适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练5

课时规范练5

1.(2023河北武安模拟)在用打点计时器测速度的实验中,交流电源频率为50 Hz,打出一段纸带如图所示,每隔四个点(图中未画出)取一个计数点。测得纸带经过2号计数点时的瞬时速度v=　　　　 m/s。若实验时交流电源的实际频率大于50 Hz,则纸带经过2号点的实际速度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)测量速度。 

答案 0.36　大于

解析 相邻计数点间的时间间隔T=5×s=0.1s,则纸带经过2号计数点时的瞬时速度v=m/s=0.36m/s;若实验时交流电源的实际频率大于50Hz,则计算速度时代入的T值比实际值偏大,即速度的测量值小于真实值,所以纸带经过2号点的实际速度大于测量速度。

2.(2023河南安阳模拟)某小组做探究小车速度随时间变化规律的实验。将纸带穿过打点计时器时,三位同学的操作分别如图甲中的①②③所示,正确的操作应该是　　　(选填“①”“②”或“③”)。操作正确后得到一条纸带如图乙所示,丁同学在纸带上选取a、b、c、d、e五个计数点,并测量出它们的间距分别为x1、x2、x3、x4,则小车的加速度a=　　　　　　　。(已知打点计时器电源的频率为f) 

答案 ①　f2

解析 纸带穿过打点计时器时应从限位孔穿过,并使纸带放置在复写纸下方,只有①符合规范,故选①;设每个相邻计数点之间的时间间隔为T,由逐差法可知小车的加速度a=,由于相邻计数点之间有4个点,所以T=,联立解得a=f2。

3.(2023湖南师大附中模拟)某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,按照打点的先后顺序,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50 Hz。

(1)本实验　　　　(选填“需要”或“不需要”)满足重物质量远小于物块质量。 

(2)物块减速运动过程中加速度的大小a=　　　 m/s2(结果保留3位有效数字)。 

(3)若用计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。 

答案 (1)不需要　(2)2.00　(3)偏大

解析 (1)本实验不需要用重物的重力代替物块所受的拉力,故不需要满足重物质量远小于物块质量。

(2)由纸带可知,物块从计数点7往后一定做减速运动,根据逐差法得加速度的大小a=m/s2=2.00m/s2。

(3)在物块减速阶段,产生加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力,所以计算结果比动摩擦因数的真实值偏大。

4.(2023山东临沂模拟)某兴趣小组利用手机的连拍功能探究小车在斜面上的运动规律,设计了如下实验:取一个长木板,用木块将其一端垫起一定高度,将一个刻度尺固定在长木板侧面,使其刻度面与木板平行;一位同学将小车从斜面顶端由静止释放,另一位同学利用手机的连拍功能对运动过程进行连续拍照。已知该手机能够每2 s连续拍摄20张照片,该小组同学从第一张开始每隔两张取出一张照片,把它们标记为A、B、C、D,得到如图所示的几张图片,请根据图片回答下列问题(结果保留两位有效数字):

(1)从A到D的过程中,小车的平均速度是　　　　 m/s。 

(2)小车沿斜面做匀变速直线运动,小车经过B图位置时的瞬时速度是　　　　 m/s,小车的加速度a=　　　　 m/s2。 

答案 (1)0.32　(2)0.28　0.27

解析 (1)已知该手机能够每2s连续拍摄20张照片,即两张照片的时间间隔为0.1s,该小组同学从第一张开始每隔两张取出一张照片,则A、B、C、D四幅图片中相邻的两幅图片的时间间隔为T=3×0.1s=0.3s,从A到D的过程中,小车的平均速度是v=m/s=0.32m/s。

(2)小车沿斜面做匀变速直线运动,小车经过B图位置时的瞬时速度是vB=m/s=0.28m/s,同理可以求出小车经过C图位置时的瞬时速度是vC=m/s=0.36m/s,则小车的加速度a=m/s2=0.27m/s2。

5.(2023浙江金华联考)用打点计时器测量做匀加速直线运动物体的加速度,电源频率f=50 Hz。实验获得的纸带如图甲所示。选出零点,每隔4个点取1个计数点,沿各计数点垂直纸带将纸带剪断;将剪得的几段纸带并排贴在坐标纸上,各纸带紧靠但不重叠;最后将各纸带上端中心位置拟合,得到v-t图像如图乙所示(纸带上所标数字单位为厘米)。

(1)纵坐标5.80×10-1 m/s表示的物理意义是　　　　(填写正确选项的字母)。 

A.打计数点“0”时物体的速度

B.打计数点“1”时物体的速度

C.第1段纸带对应物体的平均速度

D.以上都不正确

(2)由图乙可知物体的加速度大小为　　　 m/s2(保留三位有效数字)。 

答案 (1)C　(2)1.62

解析 (1)由题意可知,每一段纸带所用时间为T=5×0.02s=0.1s,根据匀变速直线运动规律,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,则有v=m/s=5.80×10-1m/s,可知纵坐标5.80×10-1m/s表示的是第1段纸带对应物体的平均速度或者第1段纸带中间时刻物体的瞬时速度,C正确,A、B、D错误。

(2)由纸带数据,根据逐差法可得,物体的加速度大小为a=×10-2m/s2=1.62m/s2。

6.(2023重庆实验外国语学校模拟)某同学研究自由落体运动的规律时,将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放,用手机拍摄小球自由下落的视频,然后用相应的软件处理得到分帧图片,利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息,实验装置如图甲所示。图乙为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,相邻两帧之间的时间间隔为0.02 s,刻度尺为毫米刻度尺。

(1)图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为　　　 m/s(结果保留两位小数)。 

甲

乙

(2)关于实验装置和操作,以下说法正确的是　　　。 

A.刻度尺应固定在竖直平面内

B.选择材质密度小的小球

C.选择材质密度大的小球

D.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落

(3)为了得到更精确的加速度值,该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h,绘制v2-h图像。P、Q分别为两个体积不同、质量相同的小球,其下落的v2-h图像如图丙所示,由图丙可知　　　　。 

丙

A.图像的斜率表示小球下落的加速度

B.小球P的体积等于小球Q的体积

C.小球P的体积小于小球Q的体积

D.小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度

答案 (1)1.38　(2)AC　(3)CD

解析 (1)图片Ⅱ中小球的瞬时速度等于小球在图片Ⅰ、Ⅲ所示位置之间的平均速度,

即vⅡ=m/s=1.38m/s。

(2)由于自由落体运动的方向竖直向下,所以刻度尺应固定在竖直平面内,A正确; 为了尽量减小空气阻力对实验的影响,应选择材质密度大的小球,B错误,C正确;铅垂线的作用是检验刻度尺是否固定在竖直平面内,D错误。

(3)根据运动学规律有v2=2ah,所以v2-h图像的斜率表示小球下落加速度的2倍,A错误;体积越大的小球,空气阻力对其下落加速度的影响越大,即加速度越小,所以小球P的体积小于小球Q的体积,且小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度,B错误,C、D正确。