高考导练高考物理一轮复习 实验1 研究匀变速直线运动模拟试题 新人教版

相邻计数点间的时间间隔是 0.1 s，D 错误；按照实验要求应
该先接通电源再放开纸带，所以 A 错误。 答案：C
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2．解析：(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器， 当电源频率为 50 Hz 时，它每隔 0.02 s 打一次点。 (2)在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再 释放纸带，A 正确。 (3)当相邻相等时间内的位移之差都相等时，小车做匀加速 直线运动。
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a＝s4＋s3－4T2s2＋s1 ＝1.40＋1.20－4×1.00.00＋220.80×10－2 m/s2 ＝5.00 m/s2(4.90～5.10 均可)。 答案：7.20 0.90 5.00
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4．解析：(1)某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时 速度，所以 B 点的瞬时速度 vB＝x2ATC＝0.207.26 0 m/s＝1.38 m/s C 点的瞬时速度 vC＝x2BTD＝0.502.28 0 m/s＝2.64 m/s D 点的瞬时速度 vD＝x2CTE＝0.07.820 m/s＝3.90 m/s。 (2)根据以上数据作出小车的 v-t 图像，如图所示。
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[题组突破] 5．解析：由 x3－x1＝4aT2，T＝310 s 可得：
a＝12.004－×7.36108×2 10－2 m/s2＝9.72 m/s2 由 x3－x2＝x2－x1 得 x2＝x1＋2 x3＝9.84 cm。 答案：9.72 9.84
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[题组突破] 3．解析：A、E 两点的刻度分别为：
xA＝13.20 cm， xE＝6.00 cm AE＝xA－xE＝7.20 cm(7.19～7.21 均可) 匀速运动的速度为 v＝A4TE＝0.90 m/s(0.89～0.91 均可) F 点以后做减速运动，由逐差法公式得加速度大小

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a＝s4＋s3－4T2s2＋s1 ＝1.40＋1.20－4×1.00.00＋220.80×10－2 m/s2 ＝5.00 m/s2(4.90～5.10 均可)。 答案：7.20 0.90 5.00
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4．解析：(1)某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时 速度，所以 B 点的瞬时速度 vB＝x2ATC＝0.207.26 0 m/s＝1.38 m/s C 点的瞬时速度 vC＝x2BTD＝0.502.28 0 m/s＝2.64 m/s D 点的瞬时速度 vD＝x2CTE＝0.07.820 m/s＝3.90 m/s。 (2)根据以上数据作出小车的 v-t 图像，如图所示。
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[题组突破] 3．解析：A、E 两点的刻度分别为：
xA＝13.20 cm， xE＝6.00 cm AE＝xA－xE＝7.20 cm(7.19～7.21 均可) 匀速运动的速度为 v＝A4TE＝0.90 m/s(0.89～0.91 均可) F 点以后做减速运动，由逐差法公式得加速度大小
实验一 研究匀变速直线运动
二、电火花 滑轮 刻度尺
典例 1：(1)AD (2)x3－x2＝x2－x1
x2＋x3 10t＋x3
[题组突破]
1．解析：中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，所以 vB ＝x22＋Tx3，所以 C 正确；x6－x1＝5(x2－x1)，所以 B 错误；
(3)2.0(在 1.8～2.2 范围内都可)
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[题组突破] 5．解析：由 x3－x1＝4aT2，T＝310 s 可得：
a＝12.004－×7.36108×2 10－2 m/s2＝9.72 m/s2 由 x3－x2＝x2－x1 得 x2＝x1＋2 x3＝9.84 cm。 答案：9.72 9.84

练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动1．一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，圆盘加速转动时，角速度的增加量Δω与对应时间Δt 的比值定义为角加速度β〔即β=t△△ 〕。

我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：〔打点计时器所接交流电的频率为50Hz ，A 、B 、C 、D ……为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出〕①如图甲所示，将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，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进展测量。

〔1〕用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的半径r为 cm ；〔2〕由图丙可知，打下计数点D 时，圆盘转动的角速度为 rad/s ； 〔3〕圆盘转动的角加速度大小为 rad/s 2； 〔 〔2〕，〔3〕问中计算结果保存三位有效数字〕 2.40 A B C D E5.519.32 13.84〔单位：cm 〕丙【答案】〔1〕3.000〔2〕13.9〔3〕23.72．一个同学在研究小球自由落体运动时，用闪频照相连线记录下小球的位置如下列图，闪光周期为130s ，测得17.68x cm =，312.00x cm =，通过计算可得小球运动的加速度是_________2/m s ，图中2x 是__________cm 〔结果保存3位有效数字〕【答案】29.72/a m s =、29.84x cm =3．某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图1)．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，假设再次挡光，计时器将重新开始计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A 高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t 1和t 2．(1)用游标卡尺测量AB 、AC 的长度，其中AB 的长度如图2所示，其值为_______mm(2)该同学利用1AB AB v t =与12AC AC v t t =+，求出AB v 、AC v ，再利用测量的时间t 1和t 2，可得到重力加速度的表达式为___________(用AB v ，AC v 与给出的时间表示)；假设狭缝宽度不能忽略，如此测量值比真实值______(偏大或偏小)【答案】(1)74.3 (2)22()AC AB v v t , 偏大 4．如下列图是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情景，轨道上a 、c 间距离恰等于小车长度，b 是a 、c 中点。

实验一研究匀变速直线运动1．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．甲乙实验步骤如下：A．安装好实验器材；B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；C．测出x1、x2、x3….结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有________．(填选项代号) A．电压合适的50 Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．秒表D．刻度尺E．天平F．重锤G．弹簧秤H．滑动变阻器(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是____________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度是________．答案：(1)AD (2)x3－x2＝x2－x1x2＋x3 10t解析：c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度．2．实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.(1)根据纸带可判定小车做________运动．(2)根据纸带计算各点瞬时速度：v D ＝________m/s ，v C ＝________m/s ，v B ＝________m/s.在如图所示坐标中作出小车的v －t图线，并根据图线求出纸带的加速度a ＝________.(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________m/s ，此速度的物理意义是______________________．答案：(1)匀加速直线(或匀加速) (2)3.90 2.64 1.38 12.60 m/s 2 见解析图(3)0.12 表示小车经过A 点的速度解析：(1)根据纸带提供的数据可知x BC －x AB ＝x CD －x BC ＝x DE －x CD ＝12.60 cm ，故小车做匀加速直线运动．(2)根据v t2＝v 可知 v D ＝x AE －x AC 2T ＝105.60－27.60×10－20.2m/s ＝3.90 m/s v C ＝x AD －x AB 2T ＝60.30－7.50×10－20.2 m/s ＝2.64 m/s v B ＝x AC 2T ＝27.60×10－20.2m/s ＝1.38 m/s 如图所示描点连线得v －t 图线，由图线斜率知纸带的加速度a ＝12.60 m/s 2.(3)由图知交点的速度约为0.12 m/s ，表示小车经过A 点的速度．3．某物理小组的同学用如图甲所示的实验器材测定当地的重力加速度，实验器材由底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和光电门2组成的光电计时器(其中光电门1更靠近小球释放点)、可使小球无初速度释放的小球释放器和网兜组成．实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2所用的时间t ，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h .甲乙 丙 (1)使用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径为________mm.(2)改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2时的速度为v ，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g ，则h 、t 、g 、v 四个物理量之间的关系为________．(3)根据实验数据作了如图丙所示的h t－t 图线，若图线斜率的绝对值为k ，图线在纵轴上的截距为a ，根据图线可求出重力加速度的大小为________．答案：(1)11.70 (2)h ＝－12gt 2＋vt (3)2k 解析：(1)游标卡尺游标尺的分度为20分度，游标卡尺的精确度为0.05 mm ，由图可知第14条刻度线与主尺某刻度线对齐，所以读数为d ＝11 mm ＋14×0.05 mm＝11.70 mm.(2)由于光电门2位置不变，将小球的自由落体运动反向看成竖直向上的匀减速直线运动，由s ＝v 0t ＋12at 2可知关系式为h ＝vt －12gt 2. (2)由关系式h ＝vt －12gt 2可知h t ＝－12gt ＋v ，所以作出的h t－t 图线的斜率的绝对值k ＝12g ，即重力加速度的大小为2k . 4．(2015·北京海淀期中)某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况，如图甲所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点(后面计数点未画出)，相邻计数点间有4个点迹未画出(打点计时器每隔0.02 s 打出一个点)．甲(1)为研究小车的运动，此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB 、BD 、DF …等各段纸带剪下，将剪下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图乙所示．简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动．方法：___________________________________________________.乙(2)在图甲中x 1＝7.05 cm 、x 2＝7.68 cm 、x 3＝8.31 cm 、x 4＝8.94 cm 、x 5＝9.57 cm 、x 6＝10.20 cm ，则打下点迹A 时，小车运动的速度大小是________m/s ，小车运动的加速度大小是________m/s 2(本小题计算结果保留两位有效数字)．答案：(1)各段纸带上方左上角、中点或各段纸带中点连接后为一条直线，或每条纸带比前一条纸带长度增加量相同(以上各条答对一条即可) (2)0.74 0.63解析：(1)若各段纸带上方的左上角、中点或各段纸带的中点连接为一条直线，则说明小车做匀变速直线运动．(2)v A ＝x 1＋x 22T ＝7.05＋7.68×10－22×0.1 m/s ＝0.74 m/s 用逐差法计算小车运动的加速度a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 39T2＝[8.94＋9.57＋10.20－7.05＋7.68＋8.31]×10－29×0.12 m/s 2＝0.63 m/s 2 5．(2015·苏锡常镇四市一调)在暗室中用如图甲所示的装置做“测定重力加速度”的实验．实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪．具体实验步骤如下：甲①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下．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直到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采集数据进行处理．(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是：________________________________________________________________________.(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图乙所示，根据数据测得当地重力加速度g＝________ m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝________ m/s.(结果都保留三位有效数字)乙(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：__________________________.答案：(1)频闪仪闪光频率等于水滴滴落的频率(2)9.72 2.28 (3)存在空气阻力(或水滴滴落的频率变化)解析：(1)当频闪仪闪光频率等于水滴滴落的频率时，才能看到空间有一串仿佛固定不动的水滴．(2)由题图示距离可知x1＝(19.30－13.43) cm＝5.87×10－2m、x2＝(26.39－19.30) cm ＝7.09×10－2m、x3＝(34.48－26.39) cm＝8.09×10－2m、x4＝(43.67－34.48) cm＝9.19×10－2 m，闪光周期T＝130 s，利用逐差法测得当地重力加速度g＝x4＋x3－x2－x14T2＝9.72 m/s2，第8个水滴此时的速度v8＝34.48－19.302×30×10－2 m/s＝2.28 m/s.(3)该实验存在系统误差的原因可能有存在空气阻力、水滴滴落的频率变化、米尺没有竖直放置等．。