实验抢分专练(第一章实验一研究匀变速直线运动规律)

【实验抢分专练】(40分钟44分)1.(8分)某同学利用图甲所示装置测定小车做匀变速直线运动的速度及加速度。(1)(多选)实验中,必要的措施是________。(2分)

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【解析】(1)为了让小车做匀加速直线运动,应使小车受力恒定,故应使细线与木板保持平行,同时为了打点稳定,应先接通电源再释放小车,故A、B正确;本实验中只是测定小车做匀变速直线运动的速度及加速度,故不需要让小车的质量远大于钩码的质量,只要能让小车做匀加速直线运动即可,故C错误;为了让小车做匀加速直线运动,应使小车受力恒定,因此只要摩擦力恒定即可,不需要平衡小车与长木板间的摩擦力,故D错误。故选A、B。(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。x1=3.59cm,x2=4.41cm,x3=5.19cm,x4=5.97cm,x5=6.78cm,x6=7.64cm,则小车的加速度a=________m/s2,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)(4分)

【解析】(2)相邻计数点间的时间间隔T=0.1s根据逐差法,小车的加速度大小a=(x4+x打点计时器在打B点时小车的速度vB=x1+x(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,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________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(2分)

【解析】(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210V,因为频率不变,所以打点周期不变,加速度的测量值与实际值相比不变。答案:(1)A、B(2)0.800.40(3)不变2.(8分)(2025·苏州模拟)用滴水法可以测定重力加速度的值。方法:在自来水水龙头下面固定一块挡板A,使水一滴一滴连续地滴落到挡板上,如图甲所示,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时,下一滴水刚好开始下落。首先量出水龙头口离挡板的高度h,再用停表计时,计时方法:当听到某一滴水滴在挡板上的声音的同时,开启停表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3…”,一直数到“n”时,按下停表按钮停止计时,读出停表的示数为t。(1)写出用上述所测量数据计算重力加速度g的表达式:________。(2分)

【解析】(1)滴水的周期就是水滴下落的时间,所以t'=t由h=12gt'2得g=(2)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中t'是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间),请在图乙所示的坐标纸上作出适当的图像,并利用图像求出重力加速度g的值:g=_______________m/s2(保留两位有效数字)(6分)

次数高度h/cm空中运动时间t'/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.32【解析】(2)描点如图所示求出斜率k=ht'2解得g=9.7m/s2答案:(1)g=2(n-1)2ht3.(10分)某实验小组使用如图甲所示的装置探究小车的匀变速直线运动的规律。实验所使用交流电的频率为50Hz。(1)(多选)关于实验操作,以下说法正确的是()(2分)A.可以先释放小车,后接通电火花计时器电源B.应使小车在靠近固定打点计时器的地方释放C.电火花计时器可使用220V直流电D.纸带应穿在电火花计时器墨粉纸盘的下方【解析】(1)实验时应该先接通电源,后释放纸带,故A错误;应使小车在靠近固定打点计时器的地方释放,故B正确;电火花计时器使用220V交流电,故C错误;纸带应穿在电火花计时器墨粉纸盘的下方,故D正确。故选B、D。(2)该小组打出一条纸带,图乙是纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B、C、D,相邻计数点之间还有4个点没有画出。打点计时器打C点时,小车的速度大小为________m/s(结果保留两位有效数字),方向________(选填“向左”或“向右”)。(4分)

【解析】(2)两个相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度vC=BD2T=13.根据间距向右渐渐增大,则速度的方向向左。(3)其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图丙所示。t=0.10s时,电火花计时器恰好打B点。请你将(2)中所得结果标在图丙所示坐标系中(其他点已标出),并作出小车运动的v-t图线;利用图线可知,小车的速度随时间均匀增加,其加速度大小a=________m/s2。(结果保留两位有效数字)(4分)

答案:(3)见解析图【解析】(3)描点作图如图由图像的斜率可知加速度为a=ΔvΔt=0.76答案:(1)B、D(2)0.44向左(3)见解析图1.14.(8分)(2024·东莞模拟)如图甲所示为利用频闪照相法研究匀变速直线运动规律的实验装置。质量分别为m1、m2的两小球通过绕过定滑轮的轻绳连接,整个装置固定在铁架台上,毫米刻度尺紧靠小球m1固定。实验时,小球m1从高处由静止开始下落,利用频闪相机记录小球m1的运动过程,得到图乙所示的频闪照片。已知相机的频闪频率为10Hz。重力加速度g取10m/s2。(1)小球m1经过B点时,球心位置对应的刻度尺的读数为xB=________cm,小球m1在该点的速度大小为vB=___________m/s(结果保留两位有效数字)。(4分)

【解析】(1)小球m1经过B点时,球心位置对应的刻度尺的读数为xB=9.50cm频闪周期T=1f=0.小球m1在该点的速度大小为vB=(13(2)小球m1下落的加速度为a=________m/s2(结果保留两位有效数字)。(2分)

【解析】(2)由图乙可知A、B两点间的距离为1.50cm,B、C两点间的距离为3.50cm,C、D两点间的距离为5.50cm,则小球m1在相邻0.1s内的位移之差为2.00cm,根据Δx=aT2可得小球m1下落的加速度a=2.00×10-20(3)根据实验数据可得,小球m1、m2的质量之比近似为________(填正确答案标号)。(2分)

A.2∶1B.3∶1C.4∶1 D.3∶2【解析】(3)对两个小球组成的整体分析有m1g-m2g=(m1+m2)a整理得m1m2=g+ag答案:(1)9.500.25(2)2.0(3)D5.(10分)一种新的短途代步工具——电动平衡车,被称为站着骑的电动车。某同学为了探究该车在平直水泥路面上的运动情况,设计了如下实验:将输液用的塑料瓶装适量水后,连同输液管一起绑在平衡车的扶手上,调节输液管的滴水速度。某滴水刚落地开始计时,从下一滴水落地依次计数为1、2、3……,当滴50滴水刚好落地时停止计时,测得时间为25.0s。该同学骑上平衡车后,先加速到某一速度,然后关闭动力,让平衡车沿着直线滑行。如图所示是某次实验中在水泥路面上的部分水滴及测出的间距值(左侧是起点,单位:m),当地重力加速度g=10m/s2,根据该同学的测量结果可得出:(1)平衡车在________(选填“DE”“EF”或“FG”)段关闭动力,平衡车加速过程的加速度大小a=________m/s2,C点的速度大小vC=________m/s;(后两空结果均保留三位有效数字)(6分)

【解析】(1)由于相邻两个计数点间的时间间隔相等,Δx1=BC-AB=0.52mΔx2=CD-BC=0.51mΔx3=DE-CD=0.53mΔx4=GH-FG=-0.12mΔx5=HI-GH=-0.13mΔx6=IJ-HI=-0.11m由此可知,平衡车在DE段处于加速状态,在FG段处于减速状态,EF段关闭动力。滴水时间间隔为T=25.平衡车加速过程的加速度大小a=(2.55+2.02)-(运动到C点的速度大小vC=1.(2)设平衡车运动过程中所受阻力的大小是人与车总重力的k倍,则k=________;(结果保留两位有效数字)(2分)

【解析】(2)平衡车减速过程的加速度大小为