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2014挑战高考物理压轴题

实验 研究匀变速直线运动

1.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、弹簧测力计.其中在本实验中不需要的一件器材是_____________________________________________________.

(2)一同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动加速度”的实验时，纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，这可能是因为(　　)

A.打点计时器错接在直流电源上

B.电源电压不稳定

C.电源的频率不稳定

D.打点针压得过紧

2.在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：

(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有__________.(填选项代号)

A.电压合适的50 Hz交流电源　B.电压可调的直流电源　C.刻度尺　D.秒表　E.天平

(2)实验过程中，下列做法正确的是________.

A.先接通电源，再使纸带运动

B.先使纸带运动，再接通电源

C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处

D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

3.实验室常用的电磁式打点计时器用的是________(填“直流”、“低压交流”或“高压交流”)电源.某次实验连续打了一系列点的纸带如下图，由此可以判断，这段纸带的运动属于________(填“匀速”或“匀变速”)直线运动，纸带上AB段运动的时间t=________s，AB段的平均速度=________m/s.(计算结果保留3位有效数字)

4.某同学用如图所示装置测量自由落体中的重力加速度g，所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所测量数据及其标记符号如题图所示.

该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)：

方法A：由g1=，

g2=，……，g5=，

取平均值得g=8.667 m/s2;

方法B：由g1=，g2=，g3=取平均值得g=8.673 m/s2.

(1)从实验装置看，该同学所用的是电压为220 V的______(填“交流”或“直流”)电源.

操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是______________________.

(2)从数据处理的A、B两方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，对实验结果起作用的，方法A中有________;方法B中有________________.因此，选择方法________(填“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的________(填“系统”或“偶然”)误差.

5.利用图中所示的装置可以研究自由落体运动.实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的小点.

(1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有__________.(填入正确选项前的字母)

A.天平　　B.秒表　　C.米尺

(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：

________________________________________________________________________

6.在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个记数点间还有4个点未画出)，打点计时器接的是50 Hz的低压交流电源.

(1)他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和记数点O对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在表中.表中OF的位移应该为_________cm.

线段 OA OB OC OD OE OF 数据/cm 0.54 1.53 2.92 4.76 7.00 (2)由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度，如下表所示.表中E点的速度应该为________m/s.

各点速度 vA vB vC vD vE 数据/(×10-2 m/s) 7.70 12.0 16.2 20.4 (3)试根据表格中数据和你求得的E点速度在右上方所给的坐标中，作出v-t图象.从图象中求得物体的加速度a=_________________m/s2.(保留2位有效数字)

1.解析：由于加速度是在钩码拉动下产生的，且借助纸带上的点进行计算，故无需弹簧测力计.打点针距离复写纸的间隙过小时，每一个打点周期就会有较长一段时间接触并挤压在复写纸上，这样就变成了一段一段的小线段.

答案：(1)弹簧测力计　(2)D

2.(1)AC　(2)AD

3.低压交流　匀变速　0.08　1.15

4.(1)交流　先接通电源后释放纸带　(2)s1、s6　s1、s2、s3、s4、s5、s6　B　偶然

5.解析：本题考查自由落体运动、实验器材的选取、实验误差的分析等知识点.考查考生实验设计和实验误差分析的能力.(1)处理纸带求加速度，一定要知道长度，则要有米尺;打点计时器就是测量时间的工具，则不需要秒表，重力加速度的值和物体的质量无关，则不需要天平.(2)加速度小了，说明物体受到了阻力作用，据此说一条理由就行.

答案：(1)C　(2)打点计时器与纸带间存在摩擦

6.解析：(1)按厘米刻度尺的读数原理，以cm作单位必须读至小数点后2位，读得9.40 cm .

(2)根据匀变速直线运动的规律，打E点的速度等于DF段的平均速度，即

vE====0.232 (m/s).

(3)根据描点作一条直线，直线的斜率即为小车的加速度.图象如图所示，求出加速度为0.42 m/s2.

答案：(1)9.40　(2)0.232

(3)0.42(0.40～0.44)

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