专题01 测量物理的速度和加速度——备战2022年高考物理实验专题最后一练（全国通用）

  专题01 测量物理的速度和加速度 ★高考真题★ 1．（2021·天津·高考真题）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、、、、、。 ①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 【解析】 ①匀变速直线运动中，中间时刻速度等于平均速度，所以1位置的速度为 ②题中要求充分利用数据，利用逐差法求解加速度，则 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。 2．（2021·全国·高考真题）为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为的斜面（已知sin=0.34，cos=0.94），小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔∆T=0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离si（i=1，2，3，4，5），如下表所示。 s1 s2 s3 s4 s5 5.87cm 7.58cm 9.31cm 11.02cm 12.74cm 由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为___________。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80m/s2） 【答案】      0.43     0.32 【解析】 根据逐差法有 对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有 代入数据解得 3．（2021·北京·高考真题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如： （1）实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图1所示。则该金属管的内径为_______mm。 （2）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如图2所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打C点时，纸带运动的速度vC = ________m/s（结果保留小数点后两位）。 （3）实验原理。图3为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多。请分析说明这个要求的理由。（ ） 【答案】      31.4     0.44     见解析 【解析】 （1）根据游标卡尺的读数规则有 （2）每隔4个点取一个点作为计数点，故两计数点间有5个间隔；故两点间的时间间隔为 匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则有 （3）设绳的拉力为T，小车运动的加速度为a。对桶和砂，有 对小车，有 得 小车受到细绳的拉力T等于小车受到的合力F，即 可见，只有桶和砂的总质量m比小车质量M小得多时，才能认为桶和砂所受的重力mg等于使小车做匀加速直线运动的合力F。 4．（2020·浙江·高考真题）在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中 （1）都是通过分析纸带上的点来测量物理量，下列说法正确的是______ A．都需要分析打点计时器打下的第一个点       B．都不需要分析打点计时器打下的第一个点 C．一条纸带都只能获得一组数据       D．一条纸带都能获得多组数据 （2）如图是两条纸带的一部分，A、B、C、…、G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出。其中图_____（填“甲”或“乙”）所示的是用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”的实验纸带。“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小车的加速度大小a=_____m/s2（保留2位有效数字）。 （3）在用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中，平衡阻力后，小车与橡皮筋组成的系统在橡皮筋恢复形变前机械能_____（填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】      BC     甲     0.40     不守恒 【解析】 （1）AB．在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中均不需要打下的第一个点，前者主要利用纸带求解加速度，后者主要研究两点间的动能的变化，无需从第一个点进行研究。故A错误，B正确； CD．牛顿第二定律实验探究一条