【备战】全国高考物理试题汇编（第四期）A7实验：研究匀变速直线运动（长度的测量）（含解析）.doc

a7 实验：研究匀变速直线运动（长度的测量）【题文】（理综卷2015届广东省广州市第六中学高三上学期第一次质量检测（2014.09）(2）（14分）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。 h/mv2/（m2s-2） 8.3 0.25 o 3.6打点计时器纸带重物将纸带由静止释放学生电源直流 交流图甲图乙图丙请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：a ；b 。该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，已知abcdef为打下的连续六个点，测得对应的距离为h1、h2、h3、h4、h5。若已知打点计时器的打点周期为t，则打e点时速度的表达式为ve = ； 若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v2与h的关系图线如图丙所示。则斜率表示 ，可以计算得出重力加速度的大小为 m/s2（保留2位有效数字）。 根据以上问结果，为了求出物体在运动过程中所受的阻力，还需测量的物理量有 （用字母表示，并说明字母所表示的物理意义，已知当地的重力加速度大小为9.8m/s2）。 如果当时电网中交变电流的电压变成210 v，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】 打点计时器应该接交流电源 开始时重物应该靠近打点计时器 重力加速度大小的2倍 9.4 物体的质量m （m写成m也可以） 不变 解析： ：（1）打点计时器使用交流电源，而该题中接了直流电；重物离打点计时器太远，这样纸带上上所打点很少，不利于减小误差（2）匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有：ve=（3）根据mghmv2m得v22gh+，结合图象明确知图线的斜率表示2g，所以2g= =18.8，则g=9.4m/s2（4）物体在下降的过程中受到重力与阻力的作用，得：mg-f=ma，为了求出物体在运动过程中所受的阻力，还需知道物体的质量，所以要测量的物理量是质量；（5）打点计时器的周期与交流电的周期相同，交流电电压的变化不影响其周期，所以当时电网中交变电流的电压变成210v，打点计时器的周期不变，对测量的数据没有影响加速度的测量值不变【思路点拨】（1）本题考查了打点计时器的具体应用，熟悉打点计时器使用的注意事项即可正确解答本题（2）匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以通过求df段的平均速度表示e点的瞬时速度（3）根据mghmv2m得v22gh+，结合图象明确图象斜率的含义即求出重力加速度（4）结合牛顿第二定律的表达式，即可确定还需要测量的物理量；（5）打点计时器的周期与交流电的周期相同，交流电电压的变化不影响其周期了解实验的装置和工作原理，对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，会通过图象求解重力加速度【题文】（理综卷2015届广东省广州市海珠区高三摸底考试（2014.08）sbc（1）（8分）下图是某同学在做直线运动实验中获得的一条纸带 已知打点计时器电源频率为50hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_； abcd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o、b两点间的a点不小心被墨水弄脏了看不到从图中读出b、c两点间距sbc=_；若a点与b点之间的距离满足sab=_，根据匀变速直线运动的规律，可以判断a点到d点间的运动为匀变速直线运动，且根据数据可计算出该段位移的加速度a=_(保留两位有效数字)【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】 （1） 0.02s 0.90cm，0.70cm，5.0m/s2 解析：（1）已知打点计时器电源频率为50hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02s（2）由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，b、c两点间的距离s=2.60cm-1.70cm=0.90cm；如果满足 ，则为匀变速直线运动，所以根据x=at2可得：物体的加速度a= =5.0m/s2【思路点拨】根据匀变速直线运动的推论公式x=at2可以求出加速度的大小，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，可以求出打纸带上c点时小车的瞬时速度大小要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用【题文】（理综卷2015届广东省湛江市第一中学高三8月月考（2014.08）(18分)()在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误的步骤有_a拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源b将打点计时器固定在平板上，并接好电源c把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码d取下纸带e将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔f换上新纸带重复实验三次若该同学将以上步骤完善以后，请你将操作步骤按合理顺序填写在横线上_【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】 其中错误的是a d becadf 解析：其中错误的是：a、实验时，不能先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通电源，再释放纸带d、应该先断开电源，使计时器停止工作，再取下纸带安排实验步骤要本着先安装器材，然后进行实验的思路进行，一般每完成一次实验，都要进行重复实验，实验步骤要符合逻辑，不能颠三倒四的故顺序为：becadf【思路点拨】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项安排实验步骤要本着先安装器材，然后进行实验的思路进行，一般每完成一次实验，都要进行重复实验教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚，同时加强基础知识的应用，提高解题能力【题文】（理综卷2015届广东省湛江市第一中学高三8月月考（2014.08）（）在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了o，a，b，c，d，e，f共7个计数点(图中每相邻两个记数点间还有四个打点计时器打下的点未画出)，如实图2-1所示打点计时器接的是50 hz的低压交流电源他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和记数点o对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在表中实图2-1线段oaobocodoeof数据/cm0.541.532.924.769.40(1)根据刻度尺读出e点的数值为 m。（2）由以上数据可计算出打点计时器在打a、b、c、d、e各点时物体的速度，图中与e点对应的速度为_m/s.(3)某同学处理数据时，并未作出v-t图像，而是作图，s表示a、b、c、d、e、f各点到o点的距离，t表示对应的时间。由图可知，纵轴的截距表示 ，斜率表示 。【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】 （1）0.0700 (2)0.232 (3)o点的速度 加速度的一半 解析：（1）刻度尺的读数需要估读到最小刻度下一位，所以e点7.00cm=0.0700m(2) 由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔t=0.1s，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，可以求出打纸带上e点时小车的瞬时速度大小ve= (3)根据 得，所以纵轴的截距表示o点的速度，斜率表示加速度的一半【思路点拨】（1）刻度尺的读数需要估读到最小刻度下一位. (2) 由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔t=0.1s，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，可以求出打纸带上e点时小车的瞬时速度大小.(3)根据匀变速运动规律推到函数表达式，从而得到各个点的物理意义。【题文】（理综卷2015届宁夏银川一中高三上学期第一次月考（2014.08）22(6 分）现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s数据如下表所示。重力加速度大小g = 9.80m/s2。根据表中数据，完成下列填空：（1）物块的加速度a= m/s2(保留3位有效数字)。（2）因为 可知斜面是粗糙的。【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系a7【答案解析】 (1) 4.30，(2)物块加速度小于 =5.88m/s2解析：（1）根据逐差法求加速度的原理可知：a4.30m/s 2（2）若斜面光滑则：agsinm/s25.88m/s 24.30m/s2知斜面是粗糙的【思路点拨】正确解答本题需要掌握：在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数；熟练应用逐差法求物体的加速度.逐差法是求物体加速度的一个重要方法，要熟练掌握其应用，提高解决实验能力【题文】（物理卷2015届安徽省六校教育研究会高三第一次联考试卷（2014.08）11某同学用如图所示的装置测定重力加速度：（1）实验中在纸带上连续打出点1、2、3、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时重物下落的加速度为 。（2）当地的重力加速度数值为，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的主要原因 。【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】 （1）（2）空气阻力、摩擦阻力（意思对即可） 解析：1）根据x78x235at2得，加速度a=（2）当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的主要原因空气阻力、摩擦阻力【思路点拨】根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重物下落的加速度测量值与当地重力加速度的值有差异的主要原因是存在阻力作用对于纸带问题，需掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用【题文】（物理卷2015届安徽省六校教育研究会高三第一次联考试卷（2014.08）14由于公路维修只允许单车道通行。时，甲车在前，乙车在后，相距，速度均为，从此时开始两车按图示规律运动，求：（1）在甲车坐标系中画出乙车的图像；（2）判断两车是否会相撞。【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系a2 a5 a7【答案解析】 (1)见下图 （2）两车不会相撞（ 解析：（1）如下图所示（2）由图像可知，6s时两车共速，在此之前，乙车速度一直比甲大，如果6s时两车不相撞，就不会相撞由图像面积可以算出（2分）（2分），故两车不会相撞【思路点拨】根据乙车的加速度随时间的变化规律作出速度时间图线当甲车速度减为零后做匀加速直线运动，判断速度与乙车速度相等时是否相撞本题考查了运动学中的追及问题，关键分析清楚甲乙的运动规律，抓住临界状态，运用运动学公式进行求解，难度中等【题文】（物理卷2015届安徽省六校教育研究会高三第一次联考试卷（2014.08）15如图所示，凹槽放在水平面上，槽与水平面间的动摩擦因数，槽的内表面光滑。在内表面上有一小物块靠左侧壁放置，与槽的右侧壁相距为。、的质量均为。现对槽施加一个大小、方向水平向右的推力，使和一起从静止开始向右运动。当槽运动的距离为时，将推力撤去，此后和发生相对运动，再经一段时间小物块碰到槽的右侧壁。（）（1）求撤去推力瞬间槽的速度大小；（2）撤去推力后，小物块从凹槽左侧壁运动至右侧壁所经过的时间。【知识点】动能定理；匀变速直线运动的位移与时间的关系a2 a7 e2 e6【答案解析】（1）1m/s；（2）0.85s 解析：（1）推力作用过程，由动能定理得代入数据求解（2）假设当小物块碰到槽的右侧壁时，槽未停下在槽内做匀速运动槽向右减速过程当小物块碰到槽的右侧壁时，位移关系为联立可得此时槽速度假设不成立，故当小物块碰到槽的右侧壁时，槽已经停下，只要表达出判定的意思，其他方法也给分）在槽内做匀速运动槽向右减速当小物块碰到槽的右侧壁时，位移关系为联立可得【思路点拨】（1）推力f作用过程中，根据动能定理求解撤去推力瞬间槽b的速度v的大小（2）撤去外力后a做匀速运动，b做减速运动，求出b减速时的加速度，先判断出物体a运动到右端是b是否已经停止运动，再利用运动学公式即可求的时间。本题是复杂的力学综合题，分析物体的运动过程，选择解题规律是关键对于a与b碰撞问题，可理解追及问题，根据位移、时间、速度关系进行分析【题文】（物理卷2015届广西桂林十八中高三上学期第一次月考（2014.09）12（12分）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，其中斜面倾角可调打点计时器的工作频率为50 hz.纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出部分实验步骤如下：a测量完毕，关闭电源，取出纸带b接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车c将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连d把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：_(用字母填写)图(b)中标出的相邻两计数点间的时间间隔t_s.计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5_.为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a_.【知识点】探究小车速度随时间变化的规律a7【答案解析】 (1)dcba0.1 解析：(1)在实验过程中应先固定打点计时器，再放置小车，然后打开电源，最后释放小车，所以正确的顺序是dcba.每隔4点或每5个点取一个计数点时，相临计数点的时间间隔均为0. 1 s根据确定时间段内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度可得，v5或v5.当有6组数据时，应采用逐差法计算加速度 a.【思路点拨】先连接实验器材，测量时先接通电源，后释放纸带；打点计时器的工作频率为50hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s；匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度；根据公式x=at2列式求解本题关键明确实验原理、实验步骤，会计算瞬时速度和加速度，基础题【题文】（物理卷2015届河北省衡水中学高三小一调考试（2014.08）15.如下图用螺旋测微器定某一金属丝，测得直径为 0.700mm；用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的长度为 2.030mm【知识点】刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用a7【答案解析】 8.600 13.55 解析：螺旋测微器固定刻度为：8.5mm，可动刻度读数为：10.00.01mm=0.100mm，所以最终读数为8.5mm+0.100=8.600mm；游标卡尺主尺读数为1.3cm，游标尺上第11条刻度与上面对齐，则游标尺读数为：110.05mm=0.55mm=0.055cm，所以游标卡尺最终读数为1.3cm+0.055cm=1.355cm=13.55mm【思路点拨】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读以及螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读【题文】（物理卷2015届河北省衡水中学高三小一调考试（2014.08）16. 如图为接在50hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出由图数据可求得：（1）该物体的加速度为 0.74m/s2，（2）打第2个计数点时该物体的速度为 0.399m/s（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 偏小（选填：偏大、偏小或不变）【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】（1）0.74；（2）0.399；（3）偏大 解析：（1）设1、2间的位移为x1，2、3间的位移为x2，3、4间的位移为x3，4、5间的位移为x4；因为周期为t=0.02s，且每打5个点取一个记数点，所以每两个点之间的时间间隔t=0.1s；由匀变速直线运动的推论xm-xn=（m-n）at2得：x4-x1=3at2代入数据得：5.84-3.62）10-2=3a0.12解得：a=0.74m/s2（2）打第2个点时的瞬时速度等于打1、3之间的平均速度，因此有：v2= =0.399m/s（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49hz，则周期变大，计数点之间的时间间隔变大，即实际的时间间隔大于0.1s，但是该同学不知道仍以0.1s计算，根据x4-x1=3at2，知测量值比实际值偏大【思路点拨】物体做的是匀变速直线运动，求解加速度时首先想到的应该是逐差法，但是只有两组数据，所以要找两组数据之间的关系，推论xm-xn=（m-n）at2可提供这两组数据与加速度的关系，应用这个推论即可为了让结果更精确，我们需要用上这两组数据，而这两组数据只能求他们自己这段位移中的平均速度，v3需要找它与这两个平均速度的关系：而v3对应的时刻为这两个速度所对应的时间的中间时刻对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，提高应用基本规律解答实验问题的能力【题文】（物理卷2015届内蒙古赤峰二中（赤峰市）高三9月质量检测试题（2014.09）11. 某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案如图示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端开始时小球和滑块均静止，剪短细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音用刻度尺测出小球下落的高度h、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x（空气阻力对本实验的影响可以忽略）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 滑块与斜面间的动摩擦因数为 以下能引起实验误差的是 （ ）cda滑块的质量b当地重力加速度的大小c长度测量时的读数误差d小球落地和滑块撞击挡板不同时【知识点】探究影响摩擦力的大小的因素a7【答案解析】：cd 解析：由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，由x=at2和h=gt2得：所以根据几何关系可知：sin=，cos=对滑块由牛顿第二定律得：mgsin-mgcos=ma，且a=，联立方程解得=由得表达式可知，能引起实验误差的是长度x、h、h测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选cd【思路点拨】由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求