测量速度加速度（解析版） 高考物理真题分项汇编（全国通用）.docx

高考真题专题71 实验一：测量速度加速度一、实验题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各点时小车的位移填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为和，表中________cm，________    位移区间ABACADAEAF6.6014.6034.9047.3066.073.087.394.6（2）根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，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，小车运动的图线可视为一条直线，此直线用方程表示，其中________，________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________，小车的加速度大小________。

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[2]平均速度为（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，小车运动的图线可视为一条直线，图像为  此直线用方程表示，由图像可知其中，（4）[6][7]小球做匀变速直线运动，由位移公式，整理得即故根据图像斜率和截距可得，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__________已知打点计时器所用交流电源的频率为，则打计数点2时小车的速度大小为：__________（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ACD②[2][3]计数点1的读数为2.75已知打点计时器所用交流电源的频率为，则打点周期T=0.02s，则打计数点2时小车的速度大小为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，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度在坐标纸上建立坐标系，根据重锤下落的速度作出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______________（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，请在图中标出速度对应的坐标点，并作出图线______________3）根据图3，实验测得的重力加速度______________（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（2）[2]做出图像如图所示（3）[3]根据，可知根据图像可知其斜率为重力加速度，则有（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测量n滴水下落的总时间，则4．（2022·江苏·高考真题）小明利用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，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）用分度值为的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图2所示，则______3）作出图线，如图3所示，则可得到重力加速度______4）在图1中，将放在木条与地面间的中点附近进行测量，若将放在地面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______（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 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A2）[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]根据可知故在图像中斜率表示重力加速度，则根据图线有（4）[4]下落过程中声音传播的时间为则小球下落的时间为（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（）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：0123456050710941759250533294233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）当时，该飞行器速度的大小______；（3）这段时间内该飞行器加速度的大小______（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（3）[3]根据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∶次数12345/cm0.850.860.820.830.85v/（m·s-1）4.254.104.154.25H/m0.91810.94230.85300.88600.9231（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________mm2）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（2）[2][3]由题意可知，小球下落H =0.9423 m时的速度由运动学公式得（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、、、、、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】 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②[2]题中要求充分利用数据，利用逐差法求解加速度，则解得加速度为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。