实验特训1 测量做直线运动物体的瞬时速度（原卷版）-2025高考物理一轮新题型综合特训（上海专用）

这是一份实验特训1 测量做直线运动物体的瞬时速度（原卷版）-2025高考物理一轮新题型综合特训（上海专用），共10页。试卷主要包含了质量分别为m1、m2等内容，欢迎下载使用。

实验题
材料一：
1．用图甲所示的实验装置验证细线连着的钩码m1、钩码m2组成的系统的机械能守恒，m2从高处由静止开始自由下落，m1拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙所示为实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有四个点（未画出）。已知、。（重力加速度g取9.8m/s2，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz）。
（1）在纸带上打下计数点5时钩码的速度大小为 m/s。（计算结果保留2位有效数字）
（2）在纸带上打下计数点0到计数点5的过程中系统动能增加量为 J，重力势能减小量为 J。（计算结果保留2位有效数字）
【答案】 2.4 0.58 0.59
【详解】（1）[1]根据速度公式得
（2）[2]在纸带上打下计数点0到计数点5的过程中系统动能增加量为
（3）[3]重力势能减小量为
材料二：
2．研究小车变速直线运动的实验装置如图所示，其中斜面倾角可调。电火花打点计时器的工作频率为50赫兹。纸带上计数点的间距如图所示，其中相邻两计数点间还有4个打出的点未画出。
测量得出数据： s1=8.00cm，s2=8.80cm，s3=9.59cm，s4=10.40cm，s5=11.20cm，s6=12.01cm
（1）实验中打点计时器所接的电源是 （填“A”或“B”）。
A．直流电 B．交流电
（2）操作时，释放纸带与接触电源的合理顺序应是 （填“A”或“B”）。
A．先释放纸带，再接通电源 B．先接通电源，再释放纸带
（3）电火花打点计时器的工作电压为 V。
（4）纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T= s；
（5）加速度大小为 m/s2（保留两位有效数字）。
【答案】 B B 220 0.1 0.80
【详解】（1）[1]实验中打点计时器所接的电源是交流电。
故选B。
（2）[2]操作时，释放纸带与接触电源的合理顺序应是先接通电源，再释放纸带。
故选B。
（3）[3]电火花打点计时器的工作电压为220V。
（4）[4]纸带上相邻两个计数点之间的时间间隔为
（5）[5]小车的加速度为
材料三：
打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题：
（1）如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是 打点计时器。
（2）打点计时器使用的电源为交流电源，打点的时间间隔为 。
（3）接通打点计时器电源和让纸带开她运动，这两个操作之间的时间顺序关系是 。
A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以
（4）如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，频率从变成了，而做实验的同学并不知道，仍按照进行数据处理，那么速度的测量值和实际值相比 。（选填：偏大、偏小、不变）
（5）如图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带，从0点开始每隔4个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，由于不小心将3、4两个计数点拉断不能准确测出其距离，量得其余段，，，，，。
打点计时器打计数点2时，小车的速度大小 ；计算小车的加速度大小为 。【结果保留两位有效数字】
【答案】 电火花 0.02s A 偏小 0.80
【详解】（1）[1] A是电火花打点计时器。
（2）[2] 打点计时器打点时间间隔为0.02s。
（3）[3]实验时先接通打点计时器电源后让纸带运动。故选A。
（4）[4]由可知频率变大时打点时间间隔变小，所以做实验的同学仍按照进行数据处理则时间间隔偏大，由知速度的测量值将偏小。
（5）[5]打点计时器打计数点2时，小车的速度大小
[6]小车的加速度由逐差法可得
材料四：
4．在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，光电门用来测量摆锤经过不同位置的瞬时速度，实验装置如图（a）所示。
①（单选）关于在这个实验中光电门的使用，下列说法正确的是 ；
A．调节摆线长，使摆锤摆动时摆线能通过光电孔
B．测量中，光电门始终固定在某个确定的位置
C．摆锤释放器的位置要随光电门的位置变化而作相应的调整
D．每次改变光电门的位置，要用测平器使光电门的光电孔与所测点位于同一水平线
②在某次实验数据基础上，作出的摆锤在下摆过程中动能、重力势能随高度h变化的图象如图（b）所示，则其中 （选填“I”或“II”）是摆锤动能随高度h变化的图线，该图线斜率大小等于 。
【答案】 D I 摆锤的重力
【详解】①[1]
A．调节摆线长，使摆锤摆动时摆锤能通过光电孔而不是摆线，A错误；
B．因为要测不同位置的速度，所以光电门位置要改变，B错误；
C．摆锤释放器的位置要固定，C错误；
D．每次改变光电门的位置，要用测平器使光电门的光电孔与所测点位于同一水平线，这样测得的该处的速度准确，D正确。
故选D。
②[2][3]根据Ep=mgh知，距离最低点的高度h越大，重力势能越大，图象中表示小球的重力势能Ep随小球距D点的高度h变化关系的图线是图线II；根据机械能守恒，高度越大，重力势能越大则摆锤的动能越小，故摆锤动能随高度h变化为图线I；根据动能定理得
则有图线斜率
即斜率大小等于摆锤的重力。
材料五：
5．（1）某小组利用如图所示装置验证动量守恒定律。光电门1、2分别与数字计时器相连，两滑块A、B上挡光条的宽度相同，已测得两滑块A、B（包含挡光条）质量分别为m1、m2。

①接通气源后，轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端 （选填“升高”或“降低”）一些。
②实验前，滑块A、B静置于图中所示位置。用手向左轻推一下A，使其经过光电门1后与B发生碰撞，碰后两滑块先后通过光电门2。光电门1记录的挡光时间为t1，光电门2记录的挡光时间依次为t2、t3。若已知挡光条的宽度为d，则滑块A通过光电门1时的速度大小为v1= 。为减小实验误差，应选择宽度 （选填“窄”或者“宽”）的挡光条。若m1、m2、t1、t2、t3满足关系式 ，则可验证动量守恒定律。
（2）某同学想用如图所示的装置验证碰撞过程动量守恒：用轻绳将两个小球（小球半径与绳长相比可忽略不计）悬挂起来，将一个小球从某一高度由静止释放，小球摆到最低点后将与另一小球发生碰撞。实验中仅有天平和刻度尺两种测量工具，请说明要测量的物理量，以及利用测量量验证动量守恒定律的表达式 。

【答案】 升高 窄 见详解
【详解】（1）①[1]轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间说明滑块运动速度减小，说明导轨右边低，为使导轨水平，可调节旋钮Q使轨道右端升高一些。
②[2]滑块经过光电门的瞬时速度近似等于平均速度，滑块A通过光电门1时的速度大小为
[3]由于将经过光电门的瞬时速度近似等于平均速度，为减小实验误差，应选择宽度适当窄一点的挡光条。
[4]同理可得碰撞后滑块B通过光电门2时的速度大小为
滑块A通过光电门2时的速度大小为
取向左为正方向，若要验证动量守恒定律，需满足
代入得
（2）[5]用天平测量小球A、B的质量、，小球A释放时到最低点的高度，B与A碰撞后分别上升的高度、。小球A从释放时到最低点由动能定理有
得
同理可得碰撞后小球B和小球A的速度为
若要验证动量守恒定律，需验证的表达式为
代入速度得
材料六：
6．某同学利用如图所示的实验装置，测定当地的重力加速度。实验装置中水平轨道可上下调整并固定，其左端安装有单一档位弹射装置，右端下方悬挂重锤，向下指向地面O点；地面上平铺薄薄一层细沙带。在轨道末端安装一光电门，通过数据采集器与计算机相连。实验步骤如下：

Ⅰ.测出小球的直径；
Ⅱ.将轨道固定在某一位置，读出轨道末端到地面的高度。将小球用弹射装置水平弹出，小球落在沙带上并留下印记；重复弹射小球，在沙带上留下一个印记区域，做出该区域的外接圆，外接圆的圆心作为小球的落点；测量落点到O点的距离；
Ⅲ.调整轨道的高度为，重复（Ⅱ）中的实验过程测量落点到O点的距离；
Ⅳ.记录多组h、x数据，如下表所示：
请根据上述数据，完成下列问题：
（1）在给定的坐标纸上作出的图像 ；
（2）根据对实验的过程分析，写出的图像的数学表达式 h（用平抛初速度、重力加速度g表示）；
（3）光电计时器记录的平均遮光时间为，根据上述图像求得当地的重力加速度大小 （结果保留三位有效数字）；
（4）实验中，每次记录的h值均漏掉了小球的半径，按照上述方法计算出的重力加速度大小与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 不变
【详解】（1）[1]根据题意，由表格中数据，用描点画图的方法，画出图像，如图所示

（2）[2]根据题意可知，小球做平抛运动，则水平方向上有
竖直方向上有
整理可得
（3）[3]根据题意题意可知，小球的初速度为
结合（1）中图像和（2）中分析可得
解得
（4）[4]根据题意可知，小球落在地面，即小球的下沿落地留下一个印记，则小球的下落高度即为轨道末端到地面的高度，与小球半径无关，则按照上述方法计算出的重力加速度大小与真实值相比不变。
实验顺序
1
2
3
4
5
h（cm）
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
x（cm）
32.1
28.6
24.8
20.3
14.4
10.30
8.18
6.15
4.12
2.07