第一章　11.实验：探究小车速度随时间变化的规律---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版）

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1.(10分)(2025·重庆市检测)用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了如图所示的一条纸带。
(1)(2分)电火花计时器使用的是 V的 (选填“直流”或“交流”)电源；计时器打点的时间间隔为0.02 s，每隔4个点取1个计数点，依次得到了O、A、B、C、D几个计数点。
(2)(2分)小车由静止开始运动，则纸带的 (选填“左”或“右”)端与小车相连。
(3)(4分)用毫米刻度尺量得OA=1.20 cm，OB=2.80 cm，OC=4.80 cm，OD=7.20 cm，打B点时纸带的速度大小为 m/s，纸带运动的加速度大小为 m/s2。
(4)(2分)如果当时电网中交变电流的频率变大，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值比实际值 (选填“偏大”或“偏小”)。
答案 (1)220 交流 (2)左 (3)0.18 0.40 (4)偏小
2.(6分)某实验小组成员设计了一个测量当地重力加速度的实验，装置如图甲所示，电磁铁和光电门固定在铁架台上。
(1)(2分)先用游标卡尺测量铁球的直径，示数如图乙所示，则小球直径d= cm。
(2)(4分)给电磁铁通电，将铁球吸附在电磁铁下面，用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门的距离h，给电磁铁断电，铁球自由下落通过光电门，与光电门连接的数字计时器显示铁球通过光电门遮光时间t，保持电磁铁的位置不变，多次改变光电门的位置，重复实验，测得多组h、t的值，作h-1t2图像，则作出的图像应是图丙中的图线 (选填“a”“b”或“c”)，若图线的斜率为k，则当地的重力加速度g= (用d和k表示)。
答案 (1)1.170 (2)a d22k
解析 (1)铁球的直径d=11 mm+0.05 mm×14=11.70 mm=1.170 cm。
(2)由h-d2=v22g，v=dt，得h=d2+d22g·1t2
因此图线为a。
若图线的斜率为k，则d22g=k，解得g=d22k。
3.(6分)某学习小组用如图甲所示的装置研究小车匀变速直线运动。金属导轨与水平面成某一角度，光电门固定在导轨的B位置，挡光片安装在小车的车头位置，每次实验时车头都从导轨的A位置由静止释放。
(1)(2分)若挡光片的宽度为d，光电门测得挡光时间为Δt，则车头到达B位置时的速度vB= 。
(2)(4分)某同学认为挡光片的宽度较大，所测速度的误差也较大。他提出可以采用不同宽度的挡光片进行试验，记录挡光片的宽度和对应的挡光时间，作出dΔt-Δt图像如图乙所示。则车头到达B位置时的速度vB=__________m/s，小车下滑的加速度a= m/s2。(结果均保留3位有效数字)
答案(1)dΔt (2)2.65 4.00
解析 (1)光电门测速原理是用平均速度代替瞬时速度，因此可知车头到达B位置时的速度vB=dΔt
(2)根据匀变速直线运动的规律有d=vBΔt+12a(Δt)2，变式可得dΔt=vB+12aΔt
则可知图像与纵轴的截距表示车头到达B位置时速度的大小，而根据斜率可求得加速度大小，根据图像可得
vB=2.65 m/s，12a=2.80− m/s2，解得a=4.00 m/s2