高中物理练习--误差有效数字实验：研究匀变速直线运动

1、高中物理练习一误差有效数字实验：研究匀变速直线运动小题狂练小题是基础练小题提分快1. 广州调研某同学用电磁打点计时器测匀变速直线运动的加速度，电磁打点计时器的工作电源为.A. 220V的交流电B. 6V以下的交流电C. 220V的直流电D. 6V以下的直流电（2）实验中打点计时器每隔0.02s打一个点，打出的纸带如图所示，则可大致判断小车做（选填“匀速”或“匀变速”）直线运动，这是因为:计算小车的加速度大小a=m/sp保留两位有效数字）.18.0mm11.0mm14.0mm答案：（1）B（2）匀变速两个连续相等的时间间隔内的位移之差恒定0.30解析：（1）电磁打点计时器的工作电源为6V以下的交

2、流电，选项B正确.（2）根据打出的纸带中两个连续相等的时间间隔内的位移之差恒定，可大致判断小车做匀变速直线运动.利用AxuaT5,7=5X0.02s=0.1s,可得小车的加速度大小a=0.30m/s:.2. 湖南省衡阳模拟在研究匀变速直线运动中，某同学用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器（频率为50Hz）、钩码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用钩码拉动小车，使其做匀变速直线运动,得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未标出.图甲图乙（1）某同学操作实验步骤如下，有错误或不需要的步骤是（填写字母）.A. 将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路B. 将纸带固定在小车尾

3、部,并穿过打点计时器的限位孔c.适当抬高长木板的左端,在不挂钩码的情况下，轻推小车，小车能匀速运动D. 把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码E. 将小车移至靠近打点计时器处F. 先释放纸带，再接通打点计时器（2）用毫米刻度尺测量得到图乙中A点与其他计数点间的距离为：曲=3.00cm、AC=10.16cm、徵=21.48cm、刃万=36.95cm,则打下点时小车的速度大小为m/s；小车的加速度为m/s=4/=4X0.1X0.13. 安徽省宿州市时村中学模拟某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、

4、5、6共7个计数点,每相邻两个计数点之间还有四个点没标出，其部分两点间的距离如图所示，完成下列问题.5.688.56'11.9515.85单位：cm电火花计时器的工作电源是（填“交流电”或“直流电”），电源电压是V.关于打点计时器的时间间隔，下列是四位同学各自发表的看法，其中正确的是A. 电源电压越高，每打两个点的时间间隔就越短.（结果保留三位有效数字）答案：（1）CF（2）1.344.16解析：（1）其中不需要的步骤是C,本实验研兖的是匀变速直线运动，是否存在摩擦阻力，对实验没有影响，只要加速度恒定即可；错误的是F,实验时，不能先释放纸带,再接通打点计时器,由于小车运动较快，可能会使

5、打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通电源,再释放纸带.（2）由于打点计时器打点的时间间隔为0.02s,相邻两个计数点之间还有四个点未标出，所以相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s.根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程的平均速度，可以求出打下点时小车的瞬时速度大小：皿=笄=36芝二?6Z1ZKUJLXio*rn/s=1.34m/s,根据匀变速直线运动的推论公式Nx=a,可以求出加速度的大小，解得:X10m/s=4.16m/s".,电版c36.9510.1610.16B. 纸带速度越大，每打两个点的时间间隔就越短C. 打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频

6、率决定D. 如果电源为直流电源，打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变(3) 计算出打下点4时小车的瞬时速度为小车的加速度为a=.(计算结果保留三位有效数字)答案：(1)交流电220(2)C(3)0.314m/s0.499m/s3X0.124. 贵州省避义航天高级中学诊断在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：选出实验中所需的器材并填在横线上(填序号). 打点计时器天平交流电源直流电源细线和纸带钩码秒表木板(带滑轮)、小车刻度尺选出的器材是：.m/s:=l.26m/s:.图线与纵轴的交点表示计时初始的速度.5. 河南师大附中模拟研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图甲所示,其中斜面倾角。

7、可调.打点计时器的工作频率为50Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个点迹未标出.图乙（1）部分实验步骤如下：A.测量完毕，关闭电源，取出纸带解析：电火花计时器使用的是220V的交流电.打点计时器是使用交流电源的仪器,其打点周期与交流电的周期相同，与电压、速度等无关，故A、B、D错误,C正确.(3)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有标出，所以相邻两计数点间的时间间隔7=0.1s,根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程的平均速度，计算出打下点4时小车的速度为力=0.11950.05682X0.1nvs0.314m/s.根据逐差法可得A36AO3372m/s'

8、;=0.499m/s2.0.1585-0.0568-0.0568 试根据纸带上计数点间的距离，计算出打下8、C、三个点时小车的瞬时速度，则以=m/s,vc=Q.264m/s,的=0.390m/s.（保留三位有效数字） 在如图乙所示的坐标系中作出小车的Lt图线，并根据图线求出a=m/s:. 将图线延长与纵轴相交，此交点的物理意义是答案：©©（2）®0.138如图所示1.26计时初始的速度解析：（1）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，实验步骤为：（a）木板平放，并使）（b）穿纸带，挂钩码;滑轮伸出桌面，固定打点计时器,连接好电路；（此处所需的器材有（此处所需的

9、器材有）（c）先接通电源,然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源；（e）换纸带，加钩码，再做一次；（f）处理纸带,解出某位置的速度和运动过程的加速度.（此处所需的器材有）由实验步骤可以看出需要的器材有©©.（2）由于相邻两计数点间还有四个点未标出，所以相邻两计数点间的时间间隔7=0.1s.根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得：=4%半m/s=0.138m/s.作图时ZAu.10.3900.1380?2图甲Av注意,尽量使描绘的点落在直线上，若不能落在直线上，尽量让其分布在直线两侧.则a=57=B. 接通电源,待打点计时器工作稳定后放

10、开小车C. 将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D. 把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是(用字母填写).(2) 图乙中标出的相邻两计数点间的时间间隔T=s.(3) 计数点5对应的瞬时速度大小的计算式为以=.(4) 为了充分利用记录的数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=答案：(l)DCBA(2)0.1(3)耳？/八S1+S2+S3异解析：(1)在实验过程中应先固定打点计时器，再放置小车，然后打开电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车，所以正确的顺序是DCBA.(2)每隔4个点或每5个点取一个计数点时，相邻两计数点间的时间间隔7=点sX5=0.1

11、s.(3)根据匀变速直线运动中某段时间的平均速U度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，可得蜂=马兰.(4)为了充分利用记录的数据，减小误差,乙1应采用逐差法计算加速度：立何二检七6. 广西钦州模拟某同学测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力下的刀、玖C、儿条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5、，如图所示甲、乙、丙三段纸带,分别是从三条不同纸带上撕下的.（1）在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带刀的是（填“甲”、"乙”或“丙”）;（2）打纸带时，小车的加速度大小为m/s=；（3）打点计时

12、器打计数点1时小车的速度为m/s（结果保留三位有效数字）.答案：（1）乙（2）3.11（3）0.456解析：（1）根据匀变速直线运动的特点（相邻的等长时间间隔位移之差相等）得出：为一心=珀3处=处一知，所以属于纸带A的是乙；（2）根据运动学公式Nx=af,得：a=0.06110.03今今,、工ief.、士/.八、一-us、人0.0611+0.03厂福m/s-=3.11m/s-；(3)利用匀变速直线E动的推论：珂=9vn.m/s=U.U1ZKUJL0.456m/s.7. 广东省广州市模拟打点计时器接在50Hz的交流电源上时，每隔s打一个点.做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器,纸带上记录

13、的点如图,4、B、aD、E为5个计数点，相邻两计数点间有4个点没标出.已知纸带与A点相近的一端跟小车相连，由此可知，小车的加速度大小为m/（结果保留三位有效数字），方向与小车运动方向（填“相同”或“相反”）:打下。点时，小车的瞬时速度为m/s（计算结果保留三位有效数字）.AB15.83JI)E'j单位：cm答案：0.020.740相反0.472解析：打点计时器接在50Hz的交流电源上时，每隔0.02s打一个点.因相邻两计数点间有4个点没标出，则7=0.1s.已知纸带与A点相近的一端跟小车相连，由此可知，小车的加速度为&=壬若=_*6冷*1。二刁一二一0.740m/s',

14、负号说明加速度方向与小车运动方向相反；/中间时刻的速度皿=。弋X0_m/s=o.583m/s,则打。点时，小车的瞬时速度=%+a（7+0.57）=（0.5830.740X0.15）m/s=0.472m/s.8. 河北省邢台二中测试某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz,在纸带上打出的点中，选出零点，然后每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示,刃、B、C、力是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离：s=16.6mm,s,=126.5mm,s=624.5mm,若无法再做实验,可由以上信息推知：ARCD一）.二.匚云二）.厂5

15、相邻两计数点的时间间隔为S； 打。点时物体的速度大小为m/s；（保留两位有效数字） 物体的加速度大小为（用兄、Ss、Sc、Sd和f表示）.答案：0.12.5北&£（O解析：打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两汁数点的时间间隔为7=0.1s：根据匀变速直线运动中某段时间的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度得Vc=-3=2.5m/s；由x=af,得：xSc=xAB-afyXc=Xsc'VaT=x2aT,两式tsDZ1相加得心=2知+3波,所以a=余一sss75oa11.23°211.03O330.63。49. 广东省茂名市模拟如图是某同学研

16、究小球下落时的频闪照片，频闪仪每隔0.Is闪光一次并进行拍照.照片中小球静止时在位置1,某时刻释放小球，下落中的小球各位置与位置1的距离如图中所标的数据（单位：cm）.实验过程正确，但该同学发现图中数据存在以下问题：根据A=§gf=&X9.8X0.fm=4.90cm,而图中标出的位置1和位置2间的距离为1.23cm,比4.90cm小很多，你对此问题的解释是.下落中小球在位置3的速度大小为m/s,小球做自由落体运动的加速度大小为m/s:.(计算结果保留三位有效数字)答案：小球在位置2时下落的时间小于0.1s1.479.80解析：根据8X0.fm=4.90cm,而位置1和位置2的

17、距离为1.23cm,比4. 90cm小很多，由此可知,频闪仪拍位置1时，小球并没有立即开始下落，导致小球在位置2时下落的时间小于0.Is；从上向下，给小球编号，即为1、2、3、4；那么3是2与4的中间时刻，故-3=务地=(30.641.23)cm=29.4cm=29.4X10-2m,每相邻两个位置间的时间间隔t乙V294X10由图(b)可知，小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中刀点位置时的速度大小为m/s,加速度大小为m/s2.(结果均保留2位有效数字)答案：(1)从右向左(2)0.190.037解析：(

18、1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴=0.1s,代入数据得：*=1m/s=1.47m/s,设2到3间的位移为&3到4间的位移Z/XU.1为为由匀变速直线运动的推论：Nx=a£得：壬一¥=gf,(注意：*是发生击或壬这个位移所用的时间)t=Q.1s,代入数据得：(30.63-11.03)-(11.03-1.23)X10-2(m)=gX(0.1s):,解得:g=9.80m/s:.10. 2017-全国卷I某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示.实验时，保

19、持桌面水平，用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图(b)（时间间隔相同）的位置间的距离逐渐减小，所以由题图（b）可知，小车在桌面上是从右向左运动的.（2）滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴,其滴水的时间间隔为丁=*4=|s.根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图（b）中A点位置时的速度大小为以=0117+0133-一厂厂一（m/s）0.19m/s.由x=aT和逐差法可得，小车运动的加速度大小为a=(m/s')2。.037m/s'.0.150-0.1

20、17+0.133-0.100出4呷1邮叶L-|忡桓200102015答案：49.104.702解析：根据游标卡尺读数规则，该圆柱体的长度为49mm+2X0.05mm=49.10mm,根据螺旋测微器读数规则，圆柱体横截面的直径为4.5mm+20.2X0.01mm=4.702mm.4. 某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50Hz,在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作0,再选依次相邻的6个点作为测量点，分别标以刀、B、C、D、£和？;如图甲所示.()AU(:1)E.乙(1) 如果测得C、。两点相距2.70cm,Af两点相距2.90cm,

21、则在打果点时小车的速度是m/s.(计算保留三位有效数字)(2) 该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在v-t坐标系中描点(如图乙所示)，由此可求得小车的加速度a=m/s2.(计算保留三位有效数字)答案：(1)1.40(2)5.00解析：打计数点时小车的瞬时速度，=尊丝=W=/xi()Ym/s=1.40m/s.Z1Uuz人z(2)将点连成平滑直线如图丙所示，由图象的斜率，得普m/s:=5.00zariua.iu24681012/(xio-：s)丙5. 一位同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示.已知闪光周期为二s,测得a：=7.68cm,.V3=12.00

22、cm,用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为m/s2,图中壬为cm.答案：9.729.84解析：由火3代入数据解得a=9.72m/s:.x：x、=2af,所以xz=xl-2af=.84cm.6. 光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、3分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中是水平桌面，。是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时

23、，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0X10-2s和4.0X10-3s.用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为H=1.010cm.(1)滑块通过光电门1时的速度3=m/s,滑块通过光电门2时的速度晚=m/s(结果保留两位有效数字).(2) 由此测得的瞬时速度k和a只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将的宽度减小一些.(3) 为了计算出滑块的加速度，除了测量注、和为之外，还需要测量.则用这些物理量计算加速度的表达式为a=.答案：(1)1.02.5(2)平均速度滑块滑块由光电门1运动至光电门2所

24、用时间t或两光电门之间的距离xdtxtzttit2解析：（1）%=;=1.Om/s；v2=2.5m/s.（2）*、w实质上是滑块通过光电门1和2的平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度减小一些.为了计算出滑块的加速度，除了测量、甬口仑之外，还需要测量的物理量有两种方案.方案一：测滑块由光电门1运动至光电门2所用时间由v2=vt+at得3="-'匚匚.ttjL2222方案二：测两光电门之间的距离X,由u；T=2ax得.2xtitz7. 在“利用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”实验中，打点计时器接在50Hz低压交流电源上，某同学在打出的纸带上按打点的先

25、后顺序每5个点取一个计数点,共取了A.玖C、D、万五个计数点（整条纸带宽度相同）.从点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成四段（分别为a、b、c.注段），将这四段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在坐标系中，如图所示.血尸，即xlXn=(mn)",有m/s12=lm/s2.8. 利用图甲装置研兖滑块在斜面上的运动，其中光电门的位置可移动，让带有宽度为的遮光片的滑块自斜面上同一位置自由下滑，与光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门所用的时间并用刻度尺测量滑块到光电门之间的距离s,改变光电门的位置进行多次测量,利用所得数据描绘出（§'一s图象,如图乙所示.（1）若用某工具

26、测量遮光片宽度的读数为"=2.40mm,则所用工具为.A. 最小分度为毫米的刻度尺B. 10分度游标卡尺C. 20分度游标卡尺D. 螺旋测微器（2）滑块沿斜面下滑的加速度大小为m/s2.（保留两位有效数字）（3）若斜面倾角"=53°，重力加速度大小为g=10m/s:,sin53°=0.8,cos53°=0.6,则滑块与斜面间的动摩擦因数=.（结果保留一位有效数字）答案：（1）C（2）5.0（3）0.5解析：（1）读数结果以毫米为单位，由读数规则知：最小分度为毫米的刻度尺及10分度游标卡尺的小数点后只有1位数字,20分度游标卡尺的小数点后有2位数

27、字，螺旋测微器的小数点后有3位数字，所以所用工具为20分度游标卡尺,C正确.（2）滑块经过光电门时的速度大小为/=£,滑块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，其速度大小满足K=2as,所以'一s图线的斜率大小为加速度大小的2倍，所以滑块的加速度大小为a=5.0m/s2.（3）由牛顿第.z.,/ngsin0白/ngcos°小、二定律知3=，代入数值得=0.5.m9. 在“探究滑块速度随时间变化规律”的实验中.（1）某同学采用如图甲所示的装置进行实验，则实验中（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力,（选填“需要”或“不需要”）确保重物质量远小于滑块质量.（2）该同学在

28、研究滑块运动时打出了一条纸带，如图乙所示.在纸带上，连续5个点取一个计数点，依先后顺序标为0、1、2、（图中只画出前4个计数点及刻度尺对应关系），已知相邻两个计数点间时间间隔为0.1s,距离为X、彤、脂、，并画出xf图线如图丙所示（其中横坐标数值表示第个0.1s）.则图乙中脂=cm,滑块的速度随时间（选填“均匀变化”或“恒定不变”），计数点2对应的滑块速度大小为m/s,滑块的平均加速度大小为m/s"保留两位有效数字）.56TernUII67crn0123456认xO.ls)图丙答案：（1）不需要不需要（2）3.45（3.443.46）均匀变化0.31.0解析：（1）本题探究滑块速度随

29、时间变化的规律，速度和加速度均由纸带上的数据求得，乂因滑块受不受摩擦力均做匀变速运动，所以不需要平衡摩擦力；实验中也不需要确保重物质量远小于滑块质量.（2）由题图乙可知&=2.45cm、股=3.45cm,由at图线可知在相同时间A公内位移的增加量相同，所以滑块的速度是均匀变化的，计数点2对应的速度大小为阳=壬孚,解得乃=0.30m/s,由Nx=aT得平均加速度大小为a=l.0m/s为完成实验,除图示装置提供的器材外还需要的器材有和.用图中所示的实验装置做实验，测得小球开始下落的位置与的高度差为120.00cm,手动敲击的同时开始计时，到第80个小球撞击所时测得总时间为40.0s,可求得重力加速度g=m/s：（结果保留两位有效数字）.若该同学测得的重力加速度偏小,可能的原因是.A.手动敲击所时提前计时.10. 利用自由落体运动可测量重力加速度.某同学利用如图所示的实验装置进行实验，图中的步为可恢复弹簧片,所与触头接触，开始实验时需要手动敲击M断开电路，使电磁铁失去磁性释放第一个小球，小球撞击，时电路断开，下一个小球被释放.B. 手动敲击"时延后计时C. 记录撞击莎的小球个数时少数了一个D. 记录撞