知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图甲为研究“转动动能与角速度关系”的实验装置示意图，现有的器材为：固定竖直平面内的转盘（转轴水平），带铁夹的铁架台、电磁打点计时器（接交流电的频率为50Hz）、纸带、重锤、游标卡尺、天平．回答下列问题：
①如图乙所示，用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径d为    cm；

②将悬挂铁锤的纸带穿过打点计时器后，绕在转盘边缘上，纸带一端固定在转盘上，使得转盘与纸带不打滑，设纸带厚度不计，打开电源，释放重锤，打点计时器打出的纸带如图丙所示，O、A、B、C…各点为连续打出的点迹：

则由图丙中数据可得，打下点迹D时，圆盘转动的角速度为ω_D=     rad/s（保留三位有效数字）；
③下表为各点对应的转动动能E_k和角速度ω值，请你猜想转动动能E_k和角速度ω满足的关系式为E_k=    （填准确的表达式）．
计数点 A B C … E
转动动能E_k（J） 0.0010 0.0039 0.0089      … 0.024
角速度ω（rad/s） 4.0 7.9 11.9 … 19.7

难度：较易

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2．如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的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．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器．

（1）请将下列实验步骤按先后排序：    ．
A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来
C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来
D．关闭电动机，拆除电火花计时器；
E．研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值．
（2）要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是    ．
A．秒表     B．毫米刻度尺     C．圆规     D．量角器
（3）写出ω的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义：    ．
（4）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果有影响吗？    （填“有”或“无”）影响．

难度：中等

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3．某学习小组用电火花计时器、米尺、纸带、墨粉纸盘来研究玩具电动机启动阶段角速度的变化情况．如图所示，将穿过电火花计时器的纸带的一端固定在电动机的转轮上，另一端固定在木块上，电动机转动时纸带卷在转轮上，拉动木块运动，实验前已测得转轮半径r=2.00cm，实验中使纸带拉着木块做匀加速运动，电火花计时器使用50Hz的交流电源，打出的一条纸带如图乙所示，图中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出（以下两问均保留两位有效数字）．

（1）根据纸带上数据计算出电动机木块匀加速运动的加速度a= m/s²
（2）若忽略因纸带卷在转轮上转轮半径的变化，则打下计数点C时木块的速度v_C= m/s，此时转轮转动的角速度ω_C= rad/s．

难度：中等

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4．一位同学设计的测纸轴转速的实验原理图，如图1所示，测得纸轴甲、乙的轴（不绕纸带）半径均为r，将很薄的纸带全部绕在纸轴甲上，测得半径（含轴）为5r，转动纸轴乙，将纸带向乙转移，某时刻打开打点计时器，一小段时间后关闭打点计时器，停止甲乙的转动，得到如图2所示的纸带，AB、BC、CD、DE间的距离分别为S₁、S₂、S₃、S₄．此时测得纸轴甲的半径为3r，打点时间段内水平部分纸带处于匀加速运动状态，纸带在运动过程中始终绷紧．打点计时器使用的电源频率为f．回答以下问题：
（1）打点时间内纸带运动的加速度为
（2）打下D点时，纸轴甲的角速度为，纸轴乙的角速度为

难度：较易

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5．（2012秋•张店区校级期末）如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的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．在圆形卡纸旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器．
（1）请将下列实验步骤按先后顺序排序：    ．
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源，使它工作起来
③启动电动机，使圆形卡纸转动起来
④关闭电动机，拆除电火花计时器，研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值
（2）要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是
A．秒表   B．毫米刻度尺   C．圆规    D．量角器
（3）写出ω的表达式，并指出表达式中各个物理的意义：    ．
（4）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点分布曲线将不是一个圆，而是类似一种螺旋线（如图丙所示）．这样做测量结果将    （填“偏大”、“偏小”或“不变”）

难度：中等

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6．一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法测量它匀速转动时的角速度．
实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸．
实验步骤：
（1）如图1所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上．
（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点．
（3）经这一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．
①若打点周期为T，圆盘半径为r，x₁，x₂是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含初、末两点），则圆盘角速度的表达式为ω= ．
②若交流电源的频率为50Hz，某次实验测得圆盘半径r=5.50×10^-2m，得到纸带的一段如图2所示，则角速度为 rad/s．

难度：较难

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计数点	A	B	C	…	E
转动动能E_k（J）	0.0010	0.0039	0.0089	…	0.024
角速度ω（rad/s）	4.0	7.9	11.9	…	19.7