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1页
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文档简介

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

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