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题型：实验探究题题类：难易度：普通

广东省广州市第二中学2024-2025学年高一上学期10月月考物理试卷

小义同学用光电计时器研究自由落体运动，实验装置如图甲所示。步骤如下：

①测量小钢球的直径D；

②让电磁铁吸附小钢球；

③安装光电门并调节光电门的位置，使小钢球下落通过光电门时，光电门的激光束可以正对小球的球心；

④用刻度尺测量小钢球球心到光电门的高度h；

⑤断开电磁铁开关，让小钢球由静止释放，记录小钢球通过光电门所用的时间t；

⑥竖直移动光电门的位置，重复步骤④和⑤，记录多组关于h、t的数据。

（1）、根据实验步骤可知，小钢球通过光电门时的速度为（用题中所给的字母表示）；

（2）、老师指导小义以h为纵坐标、t ⁿ（n=±1，±2）为横坐标在坐标纸上描点作图，图像如图乙所示。为了获得线性的拟合图线，从而更好地观察规律，n应该取（填“-1”、“+1”、“-2”或“+2”），得到的图像最合理的是（填“a”、 “b”或“c”）；

（3）、根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k，由可知重力加速度的表达式为g=（用题中所给的字母表示）；

（4）、小义发现，实验测量出来的重力加速度与本地重力加速度的实际值不符合。经过检查发现，其原因是步骤③光电门的位置没有调节好，导致小钢球通过光电门时，球心略微偏离光电门的激光束。则测量的重力加速的值比实际值（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

举一反三

近两年，台州交警将“礼让行人”作为管理重点，“斑马线前车让人”现已逐渐成为一种普遍现象，如图所示。司机小明驾车以 $\text{[math]}$ （约为 $\text{[math]}$ ）的速度，在平直的城市道路上沿直线行驶。看到斑马线有行人后立即以 $\text{[math]}$ 的加速度刹车，车停住时车头刚好碰到斑马线。等待行人 $\text{[math]}$ 后（人已走过），又用了 $\text{[math]}$ 时间匀加速至原来的速度。开始刹车时设为计时起点（即 $\text{[math]}$ ），则：

（1）求车第 $\text{[math]}$ 末的瞬时速度大小；

（2）求车前 $\text{[math]}$ 内的位移大小；

（3）求从开始刹车到恢复原速这段时间内车的平均速度大小；

巴以冲突中，无人机被广泛用来扔炸弹，有三架无人机 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，离地面的高度分别为 $\text{[math]}$ 。若先后顺次由静止释放炸弹，炸弹刚好同时落到地面，释放炸弹时无人机静止在空中，不计空气阻力，则（　　）

如图所示，跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开直升机后由静止自由下落80 m，然后张开降落伞沿竖直方向匀速下降160 m，最后沿竖直方向匀减速下降400 m恰好到达地面静止。g取10 m/s² ，求：

（1）自由落体运动结束时运动员的速度大小和减速下降时的加速度大小；

（2）运动员从离开直升机至到达地面的总时间。

一汽车在平直公路上以 $\text{[math]}$ 的速度行驶，突然发现前方道路出现状况，驾驶员立即刹车，汽车作匀减速直线运动，刹车后t=2s内的位移大小为x=30m。求：

光电门是由门一样的外形和光学传感器组成的，当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的瞬时速度；为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度d=4.0cm的挡光条，如图所示，滑块在拉力作用下，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间t₁为0.20s，通过第二个光电门的时间t₂为0.05s，挡光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔t为3.0s。则滑块通过第一个光电门时速度v₁={#blank#}1{#/blank#}m/s，滑块通过第二个光电门时速度v₂={#blank#}2{#/blank#}m/s，估算滑块的加速度为a={#blank#}3{#/blank#}m/s^2.（以下计算结果保留2位有效数字）。

随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常离不开手机。然而开车使用手机是一种分心驾驶的行为，极易引发交通事故。如图所示，一辆出租车在平直公路上以v₁=26m/s的速度匀速行驶，此时车的正前方80m处有一电动三轮车，正以v₂=8m/s速度匀速行驶，而出租车司机此时正低头看手机，t₁=2.5s后才发现前方三轮车，司机经过反应时间t₂=0.5s后立刻采取紧急制动措施，汽车以最大加速度9m/s²做匀减速直线运动。

（1）当出租车开始减速时出租车与三轮车间的距离是多少？

（2）在汽车刹车过程中，两车是否相撞，若不相撞，求出最小距离；若相撞，求刹车多久后相撞。

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