2024高考物理一輪復(fù)習(xí)專題11實驗：研究勻變速直線運動練習(xí)含解析新人教版

PAGE4-專題11試驗：探討勻變速直線運動1．[2024·全國卷Ⅰ]某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行探究．物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示．已知打點計時器所用溝通電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出．在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是________點．在打出C點時物塊的速度大小為________m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為_________m/s2(保留2位有效數(shù)字)．2．[2024·全國卷Ⅱ]如圖(a)，某同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的試驗．所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的溝通電源，紙帶等．回答下列問題：(1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ＝________(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)(2)某次試驗時，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝30°.接通電源，開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止起先沿木板滑下．多次重復(fù)后選擇點跡清楚的一條紙帶，如圖(b)所示．圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出)．重力加速度為9.80m/s2.可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為_____________(結(jié)果保留2位小數(shù))．3．甲、乙兩同學(xué)通過下面的試驗測量人的反應(yīng)時間．試驗步驟如下：(1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處，但未遇到尺)，打算用手指夾住下落的尺．(2)甲在不通知乙的狀況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子．若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時間為________(用L、L1和g表示)．(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間＝9.80m/s2，L＝30.0cm，L1＝10.4cm.乙的反應(yīng)時間為________s．(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)寫出一條能提高測量結(jié)果精確程度的建議：__________________________________________.4．[2024·全國卷Ⅲ]甲乙兩位同學(xué)設(shè)計了利用數(shù)碼相機的連拍功能測重力加速度的試驗．試驗中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時候拍照．已知相機每間隔0.1s拍1幅照片．(1)若要從拍得的照片中獲得必要的信息，在此試驗中還必需運用的器材是__________．(填正確答案標(biāo)號)A．米尺B．秒表C．光電門D．天平(2)簡述你選擇的器材在本試驗中的運用方法．答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)試驗中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5cm、ac＝58.7cm，則該地的重力加速度大小為g＝__________m/s2.(保留2位有效數(shù)字)5．[2024·重慶市南開中學(xué)月考]某同學(xué)運用有透光狹縫的鋼條和光電計時器的裝置測量重力加速度(圖1)．在鋼條下落過程中，鋼條攔住光源發(fā)出的光時，計時器起先計時，透光時停止計時，若再次擋光，計時器將重新起先計時．試驗中該同學(xué)將鋼條豎直置于肯定高度(下端A高于光控開關(guān))，由靜止釋放，測得先后兩段擋光時間t1和t2.(1)用游標(biāo)卡尺測量AB、AC的長度，其中AB的長度如圖2所示，其值為________mm.(2)該同學(xué)利用vAB＝eq\f(AB,t1)及vAC＝eq\f(AC,t1＋t2)，求出vAB、vAC，再利用測量的時間t1和t2，可得到重力加速度的表達式為________(用vAB，vAC及給出的時辰表示)；若狹縫寬度不能忽視，則測量值比真實值________(填“偏大”或“偏小”)6．[2024·陜西黃陵中學(xué)高新部模擬]某試驗小組在暗室中用圖甲所示的裝置做“測定重力加速度”的試驗．試驗器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀．詳細(xì)試驗步驟如下：①在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以肯定的頻率一滴滴地落下；②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小漸漸調(diào)整頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴；③用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度；④采集數(shù)據(jù)進行處理．(1)試驗中第一次看到一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率等于____________．(2)試驗中第一次視察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30Hz，某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖乙所示，依據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝______m/s2；第8個水滴此時的速度v8＝______m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)造成該試驗系統(tǒng)誤差的緣由可能有________(答出一條即可)．專題11試驗：探討勻變速直線運動1．A0.2330.75解析：本題考查利用打點計時器探究勻變速直線運動的速度和加速度的關(guān)系，以及考生處理試驗數(shù)據(jù)的實力，體現(xiàn)了以科學(xué)看法進行科學(xué)探究的核心素養(yǎng)．物塊沿傾斜的木板加速下滑時，紙帶上打出的點漸漸變疏，故A點為先打出的點．vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(5.86－1.20×10－2,2×0.1)m/s＝0.233m/sa＝eq\f(xCE－xAC,2T2)＝eq\f(9.30－3.16－3.16×10－2,2×0.12)m/s2≈0.75m/s22．(1)eq\f(gsinθ－a,gcosθ)(2)0.35解析：本題考查牛頓其次定律及考生的試驗探究實力，體現(xiàn)了科學(xué)探究與科學(xué)推理的核心素養(yǎng)．(1)對鐵塊，依據(jù)牛頓其次定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ).(2)利用逐差法可得a＝eq\f([76.39－31.83－31.83－5.00]×10－2,9×0.12)m/s2＝1.97m/s2，由于θ＝30°，g＝9.80m/s2，則μ＝0.35.3．(2)eq\r(\f(2L－L1,g))(3)0.20(4)多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子解析：本題考查自由落體運動的應(yīng)用．(2)(3)木尺做自由落體運動，由位移公式可得L－L1＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2L－L1,g))＝eq\r(\f(2×0.300－0.104,9.80))s＝0.20s.4．(1)A(2)將米尺豎直放置，使小球下落時盡量靠近米尺(3)9.7解析：本題考查了勻變速直線運動中數(shù)據(jù)的處理與加速度的計算，考查了學(xué)生的試驗實力，體現(xiàn)了科學(xué)思維中模型建構(gòu)、科學(xué)推理等素養(yǎng)要素，滲透了科技進步的價值觀念．(1)運動時間可由相機拍照的時間間隔來確定，不須要秒表與光電門.本試驗中不須要測量小球的質(zhì)量，故不須要天平.但需測量小球下落的距離，故須要米尺．(2)由于不知照相機的放大倍數(shù)，故不能通過測量小球在照片上下落的距離來獲得小球的實際下落距離，所以只能將米尺與小球的運動拍攝在同一張照片中.因小球做自由落體運動，故米尺只能豎直放置．(3)由Δx＝gT2得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊拇笮間＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(0.587－0.245－0.245,0.12)m/s2＝9.7m/s2.5．(1)74.3(2)eq\f(2vAC－vAB,t2)偏大解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為74mm，游標(biāo)尺上第3個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0.1×3mm＝0.3mm，所以最終讀數(shù)為：74mm＋0.3mm＝74.3mm.(2)該同學(xué)利用vAB＝eq\f(AB,t1)，vAC＝eq\f(AC,t1＋t2)，依據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度表示鋼條運動的中間時刻瞬時速度，重力加速度為g＝eq\f(vAC－vAB,\f(t1＋t2,2)－\f(t1,2))＝eq\f(2vAC－vAB,t2).若狹縫寬度不能忽視，A到C′的實際時間大于t1＋t2.所以測量得到的重力加速度值比其真實值偏大．6．(1)水滴滴落的頻率(2)9.722.28(3)空氣阻力的影響解析：(1)頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時，則每滴下來一滴水時，頻閃儀都在相同的位置記錄，故可看到一串仿佛固定不動的水滴．(2)s7－s6＝19.30cm－13.43cm＝5.87cm,s8－s7＝26.39cm－19.30cm＝7.09cm，s9－s8＝34.48cm－26.39cm＝8.09cm，s10－s9＝43.67cm－34.48cm＝9.19cm，由逐差法可得g＝eq\f