期到站時間開車時間里程1廣州當天始發站17：250公里2長沙當天00：2100：27707公里3武昌第2天03：4103：471069公里4鄭州第2天08：1708：211605公里5北京西第2天13：50終點站2294公里（1）表中運行時間（填項目名稱）表示的是時間；（2）表中數據顯示，列車在中途停站的時間為16分鐘．【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）時間間隔是指時間的長度，在時間軸上對應一段距離，所以20小時25分鐘表示時間；（2）列車在長沙站停站的時間t1＝00：27﹣00：21＝6min，列車在武昌站停站的時間t2＝03：47﹣03：41＝6min，列車在鄭州站停站的時間t3＝08：21﹣08：17＝4min，則列車在中途停站的時間t＝t1+t2+t3＝6+6+4＝16min，答：（1）運行時間（2）16分鐘5．我國在2003年10月成功地進行了首次載人航天飛行．下面是“神舟五號”飛船在飛行中所記錄的一些數據，請分別說出哪些是指時刻的？哪些是指時間的？15日09時0分“神舟五號”飛船點火，經9小時40分50秒，在15日18時40分50秒我國宇航員楊利偉在太空中展示中國國旗和聯合國國旗，再經11小時42分10秒，于16日06時23分飛船在內蒙古中部地區成功著陸．【答案】見試題解答內容【解答】解：“時刻”是一個瞬間，“時間”是一段時間．故題意可知：“15日09時0分”、“15日18時40分50秒”、“16日06時23分”是時刻；“11小時42分10秒”和“9小時40分50秒”是時間．答：“15日09時0分”、“15日18時40分50秒”、“16日06時23分”是時刻；“11小時42分10秒”和“9小時40分50秒”是時間．二．位移、路程及其區別與聯系（共5小題）6．質點沿半徑為d的圓形軌道逆時針運動，每2s移動圓周，初始位置在某處的A點，如圖所示，分別求出下列各種情況下的路程和位移的大小，并在圖上標出各位移矢量的方向。（1）從A點開始到第2s末時；（2）從A點開始到第4s末時；（3）從A點開始到第8s末時。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）從A點開始經過2s時間，移動了圓周到達B點，如圖所示：路程為：s1＝πd；位移為：x1＝d，方向A直線B；（2）從A點開始經過4s時間，移動了圓周到達C點，如圖所示：路程為：s2＝πd；位移為x2＝2d，方向：A指向C；（3）從A點開始經過8s時間，移動了1個圓周又回到A點，則路程為：s3＝2πd，位移為零。答：（1）從A點開始到第2s末時，路程為πd，位移為d，方向A直線B；（2）從A點開始到第4s末時，路程為πd；位移為2d，方向A直線C；（3）從A點開始到第8s末時，路程為2πd，位移為零。7．氣球升到離地面80m高時，從氣球上掉下一物體，物體又上升了10m后才開始下落，規定向上方向為正方向．討論并回答下列問題，體會位移的正負表示方向．（1）物體從離開氣球到落到地面的路程是多少米？（2）物體從離開氣球到落到地面時的位移大小是多少米？方向如何？【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）路程等于運動軌跡的長度，所以s＝2×10+80m＝100m．（2）物體從離開氣球開始下落到地面時，初末位置的距離為90m，取向上為正方向，所以位移x＝﹣80m，則位移大小為80m，方向向下．答：（1）物體從離開氣球到落到地面的路程是100m；（2）物體從離開氣球到落到地面時的位移大小是80m，方向向下．8．如圖所示，某同學沿平直路面由A點出發前進了100m到達斜坡底端的B點，又沿傾角為60°的斜面前進了100m達到C點，求此同學的位移和路程（＝1.73）．【答案】見試題解答內容【解答】解：如圖所示畫出該同學的位移矢量圖，AC為該同學的位移，方向由A→C由直角三角形知識∴路程S＝AB+BC＝200m．答：如圖AC為該同學的位移大小為173m，方向由A→C，路程的大小為200m．9．某同學從家出發步行到學校，要先向東走400m，然后再向北走600m，最后再向東走400m才能到達學校，如圖所示。則他從家到學校的位移大小為多少？走過的路程為多少？【答案】見試題解答內容【解答】解：位移是矢量，是指從初位置指向末位置的有向線段，已知家到學校的直線距離為：x＝＝1000m，故位移為1000m；路程是實際走過的軌跡，故路程為：s＝400m+600m+400m＝1400m；答：從家到學校的位移大小為1000m，走過的路程為1400m。10．學校舉行秋季運動會，操場的400m跑道如圖所示，圖中AF、CD是百米直道，其余部分是兩個等長的百米半圓彎道．某運動員參加200m徑賽，起點是A點，求參賽過程中運動員的位移大小．【答案】見試題解答內容【解答】解：運動員的起點在A點，路程為200m，所以終點在D點，則AD的長度為位移的大小，方向由A指向D，直徑FD＝，所以AD的長度x＝m，方向如圖所示：答：參賽過程中運動員的位移大小為．三．位移、路程的簡單計算（共3小題）11．某質點在x軸上運動，各個時刻的位置坐標如表所示：t/s012345x/m05﹣4﹣1﹣71由表可以看出此質點開始運動后：（1）何時離坐標原點最遠？最遠時，離原點的距離是多少？（2）第2s內質點的位移的大小是多少？（3）哪段時間間隔內質點的位移最大？最大值是多少？（4）在第一個2s內質點的位移和通過的路程分別為多少？【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）由表中數據可知，1s末物體距起點5m；2s末﹣4m；3s末1m；4s末7m；5s末1m；故4秒時刻離坐標原點最遠，距離為7m。（2）由表中數據可知，第1s末的位置為5m；第2s末的位置在是﹣4m，所以第2s內的位置坐標變化量為﹣9m，位移的大小為9m；（3）由表中數據可知，第1s末的位置為5m；第2s末的位置為﹣4m；第3s末的位置為﹣1m；第4s末的位置為﹣7m；第5s末的位置為1m；故1﹣4秒內從坐標變化量最大，最大為﹣12m；則說明2﹣4s內位移最大，最大值為12m；（4）第一個2s內，坐標由0到﹣4m，故位移為﹣4﹣0＝﹣4m；該過程內物體先向正方向5m，返回原點后再向反方向4m，故路程為5+5+4＝14m。答：（1）4秒時刻離坐標原點最遠，距離為7m；（2）第2s內的位置位移的大小為9m；（3）1﹣4秒內位移最大，最大值為12m；（4）在第一個2s內質點的位移為﹣4m；通過的路程為14m。12．如圖表示壘球場的內場，它是一個邊長為16.77m的正方形，四角分別為本壘和一壘、二壘、三壘．一位球員擊球后由本壘經一壘、二壘跑到三壘，他的位移是多少？方向怎樣？經過的路程是多少？【答案】見試題解答內容【解答】解：物體的初位置在本壘，末位置在三壘，位移是從初位置到末位置的有向線段，所以位移的大小是x＝16.77m，方向由本壘指向三壘；路程是指物體所經過的路徑的長度，從本壘經一壘、二壘直跑到三壘，總的路程是3x＝3×16.77m＝50.31m．答：他的位移大小為16.77m，方向由本壘指向三壘，經過的路程是50.31m．13．如圖所示，實心長方體木塊ABCD﹣A'B'C'D'的長、寬、高分別為a、b、c，且a＞b＞c．有一個小蟲自A'點運動到C點，求：（1）小蟲的位移大小；（2）小蟲的最小路程。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）小蟲的位移大小為由A'指向C的有向線段長度為：x＝。（2）小蟲的最小路程應等于將A'B'C'D'與ABCD面展開后，A'C之間的距離，A'C間距離最小為。答：（1）小蟲的位移大小為；（2）小蟲的最小路程為。四．平均速度（定義式方向）（共5小題）14．北京體育大學青年教師張健于某年8月8日8時整，從旅順老鐵山南岬角準時下水，于8月10日10時22分抵達蓬萊閣東沙灘，游程為123.58km，直線距離為109km，不借助任何漂浮物橫渡了渤海海峽，創造了男子橫渡海峽最長距離的世界紀錄．試求：（1）在這次橫渡海峽中，張健游泳的平均速率和每游100m約需的時間分別是多少？（2）在這次橫渡中，張健游泳的平均速度又是多少？【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）張健游泳的平均速率為：v＝＝m/s＝0.68m/s．每游100m所需要的時間為：t0＝s≈147s．（2）張健游泳的平均速度為：v＝＝m/s＝0.60m/s．答：（1）在這次橫渡海峽中，張健游泳的平均速率是0.68m/s，每游100m約需的時間是147s；（2）在這次橫渡中，張健游泳的平均速度是0.60m/s．15．一質點在x軸上運動，在t0＝0時質點處于位置x0＝0m，然后質點沿x軸正方向運動，在t1＝2s時質點處于位置x1＝10m，此后質點沿x軸負方向運動，在t2＝4s時質點處于位置x2＝﹣10m，求：（1）質點在這4s內的平均速率；（2）后2s內質點的平均速度和這4s內的平均速度．【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）質點在這4s內通過的路程s＝|x1﹣x0|+|x2﹣x1|＝30m質點在這4s內的平均速率為（2）后2s內質點通過的位移x′＝x2﹣x1＝﹣10m﹣10m＝﹣20m平均速度，方向沿x軸負方向質點在這4s內通過的位移x″＝x2﹣x0＝﹣10m質點在這4s內的平均速度，方向沿x軸負方向答：（1）質點在這4s內的平均速率7.5m/s；（2）后2s內質點的平均速度為﹣10m/s，這4s內的平均速度為﹣2.5m/s．16．一物體沿直線從甲運動到乙，已知第1個三分之一位移物體以5km/h的速度完成，第2個三分之一位移物體以6km/h的速度完成，第3個三分之一位移物體以4km/h的速度完成，求該物體在全程上的平均速度大小．某同學給出解答如下：物體的平均速度為：km/h．你認為他的解答對嗎？如果不對，正確結果是多少？【答案】見試題解答內容【解答】解：不正確．求平均速度應由平均速度的定義求，即物體的位移和發生這段位移所用的時間的比，而上述解答為三個速度的平均值，不是平均速度．正確求解過程如下：設甲、乙兩地相距為x，物體通過第1、第2、第3個三分之一位移所用的時間分別為t1、t2、t3，顯然，總時間為t＝t1+t2+t3于是：，，因此，物體在全程上的平均速度為：km/h．故答案為：不正確；4.86km/h．17．一列火車沿平直軌道運行，先以10m/s的速度勻速行駛15min，隨即改以15m/s的速度勻速行駛10min，最后在5min內又前進1000m而停止。求：（1）該火車分別在前25min及整個30min內的平均速度的大小；（2）火車通過最后2000m的平均速度的大小。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）根據平均速度公式v＝，∴火車在開始的15min和接著的10min內的路程分別為：s1＝v1t1＝10m/s×15×60s＝9×103m，s2＝v2t2＝15m/s×10×60s＝9×103m，所以火車在前25min內的平均速度分別為：v1＝＝＝12m/s；整個30min內的平均速度分別為：v2＝＝＝10.56m/s；（2）火車通過最后2000m的前一半路程1000m是以v2＝15m/s勻速運動，經歷時間為：＝＝s，所以最后2000m內的平均速度為：v＝＝＝5.45m/s。答：（1）火車在前25min的平均速度的大小為12m/s；火車在30min內的平均速度的大小為10.56m/s；（2）火車通過最后2000m的平均速度的大小為5.45m/s。18．某物體做勻加速直線運動，加速度為2m/s2，通過A點時速度為2m/s，通過B點時速度為6m/s，則：（1）A、B之間的距離是多少？（2）物體從A點運動到B點的時間為多長？（3）從A點運動到B點的平均速度是多少？【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）根據速度—位移關系知，AB間位移為：x＝；（2）根據速度—時間關系知，物體從A到B運動的時間為：t＝；（3）根據平均速度公式知，AB間的平均速度為：．答：（1）A、B之間的距離是8m；（2）物體從A點運動到B點的時間為2s；（3）從A點運動到B點的平均速度是4m/s．五．加速度的定義、表達式、單位及物理意義（共5小題）19．（多選）若汽車的加速度方向與速度方向一致，當加速度減小時，則（）A．汽車的速度也減小 B．汽車的速度仍在增大 C．當加速度減小到零時，汽車靜止 D．當加速度減小到零時，汽車的速度達到最大【答案】BD【解答】解：A、B，汽車的加速度方向與速度方向一致，汽車在做加速運動。故A錯誤，B正確。C、D，加速度減小，汽車的速度增加由快變慢，但速度仍在增加，當加速度為零時，汽車做勻速運動，速度達到最大。故C錯誤，D正確。故選：BD。20．汽車的加速、減速性能是衡量汽車性能的一項重要指標，一輛汽車以54km/h的速度勻速行駛。（1）若汽車以1.5m/s2的加速度加速，求8s末汽車的速度大小。（2）若汽車以1.5m/s2的加速度剎車，求剎車8s時的速度大小。（3）若汽車經過5s停下，求汽車加速度。【答案】見試題解答內容【解答】解：令初速度方向為正方向，已知v0＝54km/h＝15m/s，a1＝1.5m/s2，t1＝8s，a2＝﹣1.5m/s2，t2＝5s（1）若汽車以1.5m/s2的加速度加速，設汽車加速8s速度為v1．則有：v1＝v0+a1t1＝15+1.5×8＝27m/s（2）設汽車減速8s速度為v2．汽車剎車到停止的時間為：t0＝＝s＝10s所以剎車8s時的速度大小為：v2＝v0﹣a1t1＝15﹣1.5×8＝3m/s（3）設汽車剎車加速度為a3，對剎停過程加速度為：a3＝＝＝﹣3m/s2。故加速度大小為3m/s2，方向為初速度方向的反方向。答：（1）若汽車以1.5m/s2的加速度加速，8s末汽車的速度大小為27m/s。（2）若汽車以1.5m/s2的加速度剎車，剎車8s時的速度大小是3m/s。（3）若汽車經過5s停下，汽車加速度大小為3m/s2，方向為初速度方向的反方向。21．一個沿光滑水平面以10m/s的速度運動的小球，撞墻后以原速度被彈回，與墻作用的時間為0.2s．求小球的加速度．【答案】見試題解答內容【解答】解：設小球初速度的方向為正方向，則初速度v0＝10m/s，末速度v＝﹣10m/s，時間t＝0.2s．由加速度公式，有a＝＝m/s2＝﹣100m/s2所以小球在水平方向的平均加速度大小為100m/s2，方向為與初速度方向相反．解：小球的加速度為100m/s2，方向為與初速度方向相反．22．計算下列物體的加速度：（1）一輛汽車以20m/s的速度勻速運動，緊急剎車后經5s停下來．（2）高速列車過橋后沿平直鐵路勻加速行駛，經100s速度從36km/h增大到180km/h．（3）沿光滑水平地面以10m/s的速度運動的小球，撞墻后以8m/s的速度反彈，與墻壁接觸時間為0.2s．【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）由題意知汽車的剎車后的加速度a＝＝﹣4m/s2；負號表示汽車的加速度方向與速度方向相反；（2）由題意知列車的初速度v0＝36km/h＝10m/s，末速度v＝180km/h＝50m/s根據加速度的定義可知列車的加速度a＝＝0.4m/s2（3）取初速度方向為正方向，則小球初速度v0＝10m/s，末速度v＝﹣8m/s，則小球的加速度a＝＝﹣90m/s2負號表示加速度的方向與小球初速度方向相反．答：（1）汽車剎車時的加速度為﹣4m/s2；（2）列車的加速度為0.4m/s2（3）小球的加速度為﹣90m/s2．23．如圖所示，在一光滑斜面上，有一小球以V0＝5m/s沿斜面向上運動，經2s到達最高點，然后又沿斜面下滑，經3s到達斜面底端，已知小球在斜面上運動的加速度恒定，試求：（1）小球運動的加速度．（2）小球到達斜面底端的速度．（3）畫出小球的V﹣﹣t圖象．【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）設小球的加速度為a，對向上運動的過程，有a＝＝m/s2＝﹣2.5m/s2，負號表示加速度方向平行于斜面向下；（2）設小球到達斜面底端的速度為V1，有V1＝at1＝﹣2.5×3m/s＝﹣7.5m/s，負號表示速度方向平行于斜面向下．（3）由于小球在斜面上運動的加速度恒定，那么在速度﹣時間圖象中應該是一條傾斜的直線，初速度為以5m/s，總共運動5s的時間，返回斜面底端時的速度為﹣7.5m/s，所以在初速度和末速度畫一條直線就可以了．如圖所示：答：（1）小球運動的加速度為﹣2.5m/s2，方向平行于斜面向下．（2）小球到達斜面底端的速度為﹣7.5m/s，方向平行于斜面向下．（3）小球的V﹣﹣t圖象如圖所示．六．用打點計時器測量物體的速度（共3小題）24．（多選）在練習使用打點計時器實驗中操作正確的是（）A．使用打點計時器時應先接通電源，再拉動紙帶 B．使用打點計時器在拉動紙帶時，拉動的方向應與限位孔平行 C．使用打點計時器過程中不需要固定打點計時器 D．每次紙帶停止運動后，應先取下紙帶再斷開電源 E．做完實驗后應將紙帶及時甩進垃圾桶 F．實驗完成后應將器材拆卸如初，并擺放整齊。【答案】ABF【解答】解：A、為了提高紙帶的利用率，同時為了使打點穩定，使用打點計時器時要先接通電源，后釋放紙帶，故A正確；B、使用打點計時器在拉動紙帶時，拉動的方向應與限位孔平行，故B正確；C、使用打點計時器過程中需要固定打點計時器，故C錯誤；D、每次紙帶停止運動后，應先斷開電源再取下紙帶，故D錯誤；E、做完實驗后應將紙帶保存好，以便數據的處理，故E錯誤；F、實驗完成后應將器材拆卸如初，并擺放整齊。故F正確；故選：ABF。25．某同學在做“練習使用打點計時器”實驗時打出的紙帶如圖所示，每兩個計數點之間還有四個計時點沒有畫出，圖中已標出相鄰兩計數點間的距離，打點計時器的電源頻率為50Hz。（1）打點計時器是一種使用交流（填“交流”或“直流”）電源，打點的時間間隔為0.02s。（2）相鄰兩個計數點間的時間間隔為0.1s。（3）打第4個計數點時，紙帶的速度v4＝1.20m/s（保留三位有效數字）。（4）拖動紙帶運動的物體的加速度a＝1.98m/s2（保留三位有效數字）。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器；打點計時器的電源頻率為50Hz，那么打點的時間間隔為t＝0.02s；（2）由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T＝5t＝0.1s，（3）根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上4點時小車的瞬時速度大小為：v4＝＝1.20m/s；設0到1之間的距離叫x1，設1到2之間的距離叫x2，設2到3之間的距離叫x3，設3到4之間的距離叫x4，設4到5之間的距離叫x5，設5到6之間的距離叫x6，根據勻變速直線運動的推論公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得：x4﹣x1＝3a1T2x5﹣x2＝3a2T2x6﹣x3＝3a3T2為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：a＝（a1+a2+a3）即小車運動的加速度計算表達式為：a＝＝＝1.98m/s2故答案為：（1）交流0.02；（2）0.1；（3）1.20；（4）1.98。26．（1）電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它的工作電壓是8V以下，當電源頻率是50HZ時，它每隔0.02s打一次點．用導線把電源和打點計時器的接線柱連接，打點時應先接通電源，再釋放紙帶．（2）在練習使用打點計時器的實驗中，得到了一條如圖所示的紙帶，其中0，1，2，3…是選用的計數點，每相鄰兩個計數點之間還有3個打出的點沒有在圖紙上標出．圖中畫出了將刻度尺靠在紙帶上測量的情況，讀出圖中所測量點的讀數分別是10.00cm、12.60cm和22.60cm；打第2個計數點時紙帶的速度是0.63m/s．【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它的工作電壓約為8V，當電源的頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一次點．開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放紙帶，如果先放開紙帶，再接通打點計時時器的電源，由于物體運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差，所以打點時應先接通電源，后釋放紙帶．（2）每相鄰的計數點間還有3個打出的點沒有在圖上標出，所以相鄰的計數點時間間隔是T＝0.08s；由圖可知，點0的讀數分別是10.00cm，點1的讀數分別是12.60cm，點3的讀數分別是22.60cm，點4的讀數分別是29.50cm，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點時小車的瞬時速度大小．v2＝＝＝0.63m/s故答案為：（1）交流，8，0.02，接通電源，釋放紙帶；（2）10.00，12.60，22.60，0.63．七．打點計時器的種類與工作原理（共4小題）27．（多選）使用打點計時器時，下列說法正確的是（）A．打點計時器使用低壓交流電源，交流電的頻率為50赫茲 B．紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復寫紙上面 C．先要釋放紙帶，后通電，紙帶通過后立即切斷電源 D．為減小摩擦，每次測量應將紙帶拉直【答案】AD【解答】解：A、打點計時器應用低壓交流電源，交流電頻率為50Hz，故A正確；B、紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復寫紙的下面，故B錯誤；C、要先接通電源，再釋放紙帶，紙帶通過后立即切斷電源，故C錯誤；D、若紙帶不拉直，會造成較大摩擦，甚至會把紙帶拉斷，所以每次測量應先將紙帶理順拉直，故D正確；故選：AD。28．電磁打點計時器是一種計時儀器，它使用交流電源，工作電壓4～6v，當電源的頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一個點。在使用電火花計時器來分析物體運動情況的實驗中，有如下步驟A．把電火花計時器固定在桌子上B．安裝好紙帶C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D．接通220v交流電源，進行打點這些步驟正確的排列順序為ABDC【答案】見試題解答內容【解答】解：電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電源的計時儀器，電磁打點計時器的工作電壓4～6V（或6V以下），電火花計時器使用的是交流220V的電源，當電源的頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點。實驗步驟要遵循先安裝器材后進行實驗的原則進行，要符合事物發展規律，不能丟三落四，邏輯顛倒，故正確的操作步驟為：先固定打點計時器，安裝紙帶、接通電源后先開電源再讓紙帶運動；即為：ABDC。故答案為：交流，4～6，0.02，ABDC。29．（1）電磁打點計時器和電火花打點計時器都是使用交流電源（填“直流電源”或“交流電源”）的儀器，電磁打點計時器的工作電壓是4～6V，電火花計時器的工作電壓是220V．當電源頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一次點。若在實驗時電源的頻率變為40HZ，則它每隔0.025s打一個點，在這種情況下實驗者卻不知道電源頻率發生改變，仍按50Hz的頻率計算，這樣算出的速度值與物體速度的真實值相比是偏大（填“偏大”或“偏小”）。在進行實驗時應該A（填“A”或者“B”。A．先接通電源，后釋放紙帶，B先釋放紙帶，后接通電源）。（2）在某次探究小車做勻變速直線運動的實驗中，所用交流電的頻率為50Hz，小車拉動紙帶做勻變速直線運動，紙帶的記錄如圖所示，以O點開始每打五個點取一個計數點（即每兩個計數點間還有四個點沒畫出），已知實驗測得：OAx1＝1.20cm，ABx2＝3.59cm，BCx3＝5.98cm，CDx4＝8.38cm，DEx5＝10.79cm，EFx6＝13.20cm利用所給數據求出E點瞬時速度VE＝1.20m/s。小車運動的加速度大小a＝2.40m/s2．（結果保留兩位小數）【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）電磁打點計時器和電火花打點計時器都是使用交流電源的儀器，電磁打點計時器的工作電壓是4～6V，電火花計時器工作電壓220V，交流電源的頻率是50Hz，那么它每隔0.02s打一次點；若在實驗時電源的頻率變為40Hz，則它每隔0.025s打一個點，在這種情況下實驗者卻不知道電源頻率發生改變，仍按50Hz的頻率計算，這樣算出的速度值與物體速度的真實值相比是偏大，原因是對應的長度變長了。在進行實驗時應該先接通電源，后釋放紙帶，故選：A。（2）由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T＝0.1s，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上E點時小車的瞬時速度大小。vE＝＝＝1.20m/s根據勻變速直線運動的推論公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得：a＝＝＝2.40m/s2，故答案為：（1）交流電源，4～6V，220，0.02，0.025，偏大，A；（2）1.20，2.40。30．電火花計時器正常工作時：（1）打點的時間間隔取決于BA．交流電壓的高低B．交流電的頻率C．紙帶的長度D．墨粉紙盤的大小（2）工作時的基本步驟中，正確的排列順序為ABDECA．把電火花計時器固定在長木板上B．安裝好紙帶C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D．接通220V交流電源E．按下脈沖輸出開關，進行打點．【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）當電流為正方向時，振片受向下的力，此時打點一次，當電流方向為反方向時，振片受向上的力，此時不打點，所以在交流電的一個周期內打點一次，即每兩個點間的時間間隔等于交流電的周期．而交流電的周期又等于電源的頻率的倒數，故ACD錯誤，B正確．故選：B．（2）實驗步驟要遵循先安裝器材后進行實驗的原則進行，要符合事物發展規律，不能丟三落四，邏輯顛倒，故正確的操作步驟為：ABDEC．故答案為：（1）B；（2）ABDEC．八．打點計時器打出紙帶的數據處理（共3小題）31．（多選）如圖所示是某同學在“用打點計時器測速度”實驗中，根據紙帶數據所得出的v﹣t圖象，對其物理意義敘述正確的是（）A．在0～6s內，物體以2m/s的速度做勻速直線運動 B．在0～0.12s內物體的平均速度為2m/s C．在0.12～0.16s內，物體的速度由2m/s增加到4m/s D．從8s初開始，物體以8m/s的速度做勻速直線運動【答案】BC【解答】4解：A、在0～6×0.02s，即0.12s內，物體以2m/s的速度做勻速直線運動，故A錯誤；B、由上分析，可知，在0～0.12s內物體做勻速直線運動，那么其平均速度也為2m/s，故B正確；C、由圖象可知，在0.12～0.16s內，物體的速度由2m/s增加到4m/s，故C正確；D、從8×0.02s，即從0.16s初開始，物體以8m/s的速度做勻速直線運動，故D錯誤；故選：BC。32．電磁打點計時器接交流（選填“交流”或“直流”）電源，當所用電源的頻率是50Hz時，打點計時器每隔0.02s打一個點。根據打點計時器打出的紙帶，我們可以直接得到的物理量是AB（請填正確答案標號）。A．時間間隔B．位移C．平均速度D．瞬時速度【答案】見試題解答內容【解答】解：打點計時器是使用交流電源的儀器，其打點周期與交流電的周期相同，若交流電頻率為50赫茲，則其打點周期為0.02s；A、打點計時器是每隔0.02s打下一個點，所以數點就知道時間間隔，故A正確；B、位移利用刻度尺直接測量兩點之間的距離就得了，故B正確；C、平均速度的求解需要運用物理公式，故C錯誤；D、瞬時速度的求解需要運用勻變速直線運動的公式，故D錯誤。故答案為：交流，0.02，AB。33．某同學在“用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數點．其相鄰點間的距離如圖1所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.1s．（計算結果保留3位有效數字）（1）電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據打點計時器打出的紙帶，下列選項中：A．時間間隔B．位移C．平均速度D．瞬時速度我們可以從紙帶上直接得到的物理量是A，測量得到的物理量是B，通過計算能得到的物理量是CD．（2）每兩個計數點間還有4個點沒有標出．（3）試根據紙帶上各個計數點間的距離，每隔0.1s測一次速度，計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表vBvCvDvEvF數值（m/s）0.4790.721（4）將B、C、D、E、F，各個時刻的瞬時速度標在如圖2的直角坐標系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線．【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）打點紙帶上任意相鄰的點間的時間間隔與交變電流的周期相同，所以可以從紙帶上直接得到的物理量是時間間隔，利用刻度尺測量的是長度，計算出的有平均速度和瞬時速度；（2）由兩點間的時間間隔為0.1s，打點周期為0.02s，所以兩點之間還有4個點未畫出；（3）根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上某點時小車的瞬時速度大小．vB＝＝×10﹣2m/s＝0.400m/s；vD＝＝×10﹣2m/s＝0.560m/s；vE＝＝×10﹣2m/s＝0.640m/s；（4）利用得到的各點瞬時速度進行描點連線，不在直線上的點要分居直線兩側．如圖所示：故答案為：（1）A，B，CD；（2）4；（3）0.400，0.560，0.640；（4）如上圖所示．九．光電門測量物體速度（共8小題）34．某同學用如圖所示的實驗裝置探究滑塊運動的速度隨時間變化的規律。所用器材包括：氣墊導軌、滑塊（上方安裝有寬度為d的遮光片）、兩個與計算機相連接的光電門（兩光電門相距x）、砝碼盤和砝碼等。實驗步驟如下：（1）用細線跨過輕質定滑輪將滑塊與砝碼盤連接，并讓細線水平拉動滑塊；（2）令滑塊在砝碼和砝碼盤的拉動下從左邊開始運動，和計算機連接的光電門能測量出遮光片經過A、B兩處的光電門的遮光時間Δt1、Δt2及遮光片從A運動到B所用的時間t12。下列關于滑塊運動的加速度表達式正確的是（）A．d2 B．d C．d D．d2【答案】B【解答】解：通過第一個光電門滑塊的速度：v1＝通過第二個光電門滑塊的速度：v2＝根據運動學公式：v2＝v1+at得滑塊的加速度為：a＝＝d．故B正確，ACD錯誤；故選：B。35．某同學做“測勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置如圖1所示。一小車放在水平長木板上，左側拴有一細軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，小車右側與穿過電火花計時器的紙帶相連，在重物牽引下，小車在木板上向左運動。下圖給出了電火花計時器在紙帶上打出的一些計數點，相鄰的兩個計數點間還有4個點沒畫出，電火花計時器所用的交流電頻率為50Hz。（1）該同學進行了以下實驗操作步驟，其中錯誤的步驟是ADA．將打點計時器固定在長木板有滑輪一端，并接好電路B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼D．拉住紙帶，將小車移到靠近打點計時器的一端后，放開紙帶，再接通電源（2）根據紙帶（圖2）可以計算各點的瞬時速度及小車加速度，現計算第2點的瞬時速度：v2＝0.396m/s，小車的加速度為a＝0.380m/s2．（結果取三位有效數字）（3）另一同學利用如圖3所示的裝置測定導軌上滑塊運動的加速度，滑塊上安裝了寬度為d的遮光板。滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A．B，配套的數字毫秒計（圖中未畫出）記錄了遮光板通過第一個光電門A的時間為Δt1，則滑塊通過第一個光電門的速度表達式為vA＝。若已知滑塊通過兩光電門速度分別為vA、vB，兩個光電門A．B間距離為L，則滑塊的加速度表達式為a＝。（用題中字母表示）【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）A、將打點計時器固定在長木板有滑輪另一端，并接好電路，故A錯誤。B、將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔，故B正確；C、把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼，故C正確。D、實驗時應先接通電源，后釋放紙帶，故D錯誤。本題選擇錯誤的，故選：AD。（2）計數點2的瞬時速度為：v2＝＝m/s＝0.396m/s。根據Δx＝aT2運用逐差法得：a＝，代入數據得：a＝＝0.380m/s2。（3）由于遮光板通過光電門的時間很短，可以認為滑塊在這很短的時間內做勻速運動，也就是說用這段時間內的平均速度代表瞬時速度，則有：vA＝，根據2aL＝﹣解得：a＝。故答案為：（1）AD；（2）0.396；0.380；（3）；。36．某同學在知道重物自由下落是初速度為0的勻加速直線運動后，預利用如圖a所示裝置測量其下落的加速度。實驗時，通過電磁鐵控制小球從P處靜止下落。結果均用題目所給字母表示。（1）將光電門固定在A處，光電門記錄下小球經過光電門的時間Δt0，測出小球的直徑為d，則小球運動到光電門處的速度v＝。（2）設小球釋放點P距A的距離為h0（d＜h0），現調整光電門位置，再次釋放小球，某次實驗時光電門記錄下小球經過光電門的時間為0.5Δt0，則此時光電門距A的距離Δh＝3h0。（3）移動光電門在鐵架臺上的位置，進行多次實驗。由于直尺長度限制，該同學測了光電門位置與其正上方固定點M（圖中未畫出）之間的距離h，并記錄小球通過光電門的時間Δt。利用實驗數據繪制出如圖b所示的圖象，已知圖象斜率為k，縱截距為b，根據圖象可知，加速度a＝，經過M點的速度vM＝d。【答案】（1）；（2）3h0；（3）；d。【解答】解：（1）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度可知，小球通過光電門時的速度：v＝。（2）若某次實驗時光電門計時器記錄下小球經過光電門的時間為0.5Δt0，則通過光電門的速度變為原來的2倍，根據v2＝2gh可知下落的高度變為原來的4倍，故距A點的距離Δh＝3h0．（3）根據速度﹣位移公式可知：2ah＝，則有：＝解得：a＝，vM＝d。故答案為：（1）；（2）3h0；（3）；d。37．光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結束的時間記錄下來。現利用圖乙所示的裝置測量滑塊和長木板間的動摩擦因數，圖中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘。實驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×10﹣