2023年高考物理全国甲卷真题变式·分层精准练：第10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。

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学记录小车运动情况的纸带如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，打相邻两计数点的时间间隔T=0.2s，结果均保留三位有效数字。

在研究小车变速直线运动的实验中，请回答下面的问题：

                 

打点计时器是高中物理中重要的实验仪器，图中的甲，乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题：

某研究性学习小组采用如图所示的装置，测量物体从斜面下滑做匀加速直线运动的加速度。实验所提供器材有：导轨、小车（装有宽度为d的遮光板）、光电门两只、米尺等。

某实验小组用下图甲所示的装置测自由落体的加速度。其操作步骤如下：

A．按照图甲的装置安装实验器材；

B．将打点计时器接到学生电源的“交流输出”上；

C．用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直，使重物远离打点计时器；

D．先释放纸带，之后闭合开关接通电源，打出一条纸带；

E．重复步骤C几次，从打出的纸带中选取较理想的一条如图乙，测出纸带上一些连续点的距离为AB=5.8mm，BC=9.8mm，CD=13.6mm，DE=17.6mm；

F．根据测量的数据算出重力加速度。

某同学要研究一辆电动遥控玩具车启动过程的加速度。实验时，该同学通过遥控器控制按钮启动玩具车，玩具车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列的点迹，打点计时器打点频率是50Hz。经多次实验，该同学选出了一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取7个点作为计数点（相邻两计数点之间还有4个点），并测量出了相邻两计数点之间的距离，如图所示。

利用图示装置可测量滑块在斜面上运动的加速度：一倾斜斜垫导轨上安装有一个光电门，该光电门的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自倾斜气垫导轨最高点滑下通过光电门时，与光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门所用的时间。改变光电门的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用刻度尺测遮光片到光电门之间的距离s，记下相应的时间t值，已知遮光片的宽度为d。

在“利用打点计时器研究匀加速直线运动”实验中，某同学对同一个运动重复实验，得到二条纸带。由于打出的点间隔近，该同学每隔四个点做为一个计数点，以便分析计算。用刻度尺测量相邻点间距，发现二条纸带有一组数据不同，如图所示（已知打点计时器电压220V频率50Hz，（测量结果保留二位有效数字）：

“测量小车做匀变速直线运动时的加速度”实验的斜面如图甲所示，斜面上安装了光电门。有一小车如图乙所示，其上面固定有宽度均为b的挡光片A、B，小车从斜面顶端开始运动。

用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出），如图甲所示。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，如图乙所示。

研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz，纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．

①部分实验步骤如下：

A．测量完毕，关闭电源，取出纸带

B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车

C．将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

D．把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔

上述实验步骤的正确顺序是：（用字母填写）

②图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s

③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅=．

④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=．

某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动，实验步骤如下：

A．安装好实验器材；

B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；

C．测出x₁、x₂、x₃、…

结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：

为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学在水平桌面上组装了如图甲所示的实验装置。实验时，可在小车上安装一轻薄板，以增大空气对小车运动的阻力。实验中所用的小车质量为M。