专题21研究变速直线运动实验备战2020高考物理2019届名校模拟好题分项版汇编教师版

11.（2019广东六校联考）某同学用图（a）所示实验装置测量当地的重力加速度。（1）请完成以下主要实验步骤：按图（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物靠近计时器下端：、，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；更换新纸带重复实验。（2）打点计时器的工作频率为50Hz，实验获得的一条纸带上实际计时点的间距如图（b）所示。由纸带所示数据可知实验时纸带的端通过夹子和重物相连接（选填“甲”或“乙”）。可计算出实验时的重力加速度为m/s2。（计算结果保留两位有效数字）（3）在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是有空气阻力和的影响。【参考答案】（1）接通电源，释放纸带（2）乙9.4（3）摩擦阻力【命题意图】本题考查利用落体法测量重力加速度、纸带处理实验数据及其相关知识点。2.（2018高考全国理综III）甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________（用L、L1和g表示）。2（3）已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2，L=30.0cm，L1=10.4cm，乙的反应时间为__________s。（结果保留2位有效数字）（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________。【参考答案】（1）12LLg（2分）（2）0.2s（2分）（3）多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子【命题意图】本题主要考查自由落体运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材知识解决实际问题的能力。3.(6分)（2018海南高考物理）学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s;然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落;用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。(1)重力加速度大小可表示为g=_____(用s、n、t表示);(2)如果某次实验中，s=0.90m，n=30，t=13.0s，则测得的重力加速度大小g=__m/s2;(保留2位有效数字)(3)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:。【参考答案】(1)222nst(2)9.6(3)“适当增大n”或“多次测量取平均值”【命题意图】此题考查利用滴水法测量重力加速度实验及其相关的知识点。34．（10分）（2018江苏高考物理）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g．细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤．实验操作如下：①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；②在重锤1上加上质量为m的小钩码；③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t．请回答下列问题（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的（选填“偶然”或“系统”）误差．（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了．（A）使H测得更准确（B）使重锤1下落的时间长一些（C）使系统的总质量近似等于2M（D）使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做?（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0．用实验中的测量量和已知量表示g，得g=．4【命题意图】本题考查定滑轮和细线相连的两个重锤测量重力加速度、减小误差的方法、牛顿运动定律及其相关的知识点。（4）对两个重锤和细线组成的系统，由牛顿第二定律，mg=（2M+m+m0）a，重锤1下落，根据匀变速直线运动规律，H=12at2，联立解得：g=0222MmmHmt。【参考答案】（1）偶然（2）B（3）在重锤1上粘些橡皮泥，调整橡皮泥质量，直至轻拉重锤1能够观察到其匀速下落（4）0222MmmHmt5.（2019山东烟台期中）如图所示为某实验小组研究匀变速直线运动所得的一条纸带，已知所用电源的频率为50Hz，纸带上的计数点为每5个点取一个计数点，则可知相邻两计数点间的时间间隔______s，若测得计数点0、l之间的距离为，计数点5、6之间的距离为，则可求得加速度______。【参考答案】【名师解析】打点计时器的电源频率是50Hz，则打点周期为，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔。根据，运用逐差法得：。故答案为：；。根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，结合逐差法求出小车运动的加速度。5解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解加速度，关键是匀变速直线运动的重要推论的运用。6.（2019湖北孝感质检）（6分）研究性学习小组做“验证动能定理”和“测当地的重力加速度”的实验，采用了如图甲所示的装置，其中m1＝50g、m2＝150g，开始时保持装置静止，然后释放物块m2，m2可以带动m1拖着纸带打出一系列的点，只要对纸带上的点进行测量，即可验证动能定理．某次实验打出的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，两相邻点间还有4个点没有标出，交流电频率为50Hz.(1)系统的加速度大小为_______m/s2，在打点0～5的过程中，系统动能的增量ΔEk＝________J.(2)忽略一切阻力的情况下，某同学作出的v22－h图象如图所示，则当地的重力加速度g＝________m/s2.【参考答案】（1）4.8（2分）0.576（2分）(2)9.7（2分）【命题意图】此题以“验证动能定理”和“测当地的重力加速度”实验切入，考查纸带数据处理、图像法处理实验数据及其相关知识点。【解法归纳】对于做匀变速直线运动的纸带，一般利用在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度计算出打某点时的瞬时速度；利用△x=at2和逐差法计算运动的加速度。7.（2018高考仿真卷六）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还用实验验证了该猜想。某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。实验操作步骤如下：6①让滑块从距离挡板s处由静止沿倾角为θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，让水箱中的水流到量筒中；②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(假设水流均匀稳定)；③记录下量筒收集的水量V；④改变s，重复以上操作；⑤将测得的数据记录在表格中。次数123456s/m4.53.93.02.11.50.9V/mL9084625240(1)该实验用量筒中收集的水量来表示________。A．水箱中水的体积B．水从水箱中流出的速度C．滑块下滑的时间D．滑块下滑的位移(2)某同学漏填了第3组数据中量筒收集的水量V，若实验正常，你估计V＝________mL；若保持下滑的距离s、倾角θ不变，增大滑块的质量，水量V将________(填“增大”“不变”或“减小”)；若保持下滑的距离s、滑块质量不变，增大倾角θ，水量V将________(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)下列说法中不属于该实验误差来源的是________。A．水从水箱中流出不够稳定B．滑块开始下滑和开始流水不同步C．选用的斜面不够光滑D．选用了内径较大的量筒【参考答案】(1)C(2)75(74～76均算正确)不变减小(3)C【名师解析】(1)因为水是均匀稳定地流出，所以流出的水的体积与时间成正比，所以该实验用量筒中收集7的水量表示滑块下滑的时间，选项C正确，选项A、B、D错误。(3)本实验的误差主要来源：水从水箱中流出不稳定，滑块开始下滑与水开始流动不同时，选用了内径较大的量筒。选用的斜面不够光滑并不影响实验结果，选项C正确，选项A、B、D错误。8.（2018开封质检）某兴趣小组利用如图a所示的实验装置探究“小球速度和下落高度的关系”，通过电磁铁控制的小球从A点自由下落，经过光电门B记录下挡光时间t测出AB之间的距离h。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中心的激光束。（1）用游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）测量小球的直径d，示数如图b所示，其读数为cm。（2）根据速度定义，小球通过光电门B的瞬时速度的表达式v=（用测得的物理量的符号表示）。（3）改变B的位置，测得多组数据，作出图象得到v2与h的关系如图c所示。若图象的斜率为k，还能得到当地的重力加速度g=。【参考答案】（6分）（1）0.725（2分）（2）d/t（2分）（3）k/2（2分）【名师解析】（1）游标卡尺读数规则，小球直径测量值为d=7mm+5×0.05mm=7.25mm=0.725cm。（2）根据速度定义，小球通过光电门B的瞬时速度的表达式v=d/t。（3）由自由落体运动规律，v2=2gh，v2与h的关系图象的斜率k=2g，解得当地的重力加速度g=k/2。