高中數(shù)學(xué)《高中全程學(xué)習(xí)方略》2025版必修第一冊(cè)必修第一冊(cè)課時(shí)過(guò)程性評(píng)價(jià)九　自由落體運(yùn)動(dòng)含答案

高中數(shù)學(xué)《高中全程學(xué)習(xí)方略》2025版必修第一冊(cè)必修第一冊(cè)課時(shí)過(guò)程性評(píng)價(jià)九自由落體運(yùn)動(dòng)含答案九自由落體運(yùn)動(dòng)(40分鐘80分)【基礎(chǔ)全面練】1.(6分)嫦娥奔月蘊(yùn)含著中華兒女千年的飛天夢(mèng)想,隨著我國(guó)“嫦娥計(jì)劃”的逐步進(jìn)展,奔月的夢(mèng)想即將成為現(xiàn)實(shí)。某校物理興趣小組收集了月球表面的許多資料,如①?zèng)]有空氣;②重力加速度約為地球表面的16;③沒(méi)有磁場(chǎng)……并設(shè)想登上月球后,完成如下實(shí)驗(yàn):在空中從同一高度同時(shí)自由釋放氫氣球和鉛球,忽略地球和其他星球的影響,你認(rèn)為以下說(shuō)法正確的是 (A.氫氣球和鉛球都處于飄浮狀態(tài)B.氫氣球和鉛球都將下落,且同時(shí)落地C.氫氣球?qū)⒓铀偕仙?鉛球加速下落D.氫氣球和鉛球都將下落,但鉛球先落到地面【解析】選B。氫氣球和鉛球都受到月球引力,且因月球表面沒(méi)有空氣,不受浮力,因此不會(huì)處于飄浮狀態(tài),故A錯(cuò)誤;月表的重力加速度為地表的162.(6分)(多選)伽利略相信,自然界的規(guī)律是簡(jiǎn)單明了的,他從這個(gè)信念出發(fā),猜想做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的速度應(yīng)該是均勻變化的,為驗(yàn)證自己的猜想,他做了“斜面實(shí)驗(yàn)”,發(fā)現(xiàn)銅球在斜面上運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的平方成正比,改變銅球的質(zhì)量或增大斜面傾角,上述規(guī)律依然成立,于是,他外推到傾角為90°的情況,得出落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。結(jié)合以上信息,判斷下列說(shuō)法正確的是 ()A.伽利略通過(guò)“斜面實(shí)驗(yàn)”來(lái)研究落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是為了便于測(cè)量速度B.伽利略通過(guò)“斜面實(shí)驗(yàn)”來(lái)研究落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是為了便于測(cè)量時(shí)間C.由“斜面實(shí)驗(yàn)”的結(jié)論可知,銅球運(yùn)動(dòng)的速度隨位移均勻增大D.由“斜面實(shí)驗(yàn)”的結(jié)論可知,銅球運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻增大【解析】選B、D。自由落體運(yùn)動(dòng)下落很快,不易計(jì)時(shí),伽利略讓銅球沿阻力很小的斜面滾下,延長(zhǎng)了銅球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,“沖淡”了重力的作用,便于測(cè)量時(shí)間,由“斜面實(shí)驗(yàn)”可知,銅球在斜面上運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的平方成正比,由公式v=2ax3.(6分)(體育運(yùn)動(dòng))高郵毽球隊(duì)曾代表江蘇隊(duì)參加全國(guó)比賽并獲得冠軍。如圖為某同學(xué)將毽子豎直踢到距離地面1m高處(g取10m/s2),關(guān)于毽子下落運(yùn)動(dòng)的有關(guān)估算合理的是 ()A.落地時(shí)的速度大小約為5m/sB.落地時(shí)的速度大小約為4m/sC.從最高點(diǎn)到落地的時(shí)間約為0.3sD.從最高點(diǎn)到落地的時(shí)間約為0.4s【解析】選B。把毽子下落運(yùn)動(dòng)看作自由落體運(yùn)動(dòng),可得落地時(shí)的速度大小為v=2gh=25m/s≈4.5m/s,考慮到一定的空氣阻力作用,故毽子落地時(shí)的速度大小約為4m/s,A錯(cuò)誤,B正確;自由下落1m的時(shí)間為t=2hg4.(6分)高空墜物會(huì)對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危害。如果一只花盆從45m高處的陽(yáng)臺(tái)意外墜落,忽略空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則花盆落到地面所需時(shí)間為 ()A.1s B.3s C.5s D.7s【解析】選B。根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有h=12gt2,得t【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,某足球高手在顛球過(guò)程中腳部幾乎不動(dòng),圖示時(shí)刻足球恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)(g取10m/s2),估算足球剛被顛起時(shí)的初速度大小是 ()A.1m/s B.2m/sC.3m/s D.6m/s【解析】選C。估計(jì)球上升的最大高度h=0.5m,由豎直上拋(勻變速直線)運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系式v02=2gh得,初速度v0=2gh5.(6分)如圖所示為高中物理必修一課本封面上的沙漏照片。若近似認(rèn)為砂粒隨時(shí)間均勻漏下且砂粒下落的初速度為0,不計(jì)砂粒間下落時(shí)的相互影響,不計(jì)空氣阻力。已知出口下方0~1cm范圍內(nèi)有20顆砂粒,重力加速度g取10m/s2。對(duì)于還在下落過(guò)程中的砂粒,下列說(shuō)法正確的是 ()A.一顆砂粒下落過(guò)程的第2個(gè)0.1s內(nèi)的位移大小為5cmB.一顆砂粒下落0.1s時(shí)的速度與下落0.2s時(shí)的速度之比為1∶2C.一顆砂粒下落1cm處的速度與下落2cm處的速度之比為1∶2D.出口下方1~4cm范圍的砂粒數(shù)約為18顆【解析】選B。一顆砂粒下落0.1s的位移為x1=12gt12=5cm,下落0.2s的位移為x2=12gt22=20cm,下落過(guò)程的第2個(gè)0.1s內(nèi)的位移大小為Δx=x2-x1=15cm,A錯(cuò)誤;一顆砂粒下落0.1s的速度為v1=gt1=1m/s,下落0.2s的速度為v2=gt2=2m/s,一顆砂粒下落0.1s時(shí)的速度與下落0.2s時(shí)的速度之比為v1v2=12,B正確;根據(jù)v2=2gh,可得下落1cm處的速度與下落2cm處的速度之比為v3v4=h1h2=12,C錯(cuò)誤;砂粒從開(kāi)始下落,到下落1cm處所用時(shí)間為t'1=2h1g=550s,砂粒從開(kāi)始下落到下落4cm處所用時(shí)間為t'2=2h'2g=6.(6分)(2024·昆明高一檢測(cè))游樂(lè)場(chǎng)內(nèi)的“穿越云霄”游樂(lè)項(xiàng)目如圖所示,座艙從最高點(diǎn)下降,先做自由落體運(yùn)動(dòng),后勻減速至停止,取向下為正方向,則以下v-t圖像能反映座艙上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程的是 ()【解析】選B。依題意,取向下為正方向,座艙先做自由落體運(yùn)動(dòng),速度豎直向下,且均勻增加,其圖像為第一象限中過(guò)原點(diǎn)的一段直線,后勻減速至停止其圖像為第一象限向下傾斜的一段直線。B正確;A、C、D錯(cuò)誤?！揪C合應(yīng)用練】7.(6分)(多選)甲、乙兩個(gè)小鐵球從不同高度做自由落體運(yùn)動(dòng),同時(shí)落地,下列表示這一過(guò)程的位移—時(shí)間圖像和速度—時(shí)間圖像中正確的是 ()【解析】選A、D。甲、乙兩個(gè)小鐵球從不同高度做自由落體運(yùn)動(dòng),則運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同,高度高的,位移大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),但同時(shí)落地,說(shuō)明高度高的先釋放,A正確,B錯(cuò)誤;都做自由落體運(yùn)動(dòng),加速度相同,則v-t圖像的斜率相同,運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同,C錯(cuò)誤,D正確。8.(6分)(多選)小球從空中自由下落,與水平地面相碰后彈到空中某一高度,其v-t圖像如圖所示,下列判斷正確的是 ()A.小球下落的高度為1.25mB.小球能彈起的最大高度為0.9mC.小球第一次反彈后瞬時(shí)速度的大小為5m/sD.小球下落的最大速度為5m/s【解析】選A、D。小球下落的高度等于在0~0.5s時(shí)間內(nèi)圖線與橫軸所圍的面積,則h1=5×0.52m=1.25m,選項(xiàng)A正確;小球能彈起的最大高度等于在0.5~0.8s時(shí)間內(nèi)圖線與橫軸所圍的面積大小,h2=3×0.39.(6分)(多選)(2024·寧德高二檢測(cè))兩位同學(xué)分別在塔的不同高度用兩個(gè)輕重不同的球做自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),已知甲球重力是乙球重力的2倍,釋放甲球處的高度是釋放乙球處高度的2倍,不計(jì)空氣阻力,則 ()A.甲球下落的加速度是乙球的2倍B.甲、乙兩球下落的加速度相等C.甲、乙兩球落地時(shí)的速度相等D.甲、乙兩球各落下1s時(shí)(均未落地)的速度相等【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1)球做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為g;(2)通過(guò)v2=2gh判斷兩球落地時(shí)的速度大小;(3)通過(guò)v=gt比較兩球各下落1s時(shí)的速度大小。【解析】選B、D。甲、乙兩球都做自由落體運(yùn)動(dòng),加速度都為g,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)速度與位移關(guān)系式v2=2gh知,兩球下落的高度不同,則落地時(shí)的速度不相等,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)v=gt知,經(jīng)過(guò)1s時(shí)兩球的速度相等,故選項(xiàng)D正確。10.(10分)(實(shí)驗(yàn)探索)某物理興趣小組通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)量重力加速度。該小組利用手機(jī)某軟件中的聲學(xué)秒表功能記錄物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。該小組在鐵架臺(tái)上固定一個(gè)鐵圈,充入空氣的氣球下方懸掛一個(gè)物體,放在鐵圈上,如圖甲所示。用針刺破氣球時(shí)發(fā)出爆破音,手機(jī)上的傳感器接收到聲音信號(hào)開(kāi)始計(jì)時(shí),物體同時(shí)做自由下落,物體落地后發(fā)出聲音,傳感器再次接收到信號(hào)停止計(jì)時(shí),記錄了物體下落的時(shí)間t,如圖乙所示。(1)為了減小誤差,物體應(yīng)選________。(填入正確選項(xiàng)前的字母)

A.木塊 B.鐵塊 C.塑料塊(2)為了測(cè)得物體下落的加速度,還需要的實(shí)驗(yàn)器材有________。(填入正確選項(xiàng)前的字母)

A.天平(對(duì)應(yīng)測(cè)量符號(hào)m)B.刻度尺(對(duì)應(yīng)測(cè)量符號(hào)h)(3)重力加速度的表達(dá)式為_(kāi)___________(用測(cè)量的物理量符號(hào)表達(dá));

(4)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,改變鐵圈的固定位置,多次測(cè)量,以t2為橫坐標(biāo),________為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,圖線的斜率為重力加速度。

【解析】(1)物體在下落過(guò)程中,盡量減小受到的阻力,則物體選鐵塊,故B正確。(2)為測(cè)得物體下落的加速度,必須用到刻度尺來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度,結(jié)合聲學(xué)秒表功能記錄的時(shí)間0.660s,即可求解重力加速度,而天平不需要,故B正確。(3)該實(shí)驗(yàn)是根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式h=12gt2來(lái)求重力加速度,由公式可推得:g=2(4)根據(jù)原理公式可知以t2為橫坐標(biāo),2h為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,圖線的斜率為重力加速度。答案:(1)B(2)B(3)g=2ht2【拓展創(chuàng)新練】11.(16分)(2024·深圳高一檢測(cè))如圖所示,一個(gè)小孩在公園里玩“眼疾手快”游戲。游戲者需接住從支架頂部隨機(jī)落下的圓棒。已知支架頂部距離地面2.3m,圓棒長(zhǎng)0.4m,小孩站在支架旁邊,手能觸及所有圓棒的下落軌跡的某一段范圍AB,上邊界A距離地面1.1m,下邊界B距離地面0.5m。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。求:(1)圓棒下落到A點(diǎn)所用的時(shí)間t1;(2)圓棒通過(guò)AB所用的時(shí)間t2;(3)結(jié)合軌跡反應(yīng)時(shí)間(判斷圓棒下落軌跡的時(shí)間)和握棒反應(yīng)時(shí)間(圓棒經(jīng)過(guò)某點(diǎn)的時(shí)間)應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)知識(shí)簡(jiǎn)要分析在A點(diǎn)和B點(diǎn)接棒各自的優(yōu)缺點(diǎn)。【解析】(1)圓棒底部距離A點(diǎn)高度h1=2.3m-0.4m-1.1m=0.8m圓棒做自由落體運(yùn)動(dòng)下落到A點(diǎn)時(shí)由h1=12gt12代入數(shù)據(jù)解得t1(2)圓棒通過(guò)AB的過(guò)程即圓棒底部到達(dá)A點(diǎn)和圓棒頂端離開(kāi)B點(diǎn)這一過(guò)程,可知圓棒底部到達(dá)A點(diǎn)的速度為v1=gt1=4m/s圓棒通過(guò)AB下落的高度為h2=1.1m-0.5m+0.4m=1.0m圓棒通過(guò)AB過(guò)程由h2=v1t2+12g代入數(shù)據(jù)解得t2=0.2s(3)A點(diǎn)握棒的優(yōu)點(diǎn):圓棒下落到A點(diǎn)時(shí)速度較小,通過(guò)A點(diǎn)所用的時(shí)間稍長(zhǎng),如果握棒反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),也利于抓住圓棒;A點(diǎn)握棒的缺點(diǎn):圓棒下落到A點(diǎn)所用時(shí)間較短,若反應(yīng)速度較慢,很容易錯(cuò)過(guò)抓棒機(jī)會(huì);B點(diǎn)握棒的優(yōu)點(diǎn):圓棒下落到B點(diǎn)所用時(shí)間較長(zhǎng),如果反應(yīng)速度較慢,可有更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間做好抓棒準(zhǔn)備,可以提高抓棒的成功率;B點(diǎn)握棒的缺點(diǎn):圓棒下落到B點(diǎn)時(shí)速度較大,通過(guò)B點(diǎn)所用的時(shí)間較短,如果握棒反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),很難抓住圓棒。答案:(1)0.4s(2)0.2s(3)見(jiàn)解析【總結(jié)提升】自由落體運(yùn)動(dòng)公式的使用技巧(1)當(dāng)題意條件中已知時(shí)間或者求解時(shí)間,優(yōu)先考慮使用v=gt,h=12gt2(2)如果題中條件并沒(méi)有告知時(shí)間,也沒(méi)有讓我們求解時(shí)間t,優(yōu)先考慮使用v2=2gh。(3)涉及多個(gè)物體運(yùn)動(dòng),其中有某個(gè)物體運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)的,一定要畫(huà)出特殊時(shí)刻位置關(guān)系圖,再使用自由落體運(yùn)動(dòng)公式聯(lián)立方程求解?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中,需要重力加速度g的精確值,這可由實(shí)驗(yàn)精確測(cè)得。近年來(lái)測(cè)g值的一種方法叫“對(duì)稱(chēng)自由下落法”,它將測(cè)g轉(zhuǎn)變?yōu)闇y(cè)量長(zhǎng)度和時(shí)間,具體做法是:如圖所示,將真空長(zhǎng)直管沿豎直方向放置,在其中O點(diǎn)豎直上拋小球,測(cè)得小球從離開(kāi)O點(diǎn)到落回O點(diǎn)所用的時(shí)間為T(mén)1,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)比O點(diǎn)高H的P點(diǎn),小球從離開(kāi)P點(diǎn)到落回P點(diǎn)所用的時(shí)間為T(mén)2。求通過(guò)“對(duì)稱(chēng)自由下落法”測(cè)得的重力加速度g大小是多少?【解析】根據(jù)t上=t下,從最高點(diǎn)下落到O點(diǎn)所用時(shí)間為T(mén)12,則小球從O點(diǎn)上升的最大高度為h1,h1=12g·(小球從P點(diǎn)上升的最大高度為h2,則h2=12g·(T2依據(jù)題意有h1-h2=H聯(lián)立解得g=8答案:82.在空中O點(diǎn),每隔0.1s由靜止釋放一相同小球,小球的體積極小,可視為質(zhì)點(diǎn)。在連續(xù)釋放幾個(gè)小球后,某一瞬間拍攝的在空中運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)小球的照片,是按1∶40的比例拍攝的,現(xiàn)用刻度尺去測(cè)量如圖所示照片上小球A、B、C、D之間的距離。試求:(1)小球下落的加速度為多大?(2)從照片推測(cè),在A球上面,正在空中下落的小球有幾個(gè)?【解析】(1)從題圖中測(cè)得AB=1.40cm,BC=1.20cm,CD=1.00cm,Δh=AB-BC=BC-CD=0.20cm,實(shí)際位移差為Δx=0.2×40cm=0.080m由Δx=aT2得a=ΔxT2=0.080(2)B球此刻的速度等于下落過(guò)程中從C球此刻位置下落到A球此刻位置的平均速度,故vB=hACtAC=0.0260×400.2m/s=5.20m/s,根據(jù)速度與時(shí)間關(guān)系式vB=atB,代入數(shù)據(jù)得tB=0.65s,nB=答案:(1)8.0m/s2(2)7個(gè)六實(shí)驗(yàn):探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律(40分鐘40分)1.(6分)(2024·溫州高一檢測(cè))小明與他的同伴在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí),由于他的同伴不太明確該實(shí)驗(yàn)的目的及原理,他從實(shí)驗(yàn)室里借取了一些器材。(1)如圖所示是兩種常見(jiàn)的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。其中乙(選“甲”或“乙”)是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;

(2)小明選擇了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?還需要下列哪些器材?B、D(選填字母);

(3)在該實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是C(選填字母)。

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板上,且靠近滑輪一端B.開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端C.應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車(chē)D.牽引小車(chē)的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好【解析】(1)分析甲、乙兩圖可知乙圖是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。(2)小明選擇了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?打出的紙帶需要測(cè)量長(zhǎng)度;又因電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要學(xué)生電源,即交流低壓電源,所以還需要B.刻度尺;D.交流低壓電源。(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板上,且在沒(méi)有滑輪一端,A錯(cuò)誤;開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端,B錯(cuò)誤;應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車(chē),C正確;牽引小車(chē)的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng),太多的話,小車(chē)的加速度會(huì)太大,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有影響,所以不是越多越好,D錯(cuò)誤。2.(8分)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和數(shù)字計(jì)時(shí)器是高中物理研究物體運(yùn)動(dòng)中重要的實(shí)驗(yàn)儀器。圖中的甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,圖丙為連接光電門(mén)的數(shù)字計(jì)時(shí)器。請(qǐng)回答下面的問(wèn)題:①圖甲是電磁打點(diǎn)(選填“電磁打點(diǎn)”或“電火花”)計(jì)時(shí)器,電源采用的是交流8V(選填“交流8V”“交流220V”或“四節(jié)干電池”);

②圖丙中,若已知物體擋光寬度為d,物體經(jīng)過(guò)光電門(mén)用時(shí)為t,則可以近似認(rèn)為物體通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式為v=dt(2)研究小車(chē)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖丁所示,其中斜面傾角θ可調(diào),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn),紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖戊所示,其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫(huà)出。①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.測(cè)量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶;B.接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開(kāi)小車(chē);C.將小車(chē)?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車(chē)尾部與紙帶相連;D.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上,讓紙帶穿過(guò)限位孔。上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:DCBA(用字母填寫(xiě));

②圖戊中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.1s;

③計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=s4【解析】(1)①圖甲是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,電源采用的是交流8V;②圖丙中,因遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短,則遮光片通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度近似等于平均速度,若已知物體擋光寬度為d,物體經(jīng)過(guò)光電門(mén)用時(shí)為t,則可以近似認(rèn)為物體通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式為v=dt(2)實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:DCBA。圖戊中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=5×0.02s=0.1s。計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=s43.(8分)(2023·浙江1月選考)在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。(1)需要的實(shí)驗(yàn)操作有A、C、D(多選);

A.調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行B.傾斜軌道以補(bǔ)償阻力C.小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放D.先接通電源再釋放小車(chē)(2)經(jīng)正確操作后打出一條紙帶,截取其中一段如圖2所示。選取連續(xù)打出的點(diǎn)0、1、2、3、4為計(jì)數(shù)點(diǎn),則計(jì)數(shù)點(diǎn)1的讀數(shù)為2.75(2.73~2.75都正確)cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車(chē)的速度大小為1.46m/s。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行,選項(xiàng)A正確;該實(shí)驗(yàn)只要使得小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)即可,不需要傾斜軌道補(bǔ)償阻力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;為了充分利用紙帶,則需要小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放,選項(xiàng)C正確;先接通電源再釋放小車(chē),選項(xiàng)D正確。故選A、C、D。(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)1的讀數(shù)為2.75cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz,則打點(diǎn)周期T=0.02s,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車(chē)的速度大小為v2=x132T≈1.46m/s。4.(9分)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)常用的器材。(1)圖甲中的實(shí)驗(yàn)器材是電火花計(jì)時(shí)器(選填“電火花計(jì)時(shí)器”或“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”),該計(jì)時(shí)器使用交流(選填“直流”或“交流”)電源,每隔t=0.02s打一個(gè)點(diǎn);

(2)圖乙中是在實(shí)驗(yàn)室做力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)用到的重物,請(qǐng)選擇最合適的選項(xiàng)。“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中驅(qū)動(dòng)小車(chē)的重物是D(選填“A”“B”“C”或“D”)。

(3)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)后得到的紙帶如圖丙所示,計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、d間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,則a點(diǎn)的讀數(shù)為21.10cm,計(jì)算可得b點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為0.17m/s,紙帶的加速度大小為0.10m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【解析】(1)圖中的實(shí)驗(yàn)器材是電火花計(jì)時(shí)器。電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源,每隔t=0.02s打一個(gè)點(diǎn)。(2)“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,驅(qū)動(dòng)小車(chē)的重物是D,即鉤碼。(3)刻度尺的精確度是1mm,因此a點(diǎn)的讀數(shù)為21.10cm。由題意可知,紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)=0.02×5s=0.1s由某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,可得b點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為vb=ΔxΔt