《【临门一脚】高考物理三轮冲刺过关》预测17 力学实验之纸带类问题 （解析版）

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2021 年高考物理【临门一脚】（全国通用）
预测 17 力学实验之纸带类问题
概率预测 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆
题型预测 实验题☆ ☆ ☆ ☆ ☆
考向预测
实验命题不避热点，注重陈题翻新；重点实验频频考，其他实验“轮
换”考。实验“小题”常考力学内容，实验“大题”常考电学内容。在
两个实验中，通常一个实验立足教材，立足创新，凸显对科学探究素养
的考查，一般较为基础，注重对考生的实验基本功的考查；另一个实验
题依据新课程标准要求挖掘改造，对考生的实验能力要求较高，突出选
拔作用。山东卷的实验题文字量较全国卷大，更加注重对实验原理的考
查，创新程度较高。
1．区别“计时点和计数点”
① 计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，打点计时器所用电源的频率为 50 Hz 时，打
下两相邻点间的时间间隔为 0.02 s。
② 计数点是人们根据需要选择的一定数目的点，两个相邻计数点间代表的时间间隔由选择
点的个数而定。
2．利用纸带判定物体的运动性质（如图所示）
（1）若 x1、x2、x3、…、x6基本相等，在误差允许的范围内可认为物体做匀速直线运动。
（2）利用 x1、x2、x3、…、x6计算出相邻相等时间内的位移差 x2－x1、x3－x2、…、x6－x5，
若大致相等，则在误差允许的范围内认为 Δx＝aT2可判定物体做匀变速直线运动。
2．平均速度法求速度：如图所示，做匀变速直线运动的物体在某段时间的中间时刻的瞬
时速度等于这段时间内的平均速度，即 vn＝。
3．利用纸带求加速度的三种方法
（1）利用第 m个T时间内的位移和第 n个T时间内的位移求 a，即 a＝。
（2）逐差法：如从纸带上得到 6个连续相等时间间隔内的位移，则 a＝。
1
处理纸带问题的三点关注
（1）长度计算：常用逐差法处理题中得到的数据，得出所求长度。逐差法是把测量数据
中的因变量进行逐项相减或按顺序分为两组进行对应项相减的方法。
（2）单位换算：题给单位一般是 cm，最后算出来的加速度一般以 m/s2 为单位等。
（3）周期选择：常见的打点计时器的频率为 50 Hz，频闪相机的闪光频率为 10 Hz，即它
们的周期分别为 0.02 s、0.1 s，若每 5个计时点取一个计数点，则它们的周期分别变为 0.1
s、0.5 s。
1．（2020·全国高考真题）某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦
阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图
（b）所示。
已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为 0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出 B点时
小车的速度大小 vB=_____m/s，打出 P点时小车的速度大小 vP=_____m/s（结果均保留2位小数）。
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得
2
的物理量为_________。
【答案】 0.36 1.80 B、P之间的距离
【解析】
由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度
验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所以还需要测量对应的 B、P之间的
距离。
2．（2020·浙江高考真题）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；
图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：
（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为 M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为 m，让小车沿木板下滑，测出加速度 a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到 的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点 a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打 d点时小车的
速度大小 _____ （保留两位有效数字）；
②需要满足条件 的方案是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作 图象
时，把 作为 F值的是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
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