2019年高考物理 名校模擬試題分項解析40熱點 專題21 研究變速直線運動實驗.doc

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專題21 研究變速直線運動實驗 1.（2019廣東六校聯(lián)考）某同學用圖（a）所示實驗裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣取? （1）請完成以下主要實驗步驟： 按圖（a）安裝實驗器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物靠近計時器下端： 、 ，使重物自由下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；更換新紙帶重復實驗。 （2）打點計時器的工作頻率為50Hz，實驗獲得的一條紙帶上實際計時點的間距如圖（b）所示。由紙帶所示數(shù)據(jù)可知實驗時紙帶的 端通過夾子和重物相連接（選填“甲”或“乙”）?？捎嬎愠鰧嶒灂r的重力加速度為 m/s2。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （3）在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下，得到的結(jié)果仍小于當?shù)刂亓铀俣?，主要原因是有空氣阻力? 的影響。 【參考答案】（1）接通電源，釋放紙帶 （2）乙 9.4 （3）摩擦阻力 【命題意圖】本題考查利用落體法測量重力加速度、紙帶處理實驗數(shù)據(jù)及其相關(guān)知識點。 2.（2018高考全國理綜III）甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間。實驗步驟如下： （1）甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺），準備用手指夾住下落的尺。 （2）甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應時間為________（用L、L1和g表示）。 （3）已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反應時間為__________s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字） （4）寫出一條提高測量結(jié)果準確程度的建議：___________。 【參考答案】（1）（2分） （2） 0.2s （2分） （3）多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子 【命題意圖】 本題主要考查自由落體運動及其相關(guān)的知識點，意在考查考生靈活運用教材知識解決實際問題的能力。 （4）對兩個重錘和細線組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律，mg=（2M+m+m0）a，重錘1下落，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，H=at2，聯(lián)立解得：g=。 【參考答案】（1）偶然（2）B （3）在重錘1上粘些橡皮泥，調(diào)整橡皮泥質(zhì)量，直至輕拉重錘1能夠觀察到其勻速下落（4） 5.（2019山東煙臺期中）如圖所示為某實驗小組研究勻變速直線運動所得的一條紙帶，已知所用電源的頻率為50Hz，紙帶上的計數(shù)點為每5個點取一個計數(shù)點，則可知相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔______s，若測得計數(shù)點0、l之間的距離為，計數(shù)點5、6之間的距離為，則可求得加速度______。 【參考答案】 【名師解析】打點計時器的電源頻率是50Hz，則打點周期為，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，則相鄰計數(shù)點之間的時間間隔。 根據(jù)，運用逐差法得：。 故答案為：；。 根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，結(jié)合逐差法求出小車運動的加速度。 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運動的重要推論的運用。 6.（2019湖北孝感質(zhì)檢）（6分）研究性學習小組做“驗證動能定理”和“測當?shù)氐闹亓铀俣取钡膶嶒灒捎昧巳鐖D甲所示的裝置，其中m1＝50 g、m2＝150 g，開始時保持裝置靜止，然后釋放物塊m2，m2可以帶動m1拖著紙帶打出一系列的點，只要對紙帶上的點進行測量，即可驗證動能定理．某次實驗打出的紙帶如圖乙所示，0是打下的第一個點，兩相鄰點間還有4個點沒有標出，交流電頻率為50 Hz. (1)系統(tǒng)的加速度大小為_______m/s2，在打點0～5的過程中，系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝________J. (2)忽略一切阻力的情況下，某同學作出的－h圖象如圖所示，則當?shù)氐闹亓铀俣萭＝________ m/s2. 【參考答案】（1）4.8（2分）　0.576（2分）　(2)9.7（2分） 【命題意圖】此題以“驗證動能定理”和“測當?shù)氐闹亓铀俣取睂嶒炃腥?，考查紙帶?shù)據(jù)處理、圖像法處理實驗數(shù)據(jù)及其相關(guān)知識點。 【解法歸納】對于做勻變速直線運動的紙帶，一般利用在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度計算出打某點時的瞬時速度；利用△x=at2和逐差法計算運動的加速度。 7.（2018高考仿真卷六） 伽利略在《兩種新科學的對話》一書中，提出猜想：物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運動，同時他還用實驗驗證了該猜想。某小組依據(jù)伽利略描述的實驗方案，設(shè)計了如圖所示的裝置，探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動。實驗操作步驟如下： ①讓滑塊從距離擋板s處由靜止沿傾角為θ的斜面下滑，并同時打開裝置中的閥門，讓水箱中的水流到量筒中； ②當滑塊碰到擋板的同時關(guān)閉閥門(假設(shè)水流均勻穩(wěn)定)； ③記錄下量筒收集的水量V； ④改變s，重復以上操作； ⑤將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中。 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 s/m 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9 V/mL 90 84 62 52 40 (1)該實驗用量筒中收集的水量來表示________。 A．水箱中水的體積 B．水從水箱中流出的速度 C．滑塊下滑的時間 D．滑塊下滑的位移 (2)某同學漏填了第3組數(shù)據(jù)中量筒收集的水量V，若實驗正常，你估計V＝________mL；若保持下滑的距離s、傾角θ不變，增大滑塊的質(zhì)量，水量V將________(填“增大”“不變”或“減小”)；若保持下滑的距離s、滑塊質(zhì)量不變，增大傾角θ，水量V將________(填“增大”“不變”或“減小”)。 (3)下列說法中不屬于該實驗誤差來源的是________。 A．水從水箱中流出不夠穩(wěn)定 B．滑塊開始下滑和開始流水不同步 C．選用的斜面不夠光滑 D．選用了內(nèi)徑較大的量筒 【參考答案】(1)C　(2)75(74～76均算正確)　不變　減小　(3)C 【名師解析】(1)因為水是均勻穩(wěn)定地流出，所以流出的水的體積與時間成正比，所以該實驗用量筒中收集的水量表示滑塊下滑的時間，選項C正確，選項A、B、D錯誤。 (3)本實驗的誤差主要來源：水從水箱中流出不穩(wěn)定，滑塊開始下滑與水開始流動不同時，選用了內(nèi)徑較大的量筒。選用的斜面不夠光滑并不影響實驗結(jié)果，選項C正確，選項A、B、D錯誤。 8.（2018開封質(zhì)檢）某興趣小組利用如圖a所示的實驗裝置探究“小球速度和下落高度的關(guān)系”，通過電磁鐵控制的小球從A點自由下落，經(jīng)過光電門B記錄下?lián)豕鈺r間t測出AB之間的距離h。實驗前應調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中心的激光束。 （1）用游標卡尺（主尺的最小分度為1mm）測量小球的直徑d，示數(shù)如圖b所示，其讀數(shù)為 cm。 （2）根據(jù)速度定義，小球通過光電門B的瞬時速度的表達式v= （用測得的物理量的符號表示）。 （3）改變B的位置，測得多組數(shù)據(jù)，作出圖象得到v2與h的關(guān)系如圖c所示。若圖象的斜率為k，還能得到當?shù)氐闹亓铀俣萭= 。 【參考答案】（6 分）（1） 0.725（2 分）（2） d/t（2 分） （3） k/2 （2 分） 【名師解析】（1）游標卡尺讀數(shù)規(guī)則，小球直徑測量值為d=7mm+50.05mm=7.25mm=0.725cm。 （2）根據(jù)速度定義，小球通過光電門B的瞬時速度的表達式v=d/t。 （3）由自由落體運動規(guī)律，v2=2gh，v2與h的關(guān)系圖象的斜率k=2g，解得當?shù)氐闹亓铀俣萭=k/2。