《2025年高考必刷小题高中物理人教版》

1. 电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了如图所示的一条纸带.

（1）电火花计时器使用的是______V的______（填“直流”或“交变”）电源，计时器打点的时间间隔为0.02 s，每隔4个点取1个计数点依次得到了O、A、B、C、D五个计数点.
（2）小车由静止开始运动，则纸带的______（填“左”或“右”）端与小车相连.
（3）用刻度尺量得$OA = 1.20\ cm$，$OB = 2.80\ cm$，$OC = 4.80\ cm$，$OD = 7.20\ cm$，打B点时纸带的速度大小为______m/s，纸带运动的加速度大小为______$m/s^{2}$.
（4）如果当时电流的频率变大，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值比实际值______（填“偏大”或“偏小”）；如果当时电网中的电压变成210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______（填“偏大”“偏小”或“不变”）.
（5）关于打点计时器的使用，下列说法正确的是______.
A. 电磁打点计时器使用的是8 V的直流电源
B. 在测量小车速度时，先接通打点计时器的电源，后让小车运动
C. 使用的电源频率越高，打点的时间间隔越小
D. 电源的电压越高，打点的时间间隔就越小

答案：
(1) 220 交变
(2) 左
(3) 0.18 0.40
(4) 偏小 不变
(5) BC         【解析】
(1) 电火花计时器使用的是 220 V 的交变电源。
(2) 小车由静止开始运动，则纸带随小车做加速运动，相同时间内通过的位移越来越多，则纸带的左端与小车相连。
(3) 计时器打点的时间间隔为 0.02 s，每隔 4 个点取 1 个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为$T = 5×0.02 s = 0.1 s$，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打 B 点时纸带的速度大小为$v_{B}=\frac{x_{AC}}{2T}=\frac{(4.80 - 1.20)×10^{-2}}{2×0.1} m/s = 0.18 m/s$；根据逐差法可得，纸带运动的加速度大小为$a=\frac{x_{BD}-x_{OB}}{4T^{2}}=\frac{(7.20 - 2.80 - 2.80)×10^{-2}}{4×0.1^{2}} m/s^{2}=0.40 m/s^{2}$。
(4) 如果当时电流的频率变大，则打点周期变小，而做实验的同学并不知道，则代入计算的时间偏大，那么加速度的测量值比实际值偏小；如果当时电网中的电压变成 210 V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比不变。
(5) 电磁打点计时器使用的是 8 V 的交流电源，A 错误；在测量小车速度时，先接通打点计时器的电源，后让小车运动，B 正确；根据$T=\frac{1}{f}$可知，使用的电源频率越高，打点的时间间隔越小；打点的时间间隔与电源的电压没有关系，C 正确，D 错误。

2. 某兴趣小组用光电门、计时器和直尺测量当地的重力加速度. 图（a）是其实验装置，其操作方法是：让直尺下端刚好处于光电门处并由静止释放，计时器记录直尺通过光电门的时间，直尺运动过程中尺身始终处于竖直方向，图（b）是量程分别为0～15.0 cm的钢尺和0～20.0 cm的塑料尺.

（1）为了较准确测出重力加速度，应选择______（填“钢尺”或“塑料尺”）完成该实验.
（2）小组通过5次实验，测得直尺通过光电门的时间如下表. 第4次实验操作可能存在的问题是：直尺下端开始遮光时具有______（填“加速度”“初速度”或“重力”）.

（3）剔除第4组数据，从表格其他数据算出时间的平均值约为0.185 s，并利用选定的直尺的量程L代入$g=\frac{2L}{t^{2}}$，得$g\approx8.77\ m/s^{2}$，结果与当地重力加速度差距较大，上述数据处理存在的问题是______.
（4）根据实验数据，正确的计算结果应该是$g =$______（结果保留2位小数）.

答案：
(1) 钢尺
(2) 初速度
(3) 计算位移时误用钢尺的量程，应该用钢尺的总长度
(4)$9.70 m/s^{2}$          【解析】
(1) 由于钢尺的密度大，受空气阻力的影响小，所以选钢尺。
(2) 由表格可知，第 4 次实验的时间明显小于其他几次，可能存在的问题是：直尺下端开始遮光时具有初速度。
(3) 根据$g = \frac{2L}{t^{2}}$，代入计算的位移为$L = 0.15 m$，结果与当地重力加速度差距较大，上述数据处理存在的问题是计算位移时误用钢尺的量程，应该用钢尺的总长度。
(4) 由题图(b)可知，钢尺总长度为 0.1660 m，根据实验数据，正确的计算结果应该是$g=\frac{2×0.1660}{0.185×0.185} m/s^{2}\approx9.70 m/s^{2}$。