2027届高三物理一轮专项练习：专题八 实验：测量匀变速直线运动的加速度

**基本信息** 聚焦匀变速直线运动加速度测量实验，系统覆盖仪器使用、数据处理及误差分析，通过多样化题型构建从操作到应用的完整知识逻辑链，培养科学探究与科学思维能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验操作|单选1-4、8|仪器选择与规范操作判断|从打点计时器/光电门原理到实验步骤，构建操作规范性认知| |数据处理|单选5-7、11-12、实验14-15|纸带/图像/光电门数据计算|基于平均速度近似瞬时速度，通过v-t图像或逐差法推导加速度| |误差分析|多选10、实验16-18|电源频率/遮光片宽度等误差影响|从误差来源分析到结果修正，建立严谨实验数据处理思维|

专题八 实验：测量匀变速直线运动的加速度 一、单项选择题 1．如图所示，“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，用电磁打点计时器打出的纸带，纸带前端OA段点迹密集模糊。为更准确求得小车的加速度应选取纸带（　　） A．OA段 B．OB段 C．AC段 D．OC段 2．小球沿直线运动，拍照频闪仪每隔0.04秒发出一次闪光，如图所示，胶片上记录了小球由点运动到点过程中几个闪光时刻的位置，小球在此运动过程中（　　） A．速度越来越小 B．速度越来越大 C．速度不变 D．以上说法都有可能 3．用图示实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”，下列实验操作不必要的是（ ） A．倾斜轨道让小车在不受牵引时能匀速下滑 B．调节滑轮使细线与轨道平行 C．小车在靠近打点计时器处，由静止释放 D．先接通电源再释放小车 4．在“探究小车的速度随时间变化规律”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．必须把打下的第一个点作为第一个测量点 B．小车运动过程中可以与定滑轮相撞 C．实验中应先接通打点计时器电源，再释放小车 D．本实验要多次进行，目的是为了取平均值 5．用图像来分析物理规律是物理学常用的方法，小辅、阿仁等四位同学在学完“研究匀变速直线运动规律”时，根据不同时刻速度描点做作出小车运动v-t关系图，最为合理的图像是（　　） A． B． C． D． 6．利用闪光照相机可以代替打点计时器研究直线运动，如图所示是小球从A点沿直线运动到E点时多次曝光的照片，相机的闪光时间间隔是0.1s。在此拍摄的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球做的是匀速直线运动 B．小球做的是减速直线运动 C．小球从A点运动到C点的平均速度大小为0.075m/s D．小球从A点运动到E点的平均速度大小为1m/s 7．如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过光电门1、2，数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为t，遮光条的宽度为d，则（ ） A． B．通过光电门1的速度为 C．滑块的加速度为 D．光电门1、2的距离为 8．在实验台桌面上有均匀刻度，两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示（连续两次曝光的时间间隔是相等的）。由图可知（ ） A．在时刻以及时刻两木块速度相同 B．在时刻两木块速度相同 C．在时刻和时刻之间某瞬时两木块速度相同 D．在时刻和时刻之间某瞬时两木块速度相同 二、多项选择题 9．某同学在做“探究小车速度随时间变化的关系”实验，不需要的器材有（　　） A．一端带滑轮的木板 B．打点计时器 C．低压直流电源 D．刻度尺 E．秒表 F．小车 10．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法有益的是（ ） A．把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选取计数点 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 11．“探究小车速度随时间变化的规律”实验中得到一条纸带，在纸带上选取一系列计数点，测量出各相邻计数点间的距离，其中点4与5、5与6、6与7间的距离分别为，已知相邻计数点间的时间间隔为T。计算出打下各点时小车的速度，绘制v－t图像。下列说法正确的是（　　） A．打下点5时小车的速度为 B．v－t图像一定是通过原点的直线 C．实验所得到的数据点都必定在v－t图线上 D．根据v－t图像可求出小车运动的加速度 12．为研究试验小车沿斜面向下运动的规律，把穿过打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图甲所示。某同学用以下方法绘制了小车运动的v-t图像：先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸带下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间，最后将纸带上端中心连起来，于是得到 v-t图像，如图乙所示，已知电源的频率为50 Hz。则下列说法正确的是（　　） A．依次并排的纸条长度分别代表0.1s内、0.2s…内小车的位移大小 B．依次并排的纸条长度之比等于0.05 s、0.15s…时刻小车的速度大小之比 C．绘制v-t图像的过程中，用纸条的段数表示时间（横轴），用纸条的长度表示速度（纵轴），体现了转化放大的思想 D．图乙中所有纸条的总长度等于v-t图像与坐标轴在对应时间内围成的“面积” 三、实验题 13．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请完成下列有关问题： (1)图甲、乙分别是两种打点计时器的图片，其中甲是_____________（选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。 (2)电磁打点计时器使用的电源为_____________（选填“220”或“8”）左右交变电源，打点的时间间隔为。 (3)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 14．在"探究小车速度随时间变化的规律"实验中： (1)下列操作正确的是 。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．打点计时器可以使用直流电源 D．打点计时器应使用交流电源 (2)某次实验得到的纸带如图所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则打B点时小车的速度vB=_____m/s，小车的加速度a=_____m/s²（结果均保留两位有效数字）。 15．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，根据相关要求回答下列问题： (1)实验中，电火花打点计时器所使用的电源为______（填“直流”或“交流”）______V，若电源频率为50Hz，则它每隔______s打一个点； (2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使速度的测量值______实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）； (3)某小组在实验中取打出的纸带一部分如下图。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。则A、C两点的间距为______cm，打出D点时小车速度大小为______m/s（保留2位有效数字）。 16．实验小组用如图装置测量小车加速度，探究加速度与力、质量的关系。小车上固定有遮光片，导轨上有光电门A、B，细线跨过轻滑轮，一端与小车相连，另一端挂有钩码，已平衡小车的运动阻力。 (1)实验中利用光电门测速度，下列说法正确的是（ ） A．遮光片宽度越大，测出的瞬时速度越准确 B．小车通过光电门的瞬时速度，用遮光片通过光电门的平均速度近似代替 C．平衡阻力时，需要挂上钩码，轻推小车 D．改变小车质量后，需要重新平衡小车的运动阻力 (2)实验中测出遮光片宽度为，小车经过光电门A挡光时间，经过光电门B挡光时间，A、B间距x。则小车加速度表达式为_________。 (3)若实验中遮光片破损，实际有效挡光宽度小于标注宽度，用标注宽度计算速度，则求得的小车加速度会_________（选填“偏大”“偏小”“不变”）；该误差属于_________（选填“偶然误差”“系统误差”）。 17．某同学用如图甲所示装置探究小车速度随时间变化的规律。 (1)下列说法正确的是________ A．实验需要垫高木板右端以补偿阻力 B．该实验还需要刻度尺和输出电压为8V的交流电源 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．先接通电源，再释放小车 (2)安装好实验装置后，按照正确的实验操作，打点计时器在纸带上打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的________（填“左”或“右”）端与小车相连。 (3)图乙中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用交变电源的频率为50Hz。则打下E点时小车的瞬时速度大小为________m/s，小车运动的加速度大小为________（结果均保留三位有效数字）。 (4)该同学将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在直角坐标系中，每段纸带的一端与横轴相重合，各段平行不重叠且无间隔地粘贴在一起。将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙所示。若相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T，用横轴表示时间t，纵轴表示，则所连直线的斜率表示________ A．各计数点的瞬时速度 B．相邻计数点的瞬时速度的变化 C．小车运动的加速度a D．小车运动的加速度的一半即 18．某同学用如左图所示的装置探究匀变速直线运动的规律，得到一条纸带如右图所示，并在上面取了 A、B、C、D、E 五个计数点，相邻两个计数点间还有 4 个点（图中没有画出），打点计时器所用电源频率为 50 Hz，打点时间间隔 T = 0.02 s。 (1)左图中打点计时器其工作时使用___________（选填“交流”或“直流”）电源，工作电压为___________V； (2)实验过程中，下列做法正确的是___________（多选） A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (3)计算打下 D 点的瞬时速度 v 公式为 v =___________（选用题中所给的物理量 T、d1、d2、d3、d4 字母表示）； (4)实验测得 d1= 1.20 cm、d2= 3.15 cm、d3 = 5.85 cm、d4  = 9.30 cm，则物体的加速度大小为 a =___________m/s²（结果保留两位有效数字）； (5)如果当时电网中交变电流的频率是 f = 51 Hz，而做实验的同学并不知道，将使加速度测量值比实际值偏___________（选填“大”或“小”），由此引起的误差属于___________（选填“偶然”或“系统”）误差； (6)“研究匀变速直线运动”实验，在算出各计数点瞬时速度后，为计算加速度，最合理的方法是___________（单选） A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度 B．根据实验数据画出 v–t 图像，量出其倾角，由公式求出加速度 C．根据实验数据画出 v–t 图像，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度 D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 试卷第12页（共13页） 第6页（共7页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题八 实验：测量匀变速直线运动的加速度 一、单项选择题 1．如图所示，“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，用电磁打点计时器打出的纸带，纸带前端OA段点迹密集模糊。为更准确求得小车的加速度应选取纸带（　　） A．OA段 B．OB段 C．AC段 D．OC段 【答案】C 【详解】为更准确求得小车的加速度应选取点迹清晰的AC段纸带进行求解。 故选C。 2．小球沿直线运动，拍照频闪仪每隔0.04秒发出一次闪光，如图所示，胶片上记录了小球由点运动到点过程中几个闪光时刻的位置，小球在此运动过程中（　　） A．速度越来越小 B．速度越来越大 C．速度不变 D．以上说法都有可能 【答案】A 【详解】因为小球在相等时间内的位移逐渐减小，所以小球的速度越来越小，即小球做减速运动。 故选A。 3．用图示实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”，下列实验操作不必要的是（ ） A．倾斜轨道让小车在不受牵引时能匀速下滑 B．调节滑轮使细线与轨道平行 C．小车在靠近打点计时器处，由静止释放 D．先接通电源再释放小车 【答案】A 【详解】A．本实验目的是探究小车速度随时间变化的规律，只需要小车做匀变速直线运动即可，不需要平衡摩擦力（不需要让小车不受牵引时匀速下滑），故A错误，符合题意；B．为了使小车所受合外力恒定，从而使小车做匀加速直线运动，则必须调节滑轮使细线与轨道平行，故B正确，不符合题意；CD．为了节约纸带以及获取更多的数据点，因此需要将小车靠近打点计时器处释放，且先接通电源再释放小车，故CD正确，不符合题意。 故选A。 4．在“探究小车的速度随时间变化规律”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．必须把打下的第一个点作为第一个测量点 B．小车运动过程中可以与定滑轮相撞 C．实验中应先接通打点计时器电源，再释放小车 D．本实验要多次进行，目的是为了取平均值 【答案】C 【详解】A．打下的第一个点通常点迹密集、误差较大，实验时只需选取点迹清晰、间距合适的点作为测量起点即可，无需必须选择第一个点，故A错误；B．小车若与定滑轮相撞，运动状态会发生突变，无法得到完整的匀变速运动数据，还可能损坏实验器材，实验中需避免该情况，故B错误；C．先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放小车，可充分利用纸带，获得足够多的有效打点数据，符合实验操作规范，故C正确；D．本实验的目的是探究小车速度随时间的变化规律，多次实验是为了避免单次实验的偶然性，验证规律的普遍性，并非为了取平均值，故D错误。 故选C。 5．用图像来分析物理规律是物理学常用的方法，小辅、阿仁等四位同学在学完“研究匀变速直线运动规律”时，根据不同时刻速度描点做作出小车运动v-t关系图，最为合理的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】对匀加速直线运动而言，速度随时间均匀增大，即理论上应当是一条过原点的倾斜直线。实验中由于测量误差，描出的各测量点往往会分散在某条直线附近，因此应以“最佳直线”近似通过这些散点。A．图像呈分段折线，不符合速度的匀速递增规律，故A错误；B．图线明显弯曲且逐渐趋于水平，说明加速度在减小，不是匀加速，故B错误；C．虽画出了直线但有明显离群点，并未合理处理这些散点，故C错误；D．以过原点的直线“平均”地贯穿了几处测量散点，符合匀加速理论与实验处理方式，故D正确。 故选D。 6．利用闪光照相机可以代替打点计时器研究直线运动，如图所示是小球从A点沿直线运动到E点时多次曝光的照片，相机的闪光时间间隔是0.1s。在此拍摄的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球做的是匀速直线运动 B．小球做的是减速直线运动 C．小球从A点运动到C点的平均速度大小为0.075m/s D．小球从A点运动到E点的平均速度大小为1m/s 【答案】C 【详解】AB．在相同时间间隔内，小球运动的位移越来越大，小球做的是加速直线运动，故AB错误；C．小球从A点运动到C点的平均速度为，故C正确；D．小球从A点运动到E点的平均速度为，故D错误。 故选C。 7．如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过光电门1、2，数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为t，遮光条的宽度为d，则（ ） A． B．通过光电门1的速度为 C．滑块的加速度为 D．光电门1、2的距离为 【答案】D 【详解】A．因为滑块做的是加速运动，所以滑块经过光电门时的挡光时间是越来越短的，即，故A错误；B．滑块经过光电门1、2时的速度分别为，，故B错误；C．滑块的加速度为，故C错误；D．光电门1、2之间的距离为，故D正确。 故选D。 8．在实验台桌面上有均匀刻度，两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示（连续两次曝光的时间间隔是相等的）。由图可知（ ） A．在时刻以及时刻两木块速度相同 B．在时刻两木块速度相同 C．在时刻和时刻之间某瞬时两木块速度相同 D．在时刻和时刻之间某瞬时两木块速度相同 【答案】D 【详解】A．由题意连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知下面的物体任意连续两次曝光时间所通过的位移都一样，设实验台上一个刻度，连续两次曝光的时间间隔为。故下面的物体做匀速直线运动，运动的速度，由图可知上面木块在相等时间内的位移差是恒量，故上面木块做匀加速直线运动，由匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故时刻上面木块的速度， 故时刻上面木块的速度，故A错误；B．故时刻上面木块的速度，故B错误；C．时刻上面木块的速度，时刻上面木块的速度，物体做匀加速直线运动，则上面物体速度不可能大于，小于。故C错误；D．由匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故时刻上面木块的速度，物体做匀加速直线运动，则上面物体速度不可能大于，上面物体速度不可能小于，有一瞬间速度等于，故D正确。 故选D。 二、多项选择题 9．某同学在做“探究小车速度随时间变化的关系”实验，不需要的器材有（　　） A．一端带滑轮的木板 B．打点计时器 C．低压直流电源 D．刻度尺 E．秒表 F．小车 【答案】CE 【详解】本实验是研究小车在平板上运动，通过打点计时器打点，用刻度尺测量计数点间的距离。打点计时器使用的是交流电源，并具有计时功能，所以不需要的是低压直流电源和秒表。 故选CE。 10．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法有益的是（ ） A．把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选取计数点 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 【答案】ACD 【详解】A．每五个点选取一个计数点，可增大相邻计数点间的位移，在刻度尺测量绝对误差基本不变时，位移测量的相对误差减小，故A正确；B．若小车的加速度过小，相邻计数点间的位移较小，纸带上的点过于密集，位移测量的相对误差较大，因此加速度应大小适当，而不是越小越好，故B错误；C．舍去点迹密集、不清晰的部分，选取点迹清晰且点间距适当的纸带进行测量，可减小读数误差，故C正确；D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板，可使小车运动过程中受到的阻力较稳定，使加速度保持相对稳定，故D正确。 故选ACD。 11．“探究小车速度随时间变化的规律”实验中得到一条纸带，在纸带上选取一系列计数点，测量出各相邻计数点间的距离，其中点4与5、5与6、6与7间的距离分别为，已知相邻计数点间的时间间隔为T。计算出打下各点时小车的速度，绘制v－t图像。下列说法正确的是（　　） A．打下点5时小车的速度为 B．v－t图像一定是通过原点的直线 C．实验所得到的数据点都必定在v－t图线上 D．根据v－t图像可求出小车运动的加速度 【答案】AD 【详解】A．打下点5时小车的速度为，选项A正确；B．因计时起点不确定，可知v－t图像不一定是通过原点的直线，选项B错误；C．由于实验有误差，则实验所得到的数据点不一定都在v－t图线上，选项C错误；D．根据v－t图像的斜率可求出小车运动的加速度，选项D正确。 故选AD。 12．为研究试验小车沿斜面向下运动的规律，把穿过打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图甲所示。某同学用以下方法绘制了小车运动的v-t图像：先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸带下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间，最后将纸带上端中心连起来，于是得到 v-t图像，如图乙所示，已知电源的频率为50 Hz。则下列说法正确的是（　　） A．依次并排的纸条长度分别代表0.1s内、0.2s…内小车的位移大小 B．依次并排的纸条长度之比等于0.05 s、0.15s…时刻小车的速度大小之比 C．绘制v-t图像的过程中，用纸条的段数表示时间（横轴），用纸条的长度表示速度（纵轴），体现了转化放大的思想 D．图乙中所有纸条的总长度等于v-t图像与坐标轴在对应时间内围成的“面积” 【答案】BD 【详解】A．依次并排的纸带长度分别代表0~0.1s、0.1~0.2s、……时间内小车的位移的大小，故A错误；B．剪下的纸条长度表示每0.1s时间内位移的大小，由公式，由于时间间隔相同（均为0.1s），所以纸条长度可以认为表示单位时间的位移，即速度，故依次并排的纸条长度可以代表0.05 s、0.15 s、…时刻小车的速度大小，故B正确；C．用纸条的段数表示时间（横轴），用纸条的长度表示速度（纵轴），体现了等效的思想，故C错误；D．图乙中所有纸条的总长度、图像与坐标轴在对应时间内围成的“面积”均表示小车位移的大小，二者相等，故D正确。 故选BD。 三、实验题 13．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请完成下列有关问题： (1)图甲、乙分别是两种打点计时器的图片，其中甲是_____________（选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。 (2)电磁打点计时器使用的电源为_____________（选填“220”或“8”）左右交变电源，打点的时间间隔为。 (3)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 【答案】(1)电火花计时器，(2)8，(3)A 【详解】（1）由图可知，图甲是电火花计时器，图乙是电磁打点计时器。 （2）电磁打点计时器使用左右的交变电源。 （3）为了打点稳定并且有效利用纸带，在实验时应先接通电源，打点稳定后再让纸带运动。故选A。 14．在"探究小车速度随时间变化的规律"实验中： (1)下列操作正确的是 。 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．打点计时器可以使用直流电源 D．打点计时器应使用交流电源 (2)某次实验得到的纸带如图所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则打B点时小车的速度vB=_____m/s，小车的加速度a=_____m/s²（结果均保留两位有效数字）。 【答案】(1)BD，(2)0.34 0.39 【详解】（1）AB．实验中要先接通电源，等打点稳定后再释放小车，A错误，B正确； CD．打点计时器必须使用交流电源，直流电源不能使打点计时器正常工作，C错误，D正确。故选BD。 （2）打B点时小车的速度 小车的加速度 15．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，根据相关要求回答下列问题： (1)实验中，电火花打点计时器所使用的电源为______（填“直流”或“交流”）______V，若电源频率为50Hz，则它每隔______s打一个点； (2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使速度的测量值______实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）； (3)某小组在实验中取打出的纸带一部分如下图。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。则A、C两点的间距为______cm，打出D点时小车速度大小为______m/s（保留2位有效数字）。 【答案】(1)交流 220 0.02，(2)大于，(3)3.14/3.15/3.16 0.31 【详解】（1）电火花打点计时器的工作电源为交流220V的民用市电。打点周期与交流电频率互为倒数，当电源频率为50Hz时，打点间隔 （2）实际交流电频率为49Hz，真实打点周期大于0.02s，但同学仍按、默认打点周期0.02s计算速度。根据，位移是真实的，代入的时间比真实值偏小，因此速度的测量值大于实际值。 （3）刻度尺的分度值为1mm，需估读到0.1mm：A点对齐0刻度线，C点对齐3.14cm刻度，因此A、C间距为3.14cm，相邻计数点间有4个点未画出，因此相邻计数点的时间间隔为，根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，D点的速度等于CE段的平均速度：CE间距约为，因此 16．实验小组用如图装置测量小车加速度，探究加速度与力、质量的关系。小车上固定有遮光片，导轨上有光电门A、B，细线跨过轻滑轮，一端与小车相连，另一端挂有钩码，已平衡小车的运动阻力。 (1)实验中利用光电门测速度，下列说法正确的是（ ） A．遮光片宽度越大，测出的瞬时速度越准确 B．小车通过光电门的瞬时速度，用遮光片通过光电门的平均速度近似代替 C．平衡阻力时，需要挂上钩码，轻推小车 D．改变小车质量后，需要重新平衡小车的运动阻力 (2)实验中测出遮光片宽度为，小车经过光电门A挡光时间，经过光电门B挡光时间，A、B间距x。则小车加速度表达式为_________。 (3)若实验中遮光片破损，实际有效挡光宽度小于标注宽度，用标注宽度计算速度，则求得的小车加速度会_________（选填“偏大”“偏小”“不变”）；该误差属于_________（选填“偶然误差”“系统误差”）。 【答案】(1)B，(2)，(3)偏大 系统误差 【详解】（1）A．遮光片宽度越小，平均速度越接近瞬时速度，故A错误；B．用遮光片通过光电门的平均速度近似代替瞬时速度，故B正确；C．平衡阻力时不能挂钩码，只让小车（带遮光片）重力分力平衡摩擦力，不能挂钩码，故C错误；D．平衡阻力的受力，小车质量会约掉，改变小车质量不需要重新平衡阻力，故D错误。 故选B。 （2）小车经过光电门A的速度，小车经过光电门B的速度，由匀变速直线运动的速度位移公式，联立解得 （3）实际有效宽度，若计算时代入更大的标注宽度，算出的、都偏大，也偏大，最终加速度会偏大。这个误差是实验装置带来的，属于系统误差。 17．某同学用如图甲所示装置探究小车速度随时间变化的规律。 (1)下列说法正确的是________ A．实验需要垫高木板右端以补偿阻力 B．该实验还需要刻度尺和输出电压为8V的交流电源 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．先接通电源，再释放小车 (2)安装好实验装置后，按照正确的实验操作，打点计时器在纸带上打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的________（填“左”或“右”）端与小车相连。 (3)图乙中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用交变电源的频率为50Hz。则打下E点时小车的瞬时速度大小为________m/s，小车运动的加速度大小为________（结果均保留三位有效数字）。 (4)该同学将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在直角坐标系中，每段纸带的一端与横轴相重合，各段平行不重叠且无间隔地粘贴在一起。将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙所示。若相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T，用横轴表示时间t，纵轴表示，则所连直线的斜率表示________ A．各计数点的瞬时速度 B．相邻计数点的瞬时速度的变化 C．小车运动的加速度a D．小车运动的加速度的一半即 【答案】(1)D，(2)左，(3)1.10 2.00，(4)C 【详解】（1）A．该实验不需要补偿阻力，A错误；B．该实验用电火花计时器，则还需要刻度尺和输出电压为220V的交流电源，B错误；C．将接好纸带的小车停在远离滑轮处，以充分利用纸带，C错误；D．先接通电源，再释放小车，D正确。 故选D。 （2）小车做加速运动，因纸带从左到右点间距逐渐增加，可知纸带的左端与小车相连。 （3）相邻两计数点间还有4个点未画出，可知相邻两计时点间的时间间隔T=0.1s；打下E点时小车的瞬时速度大小为 小车运动的加速度大小为 （4）若纵轴表示，则根据平均速度的定义，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度得，故纵坐标为该点的瞬时速度，则所连直线的斜率为是小车运动的加速度。 故选C。 18．某同学用如左图所示的装置探究匀变速直线运动的规律，得到一条纸带如右图所示，并在上面取了 A、B、C、D、E 五个计数点，相邻两个计数点间还有 4 个点（图中没有画出），打点计时器所用电源频率为 50 Hz，打点时间间隔 T = 0.02 s。 (1)左图中打点计时器其工作时使用___________（选填“交流”或“直流”）电源，工作电压为___________V； (2)实验过程中，下列做法正确的是___________（多选） A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．释放小车前将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．释放小车前将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (3)计算打下 D 点的瞬时速度 v 公式为 v =___________（选用题中所给的物理量 T、d1、d2、d3、d4 字母表示）； (4)实验测得 d1= 1.20 cm、d2= 3.15 cm、d3 = 5.85 cm、d4  = 9.30 cm，则物体的加速度大小为 a =___________m/s²（结果保留两位有效数字）； (5)如果当时电网中交变电流的频率是 f = 51 Hz，而做实验的同学并不知道，将使加速度测量值比实际值偏___________（选填“大”或“小”），由此引起的误差属于___________（选填“偶然”或“系统”）误差； (6)“研究匀变速直线运动”实验，在算出各计数点瞬时速度后，为计算加速度，最合理的方法是___________（单选） A．根据任意两计数点的速度用公式算出加速度 B．根据实验数据画出 v–t 图像，量出其倾角，由公式求出加速度 C．根据实验数据画出 v–t 图像，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度 D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 【答案】(1)交流 220，(2)BD，(3)，(4)0.75，(5)小 系统，(6)C 【详解】（1）图示仪器为电火花计时器，按其使用要求应接交流电源。电火花计时器的额定工作电压为。 （2）A．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，先释放小车会使纸带上缺少小车开始运动阶段的点，故A错误；B．先接通电源并待打点稳定，再释放小车，能完整记录运动过程，故B正确；C．小车释放前停在靠近滑轮处会使纸带前段不能充分利用，故C错误；D．小车释放前停在靠近打点计时器处，可以充分利用纸带，故D正确。 故选BD。 （3）相邻两个计数点之间还有4个点，所以相邻计数点的时间间隔为。匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该时刻前后相等时间内的平均速度，因此由中点时刻的平均速度代替点瞬时速度，有，由图中累计位移的定义，且，所以 （4）相邻计数点的时间间隔为，由题给，相邻计数点间隔为，后续逐差计算均采用此时间间隔。对和两段相等时间间隔的位移使用逐差法，由逐差法得，图中两段位移满足，，因此，代入数据得，所以 （5）电网频率实际为时，真实打点周期小于按采用的，同一组位移差满足，计算时把时间间隔取大了，因此加速度测量值偏小。该误差由电网频率这一实验系统因素造成，属于系统误差。 （6）A．任取两个计数点的速度计算会使时间间隔过小，偶然误差影响较大，故A错误； B．-图像的倾角对应斜率，但直接量倾角还会受到坐标轴比例和读数误差影响，故B错误；C．在-图像上取相距较远的两点，用求斜率，可减小偶然误差，故C正确； D．逐段计算得到的加速度受各段测量误差影响，简单平均不是最合理的整体处理方法，故D错误。 故选C。 试卷第12页（共13页） 第2页（共13页） 学科网（北京）股份有限公司 $