【優(yōu)化探究】2022屆高三物理一輪復(fù)習知能檢測：1-4實驗：研究勻變速直線運動-

[命題報告·老師用書獨具]學(xué)問點題號試驗原理及留意事項1試驗操作及器材選擇2試驗數(shù)據(jù)處理3、4、5試驗的創(chuàng)新與設(shè)計6、71.“爭辯勻變速直線運動”的試驗中，使用電磁打點計時器(所用溝通電的頻率為50Hz)，得到如圖所示的紙帶．圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是()A．試驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍C．從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率D．相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02s解析：在“爭辯勻變速直線運動”的試驗中，試驗時應(yīng)先接通電源再放開紙帶，A錯誤；依據(jù)做勻變速直線運動的物體在相鄰相等的時間間隔內(nèi)通過的位移差相等得xM－xN＝(M－N)aT2，可知(x6－x1)等于(x2－x1)的5倍，B錯誤；依據(jù)B點為A與C的中間時刻點有vB＝eq\f(xAC,2T)，C正確；由于相鄰的計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出，所以相鄰兩個計數(shù)點間時間間隔為0.1s，D錯誤．答案：C2．如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開頭自由下落，利用此裝置可以測定重力加速度．(1)所需器材有打點計時器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需________(填字母代號)中的器材．A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、毫米刻度尺C．溝通電源、天平及砝碼D．溝通電源、毫米刻度尺(2)通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高試驗的精確?????程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作vt圖象外，還可作__________圖象，其縱軸表示的是________，橫軸表示的是________．解析：(1)打點計時器需接溝通電源．重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，所以不需要天平和砝碼．計算速度需要測相鄰計數(shù)點間的距離，需要毫米刻度尺，故D正確．(2)由公式v2＝2gh，如繪出eq\f(v2,2)－h(huán)圖象，其斜率也等于重力加速度．答案：(1)D(2)eq\f(v2,2)h速度平方的二分之一重物下落的高度3．如圖甲是“爭辯勻變速直線運動”試驗中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點．加速度大小用a表示．(1)OD間的距離為________cm.(2)如圖乙是依據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪出的x-t2圖線(x為各計數(shù)點至同一起點的距離)，斜率表示________，其大小為________m/s2(保留三位有效數(shù)字)．解析：由于物體做的是勻變速直線運動，所以其從某一點開頭運動的位移x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，由于x-t2圖線是一條過原點的傾斜直線，因此v0＝0，則x＝eq\f(a,2)t2，故x-t2圖的斜率為eq\f(a,2)，通過圖線可求得斜率為0.468.答案：(1)1.20(1.18～1.22之間均可)(2)eq\f(1,2)a0.468(0.464～0.470之間均可)4．在“爭辯勻變速直線運動規(guī)律”的試驗中，小車拖動紙帶運動，打點計時器在紙帶上打出一系列點，如圖所示，選定五個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，用刻度尺測量出的數(shù)據(jù)如圖所示．則小車在C點的速度v＝________m/s，小車運動的加速度a＝________m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．解析：勻變速直線運動的紙帶問題：①利用一段時間的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得：vC＝eq\f(AE,4t)＝eq\f(0.4962,0.4)m/s≈1.24m/s；②利用逐差法求加速度，a＝eq\f(x3＋x4－x1－x2,4t2)＝eq\f(0.4962－2×0.1238,0.04)m/s2≈6.22m/s2.答案：1.246.225．(2022年滁州模擬)如圖甲所示為一次記錄小車運動狀況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點的時間間隔T＝0.1s.甲(1)在如圖乙所示的坐標系中作出小車的v-t圖線．乙(2)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度大小是________________cm/s，此速度的物理意義是________________________________________________________________________．(3)小車的加速度大小是________．解析：(1)應(yīng)用vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)，求出計數(shù)點B、C、D、E、F對應(yīng)的速度為vB＝16.50cm/s，vC＝21.40cm/s，vD＝26.30cm/s，vE＝31.35cm/s，vF＝36.30cm/s，在v-t坐標系中描點、連線，如圖所示．(2)由圖中可以讀出，圖線與縱軸交點的速度大小為11.6cm/s，此速度表示A點的瞬時速度．(3)利用斜率求加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝0.5m/s2.答案：(1)見解析(2)11.60(11.30～11.60之間均可)表示A點的瞬時速度(3)0.5m/s26．(2022年六安模擬)光電計時器是一種爭辯物體運動狀況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖(a)所示，a、b分別是光電門的激光放射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以精確地把物體從開頭擋光到擋光結(jié)束的時間記錄下來．現(xiàn)利用圖(b)所示的裝置測量滑塊和長木板間的動摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘，試驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×10－2s和4.0×10－3s．用精度為0.05mm的游標卡尺測量滑塊的寬度為d＝1.010cm.(1)滑塊通過光電門1時的速度v1＝________m/s，滑塊通過光電門2時的速度v2＝________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．(2)由此測得的瞬時速度v1和v2只是一個近似值，它們實質(zhì)上是通過光電門1和2時的________，要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將________的寬度減小一些．(3)為了計算出滑塊的加速度，除了測量d、t1和t2之外，還需要測量________．則用這些物理量計算加速度的表達式為a＝________.解析：(1)v1＝eq\f(d,t1)＝eq\f(1.010×10－2,1.0×10－2)m/s＝1.0m/sv2＝eq\f(d,t2)＝eq\f(1.010×10－2,4.0×10－3)m/s＝2.5m/s.(2)v1、v2實質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2時的平均速度，要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將滑塊的寬度減小一些．(3)為了計算出滑塊的加速度，除了測量d、t1和t2之外，還需要測量的物理量有兩種方案．方案一：測滑塊由光電門1運動至光電門2所用時間t，由v2＝v1＋at得a＝eq\f(dt1－t2,tt1t2).方案二：測兩光電門之間的距離x，由v22－v12＝2ax得a＝eq\f(d2t12－t22,2xt12t22).答案：(1)1.02.5(2)平均速度滑塊(3)滑塊由光電門1運動至光電門2所用時間t或兩光電門之間的距離xeq\f(dt1－t2,tt1t2)或eq\f(d2t12－t22,2xt12t22)7．(2022年亳州模擬)如圖甲所示為用打點計時器記錄小車運動狀況的裝置，開頭時小車在水平玻璃板上勻速運動，后來在薄布面上做勻減速運動，所打出的紙帶如圖乙所示(附有刻度尺)，紙帶上相鄰兩點對應(yīng)的時間間隔為0.02s.甲從紙帶上記錄的點跡狀況可知，A、E兩點跡之間的距離為______________cm，小車在玻璃板上做勻速運動的速度大小為________m/s；小車在布面上運動的加速度大小為________m/s2.解析：A、E兩點的刻度分別為xA＝13.20cm，xE＝6.00cm，AE＝xA－xE＝7.20cm(答案在7.19～7.21之間均可)，勻速運動的速度為v＝eq\f(xAE,4T)＝0.90m/s(答案在0.89m/s～0.91m/s之