2023年高考物理实验3研究匀变速直线运动练习.docx

2023年高考物理 实验3研究匀变速直线运动练习 1．(8分)(2023·高考广东理基)“研究匀变速直线运动〞的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如以下图的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，以下表述正确的选项是 (　　) A．实验时应先放开纸带再按通电源 B．(s6－s1)等于(s2－s1)的6倍 C．从纸带可求出计数点B对应的速率 【答案】　C 2．(8分)(2023·高考天津理综)如以下图，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度． ①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需__________(填字母代号)中的器材． A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺 C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺 ②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v－t图象外，还可作__________图象，其纵轴表示的是__________，横轴表示的是__________． 【解析】　此题考查了利用验证机械能守恒定律的实验装置测定重力加速度，意在考查考生的知识迁移能力和利用图象处理实验数据的能力．①本实验不需要测量重物的质量，直接通过处理纸带，利用匀变速直线运动的规律即可求得，缺少低压交流电源和刻度尺，应选项D正确；②由匀变速直线运动的规律2gh＝v2可得：＝gh，当纵轴表示，横轴表示重物下落高度h，那么图象的斜率即为重力加速度． 【答案】　①D　②－h　速度平方的二分之一　重物下落高度h(关于图象的其他正确答案也可) 3．(8分)在使用打点计时器时 (　　) A．应先接通电源，再使纸带运动 B．应先使纸带运动，再接通电源 C．在使纸带运动的同时接通电源 D．先使纸带运动或先接通电源都可以 【解析】　先接通电源再使纸带运动，可使纸带上打出的点子更多，纸带利用率更高，另外，在纸带运动较快的情况下，如果先释放纸带后接通电源，可能造成纸带上无点的情况． 【答案】　A 4．(8分)一同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动加速度〞的实验时，纸带上打出的点不是圆点，而是如以下图的一些短线，这可能是因为 (　　) A．打点计时器错接在直流电源上 B．电源电压不稳定 C．电源的频率不稳定 D．打点针压得过紧 【解析】　当打点计时器到直流电源上时，某振动片不可能磁化，也就不会引起振针的上下运动而打点，应选项A首先应被排除．电源频率的不稳定会引起打点周期的不稳定，电压的不稳定会影响点迹的清晰度．故用排除法可确定A、B、C三选项均不是此题答案． 当打点计时器的振动片一端的打点针(振针)与复写纸片间的距离过大(即振针太短)，这时打点针向下运动时还触不着复写纸，可能出现时有时无的点迹，也可能完全没有点迹，即漏点．当打点计时器的振针(打点针)压得过紧，即振针与复写纸间间隙过小(振针太长)，每一个打点周期内就会有较长一段时间接触并挤压在复写纸上，这样打出的点就变为一段一段的小线段，即打出的点有拖尾巴的现象．所以引起纸带上打出的不是圆点，而是一些短线；其原因是打点针压得过紧．答案应为D.所以在使用打点计时器前要检查振针到复写纸间的距离是否适中，否那么要做适当调整．一般说来，振针针尖与限位板间的间隙调节到3～4mm为宜，然后再旋紧固定螺母． 【答案】　D 5．(8分)(2023·安徽蚌埠模拟)用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况．如以下图是实验得到的纸带．那么小车的加速度和打点1时的瞬时速度的大小分别是 (　　) A．a＝/s2和v1＝/s B．a＝/s2和v1＝/s C．a＝/s2和v1＝/s D．a＝/s2和v1＝/s 【解析】　由s3＋s4－(s1＋s2)＝a(2T)2， 又T2，解得a＝/s2. v1＝＝/s. 【答案】　A 6．(8分)(2023·河南巩义模拟)(1)某同学要进行探究匀变速直线运动的实验，请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上(填编号)：________ ①打点计时器　②天平　③低压交流电源　④低压直流电源　⑤细绳和纸带　⑥钩码和小车　⑦秒表　⑧一端有滑轮的长木板　⑨刻度尺 (2)某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条纸带，如以下图，其中两相邻计数点间有四个点未画出．所用电源的频率为50Hz，那么打A点时小车运动的速度大小vA＝________m/s，小车运动的加速度大小a＝________m/s2.(结果要求保存三位有效数字) 【解析】　(2)vA＝，T＝0.1s，所以解出vA＝BD－OB＝a(2T)2， 解出a≈/s2. 【答案】　(1)②④⑦ 7．(8分)用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，造成各连续相等的时间间隔内的位移之差不是一个恒量的主要原因是 (　　) A．长度测量不准确 C．运动中受摩擦力作用 D．木板未调成水平 【解析】　本实验的目的是研究匀变速直线运动的规律，因此，只要求小车能满足做匀变速直线运动的条件就可以了．小车运动中虽受到摩擦力，或者木板未调水平，形成一个倾角，但只要保证对小车的牵引力大于它所受的阻力，小车就能做匀变速运动；摩擦力的大小、木板的倾斜与否以及倾角的大小，仅影响小车运动中加速度的大小，亦即打点间隔分布的疏密，不是造成各打点间隔内位移之差不是恒量的原因，时间间隔长短只会影响点的疏密． 【答案】　A 8．(8分)在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如以下表格中所示，为了算出加速度，合理的方法是 (　　) 计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应 时刻(s) 通过计数点的 速度(cm/s) a＝Δv/Δt算出加速度 B．根据实验数据，画出v－t图象，量出其倾角，由公式a＝tanα算出加速度 C．根据实验数据，画出v－t图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式a＝Δv/Δt算出加速度 D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 【解析】　方法A偶然误差较大，方法D实际上也仅由始末两段位移决定，偶然误差也较大，只有C充分利用画出的v－t图象的各次数据，减小了偶然误差，而B找v－t图象的倾角tanα是不妥的，因为物理学计算图象中纵横坐标的分度选取往往是不相同的，是由我们自己随意定大小的，不像数学中的纯数坐标． 【答案】　C 9．(8分)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如以下图．请根据给出的A、B、C、D四段纸带答复：(填字母，单位：cm) (1)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的________． (2)打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s2. 【解析】　因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打A纸带时，加速度 a＝＝＝m/s2＝/s2. 又小车运动的加速度：a＝， 那么4、5两点间隔为： s5＝s2＋3aT2×10－3m＋3××2m ＝54×10－3m 所以从纸带A上撕下的那段应是C. 【答案】　 10．(9分)如以下图，是打点计时器打出的纸带，图中A、B、C、D、E、F等是按时间顺序先后打出的计数点(每两个计数点间有四个计时点未画出)．用刻度尺量出AB、EF之间的距离分别是和，那么小车的加速度大小是________，方向是________． 【解析】　由纸带数据知，s1＝，s5＝，计数点时间间隔T＝5× 那么小车的加速度 a＝＝m/s2＝－/s2 所以，加速度大小为/s2，方向与运动方向相反． 【答案】　/s2　与运动方向相反 11．(9分)利用打点时器测定匀加速直线运动的小车的加速度，如以下图给出了该次实验中，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0,1,2,3,4,5,6都为计数点．测得：s1＝，s2＝，s3＝，s4＝，s5＝，s6＝. (1)在计时器打出点1,2,3,4,5时，小车的速度分别为： v1＝________cm/s，v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s. (2)作出v－t图象，并由图象求出小车的加速度a＝________cm/s2. 【解析】　(1)小车速度 v1＝＝cm/s＝/s， v2＝＝cm/s＝/s， v3＝＝cm/s＝/s， v4＝＝cm/s＝/s， v5＝＝cm/s＝/s. (2)图象如以下图，在作出v－t图象后，取A和B两点计算加速度，vA＝/s，tA＝0，vB＝/s，tB＝0.6s，那么 a＝ ＝cm/s2 ＝/s2. 【答案】　 12．(10分)如以下图为小球从某一高度处自由下落时，用频闪照相获得的轨迹的一局部，计数点1、2的间隔为,2、3的间隔为,3、4的间隔为，4、5的间隔为，每次闪光的时间间隔为1/30s，求小球运动到计数点3时的瞬时速度是多少？ 【解析】　根据某段时间内的平均速度可以“粗略〞代表某点的速度的思想来计算小球的速度． 小球运动到计数点3时，其速度为 v3＝＝m/s ＝/s 【答案】　/s U