2013届高考物理一轮复习第一章直线运动实验一研究匀变速直线运动高考押题

1．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()
A．实验时应先放开纸带再接通电源
B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍
C．从纸带可求出计数点B对应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错误．根据做匀变速直线运动的物体在相邻相等的时间间隔内通过的位移差相等得x M－x N＝(M－N)aT2，可知(x6－x1)等于(x2－x1)的5倍，B错误．根据B点为
A与C的中间时刻点有v B＝x AC
2T，C正确；由于相邻的计数点之间还有4个点没有
画出，所以时间间隔为0.1 s，D错误．
答案：C
2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是()
A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量小些
C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D．适当增加挂在细绳下钩码的个数
解析：选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A项正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B错，D对；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C项正确．答案：ACD
3．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：________.
A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
B．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路
C．再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车
D．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面
E．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次F．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间单位．在选好的开始点下面记作0，往后第六个点作为计数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离
G．根据公式a1＝(x4－x1)/(3T2)，a2＝(x5－x2)/(3T2)，a3＝(x6－x3)/ (3T2)及a ＝(a1＋a2＋a3)/3求出a
解析：在实验中要尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况，既要减小运动误差也要减小纸带的分析误差．其中E项中的电源应采用交流电，而不是直流电．
答案：ABCDFG
4．(2011年高考广东理综)如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．
(1)OD间的距离为________cm.
(2)下图是根据实验数据绘出的x－t2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示________，其大小为________m/s2(保留三位有效数字)．
解析：(1)1 cm＋1 mm×2.0＝1.20 cm.(2)加速度的一半，1
2a＝
－－2
0.06－0
m/s2＝0.467 m/s2，所以加速度大小a≈0.933 m/s2.
答案：(1)1.20(2)加速度的一半0.933
5．(2012年无锡模拟)在做“研究匀变速直线运动”的实验中：(1)实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计，其中在本实验中不需要的器材是________．
(2)如图所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T ＝0.02 s，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm.
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点的小车的瞬时速度.
(3)以
(4)根据你画出的小车的速度－时间关系图线计算出的小车的加速度a＝________m/s2.
解析：(1)本实验中不需要测量力的大小，因此不需要的器材是弹簧测力计．
(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：
v D＝x3＋x4
2T计
＝
＋－2m
2×0.1 s＝0.864 m/s
同理可得v E＝0.928 m/s.
(3)小车的速度－时间关系图线如图所示．
(4)在v－t图象中，图线的斜率表示加速度的大小，则a＝Δv
Δt＝(0.64±0.01) m/s
2
答案：(1)弹簧测力计(2)0.8640.928(3)见解析图
(4)(0.64±0.01)
6．(2012年梅州模拟)如图甲所示为用打点计时器记录小车运动情况的装置，开始时小车在水平玻璃板上匀速运动，后来在薄布面上做匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s.
从纸带上记录的点迹情况可知，A、E两点迹之间的距离为______________cm，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为________m/s；小车在布面上运动的加速度大小为________m/s2.
解析：A、E两点的刻度分别为x A＝13.20 cm，x E＝6.00 cm，AE＝x A－x E＝7.20
cm(答案在7.19～7.21间均正确)，匀速运动的速度为v＝x AE
4T＝0.90 m/s(答案在0.89
m/s～0.91 m/s均正确)．
F点以后做减速运动，相邻T内的位移差为Δx＝0.2 cm.
由Δx＝aT2得：a＝Δx
T2＝0.2×10－2
0.022m/s
2＝5.0 m/s2(答案在4.9 m/s2～5.1 m/s2间
均正确)．
答案：7.19～7.210.89～0.91 4.9～5.1
7．某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1 s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如图所示．请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：(填字母)
(1)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的________.
(2)打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s2.
解析：因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打A纸带时，加速度
a ＝Δx T 2＝x 2－x 1T 2＝－－30.12 m/s 2
＝0.6 m/s 2. 又小车运动的加速度：a ＝x 5－x 23T 2，
则4、5两点间隔为：
x 5＝x 2＋3aT 2＝36.0×10－3m ＋3×0.6×0.12m
＝54×10－3 m
所以从纸带A 上撕下的那段应是C.
答案：(1)C (2)0.6
8．某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，实验时得到一条纸带如图实－1－10所示．他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A ，第六个点下标明B ，第十一个点下标明C ，第十六个点下标明D ，第二十一个点下标明E .测量时发现B 点已模糊不清，于是他测得AC 长为14.56 cm ，CD 长为11.15 cm ，DE 长为13.73 cm ，则打C 点时小车的瞬时速度大小为________ m/s ，小车运动的加速度大小为________ m/s 2，AB 的距离应为________ cm.(保留三位有效数字)
图实－1－10
解析：由公式v C ＝AE 4T 得v C ＝0.986 m/s ；由公式a ＝CE －AC 4T 2得a ＝2.58 m/s 2；由BC －AB ＝2.58 cm 与AB ＋BC ＝14.56 cm ，联立得AB ＝5.99 cm.
答案：0.986 2.58 5.99
9．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，所用电源频率为50 Hz ，取下一段纸带研究，如图实－1－11所示，设0点为计数点的起点，每5个点取一个计数点，则第一个计数点与起始点间的距离x 1＝________ cm ，计算此纸带的加速度大小a ＝________ m/s 2；物体经过第3个计数点的瞬时速度为v 3＝________ m/s.
图实－1－11
解析：x 2＝6 cm ，x 3＝15 cm －6 cm ＝9 cm ，
由于x 3－x 2＝x 2－x 1，
所以x 1＝2x 2－x 3＝3 cm ，
相邻计数点间的时间间隔为：
t ＝5T ＝0.1 s
所以a ＝x 3－x 2t 2＝(9－6)×10－
2
0.12 m/s 2＝3 m/s 2， v 2＝x 2＋x 32t
＝0.75 m/s ， 所以v 3＝v 2＋at ＝(0.75＋3×0.1) m/s ＝1.05 m/s.
答案：3 3 1.05
10．光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图实－1－12(a)所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接受装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图(b)所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN 是水平桌面，Q 是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P 点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2 s 和4.0×10－
3 s ．用精度为0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度为d ，其示数如图(c)所示．
图实－1－12
(1)滑块的宽度d ＝________ cm.
(2)滑块通过光电门1时的速度v 1＝________ m/s ，滑块通过光电门2时的速度v 2＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)
(3)由此测得的瞬时速度v 1和v 2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．
解析：(1)d ＝10 mm ＋0.05 mm×2＝10.10 mm ＝1.010 cm
(2)v 1＝d t 1＝1.010×10－
21.0×10－2 m/s ＝1.0 m/s v 2＝d t 2＝1.010×10－
24.0×10－3 m/s ＝2.5 m/s
(3)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．
答案：(1)1.010(2)1.0 2.5(3)平均速度滑块
11．某同学在“研究匀变速直线运动”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A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图实－1－13所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.
图实－1－13
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填在下面的横线上．(要求保留三位有效数字)
v B＝________ m/s，v C＝______ m/s，v D＝________ m/s，v E＝________ m/s，v F＝________ m/s.
(2)以A点为计时零点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图实－1－14所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
图实－1－14
(3)根据第(2)问中画出的v－t图线，求出小车运动的加速度为________ m/s2.(保留两位有效数字)
解析：(1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：
v B＝AB＋BC
2T＝
(3.62＋4.38)×10－2
2×0.1m/s＝0.400 m/s
同理可得：
v C＝0.479 m/s，v D＝0.560 m/s，v E＝0.640 m/s，v F＝0.721 m/s.
(2)v－t图象如图所示．
(3)在v －t 图象中，图线的斜率表示加速度的大小，则a ＝Δv Δt
＝0.80 m/s 2. 答案：(1)0.400 0.479 0.560 0.640 0.721
(2)见解析图 (3)0.80(0.78～0.82均可)
12．做匀速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50 Hz ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带．如图实－1－15所示，每一小段纸带的一端与x 轴相重合，两边与y 轴平行，将纸带贴在坐标系中．
图实－1－15
(1)仔细研究图实－1－15，找出小车在相邻时间内位移存在的关系．
(2)设Δt ＝0.1 s ，请画出该小车的v －t 图象．
(3)根据图象求其加速度．
解析：(1)由图中所标纸带每段位移的大小，可知在相邻相等时间内的位移差相等，可近似认为Δy ＝8 cm.
(2)由图中的x 轴作为时间轴，以纸带的宽度表示相等的时间间隔T ＝0.1 s ，每段纸带最上端中点对应v 轴上的速度恰好表示每段时间的中
间时刻的瞬时速度，即v n ＝y n T
；因此可以用纸带的长 度表示每小段时间中间时刻的瞬时速度，将纸带上端
中间各点连接起来，可得到v －t 图象，如图所示．
(3)利用图象求斜率或用Δy ＝aT 2均可以求得小车加速
度a ＝0.8 m/s 2.
答案：(1)相邻相等的时间内的位移差相等
(2)见解析图 (3)0.8 m/s 2。