第1单元 6.实验一 测量做直线运动物体的瞬时速度(加速度)（word练习）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习经典习题（基础版）

**基本信息** 聚焦运动学核心实验，通过打点计时器、光电门两类装置，系统整合瞬时速度测量、加速度计算及误差分析方法，强化科学探究与数据处理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |打点计时器实验|1|逐差法求加速度、平均速度近似瞬时速度、频率误差分析|从打点原理（T=1/f）到运动判断（间距变化），再到数据处理（vB=AC/2T、a=Δx/T²）的递进| |光电门测重力加速度|2|游标卡尺读数、图像法（h/t-t图）、整体法受力分析|基于匀变速规律（h=v1t+½gt²），通过图像斜率求加速度，关联实验误差（空气阻力影响）|

实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度(加速度) 1.“用打点计时器研究匀变速直线运动”的实验中,某同学打出了如图所示的一条纸带. (1)若打点计时器所接电源的频率为50 Hz,则打点计时器打点的时间间隔为　0.02　 s.在该实验中,每隔4个点取1个计数点,依次得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示.   (2)小车由静止开始运动,则纸带的　左　(选填“左”或“右”)端与小车相连.   (3)用刻度尺量得OA=1.20 cm,OB=2.80 cm,OC=4.80 cm,OD=7.20 cm,打B点时纸带的速度大小为　0.18　 m/s,纸带运动的加速度大小为　0.40　 m/s2.   (4)如果当时电网中交变电流的频率变大,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值比实际值　偏小　(选填“偏大”或“偏小”).   (5)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是　BC　.   A.电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源 B.在测量物体速度时,先接通打点计时器的电源,后让物体运动 C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小 D.电源的电压越高,打点的时间间隔就越小 [解析] (1) 若打点计时器所接电源的频率为50 Hz,则打点计时器打点的时间间隔为0.02 s. (2)小车从静止开始,即做加速运动,相邻计数点间距变大,可知小车与纸带的左端相连. (3)打B点时纸带的速度vB==×10-2 m/s=0.18 m/s,由逐差法得加速度大小为a==×10-2 m/s2=0.40 m/s2. (4)如果在某次实验中,交流电的频率变大,那么实际打点周期变小,根据Δx=aT2知,测量的加速度值与真实的加速度值相比偏小. (5)电磁打点计时器使用的是8 V左右的交流电源,故A错误;为了充分利用纸带,在测量物体速度时,先接通打点计时器的电源,后让物体运动,故B正确;由T=可知,使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小,故C正确;打点的时间间隔与电压无关,故D错误. 2.某物理小组利用如图甲所示的装置测当地的重力加速度g.在铁架台上安装两个光电门,光电门1固定,光电门2可上下移动.将电磁铁通电,小铁球静止在电磁铁下端,调整两光电门的位置,让电磁铁断电后,小球沿竖直线通过两个光电门,光电计时器能记录小铁球从光电门1运动至光电门2的时间t. (1)用游标卡尺测量小铁球的直径,测量结果如图乙所示,则小铁球的直径D=　1.000　cm.  (2)使小铁球由静止下落,用铁架台上的固定刻度尺测出两个光电门之间的距离h及对应的运动时间t.保证光电门1的位置不变,多次改变光电门2的高度,并测出多组h和t,以为纵坐标,以t为横坐标,作出⁃t的关系图线如图丙所示,若不考虑小铁球直径对实验的影响,则图中纵截距的含义是　小铁球经过光电门1时的速度　;当地重力加速度的测量值g=　9.7　m/s2(结果保留两位有效数字).  (3)如果考虑空气阻力对实验的影响,则重力加速度的测量值与真实值相比　偏小　(选填“偏小”“相等”或“偏大”).  [解析] (1)由图可知,游标卡尺的精确度为0.05 mm,则测量结果精确到厘米后的千分位,由于游标卡尺的主尺读数为10 mm,游标尺读数为0×0.05 mm=0,故小铁球的直径D=10.00 mm=1.000 cm. (2)设小铁球经过光电门1时的速度为v1,根据位移与时间的关系式有h=v1t+gt2,变形得=v1+gt,由此可知图中纵截距的含义是小铁球经过光电门1时的速度;图像的斜率为k=g= m/s,解得g≈9.7 m/s2. (3)如果考虑空气阻力对实验的影响,则实际小铁球下落的加速度变小,故测得的重力加速度偏小. 3.某同学用如图甲所示的数字化实验装置测量当地的重力加速度.在滑块上安装一遮光条,将滑块放在水平气垫导轨上的A处,让细绳跨过定滑轮与钩码相连,光电门固定安装在气垫导轨上的B处,测得遮光条中心与B处的距离为x.将滑块由静止释放,遮光条通过光电门时光电门记录的挡光时间为t. (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度,示数如图乙所示,遮光条的宽度d=　19.95　 mm;  (2)实验时,光电门记录的挡光时间t=1.5×10-2 s,则滑块通过光电门时的速度大小v=　1.33　 m/s(结果保留3位有效数字);  (3)改变距离x,测量时间t.多次测量,记录数据,描点并作出x⁃t-2图像,如图丙所示. (4)测得钩码的质量为m=20 g,滑块(含遮光条)的质量为M=64 g,则当地的重力加速度g=　9.7　 m/s2(结果保留2位有效数字).  [解析] (1)遮光条的宽度为d=1.9 cm+19×0.05 mm=19.95 mm. (2)滑块通过光电门时的速度大小为v== m/s=1.33 m/s. (4)由运动学公式可得v2=2ax,其中v=,联立可得x=·t-2,丙图像的斜率为k==,解得a≈2.3 m/s2,对钩码和滑块整体由牛顿第二定律有mg=(m+M)a,解得当地的重力加速度为g≈9.7 m/s2. 学科网（北京）股份有限公司 $