专题04 匀变速直线运动的实验探究(期中真题汇编,天津专用)高一物理上学期
2025-10-30
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内容正文:
专题04 匀变速直线运动的实验探究
地 城
考点01
探究小车速度随时间变化的规律
1.(24-25高一上·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)在实验中,若打点计时器的工作频率,实验中得到的一条纸带如图所示,A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的计时点,由图中数据得,在打下 B 点时重物的速度大小和重物的加速度大小分别为( )(结果均保留三位有效数字)
A.1.1m/s 9.63m/s² B.1.10m/s 9.63m/s²
C.1.10m/s 9.75m/s² D.1.1m /s 9.8m/s²
2.(24-25高一上·天津弘毅中学·期中)课外时间某同学利用如图所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)实验中,除打点计时器(含交流电源、纸带、复写纸)、小车、平板和重物外,在下面的器材中,还须使用的是___________(选填选项前的字母)的。
A.天平 B、秒表 C.刻度尺
(2)打点计时器接___________ (填交流、 直流)电源,当频率是50Hz时,打点计时器每隔___________秒打一个点;
(3)下列实验步骤的正确顺序是。___________ ( 用字母填写)
A.关闭电源,取下纸带
B.接通电源后,放开小车
C.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔
D.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
3.(24-25高一上·天津弘毅中学·期中)某同学做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。把小车停在靠近打点计时器的位置,启动计时器,然后放开小车,小车在重物牵引下拖着纸带沿平板运动。该同学选出了如图所示的一条纸带(每两点间还有4个点未画出),纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为。
根据测得数据,该同学认为小车做匀加速直线运动,请回答下列问题:(计算结果均保留2位有效数字)
(1)图中纸带________(选填“左”或“右”)端与小车相连;
(2)在打点计时器打出B点时,小车的速度大小为_______;
(3)小车运动的加速度为________。
4.(24-25高一上·天津第一中学滨海学校·期中)(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是___________(直流电,交流电),它们是每隔___________s打一个点。
(2)在“用打点计时器测速度”的实验中:除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面仪器和器材中,必须使用的有_(填选项代号)
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.秒表
E.天平
(3)实验过程中,下列做法正确的是_
A.先释放小车,再接通电源 B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(4)某同学用如图1所示的装置,打出的一条纸带如图2所示,其中ABCDE为计数点,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为____________;
②由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为____________。
5.(24-25高一上·天津百华实验中学·期中)在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带中的某段如图所示,从A点开始每5个点选取一个计数点,各个计数点与A点的距离如图所示。(图中长度数据单位为cm)
(1)用打点计时器研究该物体运动时,接通电源和让纸带随物体开始运动,正确的操作应当是( )
A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源
C.释放纸带的同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以
(2)从图中给定的长度,打下D点时小车的速度大小是_______m/s;(结果保留2位有效数字)
(3)若实验时电源频率略低于50Hz,但该同学并不知道,则测量得到的小车速度_______(填“大于”“小于”或“等于”)真实速度
(4)从图中给定的长度,确定小车的加速度的大小为a = _______m/s2。(结果保留两位有效数字)
6.(24-25高一上·天津经济技术开发区第一中学·期中)某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验过程中,下列做法正确的是( )
A.先接通电源,再使纸带运动
B.打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端
C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
D.根据实验数据画出图像,量出其倾角,由公式求出加速度
(2)某同学实验中获得一条纸带,如图所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度大小 ________,小车运动的加速度大小a=________;(结果要求均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________。(选填“大”或“小”)
7.(24-25高一上·天津第十四中学·期中)(1)如图,是学校实验室中常用的打点计时器,影响该打点计时器计时周期的因素有_(单选)。
A.振针的质量 B.振片的长短
C.交流电源电压的大小 D.交流电源的频率
(2)下图中打点计时器的使用方式正确的是___________(填“甲”或“乙”)
(3)手拉着纸带作加速运动时,得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。每相邻两计数点的时间间隔为________s,如果测得C、D两点间距,D、E两点间距,则打D点时小车的速度=________(此题的结果均保留2位有效数字)。
8.(24-25高一上·天津第十四中学·期中)在做“利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度”实验时,某同学得到如图所示的一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E、F等六个计数点,每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s。
(1)下列关于打点计时器的说法中,正确的是_。
A.实验时应先接通电源,后让小车运动
B.打点计时器的打点周期与电源电压高低有关
C.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源
(2)通过纸带计算打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度 依次为____________m/s、___________m/s、___________m/s、____________m/s。(结果均保留两位小数)
(3)根据(2) 中得到的数据,在如图所给的坐标系中作出图像 。(以打A点为计时起点)
9.(24-25高一上·天津西青区张家窝中学·期中)下面是利用打点计时器研究匀变速直线运动的实验,请回答下面的问题:
(1)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是( )
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
C.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(2)打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz,实验过程中打出的一条纸带如图乙所示,A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点(即五个间隔)没有画出,则每两个相邻计数点间的时间间隔T=_____________s,从图中读出A、B两点间距s=_____________________ cm,该运动的加速度a=___________________m/s2,C点对应的速度是_______________________m/s(最后两空,计算结果均保留两位有效数字)。
10.(24-25高一上·天津滨海新区塘沽紫云中学·期中)实验小组利用如图所示的装置探究小车速度随时间变化的规律,打点计时器所接电源的频率为50Hz。
(1)某同学用电火花打点计时器测变速直线运动的加速度,打点计时器的工作电源为_。
A.220V的交流电 B.约8V的交流电
C.220V的直流电 D.约8V的直流电.
(2)规范操作后,得到一条纸带,以纸带上能够看清的某个点作为0点,每5个点取一个计数点,测量各计数点与0点的距离,如图2所示,则纸带上打计数点4时小车的速度大小________________(结果保留3位有效数字)
(3)小车运动的加速度大小________________ (结果保留2位有效数字)
(4)如果由于电网不稳定,使得电源频率f变为55Hz,但实验人员未知,其他参量测量无误,则测得的加速度值比真实值________________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
11.(24-25高一上·天津第四十七中学·期中)某同学利用如图a所示的装置研究小车的匀变速直线运动,实验时将打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带如图b所示。
(1)实验时必要的措施是( )(填正确选项前的字母标号)
A.调整滑轮高度使细线必须与长木板平行 B.小车必须具有一定的初速度
C.在释放前小车要靠近打点计时器一端 D.应先释放小车再接通打点计时器
(2)小车拖动纸带运动,打出的纸带如图所示。选出A、B、C、D、E,5个计数点,每相邻两点间还有4个计时点(图中未标出)。已知B、C、D、E各点与A点的距离如图,则:C点对应的瞬时速度vC______m/s(保留二位有效数字);小车运动加速度a=______m/s2。
12.(24-25高一上·天津南开区·期中)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图A、B是两种打点计时器的图片,其中A是___________打点计时器;
(2)B打点计时器使用的电源为___________(选填“低压交流”或“低压直流”)电源;
(3)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中,接通打点计时器电源和让纸带开始运动这两个操作之间的时间顺序关系是___________
A.先接通电源,后让纸带运动
B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源
D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(4)某次实验过程中,小车拖动纸带运动,用打点计时器打出一条纸带,如图丙所示,从某一清晰点开始,描出O、A、B、C、D五个计数点(相邻两个计数点间有四个点未画出),用刻度尺量出各点与O点间距离,已知纸带的右端与小车相连接,所用电源的频率为50Hz,则判断小车做__________(填“加速”或“减速”)直线运动,打下B点时小车运动的速度大小为_________,小车的加速度大小为_________。
13.(24-25高一上·天津滨海新区田家炳中学·期中)下图为电火花计时器,电火花计时器工作时使用__________(填“交流”或“直流”)电源,其工作电压是__________V,当电源的频率是50Hz时,每隔__________s打一次点。
14.(24-25高一上·天津咸水沽第一中学·期中)某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”,电火花计时器使用的是频率为的交变电源。
(1)下列说法中正确的是________;
A.实验时,先释放纸带,再接通电源
B.实验时,先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带
C.实验时,先接通电源或先释放纸带都可以
D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大
(2)实验所得纸带上打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。,,,,,。则计算小车加速度的表达式为________(用字母x和以及常数表示,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________。(结果保留两位有效数字)
15.(24-25高一上·天津育华中学、实验滨海联考·期中)如图所示为实验室常用的两种计时器。
(1)图乙是______(填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是______填(“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是______。
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
16.(24-25高一上·天津育华中学、实验滨海联考·期中)在某次探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,得到一条如图所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得OA、OB、OC、OD间的距离分别为,,,,计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为______ s。打点B时小车的速度大小______;小车运动的加速度大小______保留两位小数。
17.(24-25高一上·天津第一中学·期中)某同学用如图所示的实验装置来做“研究小车匀变速直线运动”的实验。
(1)实验中,除电火花计时器(含交流电源、纸带)、小车、长木板和重物外,在下面的器材中,必需使用的是( )
A.刻度尺 B.秒表 C.天平 D.弹簧测力计
(2)实验中下列措施必要的是( )
A.打点计时器接220V交流电源 B.先释放小车,后接通电源
C.细线必须与长木板平行 D.打点计时器应固定在长木板有滑轮的一端
(3)该同学某次实验得到的纸带如图所示,其中计数点3污损,只测得以下数据,。图中相邻两计数点间有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率为50Hz(计算结果均保留两位有效数字)。
①利用所测数据求得小车的加速度大小______。
②打点计时器在打计数点5时小车的速度大小______m/s。
③如果在测定匀变速直线运动的加速度时,工作电压的频率变小了,但该同学不知道,这样计算出的加速度值与真实值相比______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
18.(24-25高一上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中:
(a)下列操作中正确的有________;
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.应先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用低压交流电源
(b)某同学用如图(a)所示的装置测定匀加速直线运动的加速度,打出的一条纸带如图(b)所示,A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s;
Ⅰ.打点计时器打下C点时小车的速度大小为________m/s;
Ⅱ.由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为________。
地 城
考点02
研究自由落体运动
19.(24-25高一上·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动,实验中为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有( )
A.刻度尺 B.秒表 C.天平 D.直流电源
20.(24-25高一上·天津经济技术开发区第一中学·期中)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动,并测重力加速度。
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是:_(填写字母序号)。
A.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料;
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点。
(2)为了测试重物下落的加速度,还需要的实验器材有_。
A.天平 B.秒表 C.米尺
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因∶ ____________________________________________。
21.(24-25高一上·天津宁河区芦台第二中学·期中)某同学用图甲所示的装置研究重物的自由落体运动,得到图乙所示的一段纸带。若他测得A、B之间的距离为,B、C之间的距离为,已知打点周期为T,则利用上述条件得到重物下落的加速度计算式为________;打B点时重物的瞬时速度计算式为________。
22.(24-25高一上·天津耀华中学滨城学校·期中)用如图甲的装置研究自由落体运动规律。纸带上O为起始点,从A点开始连续记录B、C、D、E共5个计数点。其相邻两点间的距离如图所示,在每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.把打点计时器固定在夹板上,让纸带穿过限位孔
C.启动电源,待打点计时器工作稳定后放开重物
D.使重物停靠在打点计时器附近,重物与纸带相连
上述实验步骤的正确顺序是___________。
(2)根据实验记录的数据计算重物的加速度大小___________m/s2(计算结果保留三位有效数字)。
(3)两同学测得的重力加速度比当地重力加速度小,其原因可能是___________(写出一条即可)。
23.(24-25高一上·天津南开中学·期中)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动,实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器会在纸带上打出一系列的点。
(1)本实验采用电火花计时器,所接电源为频率为的交流电,打点的时间间隔__________s。
(2)取下纸带,取其中的一段标出计数点(每间隔一个点取一个计数点)如图乙所示,测出相邻计数点间的距离分别为,,,,,,若打点计时器的打点周期表示为T,则重锤运动的加速度计算表达式为__________(用题目中的字母表示),代入数据,可得加速度__________(计算结果保留两位有效数字)。
24.(24-25高一上·天津五区县重点校联考·期中)两同学利用如图甲所示的装置研究自由落体运动的规律,经过几次实验,选择了一条点迹清晰的纸带进行研究(如图乙),根据打点的先后顺序取计数点、、、、、、,相邻两个计数点间还有1个点未画出。已知打点计时器的打点周期为。
(1)选择合适的器材,调整实验装置,下列操作正确的是_____。
A.使重物远离打点计时器
B.先接通打点计时器的电源,让打点计时器工作,再松开纸带
C.为了减小误差,应选用密度大体积小的重物
D.本实验还需要的实验器材是天平和秒表
(2)打下计数点时,重物的速度大小为_____m/s(保留2位有效数字)。
(3)重物下落的加速度大小为_____m/s²(保留2位有效数字)。
(4)如果实验时电源的实际频率大于,做实验的同学并不知情,那么重力加速度的测量值与实际值相比_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)
25.(24-25高一上·天津红桥区·期中)利用图甲所示的装置可以研究自由落体运动,实验中,需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器纸带上打出一系列的点。
(1)本实验采用电磁打点计时器,所接的电源应为( )
A.约8V的直流电 B.约8V的交流电
C.220V的直流电 D.220V的交流电
(2)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有( )
A.天平 B.停表 C.刻度尺
(3)已知电磁打点计时器的工作频率为,实验中得到的一条纸带如图乙所示,A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的计时点,由图中数据得,在打下D点时重物的速度大小为__m/s,重物的加速度大小为__。(结果均保留三位有效数字)
(4)查知当地的重力加速度。将上面实验中所得到的重物的加速度值与当地的重力加速度值比较,发现有误差,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你以为可能引起此误差的原因:______________________________。
26.(24-25高一上·天津蓟州区·期中)(1)某实验小组用如图所示的装置测量自由落体运动的加速度,其操作步骤如下,下述步骤中有错误的是( )
A.按照图示的装置安装实验器材
B.先释放纸带再闭合开关接通电源,打出一条纸带
C.多次正确进行实验,从打出的纸带中选取较理想的一条
(2)在做“研究小车匀加速直线运动”的实验时,某同学得到一条纸带如图所示,每隔四个计时点取一个计数点,每两个相邻计数点间的距离为sn,且s1=0.96cm,s2=2.88cm,s3=4.80cm,s4=6.72cm,s5=8.64cm,实验所用电源频率为50Hz。
①相邻两个计数点间所对应的时间间隔T=__________s,计数点5和计数点6之间的距离s6=__________cm;
②小车运动的加速度大小a=__________m/s2,打计数点4时小车的速度大小v4=__________m/s;(均保留三位有效数字)
③如果当时电源的频率是49Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
地 城
考点03
利用气垫导轨测量速度和加速度
27.(24-25高一上·天津第二中学·期中)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间△t1为0.20s,通过第二个光电门的时间△t2为0.05s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.5s,试估算滑块的加速度为( )
A.0.12m/s2 B.0.10m/s2 C.0.40m/s2 D.0.008m/s2
28.(23-24高一上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)如图所示是气垫导轨装置图,现在利用气垫导轨来测量滑块的速度和加速度。
(1)在调整气垫导轨水平时,滑块不挂钩码和细线,接通气源后,给滑块一个初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。下列能够实现调整导轨水平的措施是________;
A.调节气垫导轨使左端升高一些 B.调节气垫导轨使左端降低一些
C.遮光条的宽度应该适当大一些 D.滑块的质量增大一些
(2)滑块上安装了宽度为1.2的遮光条,滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,则滑块经过第一个光电门的速度大小为___________从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为。则滑块的加速度大小为___________。
29.(24-25高一上·天津耀华中学·期中)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d=1.0 cm的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.20 s,通过第二个光电门的时间为Δt1=0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt=2.0 s。试估算∶
(1)滑块通过第一个光电门的瞬时速度______m/s
(2)滑块的加速度a=________m/s2。
(3)两个光电门之间的距离s=________m
30.(24-25高一上·天津咸水沽第一中学·期中)为测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为的遮光板(如图所示)。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为。
(1)滑块通过第一个光电门时的瞬时速度为________m/s;
(2)换用宽度更窄的遮光板,测出的滑块通过光电门时瞬时速度的精确度________。(选填“更高”;“更低”;“不变”)
31.(24-25高一上·天津宁河区芦台第二中学·期中)某同学在实验室中用如图装置做“研究小车的匀变速直线运动”的实验。
(1)此实验用的打点计时器都应接___________电源(选填“交流”、“直流”)。其中,电磁打点计时器用电压约______________V,电火花计时器用电压_____V。
(2)实验过程中,下列做法正确的是_(选填选项前的字母)。
A.先使小车运动,再接通电源
B.先接通电源,再使小车运动
C.释放前小车应停在靠近滑轮处
D.释放前小车应停在靠近打点计时器处
(3)用打点计时器打出一条纸带,A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点。相邻计数点间的时间间隔为0.1s,各点间的距离如图,则打D点时,小车的速度大小为_________m/s,小车的加速度大小为_________m/s²。
32.(24-25高一上·天津第九十五中学·期中)(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是_______(直流电,交流电),它们是每隔__________s打一个点。
(2)实验过程中,下列做法正确的是 ( )
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)某同学用如图1所示的装置,打出的一条纸带如图2所示,其中ABCDE为计数点,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
①打点计时器打下 B 点时小车的瞬时速度大小为______m/s;(保留三位有效数字)
②小车运动的加速度大小为_________m/s²。(保留三位有效数字)
33.(24-25高一上·天津耀华中学滨城学校·期中)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻两点间的距离如图所示,在每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下F两个点时小车的瞬时速度___________,并将这个速度值填入下表。(结果均保留3位有效数字)
速度
数值(m·s-1)
0.400
0.479
0.560
0.640
(2)将B、C、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中(D时刻的已标出),并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)由所画速度—时间图像求出小车加速度为___________m/s2.(结果保留2位有效数字)
(4)写出图线与纵轴的交点的物理意义:___________。
34.(24-25高一上·天津第二十一中学·期中)某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验,利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是:( )
A.电磁打点计时器应接交流电源
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
E.操作时,应先放开纸带后接通电源
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的
G.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点;
(2)如图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带。把开头几个模糊不清的点去掉,以较清晰的某一个点作为计数点O,随后每打3个点取一个计数点依次标记为点A、B、C、D。测量出各点间的距离已标在纸带上。求打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为______m/s,物体做自由落体运动的加速度的值约为______m/s2;(本题计算结果保留3位有效数字)
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:_____________。
35.(24-25高一上·天津耀华中学·期中)某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”,电火花计时器使用的是频率为50Hz的交变电源。
(1)电火花计时器的工作电压为___________(选填“8V”或“220V”)。若使用一条纸带进行实验,在安装纸带时,需要将纸带置于墨粉纸盘的___________(选填“上方”或“下方”)。
(2)下列说法中正确的是___________。
A.实验时,先释放纸带,再接通电源
B.实验时,先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带
C.实验时,先接通电源或先释放纸带都可以
D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大
(3)实验小组计算出所得纸带上各计数点对应的速度后,在坐标系中描出的点如图乙所示,请根据这些点在图乙中作出v-t图像___________,并根据图像计算出小车运动的加速度a=___________m/s²。(结果保留两位有效数字)
36.(24-25高一上·天津耀华中学·期中)“筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉,缓解肌肉酸痛的装备。某同学为了测量“枪头”的冲击频率,如图(a)将带限位孔的塑料底板固定在墙面上,“枪头”放在限位孔上方,靠近并正对纸带。启动筋膜枪,松开纸带,让纸带在重锤带动下穿过限位孔,“枪头”在纸带上打下系列点迹。更换纸带,重复操作,得到多条纸带,选取点迹清晰的纸带并舍去密集点迹,完成下列实验内容:
(1)该同学发现点迹有拖尾现象,他在测量各点间距时,以拖尾点迹左侧边沿为测量点,如图(b)。①纸带的______(选填“左”“右”)端连接重锤;②取重力加速度为,可算得“枪头”的冲击频率为______Hz,A点对应的速度为______m/s;(计算结果均保留两位有效数字)
(2)该次实验产生误差的原因有
A.纸带与限位孔间有摩擦力
B.测量各点间的距离不精确
C.“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动
其中最主要的原因是______(选填“A”“B”或“C”)。
37.(24-25高一上·天津红桥区·期中)光电门是由门一样的外形和光学传感器组成的,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,极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小,这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的瞬时速度;为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度d=4.0cm的挡光条,如图所示,滑块在拉力作用下,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间t1为0.20s,,通过第二个光电门的时间t2为0.05s,挡光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔t为3.0s,。则滑块通过第一个光电门时速度v1=___________m/s,滑块通过第二个光电门时速度v2=___________m/s,估算滑块的加速度为a=___________m/s2.(以下计算结果保留2位有效数字)。
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专题04 匀变速直线运动的实验探究
地 城
考点01
探究小车速度随时间变化的规律
1.(24-25高一上·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)在实验中,若打点计时器的工作频率,实验中得到的一条纸带如图所示,A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的计时点,由图中数据得,在打下 B 点时重物的速度大小和重物的加速度大小分别为( )(结果均保留三位有效数字)
A.1.1m/s 9.63m/s² B.1.10m/s 9.63m/s²
C.1.10m/s 9.75m/s² D.1.1m /s 9.8m/s²
【答案】B
【详解】打下B点时重物的速度大小为
重物的加速度大小为
故选B。
2.(24-25高一上·天津弘毅中学·期中)课外时间某同学利用如图所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)实验中,除打点计时器(含交流电源、纸带、复写纸)、小车、平板和重物外,在下面的器材中,还须使用的是___________(选填选项前的字母)的。
A.天平 B、秒表 C.刻度尺
(2)打点计时器接___________ (填交流、 直流)电源,当频率是50Hz时,打点计时器每隔___________秒打一个点;
(3)下列实验步骤的正确顺序是。___________ ( 用字母填写)
A.关闭电源,取下纸带
B.接通电源后,放开小车
C.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔
D.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
【答案】 C 交流 0.02 CDBA
【详解】(1)[1] 在下列仪器和器材中,还需要刻度尺,来测量各点的位移大小,从而算出各自速度大小,时间是用打点计时器不需要秒表测时间,也不需要天平侧质量。
故选C。
(2)[2] 打点计时器接交流电源。
[3]根据
解得
(3)[4] 安排实验步骤要本着先安装器材,然后进行实验的思路进行,一般每完成一次实验,都要进行重复实验,实验步骤要符合逻辑,不能颠三倒四的。故顺序为CDBA
3.(24-25高一上·天津弘毅中学·期中)某同学做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。把小车停在靠近打点计时器的位置,启动计时器,然后放开小车,小车在重物牵引下拖着纸带沿平板运动。该同学选出了如图所示的一条纸带(每两点间还有4个点未画出),纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为。
根据测得数据,该同学认为小车做匀加速直线运动,请回答下列问题:(计算结果均保留2位有效数字)
(1)图中纸带________(选填“左”或“右”)端与小车相连;
(2)在打点计时器打出B点时,小车的速度大小为_______;
(3)小车运动的加速度为________。
【答案】 左 0.81 1.9
【详解】(1)[1]实验中,小车带着纸带做加速运动,纸带上的相邻点迹的距离逐渐增大,所以图中纸带左端与小车相连。
(2)[2]依题意,纸带上相邻计数点的时间间隔为
根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得在打点计时器打出B点时,小车的速度大小为
(3)[3]由逐差法可得小车运动的加速度
4.(24-25高一上·天津第一中学滨海学校·期中)(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是___________(直流电,交流电),它们是每隔___________s打一个点。
(2)在“用打点计时器测速度”的实验中:除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面仪器和器材中,必须使用的有_(填选项代号)
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.秒表
E.天平
(3)实验过程中,下列做法正确的是_
A.先释放小车,再接通电源 B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(4)某同学用如图1所示的装置,打出的一条纸带如图2所示,其中ABCDE为计数点,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为____________;
②由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为____________。
【答案】(1) 交流电 0.02
(2)AC
(3)BD
(4) 0.30 0.40
【详解】(1)[1]常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器使用的是交流电。
[2]电源频率为50Hz,则每隔
打一个点。
(2)AB.电压合适的50Hz交流电源,A正确,B错误;
C.刻度尺用来测纸带上计数点间的距离,C正确;
D.打点计时器就是计时仪器,不需要秒表,D错误;
E.实验是“探究小车速度随时间变化的规律”的,因此不需要天平测小车和钩码的质量,E错误。
故选AC。
(3)A.先释放小车,再接通电源,这样纸带利用率很低,纸带上会得到很少的数据,会产生较大的实验误差,A错误;
B.先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车,纸带会得到充分利用,纸带上会得到更多的数据,会减小实验误差,B正确;
CD.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,小车会在长木板上运动更长的距离,纸带上会打出更多的计数点,从而得到更多的数据,C错误,D正确。
故选BD。
(4)①[1]纸带上相邻两个计数点之间还有4个点未画出,由在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,打点计时器打下C点时小车的速度大小为
②[2]由匀变速直线运动的推论和纸带所示数据算出小车的加速度大小为
5.(24-25高一上·天津百华实验中学·期中)在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带中的某段如图所示,从A点开始每5个点选取一个计数点,各个计数点与A点的距离如图所示。(图中长度数据单位为cm)
(1)用打点计时器研究该物体运动时,接通电源和让纸带随物体开始运动,正确的操作应当是( )
A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源
C.释放纸带的同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以
(2)从图中给定的长度,打下D点时小车的速度大小是_______m/s;(结果保留2位有效数字)
(3)若实验时电源频率略低于50Hz,但该同学并不知道,则测量得到的小车速度_______(填“大于”“小于”或“等于”)真实速度
(4)从图中给定的长度,确定小车的加速度的大小为a = _______m/s2。(结果保留两位有效数字)
【答案】 A 1.5m/s 大于 4.0m/s2
【详解】(1)[1]打点计时器在刚接通电源的时候打点并不稳定,且做实验的纸带长度有限,若先释放纸带再接通电源就会出现打点不稳定,打点数量不够等问题,所以需要先接通电源并稍等一会在释放纸带。
故选A。
(2)[2]根据速度的定义式
当很小时,我们可以用这段时间的平均速度代替这段时间中某点的瞬时速度,所以D点的瞬时速度
由题可知两相邻计数点间的时间间隔为,所以
(3)[3]由速度公式可知
若实验室电源频率率低于50Hz,则故测量得到的小车速度大于真实速度。
故填“大于”。
(4)[4]根据推论可知
所以由题可知小车的加速度可根据逐差法计算
代入数据得
6.(24-25高一上·天津经济技术开发区第一中学·期中)某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验过程中,下列做法正确的是( )
A.先接通电源,再使纸带运动
B.打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端
C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
D.根据实验数据画出图像,量出其倾角,由公式求出加速度
(2)某同学实验中获得一条纸带,如图所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度大小 ________,小车运动的加速度大小a=________;(结果要求均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________。(选填“大”或“小”)
【答案】(1)AC
(2) 0.34 0.39
(3)大
【详解】(1)ABC.为充分利用纸带,实验前应将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,且实验时应先接通电源待打点计时器打点稳定后,再使纸带运动,故AC正确,B错误。
D.因为横纵坐标的分度值不一定相同,所以不可以根据求出加速度,故D错误。
故选AC。
(2)[1]电源的频率为50Hz,两相邻计数点间有四个点未画出,所以相邻计数点间的时间间隔为
根据做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得打A点时小车运动的速度大小
[2]根据逐差法,可求得小车的加速度大小
(3)如果当时电网中交变电流的频率是,根据可知实际打点时间偏大,而代入计算的时间偏小,根据
可知加速度的测量值比实际值偏大。
7.(24-25高一上·天津第十四中学·期中)(1)如图,是学校实验室中常用的打点计时器,影响该打点计时器计时周期的因素有_(单选)。
A.振针的质量 B.振片的长短
C.交流电源电压的大小 D.交流电源的频率
(2)下图中打点计时器的使用方式正确的是___________(填“甲”或“乙”)
(3)手拉着纸带作加速运动时,得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz。每相邻两计数点的时间间隔为________s,如果测得C、D两点间距,D、E两点间距,则打D点时小车的速度=________(此题的结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)D
(2)乙
(3) 0.10 0.28
【详解】(1)影响打点计时器周期的因素为所接电源的频率,交流电频率不同,打点周期不同,故选D。
(2)打点计时器要穿过限位孔,以免纸带跑偏,故正确方式为乙。
(3)[1]打点计时器的打点周期为,相邻的两个计数点间还有四个点未画出,即有5个间隔为
[2]D点时小车的速度为
8.(24-25高一上·天津第十四中学·期中)在做“利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度”实验时,某同学得到如图所示的一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E、F等六个计数点,每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s。
(1)下列关于打点计时器的说法中,正确的是_。
A.实验时应先接通电源,后让小车运动
B.打点计时器的打点周期与电源电压高低有关
C.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源
(2)通过纸带计算打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度 依次为____________m/s、___________m/s、___________m/s、____________m/s。(结果均保留两位小数)
(3)根据(2) 中得到的数据,在如图所给的坐标系中作出图像 。(以打A点为计时起点)
【答案】(1)ACD
(2) 0.12 0.16 0.20 0.24
(3)
【详解】(1)A.实验时应先接通电源,后让小车运动,选项A正确;
B.打点计时器的打点周期与电源频率有关,与电源电压高低无关,选项B错误;
C.在释放小车前,小车要靠近打点计时器,以充分利用纸带,选项C正确;
D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源,选项D正确。
故选ACD。
(2)通过纸带计算打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度依次为
(3)作出图像如图
9.(24-25高一上·天津西青区张家窝中学·期中)下面是利用打点计时器研究匀变速直线运动的实验,请回答下面的问题:
(1)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是( )
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
C.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
(2)打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz,实验过程中打出的一条纸带如图乙所示,A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点(即五个间隔)没有画出,则每两个相邻计数点间的时间间隔T=_____________s,从图中读出A、B两点间距s=_____________________ cm,该运动的加速度a=___________________m/s2,C点对应的速度是_______________________m/s(最后两空,计算结果均保留两位有效数字)。
【答案】(1)B
(2)
【详解】(1)A.在测量物体速度时,为了充分利用纸带,减小误差,应先接通打点计时器的电源,再让物体运动,A错误;
B.根据周期与频率的关系
可知,使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大,B正确;
C.打点时间相同,速度越小,打出的点迹越密集,故纸带上打的点越密,说明物体运动得越慢,C错误。
故选B。
(2)[1]由题可知,计数点的时间间隔
[2]由刻度尺的最小刻度是0.1cm,因此A、B两点间距
[3]根据匀变速直线运动规律
解得
[4]根据中间时刻的顺时速度等于这段时间内的平均速度可得,C点对应的速度是
10.(24-25高一上·天津滨海新区塘沽紫云中学·期中)实验小组利用如图所示的装置探究小车速度随时间变化的规律,打点计时器所接电源的频率为50Hz。
(1)某同学用电火花打点计时器测变速直线运动的加速度,打点计时器的工作电源为_。
A.220V的交流电 B.约8V的交流电
C.220V的直流电 D.约8V的直流电.
(2)规范操作后,得到一条纸带,以纸带上能够看清的某个点作为0点,每5个点取一个计数点,测量各计数点与0点的距离,如图2所示,则纸带上打计数点4时小车的速度大小________________(结果保留3位有效数字)
(3)小车运动的加速度大小________________ (结果保留2位有效数字)
(4)如果由于电网不稳定,使得电源频率f变为55Hz,但实验人员未知,其他参量测量无误,则测得的加速度值比真实值________________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)A
(2)0.805
(3)1.5
(4)偏小
【详解】(1)电火花打点计时器应使用220V的交流电。
故选A。
(2)每5个点取一个计数点,则两计数点的时间为0.1s,则纸带上打计数点4时小车的速度大小为
(3)根据逐差法可知加速度为
(4)电源频率f变为55Hz,则打点计时器打点的时间间隔变慢,但仍以原有的时间间隔计算,故测得的加速度值比真实值偏小。
11.(24-25高一上·天津第四十七中学·期中)某同学利用如图a所示的装置研究小车的匀变速直线运动,实验时将打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带如图b所示。
(1)实验时必要的措施是( )(填正确选项前的字母标号)
A.调整滑轮高度使细线必须与长木板平行 B.小车必须具有一定的初速度
C.在释放前小车要靠近打点计时器一端 D.应先释放小车再接通打点计时器
(2)小车拖动纸带运动,打出的纸带如图所示。选出A、B、C、D、E,5个计数点,每相邻两点间还有4个计时点(图中未标出)。已知B、C、D、E各点与A点的距离如图,则:C点对应的瞬时速度vC______m/s(保留二位有效数字);小车运动加速度a=______m/s2。
【答案】(1)AC
(2) 0.30 0.4
【详解】(1)A.为了让小车做匀加速直线运动,应使小车受力恒定,故调整滑轮高度使细线必须与长木板平行,故A正确;
B.小车做匀加速直线运动即可,小车可以没有初速度,故B错误;
C.为充分利用纸带,在释放前小车要靠近打点计时器一端,故C正确;
D.为打点稳定并充分利用纸带,应先接通打点计时器再释放小车,故D错误。
故选AC。
(2)[1] 打点计时器在打C点时小车的速度
[2]根据逐差法求出小车的加速度为
12.(24-25高一上·天津南开区·期中)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图A、B是两种打点计时器的图片,其中A是___________打点计时器;
(2)B打点计时器使用的电源为___________(选填“低压交流”或“低压直流”)电源;
(3)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中,接通打点计时器电源和让纸带开始运动这两个操作之间的时间顺序关系是___________
A.先接通电源,后让纸带运动
B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源
D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(4)某次实验过程中,小车拖动纸带运动,用打点计时器打出一条纸带,如图丙所示,从某一清晰点开始,描出O、A、B、C、D五个计数点(相邻两个计数点间有四个点未画出),用刻度尺量出各点与O点间距离,已知纸带的右端与小车相连接,所用电源的频率为50Hz,则判断小车做__________(填“加速”或“减速”)直线运动,打下B点时小车运动的速度大小为_________,小车的加速度大小为_________。
【答案】 电火花 低压交流 A 减速 0.62 1.80
【详解】(1)[1]A是电火花打点计时器,B是电磁打点计时器;
(2)[2]B打点计时器是电火花打点计时器,使用的电源为低压交流电源;
(3)[3]在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中,应先接通电源,后释放纸带让纸带运动;
故选A;
(4)[4]由纸带上的数据可知,相邻两计数点间的距离差为1.8cm,纸带的右端与小车相连接,则说明小车做减速直线运动;
[5]打下B点时小车运动的速度大小为
[6]小车的加速度大小为
13.(24-25高一上·天津滨海新区田家炳中学·期中)下图为电火花计时器,电火花计时器工作时使用__________(填“交流”或“直流”)电源,其工作电压是__________V,当电源的频率是50Hz时,每隔__________s打一次点。
【答案】 交流 220 0.02
【详解】[1][2]电火花计时器工作时使用交流电源,其工作电压是220V;
[3]当电源的频率是50Hz时,则有
可知每隔0.02 s打一次点。
14.(24-25高一上·天津咸水沽第一中学·期中)某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”,电火花计时器使用的是频率为的交变电源。
(1)下列说法中正确的是________;
A.实验时,先释放纸带,再接通电源
B.实验时,先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带
C.实验时,先接通电源或先释放纸带都可以
D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大
(2)实验所得纸带上打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。,,,,,。则计算小车加速度的表达式为________(用字母x和以及常数表示,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________。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)B
(2) 0.40
【详解】(1)ABC.实验时,为了充分利用纸带,应先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带。故AC错误;B正确;
D.因为打点时间间隔一定,所以纸带上打点越密集说明纸带运动速度越小。故D错误。
故选B。
(2)[1]相邻两个计数点间的时间间隔为
由逐差法得
[2]在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度,打点计时器在打B点时小车的速度
15.(24-25高一上·天津育华中学、实验滨海联考·期中)如图所示为实验室常用的两种计时器。
(1)图乙是______(填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”),其电源采用的是______填(“交流约8V”或“交流220V”)。
(2)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是______。
A.在测量物体速度时,应先让物体运动,后接通打点计时器的电源
B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源
C.使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大
D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
【答案】(1) 电火花打点计时器 交流220V
(2)C
【详解】(1)[1][2]图乙中有墨粉纸盒,可知,图乙是电火花计时器,电火花计时器的电源采用的是交流220V。
(2)A.为了表明在纸带上出现大量的空白段落,在测量物体速度时,应先接通打点计时器的电源,后让物体运动,故A错误;
B.电磁打点计时器使用8V交流电源,电火花打点计时器使用220V交流电源,故B错误;
C.根据可知,使用的电源频率越低,打点的时间间隔就越大,故C正确;
D.相邻点迹之间的时间间隔相等,纸带上打的点越密,相邻点迹之间的间距越小,表明速度越小,说明物体运动得越慢,故D错误。
故选C。
16.(24-25高一上·天津育华中学、实验滨海联考·期中)在某次探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中,得到一条如图所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,用刻度尺测得OA、OB、OC、OD间的距离分别为,,,,计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为______ s。打点B时小车的速度大小______;小车运动的加速度大小______保留两位小数。
【答案】
【详解】[1]纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来,则相邻计数点的时间间隔为
[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打点B时小车的速度大小
[3]根据逐差法可得,小车运动的加速度大小为
17.(24-25高一上·天津第一中学·期中)某同学用如图所示的实验装置来做“研究小车匀变速直线运动”的实验。
(1)实验中,除电火花计时器(含交流电源、纸带)、小车、长木板和重物外,在下面的器材中,必需使用的是( )
A.刻度尺 B.秒表 C.天平 D.弹簧测力计
(2)实验中下列措施必要的是( )
A.打点计时器接220V交流电源 B.先释放小车,后接通电源
C.细线必须与长木板平行 D.打点计时器应固定在长木板有滑轮的一端
(3)该同学某次实验得到的纸带如图所示,其中计数点3污损,只测得以下数据,。图中相邻两计数点间有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率为50Hz(计算结果均保留两位有效数字)。
①利用所测数据求得小车的加速度大小______。
②打点计时器在打计数点5时小车的速度大小______m/s。
③如果在测定匀变速直线运动的加速度时,工作电压的频率变小了,但该同学不知道,这样计算出的加速度值与真实值相比______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)A
(2)AC
(3) 偏大
【详解】(1)实验中,除电火花计时器(含交流电源、纸带)、小车、长木板和重物外,在下面的器材中,必需使用的是刻度尺。
故选A。
(2)A.实验使用电火花计时器,接220V交流电源,故A正确;
B.实验开始时先接通电源,再释放小车,故B错误;
C.实验时细线必须与长木板平行,故C正确;
D.打点计时器应固定在长木板没有滑轮的一端,故D错误。
故选AC。
(3)[1]相邻两计数点间有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率为50Hz,则相邻计数点间的间隔为
由逐差法可得,小车的加速度为
[2]打点计时器在打计数点5时小车的速度大小
[3]若工作电压的频率变小了,打点时间间隔实际变大大于,但该同学不知道,仍然使用,导致时间间隔偏小,由上分析可知,使得结果与真实值相比偏大。
18.(24-25高一上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中:
(a)下列操作中正确的有________;
A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B.打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C.应先接通电源,后释放小车
D.电火花计时器应使用低压交流电源
(b)某同学用如图(a)所示的装置测定匀加速直线运动的加速度,打出的一条纸带如图(b)所示,A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s;
Ⅰ.打点计时器打下C点时小车的速度大小为________m/s;
Ⅱ.由纸带所示数据可算出小车的加速度大小为________。
【答案】 AC/CA 0.30 0.40
【详解】(a)[1]AC.实验中应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,为了节约纸带,在释放小车前,小车要靠近打点计时器。故AC正确;
B.打点计时器应放在长木板的没有滑轮一端。故B错误;
D.电火花计时器应使用220V交流电源。故D错误。
故选AC。
(b)Ⅰ[2] 打点计时器打下C点时小车的速度大小为
Ⅱ[3]由逐差法可算出小车的加速度大小为
地 城
考点02
研究自由落体运动
19.(24-25高一上·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动,实验中为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有( )
A.刻度尺 B.秒表 C.天平 D.直流电源
【答案】A
【详解】根据
解得
为了测试重物下落的加速度,只需知道时间和计数点间的距离,时间可通过打点计时器打点的时间间隔可计算出计数点之间的时间间隔,计数点之间的距离则需要通过刻度尺用来测量,故还需要的实验器材是刻度尺。
故选A。
20.(24-25高一上·天津经济技术开发区第一中学·期中)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动,并测重力加速度。
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是:_(填写字母序号)。
A.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料;
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点。
(2)为了测试重物下落的加速度,还需要的实验器材有_。
A.天平 B.秒表 C.米尺
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因∶ ____________________________________________。
【答案】(1)B
(2)C
(3)由于摩擦阻力的存在
【详解】(1)A.应选用密度大、体积小的重物以减小空气阻力所产生的影响,故A错误;
B.两个限位孔应在同一竖直线上以减小纸带和限位孔间的阻力,故B正确;
C.取点迹清晰的连续几个点就可以,不需要找到第一个点,故C错误。
故选B。
(2)需要米尺测量出纸带上计数点间的距离,再利用逐差法或图像得出加速度,故C正确。
(3)由于重物下落过程中受到空气阻力,以及纸带和限位孔、复写纸间的摩擦力导致测得的重力加速度小于当地重力加速度。
21.(24-25高一上·天津宁河区芦台第二中学·期中)某同学用图甲所示的装置研究重物的自由落体运动,得到图乙所示的一段纸带。若他测得A、B之间的距离为,B、C之间的距离为,已知打点周期为T,则利用上述条件得到重物下落的加速度计算式为________;打B点时重物的瞬时速度计算式为________。
【答案】
【详解】[1]做匀变速直线运动的物体,在连续相邻的相等的时间(T)内的位移之差为一恒定值,即有
解得重物下落的加速度
[2]做匀变速直线运动中,某一段的平均速度,等于这一段中间时刻的瞬时速度,故打B点时重物的瞬时速度等于AC段的平均速度,即
22.(24-25高一上·天津耀华中学滨城学校·期中)用如图甲的装置研究自由落体运动规律。纸带上O为起始点,从A点开始连续记录B、C、D、E共5个计数点。其相邻两点间的距离如图所示,在每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带
B.把打点计时器固定在夹板上,让纸带穿过限位孔
C.启动电源,待打点计时器工作稳定后放开重物
D.使重物停靠在打点计时器附近,重物与纸带相连
上述实验步骤的正确顺序是___________。
(2)根据实验记录的数据计算重物的加速度大小___________m/s2(计算结果保留三位有效数字)。
(3)两同学测得的重力加速度比当地重力加速度小,其原因可能是___________(写出一条即可)。
【答案】(1)BDCA
(2)9.73
(3)摩擦或存在空气阻力影响
【详解】(1)先安装实验器材,后穿纸带,再连接重物,启动电源后释放纸带,打点完毕后关闭电源,取出纸带,并选择纸带进行数据处理,整理好实验器材。所以上述实验步骤的正确顺序是BDCA;
(2)根据逐差法,可求出加速度为
(3)测得的重力加速度比当地重力加速度小,其原因可能是纸带与限位孔之间存在摩擦或存在空气阻力。
23.(24-25高一上·天津南开中学·期中)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动,实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器会在纸带上打出一系列的点。
(1)本实验采用电火花计时器,所接电源为频率为的交流电,打点的时间间隔__________s。
(2)取下纸带,取其中的一段标出计数点(每间隔一个点取一个计数点)如图乙所示,测出相邻计数点间的距离分别为,,,,,,若打点计时器的打点周期表示为T,则重锤运动的加速度计算表达式为__________(用题目中的字母表示),代入数据,可得加速度__________(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据周期和频率的关系可知
(2)[1][2]根据逐差法求得其加速度
其中
整理可得
代入相关数据可得
24.(24-25高一上·天津五区县重点校联考·期中)两同学利用如图甲所示的装置研究自由落体运动的规律,经过几次实验,选择了一条点迹清晰的纸带进行研究(如图乙),根据打点的先后顺序取计数点、、、、、、,相邻两个计数点间还有1个点未画出。已知打点计时器的打点周期为。
(1)选择合适的器材,调整实验装置,下列操作正确的是_____。
A.使重物远离打点计时器
B.先接通打点计时器的电源,让打点计时器工作,再松开纸带
C.为了减小误差,应选用密度大体积小的重物
D.本实验还需要的实验器材是天平和秒表
(2)打下计数点时,重物的速度大小为_____m/s(保留2位有效数字)。
(3)重物下落的加速度大小为_____m/s²(保留2位有效数字)。
(4)如果实验时电源的实际频率大于,做实验的同学并不知情,那么重力加速度的测量值与实际值相比_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1)BC
(2)2.0
(3)9.6
(4)偏小
【详解】(1)A.为了使纸带上点迹较多,应使重物靠近打点计时器,故A错误;
B.应先接通打点计时器的电源,让打点计时器工作,再松开纸带,故B正确;
C.为了减小误差,应选用密度大体积小的重物,减小空气阻力的影响,故C正确;
D.本实验由打点计时器测量时间,不需要秒表,也不需要测质量,故D错误。
故选BC。
(2)打下计数点D时, 重物的速度大小为
(3)根据逐差法可知加速度为
(4)如果实验时电源的实际频率大于50 Hz,则实际打点的周期小于0.02 s,由上述分析知重力加速度的测量值与实际值相比偏小。
25.(24-25高一上·天津红桥区·期中)利用图甲所示的装置可以研究自由落体运动,实验中,需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器纸带上打出一系列的点。
(1)本实验采用电磁打点计时器,所接的电源应为( )
A.约8V的直流电 B.约8V的交流电
C.220V的直流电 D.220V的交流电
(2)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有( )
A.天平 B.停表 C.刻度尺
(3)已知电磁打点计时器的工作频率为,实验中得到的一条纸带如图乙所示,A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的计时点,由图中数据得,在打下D点时重物的速度大小为__m/s,重物的加速度大小为__。(结果均保留三位有效数字)
(4)查知当地的重力加速度。将上面实验中所得到的重物的加速度值与当地的重力加速度值比较,发现有误差,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你以为可能引起此误差的原因:______________________________。
【答案】(1)B
(2)C
(3) 1.48 9.63
(4)重物下落过程中有空气阻力,或者纸带与打点计时器之间有摩擦。
【详解】(1)本实验采用电磁打点计时器,所接的电源应为约8V的交流电,故选B;
(2)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有刻度尺测量纸带长度。故选C。
(3)[1]在打下D点时重物的速度大小为
[2]重物的加速度大小为
(4)可能引起此误差的原因重物下落过程中有空气阻力,或者纸带与打点计时器之间有摩擦。
26.(24-25高一上·天津蓟州区·期中)(1)某实验小组用如图所示的装置测量自由落体运动的加速度,其操作步骤如下,下述步骤中有错误的是( )
A.按照图示的装置安装实验器材
B.先释放纸带再闭合开关接通电源,打出一条纸带
C.多次正确进行实验,从打出的纸带中选取较理想的一条
(2)在做“研究小车匀加速直线运动”的实验时,某同学得到一条纸带如图所示,每隔四个计时点取一个计数点,每两个相邻计数点间的距离为sn,且s1=0.96cm,s2=2.88cm,s3=4.80cm,s4=6.72cm,s5=8.64cm,实验所用电源频率为50Hz。
①相邻两个计数点间所对应的时间间隔T=__________s,计数点5和计数点6之间的距离s6=__________cm;
②小车运动的加速度大小a=__________m/s2,打计数点4时小车的速度大小v4=__________m/s;(均保留三位有效数字)
③如果当时电源的频率是49Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)B
(2) 0.1 10.56 1.92 0.768 偏大
【详解】(1)A.应按照图示的装置安装实验器材,故A正确,不符合题意;
B.实验中应先接通电源,再释放纸带,故B错误,符合题意;
C.应多次正确进行实验,从打出的纸带中选取较理想的一条,故C正确,不符合题意。
故选B。
(2)[1]由于每隔四个计时点取一个计数点,所以每两个相邻计数点间的时间间隔为
[2]根据题意可得
所以
[3]小车运动的加速度为
[4]打计数点4时小车的速度大小为
[5]如果当时电源的频率是49Hz,则实际打点周期变大,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比偏大。
地 城
考点03
利用气垫导轨测量速度和加速度
27.(24-25高一上·天津第二中学·期中)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间△t1为0.20s,通过第二个光电门的时间△t2为0.05s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.5s,试估算滑块的加速度为( )
A.0.12m/s2 B.0.10m/s2 C.0.40m/s2 D.0.008m/s2
【答案】A
【详解】极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小,则物块经过第一光电门的速度大小为
经过第二个光电门的速度大小为
根据加速度公式
故选A。
28.(23-24高一上·天津西青区杨柳青第一中学·期中)如图所示是气垫导轨装置图,现在利用气垫导轨来测量滑块的速度和加速度。
(1)在调整气垫导轨水平时,滑块不挂钩码和细线,接通气源后,给滑块一个初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。下列能够实现调整导轨水平的措施是________;
A.调节气垫导轨使左端升高一些 B.调节气垫导轨使左端降低一些
C.遮光条的宽度应该适当大一些 D.滑块的质量增大一些
(2)滑块上安装了宽度为1.2的遮光条,滑块在牵引力作用下先后加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,则滑块经过第一个光电门的速度大小为___________从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为。则滑块的加速度大小为___________。
【答案】 B 0.12 0.03
【详解】(1)[1] 不挂钩码和细线,接通气源,滑块从轨道右端向左运动的过程中,发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。说明滑块做减速运动,也就是左端高,右端低。所以实施下列措施能够达到实验调整目标的是调节气垫导轨使左端降低一些,和遮光条宽度和滑块质量无关。
故选B。
(2)[2][3] 根据滑块和遮光条经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度,滑块经过第一个光电门的速度大小为
滑块经过第二个光电门的速度大小为
滑块的加速度大小为
29.(24-25高一上·天津耀华中学·期中)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d=1.0 cm的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.20 s,通过第二个光电门的时间为Δt1=0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt=2.0 s。试估算∶
(1)滑块通过第一个光电门的瞬时速度______m/s
(2)滑块的加速度a=________m/s2。
(3)两个光电门之间的距离s=________m
【答案】(1)0.05
(2)0.025
(3)0.15
【详解】(1)遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动,则遮光板通过第一个光电门的速度
(2)同理可知,遮光板通过第二个光电门的速度
滑块的加速度
(3)因为滑块做匀加速直线运动,两个光电门之间的距离
30.(24-25高一上·天津咸水沽第一中学·期中)为测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为的遮光板(如图所示)。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为。
(1)滑块通过第一个光电门时的瞬时速度为________m/s;
(2)换用宽度更窄的遮光板,测出的滑块通过光电门时瞬时速度的精确度________。(选填“更高”;“更低”;“不变”)
【答案】(1)0.90
(2)更高
【详解】(1)滑块通过第一个光电门时的瞬时速度为
(2)由于滑块经过光电门的速度是用平均速度代替,所以换用宽度更窄的遮光板,平均速度更接近瞬时速度,测出的滑块通过光电门时瞬时速度的精确度更高。
31.(24-25高一上·天津宁河区芦台第二中学·期中)某同学在实验室中用如图装置做“研究小车的匀变速直线运动”的实验。
(1)此实验用的打点计时器都应接___________电源(选填“交流”、“直流”)。其中,电磁打点计时器用电压约______________V,电火花计时器用电压_____V。
(2)实验过程中,下列做法正确的是_(选填选项前的字母)。
A.先使小车运动,再接通电源
B.先接通电源,再使小车运动
C.释放前小车应停在靠近滑轮处
D.释放前小车应停在靠近打点计时器处
(3)用打点计时器打出一条纸带,A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点。相邻计数点间的时间间隔为0.1s,各点间的距离如图,则打D点时,小车的速度大小为_________m/s,小车的加速度大小为_________m/s²。
【答案】(1) 交流 8 220
(2)BD
(3) 0.34 0.4
【详解】(1)[1][2][3]实验用的打点计时器都应接交流。其中,电磁打点计时器用电压约8V,电火花计时器用电压220V。
(2)AB.为了充分利用纸带,应先接通电源,再使小车运动,故A错误、B正确;
CD.为了充分利用纸带,在释放小车前,小车要尽量靠近打点计时器,故C错误、D正确。
故选BD。
(3)[1][2] 根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于全程的平均速度可知,在打D点时,小车的速度为
物体的加速度
32.(24-25高一上·天津第九十五中学·期中)(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是_______(直流电,交流电),它们是每隔__________s打一个点。
(2)实验过程中,下列做法正确的是 ( )
A.先释放小车,再接通电源
B.先接通电源,再释放小车
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)某同学用如图1所示的装置,打出的一条纸带如图2所示,其中ABCDE为计数点,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。
①打点计时器打下 B 点时小车的瞬时速度大小为______m/s;(保留三位有效数字)
②小车运动的加速度大小为_________m/s²。(保留三位有效数字)
【答案】(1) 交流电 0.02
(2)BD
(3) 0.260 0.400
【详解】(1)[1][2]打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电;根据
可知它们是每隔0.02 s打一个点。
(2)AB.为了充分利用纸带,实验时应先接通电源,再释放小车,故A错误,B正确;
CD.纸带穿过打点计时器限位孔与小车连接,所以应将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,这样才能打出较多较为清晰的点,故C错误,D正确。
故选BD。
(3)①[1]相邻计数点间还有4个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
则打点计时器打下 B 点时小车的瞬时速度大小为
②[2]小车运动的加速度大小为
33.(24-25高一上·天津耀华中学滨城学校·期中)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻两点间的距离如图所示,在每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下F两个点时小车的瞬时速度___________,并将这个速度值填入下表。(结果均保留3位有效数字)
速度
数值(m·s-1)
0.400
0.479
0.560
0.640
(2)将B、C、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中(D时刻的已标出),并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)由所画速度—时间图像求出小车加速度为___________m/s2.(结果保留2位有效数字)
(4)写出图线与纵轴的交点的物理意义:___________。
【答案】(1)0.721
(2)见解析
(3)0.80(0.72~0.82)
(4)打计数点A时刻对应的瞬时速度
【详解】(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔
s
(2)画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线
(3)由所画速度—时间图像求出小车加速度为
(4)图线与纵轴的交点的物理意义为打计数点A时刻对应的瞬时速度。
34.(24-25高一上·天津第二十一中学·期中)某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验,利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是:( )
A.电磁打点计时器应接交流电源
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
E.操作时,应先放开纸带后接通电源
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的
G.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点;
(2)如图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带。把开头几个模糊不清的点去掉,以较清晰的某一个点作为计数点O,随后每打3个点取一个计数点依次标记为点A、B、C、D。测量出各点间的距离已标在纸带上。求打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为______m/s,物体做自由落体运动的加速度的值约为______m/s2;(本题计算结果保留3位有效数字)
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:_____________。
【答案】 ABDF 1.18 9.58 ①电磁打点计时器的限位孔、振针都对纸带有摩擦阻力;②空气的阻力
【详解】解:(1)[1]A.电磁打点计时器应接交流电源,A正确;
B.为减小实验误差,打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上,B正确;
C.为减小重物下落时受到的阻力,重物最好选质量大点,体积小点的,所以重物应用密度较大的材料,如金属重物,C错误;
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止,以便打出一条打点完整的纸带,D正确;
E.操作时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再放开纸带,E错误;
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的,F正确;
G.为了便于测量,不一定要找到打点计时器打下的第一个点,因为刚开始打出的点一般比较模糊、密集,不便于测量,只要选取清晰便于测量并各连续的点作为计数点即可,G错误。
故选ABDF。
(2)[2] 从计数点O开始,每打3个点取一个计数点,所以打相邻两个计数点的时间间隔是T=0.02s×3=0.06s,打点计时器打出点B时重物的瞬时速度为
[3]物体做自由落体运动的加速度由∆x=aT2求得
加速度值约为9.58m/s2。
(3)[4] 若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,可能引起此误差的原因:①电磁打点计时器的限位孔、振针都对纸带有摩擦阻力;②空气的阻力。
35.(24-25高一上·天津耀华中学·期中)某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”,电火花计时器使用的是频率为50Hz的交变电源。
(1)电火花计时器的工作电压为___________(选填“8V”或“220V”)。若使用一条纸带进行实验,在安装纸带时,需要将纸带置于墨粉纸盘的___________(选填“上方”或“下方”)。
(2)下列说法中正确的是___________。
A.实验时,先释放纸带,再接通电源
B.实验时,先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带
C.实验时,先接通电源或先释放纸带都可以
D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大
(3)实验小组计算出所得纸带上各计数点对应的速度后,在坐标系中描出的点如图乙所示,请根据这些点在图乙中作出v-t图像___________,并根据图像计算出小车运动的加速度a=___________m/s²。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1) 220V 下方
(2)B
(3) 1.5
【详解】(1)[1][2]电火花计时器的工作电压为220V。若使用一条纸带进行实验,在安装纸带时,需要将纸带置于墨粉纸盘的下方。
(2)ABC.实验时,先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带,选项B正确,AC错误;
D.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越小,选项D错误。
故选B。
(3)[1]做出v-t图像如图
[2]由图像可知
36.(24-25高一上·天津耀华中学·期中)“筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉,缓解肌肉酸痛的装备。某同学为了测量“枪头”的冲击频率,如图(a)将带限位孔的塑料底板固定在墙面上,“枪头”放在限位孔上方,靠近并正对纸带。启动筋膜枪,松开纸带,让纸带在重锤带动下穿过限位孔,“枪头”在纸带上打下系列点迹。更换纸带,重复操作,得到多条纸带,选取点迹清晰的纸带并舍去密集点迹,完成下列实验内容:
(1)该同学发现点迹有拖尾现象,他在测量各点间距时,以拖尾点迹左侧边沿为测量点,如图(b)。①纸带的______(选填“左”“右”)端连接重锤;②取重力加速度为,可算得“枪头”的冲击频率为______Hz,A点对应的速度为______m/s;(计算结果均保留两位有效数字)
(2)该次实验产生误差的原因有
A.纸带与限位孔间有摩擦力
B.测量各点间的距离不精确
C.“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动
其中最主要的原因是______(选填“A”“B”或“C”)。
【答案】 左 40 1.5 C
【详解】(1)①[1]重物自由落体,速度越来越大,纸带点迹间的距离越来越大,所以纸带的左端连接重锤;
②[2]由匀变速直线运动的推论逐差法
其中
代入数据解得
[3]匀变速直线运动的规律可得A点的速度为
(2)[4]该次实验产生误差其中最主要的原因是“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动,故AB错误,C正确;
故选C。
37.(24-25高一上·天津红桥区·期中)光电门是由门一样的外形和光学传感器组成的,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,极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小,这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的瞬时速度;为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度d=4.0cm的挡光条,如图所示,滑块在拉力作用下,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间t1为0.20s,,通过第二个光电门的时间t2为0.05s,挡光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔t为3.0s,。则滑块通过第一个光电门时速度v1=___________m/s,滑块通过第二个光电门时速度v2=___________m/s,估算滑块的加速度为a=___________m/s2.(以下计算结果保留2位有效数字)。
【答案】 0.20 0.80 0.20
【详解】[1]极短时间内的平均速度表示瞬时速度,则滑块经过光电门1时的速度为
[2]同理,滑块经过光电门2时的速度为
[3]根据加速度定义式得
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