2025年高考物理復(fù)習(xí)一：研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律（含解析）

PAGE8-實(shí)驗(yàn)搶分專(zhuān)練(一)研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律(40分鐘50分)1.(8分)用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)打出了如圖所示的一條紙帶。(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是________V的交變電源;計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次得到了O、A、B、C、D幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn);

(2)小車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則紙帶的________(選填“左”或“右”)端與小車(chē)相連;

(3)用刻度尺量得OA=1.20cm,OB=2.80cm,OC=4.80cm,OD=7.20cm,打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為_(kāi)_________m/s,紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)_________m/s2;

(4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率變大,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值比實(shí)際值__________(選填“偏大”或“偏小”);如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比__________(選填“偏大”“偏小”或“不變”);

(5)關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用,下列說(shuō)法正確的是__________。

A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是8V的直流電源B.在測(cè)量物體速度時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后讓物體運(yùn)動(dòng)C.使用的電源頻率越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔越小D.電源的電壓越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小2.(8分)某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度,其操作步驟如下:A.按照?qǐng)D甲的裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材;B.將電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的“8V交流輸出”擋位上;C.先釋放紙帶,之后閉合開(kāi)關(guān)接通電源,打出一條紙帶;D.多次正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從打出的紙帶中選取較理想的一條如圖乙所示,在紙帶上打點(diǎn)清晰的區(qū)間上取連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)1、2、3、4、…,測(cè)得點(diǎn)1到點(diǎn)2、3、4、…的距離分別為h1、h2、h3、…E.根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)算出重力加速度。(1)上述步驟中有錯(cuò)誤的是__________(填相應(yīng)步驟前的字母);

(2)若從打點(diǎn)1時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),點(diǎn)2、3、4、…對(duì)應(yīng)時(shí)刻分別為t1、t2、t3、…,求得v2=h1t1、v3=h2t2、v4=h3t3、…,作出v-t圖像如圖丙所示,圖線(xiàn)的斜率為k,在縱軸上的截距為b,可知打下點(diǎn)1時(shí)重物的速度v13.(8分)(2023·綿陽(yáng)模擬)光電計(jì)時(shí)器是一種常用的計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示出物體的擋光時(shí)間。現(xiàn)在某滑塊在斜面上滑行,先后通過(guò)光電門(mén)1和2,計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1=5×10-2s,t2=3×10-2s,從光電門(mén)1到光電門(mén)2所經(jīng)歷的總時(shí)間Δt=0.15s,用分度值為1mm的刻度尺測(cè)量小滑塊的長(zhǎng)度為d,示數(shù)如圖乙所示。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得滑塊的長(zhǎng)度d為_(kāi)_______cm,滑塊通過(guò)光電門(mén)1的速度v1為_(kāi)_______m/s,滑塊通過(guò)光電門(mén)2的速度v2為_(kāi)_______m/s,滑塊的加速度大小為_(kāi)_______m/s2。(最后兩空結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

4.(8分)(2023·保定模擬)學(xué)校物理興趣小組在暗室中用如圖甲所示的裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?shí)驗(yàn)器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀。實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.在漏斗內(nèi)盛滿(mǎn)水,旋松螺絲夾子,使水滴以一定的頻率一滴滴落下;B.用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率,直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴;C.用豎直放置的米尺測(cè)得各水滴所對(duì)應(yīng)的刻度;D.采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。(1)在步驟B中,當(dāng)看到有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí),頻閃儀的閃光頻率_______(選填“大于”“小于”或“等于”)水滴滴落的頻率。

(2)若觀(guān)察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)頻閃儀的閃光頻率為12.5Hz,讀出其中幾個(gè)連續(xù)的水滴的距離關(guān)系如圖乙所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮=__________m/s2,第3個(gè)水滴此時(shí)的速度大小v3=__________m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)該實(shí)驗(yàn)引起系統(tǒng)誤差的原因可能是__________________(寫(xiě)出一條即可)。5.(9分)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①如圖(a),將光電門(mén)固定在斜面下端附近:將一擋光片安裝在滑塊上,記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置,令滑塊從斜面上方由靜止開(kāi)始下滑;②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí),用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線(xiàn)被擋光片遮住的時(shí)間Δt;③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度,如圖(b)所示;v表示滑塊在擋光片遮住光線(xiàn)的Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度大小,求出v;④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同,令滑塊由靜止開(kāi)始下滑,重復(fù)步驟②、③;⑤多次重復(fù)步驟④;⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出v-Δt圖像,如圖所示。完成下列填空:(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門(mén)時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小,則v與vA、a和Δt的關(guān)系式為v=__________。

(2)由圖可求得vA=________m/s,a=________m/s2(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。

6.(9分)(2023·鄂州模擬)如圖甲所示,小明將一小球從斜面頂端水平彈出使其做平拋運(yùn)動(dòng),為了研究小球平行于斜面方向的分運(yùn)動(dòng)規(guī)律,將頻閃相機(jī)正對(duì)斜面拍攝,得到小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的頻閃照片,并測(cè)算出小球沿平行斜面方向的運(yùn)動(dòng)距離如圖乙所示,已知頻閃相機(jī)的頻閃頻率為20Hz。(1)頻閃照片中相鄰兩個(gè)位置的時(shí)間間隔為_(kāi)_________s;

(2)小明由圖乙判斷小球平行斜面方向的分運(yùn)動(dòng)為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),他作出該判斷的理由是:______________________;

(3)由圖乙可計(jì)算出小球平行斜面方向的分運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)_________m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

解析版1.(8分)用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)打出了如圖所示的一條紙帶。(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是________V的交變電源;計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次得到了O、A、B、C、D幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn);

(2)小車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則紙帶的________(選填“左”或“右”)端與小車(chē)相連;

(3)用刻度尺量得OA=1.20cm,OB=2.80cm,OC=4.80cm,OD=7.20cm,打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為_(kāi)_________m/s,紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)_________m/s2;

(4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率變大,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值比實(shí)際值__________(選填“偏大”或“偏小”);如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比__________(選填“偏大”“偏小”或“不變”);

(5)關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用,下列說(shuō)法正確的是__________。

A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是8V的直流電源B.在測(cè)量物體速度時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后讓物體運(yùn)動(dòng)C.使用的電源頻率越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔越小D.電源的電壓越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小【解析】(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V的交變電源;(2)小車(chē)從靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離變大,可知小車(chē)與紙帶的左端相連;(3)打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為vB=OC-OA2T=由逐差法得加速度大小為a=BD-OB4T2=7.20(4)如果在實(shí)驗(yàn)中,交流電的頻率變大,那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小,根據(jù)Δx=aT2得,測(cè)量的加速度值與真實(shí)的加速度值相比偏小;加速度計(jì)算與電壓無(wú)關(guān),所以加速度測(cè)量值與實(shí)際值相比不變;(5)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是8V的交變電源,故A錯(cuò)誤;為了充分利用紙帶,在測(cè)量物體速度時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后讓物體運(yùn)動(dòng),故B正確;由T=1f可知,使用的電源頻率越高,打點(diǎn)的時(shí)間間隔越小,故C正確;打點(diǎn)的時(shí)間間隔與電壓無(wú)關(guān),故D答案:(1)220(2)左(3)0.180.40(4)偏小不變(5)B、C2.(8分)某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度,其操作步驟如下:A.按照?qǐng)D甲的裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材;B.將電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的“8V交流輸出”擋位上;C.先釋放紙帶,之后閉合開(kāi)關(guān)接通電源,打出一條紙帶;D.多次正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從打出的紙帶中選取較理想的一條如圖乙所示,在紙帶上打點(diǎn)清晰的區(qū)間上取連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)1、2、3、4、…,測(cè)得點(diǎn)1到點(diǎn)2、3、4、…的距離分別為h1、h2、h3、…E.根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)算出重力加速度。(1)上述步驟中有錯(cuò)誤的是__________(填相應(yīng)步驟前的字母);

(2)若從打點(diǎn)1時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),點(diǎn)2、3、4、…對(duì)應(yīng)時(shí)刻分別為t1、t2、t3、…,求得v2=h1t1、v3=h2t2、v4=h3t3、…,作出v-t圖像如圖丙所示,圖線(xiàn)的斜率為k,在縱軸上的截距為b,可知打下點(diǎn)1時(shí)重物的速度v1【解析】(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是220V交流電源;實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放紙帶,有錯(cuò)誤的步驟是B、C。(2)題圖丙中的圖線(xiàn)縱軸截距是0時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度,即表示打下點(diǎn)1時(shí)重物的速度。平均速度表示各段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,以平均速度v為縱坐標(biāo),相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的兩倍為橫坐標(biāo),則v-t圖線(xiàn)的斜率的2倍表示重力加速度,即g=2k。答案:(1)B、C(2)b2k3.(8分)(2023·綿陽(yáng)模擬)光電計(jì)時(shí)器是一種常用的計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示出物體的擋光時(shí)間?，F(xiàn)在某滑塊在斜面上滑行,先后通過(guò)光電門(mén)1和2,計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1=5×10-2s,t2=3×10-2s,從光電門(mén)1到光電門(mén)2所經(jīng)歷的總時(shí)間Δt=0.15s,用分度值為1mm的刻度尺測(cè)量小滑塊的長(zhǎng)度為d,示數(shù)如圖乙所示。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得滑塊的長(zhǎng)度d為_(kāi)_______cm,滑塊通過(guò)光電門(mén)1的速度v1為_(kāi)_______m/s,滑塊通過(guò)光電門(mén)2的速度v2為_(kāi)_______m/s,滑塊的加速度大小為_(kāi)_______m/s2。(最后兩空結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

【解析】滑塊的長(zhǎng)度為d=8.45cm-4.00cm=4.45cm;通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短,故可用通過(guò)光電門(mén)的平均速度代替瞬時(shí)速度,可知通過(guò)光電門(mén)1和2的速度分別為v1=dt1=0.89m/s,v2=dt滑塊的加速度大小為a=v2-v1Δ答案:4.450.891.483.934.(8分)(2023·保定模擬)學(xué)校物理興趣小組在暗室中用如圖甲所示的裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?shí)驗(yàn)器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀。實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.在漏斗內(nèi)盛滿(mǎn)水,旋松螺絲夾子,使水滴以一定的頻率一滴滴落下;B.用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率,直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴;C.用豎直放置的米尺測(cè)得各水滴所對(duì)應(yīng)的刻度;D.采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。(1)在步驟B中,當(dāng)看到有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí),頻閃儀的閃光頻率_______(選填“大于”“小于”或“等于”)水滴滴落的頻率。

(2)若觀(guān)察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)頻閃儀的閃光頻率為12.5Hz,讀出其中幾個(gè)連續(xù)的水滴的距離關(guān)系如圖乙所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮=__________m/s2,第3個(gè)水滴此時(shí)的速度大小v3=__________m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)該實(shí)驗(yàn)引起系統(tǒng)誤差的原因可能是__________________(寫(xiě)出一條即可)?！窘馕觥?1)當(dāng)頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時(shí),可看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴。(2)頻閃儀的閃光頻率為12.5Hz,則閃光周期為T(mén)=1f=1由逐差法可知Δh=h35-h13=g(2T)2解得重力加速度g=h35-h13(2T)第3個(gè)水滴此時(shí)的速度大小v3=v24=h242T=(3)由于空氣阻力對(duì)水滴的作用,水滴不是嚴(yán)格的自由落體;或者滴水的頻率改變了,都會(huì)產(chǎn)生誤差。答案:(1)等于(2)9.62.3(3)存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化)5.(9分)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①如圖(a),將光電門(mén)固定在斜面下端附近:將一擋光片安裝在滑塊上,記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置,令滑塊從斜面上方由靜止開(kāi)始下滑;②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí),用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線(xiàn)被擋光片遮住的時(shí)間Δt;③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度,如圖(b)所示;v表示滑塊在擋光片遮住光線(xiàn)的Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度大小,求出v;④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同,令滑塊由靜止開(kāi)始下滑,重復(fù)步驟②、③;⑤多次重復(fù)步驟④;⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出v-Δt圖像,如圖所示。完成下列填空:(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門(mén)時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小,則v與vA、a和Δt的關(guān)系式為v=__________。

(2)由圖可求得vA=________m/s,a=________m/s2(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。

【解析】(1)設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門(mén)的速度為v,則由速度-時(shí)間關(guān)系可知v=vA+aΔt且v=v聯(lián)立解得v=vA+12aΔ(2)將圖線(xiàn)延長(zhǎng)交縱軸52.16cm/s處,即為vA=0.522m/s圖線(xiàn)的斜率k=12a=53.6-即a=0.160m/s2答案:(1)vA+12aΔt(2)0.5220.6.(9分)(2023·鄂州模擬)如圖甲所示,小明將一小球從斜面頂端水平彈出使其做平拋運(yùn)動(dòng),為了研究小球平行于斜面方向的分運(yùn)動(dòng)規(guī)律,將頻閃相機(jī)正對(duì)斜