【备战】全国高考物理试题汇编（11月第一期）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）【原创纯word版精品解析】物理卷2015届山东省师大附中高三第一次模拟考试（201409）】22(12分)如图所示，固定在水乎面上的斜面其倾角，长方形木块a的mn面上钉着一颗钉子，质量m=1.5kg的小球b通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直。木块与斜面间的动摩擦因数。现将木块由静止释放，木块与小球将一起沿斜面下滑。求在木块下滑的过程中；(1)木块与小球的共同加速度的大小(2)小球对木块mn面的压力的大小和方向。(取g=l0ms2)【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用；力的合成与分解的运用a7 b3 c2【答案解析】（1）2.0 m/s2（2）6.0n，方向沿斜面向下 解析：（1）由于木块与斜面间有摩擦力作用，所以小球b与木块间有压力作用，并且以共同的加速度a沿面下滑，将小球和木块看作一整体，设木块的质量为m，根据牛顿第二定律有： 代入数据得：a 2.0 m/s2 （2）选小球为研究对象，设mn面对小球的作用力为n，根据牛顿第二定律有：mgsinn ma，代入数据得：n 6.0n 根据牛顿第三定律，小球对mn面的压力大小为6.0n，方向沿斜面向下。【思路点拨】（1）对整体分析，根据牛顿第二定律求出木块与小球的共同加速度大小（2）隔离对小球分析，求出木块mn面对小球的弹力大小和方向本题考查了牛顿第二定律，在解题时注意整体法和隔离法的灵活运用基础题【原创纯word版精品解析】物理卷2015届山东省师大附中高三第一次模拟考试（201409）】22(12分)如图所示，固定在水乎面上的斜面其倾角，长方形木块a的mn面上钉着一颗钉子，质量m=1.5kg的小球b通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直。木块与斜面间的动摩擦因数。现将木块由静止释放，木块与小球将一起沿斜面下滑。求在木块下滑的过程中；(1)木块与小球的共同加速度的大小(2)小球对木块mn面的压力的大小和方向。(取g=l0ms2)【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用；力的合成与分解的运用a7 b3 c2【答案解析】（1）2.0 m/s2（2）6.0n，方向沿斜面向下 解析：（1）由于木块与斜面间有摩擦力作用，所以小球b与木块间有压力作用，并且以共同的加速度a沿面下滑，将小球和木块看作一整体，设木块的质量为m，根据牛顿第二定律有： 代入数据得：a 2.0 m/s2 （2）选小球为研究对象，设mn面对小球的作用力为n，根据牛顿第二定律有：mgsinn ma，代入数据得：n 6.0n 根据牛顿第三定律，小球对mn面的压力大小为6.0n，方向沿斜面向下。【思路点拨】（1）对整体分析，根据牛顿第二定律求出木块与小球的共同加速度大小（2）隔离对小球分析，求出木块mn面对小球的弹力大小和方向本题考查了牛顿第二定律，在解题时注意整体法和隔离法的灵活运用基础题【原创纯word版精品解析】物理卷2015届山东省师大附中高三第一次模拟考试（201409）】22(12分)如图所示，固定在水乎面上的斜面其倾角，长方形木块a的mn面上钉着一颗钉子，质量m=1.5kg的小球b通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直。木块与斜面间的动摩擦因数。现将木块由静止释放，木块与小球将一起沿斜面下滑。求在木块下滑的过程中；(1)木块与小球的共同加速度的大小(2)小球对木块mn面的压力的大小和方向。(取g=l0ms2)【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用；力的合成与分解的运用a7 b3 c2【答案解析】（1）2.0 m/s2（2）6.0n，方向沿斜面向下 解析：（1）由于木块与斜面间有摩擦力作用，所以小球b与木块间有压力作用，并且以共同的加速度a沿面下滑，将小球和木块看作一整体，设木块的质量为m，根据牛顿第二定律有： 代入数据得：a 2.0 m/s2 （2）选小球为研究对象，设mn面对小球的作用力为n，根据牛顿第二定律有：mgsinn ma，代入数据得：n 6.0n 根据牛顿第三定律，小球对mn面的压力大小为6.0n，方向沿斜面向下。【思路点拨】（1）对整体分析，根据牛顿第二定律求出木块与小球的共同加速度大小（2）隔离对小球分析，求出木块mn面对小球的弹力大小和方向本题考查了牛顿第二定律，在解题时注意整体法和隔离法的灵活运用基础题【题文】（物理卷2015届江苏省扬州中学高三10月质量检测（2014.10）11（9分）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤如下：用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作g；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在a端向右拉动木板，等弹簧秤读数稳定后，将读数记作f；改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如下表所示：g/n1.502.002.503.003.504.00f/n0.620.830.991.221.371.61如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端c处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物p连接，保持滑块静止，测量重物p离地面的高度h；滑块由静止释放后开始运动,最终停在木板上d点（未与滑轮碰撞），测量c、d间距离s。完成下列作图和填空：（1）根据表中数据在给定的坐标纸（见答题卡）上作出fg图线。（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数_（保留2位有效数字）（3）滑块最大速度的大小_（用h、s、和重力加速度g表示。）【答案】【知识点】探究小车速度随时间变化的规律a7【答案解析】（1）如右图所示（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正确）（3） 解析：（1）根据描点法在f-g图象上描出各点，再连接起来，如图所示；（2）由图甲可知f=g，则f-g图象上的直线的斜率代表值的大小由f-g图象可知=0.40；（3）当重物p刚好下落到地面时，滑块的速度v最大，此时滑块的位移为h，此后滑块做加速度为g的匀减速运动，由公式v2-v02=2as知：滑块的最大速度vmax满足：vmax2=2g（s-h），则vmax= 【思路点拨】（1）根据所测数据描点即可，注意所连的线必须是平滑的，偏离太远的点舍弃；（2）由实验图甲可知f=g，即f-g图象上的直线的斜率代表动摩擦因数；（3）当重物p停止运动时，滑块达到最大速度，此后做匀减速运动，动摩擦因数在（2）中已知，根据运动规律公式v2-v02=2as列式即可求解本题既考查了学生实验创新能力、运用图象处理实验数据的能力，又考查了物体做匀加速运动的规律求滑块的最大速度时，需注意重物刚落地时，滑块速度最大【题文】（物理卷2015届黑龙江省哈三中高三第一次模拟测试（2014.09）13.如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分， d1是任选的第1点，d11、d21是顺次选取的第11点和第21点，由于实验选用特殊电源，若加速度的值是10cm/s2，则该打点计时器的频率是 hz，d11点的速度为 m/s。 【答案】【知识点】打点计时器系列实验中纸带的处理a7【答案解析】 10，0.2 解析： 设打点计时器的打点时间间隔为t，由于d1是任选的第一点，d11、d21是第11点和第21点，所以相邻两个计数点间的时间间隔为10t，根据匀变速直线运动的推论公式x=at2，得：x=（25-15）10-2m=at2，解得：t=1s，所以两点之间的间隔为0.1s，再根据打点计时器打点时间间隔与频率关系：t=解得：f=10hz， 【思路点拨】根据匀变速直线运动的推论公式x=at2可以求打点计时器的打点时间间隔t，再根据t=解出打点计时器的频率然后根据中点时刻的速度等于平均速度求中点时刻的速度。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】（物理卷2015届河南省开封高级中学等中原名校高三上学期第一次摸底考试（2014.09）9（6分）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度（1）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当： ； （2）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点a、b、c、d、e、f为计数点，测得点a到b、c、d、e、f的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5若打点的频率为f，则打e点时重物速度的表达式为ve = ；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方（v2）与距离（h）的关系图线，如图丙所示，则重力加速度g= m/s2（3）若当地的重力加速度值为9.8m/s2，你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是 h/mv2/（ms-1）2 8.3 0.25 o 3.6 h2a b c d e f h3 h4 h5 h1图甲图丙图乙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【答案】【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】（1）打点计时器应接交流电源 重物释放时应紧靠打点计时器 （2） ； 9.4 （3） 纸带运动过程中有阻力存在（或空气阻力和摩擦阻力的影响） 解析： （1）打点计时器应该接交流电源，重物释放时紧靠打点计时器（2）e点的瞬时速度等于df段的平均速度，ve，根据v2v022gh，v2v02+2gh，则图线的斜率k=2g=，解得g=9.4m/s2（3）该同学测量值存在偏差的主要原因是纸带运动过程中有阻力存在【思路点拨】（1）打点计时器应该接交流电源，重物释放时紧靠打点计时器（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出e点速度，根据图线的斜率求解重力加速度（3）通过测量值与真实值的关系分析误差形成的原因解决本题的关键知道实验中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，知道图线的斜率表示的物理意义，难度不大【题文】（物理卷2015届河北省冀州中学高三上学期第一次月考（2014.09）21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 。【答案】【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】（理综卷2015届重庆市重庆一中高三上学期第一次月考（2014.09）二、非选择题(本大题共4小题，共68分)【题文】（理综卷2015届重庆市重庆一中高三上学期第一次月考（2014.09）6、（19分）(1) 某同学得到如题6图1所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50hz a、b、c、d、e、f、g是纸带上7个连续的点，其中sdg=3.90cm,sad=2.10cm。由此可算出打d点的小车的速度= m/s；小车的加速度a = m/s2（计算都保留两位有效数字）。根据已有条件，能不能求出打a点时小车的速度？答： （选填写“能”或“不能”）题6图1【答案】【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】（1） 0.50 5.0 能 解析：根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度得：vd0.50m/s，根据x=at2得：a=5.0m/s2，根据匀加速直线运动速度时间公式得：vd=va+a3t解得：va=0.50-5.00.06=0.2m/s所以能求出a点速度【思路点拨】 根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出打下d点时小车的瞬时速度，根据逐差法可以算出小车的加速度本题考查了打点计时器的应用以及根据纸带求物体运动的速度、加速度等问题，要熟练掌握从纸带上获取小车速度、加速度的方法【题文】（理综卷2015届重庆南开中学高三9月月考（2014.09）6.(19分)(1)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动实验时得到一条纸带他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点a，已知相邻两计时点间的时间间隔为t且测量时发现ac两点间的b点已模糊不清，如图所示，于是他测得ac长为s1，de长为s2，ef长为s3（cd间还有一些相邻计时点未标出），则打b点时小车的瞬时速度大小为_ _，小车运动的加速度大小为_ _【答案】【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】 , 解析： 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得：vb根据匀变速直线运动的推论公式x=at2得：a=【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d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届重庆南开中学高三9月月考（2014.09）9如图所示，5块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为l=o.5m，质量为m=0.6kg.在木板1的最左端放置一质量为m=1kg的小物块，已知小物块与长木板间的动摩擦因数为=0.2，长木板与地面间的动摩擦因数=0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现给物块水平向右的初速度v0=3m/s，使其从木板最左端向右滑动，则（重力加速度g取10 m/s2） (1)当物块在木块1上滑动时，求地面对这5个木块总的摩擦力大小： (2)由计算分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动，并求出物块相对于木板静止时在木板上的位置； (3)在上述滑行过程中，当物块滑到与某块木板共速时，立即给该木板施加一水平向右的推力f=5.1n，为保证物块不从该木板滑出，求该力施加的最长时间.【答案】【知识点】摩擦力 匀变速运动规律 牛顿第二定律 a7 b2 c2【答案解析】（1）4n （2） (3) 解析： （1）木块受到的摩擦力 5个木板的总的最大静摩擦力 故这5个木块保持静止状态，故地面对木块的总摩擦力为2n（2） 设当物块滑至第n块木块时，木块才开始运动 由式解得n4.3 既物块滑上第五块木板时，木板才开始在地面上滑动，设物块刚滑上第五块木板时的速度为 解得 显然，物块在第五块木板表面做匀减速直线运动，加速度 ，木板做匀加速直线运动，加速度为a，设经历时间t，物块与木板获得相同的速度 ，则由5木板受力分析可知： 又 解得 在此过程中，物块发生的位移为 木板5的位移为 ，则 故滑块滑上木板相对静止时，距离木板左端 （3）对木板做受力分析可知， 得 木板相对于滑块向右加速滑动当撤去外力后，对木板受力分析有 得 此时木板相对于滑块向右减速显然，当两者再次共速时滑块恰好运动到木板最左端，时力f作用在木板上保证滑块不滑出的最长时间的临界条件：设加速过程时间为 ，减速过程是的时间为 ，滑块的总位移为 ，木板的总位移为 ， 又 联立求解得 【思路点拨】根据受力分析求解摩擦力；当物块在木板上滑动，先根据摩擦力关系，当上表面摩擦力大于下表面时，木板才开始滑动，然后根据牛顿运动定律求解，物体先加速后减速，根据匀变速运动规律求解时间。【题文】（理综卷2015届浙江省台州中学高三上学期第二次统练（2014.10）21.(8分)利用图（甲）示装置可以做力学中的许多实验（1）以下说法正确的是 a利用此装置“研究匀变速直线运动” 时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响b利用此装置探究 “小车的加速度与质量的关系” 并用图象法处理数据时，如果画出的a-m关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比c利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响（2）小华在利用此装置进行“探究加速度a与力f的关系”的实验过程中，打出了一条纸带。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图（乙）所示。已知打点计时器所用电源的频率为50hz。（g=9.8 m/s2）求：从图中所给的刻度尺上读出a、b两点间的距离s1 = cm； 该小车的加速度a = m/s2。 实验的过程中，小华不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码的个数的增加将趋近于 .【答案】【知识点】测定匀变速直线运动的加速度a7【答案解析】 (1)c (2)0.70 0.2 9.8 解析： （1）a、利用此装置“研究匀变速直线运动”时，不需要消除摩擦力的影响故a错误b、利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”，并用图象法处理数据时，如果画出的a-m关系图象不是直线，不能确定a与m成反比，应该作a-图线，看是否成正比，若成正比，说明a与m成反比故b错误c、利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响故c正确故选：c（2）从图中所给的刻度尺上读出a、b两点间的距离s1=0.70cmb、c间的距离s2=0.90cm，根据x=at2得，a= m/s20.2m/s2对整体分析，根据牛顿第二定律得，a=，当mm时，a趋向于g【思路点拨】（1）根据实验的原理确定各个实验操作步骤的正误（2）根据相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度根据牛顿第二定律得出加速度，判断加速度的趋向值解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度【题文】（理综卷2015届宁夏银川一中高三第二次月考（2014.09）23.（9分）光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其 nq是水平桌面，pq是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）小车上固定着用于挡光的窄片k，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片k的挡光时间分别为t1和t2该实验中，在改变小车的质量m或沙桶的总质量m时，保持m m，这样做的目的是 ；为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量 ，若上述测量量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a = ；某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像组别1234567m/kg0.580.580.580.580.580.580.58f/n0.100.150.200.250.300.350.40a/ms-20.130.170.260.340.430.510.59（4）由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是： 【答案】【知识点】探究小车速度随时间变化的规律；实验中常用仪器及其正确操作方法a7【答案解析】（1）小车所受合外力大小等于(或约等于)m两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运动至光电门2所用时间”） （或“”）如右图木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”）解析： （1）设小车的质量为m，沙桶的质量为m，根据牛顿第二定律得：对m：mg-f拉=ma对m：f拉=ma解得：f拉=当mm时，即当沙桶的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于沙桶的总重力这样做的目的是小车所受合外力大小等于（或约等于）mg（2）除了测量d、t1和t2之外，还需要测量两光电门之间的距离，v1=，v2=，加速度的表达式为a=（3）如下图（4）从上图中发现直线没过原点，当f0时，a=0也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢该同学实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分【思路点拨】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的左端适当垫高，沙桶的总重力要远小于小车的重力，可使小车的合力近似等于沙桶总重力来测量对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等这样问题我们要从实验原理和减少实验误差方面去解决【题文】（理综卷2015届广西桂林中学高三8月月考（2014.08）23.（9分）在用打点计时器测速度实验中，（1）（2分）下列说法正确的是a拖动纸带的同时，闭合电源开关b先闭合电源开关，让打点计时器正常工作时，拖动纸带c纸带上的打点密集说明，纸带运动速度较大d利用打出的纸带可以准确的求出打下某些点时纸带运动的瞬时速度（2）（3分）某同学拖动纸带运动，打点