版高考物理一轮复习 精选题辑： 课练3 误差 有效数字 实验 研究匀变速直线运动

*精*课练3误差有效数字实验研究匀变速直线运动1关于误差，下列说法中正确的是()A认真测量可以避免误差B误差是实验中产生的错误C采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差D实验中产生误差是难免的，但可以想办法尽量减小误差答案：D解析：错误是指因仪器故障、设计错误、操作不当等造成的测量偏差，不是误差误差是不可避免的，只能尽可能减小误差，而错误是可以避免的2以千米为单位计录的某次测量结果为5.4 km，若以米为单位，记录这一结果可写为()A5 400 mB5.4103 mC5.40103 m D5.400103 m答案：B3在“测金属的电阻率”的实验中，分别用游标卡尺和螺旋测微器测出用金属材料制成的一段圆柱体的长度和横截面的直径如下图所示则该圆柱体的长度为_mm，横截面的直径为_mm.答案：49.104.702解析：根据游标卡尺读数规则，该圆柱体的长度为49 mm20.05 mm49.10 mm，根据螺旋测微器读数规则，圆柱体横截面的直径为4.5 mm20.20.01 mm4.702 mm.4.在DIS系统中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度，因为挡光片较窄，所以可看成测量的是瞬时速度为了测量做匀变速直线运动的小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，如图所示，当小车做匀变速运动经过光电门时，测得A、B先后挡光的时间分别为t1和t2.A、B开始挡光时刻的间隔为t，则小车的加速度a_.答案：解析：A、B开始挡光时小车的速度分别为v1、v2，由v2v1at解得a.5某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50 Hz，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O，再选依次相邻的6个点作为测量点，分别标以A、B、C、D、E和F，如图甲所示乙(1)如果测得C、D两点相距2.70 cm，D、E两点相距2.90 cm，则在打D点时小车的速度是_m/s.(计算保留三位有效数字)(2)该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在vt坐标系中描点(如图乙所示)，由此可求得小车的加速度a_m/s2.(计算保留三位有效数字)答案：(1)1.40(2)5.00解析：(1)打计数点D时小车的瞬时速度v102 m/s1.40 m/s.(2)将点连成平滑直线如图丙所示，由图象的斜率，得a m/s25.00 m/s2.6一位同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示已知闪光周期为 s，测得x17.68 cm，x312.00 cm，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为_m/s2，图中x2为_cm.答案：9.729.84解析：由x3x14aT2，代入数据解得a9.72 m/s2.x2x12aT2，所以x2x12aT29.84 cm.7在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用交流电源的频率是50 Hz，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况(1)打点计时器的打点周期是_s.(2)图为某次实验打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点(各相邻计数点之间有四个点迹)根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点2时小车的速度大小为_m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为_m/s2.(计算结果均保留两位有效数字)答案：(1)0.02(2)0.646.4解析：(1)根据公式可得T s0.02 s.(2)根据匀变速直线运动规律可得v2 m/s0.64 m/s，根据公式xat2可得a6.4 m/s2.8某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度(1)电磁打点计时器是一种使用_(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是46 V.(2)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序选取0、1、2、3四个计数点，每两个相邻计数点之间还有四个点未画出用尺子测得各计数点与0计数点之间的距离依次为d13 cm，d27.5 cm，d313.5 cm，根据纸带数据可以求出计数点2所代表的时刻纸带运动的瞬时速度是_m/s；小车的加速度是_m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)若电源频率低于50 Hz时，仍按相邻两个计数点时间间隔为0.10 s计算，则测出小车的加速度_(填“偏大”、“不变”或“偏小)答案：(1)交流(2)0.531.5(3)偏大解析：(1)电磁打点计时器是使用低压交流电源的计时仪器(2)打计数点2的瞬时速度等于计数点13段的平均速度，v20.53 m/s.s13 cm，x2d2d14.5 cm，s3d3d26 cm，ss2s1s3s21.5 cm，由saT2解得a1.5 m/s2.(3)若电源频率低于50 Hz，则周期大于0.02 s，两计数点间的实际时间间隔大于0.1 s，但计算时仍然用0.1 s代入，则计算出的加速度值偏大9研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，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乙所示，其中每相邻两计数点之间还有4个点未画出(1)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)(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T_s.(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5_.(4)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_.答案：(1)DCBA(2)0.1(3)(4)(s6s5s4s3s2s1)解析：(1)实验步骤的正确顺序是DCBA；(2)相邻两计数点的时间间隔T0.02 s50.1 s；(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5；(4)根据xaT2可得s4s13a1T2，s5s23a2T2，s6s33a3T2，则a(a1a2a3)，解得a(s6s5s4s3s2s1)10如图所示为测量重力加速度的实验装置装置包括：固定在水平底板上带有刻度的直杆；三个可通过螺丝固定在直杆上的支架A、B、C(这些支架上可以固定相应的器材)；小钢珠一个；小型电磁铁一个(用于吸住或释放小钢珠)；光电门两个(用于测量小钢珠通过两个光电门之间距离所需的时间，一个光电门触发后开始计时，另一个光电门触发后停止计时)由直杆上的刻度读出C与B两个光电门的间距h，利用电磁铁将钢珠吸住，并将其由静止释放，记录钢珠通过两个光电门的时间间隔t，计算出钢珠在两个光电门之间运动的平均速度为，保持A、B间距离不变，调节C的高度并重复上述步骤，测得多组数据hi、ti和.(1)用图象法求重力加速度g时，取t为横坐标，_为纵坐标(2)若图象的斜率为k，则重力加速度g为_答案：(1)钢珠在两个光电门之间运动的平均速度(2)2k解析：由vBg可得图象的斜率为k，故重力加速度g2k.11光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0102 s和4.0103 s用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d1.010 cm.(1)滑块通过光电门1时的速度v1_m/s，滑块通过光电门2时的速度v2_m/s(结果保留两位有效数字)(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的_，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将_的宽度减小一些(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量_则用这些物理量计算加速度的表达式为a_.答案：(1)1.02.5(2)平均速度滑块(3)滑块由光电门1运动至光电门2所用时间t或两光电门之间的距离x或解析：(1)v11.0 m/s；v22.5 m/s.(2)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些；(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量的物理量有两种方案方案一：测滑块由光电门1运动至光电门2所用时间t，由v2v1at得a.方案二：测两光电门之间的距离x，由vv2ax得a.刷题加餐练1(2017新课标全国卷)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知，小车在桌面上是_(填“从右向左”或“从左向右”)运动的(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为_ m/s，加速度大小为_ m/s2.(结果均保留2位有效数字)答案：(1)从右向左(2)0.190.037解析：(1)小车运动时由于摩擦力的作用，速度逐渐减小，滴水计时器滴下水滴的间距逐渐变小，因此小车从右向左运动(2)滴水的时间间隔T s0.67 s小车运动到A点位置时的瞬时速度vA m/s0.19 m/s根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速度a m/s20.037 m/s2.因此加速度的大小为0.037 m/s2.2(2017新课标全国卷)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器实验步骤如下：如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间t；用s表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示)，表示滑块在挡光片遮住光线的t时间内的平均速度大小，求出；将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤；多次重复步骤；利用实验中得到的数据作出t图，如图(c)所示完成下列填空：(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和t的关系式为_.(2)由图(c)可求得，vA_cm/s，a_cm/s2.(结果保留3位有效数字)答案：(1)vAt(2)52.116.3解析：(1)是t时间内中间时刻的瞬时速度，vA为t时间内的初速度，根据速度公式得vAavAt.(2)由vAt可知，图(c)中图线与轴的交点为vA，图线的斜率为.将图线延长可知，vA52.1 cm/s，在图线上选取较远的两点，求得斜率 cm/s28.17 cm/s2，即a16.3 cm/s2.3(2016天津卷，9(2)某同学利用图(1)装置研究小车的匀变速直线运动(1)(多选)实验中，必要的措施是_A细线必须与长木板平行B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)s13.59 cm，s24.41 cm，s35.19 cm，s45.97 cm，s56.78 cm，s67.64 cm.则小车的加速度a_ m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB_ m/s.(结果均保留两位有效数字)答案：(1)AB(2)0.800.40解析：利用打点计时器研究小车的匀变速直线运动时，(1)为顺利完成实验，保证实验效果，细线与长木板要平行，否则，小车受力会发生变化，选项A正确；为打的点尽量多些，需先接通电源，再释放小车，选项B正确；本题中只要保证小车做匀变速运动即可，无需保证小车质量远大于钩码的质量，选项C错误；同理，小车与长木板间可以有不变的摩擦力，无需平衡摩擦力，选项D错误故必要的措施是A、B选项(2)由s4s13aT2、s5s23aT2、s6s33aT2知加速度a0.80 m/s2打B点时小车的速度vB0.40 m/s.4(2018安徽蚌埠模拟)图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点(1)O、D间的距离为_cm.(2)图乙是根据实验数据绘出的st2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，则由此可知物体的加速度大小为_m/s2(结果保留两位有效数字)答案：(1)1.20(2)0.93解析：(1)最小刻度是毫米的刻度尺读数要估读到最小刻度的下一位，所以O、D间的距离为2.20 cm1.00 cm1.20 cm.(2)由所给st2图象，结合匀变速直线运动规律知，sat2，则图线的斜率表示加速度的一半，即102 m/s2，即a0.93 m/s2.5(2018黑龙江大庆一模)某次“测定重力加速度”的实验中，得到了一条较为理想的纸带纸带上取5个计数点，且两相邻计数点的时间间隔为0.1 s，依打点先后标为0、1、2、3、4，由于不小心，纸带被撕断了，其中部分纸带如图所示(1)在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是_(填字母)纸带A上，打点1时重物的速度为_m/s(结果保留三位有效数字)当地的重力加速度大小为_m/s2(结果保留三位有效数字)(2)如果当时交流电的频率f50 Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的重力加速度值与真实值相比_(选填“偏大”、“相等”或“偏小”)答案：(1)C3.479.00(2)偏小解析：(1)因xx12x01，代入数值得x9 cm，所以x34x122x57.2 cm，即从纸带A上撕下的那段应为C.因做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，所以v1，代入数值得v13.47 m/s.由xaT2得，当地的重力加速度大小a9.00 m/s2.(2)如果在实验中，交流电的频率f50 Hz，那么实际打点周期小，根据运动学公式xaT2得，仍用f50 Hz计算得到的重力加速度值会偏小，即测量的重力加速度值与真实的重力加速度值相比偏小6(2018福建厦门质检)某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动_到F靠近小球，再转动_到F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动_使F固定后读数(填仪器部件字母符号)正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是_mm.答案：DHG6.700解析：用螺旋测微器测小球直径时，先转动旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm20.00.01 mm6.700 mm.7(2018福建福州质检)某同学利用打点计时器测量福州的重力加速度，某次实验得到的一段纸带如图所示，O、A、B、C、D为相邻的五个点，测得OA5.5 mm、OB14.9 mm、OC28.3 mm、OD45.2 mm，打下相邻两个点的时间间隔为0.02 s.(1)用逐差法算出福州的重力加速度g_m/s2(结果保留三位有效数字)(2)通过查阅资料发现福州的重力加速度标准值为9.79 m/s2，比较(1)的结果发现两者并不相等，除了读数误差外，你认为产生误差的其他主要原因可能是_(只要求写出一种原因)答案：(1)9.63(2)纸带与限位孔之间存在较大阻力(合理即可)解析：(1)由逐差法可得：g9.63 m/s2.(2)产生误差的其他原因有：纸带与限位孔之间有阻力或空气阻力8在“利用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”实验中，打点计时器接在50 Hz低压交流电源上，某同学在打出的纸带上按打点的先后顺序每5个点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E五个计数点(整条纸带宽度相同)从A点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成四段(分别为a、b、c、d段)，将这四段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图所示(1)若把每一段纸带的左上角连接起来，结果得到一条倾斜的直线，如图所示，由图可知纸带做_运动，且直线与x轴方向夹角越小，说明纸带运动的加速度_(填“越大”或“越小”)(2)若测得a段纸带的长度为5.20 cm，c段纸带的长度为7.20 cm，则可求出加速度的大小为_m/s2.答案：(1)匀加速直线越小(2)1解析：(1)纸带剪开后，水平方向宽度相同，正好与时间对应，竖直长度为相等时间内相邻纸带的位移，由于xa0T2，纸带长度差相等，x的变化规律恰好与速度一样图线可看做vt图象，即速度均匀增加，故为匀加速直线运动，若图象斜率越小，则加速度越小(2)利用xa0T2，即xmxn(mn)a0T2，有a0 m/s21 m/s2.9某同学获得一竖直上抛小球的频闪照片图，已知频闪仪每隔0.05 s闪光一次，图中所标数据为实际距离，t1时刻对应位置为小球抛出点当地重力加速度大小取9.8 m/s2，小球质量m1.0 kg.(1)由频闪照片上的数据计算t3时刻小球的速度大小v3_ m/s，小球上升的加速度大小约为_ m/s2.(结果保留三位有效数字)(2)小球被抛出时的初速度大小v0_m/s，小球能上升的最大高度为hmax_m(结果保留三位有效数字)(3)小球运动中所受阻力大小为_N(结果保留两位有效数字)答案：(1)4.4810.0(2)5.481.50(3)0.20解析：(1)做匀变速直线运动的物体，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故t3时刻的瞬时速度为v3102 m/s4.48 m/s，由逐差法知小球上升的加速度大小a10.0 m/s2.(2)因v3v02aT，代入数值得小球抛出时的初速度大小为v05.48 m/s，由h得，小球能上升的最大高度为hmax1.50 m.(3)由牛顿第二定律知a，代入数值得f0.20 N.不能正确建立和图象对应的函数关系式10利用图甲装置研究滑块在斜面上的运动，其中光电门的位置可移动，让带有宽度为d的遮光片的滑块自斜面上同一位置自由下滑，与光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门所用的时间t，并用刻度尺测量滑块到光电门之间的距离s，改变光电门的位置进行多次测量，利用所得数据描绘出2s图象，如图乙所示(1)若用某工具测量遮光片宽度的读数为d2.40 mm，则所用工具为_A最小分度为毫米的刻度尺B10分度游标卡尺C20分度游标卡尺D螺旋测微器(2)滑块沿斜面下滑的加速度大小为_ m/s2.(保留两位有效数字)(3)若斜面倾角53，重力加速度大小为g10 m/s2，sin