高考物理實(shí)驗(yàn)增分創(chuàng)新版能力練實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)1a

1.某同學(xué)獲得一豎直上拋小球的頻閃照片圖，已知頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離。(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2，小球質(zhì)量m＝0.2kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t4時(shí)刻小球的速度v4＝________m/s。(2)小球上升的加速度大小約為a＝________m/s2。(3)對(duì)(2)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可得到的結(jié)論是__________________________________________________________________________。答案(1)3.98(2)10.0(3)上升過(guò)程中受到空氣阻力作用解析(1)v4＝eq\f(18.66＋21.16×10－2,2×0.05)m/s≈3.98m/s。(2)a＝eq\f([21.16＋18.66－26.18＋23.68]×10－2,4×0.052)m/s2≈－10.0m/s2。(3)加速度偏大，上升過(guò)程中受到空氣阻力作用。2．如圖甲所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的頻率f＝50Hz，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm。(1)下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D、E兩點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)位置BCDEF速度(m·s－1)0.7370.8010.994(2)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖乙中畫出小車的速度—時(shí)間圖線。(3)根據(jù)你畫出的小車的速度—時(shí)間圖線計(jì)算出小車的加速度a＝________m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝49Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏________。(填“大”或“小”)答案(1)0.8640.928(2)如圖所示(3)0.65(4)大解析(1)vD＝eq\f(x3＋x4,2×\f(1,f)×5)＝＝0.864m/s，vE＝eq\f(x4＋x5,2×5×\f(1,f))＝0.928m/s。(2)見答案圖。(3)從圖中取兩點(diǎn)，a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(0.93－0.80,0.40－0.20)m/s2＝0.65m/s2(4)頻率變?yōu)?9Hz，時(shí)間T變長(zhǎng)，點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離變長(zhǎng)，依然按原周期計(jì)算，加速度變大。3.在“利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度”實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50Hz低壓交流電源上，某同學(xué)在打出的紙帶上按打點(diǎn)的先后順序每5點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn))。從A點(diǎn)開始在每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段)，將這五段紙帶由長(zhǎng)到短緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如圖所示。(1)若把每一段紙帶的右上端連接起來(lái)，結(jié)果得到一條傾斜的直線，如圖所示，由圖可知紙帶做________運(yùn)動(dòng)且直線與－x方向夾角越大，說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度________(填“越大”或“越小”)。(2)從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A開始計(jì)時(shí)，為求出0.25s時(shí)刻紙帶的瞬時(shí)速度，需要測(cè)出哪一段紙帶的長(zhǎng)度？答：________(填“a”“b”“c”“d”或“e”)。(3)若測(cè)得a段紙帶的長(zhǎng)度為10.0cm，e段紙帶的長(zhǎng)度為2.0cm，則可求出加速度的大小為________m/s2。答案(1)勻減速直線越大(2)c(3)2.0解析(1)紙帶剪接后，水平方向每條寬度相同，正好與時(shí)間對(duì)應(yīng)，豎直長(zhǎng)度為相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，由于Δx＝aT2，紙帶長(zhǎng)度差相等，變化規(guī)律恰好與速度一樣。圖線可看作v-t圖象，即速度均勻減小，紙帶做勻減速運(yùn)動(dòng)，圖象斜率越大，加速度越大。(2)求0.25s時(shí)的速度，即求0.2～0.3s內(nèi)的平均速度，0.2～0.3s內(nèi)的位移恰好是紙帶c段對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。(3)利用Δx＝aT2，即xm－xn＝(m－n)aT2，有a＝eq\f(xe－xa,4T2)＝－2.0m/s2，所以加速度的大小為2.0m/s2。4．(2017·全國(guó)卷Ⅰ)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖(a)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。(已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的。(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為____________m/s，加速度大小為________m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)答案(1)從右向左(2)0.190.037解析(1)小車運(yùn)動(dòng)時(shí)由于摩擦力的作用，速度逐漸減小，滴水計(jì)時(shí)器滴下水滴的間距逐漸變小，因此小車從右向左運(yùn)動(dòng)。(2)滴水的時(shí)間間隔T＝eq\f(30,45)s≈0.67s小車運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)＝eq\f(117＋133×0.001,2×0.67)m/s≈0.19m/s根據(jù)逐差法，共有5組數(shù)據(jù)，舍去中間的一組數(shù)據(jù)，則加速度a＝eq\f(x4＋x5－x1－x2,6T2)＝eq\f(100＋83－150－133×0.001,6×0.672)m/s2≈－0.037m/s2因此加速度的大小為0.037m/s2。5．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①如圖(a)，將光電門固定在斜面下端附近：將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間Δt；③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度[如圖(b)所示]，eq\x\to(v)表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出eq\x\to(v)；④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟②③；⑤多次重復(fù)步驟④；⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出eq\x\to(v)-Δt圖，如圖(c)所示。完成下列填空：(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則eq\x\to(v)與vA、a和Δt的關(guān)系式為eq\x\to(v)＝________________。(2)由圖(c)可求得，vA＝______cm/s，a＝_______cm/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案(1)vA＋eq\f(a,2)Δt(2)52.116.3解析(1)eq\x\to(v)是Δt時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻eq\f(Δt,2)的瞬時(shí)速度，vA為Δt時(shí)間內(nèi)的初速度，根據(jù)速度公式得eq\x\to(v)＝vA＋aeq\f(Δt,2)＝vA＋eq\f(a,2)Δt。(2)由eq\x\to(v)＝vA＋eq\f(a,2)Δt可知，圖(c)中圖線與eq\x\to(v)軸的交點(diǎn)為vA，圖線的斜率為eq\f(a,2)。將圖線延長(zhǎng)可知，vA＝52.1cm/s，在圖線上選取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，求得斜率eq\f(a,2)＝eq\f(53.34－52.4,150－35.0×10－3)cm/s2≈8.17cm/s2，即a≈16.3cm/s2。6．(2016·安徽四校三聯(lián))如圖所示為某中學(xué)物理課外學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)裝置，他們的主要操作如下：①安裝實(shí)驗(yàn)器材，調(diào)節(jié)試管夾(小鐵球)、光電門和紙杯在同一豎直線上；②打開試管夾，由靜止釋放小鐵球，用光電計(jì)時(shí)器記錄小鐵球在兩個(gè)光電門間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，并用刻度尺(圖上未畫出)測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的高度h，計(jì)算出小鐵球通過(guò)兩光電門間的平均速度v；③固定光電門B的位置不變，改變光電門A的高度，重復(fù)②的操作。測(cè)出多組(h，t)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的平均速度v；④畫出v-t圖象。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，回答如下問(wèn)題：(1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門B時(shí)的速度為vB，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則小鐵球通過(guò)兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為________。(用vB、g和t表示)(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)h/cmt/sv/(m/s)110.00.0283.57220.00.0593.39330.00.0923.26440.00.1313.05550.00.1762.84660.00.2352.55請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上畫出v-t圖象。(3)根據(jù)v-t圖象，可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝______m/s2，試管夾到光電門B的距離約為________cm。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)答案(1)v＝vB－eq\f(1,2)gt(2)圖見解析(3)9.8669.8解析(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的速度等于該過(guò)程中的平均速度可得vB＝v＋eq\f(1,2)gt，則小鐵球通過(guò)兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為v＝vB－eq\f(1,2)gt。(2)描點(diǎn)連線，如圖所示。(3)小鐵球通過(guò)兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為v＝vB－eq\f(1,2)gt，所以v-t圖象的斜率大小表示eq\f(1,2)g，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝2k≈9.86m/s2，根據(jù)圖象得出vB≈3.71m/s，得試管夾到光電門B的距離約為h＝eq\f(v\o\al(2,B),2g)≈69.8cm。7．(2016·衡水質(zhì)檢)某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率f＝50Hz，在紙帶上打出的點(diǎn)中選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染。如圖所示，A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：sA＝16.6mm，sB＝126.5mm，sD＝624.5mm。若無(wú)法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知：(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為________s。(2)打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)物體的加速度大小為________(用sA、sB、sD和f表示)。答案(1)0.1(2)2.5(3)eq\f(sD－3sB＋2sA,75)f2解析(1)由電源頻率f＝50Hz可知電源周期T0＝0.02s，所以相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T＝5×0.02s＝0.1s。(2)打C點(diǎn)時(shí)物體的速度vC＝eq\f(sD－sB,2T)＝eq\f(0.6245－0.1265,0.2)m/s≈2.5m/s。(3)由紙帶上的數(shù)據(jù)知s