2025年高考物理復習一：研究勻變速直線運動規(guī)律（含解析）

PAGE8-實驗搶分專練(一)研究勻變速直線運動規(guī)律(40分鐘50分)1.(8分)用電火花打點計時器研究勻變速直線運動的實驗中,某同學打出了如圖所示的一條紙帶。(1)電火花打點計時器使用的是________V的交變電源;計時器打點的時間間隔為0.02s,每隔4個點取1個計數(shù)點,依次得到了O、A、B、C、D幾個計數(shù)點;

(2)小車由靜止開始運動,則紙帶的________(選填“左”或“右”)端與小車相連;

(3)用刻度尺量得OA=1.20cm,OB=2.80cm,OC=4.80cm,OD=7.20cm,打B點時紙帶的速度大小為__________m/s,紙帶運動的加速度大小為__________m/s2;

(4)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率變大,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值比實際值__________(選填“偏大”或“偏小”);如果當時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比__________(選填“偏大”“偏小”或“不變”);

(5)關于打點計時器的使用,下列說法正確的是__________。

A.電磁打點計時器使用的是8V的直流電源B.在測量物體速度時,先接通打點計時器的電源,后讓物體運動C.使用的電源頻率越高,打點的時間間隔越小D.電源的電壓越高,打點的時間間隔就越小2.(8分)某實驗小組用圖甲所示的裝置測量自由落體運動的加速度,其操作步驟如下:A.按照圖甲的裝置安裝實驗器材;B.將電火花打點計時器接到學生電源的“8V交流輸出”擋位上;C.先釋放紙帶,之后閉合開關接通電源,打出一條紙帶;D.多次正確進行實驗,從打出的紙帶中選取較理想的一條如圖乙所示,在紙帶上打點清晰的區(qū)間上取連續(xù)的計時點1、2、3、4、…,測得點1到點2、3、4、…的距離分別為h1、h2、h3、…E.根據(jù)測量的數(shù)據(jù)算出重力加速度。(1)上述步驟中有錯誤的是__________(填相應步驟前的字母);

(2)若從打點1時開始計時,點2、3、4、…對應時刻分別為t1、t2、t3、…,求得v2=h1t1、v3=h2t2、v4=h3t3、…,作出v-t圖像如圖丙所示,圖線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,可知打下點1時重物的速度v13.(8分)(2023·綿陽模擬)光電計時器是一種常用的計時儀器,其結構如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以顯示出物體的擋光時間?，F(xiàn)在某滑塊在斜面上滑行,先后通過光電門1和2,計時器顯示的擋光時間分別為t1=5×10-2s,t2=3×10-2s,從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的總時間Δt=0.15s,用分度值為1mm的刻度尺測量小滑塊的長度為d,示數(shù)如圖乙所示。實驗中測得滑塊的長度d為________cm,滑塊通過光電門1的速度v1為________m/s,滑塊通過光電門2的速度v2為________m/s,滑塊的加速度大小為________m/s2。(最后兩空結果保留三位有效數(shù)字)

4.(8分)(2023·保定模擬)學校物理興趣小組在暗室中用如圖甲所示的裝置測定當?shù)氐闹亓铀俣?。實驗器材?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。實驗步驟如下:A.在漏斗內(nèi)盛滿水,旋松螺絲夾子,使水滴以一定的頻率一滴滴落下;B.用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率,直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴;C.用豎直放置的米尺測得各水滴所對應的刻度;D.采集數(shù)據(jù)進行處理。(1)在步驟B中,當看到有一串仿佛固定不動的水滴時,頻閃儀的閃光頻率_______(選填“大于”“小于”或“等于”)水滴滴落的頻率。

(2)若觀察到水滴“固定不動”時頻閃儀的閃光頻率為12.5Hz,讀出其中幾個連續(xù)的水滴的距離關系如圖乙所示,則當?shù)氐闹亓铀俣却笮=__________m/s2,第3個水滴此時的速度大小v3=__________m/s。(結果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)該實驗引起系統(tǒng)誤差的原因可能是__________________(寫出一條即可)。5.(9分)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下: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τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑;②當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間Δt;③用Δs表示擋光片沿運動方向的長度,如圖(b)所示;v表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時間內(nèi)的平均速度大小,求出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中的位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復步驟②、③;⑤多次重復步驟④;⑥利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出v-Δt圖像,如圖所示。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光電門時滑塊的瞬時速度大小,則v與vA、a和Δt的關系式為v=__________。

(2)由圖可求得vA=________m/s,a=________m/s2(結果均保留3位有效數(shù)字)。

6.(9分)(2023·鄂州模擬)如圖甲所示,小明將一小球從斜面頂端水平彈出使其做平拋運動,為了研究小球平行于斜面方向的分運動規(guī)律,將頻閃相機正對斜面拍攝,得到小球運動過程中的頻閃照片,并測算出小球沿平行斜面方向的運動距離如圖乙所示,已知頻閃相機的頻閃頻率為20Hz。(1)頻閃照片中相鄰兩個位置的時間間隔為__________s;

(2)小明由圖乙判斷小球平行斜面方向的分運動為勻加速直線運動,他作出該判斷的理由是:______________________;

(3)由圖乙可計算出小球平行斜面方向的分運動的加速度大小為__________m/s2(結果保留三位有效數(shù)字)。

解析版1.(8分)用電火花打點計時器研究勻變速直線運動的實驗中,某同學打出了如圖所示的一條紙帶。(1)電火花打點計時器使用的是________V的交變電源;計時器打點的時間間隔為0.02s,每隔4個點取1個計數(shù)點,依次得到了O、A、B、C、D幾個計數(shù)點;

(2)小車由靜止開始運動,則紙帶的________(選填“左”或“右”)端與小車相連;

(3)用刻度尺量得OA=1.20cm,OB=2.80cm,OC=4.80cm,OD=7.20cm,打B點時紙帶的速度大小為__________m/s,紙帶運動的加速度大小為__________m/s2;

(4)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率變大,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值比實際值__________(選填“偏大”或“偏小”);如果當時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比__________(選填“偏大”“偏小”或“不變”);

(5)關于打點計時器的使用,下列說法正確的是__________。

A.電磁打點計時器使用的是8V的直流電源B.在測量物體速度時,先接通打點計時器的電源,后讓物體運動C.使用的電源頻率越高,打點的時間間隔越小D.電源的電壓越高,打點的時間間隔就越小【解析】(1)電火花打點計時器使用220V的交變電源;(2)小車從靜止開始做加速運動,相鄰計數(shù)點間距離變大,可知小車與紙帶的左端相連;(3)打B點時紙帶的速度大小為vB=OC-OA2T=由逐差法得加速度大小為a=BD-OB4T2=7.20(4)如果在實驗中,交流電的頻率變大,那么實際打點周期變小,根據(jù)Δx=aT2得,測量的加速度值與真實的加速度值相比偏小;加速度計算與電壓無關,所以加速度測量值與實際值相比不變;(5)電磁打點計時器使用的是8V的交變電源,故A錯誤;為了充分利用紙帶,在測量物體速度時,先接通打點計時器的電源,后讓物體運動,故B正確;由T=1f可知,使用的電源頻率越高,打點的時間間隔越小,故C正確;打點的時間間隔與電壓無關,故D答案:(1)220(2)左(3)0.180.40(4)偏小不變(5)B、C2.(8分)某實驗小組用圖甲所示的裝置測量自由落體運動的加速度,其操作步驟如下:A.按照圖甲的裝置安裝實驗器材;B.將電火花打點計時器接到學生電源的“8V交流輸出”擋位上;C.先釋放紙帶,之后閉合開關接通電源,打出一條紙帶;D.多次正確進行實驗,從打出的紙帶中選取較理想的一條如圖乙所示,在紙帶上打點清晰的區(qū)間上取連續(xù)的計時點1、2、3、4、…,測得點1到點2、3、4、…的距離分別為h1、h2、h3、…E.根據(jù)測量的數(shù)據(jù)算出重力加速度。(1)上述步驟中有錯誤的是__________(填相應步驟前的字母);

(2)若從打點1時開始計時,點2、3、4、…對應時刻分別為t1、t2、t3、…,求得v2=h1t1、v3=h2t2、v4=h3t3、…,作出v-t圖像如圖丙所示,圖線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,可知打下點1時重物的速度v1【解析】(1)電火花打點計時器的工作電源是220V交流電源;實驗時應先接通電源后釋放紙帶,有錯誤的步驟是B、C。(2)題圖丙中的圖線縱軸截距是0時刻對應的速度,即表示打下點1時重物的速度。平均速度表示各段中間時刻的瞬時速度,以平均速度v為縱坐標,相應的運動時間的兩倍為橫坐標,則v-t圖線的斜率的2倍表示重力加速度,即g=2k。答案:(1)B、C(2)b2k3.(8分)(2023·綿陽模擬)光電計時器是一種常用的計時儀器,其結構如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以顯示出物體的擋光時間?，F(xiàn)在某滑塊在斜面上滑行,先后通過光電門1和2,計時器顯示的擋光時間分別為t1=5×10-2s,t2=3×10-2s,從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的總時間Δt=0.15s,用分度值為1mm的刻度尺測量小滑塊的長度為d,示數(shù)如圖乙所示。實驗中測得滑塊的長度d為________cm,滑塊通過光電門1的速度v1為________m/s,滑塊通過光電門2的速度v2為________m/s,滑塊的加速度大小為________m/s2。(最后兩空結果保留三位有效數(shù)字)

【解析】滑塊的長度為d=8.45cm-4.00cm=4.45cm;通過光電門的時間很短,故可用通過光電門的平均速度代替瞬時速度,可知通過光電門1和2的速度分別為v1=dt1=0.89m/s,v2=dt滑塊的加速度大小為a=v2-v1Δ答案:4.450.891.483.934.(8分)(2023·保定模擬)學校物理興趣小組在暗室中用如圖甲所示的裝置測定當?shù)氐闹亓铀俣?。實驗器材?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。實驗步驟如下:A.在漏斗內(nèi)盛滿水,旋松螺絲夾子,使水滴以一定的頻率一滴滴落下;B.用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率,直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴;C.用豎直放置的米尺測得各水滴所對應的刻度;D.采集數(shù)據(jù)進行處理。(1)在步驟B中,當看到有一串仿佛固定不動的水滴時,頻閃儀的閃光頻率_______(選填“大于”“小于”或“等于”)水滴滴落的頻率。

(2)若觀察到水滴“固定不動”時頻閃儀的閃光頻率為12.5Hz,讀出其中幾個連續(xù)的水滴的距離關系如圖乙所示,則當?shù)氐闹亓铀俣却笮=__________m/s2,第3個水滴此時的速度大小v3=__________m/s。(結果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)該實驗引起系統(tǒng)誤差的原因可能是__________________(寫出一條即可)。【解析】(1)當頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時,可看到一串仿佛固定不動的水滴。(2)頻閃儀的閃光頻率為12.5Hz,則閃光周期為T=1f=1由逐差法可知Δh=h35-h13=g(2T)2解得重力加速度g=h35-h13(2T)第3個水滴此時的速度大小v3=v24=h242T=(3)由于空氣阻力對水滴的作用,水滴不是嚴格的自由落體;或者滴水的頻率改變了,都會產(chǎn)生誤差。答案:(1)等于(2)9.62.3(3)存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化)5.(9分)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下: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τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑;②當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間Δt;③用Δs表示擋光片沿運動方向的長度,如圖(b)所示;v表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時間內(nèi)的平均速度大小,求出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中的位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復步驟②、③;⑤多次重復步驟④;⑥利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出v-Δt圖像,如圖所示。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光電門時滑塊的瞬時速度大小,則v與vA、a和Δt的關系式為v=__________。

(2)由圖可求得vA=________m/s,a=________m/s2(結果均保留3位有效數(shù)字)。

【解析】(1)設擋光片末端到達光電門的速度為v,則由速度-時間關系可知v=vA+aΔt且v=v聯(lián)立解得v=vA+12aΔ(2)將圖線延長交縱軸52.16cm/s處,即為vA=0.522m/s圖線的斜率k=12a=53.6-即a=0.160m/s2答案:(1)vA+12aΔt(2)0.5220.6.(9分)(2023·鄂州模擬)如圖甲所示,小明將一小球從斜面頂端水平彈出使其做平拋運動,為了研究小球平行于斜面方向的分運動規(guī)律,將頻閃相機正對斜