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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 實驗1 研究勻變速直線運動隨堂訓(xùn)練(含解析)
1.(xx·廣東六校模擬)在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶如圖9所示.A,B,C,D,E,F(xiàn)是該同學(xué)在紙帶上選取的6個計數(shù)點,其中計數(shù)點間還有若干個點未標出,設(shè)相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為T.該同學(xué)用刻度尺測出AC間的距離為s1,BD間的距離為s2,則打B點時小車運動的速度vB=______,小車運動的加速度a=______.
圖9
【答案】
【解析】根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度可得vB=,根據(jù)連續(xù)相等時間的位移差為Δs=aT2得s2-s1=CD-AB=2Δs=2aT2,
2、即a=.
2.某同學(xué)用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度,電源頻率f=50 Hz.在紙帶上打出的點中,選出零點,每隔4個點取1個計數(shù)點.因保存不當,紙帶被污染.如圖10所示,A、B、C、D是依次排列的4個計數(shù)點,僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離:xA=16.6 mm,xB=126.5 mm,xD=624.5 mm.
圖10
若無法再做實驗,可由以上信息推知:
(1)相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為________s;
(2)打C點時物體的速度大小為________m/s;
(3)物體的加速度大小為________________(用xA,xB,xD和f表示).
【答案】(
3、1)0.1 (2)2.49
(3)
【解析】(1)因相鄰的兩計數(shù)點間還有4個計時點,故t=5T=0.1 s.
(2)由勻變速直線運動的特點可知:
vC==×10-3 m/s=2.49 m/s.
(3)設(shè)xB-xA=x1,xC-xB=x2,xD-xC=x3,則x3-x1=2at2,x2-x1=at2,即x3+x2-2x1=3at2,t=5T=,故xD-3xB+2xA=,所以a=.
3.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,如圖11所示,是一條記錄小車運動情況的紙帶,圖中A,B,C,D,E為相鄰的計數(shù)點,每相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出,交流電的頻率為50 Hz.
4、圖11
(1)在打點計時器打B、C、D點時,小車的速度分別為vB=________m/s,vC=________m/s,vD=________m/s.
(2)在如圖12所示的坐標系中畫出小車的v-t圖象.
圖12
(3)將圖線延長與縱軸相交,交點的速度是________,此速度的物理含義是______________________.
【答案】見解析
【解析】(1)某一段時間中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度,所以
B點的瞬時速度
vB== m/s=1.38 m/s
C點的瞬時速度
vC== m/s=2.64 m/s
D點的瞬時速度
vD== m/s=3.90
5、 m/s
(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖象,如圖所示.
(3)將圖線延長與縱軸相交,交點的速度約為v=0.2 m/s.此速度的物理含義是:表示0時刻小車經(jīng)過A點時的速度.
4.(xx·廣東)研究小車直線運動的實驗裝置如圖13甲所示,其中斜面傾角θ可調(diào).打點計時器的工作頻率為50 Hz.紙帶上計數(shù)點的間距如圖13乙所示,其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出.
圖13
(1)部分實驗步驟如下:
A.測量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶
B.接通電源,待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車
C.將小車??吭诖螯c計時器附近,小車尾部與紙帶相連
D.把打點計時器固定在下板上,讓紙帶穿
6、過限位孔
上述實驗步驟的正確順序是________(用字母填寫).
(2)圖乙中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T=________s.
(3)計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小的計算式為v5=_______________________.
(4)為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式應(yīng)為a=___________.
【答案】(1)DCBA (2)0.1 (3)
(4)
【解析】(1)實驗步驟要先安裝器材,再進行操作,操作完畢關(guān)閉電源,順序為DCBA.(2)相等兩點之間還有四個點未畫出,所以相鄰兩計數(shù)點的時時間隔T=0.02×5 s=0.1 s.(3)做勻變速直線運動的物體
7、,中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度,v5=.(4)根據(jù)逐差法,小車的加速度
a=
5.(xx·惠州調(diào)研 )如圖14是某同學(xué)在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶
圖14
(1)已知打點計時器電源頻率為50 Hz,則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為____________;
(2)選取A,B,C,D紙帶上四個點,從圖中讀出A,B兩點間距s=__________cm;C點對應(yīng)的速度是________m/s,勻變速直線運動的加速度為___________ m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
【答案】 (1)①0.02 s ② 0.70 0.50 5.0
【解析】已知打
8、點計時器電源頻率為50 Hz,則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為0.02 s.
(1)由圖示刻度尺可知,其分度值為1 mm,A、B兩點間的距離s=1.7 cm-1.0 cm=0.70 cm;,則相鄰計數(shù)點間的時間間隔0.02 s,
C的對應(yīng)的速度:vC= cm/s=0.50 m/s根據(jù)Δx=aT2可得:物體的加速度a==5.0 m/s2.
6.(xx·全國新課標)圖15為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖.實驗步驟如下:
圖15
①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M,重物的質(zhì)量m;用游標卡尺測量遮光片的寬度d;用米尺測量兩光電門之間的距離s;
②調(diào)整輕滑輪,使細線水平;
9、
③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和B所用的時間ΔtA和ΔtB,求出加速度a;
④多次重復(fù)步驟③,求a的平均值;
⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ.
回答下列問題:
(1)測量d時,某次游標卡尺(主尺的最小分度為1 mm)的示數(shù)如圖16所示,其讀數(shù)為________cm.
圖16
(2)物塊的加速度a可用d,s,ΔtA和ΔtB表示為a=________________.
(3)動摩擦因數(shù)μ可用M,m,和重力加速度g表示為μ=______________.
(4)如果細線沒有調(diào)整到水平,由此引起的誤差屬于______________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”).
(1)0.960
(2)
(3)
(4)系統(tǒng)誤差
【解析】(1)游標卡尺讀數(shù)為9 mm+0.05×12 mm=9.60 mm=0.960 cm.
(2)由題意得vA=、vB=、v-v=2as,聯(lián)立解得
a=·.
(3)由mg-FT=m、FT-μMg=M,聯(lián)立解得μ=.
(4)如果細線沒有調(diào)整到水平,引起的誤差不可能由多次實驗求平均值來減小,屬于系統(tǒng)誤差.