高中物理練習--誤差有效數(shù)字實驗：研究勻變速直線運動

1、高中物理練習一誤差有效數(shù)字實驗：研究勻變速直線運動小題狂練小題是基礎練小題提分快1. 廣州調(diào)研某同學用電磁打點計時器測勻變速直線運動的加速度，電磁打點計時器的工作電源為.A. 220V的交流電B. 6V以下的交流電C. 220V的直流電D. 6V以下的直流電（2）實驗中打點計時器每隔0.02s打一個點，打出的紙帶如圖所示，則可大致判斷小車做（選填“勻速”或“勻變速”）直線運動，這是因為:計算小車的加速度大小a=m/sp保留兩位有效數(shù)字）.18.0mm11.0mm14.0mm答案：（1）B（2）勻變速兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差恒定0.30解析：（1）電磁打點計時器的工作電源為6V以下的交

2、流電，選項B正確.（2）根據(jù)打出的紙帶中兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差恒定，可大致判斷小車做勻變速直線運動.利用AxuaT5,7=5X0.02s=0.1s,可得小車的加速度大小a=0.30m/s:.2. 湖南省衡陽模擬在研究勻變速直線運動中，某同學用一端裝有定滑輪的長木板、小車、打點計時器（頻率為50Hz）、鉤碼、紙帶、細線組成如圖甲所示的裝置，用鉤碼拉動小車，使其做勻變速直線運動,得到如圖乙所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點未標出.圖甲圖乙（1）某同學操作實驗步驟如下，有錯誤或不需要的步驟是（填寫字母）.A. 將打點計時器固定在長木板上,并連接好電路B. 將紙帶固定在小車尾

3、部,并穿過打點計時器的限位孔c.適當抬高長木板的左端,在不掛鉤碼的情況下，輕推小車，小車能勻速運動D. 把一條細線拴在小車上，細線跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼E. 將小車移至靠近打點計時器處F. 先釋放紙帶，再接通打點計時器（2）用毫米刻度尺測量得到圖乙中A點與其他計數(shù)點間的距離為：曲=3.00cm、AC=10.16cm、徵=21.48cm、刃萬=36.95cm,則打下點時小車的速度大小為m/s；小車的加速度為m/s=4/=4X0.1X0.13. 安徽省宿州市時村中學模擬某同學在“用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出0、1、2、3、4、

4、5、6共7個計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點沒標出，其部分兩點間的距離如圖所示，完成下列問題.5.688.56'11.9515.85單位：cm電火花計時器的工作電源是（填“交流電”或“直流電”），電源電壓是V.關于打點計時器的時間間隔，下列是四位同學各自發(fā)表的看法，其中正確的是A. 電源電壓越高，每打兩個點的時間間隔就越短.（結果保留三位有效數(shù)字）答案：（1）CF（2）1.344.16解析：（1）其中不需要的步驟是C,本實驗研兗的是勻變速直線運動，是否存在摩擦阻力，對實驗沒有影響，只要加速度恒定即可；錯誤的是F,實驗時，不能先釋放紙帶,再接通打點計時器,由于小車運動較快，可能會使

5、打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，所以應該先接通電源,再釋放紙帶.（2）由于打點計時器打點的時間間隔為0.02s,相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未標出，所以相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s.根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程的平均速度，可以求出打下點時小車的瞬時速度大小：皿=笄=36芝二?6Z1ZKUJLXio*rn/s=1.34m/s,根據(jù)勻變速直線運動的推論公式Nx=a,可以求出加速度的大小，解得:X10m/s=4.16m/s".,電版c36.9510.1610.16B. 紙帶速度越大，每打兩個點的時間間隔就越短C. 打點計時器連續(xù)打兩個點的時間間隔由電源的頻

6、率決定D. 如果電源為直流電源，打點計時器連續(xù)打兩個點的時間間隔保持不變(3) 計算出打下點4時小車的瞬時速度為小車的加速度為a=.(計算結果保留三位有效數(shù)字)答案：(1)交流電220(2)C(3)0.314m/s0.499m/s3X0.124. 貴州省避義航天高級中學診斷在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中：選出實驗中所需的器材并填在橫線上(填序號). 打點計時器天平交流電源直流電源細線和紙帶鉤碼秒表木板(帶滑輪)、小車刻度尺選出的器材是：.m/s:=l.26m/s:.圖線與縱軸的交點表示計時初始的速度.5. 河南師大附中模擬研究小車做勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示,其中斜面傾角。

7、可調(diào).打點計時器的工作頻率為50Hz.紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點之間還有4個點跡未標出.圖乙（1）部分實驗步驟如下：A.測量完畢，關閉電源，取出紙帶解析：電火花計時器使用的是220V的交流電.打點計時器是使用交流電源的儀器,其打點周期與交流電的周期相同，與電壓、速度等無關，故A、B、D錯誤,C正確.(3)由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有標出，所以相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔7=0.1s,根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程的平均速度，計算出打下點4時小車的速度為力=0.11950.05682X0.1nvs0.314m/s.根據(jù)逐差法可得A36AO3372m/s'

8、;=0.499m/s2.0.1585-0.0568-0.0568 試根據(jù)紙帶上計數(shù)點間的距離，計算出打下8、C、三個點時小車的瞬時速度，則以=m/s,vc=Q.264m/s,的=0.390m/s.（保留三位有效數(shù)字） 在如圖乙所示的坐標系中作出小車的Lt圖線，并根據(jù)圖線求出a=m/s:. 將圖線延長與縱軸相交，此交點的物理意義是答案：©©（2）®0.138如圖所示1.26計時初始的速度解析：（1）在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，實驗步驟為：（a）木板平放，并使）（b）穿紙帶，掛鉤碼;滑輪伸出桌面，固定打點計時器,連接好電路；（此處所需的器材有（此處所需的

9、器材有）（c）先接通電源,然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關閉電源；（e）換紙帶，加鉤碼，再做一次；（f）處理紙帶,解出某位置的速度和運動過程的加速度.（此處所需的器材有）由實驗步驟可以看出需要的器材有©©.（2）由于相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未標出，所以相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔7=0.1s.根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度，得：=4%半m/s=0.138m/s.作圖時ZAu.10.3900.1380?2圖甲Av注意,盡量使描繪的點落在直線上，若不能落在直線上，盡量讓其分布在直線兩側(cè).則a=57=B. 接通電源,待打點計時器工作穩(wěn)定后放

10、開小車C. 將小車?？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連D. 把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔上述實驗步驟的正確順序是(用字母填寫).(2) 圖乙中標出的相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T=s.(3) 計數(shù)點5對應的瞬時速度大小的計算式為以=.(4) 為了充分利用記錄的數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計算式應為a=答案：(l)DCBA(2)0.1(3)耳？/八S1+S2+S3異解析：(1)在實驗過程中應先固定打點計時器，再放置小車，然后打開電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后再釋放小車，所以正確的順序是DCBA.(2)每隔4個點或每5個點取一個計數(shù)點時，相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔7=點sX5=0.1

11、s.(3)根據(jù)勻變速直線運動中某段時間的平均速U度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，可得蜂=馬蘭.(4)為了充分利用記錄的數(shù)據(jù)，減小誤差,乙1應采用逐差法計算加速度：立何二檢七6. 廣西欽州模擬某同學測定勻變速直線運動的加速度時,得到了在不同拉力下的刀、玖C、兒條較為理想的紙帶，并在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，即相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s,將每條紙帶上的計數(shù)點都記為0、1、2、3、4、5、，如圖所示甲、乙、丙三段紙帶,分別是從三條不同紙帶上撕下的.（1）在甲、乙、丙三段紙帶中，屬于紙帶刀的是（填“甲”、"乙”或“丙”）;（2）打紙帶時，小車的加速度大小為m/s=；（3）打點計時

12、器打計數(shù)點1時小車的速度為m/s（結果保留三位有效數(shù)字）.答案：（1）乙（2）3.11（3）0.456解析：（1）根據(jù)勻變速直線運動的特點（相鄰的等長時間間隔位移之差相等）得出：為一心=珀3處=處一知，所以屬于紙帶A的是乙；（2）根據(jù)運動學公式Nx=af,得：a=0.06110.03今今,、工ief.、士/.八、一-us、人0.0611+0.03廠福m/s-=3.11m/s-；(3)利用勻變速直線E動的推論：珂=9vn.m/s=U.U1ZKUJL0.456m/s.7. 廣東省廣州市模擬打點計時器接在50Hz的交流電源上時，每隔s打一個點.做勻變速直線運動的小車拖動紙帶穿過打點計時器,紙帶上記錄

13、的點如圖,4、B、aD、E為5個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間有4個點沒標出.已知紙帶與A點相近的一端跟小車相連，由此可知，小車的加速度大小為m/（結果保留三位有效數(shù)字），方向與小車運動方向（填“相同”或“相反”）:打下。點時，小車的瞬時速度為m/s（計算結果保留三位有效數(shù)字）.AB15.83JI)E'j單位：cm答案：0.020.740相反0.472解析：打點計時器接在50Hz的交流電源上時，每隔0.02s打一個點.因相鄰兩計數(shù)點間有4個點沒標出，則7=0.1s.已知紙帶與A點相近的一端跟小車相連，由此可知，小車的加速度為&=壬若=_*6冷*1。二刁一二一0.740m/s',

14、負號說明加速度方向與小車運動方向相反；/中間時刻的速度皿=。弋X0_m/s=o.583m/s,則打。點時，小車的瞬時速度=%+a（7+0.57）=（0.5830.740X0.15）m/s=0.472m/s.8. 河北省邢臺二中測試某同學用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度,電源頻率f=50Hz,在紙帶上打出的點中，選出零點，然后每隔4個點取1個計數(shù)點，因保存不當，紙帶被污染，如圖所示,刃、B、C、力是依次排列的4個計數(shù)點,僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離：s=16.6mm,s,=126.5mm,s=624.5mm,若無法再做實驗,可由以上信息推知：ARCD一）.二.匚云二）.廠5

15、相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為S； 打。點時物體的速度大小為m/s；（保留兩位有效數(shù)字） 物體的加速度大小為（用兄、Ss、Sc、Sd和f表示）.答案：0.12.5北&£（O解析：打點計時器打出的紙帶每隔4個點選擇一個計數(shù)點，則相鄰兩汁數(shù)點的時間間隔為7=0.1s：根據(jù)勻變速直線運動中某段時間的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度得Vc=-3=2.5m/s；由x=af,得：xSc=xAB-afyXc=Xsc'VaT=x2aT,兩式tsDZ1相加得心=2知+3波,所以a=余一sss75oa11.23°211.03O330.63。49. 廣東省茂名市模擬如圖是某同學研

16、究小球下落時的頻閃照片，頻閃儀每隔0.Is閃光一次并進行拍照.照片中小球靜止時在位置1,某時刻釋放小球，下落中的小球各位置與位置1的距離如圖中所標的數(shù)據(jù)（單位：cm）.實驗過程正確，但該同學發(fā)現(xiàn)圖中數(shù)據(jù)存在以下問題：根據(jù)A=§gf=&X9.8X0.fm=4.90cm,而圖中標出的位置1和位置2間的距離為1.23cm,比4.90cm小很多，你對此問題的解釋是.下落中小球在位置3的速度大小為m/s,小球做自由落體運動的加速度大小為m/s:.(計算結果保留三位有效數(shù)字)答案：小球在位置2時下落的時間小于0.1s1.479.80解析：根據(jù)8X0.fm=4.90cm,而位置1和位置2的

17、距離為1.23cm,比4. 90cm小很多，由此可知,頻閃儀拍位置1時，小球并沒有立即開始下落，導致小球在位置2時下落的時間小于0.Is；從上向下，給小球編號，即為1、2、3、4；那么3是2與4的中間時刻，故-3=務地=(30.641.23)cm=29.4cm=29.4X10-2m,每相鄰兩個位置間的時間間隔t乙V294X10由圖(b)可知，小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運動的.該小組同學根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動.小車運動到圖(b)中刀點位置時的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2.(結果均保留2位有效數(shù)字)答案：(1)從右向左(2)0.190.037解析：(

18、1)由于小車在水平桌面上運動時必然受到阻力作用，做勻減速直線運動，相鄰水滴=0.1s,代入數(shù)據(jù)得：*=1m/s=1.47m/s,設2到3間的位移為&3到4間的位移Z/XU.1為為由勻變速直線運動的推論：Nx=a£得：壬一¥=gf,(注意：*是發(fā)生擊或壬這個位移所用的時間)t=Q.1s,代入數(shù)據(jù)得：(30.63-11.03)-(11.03-1.23)X10-2(m)=gX(0.1s):,解得:g=9.80m/s:.10. 2017-全國卷I某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間.實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖(a)所示.實驗時，保

19、持桌面水平，用手輕推一下小車.在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置.(已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴)圖(b)（時間間隔相同）的位置間的距離逐漸減小，所以由題圖（b）可知，小車在桌面上是從右向左運動的.（2）滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴,其滴水的時間間隔為丁=*4=|s.根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，可得小車運動到題圖（b）中A點位置時的速度大小為以=0117+0133-一廠廠一（m/s）0.19m/s.由x=aT和逐差法可得，小車運動的加速度大小為a=(m/s')2。.037m/s'.0.150-0.1

20、17+0.133-0.100出4呷1郵葉L-|忡桓200102015答案：49.104.702解析：根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則，該圓柱體的長度為49mm+2X0.05mm=49.10mm,根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則，圓柱體橫截面的直徑為4.5mm+20.2X0.01mm=4.702mm.4. 某同學在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗時，打點計時器所用電源的頻率是50Hz,在實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，他把某一點記作0,再選依次相鄰的6個點作為測量點，分別標以刀、B、C、D、£和？;如圖甲所示.()AU(:1)E.乙(1) 如果測得C、。兩點相距2.70cm,Af兩點相距2.90cm,

21、則在打果點時小車的速度是m/s.(計算保留三位有效數(shù)字)(2) 該同學分別算出打各點時小車的速度，然后根據(jù)數(shù)據(jù)在v-t坐標系中描點(如圖乙所示)，由此可求得小車的加速度a=m/s2.(計算保留三位有效數(shù)字)答案：(1)1.40(2)5.00解析：打計數(shù)點時小車的瞬時速度，=尊絲=W=/xi()Ym/s=1.40m/s.Z1Uuz人z(2)將點連成平滑直線如圖丙所示，由圖象的斜率，得普m/s:=5.00zariua.iu24681012/(xio-：s)丙5. 一位同學在研究小球自由落體運動時，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示.已知閃光周期為二s,測得a：=7.68cm,.V3=12.00

22、cm,用上述數(shù)據(jù)通過計算可得小球運動的加速度約為m/s2,圖中壬為cm.答案：9.729.84解析：由火3代入數(shù)據(jù)解得a=9.72m/s:.x：x、=2af,所以xz=xl-2af=.84cm.6. 光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結構如圖甲所示,a、3分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結束的時間記錄下來.現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測量滑塊和長木板間的動摩擦因數(shù)，圖中是水平桌面，。是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘，實驗時

23、，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0X10-2s和4.0X10-3s.用精度為0.05mm的游標卡尺測量滑塊的寬度為H=1.010cm.(1)滑塊通過光電門1時的速度3=m/s,滑塊通過光電門2時的速度晚=m/s(結果保留兩位有效數(shù)字).(2) 由此測得的瞬時速度k和a只是一個近似值，它們實質(zhì)上是通過光電門1和2時的，要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將的寬度減小一些.(3) 為了計算出滑塊的加速度，除了測量注、和為之外，還需要測量.則用這些物理量計算加速度的表達式為a=.答案：(1)1.02.5(2)平均速度滑塊滑塊由光電門1運動至光電門2所

24、用時間t或兩光電門之間的距離xdtxtzttit2解析：（1）%=;=1.Om/s；v2=2.5m/s.（2）*、w實質(zhì)上是滑塊通過光電門1和2的平均速度,要使瞬時速度的測量值更接近于真實值,可將滑塊的寬度減小一些.為了計算出滑塊的加速度，除了測量、甬口侖之外，還需要測量的物理量有兩種方案.方案一：測滑塊由光電門1運動至光電門2所用時間由v2=vt+at得3="-'匚匚.ttjL2222方案二：測兩光電門之間的距離X,由u；T=2ax得.2xtitz7. 在“利用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度”實驗中，打點計時器接在50Hz低壓交流電源上，某同學在打出的紙帶上按打點的先

25、后順序每5個點取一個計數(shù)點,共取了A.玖C、D、萬五個計數(shù)點（整條紙帶寬度相同）.從點開始在每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成四段（分別為a、b、c.注段），將這四段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在坐標系中，如圖所示.血尸，即xlXn=(mn)",有m/s12=lm/s2.8. 利用圖甲裝置研兗滑塊在斜面上的運動，其中光電門的位置可移動，讓帶有寬度為的遮光片的滑塊自斜面上同一位置自由下滑，與光電門相連的計時器可以顯示出遮光片通過光電門所用的時間并用刻度尺測量滑塊到光電門之間的距離s,改變光電門的位置進行多次測量,利用所得數(shù)據(jù)描繪出（§'一s圖象,如圖乙所示.（1）若用某工具

26、測量遮光片寬度的讀數(shù)為"=2.40mm,則所用工具為.A. 最小分度為毫米的刻度尺B. 10分度游標卡尺C. 20分度游標卡尺D. 螺旋測微器（2）滑塊沿斜面下滑的加速度大小為m/s2.（保留兩位有效數(shù)字）（3）若斜面傾角"=53°，重力加速度大小為g=10m/s:,sin53°=0.8,cos53°=0.6,則滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)=.（結果保留一位有效數(shù)字）答案：（1）C（2）5.0（3）0.5解析：（1）讀數(shù)結果以毫米為單位，由讀數(shù)規(guī)則知：最小分度為毫米的刻度尺及10分度游標卡尺的小數(shù)點后只有1位數(shù)字,20分度游標卡尺的小數(shù)點后有2位數(shù)

27、字，螺旋測微器的小數(shù)點后有3位數(shù)字，所以所用工具為20分度游標卡尺,C正確.（2）滑塊經(jīng)過光電門時的速度大小為/=£,滑塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動，其速度大小滿足K=2as,所以'一s圖線的斜率大小為加速度大小的2倍，所以滑塊的加速度大小為a=5.0m/s2.（3）由牛頓第.z.,/ngsin0白/ngcos°小、二定律知3=，代入數(shù)值得=0.5.m9. 在“探究滑塊速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中.（1）某同學采用如圖甲所示的裝置進行實驗，則實驗中（選填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力,（選填“需要”或“不需要”）確保重物質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量.（2）該同學在

28、研究滑塊運動時打出了一條紙帶，如圖乙所示.在紙帶上，連續(xù)5個點取一個計數(shù)點，依先后順序標為0、1、2、（圖中只畫出前4個計數(shù)點及刻度尺對應關系），已知相鄰兩個計數(shù)點間時間間隔為0.1s,距離為X、彤、脂、，并畫出xf圖線如圖丙所示（其中橫坐標數(shù)值表示第個0.1s）.則圖乙中脂=cm,滑塊的速度隨時間（選填“均勻變化”或“恒定不變”），計數(shù)點2對應的滑塊速度大小為m/s,滑塊的平均加速度大小為m/s"保留兩位有效數(shù)字）.56TernUII67crn0123456認xO.ls)圖丙答案：（1）不需要不需要（2）3.45（3.443.46）均勻變化0.31.0解析：（1）本題探究滑塊速度隨

29、時間變化的規(guī)律，速度和加速度均由紙帶上的數(shù)據(jù)求得，乂因滑塊受不受摩擦力均做勻變速運動，所以不需要平衡摩擦力；實驗中也不需要確保重物質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量.（2）由題圖乙可知&=2.45cm、股=3.45cm,由at圖線可知在相同時間A公內(nèi)位移的增加量相同，所以滑塊的速度是均勻變化的，計數(shù)點2對應的速度大小為陽=壬孚,解得乃=0.30m/s,由Nx=aT得平均加速度大小為a=l.0m/s為完成實驗,除圖示裝置提供的器材外還需要的器材有和.用圖中所示的實驗裝置做實驗，測得小球開始下落的位置與的高度差為120.00cm,手動敲擊的同時開始計時，到第80個小球撞擊所時測得總時間為40.0s,可求得重力加速度g=m/s：（結果保留兩位有效數(shù)字）.若該同學測得的重力加速度偏小,可能的原因是.A.手動敲擊所時提前計時.10. 利用自由落體運動可測量重力加速度.某同學利用如圖所示的實驗裝置進行實驗，圖中的步為可恢復彈簧片,所與觸頭接觸，開始實驗時需要手動敲擊M斷開電路，使電磁鐵失去磁性釋放第一個小球，小球撞擊，時電路斷開，下一個小球被釋放.B. 手動敲擊"時延后計時C. 記錄撞擊莎的小球個數(shù)時少數(shù)了一個D. 記錄撞