專題1.3本專題實驗【練】1．（2022·河北保定·二模）小李用如圖甲所示的裝置測量當地的重力加速度。SKIPIF1<0點距光電門SKIPIF1<0的高度為SKIPIF1<0。（1）用10分度游標卡尺測量小球的直徑，測量結果如圖乙所示，則小球的直徑SKIPIF1<0__________SKIPIF1<0。（2）將小球自SKIPIF1<0點由靜止釋放，小球通過光電門SKIPIF1<0的時間為SKIPIF1<0，若SKIPIF1<0，則當地的重力加速度大小SKIPIF1<0__________。（用相關物理量的符號表示）（3）若考慮空氣阻力的影響，且操作無誤，則實驗中測得的重力加速度__________（填“大于”、“小于”或“等于”）當地實際的重力加速度?！敬鸢浮?/p>

12.3

SKIPIF1<0

小于【解析】（1）10分度游標卡尺的精確值為SKIPIF1<0，圖乙讀數為SKIPIF1<0（2）小球通過光電門SKIPIF1<0的速度為SKIPIF1<0小球從SKIPIF1<0點靜止釋放到SKIPIF1<0的過程做自由落體運動，則有SKIPIF1<0聯立解得SKIPIF1<0（3）若考慮空氣阻力的影響，根據牛頓第二定律可得SKIPIF1<0可知小球下落的實際加速度SKIPIF1<0小于當地重力加速度SKIPIF1<0，即實驗中測得的重力加速度小于當地實際的重力加速度。2．（2022·河北石家莊·模擬預測）某小組在做“探究加速度與力的關系”實驗時，為了測出滑塊的加速度，進行如下操作：（1）如圖甲所示，在氣墊導軌上安裝一個光電門并調節(jié)氣墊導軌水平，滑塊上固定一寬度SKIPIF1<0的遮光條。實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，滑塊在鉤碼帶動下加速運動，由數字計時器測得遮光條通過光電門的擋光時間SKIPIF1<0，A位置與光電門間的距離SKIPIF1<0，則滑塊的加速度大小為________SKIPIF1<0；（計算結果保留兩位有效數字）（2）一同學將具有加速度測量功能的智能手機固定在甲圖中的滑塊上，拆除光電門，其它條件不變，將滑塊由靜止釋放，在智能手機上得到了加速度a隨時間t變化的圖像，如圖乙所示，智能手機測得的加速度大小為________SKIPIF1<0；（結果保留兩位有效數字）（3）在（1）和（2）中測得的加速度大小有明顯差異，主要原因是________________?！敬鸢浮?/p>

1.2

0.80

滑塊上放置了智能手機，系統(tǒng)的質量增加，在所受合外力不變條件下，由牛頓第二定律可知加速度減小【解析】（1）滑塊通過光電門的速度為SKIPIF1<0已知A位置與光電門間的距離SKIPIF1<0，根據SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）由圖乙可知，用智能手機測得的加速度大小為0.80SKIPIF1<0；（3）在（1）和（2）中測得的加速度大小有明顯差異，主要原因是滑塊上放置了智能手機，系統(tǒng)的質量增加，在所受合外力不變條件下，由牛頓第二定律可知加速度減小。3．（2022·河南·模擬預測）某小組做“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗。將紙帶穿過打點計時器時，三位同學的操作分別如圖中的①、②、③所示。你認為正確的操作應該是___________（選填“①”、“②”或“③”）。操作正確后得到一條紙帶如圖所示，丁同學在紙帶上選取a、b、c、d、e五個計數點，并測量出它們的間距分別為x1、x2、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，則小車的加速度SKIPIF1<0___________。（已知打點計時器電源的頻率為f）【答案】

①

SKIPIF1<0【解析】紙帶穿過打點計時器時應從限位孔穿過并使紙帶放置在復寫紙下方，只有①符合規(guī)范，故選①；設每個計數點之間的時間為T，由逐差法可知小車的加速度SKIPIF1<0由于相鄰計數點之間有4個點，所以SKIPIF1<0聯立解得SKIPIF1<04．（2022·浙江·模擬預測）用打點計時器測量做勻加速直線運動物體的加速度，電源頻率SKIPIF1<0。實驗獲得的紙帶上如圖甲所示。選出零點，每隔4個點取1個計數點，沿各計數點垂直紙帶將紙帶剪斷；將剪得的幾段紙條并排貼在坐標紙上，各紙條緊靠但不重疊；最后將各紙條上端中心位置擬合，得到SKIPIF1<0圖像如圖乙所示。①縱坐標SKIPIF1<0表示的物理意義是（填寫下面的字母選項）___________；A．打計數點“0”時物體的速度

B．打計數點“1”時物體的速度C．第1段紙帶對應物體的平均速度

D．以上都不正確②由圖乙可知物體的加速度大小為___________SKIPIF1<0（保留三位有效數字）；【答案】

C

1.60【解析】①由題意可知，每一段紙帶所用時間為SKIPIF1<0根據勻變速直線運動規(guī)律，平均速度等于中間時刻的瞬時速度，則有SKIPIF1<0可知縱坐標SKIPIF1<0表示的是第1段紙帶對應物體的平均速度或者第1段紙帶中間時刻物體的瞬時速度，C正確，ABD錯誤；故選C。②由紙帶數據可知，第1段紙帶中間時刻物體的瞬時速度為SKIPIF1<0第6段紙帶中間時刻物體的瞬時速度為SKIPIF1<0物體的加速度大小為SKIPIF1<05．（2022·天津·高三專題練習）某同學做“研究勻變速直線運動”的實驗．(1)做本實驗時______（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；(2)已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，如圖所示是“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中電磁打點計時器打出的紙帶，圖中0、1、2、3、4、5、6是按時間先后順序標出的計數點，用刻度尺測得：SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0．那么：（計算結果保留三位有效數字）①在計時器打出點2時，小車的速度大小為SKIPIF1<0______m/s；②小車的加速度的大小為SKIPIF1<0______m/s2?！敬鸢浮?/p>

不需要

0.860

3.10【解析】(1)做“研究勻變速直線運動”的實驗，過程中是否有摩擦力，對實驗沒有影響；(2)①由于每2個點取一個計數點的紙帶，所以相鄰的計數點間的時間間隔為SKIPIF1<0根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點時小車的瞬時速度大小為SKIPIF1<0②根據勻變速直線運動的逐差法公式可得SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，可得SKIPIF1<0代入數值可得SKIPIF1<06．（2022·寧夏六盤山高級中學模擬預測）利用現代信息技術進行的實驗叫做SKIPIF1<0實驗，光電計時器是一種常用計時儀器，其結構如圖SKIPIF1<0所示，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當一輛帶有擋光片的小車從SKIPIF1<0、SKIPIF1<0間通過時，光電計時器就可以顯示擋光片的擋光時間?，F有一輛小車通過光電門，計時器顯示的擋光時間是SKIPIF1<0，用游標卡尺測量小車上擋光片的寬度d，示數如圖SKIPIF1<0所示。（1）讀出擋光片的寬度SKIPIF1<0___________cm，小車通過光電門時的速度大小SKIPIF1<0___________m/s（結果均保留三位有效數字SKIPIF1<0（2）當小車相繼通過相距L的兩個光電門時，兩個光電計時器上記錄下的讀數分別是t1和t2，則小車在這段距離中的平均加速度大小為___________（用題中符號表示）?！敬鸢浮?/p>

2.98

1.49

SKIPIF1<0或SKIPIF1<0或SKIPIF1<0【解析】（1）擋光片的寬度SKIPIF1<0小車通過光電門時的速度大小SKIPIF1<0（2）通過兩個光電門的速度大小分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0根據SKIPIF1<0可得加速度大小為SKIPIF1<07．（2022·黑龍江·大慶市第二十三中學模擬預測）在進行“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中：（1）圖1所示實驗器材是______（填“計時”、“測速”或“測距”）的儀器．其中必須使用4--6V低壓交流電源的是_____（填“甲”或“乙”）．（2）已提供了小車、一端附有滑輪的長木板、紙帶、細繩、刻度尺、導線．為了完成實驗，還須從下圖2中選取實驗器材：______（此項為多選，請?zhí)顚懴鄳淖帜阜枺?）實驗得到一條清晰的紙帶，如圖3所示是截取了其中某一段紙帶用刻度尺（單位：cm）測量時的情景，其中A、B、C、D、E、F為6個相鄰的點跡．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz．其中計數點E所在位置的刻度尺讀數為________cm，小車加速過程中E點瞬時速度大小為_______m/s．【答案】

計時

甲

AC

8.76～8.82

1.27～1.33【解析】（1）圖1所示實驗器材是計時的儀器．其中必須使用4--6V低壓交流電源的是電磁打點計時器，即甲．（2）已提供了小車、一端附有滑輪的長木板、紙帶、細繩、刻度尺、導線．為了完成實驗，還須從下圖2中選取實驗器材：低壓電源A和打點計時器C．（3）計數點B所在位置的刻度尺讀數為8.80cm，D、F段的位移：xDF=11.60-6.40cm=5.2cm，則E點的瞬時速度等于DF段的平均速度SKIPIF1<08．（2022·全國·模擬預測）某實驗小組想通過如圖所示的實驗裝置測定物體A（帶有寬度為D的遮光片）的質量M。已知鉤碼的質量為m，實驗時將待測物體A由靜止釋放，測得遮光片通過光電門1、2的時間分別為t1、t2，若不計繩與滑輪間的摩擦及繩和滑輪的質量，重力加速度為g，為完成本實驗還需要測量的物理量為________（寫出物理量的名稱及符號），由測量數據可求得物體A的加速度a=________；待測物體A的質量M=________（用加速度a及已知量表示）?！敬鸢浮?/p>

光電門1和光電門2間的距離h

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0【解析】解：實驗中由測得遮光片經光電門的速度，與兩光電門之間的距離，利用勻變速直線運動的速度與位移的關系式，可求得物體A的加速度，所以本實驗還需要測量的物理量為光電門1和光電門2之間的距離h。由測量數據可求得物體A經兩光電門時的平均速度可近似等于瞬時速度，則有SKIPIF1<0SKIPIF1<0由勻變速直線運動的速度位移的關系式則有SKIPIF1<0聯立解得物體A的加速度SKIPIF1<0對物體和鉤碼組成的整體受力分析，由牛頓第二定律可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<09．（2022·安徽·三模）某實驗興趣小組中利用光電門傳感器研究自由落體運動。如圖甲所示，用鐵架臺固定豎直長木板，光電門A、B分別固定在長木板上。AB相距s＝41cm；現從光電門A上方某高度靜止釋放一個小球，小球通過A、B的時間分別為Δt1＝1.50×10-2s、Δt2＝5.00×10-3s，小球直徑用游標卡尺測得，如圖乙所示。回答下列問題：（1）小球直徑測量結果d=________________mm。（2）小球通過光電門A時的瞬時速度為____________（結果取三位有效數字）。（3）物體的加速度a＝____________m/s（結果取三位有效數字）。【答案】

15.00

1.00

9.76【解析】（1）由乙圖可知，小球直徑測量結果為SKIPIF1<0（2）小球通過光電門A時的瞬時速度為SKIPIF1<0（3）小球通過光電門B時的瞬時速度為SKIPIF1<0由運動學公式SKIPIF1<0可得小球加速度為SKIPIF1<010．（2022·湖南衡陽·三模）小明同學在用下面裝置做力學實驗時發(fā)現，這個裝置也可以用來測量當地的重力加速度g。實驗器材有小車，一端帶有定滑輪的平直軌道，墊塊，細線，打點計時器，紙帶，頻率為50Hz的交流電源，刻度尺，6個槽碼，每個槽碼的質量均為m。（1）實驗步驟如下：①按圖甲安裝好實驗器材，跨過定滑輪的細線一端連接在小車上，另一端懸掛著6個槽碼，改變軌道的傾角，用手輕推小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列等間距的點，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑；②保持軌道傾角不變，取下1個槽碼（即細線下端還懸掛5個槽碼），讓小車拖著紙帶沿軌道下滑，根據紙帶上打的點跡測出加速度a；③減少細線下端懸掛的槽碼數量，重復步驟②；④以取下槽碼的總個數n（1≤n≤6）的倒數SKIPIF1<0為橫坐標，SKIPIF1<0為縱坐標，在坐標紙上作SKIPIF1<0關系圖線。（2）在進行步驟①時，需要將平直軌道左側用墊塊墊高，若某次調整過程中打出的紙帶如圖乙所示（紙帶上的點由左至右依歡打出），則墊塊應該_________（填“往左移”“往右移”或“固定不動”）；（3）某次實驗獲得如圖所示的紙帶，相鄰計數點間均有4個點未畫出，則加速度大小a=______m/s2（保留三位有效數字）；（4）測得上SKIPIF1<0關系圖線的斜率為k，縱軸截距為b，當地的重力加速度g=________?！敬鸢浮?/p>

往左移

0.191

SKIPIF1<0【解析】（2）由圖知，紙帶上相鄰計數點間距離越來越大，可知做加速運動，則墊塊應該往左移；（3）相鄰計數點間的時間間隔SKIPIF1<0，根據逐差法，加速度大小SKIPIF1<0；（4）根據牛頓第二定律SKIPIF1<0整理得SKIPIF1<0根據題意SKIPIF1<0所以SKIPIF1<011．（2022·廣東·高三專題練習）在“測量重力加速度”的實驗中，某同學利用圖中的裝置得到了幾條較為理想的紙帶。由于不小心，紙帶都被撕斷了，如圖所示。已知每條紙帶上每5個點取一個計數點，相鄰計數點之間的時間間隔為0.1s，依打點先后編為0、1、2、3、4、……?；卮鹣铝袉栴}：（1）在B、C、D三段紙帶中，與紙帶A屬于同一條的應該是______；A、

B、

C、

D、（2）打紙帶A上點1時重物的速度大小為______m/s（保留三位有效數字）；（3）計算得到的重力加速度大小為______m/s2（保留三位有效數字）；（4）得到的重力加速度偏小的原因是______?！敬鸢浮?/p>

C

3.50

9.60

打點計時器與紙帶間有阻力（空氣阻力、處在海拔較高位置）【解析】（1）根據勻變速運動的位移差公式SKIPIF1<0帶入數據可得△x=x12-x01=39.80cm-30.20cm=9.60cm則應有x34=x12+2△x=39.80cm+2×9.60cm=59.00cm故ABD錯誤，C正確。故選C。（2）勻變速直線運動某段時間平均速度等于中間時刻瞬時速度，故SKIPIF1<0(3)由△x=gT2，得到SKIPIF1<0(4)重錘下落過程中，除了受重力外，還受到打點計時器對紙帶的摩擦阻力、空氣阻力等力，導致下落過程加速度小于重力加速度；當然也可能實在海拔較高處做實驗的結果，所以重力加速度偏小。12．（2022·四川省綿陽實驗高級中學三模）在研究小車做勻變速直線運動的實驗中，使用了下圖所示的裝置:（1）在該實驗中，下列做法正確的是______。A．先使小車運動，再接通電源

B．該實驗需要平衡摩擦力C．打點計時器可以使用6V的直流學生電源

D．將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處（2）如圖所示為某同學在某次實驗中打出紙帶的一部分，紙帶上的A、B、C為三個相鄰的計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T，A、B間的距離x1，A、C間的距離x2，則打B點時小車的速度vB=______，紙帶的加速度a=______（用x1、x2和T表示），（3）若打點計時器實際工作頻率偏大，則根據表達式和題中數據計算出vB的結果比實際值______（填“相等”“偏大”或“偏小”）。（4）若打點計時器額定電壓為220V，而實際使用的電源電壓為225V，則（2）中得出的速度與物體速度的真實值相比將會______（填“偏大”“偏小”或“沒有形響"）?！敬鸢浮?/p>

D

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

偏小

沒有影響【解析】（1）A．為了更好的打點，應先接通交流電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關閉電源，選項A錯誤；B．本實驗不需要平衡摩擦力，選項B錯誤；C．打點計時器只能使用交流電源，選項C錯誤；D．將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處，選項D正確。故選D。（2）打B點時小車的速度為SKIPIF1<0紙帶的加速度為SKIPIF1<0（3）若計時器工作頻率大于50Hz．則實際相鄰計數點間的時間間隔T減小，根據SKIPIF1<0，若計算時時間T仍按0.1s計算，所以按照題中給定的數據計算出SKIPIF1<0的結果比實際值偏?。唬?）根據SKIPIF1<0，物體的速度與打點計時器的電壓大小無關，速度的測量值與物體速度的真實值相比將會沒有影響。13、（2021·全國·高考真題）為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數，一同學將貼有標尺的瓷磚的一端放在水平桌面上，形成一傾角為SKIPIF1<0的斜面（已知sinSKIPIF1<0=0.34，cosSKIPIF1<0=0.94），小銅塊可在斜面上加速下滑，如圖所示。該同學用手機拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得5個連續(xù)相等時間間隔（每個時間間隔?T=0.20s）內小銅塊沿斜面下滑的距離si（i=1，2，3，4，5），如下表所示。s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中數據可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為___________m/s2，小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數為___________。（結果均保留2位有效數字，重力加速度大小取9.80m/s2）【答案】

0.43

0.32【解析】根據逐差法有SKIPIF1<0對小銅塊受力分析根據牛頓第二定律有SKIPIF1<0代入數據解得SKIPIF1<014、（2021·天津·高考真題）某實驗小組利用手機的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運動的過程。為便于記錄小球各個時刻在斜面上的位置，將錄像中時間間隔為T的連續(xù)7幅畫面合成到同一張圖中，示意如圖。依次測得小球各相鄰位置間的距離為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。①寫出小球在位置1的速度表達式___________。②要求充分利用測量數據，寫出小球運動過程中的加速度表達式___________。③在測量小球相鄰位置間距時由于實驗者讀數產生的誤差是___________誤差。（填“偶然”或“系統(tǒng)”）【答案】

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

偶然【解析】①勻變速直線運動中，中間時刻速度等于平均速度，所以1位置的速度為SKIPIF1<0②題中要求充分利用數據，利用逐差法求解加速度，則SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得加速度為SKIPIF1<0③讀數產生的誤差是人為因素造成的，屬于偶然誤差。15、（2021·北京·高考真題）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數據分析等。例如：（1）實驗儀器。用游標卡尺測某金屬管的內徑，示數如圖1所示。則該金屬管的內徑為_______mm。（2）數據分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數點，相鄰計數點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vC=________m/s（結果保留小數點后兩位）。（3）實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質量m比小車質量M小得多。請分析說明這個要求的理由。()【答案】

31.4

0.44