高考物理一轮双基练14实验研究匀变速直线运动

高考物理一轮双基练14实验研究匀变速直线运动

A级　双基达标 ‎1．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是(　　)‎ A．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低 B．在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处 C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车 D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动 解析　长木板不能侧向倾斜，但可以一端高一端低，故选项A错误；实验时，为了能在纸带上得到较多的点迹，释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处，选项B正确；如果先释放小车，可能纸带上打不上几个点，选项C正确；为了保护小车，在小车到达定滑轮前要用手使小车停止运动，选项D正确. ‎ 答案　A ‎2．某同学在探究“小车速度随时间变化的规律”的实验时，设计的实验方案中选用了打点计时器，利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动．实验后，该同学选择了一条较为理想的纸带，测量数据后，通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如下表所示.‎ 位置编号 ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 时间t/s ‎0‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ 速度v/(m·s－1)‎ ‎0.42‎ ‎0.67‎ ‎0.92‎ ‎1.16‎ ‎1.42‎ ‎1.67‎ ‎(1)分析表中数据，在误差允许的范围内，小车做________运动．‎ ‎(2)由于此次实验的原始纸带没有保存，另一同学想估算小车从位置0到位置5的位移，其估算方法如下：x＝(0.42×0.1＋0.67×0.1＋0.92×0.1＋1.16×0.1＋1.42×0.1)m＝……‎ 那么，该同学得到的位移________(填“大于”、“等于”或“小于”)实际位移．为了使估算的位移尽可能接近真实值，你认为采取什么方法更合适？________________________________________________________.(不必算出具体数据)‎ 解析　(1)由表中数据可知，每经过0.1s，速度大约增大0.25m/s，在误差允许的范围内，小车做匀加速直线运动．‎ ‎(2)因为小车是不断加速的，而该同学把第一个0.1s内的运动看成是以最小速度做匀速运动，同样，其他时间段内也是这样运算的，这样算出的位移比实际位移小．可以把时间分割得再细小一些，也可以利用平均速度来求位移，还可以利用v－t图象下的面积求位移．‎ 答案　(1)匀加速直线 ‎(2)小于　用平均速度求位移(或用v－t图象下的面积求位移)‎ ‎3．练图1－4－1是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．‎ 练图1－4－1‎ ‎(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．‎ ‎(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．‎ 解析　毫米刻度尺的精确度为0.1mm，故A、B间的距离为1.70 cm－1.00 cm＝0.70 cm，vC＝＝m/s＝0.100m/s.‎ 答案　(1)0.02s ‎(2)0.70 cm(0.68 cm～0.72 cm均可)　0.100m/s ‎4．“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50 Hz)，得到如练图1－4－2所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是(　　)‎ 练图1－4－2‎ A．实验时应先放开纸带再接通电源 B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍 C．从纸带可求出计数点B对应的速率 D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s 解析　中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度，所以vB＝，选项C正确；x6－x1＝5(x2－x1)，选项B错误；相邻计数点间的时间间隔是0.1s，选项D错误；按照实验要求应该先接通电源再放开纸带，选项A错误．‎ 答案　C ‎5.‎ 练图1－4－3‎ 一个小球沿斜面向下运动，用每间隔0.10s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如练图1－4－3所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为0.10s，测得小球在几个连续相等时间内的位移(数据见表)，则：‎ x1(cm)‎ x2(cm)‎ x3(cm)‎ x4(cm)‎ ‎8.20‎ ‎9.30‎ ‎10.40‎ ‎11.50‎ ‎(1)小球在相邻相等时间内的位移差________(填“相等”或“不相等”)，小球的运动性质属________直线运动．‎ ‎(2)有甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下：‎ 甲同学：a1＝，a2＝，a3＝，＝ 乙同学：a1＝，a2＝，＝ 你认为甲、乙中哪位同学的计算方法较准确？________，加速度值为________．‎ 解析　(1)由表中数据可知，x4－x3＝x3－x2＝x2－x1，小球做匀加速直线运动．‎ ‎(2)乙同学采用逐差法求加速度，较准确，加速度值为 a＝＝1.10m/s2.‎ 答案　(1)相等　匀加速(匀变速)‎ ‎(2)乙同学　1.10m/s2‎ B级　能力提升 ‎1．(2013·安徽联考)利用练图1－4－4所示装置可以研究自由落体运动：‎ 练图1－4－4‎ ‎(1)实验时调整好仪器，开始打点计时的时候，应先________，然后________．‎ ‎(2)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有________(填入正确选项前的字母)．‎ A．秒表 　B．天平 C．刻度尺 D．直流电源 ‎(3)实验中用打点计时器打出一条纸带，在纸带上选取了点迹清晰、连续的3个点，用刻度尺测出相邻两点间的距离x1和x2，已知交流电频率为50 Hz，当地的重力加速度为9.81m/s2.下列A、B、C、D四组数据中，正确的一组是________．‎ A．51.0mm,55.8mm B．49.0mm,52.9mm C．45.1mm,52.8mm D．50.5mm,51.7mm 解析　(1)实验时调整好仪器，开始打点计时的时候，应先开电源，然后再放纸带使纸带运动，这样可以使纸带上打出的点更多，有效点也较多，纸带的利用率较高．‎ ‎(2)利用纸带测量重物下落的加速度的实验原理是“做匀变速直线运动的物体在连续相等时间间隔内的位移差恒定，即Δx＝aT2”，其中相等时间间隔T可以从纸带上读取，而位移差需要利用刻度尺测量，所以本题答案为C.‎ ‎(3)利用公式Δx＝gT2可得，本实验中所打出的纸带上相邻两点间的间距之差约为Δx＝gT2＝9.81m/s2×(0.02s)2＝3.9mm，经检验，只有选项B符合．‎ 答案　(1)先开电源；再放纸带 ‎(2)C ‎(3)B ‎2．某同学用如练图1－4－5所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．‎ 练图1－4－5‎ 实验步骤如下：‎ 练图1－4－6‎ ‎①安装好实验器材．‎ ‎②‎ 接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带．舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如练图1－4－6中0、1、2……6所示．‎ ‎③测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：x1、x2、x3……x6.‎ ‎④通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．‎ ‎⑤分别计算出x1、x2、x3……x6与对应时间的比值、、…….‎ ‎⑥以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出－t图线．‎ 结合上述实验步骤，请你完成下列任务：‎ ‎(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有________和________．(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．刻度尺 D．秒表 E．天平 F．重锤 ‎(2)将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如练图1－4－7所示，则x2＝________cm，x5＝________cm.‎ 练图1－4－7‎ ‎(3)该同学在练图1－4－8中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出－t图线．‎ 练图1－4－8‎ ‎(4)根据－t图判断，在打0计数点时，小车的速度v0＝________m/s；它在斜面上运动的加速度a＝________m/s2.‎ 解析　(1)还需要的实验器材有电压合适的50 Hz交流电源和刻度尺．‎ ‎(2)用毫米刻度读数，注意要估读一位，则x2＝2.98 cm，x5＝13.20 cm.‎ ‎(3)描点连线如练答图1－4－1所示．‎ 练答图1－4－1‎ ‎(4)设打0点时速度为v0，则x＝v0t＋at2，即：＝v0＋at，由图可读出v0＝0.18m/s，图线的斜率k＝a＝2.40，a＝4.80m/s2.‎ 答案　(1)A　C ‎(2)2.98(2.97～2.99均可)　13.20(13.19～13.21均可)‎ ‎(3)如练答图1－4－1所示 ‎(4)0.18(0.16～0.20均可)　4.80(4.50～5.10均可)‎