十年(14-23)高考物理真题分项汇编专题70 实验一：测量速度加速度（含解析）

这是一份十年(14-23)高考物理真题分项汇编专题70 实验一：测量速度加速度（含解析），共24页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。

1．（2023·全国·统考高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。

（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s．以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移 SKIPIF 1 < 0 填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，表中 SKIPIF 1 < 0 ________cm， SKIPIF 1 < 0 ________ SKIPIF 1 < 0 。

（2）根据表中数据得到小车平均速度 SKIPIF 1 < 0 随时间 SKIPIF 1 < 0 的变化关系，如图（c）所示。在答题卡上的图中补全实验点_____。

（3）从实验结果可知，小车运动的 SKIPIF 1 < 0 图线可视为一条直线，此直线用方程 SKIPIF 1 < 0 表示，其中 SKIPIF 1 < 0 ________ SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ________cm/s。（结果均保留3位有效数字）
（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小 SKIPIF 1 < 0 ________，小车的加速度大小 SKIPIF 1 < 0 ________。（结果用字母k、b表示）
【答案】 24.00 80.0 70.0 59.0 b 2k
【详解】（1）[1]根据纸带的数据可得
SKIPIF 1 < 0
[2]平均速度为
SKIPIF 1 < 0
（2）[3]根据第（1）小题结果补充表格和补全实验点图像得

（3）[4][5]从实验结果可知，小车运动的 SKIPIF 1 < 0 图线可视为一条直线，图像为

此直线用方程 SKIPIF 1 < 0 表示，由图像可知其中
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
（4）[6][7]小球做匀变速直线运动，由位移公式 SKIPIF 1 < 0 ，整理得
SKIPIF 1 < 0
即
SKIPIF 1 < 0
故根据图像斜率和截距可得
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
2．（2023·浙江·高考真题）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。
①需要的实验操作有__________（多选）；
A．调节滑轮使细线与轨道平行
B．倾斜轨道以补偿阻力
C．小车靠近打点计时器静止释放
D．先接通电源再释放小车
②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为__________ SKIPIF 1 < 0 。已知打点计时器所用交流电源的频率为 SKIPIF 1 < 0 ，则打计数点2时小车的速度大小为：__________ SKIPIF 1 < 0 （结果保留3位有效数字）。
【答案】 ACD 2.75 1.48
【详解】①[1]A．实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确；
B．该实验只要使得小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B错误；
C．为了充分利用纸带，则小车靠近打点计时器静止释放，选项C正确；
D．先接通电源再释放小车，选项D正确。
故选ACD。
②[2][3]计数点1的读数为2.75 SKIPIF 1 < 0 。已知打点计时器所用交流电源的频率为 SKIPIF 1 < 0 ，则打点周期T=0.02s，则打计数点2时小车的速度大小为
SKIPIF 1 < 0
3．（2022·北京·高考真题）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为 SKIPIF 1 < 0 的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1，2，…，8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离 SKIPIF 1 < 0 ，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立 SKIPIF 1 < 0 坐标系，根据重锤下落的速度作出 SKIPIF 1 < 0 图线并求重力加速度。
（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度 SKIPIF 1 < 0 ______________ SKIPIF 1 < 0 （结果保留3位有效数字）。
（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度 SKIPIF 1 < 0 对应的坐标点，并作出 SKIPIF 1 < 0 图线______________。
（3）根据图3，实验测得的重力加速度 SKIPIF 1 < 0 ______________ SKIPIF 1 < 0 （结果保留3位有效数字）。
（4）某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。_________________________
【答案】 1.15 9.79 见解析
【详解】（1）[1]打点计时器接在频率为 SKIPIF 1 < 0 的交流电源上，相邻计数点之间还有1个计时点，则相邻两计数点之间的时间为
SKIPIF 1 < 0
纸带做自由落体运动，打点3时的瞬时速度等于点2到点4之间的平均速度，由纸带数据可知
SKIPIF 1 < 0
（2）[2]做出图像如图所示
（3）[3]根据 SKIPIF 1 < 0 ，可知
SKIPIF 1 < 0
根据 SKIPIF 1 < 0 图像可知其斜率为重力加速度，则有
SKIPIF 1 < 0
（4）[4]需要测量的物理量：水滴下落的高度h和下落的时间t。
测量h的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值；
测量t的方法：调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音。用手机测量n滴水下落的总时间 SKIPIF 1 < 0 ，则
SKIPIF 1 < 0
4．（2022·江苏·高考真题）小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图1所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。
（1）现有以下材质的小球，实验中应当选用______。
A．钢球 B．乒乓球 C．橡胶球
（2）用分度值为 SKIPIF 1 < 0 的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图2所示，则 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 。
（3）作出 SKIPIF 1 < 0 图线，如图3所示，则可得到重力加速度 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 。
（4）在图1中，将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量，若将手机放在地面A点，设声速为v，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表示为 SKIPIF 1 < 0 ______（用h、t和v表示）。
（5）有同学认为，小明在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度g必然有偏差。请判断该观点是否正确，简要说明理由______。
【答案】 A 61.20 9.55 SKIPIF 1 < 0 不正确，理由见解析
【详解】（1）[1]为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度较大的小钢球，故选A。
（2）[2]刻度尺的分度值为1mm，估读到分度值的下一位，由图可知h=61.20cm；
（3）[3]根据 SKIPIF 1 < 0 可知
SKIPIF 1 < 0
故在 SKIPIF 1 < 0 图像中斜率表示重力加速度，则根据图线有
SKIPIF 1 < 0
（4）[4]下落过程中声音传播的时间为
SKIPIF 1 < 0
则小球下落的时间为
SKIPIF 1 < 0
（5）[5]设木条厚度为H，则台阶距离地面的高度h1时的时间为t1，高度h2时的时间为t2；则根据前面的分析有
SKIPIF 1 < 0
可知与H无关。
5．（2022·全国·统考高考真题）用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（ SKIPIF 1 < 0 ）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔 SKIPIF 1 < 0 测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：
回答下列问题：
（1）根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：______；
（2）当 SKIPIF 1 < 0 时，该飞行器速度的大小 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 ；
（3）这段时间内该飞行器加速度的大小 SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 （保留2位有效数字）。
【答案】 相邻1s内的位移之差接近∆x=80m 547 79
【详解】（1）[1]第1s内的位移507m，第2s内的位移587m，第3s内的位移665m，第4s内的位移746m，第5s内的位移824m，第6s内的位移904m，则相邻1s内的位移之差接近∆x=80m，可知判断飞行器在这段时间内做匀加速运动；
（2）[2]当x=507m时飞行器的速度等于0-2s内的平均速度，则
SKIPIF 1 < 0
（3）[3]根据
SKIPIF 1 < 0
6．（2021·湖北·统考高考真题）某同学假期在家里进行了重力加速度测量实验。如图（a） 所示，将一根米尺竖直固定，在米尺零刻度处由静止释放实心小钢球，小球下落途经某位置时，使用相机对其进行拍照，相机曝光时间为 SKIPIF 1 < 0 s。由于小球的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。根据照片中米尺刻度读出小球所在位置到释放点的距离H、小球在曝光时间内移动的距离 SKIPIF 1 < 0 。计算出小球通过该位置时的速度大小v，进而得出重力加速度大小g。实验数据如下表∶
（1）测量该小球直径时，游标卡尺示数如图（b）所示，小球直径为________mm。。
（2）在第2次实验中，小球下落H =0.9423m时的速度大小v=________m/s（保留3位有效数字）；第3次实验测得的当地重力加速度大小g=________m/s2（保留3位有效数字）。
（3）可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措施有_______。
A．适当减小相机的曝光时间
B．让小球在真空管中自由下落；
C．用质量相等的实心铝球代替实心钢球
【答案】 15.75 4.30 9.85 AB
【分析】本题考查重力加速度的测量，意在考查考生对实验原理的理解以及处理实验数据的能力。
【详解】（1）[1]由游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为
SKIPIF 1 < 0
（2）[2][3]由题意可知，小球下落H =0.9423 m时的速度
SKIPIF 1 < 0
由运动学公式
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
（3）[4]A．小球下落一定高度时的瞬时速度近似为曝光时间内的平均速度，曝光时间越短，曝光时间内的平均速度越接近瞬时速度，实验误差越小，故A正确；
B．让小球在真空管中自由下落，可减小空气阻力的影响，可减小实验误差，故B正确；
C．质量相等的实心铝球代替实心钢球时，铝球体积更大，阻力对铝球的影响较大，实验误差较大，故C错误。
7．（2021·天津·高考真题）某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 。
①写出小球在位置1的速度表达式___________。
②要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式___________。
③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是___________误差。（填“偶然”或“系统”）
【答案】 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 偶然
【详解】①[1]匀变速直线运动中，中间时刻速度等于平均速度，所以1位置的速度为
SKIPIF 1 < 0
②[2]题中要求充分利用数据，利用逐差法求解加速度，则
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
解得加速度为
SKIPIF 1 < 0
③[3]读数产生的误差是人为因素造成的，属于偶然误差。
【点睛】一般来说，偶然误差是主观因素引起的误差，比如读数错误，操作错误等；系统误差是客观因素造成的，比如测量工具本身的精确度不够，测量方法带来的不可避免的误差等。
8．（2017·全国·高考真题）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。 （已知滴水计时器每30 s内共滴下91个小水滴）
(1)由 图（b）可知，小车在桌面上是______（填“从右向左”或“从左向右”）运动的；
(2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为______ m/s，加速度大小为______ m/s2。（结果均保留2位有效数字）
【答案】 从右向左 0.38m/s 0.15m/s2
【详解】(1)[1]由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动。
(2)[2]已知滴水计时器每30s内共滴下91个小水滴，那么各点时间间隔为
SKIPIF 1 < 0
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有
SKIPIF 1 < 0
[3]根据匀变速直线运动的推论公式
SKIPIF 1 < 0
可以求出加速度，得
SKIPIF 1 < 0
那么加速度的大小为 0.15 m/s2。
9．（2020·江苏·统考高考真题）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题图1所示。
(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是_____。
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是_____。（填写各步骤前的序号）
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球，从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置
④打开手机摄像功能，开始摄像
(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 SKIPIF 1 < 0 ，刻度尺的分度值是 SKIPIF 1 < 0 ，由此测得重力加速度为_____ SKIPIF 1 < 0 。
(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片，_____（选填“仍能”或“不能”）用(3)问中的方法测出重力加速度。
【答案】 小钢球 ①③④② 9.61（9.5~9.7） 仍能
【详解】(1)要测量当地重力加速度需要尽量减小空气阻力的影响，所以密度大体积小的小钢球最适合；
(2)要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上，安装好三脚架，调整好手机摄像头的位置；因为下落时间很短，所以一定要先打开摄像头开始摄像，然后在将小球从刻度尺旁静止释放，故顺序为①③④②；
(3)由三张图片读出小球所在位置的刻度分别为2.50cm，26.50cm，77.20cm；小球做自由落体运动，根据 SKIPIF 1 < 0 可得
SKIPIF 1 < 0
(4)因为就算小球偏离了竖直方向，但是小球在竖直方向上的运动依然是自由落体运动，对实验结果无影响，故仍能用前面的方法测量出重力加速度。
10．（2019·全国·高考真题）甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验．实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照．已知相机每间隔0.1s拍1幅照片．
（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是_______．（填正确答案标号）
A．米尺 B．秒表 C．光电门 D．天平
（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法．
答：________________________________________________
（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=___m/s2．（保留2位有效数字）
【答案】 A 将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺． 9.7
【详解】此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离;就本实验而言,因为是不同照片,所以是测量连续几张照片上小球位置之间的距离;加速度求解仍然用逐差法计算,注意是bc与ab之间的距离差.
11．（2019·全国·高考真题）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留2位有效数字）．
【答案】 A 0.233 0.75
【详解】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度 SKIPIF 1 < 0 ；根据逐差法可知，物块下滑的加速度 SKIPIF 1 < 0 ．
故本题正确答案为：A；0.233；0.75．
12．（2017·全国·高考真题）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．
实验步骤如下：
①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；
③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]， SKIPIF 1 < 0 表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出 SKIPIF 1 < 0 ；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出v－Δt图，如图(c)所示．
完成下列填空：
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 SKIPIF 1 < 0 与vA、a和Δt的关系式为 SKIPIF 1 < 0 ＝________.
(2)由图(c)可求得vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2.(结果保留3位有效数字)
【答案】 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【详解】（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知： SKIPIF 1 < 0 ，且 SKIPIF 1 < 0 联立解得： SKIPIF 1 < 0 ；
（2）由图（c）结合几何关系可求得 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，即 SKIPIF 1 < 0 ．
【点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量．
13．（2015·重庆·高考真题）同学们利用如图所示方法估测反应时间．
首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间．当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为 SKIPIF 1 < 0 ，则乙同学的反应时间为_________（重力加速度为 SKIPIF 1 < 0 ）．
基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.4s，则所用直尺的长度至少为_______cm（ SKIPIF 1 < 0 取10m/s2）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是________的（选填“相等”或“不相等”）.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 80 不相等
【详解】试题分析：（1）刻度尺下降时间，即为乙同学的反应时间，刻度尺做自由落体运动，故有 SKIPIF 1 < 0 ，解得 SKIPIF 1 < 0
（2）刻度尺下降4s所下落的高度为 SKIPIF 1 < 0 ，故长度至少为 SKIPIF 1 < 0 ，在相等时间间隔通过的位移是不断增加的，所以每个时间间隔在直尺上对应的长度是不相等的．
考点：考查额自由落体运动
【名师点睛】直尺做的是自由落体运动，根据自由落体运动计算下降的时间，直尺下降的时间就是人的反应时间，根据匀变速直线运动的规律分析相等时间间隔内位移的变化规律
14．（2018·海南·高考真题）学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小．实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t．
(1)重力加速度大小可表示为g=_____(用s、n、t表示)；
(2)如果某次实验中，s=0.90m，n=30，t=13.0s，则测得的重力加速度大小g=________m/s2；(保留2位有效数字)
(3)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：____________________．
【答案】 SKIPIF 1 < 0 9.6 “适当增大n”或“多次测量取平均值”
【分析】本题考查一个利用自由落体运动规律测量重力加速度的实验
【详解】（1）已知第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t，所以一个水滴从漏斗的下端滴落到桶底所用的时间 SKIPIF 1 < 0 ，所以 SKIPIF 1 < 0 ，故 SKIPIF 1 < 0
（2） SKIPIF 1 < 0 2
（3）提高精度可以提高测量时间的精度和距离的精度，也可以适当增大n，或多测几次取平均．
15．（2018·江苏·高考真题）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g．细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤．实验操作如下：
①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；
②在重锤1上加上质量为m的小钩码；
③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；
④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t．
请回答下列问题：
（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的_______（选填“偶然”或“系统”）误差．
（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了________．
A．使H测得更准确
B．使重锤1下落的时间长一些
C．使系统的总质量近似等于2M
D．使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其________下落．
（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0．用实验中的测量量和已知量（M、H、m、m0、t）表示g，则g＝_________．
【答案】 （1）偶然 （2）B （3）匀速 （4） SKIPIF 1 < 0
【详解】本题考查重力加速度的测量，意在考查考生的实验探究能力．（1）时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差，所以属于偶然误差．（2）由于自由落体的加速度较大，下落H高度的时间较短，为了减小测量时间的实验误差，就要使重锤下落的时间长一些，因此系统下降的加速度要小，所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多．（3）为了消除滑轮的摩擦阻力，可用橡皮泥粘在重锤1上，轻拉重锤放手后若系统做匀速运动，则表示平衡了阻力．（3）根据牛顿第二定律有 SKIPIF 1 < 0 ，又 SKIPIF 1 < 0 ，解得 SKIPIF 1 < 0 ．
点睛：本题以连接体运动为背景考查重力加速度的测量，解题的关键是要弄清该实验的原理，再运用所学的知识分析得出减小误差的方法．
16．（2018·北京·高考真题）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律．
主要实验步骤如下：
a．安装好实验器材．接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．
b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示．
c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示．
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)．
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(含砝码)
（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像_____________．
（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________．v-t图像斜率的物理意义是______________________．
（4）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度 SKIPIF 1 < 0 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)．
（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的．当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想．请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________．
【答案】 A C 如图所示：
小车的速度随时间均匀变化 加速度 越小越好 有关 如果小球的初速度为0，其速度 SKIPIF 1 < 0 ，那么它通过的位移x∝t2．因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化．
【详解】（1）打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度．故需要的仪器选AC
（2）利用所给点迹描点连线，得图像
其中C点的横坐标为3T，纵坐标为 SKIPIF 1 < 0
（3）结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化，所以小球做匀加速运动，图像的斜率代表了运动时的加速度
（4） SKIPIF 1 < 0 越小，则 SKIPIF 1 < 0 越接近计数点的瞬时速度，所以 SKIPIF 1 < 0 越小越好，计算速度需要用到 SKIPIF 1 < 0 的测量值，所以 SKIPIF 1 < 0 大小与速度测量的误差有关．
（5）如果小球的初速度为0，其速度 SKIPIF 1 < 0 ，那么它通过的位移x∝t2．因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化．（要检验小球的速度是随时间均匀变化的，可以检验小球运动位移与时间的平方成正比，利用滴水可以得到小球的运动时间，并测出小球在相应时间内的位移，则可以验证．）
点睛：本题考查了速度与与时间得关系，速度没有办法直接测量，所以要利用物理关系转化，转换成我们能够测量的量，然后在来验证速度与时间得关系．
17．（2018·全国·高考真题）甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下：
（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺．
（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________（用L、L1和g表示）．
（3）已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反应时间为__________s．（结果保留2位有效数字）
（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________．
【答案】 SKIPIF 1 < 0 0.20 多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子
【详解】试题分析 本题主要考查自由落体运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材知识解决实际问题的能力．
（2）根据题述，在乙的反应时间t内，尺子下落高度h=L-L1，由自由落体运动规律，h= SKIPIF 1 < 0 gt2，解得t= SKIPIF 1 < 0 ．
（3）代入数据得：t=0.20s．
（4）多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子
点睛 测量反应时间是教材上的小实验，此题以教材小实验切入，难度不大．
18．（2017·浙江·高考真题）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中
（1）下列说法中不正确或不必要的是 ______（填字母）.
A．长木板的一端必须垫高，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动
B．连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行
C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释车
D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始
(2)图1是实验中打下的一段纸带.算出计数点2的速度大小为________ SKIPIF 1 < 0 ，并在图2中标出，其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图2中已标出．
（3）作图___并求得小车的加速度大小为_______ SKIPIF 1 < 0
【答案】 AD 0.58-0.61 见解析 1.43~1.53
【详解】(1)[1]A．探究小车的速度与时间的变化，并没有要求小车只在拉力作用下运动，即平衡摩擦力不是必要的，A不是必要的，符合题意；
B、连接小车的细绳需要与木板平行，否则就要涉及到绳子拉力分解问题，即拉力是一个变力，B是必要的，不符合题意；
C．操作时应先开电源再释放小车，C是必要的，不符合题意；
D．在处理纸带时，由于第一点并不确定，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，D不是必要的，符合题意；
故选AD。
(2)[2]根据图中x1=3.80cm=0.0380m，x3=15.70cm=0.1570m，所以有
SKIPIF 1 < 0
(3)[3]根据描点作一条过原点的直线，如图所示
[4]直线的斜率即为小车的加速度，所以加速度为
SKIPIF 1 < 0
19．（2016·天津·高考真题）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．
（1）实验中必要的措施是______．
A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车
C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力
（2）他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=______m/s．（结果均保留两位有效数字）
【答案】 （1）AB （2）0.80 0.40
【详解】①为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，故AB正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误，故选AB．
②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为 SKIPIF 1 < 0 ；
根据逐差法可知，物体的加速度 SKIPIF 1 < 0 ；
B点的速度等于AC段的平均速度，则有： SKIPIF 1 < 0 ．
【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用，要注意明确实验原理，知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量．
20．（2015·广东·高考真题）某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系起有重物的纸带，使重物___________(填“靠近”或“远离”)计时器下端； ___________，___________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
②图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取___________(填“b”或“c”)来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和___________。
【答案】 靠近 先通电源 再释放纸带 b 纸带与打点计时器间的阻力
【详解】①[1]由实验装置示意图可知，需要通过打点计时器在纸带上打下若干点，来研究重物的下落运动，因此开始时，重物要靠近打点计时器，以确保有限长度的纸带能够用来打点的有效部分足够长;
[2][3]本实验是通过自由落体运动来测量重力加速度，因此要让纸带上第一个打点对应的重物速度为0，所以需要先接通电源，再释放纸带。
②[4]对照两条纸带发现，纸带b点迹间隔逐渐变大，而纸带c点迹间隔先逐渐变大后逐渐变小，说明c对应的重物运动先加速，后减速，与自由落体运动特征不符，因此应选用纸带b；
[5]自由落体运动的前提是物体只在重力作用下所做的运动，而现实实验中，重物在下落过程中还受到空气阻力作用，以及纸带在穿过打点计时器的过程中，受到摩擦阻力的作用。
21．（2015·江苏·高考真题）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50 Hz的交流电。
(1)下列实验操作中，不正确的有____________。
A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面
C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落
D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
(2)该同学按正确的步骤进行实验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，…，8。用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示。
计算相邻计时点间的平均速度v，，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表。请将表中的数据补充完整。
(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是____________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是______。
(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验②”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同。请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得到什么结论？____________
【答案】 CD 38.4 逐渐增大到39.8 cm/ s 逐渐增大到等于重力 为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。
【详解】(1)[1]在实验时，应用手拿着纸带释放，而不是拿着磁铁，应先接通电源，让打点计时器工作，然后释放磁铁，所以不正确的是CD；
(2)[2]由
SKIPIF 1 < 0
可求
v4=38.4 cm/ s
(3)[3]由纸带上的测量数据知，磁铁的速度逐渐增大到39.8 cm/ s，最后匀速下落，阻力逐渐增大到等于重力；
(4)[4]为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。
【方法技巧】本题主要是对纸带的处理，能利用纸带分析物体的运动，从而得到阻尼的效果，并能准确计算一定时间内的平均速度，由现象分析规律。
位移区间
AB
AC
AD
AE
AF
SKIPIF 1 < 0
6.60
14.60
SKIPIF 1 < 0
34.90
47.30
SKIPIF 1 < 0
66.0
73.0
SKIPIF 1 < 0
87.3
94.6
SKIPIF 1 < 0
0
1
2
3
4
5
6
SKIPIF 1 < 0
0
507
1094
1759
2505
3329
4233
次数
1
2
3
4
5
SKIPIF 1 < 0 /cm
0.85
0.86
0.82
0.83
0.85
v/（m·s-1）
4.25
4.10
4.15
4.25
H/m
0.9181
0.9423
0.8530
0.8860
0.9231
位置
1
2
3
4
5
6
7
8
v－（cm/s）
24.5
33.8
37.8
_
39.5
39.8
39.8
39.8