2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练3误差有效数字实验:研究匀变速直线运动含解析.pdf
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1、误差 有效数字 实验:研究匀变速直线运动误差 有效数字 实验:研究匀变速直线运动 小题狂练 小题是基础 练小题 提分快 1.2019广州调研(1)某同学用电磁打点计时器测匀变速直线运动的加速度,电磁打 点计时器的工作电源为_ A220 V 的交流电 B6 V 以下的交流电 C220 V 的直流电 D6 V 以下的直流电 (2)实验中打点计时器每隔 0.02 s 打一个点, 打出的纸带如图所示, 则可大致判断小车 做_(选填“匀速”或“匀变速”)直线运动,这是因为_; 计算小车的 加速度大小a_m/s2(保留两位有效数字) 答案:(1)B (2)匀变速 两个连续相等的时间间隔内的位移之差恒定 0
2、.30 解析 : (1)电磁打点计时器的工作电源为 6 V 以下的交流电,选项 B 正确(2)根据打出 的纸带中两个连续相等的时间间隔内的位移之差恒定,可大致判断小车做匀变速直线运 动利用 xaT2,T50.02 s0.1 s,可得小车的加速度大小a0.30 m/s2. 22019湖南省衡阳模拟在研究匀变速直线运动中,某同学用一端装有定滑轮的长 木板、小车、打点计时器(频率为 50 Hz)、钩码、纸带、细线组成如图甲所示的装置,用钩 码拉动小车,使其做匀变速直线运动,得到如图乙所示的一条纸带,纸带中相邻两个计数点 之间有四个点未标出 (1)某同学操作实验步骤如下,有错误或不需要的步骤是_(填写
3、字母) A将打点计时器固定在长木板上,并连接好电路 B将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔 C适当抬高长木板的左端,在不挂钩码的情况下,轻推小车,小车能匀速运动 D把一条细线拴在小车上,细线跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码 E将小车移至靠近打点计时器处 F先释放纸带,再接通打点计时器 (2)用毫米刻度尺测量得到图乙中A点与其他计数点间的距离为:AB3.00 cm、AC 10.16 cm、AD21.48 cm、AE36.95 cm,则打下D点时小车的速度大小为_ m/s; 小 车的加速度为_ m/s2.(结果保留三位有效数字) 答案:(1)CF (2)1.34 4.16 解析 : (1
4、)其中不需要的步骤是 C, 本实验研究的是匀变速直线运动, 是否存在摩擦阻力, 对实验没有影响,只要加速度恒定即可;错误的是 F,实验时,不能先释放纸带,再接通打 点计时器,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,所以 应该先接通电源,再释放纸带(2)由于打点计时器打点的时间间隔为 0.02 s,相邻两个计 数点之间还有四个点未标出,所以相邻两个计数点之间的时间间隔为 0.1 s根据匀变速直 线运动中中间时刻的速度等于该过程的平均速度, 可以求出打下D点时小车的瞬时速度大小 : vD102 m/s1.34 m/s,根据匀变速直线运动的推论公式 xaT2, xCE 2T
5、 36.9510.16 2 0.1 可以求出加速度的大小,解得 :a102 m/s24.16 m/s2. xCExAC 4T2 36.9510.1610.16 4 0.1 0.1 32019安徽省宿州市时村中学模拟某同学在“用打点计时器测速度”的实验中, 用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出 0、1、2、3、4、5、6 共 7 个计数点,每相邻两个计数点之间还有四个点没标出,其部分两点间的距离如图所示, 完成下列问题 (1)电火花计时器的工作电源是_(填“交流电”或“直流电”),电源电压是 _V. (2)关于打点计时器的时间间隔,下列是四位同学各自发表的看法,其中正确的
6、是 _ A电源电压越高,每打两个点的时间间隔就越短 B纸带速度越大,每打两个点的时间间隔就越短 C打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定 D如果电源为直流电源,打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变 (3)计算出打下点 4 时小车的瞬时速度为v4_,小车的加速度为a _.(计算结果保留三位有效数字) 答案:(1)交流电 220 (2)C (3)0.314 m/s 0.499 m/s2 解析 : (1)电火花计时器使用的是 220 V 的交流电(2)打点计时器是使用交流电源的仪 器,其打点周期与交流电的周期相同,与电压、速度等无关,故 A、B、D 错误,C 正确(3) 由于每相邻两个
7、计数点间还有 4 个点没有标出,所以相邻两计数点间的时间间隔T0.1 s, 根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程的平均速度, 计算出打下点 4 时小车的速 度 为v4 m/s 0.314 m/s.根 据 逐 差 法 可 得a 0.119 50.056 8 2 0.1 x36x03 3T2 m/s20.499 m/s2. 0.158 50.056 80.056 8 3 0.12 42019贵州省遵义航天高级中学诊断在“探究小车速度随时间变化的规律”的实 验中: (1)选出实验中所需的器材并填在横线上(填序号) 打点计时器 天平 交流电源 直流电源 细线和纸带 钩码 秒表 木板(带滑轮)、
8、小车 刻度尺 选出的器材是:_. (2)某同学在实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确 定出A、B、C、D、E共 5 个计数点测得计数点间的距离如图甲所示,每相邻两个计数点之 间还有四个点未标出 试根据纸带上计数点间的距离, 计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度, 则vB _ m/s,vC0.264 m/s,vD0.390 m/s.(保留三位有效数字) 在如图乙所示的坐标系中作出小车的vt图线,并根据图线求出a_ m/s2. 将图线延长与纵轴相交,此交点的物理意义是 _ 答案:(1) (2)0.138 如图所示 1.26 计时初始的速度 解析:(1)在“探究小车
9、速度随时间变化的规律”实验中,实验步骤为:(a)木板平放, 并使滑轮伸出桌面,固定打点计时器,连接好电路 ; (此处所需的器材有)(b)穿纸带, 挂钩码;(此处所需的器材有)(c)先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动, 打完一条后立即关闭电源;(e)换纸带,加钩码,再做一次;(f)处理纸带,解出某位置的速 度和运动过程的加速度(此处所需的器材有)由实验步骤可以看出需要的器材有 .(2)由于相邻两计数点间还有四个点未标出, 所以相邻两计数点间的时间间 隔T0.1 s根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度,得:vB m/s0.138 m/s.作图时注意, 尽量使描绘的点落
10、在直线上, 若不能落在直线上, 0.027 60 2 0.1 尽量让其分布在直线两侧 则a m/s21.26 m/s2.图线与纵轴的交点 v t 0.3900.138 0.2 表示计时初始的速度 52019河南师大附中模拟研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图甲所示,其 中斜面倾角可调打点计时器的工作频率为 50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示,其 中每相邻两点之间还有 4 个点迹未标出 (1)部分实验步骤如下: A测量完毕,关闭电源,取出纸带 B接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车 C将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连 D把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔 上述实
11、验步骤的正确顺序是_(用字母填写) (2)图乙中标出的相邻两计数点间的时间间隔T_ s. (3)计数点 5 对应的瞬时速度大小的计算式为v5_. (4)为了充分利用记录的数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a_. 答案:(1)DCBA (2)0.1 (3)s 4s5 2T (4)s 4s5s6s1s2s3 9T2 解析:(1)在实验过程中应先固定打点计时器,再放置小车,然后打开电源,待打点计 时器工作稳定后再释放小车,所以正确的顺序是 DCBA.(2)每隔 4 个点或每 5 个点取一个计 数点时,相邻两计数点间的时间间隔T s50.1 s(3)根据匀变速直线运动中某段时 1 50 间的平
12、均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,可得v5.(4)为了充分利用记录的 s4s5 2T 数据,减小误差,应采用逐差法计算加速度:a. s4s5s6s1s2s3 9T2 62019广西钦州模拟某同学测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力 下的A、B、C、D、几条较为理想的纸带,并在纸带上每 5 个点取一个计数点,即相邻两 计数点间的时间间隔为 0.1 s,将每条纸带上的计数点都记为 0、1、2、3、4、5、,如图 所示甲、乙、丙三段纸带,分别是从三条不同纸带上撕下的 (1)在甲、乙、丙三段纸带中,属于纸带A的是_(填“甲” 、“乙”或“丙”); (2)打纸带A时,小车的加速度大小为_
13、m/s2; (3)打点计时器打计数点 1 时小车的速度为_ m/s(结果保留三位有效数字) 答案:(1)乙 (2)3.11 (3)0.456 解析:(1)根据匀变速直线运动的特点(相邻的等长时间间隔位移之差相等)得出:x34 x23x23x12x12x01,所以属于纸带A的是乙;(2)根据运动学公式 xaT2,得:a m/s23.11 m/s2; (3)利用匀变速直线运动的推论 :v1 m/s 0.061 10.03 0.01 0.061 10.03 2 0.1 0.456 m/s. 7 2019广东省广州市模拟打点计时器接在 50 Hz 的交流电源上时, 每隔_s 打一个点 做匀变速直线运动
14、的小车拖动纸带穿过打点计时器, 纸带上记录的点如图,A、B、C、 D、E为 5 个计数点,相邻两计数点间有 4 个点没标出已知纸带与A点相近的一端跟小车 相连,由此可知,小车的加速度大小为_ m/s2(结果保留三位有效数字),方向与小 车运动方向_(填“相同”或“相反”);打下C点时,小车的瞬时速度为_ m/s(计算结果保留三位有效数字) 答案:0.02 0.740 相反 0.472 解析 : 打点计时器接在 50 Hz 的交流电源上时,每隔 0.02 s 打一个点因相邻两计数点 间有 4 个点没标出,则T0.1 s已知纸带与A点相近的一端跟小车相连,由此可知,小车 的加速度为a m/s20.
15、740 m/s2,负号说明加速度方 xDExAB 3T2 3.615.83 102 3 0.01 向与小车运动方向相反 ;AB中间时刻的速度v1 m/s0.583 m/s, 则打C点时, 5.83 102 0.1 小车的瞬时速度vCv1a(T0.5T)(0.5830.7400.15) m/s0.472 m/s. 82019河北省邢台二中测试某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的 加速度,电源频率f50 Hz,在纸带上打出的点中,选出零点,然后每隔 4 个点取 1 个计数 点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的 4 个计数点,仅能读 出其中 3 个计数点到零点的
16、距离 :sA16.6 mm,sB126.5 mm,sD624.5 mm,若无法再做 实验,可由以上信息推知: 相邻两计数点的时间间隔为_s; 打C点时物体的速度大小为_ m/s;(保留两位有效数字) 物体的加速度大小为_(用sA、sB、sC、sD和f表示) 答案:0.1 2.5 s D3sB2sAf2 75 解析 : 打点计时器打出的纸带每隔 4 个点选择一个计数点,则相邻两计数点的时间间 隔为T0.1 s; 根据匀变速直线运动中某段时间的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时 速度得vC2.5 m/s;由 xaT2,得:xBCxABaT2,xCDxBCaT2xAB xBD tBD sDsB 2T
17、 2aT2,两式相加得xBD2xAB3aT2,所以a. sDsB2sBsA 3T2 sD3sB2sAf2 75 9 2019广东省茂名市模拟如图是某同学研究小球下落时的频闪照片, 频闪仪每隔 0. 1 s 闪光一次并进行拍照照片中小球静止时在位置 1,某时刻释放小球,下落中的小球各位 置与位置 1 的距离如图中所标的数据(单位 : cm)实验过程正确,但该同学发现图中数据存 在以下问题:根据hgt2 9.80.12 m4.90 cm,而图中标出的位置 1 和位置 2 间的 1 2 1 2 距离为 1.23 cm,比 4.90 cm 小很多,你对此问题的解释是_下落中小球 在位置 3 的速度大小
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