1.4实验：用打点计时器测量小车的速度（预习衔接.含解析）2025-2026学年高一上学期物理必修第一册教科版（2019）

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新课预习衔接 实验：用打点计时器测量小车的速度
一．选择题（共5小题）
1．（2024 台州期末）如图，水平导轨上安装两个相距为l＝0.5m的光电门，小车上装有宽度为d＝2cm的遮光条，在槽码的牵引下，从某一位置开始运动，先后经过光电门1、2，挡光时间分别为Δt1＝0.05s、Δt2＝0.02s，用近似代表小车通过光电门的瞬时速度，下列说法正确的是（　　）
A．加速度约为0.84m/s2
B．经过光电门1的瞬时速度约为40m/s
C．小车受到的牵引力大小等于槽码的重力大小
D．要使瞬时速度的测量值更加接近于真实值，可换用更宽的遮光条
2．（2024 米东区校级期末）如图所示，用气垫导轨测量滑块的速度和加速度，滑块上安装了宽度为d的遮光条。滑块做匀变速运动先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间t1，通过光电门2的时间t2，遮光条从光电门1到光电门2的时间为t，t1和t2均远小于t，下列说法正确的是（　　）
A．测得滑块在两个光电门之间的平均速度为
B．测得滑块在两个光电门之间的平均速度为
C．测得滑块的加速度为
D．测得滑块的加速度为
3．（2024 西宁期末）如图所示，是某位同学练习使用打点计时器得到的三条纸带，已知纸带右端先通过打点计时器．从点迹的分布情况可以判断，其中做减速运动的是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．乙和丙
4．（2024 管城区校级期中）在实验中，下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是（　　）
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s
C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s
D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s
5．（2024 新郑市校级期末）如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt，测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度，正确的措施是（　　）
A．增大气垫导轨与水平面的夹角
B．提高测量遮光条宽度的精确度
C．使滑块的释放点更靠近光电门
D．换用宽度更窄的遮光条
二．多选题（共5小题）
（多选）6．（2024 甘肃期中）在练习使用打点计时器实验中操作正确的是（　　）
A．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带
B．使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
C．使用打点计时器过程中不需要固定打点计时器
D．每次纸带停止运动后，应先取下纸带再断开电源
E．做完实验后应将纸带及时甩进垃圾桶
F．实验完成后应将器材拆卸如初，并摆放整齐。
（多选）7．（2021秋 东莞市校级期中）如图所示的实验装置可以用来测量物体运动的加速度a，方法是让“工”字形金属片自由下落通过光电门，测量挡光片通过光电门时的速度，从而算出加速度。“工”字形金属片中间立柱长为h，上、下两块挡光片A、B足够窄，宽度均为d，挡光时间由跟光电门相连的数字计时器记录下来。若下挡光片B通过光电门的时间为t1，上挡光片A通过光电门的时间为t2，则下列表达式中正确的是（　　）
A．t1＜t2
B．B挡光片通过光电门时的速度v2
C．“工”字金属片下落的加速度a
D．“工”字形金属片的加速度a
（多选）8．（2021秋 柘城县校级期中）在利用打点计时器测速度的实验中，若打点周期为0.02s，则下列说法正确的是（　　）
A．先接通电源，后拉动纸带
B．先拉动纸带，后接通电源
C．电火花计时器使用6V以下的交流电源
D．连续n个计时点间的时间为（n﹣1）×0.02s
（多选）9．（2018春 晋宁区校级期中）一频闪仪每隔0.04秒发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置．如图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图．由图可以判断，小球在此运动过程中（　　）
A．速度越来越小
B．速度越来越大
C．物体加速度方向由A指向B
D．物体加速度方向由B指向A
（多选）10．（2018秋 夏津县校级月考）在用打点计时器进行实验时，采取下列措施有利于减小纸带受到摩擦而产生的误差的是（　　）
A．改用6V的直流电源
B．电源电压越低越好
C．用平整的纸带，不用皱折的纸带
D．纸带理顺推平，不让它卷曲、歪斜
三．实验题（共5小题）
11．（2024春 保定期末）用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。
（1）实验的主要步骤：
①安装实验装置；
②测量挡光片的宽度d；
③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；
④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；
⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t，由此可知滑块的加速度表达式为：a＝　 　；（用上面测量的物理量字母表示）
⑥改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。其中某一次测量x值如图乙所示，其读数为 　 　cm。
（2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图（乙）所示，求得该图线的斜率k＝　 　m﹣1 s﹣2。已知挡光片的宽度d＝6.60mm，由此进一步求得滑块的加速度a＝　 　m s﹣2。（计算结果均保留3位有效数字）
12．（2024 郑州二模）如图（a）所示，某学生小组设计了一个测量重力加速度的实验。实验器材主要有光电门、下端悬挂砝码的栅栏、安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明带交替组成，每组宽度（不透明带和透明带宽度之和）为5cm，栅栏底部边缘位于光电门的正上方。开始实验时，单击计时按钮，计时器开始工作，使砝码带动栅栏从静止开始自由下落，每当不透明带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算机记下每个开始遮光的时刻tn，第n组栅栏通过光电门的平均速度记为，所得实验数据记录在表中。（答题结果均保留3位有效数字）
n tn/s Δt＝tn﹣tn﹣1 /（m s﹣1） t
1 6.4280 / / /
2 6.4689 0.0409 1.22 6.4485
3 6.5007 6.4848
4 6.5275 0.0268 1.87 6.5141
5 6.5513 0.0238 2.10 6.5394
6 6.5730 0.0217 2.30 6.5622
7 6.5929 0.0199 2.51 6.5830
（1）完善表中第3、4列缺失的数据，分别为 　 　和 　 　；
（2）图（b）是根据表中数据所作的t图线，则当地重力加速度为 　 　m/s2。
13．（2024 湖南一模）某实验小组为测重力加速度，采用如图甲所示的装置，不可伸长的轻绳一端固定于悬点，另一端系一小球，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源，发出的光线与小球的球心在同一水平线上。
（1）现用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球的直径为d＝　 　cm。
（2）在实验中，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到悬点的距离L，同时调整光电门的位置使光线与球心始终在同一水平线上，实验时将小球拉至其球心与悬点处于同一水平面处，轻绳伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间t。得到多组L和t的数据，作出如图丙所示的图像，图线的纵截距为﹣b，则当地的重力加速度g＝　 　（用字母b和d表示）。
（3）若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将 　 　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
14．（2024 顺德区模拟）某实验小组设计创新实验来测量物体的质量，实验装置如甲图所示。
（1）用轻绳一端连接小车，另一端挂上两个钩码，适当垫高模板左侧，轻推小车使其向右滑动，依次通过光电门2和光电门1的时间相等（小车通过两光电门过程中，钩码未到达滑轮处）。
（2）如图乙所示，用刻度尺测量遮光片宽度d＝　 　cm，每个钩码质量为10g；两光电门间距离s＝40.00cm。
（3）取下钩码和轻绳，小车做加速运动，测出遮光片通过光电门2和光电门1的时间分别为Δt2＝10.0ms，Δt1＝4.0ms，则小车经过光电门1的速度为v1＝　 　m/s；经过光电门2的速度为v2＝　 　m/s。（计算结果均保留两位有效数字）
（4）根据获得的数据可计算出小车质量M＝　 　kg。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
15．（2024 西宁一模）用图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。
（1）实验的主要步骤：
①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d＝　 　mm；
②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；
③滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）：
④读出挡光片通过光电门所用的时间t；
⑤改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。
（2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出x图线如图丙所示，求得该图线的斜率k＝　 　m﹣1s﹣2；由此进一步求得滑块的加速度 　 　m s﹣2．（计算结果均保留3位有效数字）
新课预习衔接 实验：用打点计时器测量小车的速度
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．（2024 台州期末）如图，水平导轨上安装两个相距为l＝0.5m的光电门，小车上装有宽度为d＝2cm的遮光条，在槽码的牵引下，从某一位置开始运动，先后经过光电门1、2，挡光时间分别为Δt1＝0.05s、Δt2＝0.02s，用近似代表小车通过光电门的瞬时速度，下列说法正确的是（　　）
A．加速度约为0.84m/s2
B．经过光电门1的瞬时速度约为40m/s
C．小车受到的牵引力大小等于槽码的重力大小
D．要使瞬时速度的测量值更加接近于真实值，可换用更宽的遮光条
【考点】光电门测量物体速度．
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】A
【分析】AB.根据极短时间内的平均速度求解瞬时速度，根据运动学公式求加速度；
C.根据牛顿第二定律分析作答；
D.根据光电门测瞬时速度的原理和极限思维的方法分析作答。
【解答】解：AB．经过光电门1的瞬时速度为
经过光电门2的瞬时速度为
根据速度—位移的关系式可得
综上分析，故A正确，B错误；
C．对槽码，根据牛顿第二定律mg﹣F＝ma
解得绳子拉力F＝m（g﹣a）＜mg，故C错误；
D．要使瞬时速度的测量值更加接近于真实值，可知需经过的时间较短，故需选择较短的遮光条，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查利用光电门研究滑块速度变化规律，要求掌握实验原理、实验装置、实验步骤、数据处理。
2．（2024 米东区校级期末）如图所示，用气垫导轨测量滑块的速度和加速度，滑块上安装了宽度为d的遮光条。滑块做匀变速运动先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间t1，通过光电门2的时间t2，遮光条从光电门1到光电门2的时间为t，t1和t2均远小于t，下列说法正确的是（　　）
A．测得滑块在两个光电门之间的平均速度为
B．测得滑块在两个光电门之间的平均速度为
C．测得滑块的加速度为
D．测得滑块的加速度为
【考点】光电门测量物体速度．
【专题】定量思想；实验分析法；直线运动规律专题；实验能力．
【答案】C
【分析】根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，求出滑块经过1、2光电门时的速度大小，再根据匀变速直线运动的规律可得滑块在两个光电门之间的平均速度；根据加速度定义式可得滑块的加速度大小。
【解答】解：AB、根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则滑块通过第一个光电门的速度为v1
滑块通过第二个光电门的速度为v2
根据匀变速直线运动的规律可得滑块在两个光电门之间的平均速度为：
解得：，故AB错误；
CD、根据加速度定义式可得滑块的加速度大小为：a
解得：a，故C正确、D错误。
故选：C。
【点评】本题主要是考查探究小车速度随时间变化的规律，解答关键是掌握匀变速直线运动的规律，知道瞬时速度的计算方法和逐差法求解加速度的方法。
3．（2024 西宁期末）如图所示，是某位同学练习使用打点计时器得到的三条纸带，已知纸带右端先通过打点计时器．从点迹的分布情况可以判断，其中做减速运动的是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．乙和丙
【考点】用打点计时器测量物体的速度；打点计时器打出纸带的数据处理．
【专题】实验题；定性思想；推理法；直线运动规律专题．
【答案】B
【分析】打点计时器打点时间间隔相同，从纸带上点的分布情况判断纸带运动情况．
【解答】解：从点痕的分布情况可以断定：纸带甲两个点距离基本相等，所以是匀速通过打点计时器的，
纸带乙从右到左邻的计数点之间距离减小，所以是越走越慢的，
纸带丙从右到左邻的计数点之间距离先增大再减小，所以是开始越走越快，后来又越走越慢的。
由以上的分析可知做减速运动的是乙，选项B正确。
故选：B。
【点评】能够知道纸带相邻的计数点之间的时间间隔，能根据相邻点的距离分析纸带的速度，从而明确物体的运动性质．
4．（2024 管城区校级期中）在实验中，下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是（　　）
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s
C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s
D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s
【考点】打点计时器打出纸带的数据处理；探究小车速度随时间变化的规律．
【专题】实验题；直线运动规律专题．
【答案】A
【分析】每隔4个点取一个计数点比较好理解，每5个点取一个计数点时要注意，比如图中的A点已经数到了前面的计数区域，然后从A点往下再去5个点，到达B点，B点已经数到了前面区域内，所以再从B点往后去5个点，到达C点，同理往下．
【解答】解：A、如图所示，图中的计数点的取法既是每隔4个点取一个计数点，也是每5个点取一个计数点；
从图中可以数出相邻的计数点间由5个时间间隔，而打点计时器每隔0.02秒打一个点，所以两计数点间的时间间隔为0.1s，故A正确，BC错误；
D、每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.12s，故D错误；
故选：A。
【点评】注意每5个点取一个计数点时不好理解，要在理解的基础上加强记忆．
5．（2024 新郑市校级期末）如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt，测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度，正确的措施是（　　）
A．增大气垫导轨与水平面的夹角
B．提高测量遮光条宽度的精确度
C．使滑块的释放点更靠近光电门
D．换用宽度更窄的遮光条
【考点】光电门测量物体速度；瞬时速度．
【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】D
【分析】明确平均速度代替瞬时速度的方法，应明确我们是利用Δx趋向于0时的平均速度可近似等于瞬时速度。
【解答】解：本题中利用平均速度等效替代瞬时速度；故只能尽量减小计算平均速度的位移，即换用宽度更窄的遮光条，故D正确；ABC错误；
故选：D。
【点评】解答本题应掌握关键问题，明确平均速度代替瞬时速度的方法，应明确我们是利用Δx趋向于0时的平均速度可近似等于瞬时速度。要使位移与时间的比值更接近一个瞬间只能减小宽度。
二．多选题（共5小题）
（多选）6．（2024 甘肃期中）在练习使用打点计时器实验中操作正确的是（　　）
A．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带
B．使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
C．使用打点计时器过程中不需要固定打点计时器
D．每次纸带停止运动后，应先取下纸带再断开电源
E．做完实验后应将纸带及时甩进垃圾桶
F．实验完成后应将器材拆卸如初，并摆放整齐。
【考点】用打点计时器测量物体的速度．
【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】ABF
【分析】了解打点计时器的工作电压和实验的工作步骤，能够熟练使用打点计时器便能正确解答该题。
【解答】解：A、为了提高纸带的利用率，同时为了使打点稳定，使用打点计时器时要先接通电源，后释放纸带，故A正确；
B、使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行，故B正确；
C、使用打点计时器过程中需要固定打点计时器，故C错误；
D、每次纸带停止运动后，应先断开电源再取下纸带，故D错误；
E、做完实验后应将纸带保存好，以便数据的处理，故E错误；
F、实验完成后应将器材拆卸如初，并摆放整齐。故F正确；
故选：ABF。
【点评】对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度。
（多选）7．（2021秋 东莞市校级期中）如图所示的实验装置可以用来测量物体运动的加速度a，方法是让“工”字形金属片自由下落通过光电门，测量挡光片通过光电门时的速度，从而算出加速度。“工”字形金属片中间立柱长为h，上、下两块挡光片A、B足够窄，宽度均为d，挡光时间由跟光电门相连的数字计时器记录下来。若下挡光片B通过光电门的时间为t1，上挡光片A通过光电门的时间为t2，则下列表达式中正确的是（　　）
A．t1＜t2
B．B挡光片通过光电门时的速度v2
C．“工”字金属片下落的加速度a
D．“工”字形金属片的加速度a
【考点】光电门测量物体速度；匀变速直线运动速度与位移的关系．
【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；推理能力．
【答案】BD
【分析】根据极短时间内的平均速度可以近似表示瞬时速度，可求得挡光片经过光电门的速度，结合位移﹣速度关系可求得加速度大小。
【解答】解：A．由于“工”字形金属片自由下落通过光电门，上、下两块挡光片宽度均为d，上挡光片A通过光电门的速度大，故t1＞t2，故A错误；
B．极短时间内的平均速度可以近似表示瞬时速度，故B挡光片通过光电门时的速度，故B正确；
CD．“工”字型上挡光片A通过光电门时的速度根据位移﹣速度关系公式，有，解得a，故D正确，C错误。
故选：BD。
【点评】本题考查利用光电门测量物体运动的加速度，解题关键掌握极短时间内的平均速度可以近似表示瞬时速度。
（多选）8．（2021秋 柘城县校级期中）在利用打点计时器测速度的实验中，若打点周期为0.02s，则下列说法正确的是（　　）
A．先接通电源，后拉动纸带
B．先拉动纸带，后接通电源
C．电火花计时器使用6V以下的交流电源
D．连续n个计时点间的时间为（n﹣1）×0.02s
【考点】打点计时器打出纸带的数据处理．
【专题】实验题；直线运动规律专题．
【答案】AD
【分析】了解电磁打点计时器的工作电压和实验的工作步骤，能够熟练使用打点计时器便能正确解答该题．
【解答】解：A、为了提高纸带的利用率，同时为了使打点稳定，使用打点计时器时要先接通电源，后释放纸带，故A正确，B错误；
C、电火花打点计时器的工作电压是交流220V，故C错误；
D、根据周期和频率关系可知，当所用电源的频率是50Hz时，打点周期为0.02s，连续n个计时点间的时间为（n﹣1）×0.02秒。故D正确。
故选：AD。
【点评】对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度．
（多选）9．（2018春 晋宁区校级期中）一频闪仪每隔0.04秒发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置．如图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图．由图可以判断，小球在此运动过程中（　　）
A．速度越来越小
B．速度越来越大
C．物体加速度方向由A指向B
D．物体加速度方向由B指向A
【考点】频闪相机测量物体速度．
【专题】实验题；直线运动规律专题．
【答案】AD
【分析】由题意，频闪仪每隔0.04s照相一次，说明照片上相邻两球位置所经历的时间，根据小球间距的变化，分析速度的变化．间距越来越小，速度越来越小，则加速度与速度方向相反．
【解答】解：A、B由题意，频闪仪每隔0.04s照相一次，而小球间距越来越小，则知小球的速度越来越小。故A正确，B错误。
C、D小球的速度越来越小，一定有加速度，加速度方向与速度方向相反，即由B指向A，故C错误D正确。
故选：AD。
【点评】本题中频闪照相与打点计时器类似，抓住周期性，根据小球的间距变化，判断其运动情况，根据牛顿第二定律判断合力大小和方向，都是基本的方法．
（多选）10．（2018秋 夏津县校级月考）在用打点计时器进行实验时，采取下列措施有利于减小纸带受到摩擦而产生的误差的是（　　）
A．改用6V的直流电源
B．电源电压越低越好
C．用平整的纸带，不用皱折的纸带
D．纸带理顺推平，不让它卷曲、歪斜
【考点】用打点计时器测量物体的速度．
【专题】实验题；直线运动规律专题．
【答案】CD
【分析】了解打点计时器的工作电压、工作原理，掌握基本仪器的使用即可正确解答．
【解答】解：A、打点计时器使用的电源交流电源，故A错误。
B、电源电压偏低会使得打出的点迹不够清晰。故B错误。
C、用平整的纸带，不用皱折的纸带，皱折的纸带和计时器的摩擦阻力较大，故C正确。
D、纸带理顺推平，不让它卷曲、歪斜。故D正确。
故选：CD。
【点评】对于基本实验仪器，要会正确使用，了解其工作原理，为将来具体实验打好基础，对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做．
三．实验题（共5小题）
11．（2024春 保定期末）用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。
（1）实验的主要步骤：
①安装实验装置；
②测量挡光片的宽度d；
③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；
④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；
⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t，由此可知滑块的加速度表达式为：a＝　　；（用上面测量的物理量字母表示）
⑥改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。其中某一次测量x值如图乙所示，其读数为 　65.0　cm。
（2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图（乙）所示，求得该图线的斜率k＝　2.38×104　m﹣1 s﹣2。已知挡光片的宽度d＝6.60mm，由此进一步求得滑块的加速度a＝　0.518　m s﹣2。（计算结果均保留3位有效数字）
【考点】光电门测量物体速度．
【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；推理能力．
【答案】⑤；⑥65.0；（2）2.38×104，0.518
【分析】⑤根据运动学公式解得加速度的表达式；
⑥、刻度尺的分度值为1mm，注意估读；
⑦、结合速度—位移公式得出的关系式，从而求出滑块的加速度。
【解答】解：⑤、滑块通过光电门的瞬时速度为：v
根据速度—位移公式得：v2＝2ax
有：a
⑥、刻度尺的分度值为1mm，读数为65.0cm；
（2）由⑤整理得：
根据图线知图线的斜率为：k104m﹣1 s﹣2≈2.38×104m﹣1 s﹣2；
根据k得：a＝0.518m/s2。
故答案为：⑤；⑥65.0；（2）2.38×104，0.518
【点评】解决本题的关键知道实验的原理，对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量间的关系式，结合图线的斜率或截距进行求解。
12．（2024 郑州二模）如图（a）所示，某学生小组设计了一个测量重力加速度的实验。实验器材主要有光电门、下端悬挂砝码的栅栏、安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明带交替组成，每组宽度（不透明带和透明带宽度之和）为5cm，栅栏底部边缘位于光电门的正上方。开始实验时，单击计时按钮，计时器开始工作，使砝码带动栅栏从静止开始自由下落，每当不透明带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算机记下每个开始遮光的时刻tn，第n组栅栏通过光电门的平均速度记为，所得实验数据记录在表中。（答题结果均保留3位有效数字）
n tn/s Δt＝tn﹣tn﹣1 /（m s﹣1） t
1 6.4280 / / /
2 6.4689 0.0409 1.22 6.4485
3 6.5007 6.4848
4 6.5275 0.0268 1.87 6.5141
5 6.5513 0.0238 2.10 6.5394
6 6.5730 0.0217 2.30 6.5622
7 6.5929 0.0199 2.51 6.5830
（1）完善表中第3、4列缺失的数据，分别为 　0.0318　和 　1.57　；
（2）图（b）是根据表中数据所作的t图线，则当地重力加速度为 　9.88　m/s2。
【考点】光电门测量物体速度．
【专题】定量思想；推理法；自由落体运动专题；实验能力．
【答案】（1）0.0318；1.57；（2）9.88
【分析】（1）根据表格中物理量含义分析解答；
（2）根据图像的斜率解得重力加速度。
【解答】解：（1）第3组栅栏通过光电门的挡光时间Δt3＝t3﹣t2＝6.5007s﹣6.4689s＝0.0318s
根据m/s＝1.57m/s
（2）由图可知gm/s2＝9.88m/s2
故答案为：（1）0.0318；1.57；（2）9.88
【点评】本题考查探究小车速度随时间的变化，解题关键掌握表格物理量含义，注意图像斜率的意义。
13．（2024 湖南一模）某实验小组为测重力加速度，采用如图甲所示的装置，不可伸长的轻绳一端固定于悬点，另一端系一小球，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源，发出的光线与小球的球心在同一水平线上。
（1）现用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球的直径为d＝　0.820　cm。
（2）在实验中，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到悬点的距离L，同时调整光电门的位置使光线与球心始终在同一水平线上，实验时将小球拉至其球心与悬点处于同一水平面处，轻绳伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间t。得到多组L和t的数据，作出如图丙所示的图像，图线的纵截距为﹣b，则当地的重力加速度g＝　bd　（用字母b和d表示）。
（3）若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将 　偏大　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【考点】光电门测量物体速度．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；机械能守恒定律应用专题；实验能力．
【答案】（1）0.820；（2）bd；（3）偏大。
【分析】（1）20分度游标卡尺的精确度为0.05mm，测量值＝主尺上对应示数（mm）+游标尺是对齐格数（不估读）×精确度；
（2）根据极短时间内的平均速度求小球通过最低点的瞬时速度；根据机械能守恒定律求重力加速度；
（3）光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，分析此时小球的遮光宽度，再根据分析速度的测量值的变化，再分析动能的变化。
【解答】解：（1）20分度游标卡尺的精确度为0.05mm，小球直径d＝8mm+4×0.05mm＝8.20mm＝0.820cm。
（2）小球通过光电门的瞬时速度
取最低点的重力势能为零，根据机械能守恒
变形得
根据图丙可知图像的纵截距
重力加速度g＝bd。
（3）光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，此时小球的遮光宽度小于直径，根据可知，测出的速度偏大；
根据动能的定义式，小球动能的测量值将偏大。
故答案为：（1）0.820；（2）bd；（3）偏大。
【点评】本题考查了重力加速度的测量，要明确实验的原理，掌握游标卡尺的正确读数；根据机械能守恒定律求解函数是解题的关键。
14．（2024 顺德区模拟）某实验小组设计创新实验来测量物体的质量，实验装置如甲图所示。
（1）用轻绳一端连接小车，另一端挂上两个钩码，适当垫高模板左侧，轻推小车使其向右滑动，依次通过光电门2和光电门1的时间相等（小车通过两光电门过程中，钩码未到达滑轮处）。
（2）如图乙所示，用刻度尺测量遮光片宽度d＝　0.40　cm，每个钩码质量为10g；两光电门间距离s＝40.00cm。
（3）取下钩码和轻绳，小车做加速运动，测出遮光片通过光电门2和光电门1的时间分别为Δt2＝10.0ms，Δt1＝4.0ms，则小车经过光电门1的速度为v1＝　1.0　m/s；经过光电门2的速度为v2＝　0.40　m/s。（计算结果均保留两位有效数字）
（4）根据获得的数据可计算出小车质量M＝　0.19　kg。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
【考点】光电门测量物体速度．
【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；实验能力．
【答案】（2）0.40；（3）1.0，0.40；（3）0.19
【分析】（2）根据毫米刻度尺的读数方法进行读数；
（3）根据很短时间的平均速度表示瞬时速度进行分析；
（4）根据速度—位移公式以及牛顿第二定律进行求解。
【解答】解：（2）根据毫米刻度尺的精确度为0.1mm，测量长度时，需要估读到毫米下一位，即读数为d＝（1.40﹣1.00）cm＝0.40cm；
（3）小车通过光电门1的速度v1m/s＝1.0m/s；通过光电门2的速度v2m/s＝0.40m/s；
（4）由，2mg＝Ma，联立解得M＝0.19kg；
故答案为：（2）0.40；（3）1.0，0.40；（3）0.19。
【点评】该实验考查毫米刻度尺读数方法、很短时间的平均速度可以表示瞬时速度以及运动学公式和牛顿第二定律，涉及知识点较全面，难度适中。
15．（2024 西宁一模）用图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。
（1）实验的主要步骤：
①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d＝　6.60　mm；
②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；
③滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）：
④读出挡光片通过光电门所用的时间t；
⑤改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。
（2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出x图线如图丙所示，求得该图线的斜率k＝　2.38×104　m﹣1s﹣2；由此进一步求得滑块的加速度 　0.518　m s﹣2．（计算结果均保留3位有效数字）
【考点】光电门测量物体速度．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；推理法；直线运动规律专题；实验能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读。
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门的瞬时速度，结合速度—位移公式得出图线的关系式，从而求出滑块的加速度。
【解答】解：（1）游标卡尺的主尺读数为6mm，游标尺读数为0.05×12mm＝0.60mm，游标卡尺读数：d＝6mm+0.60mm＝6.60mm。
（2）滑块通过光电门的瞬时速度为：v，
根据速度—位移公式得：v2＝2ax
有：2ax，
整理得：x
根据图线知图线的斜率为：km﹣1 s﹣2≈2.38×104m﹣1 s﹣2；
根据k得：a，
代入数据解得：a＝0.518m/s2。
故答案为：（1）①6.60；（2）2.38×104；0.518。
【点评】解决本题的关键知道实验的原理，对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量间的关系式，结合图线的斜率或截距进行求解。
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