第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究-2014-2023十年高考物理真题分类汇编彩绘课件

物理十年高考配套课件第一章

运动的描述

匀变速直线运动的研究考点2014~2018年2019年2020年2021年2022年2023年合计全国卷地方卷全国卷地方卷全国卷地方卷全国卷地方卷全国卷地方卷全国卷地方卷全国卷地方卷1.运动的描述匀变速直线运动的规律及应用1411100312004102.运动图像追及与相遇问题420100030111583.实验:速度、加速度测量230010011010544.创新实验:重力加速度的测量11100201020026命题分析与备考建议1.命题热度:本章属于基础热点内容,10年来,从命题频次上看,全国卷10年16考,地方卷28考。2.考查方向:高考命题重点考查运动图像和实验数据的处理。高考命题主要从匀变速直线运动规律的应用能力、应用图像分析物体运动规律的能力,以及在多过程问题中的应用能力等方面进行命题。3.明智备考:复习本章时,作为基础章节,要熟练掌握以下几点:①匀变速直线运动公式的灵活运用;②根据图像分析物体的运动情况,根据题目画出或选择图像;③自由落体运动和竖直上抛运动;④匀变速直线运动的两个推论和初速度为零的匀加速直线运动的比例关系;⑤实验基础数据处理方法。1.(2022·全国甲,15,6分,难度★★)考点1考点2考点3考点4第1节

运动的描述

匀变速直线运动

考点1运动的描述匀变速直线运动的规律及应用2.(2022·湖北,6,4分,难度★★★)我国高铁技术全球领先,乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080km,W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发,经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108km/h,高铁列车的最高速度为324km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中,加速度大小均为0.5m/s2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动,两种列车在每个车站停车时间相同,则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为(B)A.6小时25分钟

B.6小时30分钟C.6小时35分钟

D.6小时40分钟考点1考点2考点3考点4考点1考点2考点3考点43.(2022·辽宁,1,4分,难度★)如图所示,桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了8m,小车在桥架上单向移动了6m。该次作业中小车相对地面的位移大小为(C)A.6m B.8m C.10m D.14m考点1考点2考点3考点44.(2021·浙江,2,3分,难度★)考点1考点2考点3考点4答案P210

5.(2021·福建,1,4分,难度★★)考点1考点2考点3考点4答案P210

6.(2021·湖北,2,4分,难度★★)考点1考点2考点3考点4答案P210

7.(2019·全国1,18,6分,难度★★)考点1考点2考点3考点41.逆向思维法:末速度已知的匀变速直线运动,采用此法可使解题过程大大简化。2.比例法:主要用于初速度为零的匀加速直线运动,相等时间间隔,相等位移间隔在题目中有时有明确说明,有时比较隐含,要学会转化。

逆向思维法和比例法的应用考点2考点3考点1考点48.(2019·海南,3,4分,难度★)汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶。前方突遇险情,司机紧急刹车,汽车做匀减速运动,加速度大小为8m/s2。从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离为

(

C

)A.10m B.20m C.25m D.50m考点1考点2考点3考点4考点1考点2考点39.(2018·海南,1,3分,难度★)一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登,途中碰落了岩壁上的石块,石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音,此时他离地面的高度约为(

C

)A.10m B.30m C.50m D.70m解析石块自由下落的高度约为h=gt2=44.1

m;用时3秒,攀岩者爬了3米,所以距离地面高度约为h≈44.1

m+3

m=47.1

m,则考虑到空气阻力和声速的影响,他离地面的高度约为50

m,选项C正确。10.(2018·浙江,2,3分,难度★)某驾驶员使用定速巡航,在高速公路上以时速110千米行驶了200千米。其中“时速110千米”“行驶200千米”分别是指(

D

)A.速度、位移 B.速度、路程C.速率、位移 D.速率、路程解析时速110千米是指汽车的速率,是标量;行驶200千米是指汽车行驶路线的路程,也是标量,故选D。考点4考点1考点2考点311.(2018·浙江,10,3分,难度★)如图所示,竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为104m,升降机运行的最大速度为8m/s,加速度大小不超过1m/s2。假定升降机到井口的速度为0,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是(

C

)A.13s B.16s C.21s D.26s解析运动分成三个阶段,减速阶段与加速阶段对称,t3=8

s,x3=32

m,匀速阶段:位移x2=104

m-32

m-32

m=40

m,所以最短时间t总=t1+t2+t3=21

s,选C。考点4考点1考点2考点312.(2016·全国3,16,6分,难度★★)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为x,动能变为原来的9倍。该质点的加速度为(

A

)考点4考点1考点2考点313.(2015·山东,14,6分,难度★★)距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h,如图。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时细线被轧断,最后两球同时落地。不计空气阻力,重力加速度的大小g取10m/s2。可求得h等于(

A

)A.1.25m B.2.25m C.3.75m D.4.75m考点414.(2020·全国1,24,12分,难度★★)(12分)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用F=kv2描写,k为系数;v是飞机在平直跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度。已知飞机质量为1.21×105kg时,起飞离地速度为66m/s;装载货物后质量为1.69×105kg,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度。(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1521m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。答案(1)78m/s

(2)2.0m/s2

39s解析(1)设飞机装载货物前质量为m1,起飞离地速度为v1;装载货物后质量为m2,起飞离地速度为v2,重力加速度大小为g。飞机起飞离地应满足条件m1g=kv12①m2g=kv22②由①②式及题给条件得v2=78

m/s。③(2)设飞机滑行距离为s,滑行过程中加速度大小为a,所用时间为t。由匀变速直线运动公式有v22=2as④v2=at⑤联立③④⑤式及题给条件得a=2.0

m/s2⑥t=39

s。⑦考点4第2节

运动图象

追及与相遇问题考点2运动图象

追及与相遇问题

1.(2023·全国甲,16,6分,难度★★)一小车沿直线运动,从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻,此后做匀减速运动,到t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是(D)解析x-t图像的斜率表示速度,由题意可得,小车的速度由零先增大再减小直到最终变为零,对应的x-t图像的斜率先变大后变小,且位移一直变大,选项D正确。2.(2023·江苏,1,4分,难度★)电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。电梯加速上升的时段是(A)A.从20.0s到30.0sB.从30.0s到40.0sC.从40.0s到50.0sD.从50.0s到60.0s解析由题图可知,从20.0s到30.0s,电梯速度方向向上,且在增加,电梯加速上升,选项A正确。考点1考点2考点3考点43.(2022·广东,3,4分,难度★★★)右图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下,经过水平NP段后飞入空中,在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失,不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是(C)考点1考点2考点3考点4解析设MN段斜坡倾角为θ,运动员在斜坡MN段做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得mgsinθ=ma1,可得a1=gsinθ;运动员在水平NP段做匀速直线运动,加速度a2=0;运动员从P点飞出后做平抛运动,加速度为重力加速度,a3=g,选项C正确,D错误。设在P点的速度为v0,则从P点飞出后速度大小的表达式为v=可知从P点飞出后速度大小与时间的关系图像不可能为直线,选项A、B错误。考点1考点2考点3考点44.(2021·辽宁,3,4分,难度★★)某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置x与时间t的关系如图所示,则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是(

A

)考点1考点2考点3考点4解析

本题考查位移图像和速度图像——图像选择类问题。x-t图像的斜率表示速度的大小,在0~t1时间内,x-t图像斜率增大,汽车的速度增大;在t1~t2时间内,x-t图像的斜率不变,汽车的速度不变;在t2~t3时间内,x-t图像的斜率减小,汽车做减速运动,综上所述可知A中v-t图像可能正确,A项正确。考点1考点2考点3考点45.(2021·海南,10,4分,难度★★★)(多选)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,t=0时经过路边的同一路标,下列位移(x-t)图像和速度(v-t)图像对应的运动中,甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是(

BC

)考点1考点2考点3考点4解析

本题结合位移图像和速度图像,考查对图像的理解和追及相遇问题。A:该图中,甲、乙在t0时刻之前两人的位移没有相等的时刻,即两人在t0时刻之前不能相遇,A项错误;B:该图中,甲、乙在t0时刻之前图像有交点,即此时位移相等,即两人在t0时刻之前能再次相遇,B项正确;C:因v-t图像的面积表示位移,则甲、乙在t0时刻之前位移有相等的时刻,即两人能再次相遇,C项正确;D:因v-t图像的面积表示位移,由图像可知甲、乙在t0时刻之前,甲的位移始终大于乙的位移,则两人不能相遇,D项错误。考点1考点2考点3考点43.(2021·广东,8,4分,难度★★★)(多选)赛龙舟是端午节的传统活动。下列v-t和s-t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有(

BD

)考点1考点2考点3考点4解析龙舟甲与其他龙舟齐头并进,说明龙舟甲与其他龙舟在相同的时刻位移大小相等;v-t图像中,图线下的面积表示位移,在选项A、B中,只有选项B在相同时刻两条图线下的面积可能相等,选项A错误,选项B正确;s-t图像中,两图线的交点表示相遇,即表示龙舟甲与其他龙舟齐头并进,选项C错误,D正确。考点1考点2考点3考点47.(2019·浙江,9,3分,难度★★)甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移—时间图象如图所示,则在0~t1时间内

(

B

)A.甲的速度总比乙大B.甲、乙位移相同C.甲经过的路程比乙小D.甲、乙均做加速运动解析在位移—时间图象中,斜率表示速度,在t1时刻,乙的斜率大于甲的斜率,乙的速度大于甲的速度,A错误;在位移—时间图象中,位移就是两时刻的位置差,0~t1时间内,甲和乙的位置差相等,B正确;斜率始终为正数,表明速度始终沿着正方向做直线运动,位移等于路程,甲和乙的路程相等,C错误;甲的斜率不变,甲做匀速运动,D错误。考点1考点2考点3考点4考点1考点2考点3答案P210

8.(2018·全国2,19,6分,难度★★★)(多选)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是(

BD

)A.两车在t1时刻也并排行驶B.在t1时刻甲车在后,乙车在前C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大解析假设两车在t1时刻也并排(相遇)行驶,由题图可知,在t1~t2内,甲的速度总是大于乙的速度,则t2时刻甲在乙的前面,与题设矛盾,选项A错误;在t1时刻甲车在后,乙车在前,则在t2时刻两车才有可能并排行驶,选项B正确;v-t图象的斜率表示加速度,由题图可知,甲、乙车的加速度都是先减小后增大,选项C错误,D正确。考点4考点1考点2考点39.(2018·全国3,18,6分,难度★★)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是(

CD

)A.在t1时刻两车速度相等B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等解析图线的斜率大小表示物体运动的速度大小,t1时刻两图线的斜率不同,所以两车速度不同,A选项错误;从0到t1时间内,x乙=x1,x甲<x1,则甲车路程小于乙车,B选项错误;从t1到t2时间内,两车的位移大小都为Δx=x2-x1,所以路程大小相等,C选项正确;从t1到t2时间内的某时刻,图线甲的斜率等于图线乙的斜率,存在速度相等的时刻,D选项正确。考点4考点1考点2考点310.(2016·全国1,21,6分,难度★★★)(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图象如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,则(

BD

)A.在t=1s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前7.5mC.两车另一次并排行驶的时刻是t=2sD.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m0考点4考点1考点2考点3解析v-t图象中图线与t轴之间包围的面积为相应时间内位移的大小,根据题意分析可知,t=0时,甲车在乙车的前面,两车的距离为图中甲、乙图线与t轴之间的面积的差,即

,选项B正确;1~3

s两车行驶距离相等,所以在t=1

s时两车并排行驶,选项A错误;t=2

s时乙车在前甲车在后,选项C错误;从t=1

s到t=3

s,甲车(乙车)行驶的距离为40

m(v-t图象面积),选项D正确。考点4(1)无论是运动图像还是其他物理图像,容易出错的地方主要表现在:一是没有把图像中的横轴与纵轴所代表的物理量弄清,二是图像中相关物理量的正负值的物理意义理解不透,三是找不到图像中的隐含条件,如有关图线与轴所包围的面积、图像在某位置的斜率、图线在纵轴和横轴上的截距所表示的物理意义等。(2)v-t图像中两条图线的交点不表示两物体相遇,而表示两者速度相同。(3)v-t图像中两条图线在轴上的截距不同,不少同学误认为是两物体的初始位置不同,但初始位置是否相同应根据题中条件确定。考点3考点2考点1考点4考点1考点2考点311.(2016·江苏,5,3分,难度★★)小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动,取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列速度v和位置x的关系图象中,能描述该过程的是(

A

)考点4考点1考点2考点3解析由题意知小球在下落的过程中速度方向向下,与题中规定的正方向相反,故为负值,所以C、D错误;小球的运动为匀变速运动,根据v2-=2ax可知速度与时间的关系式为二次函数,故A正确,B错误。考点4考点1考点2考点312.(2015·广东,13,4分,难度★★)甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动,前1小时内的位移—时间图象如图所示。下列表述正确的是(

B

)A.0.2~0.5小时内,甲的加速度比乙的大B.0.2~0.5小时内,甲的速度比乙的大C.0.6~0.8小时内,甲的位移比乙的小D.0.8小时内,甲、乙骑行的路程相等考点4考点1考点2考点3考点4考点1考点2考点313.(2014·全国2,14,6分,难度★★)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图象如图所示。在这段时间内(

A

)A.汽车甲的平均速度比乙的大B.汽车乙的平均速度等于C.甲、乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大解析在v-t图象中,图线与时间轴所包围的面积表示运动物体的位移。由图象可知,汽车甲的位移大于汽车乙的位移,选项C错误;由

可知,汽车甲的平均速度比乙的大,选项A正确;汽车的运动不是匀变速运动,平均速度不等于

,选项B错误;在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,根据图象知,甲、乙两汽车的加速度都是逐渐减小的,选项D错误。考点4第3节

实验:测量做直线运动物体的瞬时速度考点3速度、加速度测量1.(2023·全国甲,23,10分,难度★★★)某同学利用如图甲所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连,右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连,钩码下落,带动小车运动,打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图乙所示。甲

乙位移区间ABACADAEAFΔx/cm6.6014.60ΔxAD34.9047.30/(cm·s-1)66.073.087.394.6答案(1)24.00

80.0

(2)如解析图所示(3)70.0

59.0

(4)b

2k2.(2022·全国乙,22,5分,难度★★)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1s测量一次其位置,坐标为x,结果如下表所示:t/s0123456x/m050710941759250533294233回答下列问题:(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是

。

(2)当x=507m时,该飞行器速度的大小v=

m/s。

(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a=

m/s2(保留2位有效数字)。

考点1考点3考点4考点2答案(1)相邻1s内的位移之差接近80m

(2)547

(3)793.(2021·天津,9(1),5分,难度★★★)某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置,将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中,示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6。考点1考点3考点4考点2①写出小球在位置1的速度表达式

。

②要求充分利用测量数据,写出小球运动过程中的加速度表达式

。

③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是

误差。(填“偶然”或“系统”)

答案

偶然考点1考点3考点4考点2解析本题结合“利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程”情境,考查匀变速直线运动规律和处理实验数据的方法及误差分析。①匀变速直线运动中,某段时间内中间时刻速度等于这段时间内的平均速度,所以1位置的速度为②充分利用数据,利用逐差法求解加速度,则x4-x1=3a1T2,x5-x2=3a2T2,x6-x3=3a3T2解得加速度为③读数产生的误差是人为因素造成的,属于偶然误差。一般来说,偶然误差是主观因素引起的误差,比如读数错误,操作错误等;系统误差是客观因素造成的,比如测量工具本身的精确度不够,测量方法带来的不可避免的误差等。4.(2020·全国2,22,5分,难度★★★)一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球A和B,如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球B释放时的高度h0=0.590m,下降一段距离后的高度h=0.100m;由h0下降至h所用的时间T=0.730s。由此求得小球B加速度的大小为a=

m/s2(保留3位有效数字)。

从实验室提供的数据得知,小球A、B的质量分别为100.0g和150.0g,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a'=

m/s2(保留3位有效数字)。

可以看出,a'与a有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因:

。

答案1.84

1.96

滑轮的轴不光滑或滑轮有质量考点1考点2考点35.(2018·北京,21,18分,难度★★)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下:a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。考点4考点1考点2考点3c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。考点4考点1考点2考点3d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。考点4考点1考点2考点3结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有

A

和

C

(填选项前的字母)。

A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.停表E.天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图象。答案(2)图见解析考点4考点1考点2考点3(3)观察v-t图象,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是v-t图象是一条倾斜直线,v-t图象斜率的物理意义是加速度。

(4)描绘v-t图象前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度

表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对Δt的要求是越小越好(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的Δx大小与速度测量的误差有关(选填“有关”或“无关”)。(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想,请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。考点4考点1考点2考点3答案(5)见解析解析(1)打点计时器需要使用交流电源,选A不选B,由于需要测量长度,所以选C,本实验用打点计时器计时,故不需要停表,本实验不需要测量质量,故不需要天平。(2)如图所示考点4考点1考点2考点3(3)依据是v-t图线是一条倾斜的直线,斜率的物理意义是小车的加速度。(4)用平均速度

求瞬时速度,Δt越小越好。(5)如果速度随时间是均匀变化的,那么位移x将与时间t的二次方成正比,所以只要测出不同时间内的位移和时间,看是否成立,如果成立就可以检验小球的速度是随时间均匀变化的。考点4考点1考点2考点36.(2017·全国1,22,5分,难度★★)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)考点4考点1考点2考点3(1)由图(b)可知,小车在桌面上是

从右向左

(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的。

(2)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A点位置时的速度大小为

0.19

m/s,加速度大小为

0.037(或0.038)

m/s2。(结果均保留2位有效数字)

解析(1)轻推小车,由于阻力小车做减速运动,相同时间内位移逐渐减小,故小车由右向左运动。考点4考点1考点2考点37.(2017·全国2,22,6分,难度★★)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下:①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt;考点4考点1考点2考点3④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;⑤多次重复步骤④;⑥利用实验中得到的数据作出-Δt图,如图(c)所示。考点4考点1考点2考点3完成下列填空:(2)由图(c)可求得,vA=

52.1

cm/s,a=

16.3

cm/s2。(结果保留3位有效数字)

考点4考点1考点2考点31.此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力和科学探究素养;解题时要搞清实验的原理,能通过运动公式找到图线对应的函数关系,结合图像的截距和斜率求解未知量。2.光电门类实验题包括:测量瞬时速度、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律。3.光电门的原理当物体通过光电门时光被挡住,计时器开始计时,当物体离开时停止计时,这样就可以根据物体尺寸与运动时间计算物体运动的速度。(1)计算速度:如果挡光片的宽度为d,挡光时间为Δt,则物体经过光电门时的瞬时速度。

(2)计算加速度:利用两光电门的距离L及

计算加速度。考点4考点1考点2考点38.(2016·天津,9(2),6分,难度★)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。(1)实验中,必要的措施是

AB

。

A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力考点4考点1考点2考点3(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm。则小车的加速度a=

0.80

m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB=

0.40

m/s。(结果均保留两位有效数字)

考点4考点1考点2考点3考点4考点1考点2考点39.(2016·海南,11,6分,难度★★)某同学利用图甲所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图乙所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。考点4考点1考点2考点3根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题:(1)在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为

0.56

m/s。在打出D点时,物块的速度大小为

0.96

m/s;(保留两位有效数字)

(2)物块的加速度大小为

2.0

m/s。(保留两位有效数字)

考点4考点4

重力加速度测量

1.(2022·北京,16,10分,难度★★)某同学利用自由落体运动测量重力加速度,实验装置如图1所示,打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上。使重锤自由下落,打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带,依次标出计数点1,2,…,8,相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离x1,x2,…,x7,并求出打点2,3,…,7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立v-t坐标系,根据重锤下落的速度作出v-t图线并求重力加速度。图1(1)图2为纸带的一部分,打点3时,重锤下落的速度v3=____m/s(结果保留3位有效数字)。

图2(2)除点3外,其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出,请在图中标出速度v3对应的坐标点,并作出v-t图线。(2)除点3外,其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出,请在图中标出速度v3对应的坐标点,并作出v-t图线。图3(3)根据图3,实验测得的重力加速度g=

m/s2(结果保留3位有效数字)。

(4)某同学居家学习期间,注意到一水龙头距地面较高,而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落,并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔,还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量,请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。答案(1)1.15(2)(3)9.79

(4)见解析2.(2022·辽宁,12,8分,难度★★★)(8分)某同学利用如图所示的装置测量重力加速度,其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带(宽度用d表示)。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度,令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔Δt。(1)除图中所用的实验器材外,该实验还需要

(填“天平”或“刻度尺”);

(2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为4.50cm,记录时间间隔的数据如表所示:根据上述实验数据,可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为v3=

m/s(结果保留两位有效数字);

(3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为Δt1、Δt2,则重力加速度g=

(用d、Δt1、Δt2表示);

(4)该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度,请写出一条可能的原因:

。

编号1遮光带2遮光带3遮光带…Δt/(10-3

s)73.0438.6730.00…3.(2021·湖北,12,7分,难度★★★)某同学假期在家里进行了重力加速度测量实验。如图(a)所示,将一根米尺竖直固定,在米尺零刻度处由静止释放实心小钢球,小球下落途经某位置时,使用相机对其进行拍照,相机曝光时间为s。由于小球的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹。根据照片中米尺刻度读出小球所在位置到释放点的距离H、小球在曝光时间内移动的距离Δl。计算出小球通过该位置时的速度大小v,进而得出重力加速度大小g。实验数据如下表:次数12345Δl/cm0.850.860.820.830.85v/(m·s-1)4.254.104.154.25H/m0.91810.94230.85300.88600.9231(1)测量该小球直径时,游标卡尺示数如图(b)所示,小球直径为

mm。

(2)在第2次实验中,小球下落H=0.9423m时的速度大小v=

m/s(保留3位有效数字);第3次实验测得的当地重力加速度大小g=

m/s2(保留3位有效数字)。

(3)可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措施有

。

A.适当减小相机的曝光时间B.让小球在真空管中自由下落C.用质量相等的实心铝球代替实心钢球

答案(1)15.75

(2)4.30

9.85

(3)AB解析4.(2020·江苏,11,10分,难度★★★)疫情期间“停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图所示。(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是

。

(2)下列主要操作步骤的正确顺序是

。(填写各步骤前的序号)

①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球,从刻度尺旁静止释放③手机固定在三角架上,调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能,开始摄像

(4)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向,从该视频中截取图片,

(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度。

5.(2020·山东,13,6分,难度★★★)2020年5月,