届高考物理一轮复习第一单元匀变速直线运动题组层级快练实验：研究匀变速直线运动新人教版.doc

题组层级快练(六)1(2022·天津)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动实验中必要的措施是_A细线必须与长木板平行B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的局部计数点如下图(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)s13.59 cm，s24.41 cm，s35.19 cm，s45.97 cm，s56.78 cm，s67.64 cm.那么小车的加速度a_m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB_m/s.(结果均保存两位有效数字)答案AB0.800.40解析实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，A项正确；实验时要先接通电源再释放小车，B项正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，C项错误；此实验中不需平衡小车与长木板间的摩擦力，D项错误两相邻计数点间的时间间隔T0.1 s；由逐差法可得a0.80 m/s2，打点计时器在打B点时小车的速度vB0.40 m/s.2(2022·浙江五校联考)现用照片中的实验装置完成测定木块运动加速度a(1)以下实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处？假设存在问题，请指明问题所在(2)如下图为从实验中得到的一条认为最能反映木块匀变速运动纸带的一局部，0，1，2，3，4，5，6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测得x13.20 cm，x24.52 cm，x58.42 cm，x69.70 cm，那么木块的加速度大小a_(保存两位有效数字)(3)以下哪些措施能有助于减小实验的误差()A选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源B选用输出电压变化周期更稳定的交流电源C调节滑轮高度，使拉线与长木板平行D实验中满足砝码盘和砝码的总质量m远小于木块的质量ME实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力答案(1)照片A：实验有错误之处，选用蓄电池作为电源照片B：实验有不合理之处，木块起始点离打点计时器过远(2)1.3 m/s2(3)BC解析(1)照片A：实验有错误之处，选用蓄电池作为电源照片B：实验有不合理之处，木块起点离打点计时器过远(2)根据x5x14a1T2；x6x24a2T2；解得a m/s21.3 m/s2；(3)选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源对实验无影响，A项错误；选用输出电压变化周期更稳定的交流电源可使打点周期稳定，减小误差，B项正确；调节滑轮高度，使接线与长木板平行，可减小误差，C项正确；测定木块的加速度不需要满足砝码盘和砝码的总质量m远小于木块的质量M，也不需要实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力，D、E项错误；应选B、C项3(2022·广州二模)打点计时器接在50 Hz的交流电源上时，每隔0.02 s打一个点做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器，纸带上记录的点如图，A、B、C、D、E为5个计数点，相邻两计数点间有4个点没标出纸带与A点相近的一端跟小车相连，由此可知，小车的加速度大小为_ m/s2，方向与小车运动方向_(填“相同或“相反)；打C点时，小车的瞬时速度为_ m/s.(计算结果均保存三位有效数字)答案0.740相反0.472解析每相邻两个计数点之间都有4个点未画出，因此计数点之间的时间为T0.1 s；根据运动学公式推论xat2采用逐差法得出：a×102 m/s20.740 m/s2；方向与小车运动方向相反；根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有A到B点时间中点的速度为：v1 m/s0.583 m/s从计数点“A到“B的时间中点到“C的时间为：t0.15 s，根据公式vv0at得，打标号为“C的点时的速度为：vC0.583 m/s0.15×(0.74) m/s0.472 m/s4某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示打点计时器电源的频率为50 Hz.(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速(2)计数点5对应的速度大小为_ m/s，计数点6对应的速度大小为_ m/s.(保存三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a_ m/s2，假设用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，那么计算结果比动摩擦因数的真实值_(填“偏大或“偏小)答案(1)67(或76)(2)1.001.20(3)2.00偏大解析(1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差x2.00 cm，在6、7计数点间的位移比5、6之间增加了(12.2811.01) cm1.27 cm<2.00 cm，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间(2)计数点5对应的速度大小为v5 m/s1.00 m/s.计数点4对应的速度大小为v4 m/s0.80 m/s.根据v5，得计数点6对应的速度大小为v62v5v4(2×1.000.80) m/s1.20 m/s.(3)物块在计数点7到11之间做减速运动，根据xaT2，得x9x72a1T2x10x82a2T2故a2.00 m/s2物块做减速运动时受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力和打点计时器对纸带的摩擦阻力，因此根据牛顿第二定律，得mgfma，即，因此用计算出的动摩擦因数比其真实值偏大5(2022·深圳模拟)如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，小钢球在A点被松开，自由下落通过下方的一个光电门B，与B相连的毫秒计时器(图中未画出)记录小钢球通过光电门所用时间t，用刻度尺测出A、B之间的距离h.(1)用如图乙所示游标卡尺测小球直径，该游标卡尺的精确度为_mm，假设测得小球直径d0.800 cm，某次小球通过光电门的时间t5 ms，那么该次小球通过光电门B的瞬时速度大小为v_m/s(本空计算结果保存三位有效数字)(2)小球下落过程的加速度大小的计算式a_(用d、t、h表示)答案(1)0.051.60(2)解析(1)由图知，这是20分度的游标卡尺，精确度为 mm0.05 mm，利用小球通过光电门的平均速度代替瞬时速度，因此有：v160 cm/s1.60 m/s(2)小球通过光电门的速度为：v，根据v2v022ax，有：a.6.(2022·湖北模拟)如下图，某同学在做“研究匀变速直线运动的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带的一局部如图1所示，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T0.10 s该同学将纸带从每个计数点处截断，得到6条短纸带，再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上，以纸带下端为横轴建立直角坐标系，并将刻度尺边缘紧靠纵轴，其示数如图2所示(结果保存两位有效数字)(1)打下计数点“2”时小车的速度大小为_m/s；(2)小车的加速度大小为_m/s2；(3)在某次实验中，假设该同学所用交流电的频率小于50 Hz，那么加速度的测量值_(选填“>、“、“)真实值答案(1)0.47(2)0.068(3)>解析(1)依据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，那么计数点“2时小车的速度大小为：v2×102 m/s0.47 m/s.(2)因为剪断的纸带所用的时间都是t0.1 s，即时间t相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比速度时间直线的斜率表示加速度，可知运动物体的加速度ak×102 m/s20.068 m/s2.(3)如果在某次实验中，交流电的频率小于50 Hz，那么实际打点周期变大，根据运动学公式xat2得：真实的加速度值就会偏小，所以加速度的测量值>真实值7(2022·海南模拟)利用如下图的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行屡次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值，所得数据如下表所示s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4(m/s)1.711.621.551.451.341.22完成以下填空和作图：(1)假设滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_；(2)根据表中给出的数据，在以下图给出的坐标纸上画出t图线；(3)由所画出的t图线，得出滑块加速度的大小为a_ m/s2(保存2位有效数字)答案(1)atvt(或sat2vtt)(2)见解析图(3)2.0(1.82.2之间均正确)解析(1)沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为vt的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有svttat2.由于要画t图像，所以可将上式变形得tvt.(2)t图线如下图(3)由tvt可知图像的斜率k，所以a2k m/s22.0 m/s2.