高考总复习物理（人教版）练习实验01研究匀变速直线运动（模拟演练）

第一章实验一1．(2018·四川彭州中学月考)如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．图甲图乙(1)所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需__________(填字母代号)中的器材．A．直流电源 B．天平及砝码C．4－6V交流电源 D．毫米刻度尺(2)实验中得到的一条纸带如图乙所示，图中五个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为____________cm；物体在打下点D时的速度大小为____________m/s.物体的加速度大小为____________m/s2.该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是____________．解析：(1)电磁打点计时器需接4－6V交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要毫米刻度尺，故AB错误，CD正确．故选CD．(2)毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位，这五个数据中不符合有效数字读数要求的是：2.0，应改为2.00cm.ABCDEF是打点计时器连续打出的点，因此计数点之间的时间间隔为：T＝0.02s；根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求出D点速度为：vD＝eq\f(xCE,2T)＝eq\f(0.1032－0.0439,0.04)＝1.4825m/s；根据逐差法有：a＝eq\f(xCE－xAC,4T2)＝eq\f(0.1032－0.0439－0.0439,0.022×4)＝9.625m/s2，由于重物下落的过程中不可避免的存在摩擦力及空气的阻力，因此所测重力加速度比实际的要小．答案：(1)CD(2)2.00；1.4825；9.625；实验中存在摩擦力及空气的阻力．2．(2018·贵阳市花溪清华中学模拟)在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出．打点计时器接频率为f＝50Hz的交流电源．(1)打下E点时纸带的速度vE＝____________________(用给定字母表示)；(2)若测得d6＝65.00cm，d3＝19.00cm，物体的加速度a＝____________m/s2；(3)如果当时电网中交变电流的频率f＞50Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值____________(填“偏大”或“偏小”)．解析：(1)每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为5T利用匀变速直线运动的推论得：vE＝eq\f(d5－d3,10T)＝eq\f(d5－d3f,10)．(2)根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可得：a＝eq\f(xDG－xAD,3×5T2)＝eq\f(d6－d3－d3,3×0.12)＝3.00m/s2．(3)如果在某次实验中，交流电的频率51Hz，f＞50Hz，那么实际打点周期变小，根据运动学公式Δx＝aT2得：真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小．答案：(1)eq\f(d5－d3f,10)(2)3.00m/s2(3)偏小3．(2018·宁夏银川一中月考)如图所示的一条纸带，在带上共取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，从每一个计数点处将纸带剪开分成六条(分别叫a、b、c、d、e、f)，将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，得到如图所示的图形，最后将各纸带上端中心连起来，于是得到表示v—t关系的图象．已知打点计时器的工作频率为50Hz.为表示v－t关系，图中x轴对应物理量是时间t，y轴对应物理量是速度v．(1)这种实验数据处理的方法可称为__________A．类比法 B．等效替代法C．比值法 D．控制变量法(2)若纸条c的长度为6.0cm，则图中t3为____________s．(3)若测得a段纸带的长度为2.0cm，f段纸带长度为12.0cm，则可求出加速度的大小为____________m/s2.(保留两位有效数字)解析：(1)打点计时器，打点的时间间隔相等，可用纸带的宽度代替，两点之间纸带的长度为相应时间内的位移，一段时间内的位移与这段时间的比值等于这段时间内的平均速度，也就等于这段时间中间时刻的瞬时速度，可知瞬时速度与纸带的长度成正比，即把纸带上端的中点用直线连起来，就表示速度随时间的变化规律．由上可知，这种实验数据处理的方法可称为等效替代法．(2)计数点之间的时间间隔t＝5T＝eq\f(5,f)＝0.1s，t3是第三段时间的中间时刻，t3＝2.5t＝0.25s．(3)由a段可求得t1＝0.05s时的速度，v1＝eq\f(x1,t)＝0.2m/s；由f段可求得t2＝0.55s时的速度，v2＝eq\f(x2,t)＝1.2m/s；加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v2－v1,t2－t1)＝2.0m/s2．答案：(1)B(2)0.25s(3)2.04．(2015·高考江苏卷)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律．实验装置如图甲所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电．(1)下列实验操作中，不正确的有__________A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1,2，…，8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图乙所示．乙计算相邻计时点间的平均速度v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表．请将表中的数据补充完整.位置12345678v(cm/s)24.533.837.8__________39.539.839.839.8(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是________________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是________________．(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作(记为“实验②”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同．请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得到什么结论？________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)为了探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，应让铜管竖直地固定在限位孔正下方，避免小磁铁下落时与铜管发生碰撞，选项A正确；纸带穿过限位孔，要压在复写纸下面，使打点计时器工作时纸带上点迹清晰，选项B正确；用手只捏住磁铁，不能使纸带保持竖直，导致磁铁下落时纸带与打点计时器间有较大阻力，故应捏住纸带的上端，让磁铁从静止释放，选项C不正确；应先接通打点计时器的电源再松开纸带，选项D不正确．(2)计数点“4”的速度用它两侧计时点之间的平均速度来表示，故v4＝eq\f(5.60－4.04,0.04)cm/s＝39.0cm/s．(3)由各计数点速度表可以看出，磁铁运动的速度逐渐增大到39.8cm/s，表明磁铁受到的阻尼作用也是逐渐增大的，最后和重力平衡．(4)实验②中磁