高三物理 实验一知能优化演练 新人教版

高三物理 实验一知能优化演练 新人教版1. “研究匀变速直线运动”的实验中, 使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz), 得到如图1－4－7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( )图1－4－7A. 实验时应先放开纸带再接通电源B. (s 6－s 1)等于(s 2－s 1)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: 选C.中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度, 即v B ＝v AC ＝s 2＋s 32T , 故选项C 正确; 实验时应先接通电源再放开纸带, 故选项A 错误; s 6－s 1＝5aT 2＝5(s 2－s 1), 选项B 错误; 由于相邻两计数点间还有四个点未画出, 故时间间隔T ＝0.1 s, 选项D 错误.2. (2012·宝鸡模拟)在“研究匀变速直线运动”的实验中, 算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:A. 根据任意两个计数点的速度, 用公式a ＝ΔvΔt算出加速度B. 根据实验数据画出v －t 图, 量出其倾角α, 由公式a ＝tan α算出加速度C. 根据实验数据画出v －t 图, 由图线上间隔较远的两点所对应的速度, 用公式a ＝ΔvΔt 算出加速度D. 依次算出通过连续两个计数点间的加速度, 算出平均值作为小车的加速度解析: 选C.根据任意两个计数点的速度用公式a ＝ΔvΔt 算出加速度的偶然误差较大, A 不合理; v －t 图中a 并不等于tan α, B 不合理; 由图线上间隔较远的两点对应的速度, 利用公式a ＝ΔvΔt 算出的加速度偶然误差小, 即C 合理; 依次算出通过连续两个计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度, 实际只相当于用了第1组和第6组两组数据, 偶然误差仍然较大, D 不合理.3. (2011·高考广东理综卷)如图1－4－8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.图1－4－8①OD 间的距离为________cm.②图1－4－9是根据实验数据绘出的s －t 2图线(s 为各计数点至同一起点的距离), 斜率表示________, 其大小为________m/s 2(保留三位有效数字).图1－4－9解析: 由于物体做的是匀变速直线运动, 所以其从某一点开始运动的位移s ＝v 0t ＋12at 2,由于s －t 2图线是一条过原点的倾斜直线, 因此v 0＝0, 则s ＝a2t 2, 这样, 我们就可以知道s－t 2图的斜率为a2, 通过图线可求得斜率为0.464, a 为0.928 m/s 2.答案: ①1.18～1.22 ②a2 0.458～0.4644. (2011·高考上海单科卷)图1－4－10如图1－4－10所示, 为测量作匀加速直线运动小车的加速度, 将宽度均为b 的挡光片A 、B 固定在小车上, 测得二者间距为 D.(1)当小车匀加速经过光电门时, 测得两挡光片先后经过的时间Δt 1和Δt 2, 则小车加速度a ＝________.(2)为减小实验误差, 可采取的方法是( ) A. 增大两挡光片宽度b B. 减小两挡光片宽度b C. 增大两挡光片间距d D. 减小两挡光片间距d解析: (1)将挡光片通过光电门时的平均速度作为该时刻小车的瞬时速度有: v A ＝bΔt 1, v B＝b Δt 2.再由v 2B －v 2A ＝2ad 可得结果. (2)挡光片的宽b 越窄, 挡光片通过光电门时的时间越短, 测得的平均速度越接近该时刻的瞬时速度, A 错误, B 正确. 两挡光片之间的距离越大, 测量d 时相对误差就越小, 故C 正确, D 错误.答案: (1)b 22d ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1Δt 22－1Δt 12 (2)BC5. (2012·南通测试)某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系, 所用交流电的频率为50 Hz, 如图1－4－11为某次实验中得到的一条纸带的一部分, 0、1、2、3、4、5、6、7为计数点, 相邻两计数点间还有3个打点未画出. 从纸带上测出x 1＝3.20 cm, x 2＝4.74 cm, x 3＝6.40 cm, x 4＝8.02 cm, x 5＝9.64 cm, x 6＝11.28 cm, x 7＝12.84 cm.图1－4－11(1)请通过计算, 在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字);(2)1－4－12所示, 由图像可得, 小车运动的加速度大小为____________ m/s 2.图1－4－12解析: (1)5点的速度利用平均速度替代, 即v 5＝x 5＋x 62T, 这里T ＝0.08 s, 代入数据算得v 5＝1.31 m/s.(2)描点画图像, 由速度图像找到斜率即为加速度a ＝2.5 m/s 2. 答案: (1)1.31 (2)图像略 2.4～2.66. 某校研究性学习小组的同学用如图1－4－13甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度. 实验过程如下: 在斜面上铺上白纸, 用图钉钉住; 把滴水计时器固定在小车的末端, 在小车上固定一平衡物; 调节滴水计时器的滴水速度, 使其每0.2 s 滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准); 在斜面顶端放置一浅盘, 把小车放在斜面顶端, 把调好的滴水计时器盛满水, 使水滴能滴入浅盘内; 随即在撤去浅盘的同时放开小车, 于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹; 小车到达斜面底端时立即将小车移开. 图乙为实验得到的一条纸带, 用刻度尺量出相邻点之间的距离是x 01＝1.40 cm, x 12＝2.15 cm, x 23＝2.91 cm, x 34＝3.65 cm, x 45＝4.41 cm, x 56＝5.15 cm.试问:图1－4－13(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的________原理类似.(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v 4＝________m/s, 小车的加速度a＝________m/s 2.(结果均保留2位有效数字)解析: (2)可把小车的运动看做是匀变速直线运动,则v 4＝v －＝x 34＋x 452T ＝＋－22×0.2 m/s ＝0.20 m/s;求加速度利用逐差法:(x 56＋x 45＋x 34)－(x 23＋x 12＋x 01)＝9aT 2,(5.15＋4.41＋3.65)×10－2－(2.91＋2.15＋1.40)×10－2＝9a ×0.22,解得a ＝0.19 m/s 2.答案: (1)打点计时器 (2)0.20 0.197. 某同学用图1－4－14甲所示装置测定重力加速度时,图1－4－14(1)电火花打点计时器的工作电压为________.(2)打出的纸带如图乙所示, 实验时纸带的________端应和重物相连接(选填“甲”或“乙”).(3)纸带上1至9各点为计时点, 由纸带所示数据可算出实验时的加速度为________m/s 2.(4)当地的重力加速度值为9.8 m/s 2, 请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因________________________________________________________________________. (5)实验测量的相对误差为________________________________________________________________________.解析: 由题图乙可以看出从1至9点越来越密, 而物体做自由落体运动时速度越来越大, 点迹应越来越疏, 因此纸带的乙端应与重物相连接. 根据Δs ＝aT 2, 即可求出加速度为9.4 m/s 2, 造成测量值比重力加速度值偏小的主要原因是下落过程中受到阻力而使加速度变小. 相对误差是误差的绝对值与真实值的比值, 即(9.8－9.4)/9.8＝4.1%.答案: (1)220 V (2)乙(3)9.4(4)重物下落过程受各种阻力作用(5)4.1%8. (探究创新)某实验小组利用如图1－4－15甲所示的实验装置来测量匀加速直线运动的加速度. 滑块上的左右端各有一个完全一样的遮光板. 若光线被遮光板遮挡, 光电传感器会输出高电平. 滑块在细线的牵引下向左加速运动, 遮光板1、2分别经过光电传感器时, 通过计算机可以得到如图乙所示的电平随时间变化的图像.图1－4－15(1)实验前, 接通气源, 将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上, 轻推滑块, 则图乙中的t1、t2、t3、t4间满足关系________, 则说明气垫导轨已经水平.(2)如图丙所示, 用游标卡尺测量遮光板的宽度d, 挂上钩码后, 将滑块由如图甲所示位置释放, 通过光电传感器和计算机得到的图像如图乙所示, 若t1、t2、t3、t4和d已知, 则遮光板1和遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度分别为________、________(用已知量的字母表示).(3)在(2)情况下, 滑块运动的加速度a＝________(用已知量的字母表示).答案: (1)t4－t3＝t2－t1(2)dt2－t1dt4－t3(3)2dt3＋t4－t2－t1·⎝⎛⎭⎪⎫1t4－t3－1t2－t1。