2022屆新高考物理實(shí)驗(yàn)題解析一：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)（解析版）

實(shí)驗(yàn)一研究與變速直線運(yùn)動(dòng)

-2022屆高考物理實(shí)驗(yàn)題解析

1.2021北京卷第15題

物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如:

（1）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測某

金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。

則該金屬管的內(nèi)徑為nun。

3主尺4cm

0游標(biāo)尺10

圖1

（2）數(shù)據(jù)分析。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶上打點(diǎn)，其中一部分如圖2所示，8、C、D

為紙帶上標(biāo)出的連續(xù)3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz

的交流電源上。則打C點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的速度%=m/s（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

||||||11可1響川1|11即川|1111|1111|“11|麻"1111|1111|川1|1111|111山11|1111|卅附ll|llll|l呻

V345678910111213cmi4

圖2

（3）實(shí)驗(yàn)原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。認(rèn)為桶和砂所受的重力等于使小

車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力。實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)量〃比小車質(zhì)量“小得多。請分

析說明這個(gè)要求的理由。（）

【答案】31.40.44設(shè)繩的拉力為7,小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a。對桶和砂，有mg-T=ma；對小車,

M1

有7=3。得7=”一mg。小車受到細(xì)繩的拉力7等于小車受到的合力用即一菽蒜”且一二］工團(tuán)8o

M+mId---

M

可見，只有桶和砂的總質(zhì)量〃比小車質(zhì)量〃小得多時(shí)，才能認(rèn)為桶和砂所受的重力始等于使小車做勻加

速直線運(yùn)動(dòng)的合力Fo

【解析】

(1)口]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有

3.1cm+4X0.1mm-31.4mm

(2)[1]每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，故兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有5個(gè)間隔；故兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5X0.02

=0.1s

[2]勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，則有

v=--0.44m/s

c2T

(3)[3]設(shè)繩的拉力為7,小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a。對桶和砂，有

mg—T=ma

對小車，有7

得7=mg

M丁

小車受到細(xì)繩的拉力7等于小車受到的合力F,即

LviTrn]+

M

可見，只有桶和砂的總質(zhì)量加比小車質(zhì)量〃小得多時(shí)，才能認(rèn)為桶和砂所受的重力磔等于使小車做勻加

速直線運(yùn)動(dòng)的合力凡

2.2021年高考上海等級考第9題

物體做直線運(yùn)動(dòng)的頻閃照片如圖所示，對()

(A)加速度向左

(B)速度向左

(0加速度向右

(D)速度向右

【答案】C

【解析】因?yàn)椴恢傈c(diǎn)的先后，不能判斷速度方向。只能判斷加速度向右，因?yàn)樵较蛴蚁噜弮牲c(diǎn)間距離越

來越大，則速度越來越大。

3.某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間.實(shí)驗(yàn)前，將該

計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖(a)所示.實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車.在小車運(yùn)動(dòng)過程中，

滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)6個(gè)水滴的位置.(已知滴水計(jì)時(shí)器每30s

內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)

滴水針頭TJ、不

^h15_)~~_(1)-n1

左右

A

左］4右

117多133mm

(b)

(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的.

(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng).小車運(yùn)動(dòng)到圖(b)中4點(diǎn)位置時(shí)的速度大

小為m/s,加速度大小為m/s；(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

【答案】(1)從右向左(2)0.190.038

【解析】(1)小車在阻力的作用下，做減速運(yùn)動(dòng)，由題圖(b)知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減

小，所以小車在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng).

302

(2)已知滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，所以相鄰兩水滴間的時(shí)間間隔為片關(guān)s=5s,

406

,上dwA…士4上0.117+0.133(四+%)一(4+不)

所以4點(diǎn)位置的速度為以=-------3——m/s^0.19m/s.根據(jù)逐差法可求加速度a

2X?

O

解得a*0.038m/s2.

4.在研究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，將木板傾斜，可使小車牽引紙帶沿斜面下滑.小車拖動(dòng)紙

帶，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如下圖所示.已知打點(diǎn)周期為0.02s.

665cm5.60cm455cm3.55cm2.45cm1.45em

(1)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，按要求計(jì)算后填寫表格.

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

分”段第1段第2段第3段第4段第5段第6段

時(shí)間t(s)0-0.10.1-0.20.2?0.30.3-0.40.4?0.50.5?0.6

各段位移X

1.